一种核壳结构Fe2O3-CeO2/(Al@C)高温复合相变蓄热氧载体的制备方法技术

技术编号:19873903 阅读:34 留言:0更新日期:2018-12-22 16:20
本发明专利技术涉及一种核壳结构Fe2O3‑CeO2/(Al@C)高温复合相变蓄热氧载体的制备方法,属于高温复合相变蓄热氧载体技术领域。本发明专利技术采用溶胶凝胶法,以Ce为助剂、Al2O3为惰性载体,通过络合剂的作用将溶液中的铈铁铝的阳离子有效的结合并附着于核壳结构Al@C复合相变蓄热材料上,实现对Al@C复合相变蓄热材料的封装并保持材料的结构特性,得到Fe2O3‑CeO2/(Al@C)蓄热氧载体。核壳结构Fe2O3‑CeO2/(Al@C)高温复合相变蓄热氧载体由内核相变蓄热材料铝,内层Al2O3‑NiO,中层碳纤维,外壳Fe2O3‑CeO2氧载体构成的,多种壳层的结合使得蓄热型氧载体结构更稳定,壳体包裹层更致密,能够有效的防止内核熔融状态的铝泄露;同时核壳结构的高温复合相变蓄热氧载体能够有效合理地利用能量,加强传热,提高热效率,促进高效催化。

【技术实现步骤摘要】
一种核壳结构Fe2O3-CeO2/(Al@C)高温复合相变蓄热氧载体的制备方法
本专利技术涉及一种核壳结构Fe2O3-CeO2/(Al@C)高温复合相变蓄热氧载体的制备方法,属于高温复合相变蓄热氧载体

技术介绍
CO2是导致全球气候变暖的最主要温室气体。近些年,由全球变暖给全球人民的生产和生活带来难以估计的损失。如此一来,CO2减排极自然地归属于全球亟待解决的世界难题。1983年,德国学者Richter和Knoche首次提出一种燃料与空气非混燃烧新技术,初衷是降低热电厂气体燃烧过程中产生的熵变,从而提高能源的使用效率。后来,该技术被Ishida等正式更名为“化学链燃烧”(ChemicalLoopingCombustion,CLC),技术原理图见图1。CLC技术作为一种高效的、具有CO2内分离以及低NOx排放的新型燃烧工艺,备受众多学者的关注和探究。CLC系统主要包括空气反应器(也称氧化反应器)、燃料反应器(也称还原反应器)和氧载体三部分,如图1所示。在传统燃烧反应中,燃料需要与空气接触发生燃烧反应。而CLC技术借助氧载体,将燃烧反应分解为两步气固反应,完成燃料的无焰燃烧过程本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种核壳结构Fe2O3‑CeO2/(Al@C)高温复合相变蓄热氧载体的制备方法,其特征在于,具体步骤为:(1)将Fe(NO3)3·9H2O、Ce(NO3)3·6H2O和Al(NO3)3·9H2O加入到去离子水或超纯水中配制成溶液B;将核壳结构的Al@C复合相变蓄热材料分散到去离子水或超纯水中配制成核壳结构的Al@C复合相变蓄热材料悬浊液;(2)将步骤(1)的溶液B匀速升温至温度为40~50℃时加入乙二胺四乙酸;继续匀速升温至温度为60~90℃,加入乙二醇并搅拌至溶液成凝胶A;(3)在温度为60~90℃条件下,将步骤(1)的核壳结构的Al@C复合相变蓄热材料悬浊液加入到步骤(2)的凝胶A中并...

【技术特征摘要】
1.一种核壳结构Fe2O3-CeO2/(Al@C)高温复合相变蓄热氧载体的制备方法,其特征在于,具体步骤为:(1)将Fe(NO3)3·9H2O、Ce(NO3)3·6H2O和Al(NO3)3·9H2O加入到去离子水或超纯水中配制成溶液B;将核壳结构的Al@C复合相变蓄热材料分散到去离子水或超纯水中配制成核壳结构的Al@C复合相变蓄热材料悬浊液;(2)将步骤(1)的溶液B匀速升温至温度为40~50℃时加入乙二胺四乙酸;继续匀速升温至温度为60~90℃,加入乙二醇并搅拌至溶液成凝胶A;(3)在温度为60~90℃条件下,将步骤(1)的核壳结构的Al@C复合相变蓄热材料悬浊液加入到步骤(2)的凝胶A中并搅拌1~5h得到凝胶B;(4)将步骤(3)的凝胶B置于室温条件下干燥1~12h,再置于温度为60~100℃真空干燥3~48h,然后在温度为600~900℃条件下高温焙烧1~5h即得核壳结构Fe2O3-CeO2/(Al@C)高温复合相变蓄热氧载体。2.根据权利要求1所述核壳结构Fe2O3-CeO2/(Al@C)高温复合相变蓄热氧载体的制备方法,其特征在于:所述核壳结构的Al@C复合相变蓄热材料的制备方法,具体步骤为:(1)分别将铝粉、NiCl2、NH4F加入到去离子水或超纯水中配制成铝粉浑浊液、NiCl2溶液和NH4F溶液;(2)将步骤(1)的铝粉浑浊液置于超声波中进行超声处理5~30min得到铝粉悬浊液;(3)将明胶加入到步骤(1)的NiCl2溶液中,在温度为35~55℃条件下搅拌均匀,然后再加入步骤(2)的铝粉悬浊液并在温度为35~55℃、搅拌条件下反应5~20min得到溶液A;(4)在温度为35~55℃、搅拌条件下,在步骤(3)的溶液A中逐滴滴加步骤(1)的NH4F溶液并持续反应0.5~3h;再按照水-无水乙醇-水的顺序交替洗涤3~5次,固液分离,固体置于温度为50~100℃条件下干燥;(5)将步骤(4)干燥后的固体匀速升温至温度为600~800℃并进行高温焙烧2~16h得到前驱体Al@Al2O3;(6)将步骤(5)的前驱体Al@Al2O3置于固定床中,通入甲烷-惰性气体的混合气体,在温度为500~750℃条件下进行甲烷催化裂解反应0.2~5h即得核壳结构Al@C复合相变蓄热材料。3.根据权利要求2所述核壳结构Fe2O3-CeO2/(Al@C)高温复合相变蓄热氧载体的制备方法,其特...

【专利技术属性】
技术研发人员:王华田孟爽李孔斋张凌陈艳鹏
申请(专利权)人:昆明理工大学
类型:发明
国别省市:云南,53

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