多孔稳定化床、其制造方法和包括多孔稳定化床的制品技术

本文公开了一种方法，包括在反应器中设置第一颗粒；所述第一颗粒是磁性颗粒或者可受磁场、电场、或电场与磁场的组合影响的颗粒；在所述反应器中流化所述第一颗粒；对所述反应器施加均匀磁场、均匀电场、或均匀磁场与均匀电场的组合；提升所述反应器的温度；以及熔合所述第一颗粒以形成整体固体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本文公开了一种方法，包括在反应器中设置第一颗粒；所述第一颗粒是磁性颗粒或者可受磁场、电场、或电场与磁场的组合影响的颗粒；在所述反应器中流化所述第一颗粒；对所述反应器施加均匀磁场、均匀电场、或均匀磁场与均匀电场的组合；提升所述反应器的温度；以及熔合所述第一颗粒以形成整体固体。【专利说明】多孔稳定化床、其制造方法和包括多孔稳定化床的制品相关申请的引用本申请要求2011年7月8日提交的美国申请号US61/505890的权益，其全部内容包括在此以供参考。
技术介绍
包括磁性颗粒的流化床通常用于促进高温化学反应。为了产生含磁性颗粒的流化床，将磁性颗粒置于基板上然后一起烧结。然而，在烧结过程中，形成基板的颗粒熔合到一起从而产生金属氧化物团块，其具有非常低的表面积并且不再能被流化。图1示出了烧结工艺。在图1中，可以看到具有磁性颗粒置于其上的粉末颗粒被烧结并熔合到一起形成金属氧化物团块，该金属氧化物团块具有非常低的表面积。金属氧化物的低表面积团块不适于支持化学反应且不能流化。因此需要开发制造整体床(monolithic bed)的方法，其具有高孔隙率和表面积，且其可以以类似于流化床的方式发挥作用。整体固体床(monolithic solid bed)区段用于进行化学反应是期望的。关于联邦资助的研究或支持的声明根据来自美国能源部/国家能源技术实验室(NETL)的授予资金编号DE-FE0001321的授予，美国政府对本专利技术享有权利。
技术实现思路
本专利技术公开了一种方法，包括在反应器中设置第一颗粒；第一颗粒是磁性颗粒或者可受磁场、电场、或磁场与电场的组合影响的颗粒；在反应器中流化第一颗粒；对反应器施加均匀磁场、均匀电场、或均匀磁场与均匀电场的组合；提升反应器温度；以及熔合第一颗粒从而形成整体固体(整块固体，monolithic solid)。本专利技术还公开了一种方法，包括在反应器中设置第一颗粒；所述第一颗粒是磁性颗粒或者可受磁场、电场、或电场与磁场的组合影响的颗粒；在反应器中流化第一颗粒；对反应器施加均匀磁场、均匀电场、或均匀磁场与均匀电场的组合；将多种反应物置于反应器中；提升反应器温度从而使反应物在反应器中反应；以及熔合第一颗粒从而形成整体固体。本专利技术还公开了包括整体固体的制品，该整体固体包括以对齐链(alignedchain)的形式熔合在一起的多个金属颗粒；所述整体固体是多孔的。【专利附图】【附图说明】图1是常规流化床反应器中发生颗粒熔合的示图；图2是产生整体固体的示例性装置的示图；图3A是开始反应之前若干铁粉颗粒的扫描电子显微镜图像；图3B是开始反应之前二氧化硅颗粒的扫描电子显微镜图像；图4是用于实施例1中装置的示图；图5以不同放大倍数示出使用表1中列出的铁和二氧化硅颗粒磁稳定的多孔结构的小样品的扫描电子显微镜显微镜图像；图6示出了在7个连续氧化/还原周期中，对于100克铁(与105克二氧化硅混合)氢气生产速率数据的曲线图；图7示出了在800°C,8个连续氧化/还原周期中氢气的相对产量(fractionalyield)；图8示出了在800°C，8个连续氧化/还原周期中二氧化碳的相对产量(实线为FYaj2，虚线为注入的CO流速)；图9为使用不同反应材料的重复氧化还原周期的峰值氢气生产速度比较的示图； 图10为在温度以5°C /min升高到1000°C过程中活性碳氧化的热重分析(TGA)结果的示图；以及图11示出了碳活化完成后整体固体的显微照片(两个不同放大倍数)。【具体实施方式】可以理解，当指定元件“在另一个元件上”时，其可以直接在另一个元件上，或其间可出现中间元件。相比，当指定一个元件“直接在另一个元件上”时，则没有中间元件出现。如本文所用，术语“和/或”包括一个或更多相关列出项的任何和所有组合。可以理解，虽然本文术语第一、第二、第三等可以用来描述不同元件、组件、区域、层和/或部件，但这些元件、组件、区域、层和/或部件不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件、组件、区域、层或部件与另一个元件、组件、区域、层或部件区分开来。因此，下文讨论的第一元件、组件、区域、层或部件可称为第二元件、组件、区域、层或部件，而不偏离本专利技术的教导。本文使用的术语仅用于描述特定实施方式，而不是为了限制。如本文所用，单数形式“一种”、“一”和“该”包括复数形式，除非上下文另外明确指出。应该进一步理解，术语“包括”和/或“包含”或者“含有”在用于本说明书时，规定所述特征、区域、整数、步骤、操作、元件、和/或组件的存在，但不排除一个或多个其它特征、区域、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其中的成员组的存在或附加。而且，相对术语，如“下”或“底部”和“上”或“顶部”在本文可以用来描述如图所示的一个元件相对另一个元件的关系。应该理解，相对术语包括除了图中示出的取向之外的设备不同取向。例如，如果在一个附图中设备被翻转，则被示为在其它元件“下”侧的元件将取向为在其它元件的“上”侧。因此根据附图中具体取向，示例性术语“下”可以包括“下”和“上”两个取向。类似地，如果在一个附图中设备被翻转，被描述为“在另一个元件下方或下面的”元件可取向为“在另一个元件的上面”。因此，示例性术语“在…下方”或“在…下面”可以包括在上面和在下方两种取向。除非另外定义，本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)都具有与本领域技术人员通常理解的相同意义。进一步应该理解，术语，如常用字典中定义的术语，应解释为具有与其在相关
和本公开中的意义一致的意义，而不能解释为理想化的或过度正式的意义，除非在这里如此明确定义。本文示例性实施方式是参考示意性示出理想化实施方式的截面图描述的。类似地，由于与制造技术和/或公差，预期存在所示形状的变化。因此，本文所述的实施方式不能解读为限于本文所示的具体区域形状，而是包括由于制造导致的形状偏差。例如，示出或描述为平坦的区域通常可以具有粗糙和/或非线性特征。而且，所示锐角可以被倒角。因此，附图所示的区域在本质上是示意的，且其形状不是为了示出区域的精确形状，且不是为了限制本申请权利要求的范围。连接术语(transition term) “包含”涵盖连接术语“由…组成”和“基本由…组成”。术语和/或在本文用来指“和”以及“或”。例如，“A和/或B”应解读为意味着A、B、或者A和B。 本文公开了不同数值范围。这些范围包括端点和这些端点之间的数值。这些范围内的数字和端点上数字可互换。 本文公开了整体固体，其包括是磁性或可受磁场、电场或磁场与电场的组合影响的第一颗粒的链。本文公开的磁场是地球磁场之外的磁场。本文公开的电场独立于由自然光(如，太阳光)产生的电场，并且是由自然光或其它照射源(如，灯泡、氖灯、荧光灯等)的光产生的电场之外的电场。还应该指出，电场和磁场的组合是自然光或其它照射源(如，灯泡、氖灯、荧光灯等)的光产生的电磁场之外的电场和磁场。本文还公开了整体固体，其包括是磁性或者可受磁场、电场、或磁场与电场的组合影响第一颗粒以及是非磁性并且不受磁场和/或电场影响的第二颗粒的链。整体固体是多孔的，其具有高表面积并且可以用于取代流化床或作为流化床之外的装置进行反应。本文还公开了制造整体固体的方法，所述整体固体包括是磁性或可受磁场、电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯·F·克劳斯纳，梅仁伟，阿尤布·迈赫迪扎德赫·莫门，凯尔·艾伦，
申请(专利权)人：佛罗里达大学研究基金会公司，
类型：
国别省市：