甲烷是一种优质的清洁燃料,以甲烷催化燃烧为模型反应,用廉价易得的非贵金属氧化物为催化剂,探索以催化燃烧方法消除污染环境的VOCs,具有理论意义和实用价值。 选用低温催化活性较高的氧化铜和高比表面的氧化锡作催化剂,采用了溶胶—凝胶,柠檬酸络合和辅以缓冲溶液的双股并流共沉淀法制备了几个系列催化剂样品。对催化效果较好、合成工艺易于控制调节的共沉淀法进行了工艺条件的优化。使用碳酸氢钠缓冲溶液,采用共沸蒸馏干燥技术,600℃焙烧,减轻了颗粒之间的团聚,增大了催化剂的比表面。得到了最佳组成配比为氧化铜占物质总量40%,平均粒径为30nm,比表面积达43.51 m²/g,甲烷催化燃烧的起燃温度和完全燃烧温度分别为:T₁₀=392℃,T₉₀=532℃的样品。 通过对动力学实验结果的分析,认为甲烷的解离吸附是速控步骤。由实验数据非线性回归,得到动力学参数如下:指前因子k=1.28*10⁴;活化能E_a=9.78*10⁴J/mol,反应级数对甲烷是一级（α=1.00）,对氧气是负0.74级（β=-0.74）。