Fe_2O_3中的晶格氧用于甲烷在熔融鹽中的催化燃燒 (Ⅰ)催化劑的制備及性能表征

【摘要】：制備了新鮮的Fe2O_3甲烷燃燒催化劑,利用XRD、SEM和TG等分析手段對(duì)催化劑的性能進(jìn)行了表征,并在質(zhì)量比為1:1的Na_2CO_3和K_2CO_3熔融鹽中研究了Fe_2O_3中的晶格氧對(duì)甲烷的催化燃燒性能。TG分析表明,Fe_2O_3與CH_4的反應(yīng)分為兩個(gè)階段,第一個(gè)階段從550℃開始,700℃結(jié)束,這一階段里Fe_2O_3主要被還原成了Fe_3O_4,第二個(gè)階段從800℃開始,Fe_3O_4被還原成了FeO和Fe:新生成的鐵和低價(jià)鐵氧化物與空氣反應(yīng)的TG曲線只出現(xiàn)一個(gè)增重階段,從350"C開始質(zhì)量開始顯著增加,最后又重新生成了Fea03。在熔融碳酸鹽體系進(jìn)行的切換反應(yīng)表明,在熔融鹽中Fe_2O_3中的晶格氧能有效地對(duì)甲烷的燃燒過(guò)程進(jìn)行催化,并且失去晶格氧的Fe_2O_3能與空氣反應(yīng)重新恢復(fù)其晶格氧,并且整個(gè)反應(yīng)過(guò)程放出的熱被儲(chǔ)存在熔融鹽熱載體中,這更有利于甲烷的完全燃燒或部分氧化制合成氣。因此,控制合適的反應(yīng)條件,利用Fe_2O_3作為催化劑在熔融鹽體系里使甲烷完全燃燒或部分氧化制合成氣是可能的。 【作者單位】：昆明理工大學(xué)材料與冶金工程學(xué)院 昆明理工大學(xué)材料與冶金工程學(xué)院 昆明理工大學(xué)材料與冶金工程學(xué)院
【關(guān)鍵詞】：氧化鐵 甲烷 熔融鹽 催化燃燒
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金(50164002) 寶鋼科學(xué)技術(shù)基金
【分類號(hào)】：O643.3
【正文快照】： 隨著人們對(duì)環(huán)保和經(jīng)濟(jì)有效地利用天然氣能源的日益重視,甲烷的催化燃燒已引起國(guó)內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注[l一21。近年來(lái),為了減輕化石燃料燃燒給環(huán)境造成的巨大壓力,世界各國(guó)的工程技術(shù)人員都在致力于開發(fā)新的環(huán)境友好型燃燒技術(shù)。傳統(tǒng)的火焰燃燒方式存在三個(gè)明顯的缺點(diǎn):一是在

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