张晨航，豆宝娟，滕子豪，吴亮锴，郝庆兰，宾 峰

(1.天津科技大学 海洋与环境学院，天津 300222; 2.中国科学院力学研究所 高温气体动力学国家重点实验室，北京 100190)

0 引 言

我国每年通过乏风瓦斯向环境中排放大量的甲烷气体，作为重要的温室气体，甲烷对全球增温的能力是CO2的21倍[1]。乏风瓦斯热值比较高(甲烷的热值为35.9 MJ/m3)，若能够将其合理利用，具有环境保护和能源利用的双重价值。目前，催化燃烧技术[2]被视为乏风瓦斯的潜在处理技术之一。甲烷，化学式CH4，是最简单的烃，由1个碳和4个氢原子通过sp3杂化的方式组成，因此甲烷分子的结构为正四面体结构，4个键的键长相同键角相等。因其具有4个稳定的C—H键，键能达到413 kJ/mol，甲烷难以被一般的催化剂活化[3]，故设计高性能的催化剂使其适用于甲烷的催化燃烧就成了解决乏风瓦斯高效燃烧问题的关键。

国内外许多学者针对甲烷催化氧化开展了大量试验研究[4-6]，典型的催化剂为负载型贵金属和过渡金属氧化物。贵金属催化剂尽管具有很高的活性，尤其是Pd和Pt，然而在较高温度下易烧结和升华，容易导致活性组分流失。与贵金属相比，负载型过渡金属氧化物虽然活性比较低，但是在苛刻的环境条件下更具有耐热性、抗毒性强等特点，相比之下具有更高成本效益。

在非贵金属类催化剂方面上，铜-铈催化剂因具有较高的活性和耐久性，被视为贵金属催化剂的替代品[7]。其中，Cu基催化剂本身也具有优良的催化性能和耐久……