表面形貌控制增强铁基载氧体与褐煤化学链燃烧反应活性

被引：11

作者：

覃吴

林常枫

程伟良

肖显斌

机构：

[1] 华北电力大学可再生能源学院,生物质发电成套设备国家工程实验室

来源：

高等学校化学学报 | 2015年 / 36卷 / 01期

基金：

北京市自然科学基金;

关键词：

化学链燃烧; 吸附; 载氧体; CO2; Fe2O3; 密度泛函理论;

D O I：

暂无

中图分类号：

TQ534 [煤的燃烧];

学科分类号：

0817 ;

摘要：

为探究载氧体形貌控制获取适用于化学链燃烧的高活性表面结构载氧体的可行性,以Fe2O3作为模型载氧体,从理论上对比研究Fe2O3的高弥勒指数晶面(104)和Fe2O3自然裸露的最主要晶面之一(001)的表面电子特性,结果表明,Fe2O3(104)的电子结构更有利于表面与煤模型分子的相互作用.基于理论分析结果,从实验上控制制备了单晶载氧体Fe2O3(104)/Al2O3,研究了该载氧体与褐煤的化学链燃烧反应特性.Fe2O3(104)/Al2O3比传统浸渍法制备的载氧体Fe2O3/Al2O3具有更高的反应活性,与理论计算结果一致.元素分析表明,Fe2O3(104)/Al2O3与褐煤反应的积碳量远少于Fe2O3/Al2O3与褐煤反应的积碳量.对比新鲜载氧体及再生后载氧体的结构发现,Fe2O3(104)/Al2O3在反应过程中不断进行氧化还原反应而发生结构弛豫后,仍然能通过氧化再生.这表明形貌控制制备可为化学链燃烧技术开发新型高效载氧体提供新思路.

引用

页码：116 / 123

页数：8

共 11 条

[1] 褐煤模型化合物中含氧官能团脱出反应的理论研究 [J].

汤海燕 ;

赵茂爽 ;

冯莉 ;

曹泽星 .

高等学校化学学报, 2014, 35 (11) :2370-2376

[2] 基于热重-红外联用分析的生物质化学链气化实验研究 [J].

赵坤 ;

何方 ;

黄振 ;

赵增立 ;

李海滨 .

太阳能学报, 2013, 34 (03) :357-364

[3]

Chemical looping combustion of coal in interconnected fluidized beds[J]. SHEN LaiHong, ZHENG Min, XIAO Jun, ZHANG Hui & XIAO Rui Key Laboratory of Clean Coal Power Generation and Combustion Technology of Ministry of Education, Southeast University, Nanjing 210096, China.Science in China(Series E:Technological Sciences). 2007(02)

[4] Comparison of Large-Scale Production Methods of Fe2O3/Al2O3 Oxygen Carriers for Chemical-Looping Combustion [J].

Guo, Lei ;

Zhao, Hai-bo ;

Ma, Jin-chen ;

Mei, Dao-feng ;

Zheng, Chu-guang .

CHEMICAL ENGINEERING & TECHNOLOGY, 2014, 37 (07) :1211-1219

[5]

A density functional theory study on the interaction mechanism between H 2 S and the α -Fe 2 O 3 (0001) surface[J] . Jiajia Song,Xiaoqi Niu,Lixia Ling,Baojun Wang.Fuel Processing Technology . 2013

[6]

Environmentally dependent stability of low-index hematite surfaces[J] . Haibo Guo,Amanda S. Barnard.Journal of Colloid And Interface Science . 2012 (1)

[7]

Progress in Chemical-Looping Combustion and Reforming technologies[J] . Juan Adanez,Alberto Abad,Francisco Garcia-Labiano,Pilar Gayan,Luis F. de Diego.Progress in Energy and Combustion Science . 2011 (2)

[8]

Experiments on chemical looping combustion of coal with a NiO based oxygen carrier[J] . Laihong Shen,Jiahua Wu,Jun Xiao.Combustion and Flame . 2008 (3)

[9] A generalized synchronous transit method for transition state location [J].

Govind, N ;

Petersen, M ;

Fitzgerald, G ;

King-Smith, D ;

Andzelm, J .

COMPUTATIONAL MATERIALS SCIENCE, 2003, 28 (02) :250-258

[10]

Comparison of iron-, nickel-, copper- and manganese-based oxygen carriers for chemical-looping combustion[J] . Paul Cho,Tobias Mattisson,Anders Lyngfelt.Fuel . 2003 (9)

← 1 2 →