低浓度甲烷广泛存在于煤层气及工业废气中,当其在过渡金属催化剂上燃烧时,其燃烧反应特性及动力学分区等有待进一步深入研究;另外,低浓度甲烷在抽采时往往具有一定的含湿量,有必要弄清水蒸气对其催化燃烧特性的影响规律。因此,对低浓度甲烷在铜为代表的过渡金属催化剂上的燃烧反应及动力学特性展开研究具有重要的学术意义及工程应用价值。采用Cu/?-Al2O3颗粒作为催化剂,实验研究了低浓度甲烷在固定床微分反应器中的催化燃烧及动力学特性,分析了催化剂在反应前后的表面微观结构、催化活性及表面反应物的变化,重点研究了表面氧对甲烷催化的影响,探讨了氧的覆盖率变化对甲烷催化活性的影响以及氧覆盖率不同而引起的催化燃烧分区的迁移,通过水蒸气对氧的可逆吸附与结合,分析了水蒸气对甲烷催化活性以及相关反应动力学参数的影响规律。研究表明,甲烷在Cu金属表面的催化反应、氧化脱氢按反应物分压的差别可分为三个反应区:富氧燃烧区(Region 1,O2/CH4>2)、稀氧燃烧区(Region 2,0.1