钙钛矿型载氧体的微波辅助合成与性能研究

《钙钛矿型载氧体的微波辅助合成与性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号学号M201270897学校代码10487密级硕士学位论文钙钛矿型载氧体的微波辅助合成与性能研究学位申请人:程斌学科专业:热能工程指导教师:郑瑛教授答辩日期:2015年5月20日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreefortheMasterofEngineeringStudyontheMicrowaveAssistantSynthesisandPerformanceofthePerovskite-TypeOxidesCandidate:ChengBinMajor:ThermalEngine

2、eringSupervisor:Prof.ZhengYingHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。近我所知，除文中已标明引用的内容外，本论文不包含任何其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校

3、有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在______年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要CO2等温室气体的大量排放导致全球气候变暖，CO2减排成为重大紧迫需求。O2/CO2循环燃烧技术能大规模降低燃煤CO2排放，但制氧的高昂成本限制该技术发展。一种利用锅炉排出烟气中的二氧化碳和钙钛矿反应，生成氧

4、气浓度较高的O2/CO2混合气体的链式制氧技术很有发展前景。为寻找一种释氧性能良好且结构稳定的钙钛矿型载氧体，本文通过正交实验改进了微波辅助溶胶凝胶法，合成了不同A位/B位组成的Ba-Co-O系列钙钛矿型金属氧化物，并通过固定床实验结合XRD和ESEM等分析手段对其反应特性以及循环性能等进行了实验研究。主要的实验内容和结论如下：固定床实验结果表明，A位、B位取代掺杂对钙钛矿载氧体的释氧性能有很大影响，A位应选择离子势小、离子半径大的碱土金属Ba，而B位应选择可变价离子势小的Co，BaCoO3-δ的释氧性能最好；BaCoO3-δ反应前后的ESEM图和XRD图得出，反应前样品蓬松多孔，主要

5、是钙钛矿结构；反应后样品出现明显团聚，主要为BaCO3、Co3O4和CoO。BaCoO3-δ型载氧体与CO2反应释氧的最佳吸附、脱附温度都是850℃左右，释氧量随着吸附温度和脱附温度的增加先增加后减小；释氧量随着氧吸附时间增加而增加，超过30min后增加缓慢；反应压力对反应影响很大，氧脱附量几乎随着压力增加呈线性增长。由正交实验得出微波辅助溶胶凝胶法的最佳条件为：pH值8，微波时间25min，微波功率77%（额定功率700W），马弗炉煅烧温度500℃，影响因素的主次顺序为：pH＞微波时间＞煅烧温度＞微波功率。ESEM图和XRD图分析得出正交实验制得的BaCoO3-δ均为钙钛矿相，偏酸性

6、或强碱性前驱体溶液均不适合BaCoO3-δ钙钛矿晶体的生长，长时间大功率微波以及高温煅烧会使样品表面发生烧结。BaCoO3-δ的循环释氧性能良好，循环前后的ESEM图和BET结果表明循环后BaCoO3-δ样品变化不大，空隙减少不明显，能够为O2/CO2循环燃烧供给稳定的O2/CO2混合气体。关键词：O2/CO2循环燃烧钙钛矿型载氧体微波辅助溶胶凝胶法制氧A位/B位取代掺杂正交设计I华中科技大学硕士学位论文AbstractTheemissionsofCO2andothergreenhousegasescauseglobalwarming,andcarbonemissionreductio

7、nbecomesurgentdemand.Oxyfuelcombustiontechnologycanhelpreducecarbonemissionsonalargescale,butthehighoxygencosthasrestricteditsdevelopment.Anewmethodwhichusesperovskite-typeoxygencarrierandCO2inrecycledfluegastoproduceanO2-en