化学链燃烧过程Fe2O3/Al2O3载氧体表面CH4反应：ReaxFF-MD模拟

作者：袁妮妮; 郭拓; 白红存; 何育荣; 袁永宁; 马晶晶; 郭庆杰^*

来源：化工学报, 2022, 73(09): 4054-4256.

• 化学链燃烧
• Fe基载氧体
• 反应分子动力学
• 氧化铝
• 计算机模拟
• 天然气

借助ReaxFF-MD方法，对化学链燃烧过程Al2O3负载Fe2O3载氧体(Fe2O3/Al2O3)表面CH4反应过程模拟，探究Al2O3惰性载体对Fe2O3-CH4体系燃烧过程的调控机制。研究发现添加Al2O3惰性载体改变了化学链燃烧过程中Fe2O3载氧体反应性和Fe2O3/Al2O3-CH4反应体系的热力学和动力学行为。主要是促进了Fe2O3载氧体表面CH4氧化，并对CH4反应过程、中间体、产物及其反应速率和放热量等均具有显著促进和调控作用。原因在于Al2O3惰性载体对Fe2O3活性相中晶格氧的活化作用促进了晶格氧的迁移-扩散-释放。添加惰性载体增强了Fe2O3载氧体在化学链燃烧过程晶格氧释放速率和释放量，有利于CH4氧化燃烧向合成气的高效、清洁转化，强化了化学链燃烧过程，满足当前能源高效转化和碳减排目标。

• 单位
  化学化工学院; 宁夏大学