化学链制氨过程中铝基载氮体的释氮及其催化特性研究

发布时间：2024-07-05 23:23

　　随着社会经济的不断发展,工业化的不断进步,化石能源的大量燃烧所带来的诸如温室效益等一系列环境问题已成为世界各国需要迫切面对的危机和挑战。为了缓解日趋严重的环境问题,开发清洁燃料,发展低碳能源,减排二氧化碳已迫在眉睫。氨气(NH₃)作为一种潜在的清洁气体燃料,因其具有热值高、燃烧产物无污染、储存及运输成本低等优点而受到各国学者的广泛关注。本文提出了一种新型的氨合成方法:化学链反应制氨(Chemical Looping Ammonia Generation,CLAG),同时对化学链循环过程中的释氮反应及相应的反应机理进行了详细的探究,并通过催化的方法对释氮特性及NH₃生成特性进行进一步提升。具体工作如下:首先,使用热重分析仪对铝基载氮体(AlN)的水解特性进行初步探索,并尝试使用8种常见催化剂降AlN水解反应的活化能,提高反应动力学。结果表明,Fe₂O₃对释氮反应具有良好的促进作用。无催化剂时,AlN水解的起始温度约为950 ^oC,而向体系中引入5 wt%的Fe₂

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2.1热重反应器系统图（1：注射泵；2：温度控制器；3：蒸汽发生器；4：阀门1；5：阀门2；6：氩气瓶；7：流量计；8：热重分析仪；9：计算机；10：尾气处理装置）

2实验和理论部分硕士专业学位论文10图2.1热重反应器系统图（1：注射泵；2：温度控制器；3：蒸汽发生器；4：阀门1；5：阀门2；6：氩气瓶；7：流量计；8：热重分析仪；9：计算机；10：尾气处理装置）载氮体释氮的热重分析步骤为：实验前先使用氩气(Ar)对实验中的管道进行吹扫，充....

图2.2固定床反应器系统图（1：注射泵；2：温度控制器；3：蒸汽发生器；4：阀门1；5：阀门2；6：氩气瓶；7：流量计；8：管式炉；9：吸收瓶；10：滴定仪）

硕士专业学位论文化学链制氨过程中铝基载氮体的释氮及其催化特性研究11温过程中，向炉膛内通入500mL/min的Ar，充分排除空气中其它成分对反应可能存在的影响。图2.2固定床反应器系统图（1：注射泵；2：温度控制器；3：蒸汽发生器；4：阀门1；5：阀门2；6：氩气瓶；7：流量计；....

图3.3不同催化剂含量不同温度下释氮反应的程序升温结果（升温速率：20oC/min；最高温度：1200oC；样品质量：30mg；总气量：500mL/min；水蒸气浓度：50vol%）

硕士专业学位论文化学链制氨过程中铝基载氮体的释氮及其催化特性研究19AlN的转化率先随着Fe2O3的催化作用不断增加，再因AlN被Fe2O3覆盖的面积增加而减少。基于此种现状，本文进一步选择质量分数为5wt%的Fe2O3样品进行下一步研究。图3.3不同催化剂含量不同温度下释氮反应....

图3.4不同温度下释氮反应的程序升温结果（升温速率：20oC/min；Fe2O3含量：5wt%；总气量：500mL/min；水蒸气浓度：50vol%）

硕士专业学位论文化学链制氨过程中铝基载氮体的释氮及其催化特性研究19AlN的转化率先随着Fe2O3的催化作用不断增加，再因AlN被Fe2O3覆盖的面积增加而减少。基于此种现状，本文进一步选择质量分数为5wt%的Fe2O3样品进行下一步研究。图3.3不同催化剂含量不同温度下释氮反应....

本文编号：4001707