[發明專利]一種耐高溫氧載體和制備及其應用

有效

• 申請號: 201910585547.5
• 申請日: 2019-07-01
• 公開（公告）號: CN112174215B
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 王曉東;康雨;田鳴;呂飛;夏連根;李濤
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: C01G49/00
• 分類號: C01G49/00;B01J23/83;B82Y40/00;C01B3/40;C06D5/04
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

1.一種耐高溫氧載體的應用，其特征在于，所述的耐高溫氧載體為石榴石結構化合物，其通式為Y₃Fe_xAl_5-xO₁₂，其中Y為釔元素， x的取值范圍為0 x ≤ 5，理論儲氧能力為0-10.15 mmol/g，顆粒尺寸為10-1000 nm；

將該耐高溫氧載體用于甲烷化學鏈循環制合成氣反應中，反應溫度為500-1000℃，反應壓力為常壓，還原氣體為CH₄；氧化氣體為1%-30%He稀釋的氧氣，空氣或者1%-100%He稀釋的CO₂中的一種或幾種；

或者所述耐高溫氧載體應用于凝膠推進劑100℃催化分解，完成DT-3發動機穩定點火試驗。

2.根據權利要求1所述的應用，其特征在于，所述的耐高溫氧載體為石榴石結構化合物，其通式為Y₃Fe_xAl_5-xO₁₂，其中Y為釔元素， x=2，理論儲氧能力為0-10.15 mmol/g，顆粒尺寸為100 nm。

3.根據權利要求1所述的應用，其特征在于，利用溶膠凝膠法制備耐高溫氧載體Y₃Fe_xAl_5-xO₁₂，具體步驟為：將釔源、鐵源和鋁源放入去離子水中，加入檸檬酸和乙二醇，在80℃下攪拌蒸干，溶液變為粘稠的凝膠，于80-200℃下干燥，研磨后在600-1500℃下焙燒1-20小時得到高溫氧載體石榴石；

所述的檸檬酸與三種金屬離子釔、鐵和鋁的總的摩爾比范圍為0.5-5:1；乙二醇與檸檬酸的摩爾比范圍為0.2-10:1；

所述的總金屬離子中，釔源、鐵源和鋁源的摩爾比為3 : x : 5-x，其中x的取值范圍為0 x ≤ 5。

4.根據權利要求3所述的應用，其特征在于，利用溶膠凝膠法制備耐高溫氧載體Y₃Fe_xAl_5-xO₁₂，具體步驟為：將釔源、鐵源和鋁源放入去離子水中，加入檸檬酸和乙二醇，在80℃下攪拌蒸干，溶液變為粘稠的凝膠，于120℃下干燥，研磨后在1000℃下焙燒1-20小時得到耐高溫氧載體；

所述的檸檬酸與三種金屬離子釔、鐵和鋁的總的摩爾比范圍為5:1；乙二醇與檸檬酸的摩爾比范圍為1:1。

5.根據權利要求3所述的應用，其特征在于，釔源為硝酸釔，氯化釔，醋酸釔，硫酸釔含釔化合物中的一種或幾種；鐵源為硝酸鐵，氯化鐵，醋酸鐵，硫酸鐵，溴化鐵含鐵化合物中的一種或幾種；鋁源為硝酸鋁，氯化鋁和硫酸鋁，乙酸鋁，異丙醇鋁含鋁化合物中的一種或幾種。

6.根據權利要求1所述的應用，其特征在于：將該耐高溫氧載體用于甲烷化學鏈循環制合成氣反應中，反應溫度為900℃，反應壓力為常壓，還原氣體為CH₄；氧化氣體為20%He稀釋的氧氣，空氣或者20%He稀釋的CO₂中的一種或幾種。