以煤层气中低浓度甲烷催化燃烧为对象,开展了负载铜锌锰型泡沫碳化硅整体式催化剂的制备与性能评价;基于筛选确定的整体式催化剂,进行了低浓度甲烷催化燃烧动力学特性研究,并建立了与实验数据良好相容的本征动力学模型。采用浸渍-热吸附复合法制备了一系列用于低浓度甲烷催化燃烧的、复合金属氧化物泡沫碳化硅整体式催化剂,通过活性评价与SEM、 TPR、XPS等表征分析相结合的方式,系统考察了铜锌锰配比、活性组分负载方法及其负载量等对催化剂性能的影响。结果表明:铜锌锰型催化剂的催化性能优于铜锰型催化剂;采用等体积浸渍法负载活性组分优于热吸附法,活性组分适宜负载量为12%。而助剂的添加以热吸附法更为适宜,助剂适宜添加量为2%。最终确定的催化剂配方为:活性组分铜锌锰摩尔比2:1:1、负载量12%、助剂Zr02添加量2%,且以浸渍-热吸附复合法负载工艺最佳。该催化剂的特征温度Tso和T80分别为502℃和700℃。基于上述优选制备的铜锌锰负载型泡沫碳化硅整体式催化剂和采用微型等温固定床积分反应器(Φ10×2mm、L300mm),在常压、500-700℃和原料甲烷含量0.1%-1%的条件下,对低浓度甲烷催化燃烧本征动力学特性进行了系统研究,建立了双曲型和幂级数型两种本征动力学模型,结合单纯形最优化方法和龙格-库塔算法,对实验数据搜索、选优,估计确定了本征动力学模型参数。F统计、复相关系数以及残差分布检验结果表明,所建模型与实验数据良好相容,是适宜和可信的。