王坤
,
于庆波
,
谢华清
,
秦勤
,
李玖重
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2013.13008
在STA409PC热重分析仪上对Cu/Si氧载体的脱氧-吸氧性能加以研究,并利用BET、SEM和XRD对所制备氧载体的比表面积、表面形貌和物相组成进行分析.结果表明,在N2氛围中,当温度高于850℃时Cu/Si氧载体脱氧反应进入快速反应阶段;氧载体在空气氛围中再生的快速反应温度高于400℃;氧载体脱氧和吸氧的反应速率随颗粒直径的减小及气体流量的增大,而增大但变化不明显,而随反应温度的升高,氧载体脱氧和吸氧反应速率都会急剧增大;23次循环实验中,氧载体脱氧-吸氧性能稳定,经循环之后的氧载体,颗粒表面变得光滑,空隙率增加,但机械强度降低.物相分析结果表明氧载体脱氧后的成分主要有Cu2O和SiO2,吸氧后的成分主要有CuO和SiO2,氧载体的制备方法和循环性能有很好的稳定性和适应性.
关键词:
化学链制氧
,
氧载体
,
脱氧反应
,
吸氧反应
,
性能研究
王坤
,
于庆波
,
秦勤
,
李玖重
,
王志美
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2014.13321
化学链空气分离制氧是利用氧载体在脱氧反应器中脱氧-在吸氧反应器中吸氧、再生实现连续或间断制氧的新颖技术.本研究通过机械混合法制备铜-锆氧载体,并对制备材料的物相组成、表面形貌及比表面积进行表征,在STA409PC热重分析仪上采用程序升温法作相关机理探索,分析气体流量、样品质量、升温速率、惰性载体添加比例对铜-锆氧载体脱氧和吸氧性能的影响.采用等转化率法求解活化能,采用主曲线法确定动力学模型机理函数.结果表明,所制备的铜-锆氧载体物相稳定,没有烧结现象的发生,随ZrO2添加比例的增大,制备氧载体的比表面积逐渐增大;当气体流量大于30 mL/min,样品质量小于10 mg时,氧载体的转化速率已不受样品传热和传质等内外扩散的影响;随升温速率的增大及惰性载体添加比例的减小,氧载体反应起始温度、最大反应速率出现温度及转化完全温度均向高温移动.等转化率法计算得到不同转化率下氧载体的活化能基本相同,且不同惰性载体添加比例下活化能数值也相差不大;氧载体脱氧和氧化反应都可用成核和核增长机理模型描述,但模型中两种反应的级数不同,前者为3,后者为1.5.
关键词:
化学链制氧
,
铜-锆氧载体
,
机理实验
,
分布活化能
,
动力学模型
