[发明专利]一种载氧体组合物及其制备方法

说明书

本发明属于化学链燃烧领域，涉及化学链燃烧载氧体领域，具体涉及一种载氧体组合物及其制备方法，以氧化铝为第一载体，以复合氧化钛为第二载体，以氧化铁为活性物，载氧体孔径范围为100nm‑50μm，并提供了具体的制备方法。本发明解决了现有载氧体载氧量低，释放和吸收氧效果差的问题，利用氧化铝的活性特性，形成多孔体系，提升载体活性的同时有效的提升了载氧量。

技术领域

本发明属于化学链燃烧领域，涉及化学链燃烧载氧体领域，具体涉及一种载氧体组合物及其制备方法。

背景技术

化学链燃烧是一种新颖的燃烧方式，燃料不直接与空气接触，以金属氧化物为载氧体，在一定的温度下载氧体在空气中进行氧化反应，结合氧；然后与燃料气进行还原反应，释放氧。气相反应产物只有CO₂和H₂O(气)，凝结出水，得到高纯CO₂。化学链燃烧过程中CO₂不会被空气中的氮气稀释，故可在没有能量损失的前提条件下实现CO₂分离。

载氧体作为媒介，在两个反应器之间进行循环，不停地把空气反应器中的氧和反应生成的热量传递到燃料反应器进行还原反应，因此载氧体的性质直接影响了整个化学链燃烧的运行。目前，主要研究的载氧体是金属载氧体，包括Fe、Ni、Co、Cu、Mn、Cd等，载体主要有：Al₂O₃、TiO₂、MgO、SiO₂、YSZ等，还有少量的非金属氧化物如CaSO₄等。在化学链燃烧过程中，载氧体处于不断的失氧-得氧状态中，所以载氧体中氧的活泼性是非常重要的。然而，目前的载氧体的载氧率有限，且氧活性有待提高。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供一种载氧体组合物，解决了现有载氧体载氧量低，释放和吸收氧效果差的问题，利用氧化铝的活性特性，形成多孔体系，提升载体活性的同时有效的提升了载氧量。

为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：

一种载氧体组合物，以氧化铝为第一载体，以复合氧化钛为第二载体，以氧化铁为活性物，载氧体孔径100nm-50μm。

所述复合氧化钛为一氧化钛和二氧化钛的混合，且所述一氧化钛和二氧化钛的质量比为5:1-3。

进一步的，所述复合氧化钛呈包覆结构，即二氧化钛将一氧化钛包覆在内。

所述氧化铁为纳米三氧化二铁。

所述载氧体组合物的制备方法，包括如下步骤：

步骤1，将氢氧化铝加入至无水乙醇中，搅拌均匀，然后加入聚乙烯吡咯烷酮低温超声至完全分散，得到均匀分散液；氢氧化铝在无水乙醇中的浓度为100-200g/L，搅拌速度为1000-2000r/min，所述聚乙烯吡咯烷酮的加入量是氢氧化铝质量的30-40％，低温超声分散的温度为20-30℃，超声频率为50-90kHz，

步骤2，将均匀分散液加入至模具中恒温挤压，然后浸泡至无水乙醇中搅拌均匀，烘干得到多孔体，所述恒温挤压的温度为80-90℃，压力为2-5MPa，搅拌均匀的搅拌速度为1000-2000r/min，烘干温度为80-100℃；

步骤3，将钛酸正丁酯加入至无水乙醇中搅拌均匀形成钛醇液，然后加入一氧化钛低温超声形成分散悬浊液，所述钛酸正丁酯在无水乙醇中的浓度为100-200g/L，搅拌的速度为500-1000r/min，一氧化钛的加入量是钛酸正丁酯质量的140-180％，低温超声的温度为5-10℃，超声频率为50-90kHz；

步骤4，将多孔体浸泡至分散悬浊液中10-20min，然后取出烘干得到预镀多孔体，所述烘干的温度为80-90℃，烘干在氮气氛围下进行；