在LaFeO₃中通过A位点兴奋剂调节氧气转移,用于耐焦化工循环蒸汽甲改造

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 化学工程是化学工程的重要组成部分.
• 催化剂是一种催化剂.

背景情况:

• 化学循环蒸汽甲改制 (CL-SMR) 提供了同时生产高纯度和合成气,而无需外部分离.
• 矿类型的氧气载体对于CL-SMR的效率至关重要.

研究的目的:

• 为了研究A位点土金属兴奋剂 (Ca,Sr,Ba) 对CL-SMR的LaFeO3矿的影响.
• 评估兴奋剂对氧化还原行为和催化性能的影响.
• 为了确定最佳的剂,以提高和合成气的产量.

主要方法:

• 合成和表征A位点杂的矿氧载体 (La0.8A0.2FeO3,A = Ca,Sr,Ba).
• 在CL-SMR中评估氧化还原行为和催化性能.
• 分析使用X射线光电子光谱,陶度定位和O2温度编程脱吸.

主要成果:

• 在A位点的二价阴离子兴奋剂增强了氧气空缺的形成和晶格氧气转移.
• 在La0.8Sr0.2FeO3中,由于最佳的氧气空缺和改善的氧气传输,表现最有利.
• La0.8Sr0.2FeO3有效地抑制了碳沉积,并实现了高的CO和H2产量 (6.22-6.51和6.48-6.69 mmol/gcat).
• 没有使用过的LaFeO3显示高甲激活,但由于氧气流动性有限而遭受焦炭形成.

结论:

• 在LaFeO3矿中的Sr-doping优化了CL-SMR的氧载体性能.
• 拉0.8Sr0.2FeO3在50个氧化还原循环中表现出极好的稳定性,使其成为高效气和合成气生产的有希望的材料.
• 优化氧气空缺和转移是抑制焦炭形成和增强CL-SMR催化活性的关键.