摻雜鐵酸鹽用于催化分解二氧化碳成碳的研究.pdf

1、該論文,從鐵酸鹽的制備、結(jié)構(gòu)與循環(huán)反應(yīng)性能的關(guān)系入手,獲得了一系列新的發(fā)現(xiàn),制備出積碳量超過25﹪、循環(huán)分解CO<,2>的反應(yīng)壽命達(dá)35次以上的摻雜鐵酸鹽,認(rèn)識了鐵酸鹽在循環(huán)反應(yīng)過程結(jié)構(gòu)瓦解方式和失活機(jī)理,獲得提高鐵酸鹽的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和延長循環(huán)反應(yīng)壽命的方法.該論文研究的主要結(jié)果如下:1.混合離子共沉淀法制備出AB<,2>O<,4>型尖晶石結(jié)構(gòu)鐵酸鹽MFe<,2>O<,4>(M=Ni,Co,Mn,Cd,Cu和Zn).2.制備氧缺位NiFe

2、<,2>O<,4><,-δ>的最佳反應(yīng)條件為:還原溫度為310℃,氫氣流量40ml·min<'-1>,還原時間為3小時左右.還原溫度過高、還原時間過長以及氫氣流量過大,均會使NiFe<,2>O<,4>還原過度或尖晶石結(jié)構(gòu)瓦解,使NiFe<,2>O<,4>轉(zhuǎn)變成Fe<,x>Ni<,1-x>合金和α-Fe等.3.混合離子共沉淀法和檸檬酸絡(luò)合法兩種制備方法均可以制備出純的尖晶石結(jié)構(gòu)NiFe<,2>O<,4>,但由于它們的成核生長方式和成核機(jī)理

3、不同,導(dǎo)致樣品的晶粒大小和比表面積等明顯不同.4.在制備NiFe<,2>O<,4>時摻雜一定量Cr<'3+>,XRD和磁性能表征證實Cr<'3+>進(jìn)入AB<,2>O<,4>型尖晶石結(jié)構(gòu)B位而形成NiCr<,x>Fe<,2-x>O<,4>.5.對比分析NiFe<,2>O<,4>和NiCr<,0.04>Fe<,1.96>O<,4>在循環(huán)分解CO<,2>反應(yīng)過程中活性變化和結(jié)構(gòu)演變發(fā)現(xiàn),隨著循環(huán)反應(yīng)次數(shù)的增加,分解CO<,2>的活性逐步下降,

4、尖晶石型物相含量逐漸降低,而Fe<,x>Ni<,1-x>物相含量和(200)衍射方向的平均晶粒逐漸增大,Fe<,3>C物相含量也逐漸增加.6.XRD、TEM和BET等表征分析,NiFe<,2>O<,4>和NiCr<,x>Fe<,2-x>O<,4>在循環(huán)分解CO<,2>反應(yīng)過程中產(chǎn)生的積碳有二種存在方式,一種是無定形的,分散在體系中固體表面并堆疊產(chǎn)生一定量的孔,它具有吸附其它氣體的能力,另一種是以金屬結(jié)合態(tài)Fe<,3>C的形式存在.總之,