活性高、粒径均匀及分散度好，载氧体中的Ni及K对 气化过程中焦油的裂解具有较好的催化作用。载氧体适用于生物质化学链制氢及抑制焦油 产生联合协同工艺，具有气化效率高、有效去除焦油等特点。
[0024] 实施例2:取40.40gFe(N03)3.9H20放入500mL烧杯，加入80mL去离子水，然后 把烧杯置于带有恒温水浴的磁力搅拌器上进行搅拌；称取25.21gAl(N03)3.9H20及3.66g Ni(N03)2.6H20加入到100mL的烧杯中，加入50mL去离子水并进行搅拌。将A1(N03)3.9H20 及Ni(N03) 2.6H20的混合液加入到Fe(N03) 3.9H20溶液中，并在50°C温度下进行搅拌直至全部 溶解。取36. 43g柠檬酸加入100mL的烧杯，并加40mL的去离子水进行搅拌，直至柠檬酸 全部溶解，并加入到上述混合盐溶液中，将混合液在75°C温度下搅拌6小时形成凝胶，然 后将湿凝胶置于室温下放置18小时形成湿凝胶。将湿凝胶放入70 °C温度下加热8小时， 然后在105°C温度下加热14小时形成干凝胶。将干凝胶取出，置于550°C的马沸炉中煅烧 6小时，使硝酸盐和朽1檬酸完全分解；将分解后的产物进行研磨筛分后，重新置于500mL烧 杯中，并加入1〇〇mL去离子水及0. 686gK2C03，在60°C温度下搅拌2小时后，置于120°C 温度下烘烤直至去离子水全部蒸发。最后置于800°C马沸炉中煅烧2小时形成铁基复合载 氧体。
[0025] 以上两实施例制备的载氧体中各成分重量份数如下：以A1203为惰性载体，占26 份；以Fe203为活性组分，占62份；催化剂NiO及K2C03分别占7份和5份。
[0026] 经测试，铁基复合载氧体孔隙率为0. 11cm3/g、反应活性为80% (燃料碳转化率)， 焦油去除率达到70%。证明其孔隙率好、活性高、粒径均匀及分散度好，载氧体中的Ni及K 对气化过程中焦油的裂解具有较好的催化作用。载氧体适用于生物质化学链制氢及抑制焦 油产生联合协同工艺，具有气化效率高、有效去除焦油等特点。
[0027] 实施例3:-种铁基复合载氧体，采用如下方法制备： 取40. 40gFe(N03)3,9H20放入500ml烧杯，加入80ml去离子水，然后把烧杯置于带有 恒温水浴的磁力搅拌器上进行搅拌。然后把25. 21gA1 (N03)3，9H20及3. 66gNi(N03)2，61120 加入到100ml的烧杯中，加入50ml去离子水并进行搅拌。然后把A1(N03)3*9H20及 Ni(N03) 2 .6H20的混合液加入Fe(N03) 3.9H20溶液中，并在45°C温度下进行搅拌直至全部溶 解。取36. 43g柠檬酸加入100ml的烧杯，并加40ml的去离子水进行搅拌直至柠檬酸全 部溶解，然后加入到上述混合液中。混合液在72°C温度下搅拌8小时形成凝胶，然后将湿 凝胶置于室温下放置18小时形成湿凝胶。将湿凝胶放入75 °C温度下加热5小时，然后在 ll〇°C温度下加热13小时形成干凝胶。将干凝胶取出，置于600°C的马沸炉中煅烧6小时， 使硝酸盐和柠檬酸完全分解，最后将煅烧后的产物置于850°C马沸炉中煅烧2小时形成铁 基复合载氧体。该载氧体以A1203为惰性载体，比例为28%，以Fe203为活性组分，活性组分 占65%，催化剂NiO占载氧体总重量的7 %。
[0028] 经测试，铁基复合载氧体孔隙率为0. 09cm3/g、反应活性为90%(燃料碳转化率)，焦 油去除率超过80%。证明其孔隙率好、活性高、粒径均匀及分散度好，载氧体中的Ni及K对 气化过程中焦油的裂解具有较好的催化作用。载氧体适用于生物质化学链制氢及抑制焦油 产生联合协同工艺，具有气化效率高、有效去除焦油等特点。
[0029] 综上，本发明所述铁基复合载氧体，主要由Fe203和A1 203组成。其A1 203作为惰性 载体材料，使载氧体孔隙率和耐磨性更好。添加NiO和K2C03作为催化剂，使生物质气化过 程中的焦油更加充分裂解为C0和CH4等小分子气体产物。
[0030] 特别说明，以上案例仅为本发明的较佳实施案例，本发明还可以对上述方法中的 具体操作步骤以及各种反应物进行替换。故凡运用本发明的说明书及图示内容所作的等效 变化，直接或间接运用于其它相关技术领域均包含于本发明所涵盖的范围内。
【主权项】
1. 一种铁基复合载氧体，其特征在于，包括如下质量份数的化学成分：Fe2O3为60~70， Al2O3为 25~30,NiO为 5~10,K2C03为 0~10。
2. 根据权利要求1所述的铁基复合载氧体，其特征在于，其化学成分的质量份数为： Fe2O3为 62,Al203为 26,NiO为 7,K2C03为 5。
3. -种铁基复合载氧体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤： 1) 将Fe(NO3) 3 ? 9H20溶液及Ni(NO3) 2 ? 6H20溶液滴加到Al(NO3) 3 ? 9H20溶液中，搅拌 至混合均匀；其中，Fe(NO3) 3 ? 9H20溶液、Ni(NO3) 2 ? 6H20溶液及Al(NO3) 3 ? 9H20溶液浓度相 同，均为I. 〇〇~l. 15mol/L; 2) 再加入柠檬酸溶液，在70~80 °C温度下搅拌7~9h，直至形成凝胶； 其中，柠檬酸溶液的浓度为8. 0~9.Omol/L; Fe(NO3) 3 ? 9H20溶液、Ni(NO3) 2 ? 6H20溶液、Al(NO3) 3 ? 9H20溶液和柠檬酸溶液的用量比 (质量比）为30~33 :3. 5~3. 8 :20~21 :40~45 ; 3) 将步骤2)所得凝胶在空气中放置16~20小时形成湿凝胶，然后在70~80°C加热6~7 小时，最后于l〇5~115°C条件下加热12~14小时，直到形成干凝胶； 4) 将步骤3)所得干凝胶置于500~600°C下锻烧5~7小时至有机物充分燃烧和硝酸盐 完全分解； 5) 将燃烧后的颗粒研磨、筛分即可得到复合金属氧化物，1(20)3通过浸渍法浸渍在载氧 体表面； 6) 再升温至800~860°C活化载氧体，时间为1. 5~2小时，得到铁基复合载氧体。
4. 根据权利要求3所述铁基复合载氧体的制备方法，其特征在于，所述Fe(NO3) 3 ? 9H20 溶液、Ni(NO3)2 ? 6H20溶液及Al(NO3)3 ? 9H20溶液浓度均为I.llmol/L;所述柠檬酸溶液的 浓度为 8. 799mol/L;Fe(NO3) 3 ? 9H20 溶液、Ni(NO3) 2 ? 6H20 溶液、Al(NO3) 3 ? 9H20 溶液和柠檬 酸溶液的用量比(质量比）为32. 91 :3. 61 :20. 54 :42. 94。
5. 根据权利要求3所述铁基复合载氧体的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中 Fe(NO3)3 .9H20、Ni(NO3)2.6H20 及Al(NO3)3 .9H20 的量根据Fe203、Al203及NiO质量比确定， 去离子水/金属离子摩尔比为50:1。
6. 根据权利要求3所述铁基复合载氧体的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中，柠檬 酸/金属离子摩尔比范围为I. 〇~1. 5。
7. -种如权利要求1或2所述铁基复合载氧体的应用，其特征在于，在生物质化学链气 化工艺中的应用。
【专利摘要】本发明提供一种适用于生物质化学链制氢且抑制焦油产生的铁基复合载氧体，并提供载氧体的制备方法。所述铁基复合载氧体包括如下质量份数的化学成分：Fe2O3为60~70，Al2O3为25~30，NiO为5~10，K2CO3为0~10；并通过溶胶-凝胶法制备。本工艺制备的铁基复合载氧体孔隙率好、活性高、粒径均匀及分散度好，载氧体中的Ni及K对气化过程中焦油的裂解具有较好的催化作用。载氧体适用于生物质化学链制氢及抑制焦油产生联合协同工艺，具有气化效率高、有效去除焦油等特点。
【IPC分类】C10L10-00, B01J27-232
【公开号】CN104694206
【申请号】CN201510085619
【发明人】冉景煜, 张松, 秦昌雷, 杨琳, 杨仲卿, 闫云飞, 蒲舸, 张力
【申请人】重庆大学
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年2月17日