载镍介孔二氧化硅空心球铁基载氧体的应用方法

摘要

本发明属于化学链燃烧领域，具体涉及一种载镍介孔二氧化硅空心球铁基载氧体的应用方法。该发明以介孔二氧化硅空心球为载体，NiO为活性催化组分负载于空心球的外表面和介孔孔道表面，Fe2O3为活性载氧组分填充于空心球的内腔，获得基于载镍介孔二氧化硅空心球的铁基载氧体；在该载氧体中，NiO和Fe2O3的质量百分比分别为0.1～2％和58～90％；利用该载氧体，可实现煤、生物质等固体燃料的直接化学链燃烧。该载氧体在煤、生物质等固体燃料的直接化学链燃烧过程中有很好的反应活性、稳定性和使用寿命。

主权项

一种载镍介孔二氧化硅空心球铁基载氧体的应用方法，其特征在于，该载镍介孔二氧化硅空心球铁基载氧体采用以下步骤制备：（1）介孔二氧化硅空心球载体的制备：（101）量取四丙基氢氧化铵和氢氧化钠溶解于足量的去离子水中，使四丙基氢氧化铵和氢氧化钠的质量比为（2:1）～（4:1）；（102）量取硫酸铝溶解于足量的去离子水中，再加入正硅酸乙酯，使硫酸铝和正硅酸乙酯的质量比为（1:30）～（1:100），并快速搅拌一定时间；（103）按照四丙基氢氧化铵与正硅酸乙酯的质量比为（1:3）～（1:5）的比例量取上述两种溶液，混合搅拌4h后于5℃下静置24h；（104）量取十六烷三甲基溴化铵溶解于足量的去离子水中，按照四丙基氢氧化铵与十六烷三甲基溴化铵的质量比为（1:0.8）～（1:1.3）的比例，将十六烷三甲基溴化铵溶液加入至步骤（103）所得的混合溶液中，在室温下剧烈搅拌6～10h，之后将得到的溶液转移至内衬聚四氟乙烯的不锈钢反应釜中，于120～160℃的恒温烘箱中水热；（105）冷却后，将步骤（104）所得混合液过滤并用去离子水多次洗涤，将白色固体进行干燥、焙烧即得到介孔二氧化硅空心球；（2）Fe2O3内核的填充：量取铁盐配置成浓度为0.1～1.0mol/L的乙醇溶液，量取一定量的介孔二氧化硅空心球加入上述溶液中，铁盐和介孔二氧化硅空心球的质量比大于10；将添加了介孔二氧化硅空心球的铁盐乙醇溶液在超声条件下抽真空，之后关闭真空泵并将容器内压力调节至常压，继续超声处理；对混合物离心分离后将固体物在室温下吹扫干燥，并将干燥粉末用无水乙醇快速洗涤两次，之后再次于室温下吹扫干 燥，最后将干燥粉末进行焙烧即得到填充有Fe2O3内核的介孔二氧化硅空心球；（3）NiO的负载：按照等体积浸渍法，将填充有Fe2O3内核的介孔二氧化硅空心球加入镍盐的水溶液中，超声处理并静置；而后对上述物料进行干燥、焙烧，即得到载镍介孔二氧化硅空心球的铁基载氧体，并使得NiO所占的质量百分比为0.1～2%；在得到的复合型载氧体中，NiO和Fe2O3所占的质量百分含量分别为0.1～2%和58～90%，其余为介孔二氧化硅空心球；按上述方法制得的载镍介孔二氧化硅空心球铁基载氧体应用于固体燃料直接化学链燃烧中，替换原有载氧体。