載體協(xié)同作用下復(fù)合Fe2O3(104)與CO化學(xué)鏈燃燒特性研究.pdf

1、載氧體是化學(xué)鏈燃燒技術(shù)的關(guān)鍵制約因素之一，載氧體性能的優(yōu)劣對(duì)化學(xué)鏈燃燒性能起至關(guān)重要的作用。本文以價(jià)格低廉，環(huán)境友好的鐵基載氧體作為研究對(duì)象。研究將Fe2O3高彌勒指數(shù)晶面(104)負(fù)載到惰性氧化物(Al2O3、TiO2、MgO、SiO2、ZrO2)分別上，以期通過(guò)二者的協(xié)同作用改善Fe2O3的載氧率低、活性低的缺陷。
　　首先，采用共沉淀法制備負(fù)載不同載體的Fe2O3(104)載氧體，分為Fe2O3(104)/Al2O3、Fe2

2、O3(104)/SiO2、Fe2O3(104)/TiO2、Fe2O3(104)/MgO和Fe2O3(104)/ZrO2，其中Fe2O3(104)的含量為60％。采用XRD、SEM和BET對(duì)載氧體的形貌、成分進(jìn)行表征分析。結(jié)果顯示，F(xiàn)e2O3(104)均勻分散到載體(Al2O3、TiO2、MgO、SiO2、ZrO2)表面，載氧體成晶結(jié)構(gòu)良好，顆粒大小均勻，表面結(jié)構(gòu)粗糙，孔隙發(fā)達(dá)，且比表面積較大。
　　其次，采用熱重分析儀以及小型實(shí)驗(yàn)

3、臺(tái)反應(yīng)床進(jìn)行復(fù)合Fe-基載氧體與CO的化學(xué)鏈反應(yīng)。結(jié)果表明:載體可以提高Fe2O3(104)與CO的反應(yīng)，其中Fe2O3(104)/Al2O3的性能最優(yōu)，而Fe2O3(104)/TiO2、Fe2O3(104)/SiO2的性能較差;另外，反應(yīng)溫度可有效改變鐵基載氧體的反應(yīng)活性，溫度越高，反應(yīng)活性越好。采用動(dòng)力學(xué)分析方法分析得出復(fù)合鐵基氧化物是屬于一維擴(kuò)散模型，復(fù)合載氧體與CO發(fā)生化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)的表觀活化能為～161.387 J·mol-1

4、，并且模型計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值具有很好的相關(guān)性。
　　最后，采用元素分析儀分析研究惰性氧化物載體(Al2O3、TiO2、MgO、SiO2、ZrO2)對(duì)所負(fù)載的鐵基載氧體表面積碳的影響作用。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)e2O3(104)/TiO2具有很好的抗積碳能力，而Fe2O3(104)/SiO2和Fe2O3(104)/MgO的C殘余量相對(duì)較多，即積碳較多。此外反應(yīng)溫度不同抗積碳的能力不同，當(dāng)反應(yīng)溫度為800℃時(shí)，TiO2作為載體制備的鐵基載氧體與CO