[发明专利]一种载氧体铁钴酸钡的制备方法

说明书

本发明公开了一种载氧体铁钴酸钡的制备方法，该方法以硝酸盐水溶液为原料，将其进行充分混合，然后加入络合剂，络合与金属离子发生络合反应，控制反应条件，得到溶胶，再经过冷冻干燥得到凝胶。最后，将凝胶用微波诱导燃烧，发生自燃烧反应，得到有高循环活性、高稳定性的载氧体铁钴酸钡。本发明制备得到的载氧体铁钴酸钡，其化学组成准确，与配料的比例相符，因此易于精确控制其成分。采用溶胶凝胶法制备出凝胶，成本低、操作简单、凝胶成分均匀，采用自燃烧法，自燃烧反应均匀易控制，产物铁钴酸钡成分均匀。整体工制备艺简单，产物形貌规则，尺寸均匀，具有高循环活性、高稳定性，是一种性能优异的载氧体。

技术领域

本发明涉及一种载氧体的制备方法，尤其涉及一种载氧体铁钴酸钡的制备方法。

背景技术

随着人口的快速增长、工业化程度的不断深化和能源需求的日益增加，以化石燃料为主的电力生成在满足了能源需求的同时，也带来了很大的环境危害，其中化石燃料燃烧所排放的CO2是主要的温室气体，由于对能源消耗的增加，大气中CO2浓度也不断增加，全球温度都在逐渐升高。因此，如何减少来自于化石燃料燃烧过程中的CO2的排放，受到了国际社会的密切关注。

其中，煤等化石燃料电力生产过程中CO2的回收和存贮(CCS)，是最有效的方式，能够在短期内达到有效减排CO2的目标。但是CCS的成本较高，给企业带来巨大经济负担，因此，其推广和使用也一直难以真正实施。

因此，探索和研究新型低成本的CO2回收技术，对于化石燃料燃烧过程中CO2的减排具有重大意义。

1983年，德国科学家Richter和Knoche首次提出化学链燃烧(chemical loopingcombustion，CLC)的概念。该燃烧技术与通常的燃烧技术最大的区别是不直接使用空气中的氧分子，而是使用载氧体中的氧原子来完成燃料的燃烧过程，燃烧产物(主要是CO2和水蒸气)不会被空气中的氮气稀释而浓度极高，通过简单冷凝即可得到几乎纯的CO2，简单而低能耗地实现了CO2的分离和捕集；另外，由于燃料反应器和空气反应器的运行温度相对较低，在空气反应器内几乎没有氮氧化物的生成，而在燃料反应器内，由于不与氧气接触，也没有氮氧化物的生成。

因此，如何提供循环活性好、稳定性好的载氧体材料，是解决CO2减排的关键。

发明内容

本发明的目的在提供一种具有高循环活性、高稳定性的载氧体——铁钴酸钡材料的制备方法。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种载氧体铁钴酸钡的制备方法，包括如下步骤：

1)以Ba(NO3)2、Fe(NO3)3、Co(NO3)2为原料，分别配制相应的硝酸盐水溶液，所述水溶液的浓度为0.02-0.05mol/L；

2)按照摩尔比Ba2+∶Fe3+∶Co2+＝1∶x∶(1-x)的比例，将所述硝酸盐水溶液混合，搅拌均匀，然后加入络合剂，所述络合剂与所述金属阳离子的总量的摩尔比为5∶1，然后再加入氨水，控制体系的pH为8-9，加热到40-50℃并缓慢搅拌，反应4-5h得到溶胶，0＜x＜1；

3)对所述溶胶进行冷冻干燥，得到凝胶；

4)将所述干凝胶放置于微波加热容器中，开启所述微波加热容器，所述干凝胶进行燃烧，待燃烧结束后得到载氧体铁钴酸钡。

进一步地，所述络合剂为柠檬酸和/或乙二胺四乙酸。

进一步地，所述x为0.5，得到的产物为BaFe0.5Co0.5O3。

进一步地，所述冷冻干燥的条件是：真空度为10-5Pa，温度为-35℃，冷冻时间36h。

进一步地，所述燃烧进行10-30s。