黎营涛 ，牛鹏宇 ，王 强 ，贾丽涛 ，林明桂 ，李德宝,3

（1. 中国科学院山西煤炭化学研究所 煤转化国家重点实验室，山西 太原 030001；2. 中国科学院大学，北京 100049；3. 中国科学院洁净能源创新研究院，辽宁 大连 116023）

中国拥有丰富的煤层气资源。目前，煤层气的利用主要以燃烧为主，作为化工原料生产高附加值化工产品的占比较低。近年来，人们将更多的注意力转移到了甲烷的催化转化过程[1,2]，其中，甲烷氧化偶联（OCM）可以一步反应制取乙烷和乙烯，是实现煤层气中甲烷清洁高效利用的有效途径。

OCM 反应的主要过程是，在催化剂的作用下，氧物种参与活化甲烷分子中的C−H 键，产生甲基自由基，甲基自由基在气相中偶联形成C2+烃[3]。自1982 年报道OCM 反应以来，多种催化剂体系表现出OCM 活性，包括稀土金属氧化物、碱/碱土金属氧化物、过渡金属氧化物和钙钛矿型金属氧化物等。据报道，碱/碱土金属氧化物会因为惰性碳酸盐的形成导致催化性能迅速降低[4]。以Na-W-Mn 型催化剂为代表的过渡金属氧化物存在活性组分流失的现象，稳定性较差[5]。而稀土氧化物，特别是La2O3，具有结构稳定、催化性能优异的特点，成为OCM 反应催化剂的研究热点。

用杂原子对La2O3进行修饰改性是改善其催化性能的有效手段。其中，已有文献报道Sr-[15−18]、Ce-[19]、Mg-[20]和Fe-[21]掺杂的La2O3，氧空位浓度增加，能进一步促进氧气的吸附和活化，形成更多的选择性氧物种促进甲烷的选择性氧化，增加产物中C2+烃的选择性。氧空位会通过促进催化剂中的电荷转移增加氧阴离子电导率，通过测量Sr 掺杂La2O3催化剂的电导率，证实了掺杂后电子结构的变化和氧空位的增加，掺杂后催化剂的C2+烃选择 性 得 到 一 定 程 度 的 提 高[11,16, 22,23]。……