Mg修饰Fe/Al载氧体煤化学链制氢

作者：安阳; 袁思杰; 高振东; 吴曼; 王凌云; 郭庆杰^*

来源：化工进展, 2022, 41(02): 648-654.

DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2021-0561

• Fe基载氧体
• FeAl2O4
• MgAl2O4
• 化学链制氢
• 煤

目前化学链过程常用的Fe2O3/Al2O3载氧体会形成FeAl2O4，因热力学限制很难与水反应制氢。为了抑制FeAl2O4的形成，本文向Fe/Al载氧体中添加Mg，在固定床上进行煤化学链制氢(CLHG)，深入分析Mg的作用机理并探究其对实验结果的影响。XRD结果表明，Mg质量分数从1%增加到26.5%时，MgAl2O4特征峰增强，FeAl2O4特征峰逐渐消失，说明Mg减弱了Fe和Al之间的相互作用。SEM显示Mg添加后载氧体颗粒减小，耐烧结性能优异。对比不同煤/载氧体质量比的实验，质量比为0.5/15时碳转化率和产氢量最高。在不同Mg含量的载氧体中，Fe40Mg20Al40具备最好的反应性能，碳转化率和产氢量为81.75%和1.7182L/g，比Fe40Al60分别增加10.2%和58.5%。Fe40Mg20Al40经10次循环，表面仅有轻微烧结，碳转化率和产氢量均在78%和1.52L/g以上，循环性能良好。添加Mg可以有效抑制FeAl2O4的生成，显著增强蒸汽氧化过程的反应活性，大幅提高氢气产量，十分适用于煤化学链制氢。

• 单位
  青岛科技大学