Fe₂O₃/LaNiO₃载氧体在化学链制氢中应用的可行性研究

张鑫¹，梁皓²，马波¹，孙万付²，管景国³，孙大鹏⁴

1. 辽宁石油化工大学化学化工与环境学部2. 抚顺石油化工研究院3. 中国石油天然气股份有限公司抚顺石化分公司腈纶化工厂4. 中国寰球工程公司辽宁分公司工艺安装室

摘 要：采用柠檬酸络合法制备了Fe2O3/LaNiO3复合氧化物,将该氧化物作为化学链制氢反应的载氧体,对燃料反应器温度、蒸汽反应器温度、剂烷比（Fe2O3/CH4）、进水量等工艺条件进行了考察。实验结果表明:燃料反应器温度达到800℃以上甲烷都可以全部转化,燃料反应器温度、剂烷比和进水量对氢气产量影响比较大。在燃料反应器温度为850℃、蒸汽反应器温度为900℃、常压、剂烷比为2/1,进水量为0.1 mL时对载氧体进行连续60次氧化-还原循环,结果是前57次循环载氧体稳定性非常好,从第58次循环开始氢气产量迅速下降,结合XRD和TEM表征发现载氧体在高温下连续进行氧化-还原反应,导致部分载氧体结构发生分解,失去了原来结构具有很强的储氧-释氧能力,导致氢气产量下降,稳定性变差。

关键词：化学链制氢;甲烷;载氧体;氧化铁;钙钛矿;稀土;