一种钙钛矿结构氧化物修饰的钛铁矿石载氧体及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种钙钛矿结构氧化物修饰的钛铁矿石载氧体及其制备方法，涉及化学链燃烧技术领域。该制备方法包括将钛铁矿石的还原产物与通式为A

【技术实现步骤摘要】
一种钙钛矿结构氧化物修饰的钛铁矿石载氧体及其制备方法
本专利技术涉及化学链燃烧
，具体而言，涉及一种钙钛矿结构氧化物修饰的钛铁矿石载氧体及其制备方法。
技术介绍
化学链燃烧是一种高效、清洁、经济的新型无焰燃烧技术。它的技术核心是通过一种载氧体，将空气中的氧以晶格氧的方式传递给燃料，从而实现燃料在无空气氛围下的燃烧反应，具有富集CO2和低NOx污染物排放的特点，受到学界的广泛关注。目前的载氧体主要有Fe、Ni、Co、Cu、Mn等金属的氧化物以及CaSO4等碱土金属化合物，其中Ni基载氧体具有活性高、抗高温能力强和较大载氧量的特点，但Ni基载氧体价格相对昂贵。Fe基载氧体具有价格便宜、溶点高不易烧结等优点，但载氧量相对较低。Cu基载氧体具有较高的反应活性、较大的载氧量等特点，但熔点较低，高温下易发生团聚烧结而使用受限。钙基载氧体具有价格便宜和载氧率高的优势，但其反应活性低，并且存在硫流失的问题。钛铁矿石富含FeO和TiO2，且廉价易得，因而受到广泛关注，但其同样存在载氧率较低、反应活性较差的问题。鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种钙钛矿结构氧化物修饰的钛铁矿石载氧体及其制备方法。本专利技术是这样实现的：第一方面，本专利技术实施例提供一种钙钛矿结构氧化物修饰的钛铁矿石载氧体的制备方法，其包括：将钛铁矿石的还原产物与通式为A1～xBxO3的钙钛矿结构氧化物前身物的混合物焙烧。在可选的实施方式中，所述钛铁矿石的还原产物和所述钙钛矿结构氧化物前身物的质量比为13～19：1～1.9。在可选的实施方式中，通过将所述钛铁矿石的还原产物置于所述钙钛矿结构氧化物前身物中进行浸渍混合；优选地，在将所述还原产物置于所述钙钛矿结构氧化物前身物中浸渍后，还包括对浸渍体系进行微波均质50～70min；优选地，在微波均质后还包括对所述浸渍体系先进行干燥，再进行所述焙烧；优选地，先将所述浸渍体系置于70～90℃的水浴条件下干燥成糊；随后置于110～130℃的干燥箱内进行干燥；优选地，对干燥后的所述浸渍体系进行焙烧包括：于850～950℃焙烧4～12小时。在可选的实施方式中，所述还原产物是通过将钛铁矿石与含碳物料的混合物进行微波加热处理得到的；优选地，微波加热处理包括：将所述混合物微波加热至550～700℃，保持10～30分钟。在可选的实施方式中，所述钛铁矿石和所述含碳物料的重量比为1：0.1～0.2；优选地，所述钛铁矿石的粒径为100～300μm；优选地，所述含碳物料的粒径为40～60μm；优选地，所述含碳物料包括木炭、煤基炭和石油基炭中的一种或多种。在可选的实施方式中，在对所述混合物进行微波加热之前，还包括对所述混合物进行干燥处理；优选地，于90～125℃干燥16～24小时；优选地，在对所述混合物进行干燥处理之前，还包括将所述混合物进行压片处理。在可选的实施方式中，所述钙钛矿结构氧化物前身物是通过将第一金属盐、第二金属盐、柠檬酸和乙二醇的混合溶液陈化后获得的；所述第一金属盐中的金属离子为镍、钴和锰中的任一种，优选镍；所述第二金属盐中的金属离子为铜、铁和钛中的任一种，优选铜；优选地，所述第一金属盐和所述第二金属盐均为硝酸盐、氯化盐或醋酸盐。在可选的实施方式中，所述混合溶液中的所述柠檬酸、所述乙二醇以及金属离子的摩尔比为1.8～2.2:1.8～2.2:0.8～1.2。在可选的实施方式中，陈化时间为10～20h。第二方面，本专利技术实施例提供一种钙钛矿结构氧化物修饰的钛铁矿石载氧体，其采用如前述实施方式任一项所述的钙钛矿结构氧化物修饰的钛铁矿石载氧体的制备方法制备而成；优选地，所述钙钛矿结构氧化物修饰的钛铁矿石载氧体按重量百分数计包括钛铁矿石的还原产物80％～95％和钙钛矿结构氧化物5％～20％；优选地，所述钙钛矿结构氧化物修饰的钛铁矿石载氧体按重量百分数计包括钛铁矿石的还原产物83％～92％和钙钛矿结构氧化物8％～18％。本专利技术具有以下有益效果：本申请提供的钙钛矿结构氧化物修饰的钛铁矿石载氧体的制备方法通过将钛铁矿石进行还原预处理，然后将钛铁矿石的还原产物与钙钛矿结构氧化物前身物溶液的混合物进行焙烧，可以将钙钛矿结构氧化物充分负载于钛铁矿石的还原产物上，既提高了载氧体反应活性和载氧量，还可以降低载氧体制备成本。获得的钙钛矿结构氧化物修饰的钛铁矿石载氧体载氧率高，反应活性佳。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。本申请提供了一种钙钛矿结构氧化物修饰的钛铁矿石载氧体的制备方法，其包括：将钛铁矿石的还原产物与通式为A1～xBxO3的钙钛矿结构氧化物前身物的混合物焙烧。具体包括如下步骤：S1、钛铁矿石的还原产物的制备。将钛铁矿石与含碳物料的混合物进行微波加热处理得到的该钛铁矿石的还原产物。具体地，将钛铁矿石与含碳物料按照重量比为1：0.1～0.2的比例进行混合得到混合物，将混合物进行压片处理，随后于90～125℃干燥16～24小时，接着微波加热至550～700℃，保持10～30分钟，冷却，得到钛铁矿石的还原产物。其中，钛铁矿石的粒径为100～300μm；本申请中钛铁矿石是通过研磨破碎后筛分出100～300μm的颗粒物作为本申请的原料。含碳物料的粒径为40～60μm；优选地，含碳物料包括木炭、煤基炭和石油基炭中的一种或多种。S2、钙钛矿结构氧化物前身物的制备。本申请中钙钛矿结构氧化物前身物为溶液形式，其是通过将第一金属盐、第二金属盐、柠檬酸和乙二醇的混合溶液陈化10～20h得到的。具体地，先分别将第一金属盐和第二金属盐置于烧杯中，加入水(例如去离子水)，搅拌使其完全溶解，接着依次加入柠檬酸和乙二醇，搅拌，其中，混合溶液中的柠檬酸、乙二醇以及金属离子的摩尔比为1.8～2.2:1.8～2.2:0.8～1.2，加完搅拌20～40min，接着陈化10～20h。具体地，第一金属盐中的金属离子为镍、钴和锰中的任一种，优选镍；第二金属盐中的金属离子为铜、铁和钛中的任一种，优选铜。第一金属盐和所述第二金属盐均为硝酸盐、氯化盐或醋酸盐。本申请中优选第一金属盐为Ni(NO3)3·6H2O，第二金属盐为Cu(NO3)2·6H2O，本申请获得的钙钛矿结构氧化物前身物溶液为Ni1～xCuxO3(0＜x≤1)的钙钛矿结构氧化物前身物溶液。应理解，在其他实施方式中，钙钛矿结构氧化物前身物还可以以粉末、颗粒等形式与钛铁矿石的还原产物进行混合焙烧。S3、载氧体的制备。将钛铁矿石的还原产物置于钙钛矿结构氧化物前身物溶液中浸渍，将浸渍体系进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钙钛矿结构氧化物修饰的钛铁矿石载氧体的制备方法，其特征在于，其包括：/n将钛铁矿石的还原产物与通式为A

【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿结构氧化物修饰的钛铁矿石载氧体的制备方法，其特征在于，其包括：
将钛铁矿石的还原产物与通式为A1～xBxO3(0＜x≤1)的钙钛矿结构氧化物前身物的混合物焙烧。


2.根据权利要求1所述的钙钛矿结构氧化物修饰的钛铁矿石载氧体的制备方法，其特征在于，所述钛铁矿石的还原产物和所述钙钛矿结构氧化物前身物的质量比为13～19：1～1.9。


3.根据权利要求1所述的钙钛矿结构氧化物修饰的钛铁矿石载氧体的制备方法，其特征在于，通过将所述钛铁矿石的还原产物置于所述钙钛矿结构氧化物前身物中进行浸渍混合；
优选地，在将所述还原产物置于所述钙钛矿结构氧化物前身物中浸渍后，还包括对浸渍体系进行微波均质50～70min；
优选地，在微波均质后还包括对所述浸渍体系先进行干燥，再进行所述焙烧；
优选地，先将所述浸渍体系置于70～90℃的水浴条件下干燥成糊；随后置于110～130℃的干燥箱内进行干燥；
优选地，对干燥后的所述浸渍体系进行焙烧包括：于850～950℃焙烧4～12小时。


4.根据权利要求1所述的钙钛矿结构氧化物修饰的钛铁矿石载氧体的制备方法，其特征在于，所述还原产物是通过将钛铁矿石与含碳物料的混合物进行微波加热处理得到的；
优选地，微波加热处理包括：将所述混合物微波加热至550～700℃，保持10～30分钟。


5.根据权利要求4所述的钙钛矿结构氧化物修饰的钛铁矿石载氧体的制备方法，所述钛铁矿石和所述含碳物料的重量比为1：0.1～0.2；
优选地，所述钛铁矿石的粒径为100～300μm；
优选地，所述含碳物料的粒径为40～60μm；
优选地，所述含碳物料包括木炭、煤基炭和...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐文义，郝代军，陈千惠，李小苗，黄延召，左世伟，孟学峰，邓向军，邹颖，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中石化炼化工程集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11