[发明专利]三钙钛矿型复合金属氧化物载氧体及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种三钙钛矿型复合金属氧化物载氧体，其特征在于，该载氧体为三钙钛矿结构，其通式为A₃B’B”B”’O₉；其中A离子为La，B’离子为Fe，Co或Ni，B”离子为Mn，B”’离子为Al。

2.根据权利要求1所述的一种三钙钛矿型复合金属氧化物载氧体，其特征在于，其晶格结构均为立方晶格。

3.一种如权利要求1-2中任一项所述三钙钛矿型复合金属氧化物载氧体的制备方法，其特征在于，该方法按照以下步骤进行：

(1)根据La₃B’MnAlO₉(B’＝Fe，Co或Ni)的化学计量比，称取La(NO₃)₃·6H₂O，B’的金属硝酸盐，Mn(NO₃)₂水溶液，Al(NO₃)₃·9H₂O，以及络合剂溶解在去离子水中配置为前驱体溶液；其中，B’的金属硝酸盐为Fe(NO₃)₃·9H₂O、Co(NO₃)₃·6H₂O、Ni(NiO₃)₂·6H₂O中的一种；

(2)在搅拌条件下将所述前驱体溶液蒸干至凝胶状；随后放入100～200℃恒温干燥箱老化5～24h，将所得前驱体粉末在700～1000℃，空气气氛中焙烧2～6h得到所述三钙钛矿型复合金属氧化物载氧体，其分子式为La₃B’MnAlO₉(B’＝Fe，Co或Ni)。

4.根据权利要求3所述的一种三钙钛矿型复合金属氧化物载氧体的制备方法，其特征在于，所述络合剂为柠檬酸、乙二醇、甘氨酸、尿素中的至少一种。

5.根据权利要求3所述的一种三钙钛矿型复合金属氧化物载氧体的制备方法，其特征在于，所述络合剂总量与金属离子总量的摩尔比为1:1～4:1。

6.一种如权利要求1-2中任一项所述三钙钛矿型复合金属氧化物载氧体在化学链甲烷重整反应中的应用，其特征在于，在还原阶段，载氧体在无氧条件下与甲烷反应，氧体中的晶格氧将甲烷部分氧化生成合成气，与此同时载氧体被还原；在氧化阶段，载氧体先与水蒸气反应获得部分晶格氧，同时产生氢气；在空气燃烧阶段，载氧体再被空气进一步氧化，实现循环再生，恢复到与甲烷反应前的结构。

7.根据权利要求6所述的一种三钙钛矿型复合金属氧化物载氧体在化学链甲烷重整反应中的应用，其特征在于，所述还原阶段、所述氧化阶段和所述空气燃烧阶段的反应温度均为600-1100℃。

8.根据权利要求6所述的一种三钙钛矿型复合金属氧化物载氧体在化学链甲烷重整反应中的应用，其特征在于，所述还原阶段通入甲烷和氮气混合气，其中甲烷体积百分数为5-100％，以甲烷为基准计算，控制反应的体积空速为126-12000h^-1。

9.根据权利要求6所述的一种三钙钛矿型复合金属氧化物载氧体在化学链甲烷重整反应中的应用，其特征在于，所述氧化阶段通入二氧化碳和氮气混合气，其中二氧化碳体积百分数为5-100％，以二氧化碳为基准计算，控制反应的体积空速为120-12000h^-1；或者氧化阶段通入水蒸气和氮气的混合气，其中水蒸气的体积百分数为5-100％，以水蒸气为基准计算，控制反应的体积空速为120-12000h^-1。