铁基载氧体化学链燃烧还原过程的数学模型

为了研究铁基载氧体的反应特性,基于未反应缩核模型建立了移动床内铁基载氧体颗粒还原过程的一维数学模型.模型中考虑了铁基载氧体与H2、CO的多级还原反应,气体组分体积分数模拟值与实验值的平均误差为6.9%,总还原度的平均误差为11.2%.研究表明：铁基载氧体在移动床反应器内最终还原度约为23%,主要进行的反应是第一级和第二级还原反应,第一级和第二级还原度分别为95%和40%;提高反应器内温度、选择合适的载氧体粒径及气固比有助于增加反应的深度,提高合成气及铁基载氧体的利用率,载氧体粒径建议取1~2 mm.     

基于过渡金属氧化物载氧体的煤矿通风瓦斯处理性能

采用反应管对基于过渡金属氧化物载氧体的煤矿通风瓦斯(VAM)处理性能展开了研究.结果表明,经活化后的三种载氧体均能将CH₄完全转化为CO₂,其活性顺序为CuO60/γ-Al₂O₃ > NiO60/γ-Al₂O₃ > Fe₂O₃60/γ-Al₂O₃;基于CuO60/γ-Al₂O₃的CH₄转化率随空速的增加而减小,随CuO负载量和床层温度的升高而增大;煤矿通风瓦斯中的CH₄浓度越低,CH₄转化率达到90%所需的床层温度就越低;对活性物质低分散高负载的CuO60/γ-Al₂O₃和活性物质高分散低负载的CuO5.5/γ-Al₂O₃两种CuO/γ-Al₂O₃系载氧体进行了比较,发现两种载氧体的CH₄转化机理均包含有化学链燃烧和催化燃烧两种机理,基于催化燃烧机理的CH₄转化率在一定温度下存在极大值,当床层温度高于该极大值温度时,化学链燃烧对CH₄转化率的贡献明显大于催化燃烧对CH₄转化率的贡献;相同条件下,CuO5.5/γ-Al₂O₃的初期活性优于Cu60/γ-Al₂O₃,但CuO60/γ-Al₂O₃的活性稳定性优于CuO5.5/γ-Al₂O₃.     

Cu/Si载氧体氧解耦反应动力学研究

通过机械混合法制备了Cu/Si载氧体并进行了表征,利用热重技术研究了5,10,15和20℃·min~(-1)的升温速率下载氧体的氧解耦反应特性,并采用Coats-Redfern和Starink两种方法进行了动力学分析.载氧体物相组成主要包括CuO和SiO_2,制备过程中Cu-Si的复合化合物未形成;颗粒中CuO和SiO_2交错分布,SiO_2的添加能有效抑制铜氧化物晶粒的长大,避免烧结团聚现象的发生;氧解耦反应达到起始反应温度后,始终维持较高的反应速率直至反应完成;随升温速率的增加,载氧体氧解耦反应起始、终止温度都往高温方向移动,最大反应速率数值逐渐增大.两种方法确定的反应机理函数相同,均为成核和核增长模型R3;Starink法求得的活化能较Coats-Redfern法数值偏大.     

基于铁基载氧体的甲烷化学链燃烧数值模拟

基于Gibbs自由能最小化原理,建立了以Fe2O3为载氧体的甲烷化学链燃烧模型,研究了流化床燃料反应器内反应物摩尔比、温度以及操作压力对反应产物分布和载氧体反应活性的影响,并揭示了其反应机理.结果表明:当Fe2O3与CH4反应物摩尔比保持在12左右,反应器温度控制在850～900℃范围时,出口处CO2的摩尔分数达到最大值;提高反应器温度降低了载氧体的反应活性;增加反应器操作压力有助于提高载氧体的反应活性,但同时由于促进了CH4的重整反应而导致CO2摩尔分数的降低.     

“前驱体+真空碳热还原”法制备超细Mo_2C粉末的研究

利用"前驱体+真空碳热还原"法制备了超细Mo_2C粉末,采用XRD、FESEM等表征手段研究配碳量、合成温度以及保温时间对Mo_2C粉末微观形貌和物相组成的影响。结果表明:在配碳量为150%(质量分数)、合成温度1 150℃、保温2.0 h条件下制备的超细Mo_2C粉末,粒径约为100~500 nm。     

微波原位还原制备Fe/Fe2SiO4基金属陶瓷的研究

以磁选铁精矿为主要原料,高岭土作为添加剂采用微波原位还原制备Fe/Fe2SiO4基金属陶瓷.概括介绍了利用微波加热原位还原磁选铁精矿研制铁基金属陶瓷的理论基础、主要技术路线和反应机理,结合XRD、SEM等分析测试方式,探究了高岭土添加含量对铁基金属陶瓷复合材料的物相、物理性能及微观组织的影响,为微波加热还原磁选铁精矿制...     

铝空气电池用Ag@Cu2+1O/MWNTs氧还原催化剂的制备和电催化性能

以四羟甲基氯化磷(THPC)为还原剂,多壁碳纳米管(multi-walled carbon nanotubes,MWNTs)为载体,采用一步法制备Ag@Cu₂₊₁O/MWNTs催化剂,用X射线衍射仪、透射电镜、X射线光电子能谱仪等对催化剂结构、形貌及组成进行表征,并进行负载量测试及循环伏安法(cyclic voltammetry,CV)、线性伏安法(linear sweep voltammetry,LSV)等氧还原反应(oxidation-reduction reaction,ORR)测试。结果表明,Ag@Cu₂₊₁O/MWNTs催化剂的Ag和Cu₂₊₁O负载量(质量分数,%)分别为9.32%和5.90%,Ag@Cu₂₊₁O的平均粒径约为7 nm。Ag@Cu₂₊₁O/MWNTs在碱性介质中催化直接四电子氧还原过程,LSV半波电位为0.75 V,1 600 r/min下的极限扩散电流密度接近5.5 mA/cm²,Tafel斜率为92 mV/dec,与20%P...     

Sr0.95Sc0.175Nb0.025Co0.8O3-δ负载Ag0复合阴极的原位脱溶制备及性能

本文首先采用溶胶-凝胶法合成出Ag_0.05Sr_0.95Sc_0.175Nb_0.025Co_0.8O_3-δ (S_0.95SNC-Ag⁺)钙钛矿型氧化物,然后利用1%H₂O-O₂(体积分数)气氛对其进行原位脱溶,制备出Sr_0.95Sc_0.175Nb_0.025Co_0.8O_3-δ负载Ag⁰纳米颗粒(S_0.95SNC-Ag⁰)的复合阴极,并考察其作为质子导体固体氧化物燃料电池(H⁺-SOFC)阴极材料时的电化学性能。通过X射线衍射(XRD)、直流四端子法、X射线光电子能谱(XPS)对原位脱溶前后材料的晶体结构转变、电导率变化、元素价态升降及其他性质的改变进行研究。进一步制备S_0....