直接球磨法制备铈基载氧体用于甲烷化学链重整制合成气性能研究

采用直接球磨法和共沉淀法制备了Ce7Fe3Oδ载氧体,并用直接球磨法制备了不同Ce、Fe、Cu比例的铈铁铜载氧体,对载氧体进行H2-TPR、XRD表征。在固定床反应器中,考察了制备方法、铜掺杂量对氧载体在甲烷化学链重整制合成气中的性能的影响。结果显示,在恒温实验中,与共沉淀法相比,直接球磨法制备的Ce7Fe3Oδ载氧体有较好的反应活性,其CO选择性达到最大90%。与Ce7Fe3Oδ载氧体相比,添加铜之后复合载氧体晶格氧的释放速率、CH4转化率、CO选择性均得到提高,其中Ce7Fe3Cu0.5Oδ载氧体具有较好的反应活性。直接球磨法制备的Ce7Fe3Cu0.5Oδ载氧体经过5次循环反应后,表现出较好的反应活性和稳定性,其CO平均选择性保持在80%左右。

化学链重整中铈基载氧体的热分析动力学研究

采用共沉淀法制备了铈基载氧体Ce7Fe3Oδ,并在相同条件下制备了纯CeO2载氧体作为对照,以H2为还原性气体对两种载氧体进行了热重实验,并在氢气气氛下进行了程序升温还原实验,基于热重分析谱图与氢气程序升温还原谱图的联合法,利用非定温单升温速率法对铈基载氧体还原反应动力学进行了分析。分析结果表明,对于Ce7Fe3Oδ载氧体的还原反应过程,在360~495℃温度范围内由收缩核模型(柱对称)控制,而在495~675℃和675~950℃两个温度范围内由化学反应模型(n=2)控制,并根据模型分别计算出了相应模型的活化能和指前因子。