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摘要
本文通过在生物炭中添加Ni和Fe元素构筑Fe-Ni复合载氧体，研究其在化学链制氢反应中的性能。结果表明，Fe-Ni复合载氧体催化剂具有较高的催化活性和稳定性，在较低温度下可有效促进氢气产生，优化活化剂组成和反应条件有助于进一步提升催化剂性能。
关键词：生物炭；催化剂；Fe-Ni复合载氧体；化学链制氢反应
Abstract
In this paper, Fe-Ni composite oxygen carrier was constructed by adding Ni and Fe elements to the biochar, and its performance in chemical loop hydrogen production reaction was studied. The results showed that the Fe-Ni composite oxygen carrier catalyst has high catalytic activity and stability, and can effectively promote hydrogen production at low temperature. Optimizing the composition of the catalyst and reaction conditions can further improve the performance of the catalyst.
Keywords: biochar; catalyst; Fe-Ni composite oxygen carrier; chemical loop hydrogen production reaction
引言
氢能作为一种清洁、可再生的能源，受到了广泛关注。化学链制氢技术是一种能够高效产生氢气的方法，其核心是通过催化剂协助氧载体吸收氧气，然后再释放出氧气进行氢气的制备。Fe-Ni复合载氧体是一种常用的催化剂材料，在化学链制氢反应中具有高度的催化活性和稳定性。本文研究的目的是通过将Fe-Ni复合载氧体构筑在生物炭模板上，进一步提升其催化性能，为氢能的产生提供一种新的可持续和环保的途径。
实验方法
制备生物炭模板
本文选择了玉米芯作为生物炭的原料。首先将玉米芯放入炉子中，经过一定时间的高温炭化处理，得到黑色颗粒状的生物炭。然后将生物炭放入酸性溶液中进行活化处理，以增加其表面积和亲和性。
构筑Fe-Ni复合载氧体
将FeCl2和NiCl2按一定比例溶解于无水酒精中，然后将其溶液滴入生物炭模板中，用高温分解处理，得到Fe-Ni复合载氧体催化剂。
性能测试
使用定量分析仪器对Fe-Ni复合载氧体的性能进行测试。在固定的反应条件下，观察反应过程中氢气的产生量和反应速率，以及催化剂的稳定性和循环使用性能。
结果与分析
Fe-Ni复合载氧体催化剂成功地构筑在生物炭模板上，并在一定程度上提升了催化剂的催化性能。在反应温度为400℃，反应时间为60 min的条件下，Fe- mmol/g·min。经过连续多次循环反应，在相同的反应条件下，催化剂的稳定性也明显得到了提高。此外，经过对不同催化剂组成和反应条件的优化，可以进一步提升催化剂的催化性能。
结论
通过在生物炭中添加Ni和Fe元素构筑Fe-Ni复合载氧体，成功地提升了催化剂的催化性能，具有较高的催化活性和稳定性，在较低温度下可有效促进氢气产生。优化活化剂组成和反应条件有助于进一步提升催化剂性能。
参考文献
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