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甲烷直接氧化制甲醇主要有气固相催化氧化、液相催化氧化、酶催化氧化、光催化氧化和等离子体催化氧化等方法，其中液相催化氧化因其具有反应条件相对温和、高转化率及高选择性的优势，被认为是最具有工业化价值的技术。因此，建立一个适合的催化体系，尤其是在温和条件下同时具有高活性、良好选择性且稳定的催化体系是科学家们孜孜以求的目标。本文在课题组前期工作的基础上，围绕着电化学的方法将甲烷直接转化为甲醇，选择对甲烷卤化有催化活性的Ni氧化物纳米粒子，以CuO-AlPO4或PEG-PVA为粘合剂，用模板法制备一系列膨胀石墨/金属复合电极，通过各复合电极分别与80%乙醇氯化钠碱性电解液及[Bmim]Br离子液体-乙醇碱性电解液进行四组正交设计实验，进一步考查电极对甲烷产率的影响，筛选出具有良好催化活性、导电性、稳定性的复合电极，以及与复合电极适合的电解液或者与80%乙醇氯化钠电解液、[Bmim]Br离子液体-乙醇电解液适合的电极。本课题主要分为两部分：第一部分，选择对甲烷卤化有催化活性的Ni的氧化物纳米粒子，以CuO-AlPO4或PEG-PVA为粘合剂，用模板法制备一系列膨胀石墨/金属复合电极。第二部分，通过各复合电极分别与80%乙醇氯化钠碱性电解液及[Bmim]Br离子液体-乙醇碱性电解液进行四组正交设计实验，筛选出具有良好催化活性、导电性、稳定性的复合电极，以及与复合电极适合的电解液或者与80%乙醇氯化钠电解液、[Bmim]Br离子液体-乙醇电解液适合的电极。通过对四组正交设计实验所得最优条件下的结果进行比较，发现：当电解液为80%乙醇碱性电解液时，镍催化剂不利于甲醇的产生；当电解液为[Bmim]Br离子液体-乙醇碱性电解液时，镍催化剂利于甲醇的产生。以PEG-PVA为粘合剂制备的电极较CuO-AlPO4为粘合剂制备的电极更利于甲醇的生成；四个电解体系在最佳条件下的甲醇产率均约为40%，达到了甲烷制甲醇的工业条件。