随着石油资源的日益匮乏,储量丰富的天然气资源的开发和利用引起了广泛的关注。甲烷是天然气的主要成分,目前甲烷的化学利用比较成熟的是间接转化法,即先从甲烷制合成气,再由合成气制备各种化工原料和油品。间接转化法存在诸多缺点:能耗大、流程复杂、生产成本高。甲烷直接转化法可以一步得到有机化工产品,具有很大的吸引力。但是甲烷堪称结构上最稳定的有机分子,它的活化比其他烃类困难,特别是目标产物的反应活性往往比甲烷高得多,导致产物的选择性维持在较低的水平。因此很有必要寻找新的甲烷转化和利用途径。本文提出把甲烷氧化偶联与部分氧化(和二氧化碳重整)制合成气有机地结合起来,通过催化剂的选择和反应条件的控制,使各反应相互促进,同时生成乙烯和合成气。产物混合气可用于制造丙醛、丙酸或丙醇等价值更高的精细化工产品(由乙烯与合成气制丙醛进而制取丙醇或丙酸均已有成熟的技术)。由此实现甲烷和二氧化碳的增值利用。我们首先研究了甲烷、二氧化碳和氧气三组分反应体系。分别以部分氧化催化剂和氧化偶联催化剂为主体,通过对其进行修饰,制备了一系列双功能催化剂。通过改变两种活性组分的相对负载量和采用不同的热处理程序制备了一系列Co-Ni/γ-Al2O3双金属催化剂。对不同Co/Ni相对负载量的Co-Ni/γ-Al2O3催化剂的活性研究发现,Co活性组分具有较高的C2烃选择性。催化剂经过800℃左右高温煅烧后,由原来的墨绿色变为蓝色,这表明活性组分与载体发生固相反应生成了复合氧化物—铝酸盐。高温煅烧使得催化剂的活性和选择性都发生了一定的改变, Ni含量较高的C5N5和C7N3两个催化剂上C2烃选择性