[发明专利]一种化学环制氢的载氧体及其制备方法和应用

权利要求书

1. 一种用于化学环制氢的载氧体制备方法，其特征在于：所述方法包括如下内容：将铁元素、锰元素引入至含锆有机骨架材料上，加入柠檬酸络合，经干燥和焙烧后制得载氧体，所述引入的Fe、Mn元素以氧化物计的质量比为（3-7）∶1，干燥温度60-150℃，干燥时间4-48小时，焙烧温度400-1300℃，焙烧时间 3-10小时，其中，铁元素、锰元素引入方式为以溶液的形式提供Fe源、Mn源，共浸渍引入至含锆有机骨架材料上，所述Fe元素来源于Fe的氧化物、氢氧化物、无机酸盐、有机酸盐、氯化物中的至少一种，所述Mn元素来源Mn的氧化物、氢氧化物、无机酸盐、有机酸盐中的至少一种，所述含锆有机骨架材料为UiO-66，所述UiO-66的物化性质如下：粒径为50-1000nm，比表面积为800-2000m²/g，所述UiO-66的合成方法如下：将一定量的ZrCl₄与有机溶剂二甲基甲酰胺（DMF）混合溶解；加入有机配体对苯二甲酸继续搅拌溶解，将混合液转入聚四氟乙烯的反应釜中，放入恒温箱一定温度下进行反应一段时间；将反应物取出，用无水乙醇反复洗涤，经离心、干燥得到UiO-66材料。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：反应温度80-200℃反应时间4-72小时，转速为100-400r/min。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述柠檬酸溶液中含有的柠檬酸同引入的金属元素摩尔比为（1-4）：1。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：加入柠檬酸在旋转加热条件下反应，反应温度60-200℃，反应时间4-72小时，反应后物料经干燥和焙烧获得所述化学环制氢的载氧体。

5.一种采用权利要求1至4任一方法制备的化学环制氢载氧体，其特征在于：以载氧体的重量为基准，所述载氧体中氧化铁的重量含量为5%-65%，氧化锰含量为3-30%。

6.权利要求5所述化学环制氢的载氧体的应用，其特征在于：采用固定床反应器，以甲烷、CO或合成气为原料气，反应温度为500~1200℃，反应压力0.1~5Mpa，空速500~10000h^-1；在反应器中与载氧体反应发生还原反应；当还原反应结束后，通入水蒸气与还原态载氧体进行氧化反应，氧化-还原反应循环进行。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于：所述原料气的流量为100~500ml/min，反应时间为0.2~2h。