铁酸钙载氧体化学链能源转化技术

本书着重讲述了铁酸钙载氧体用于能源转化新理论、新途径和新方案，提出了新型化学链脱氧气化制氢方案、化学链甲烷裂解制氢协同二氧化碳还原新方法、化学链甲醇低温氧化重整制氢新方法等，实现生物质能高值化利用、二氧化碳负排放与水蒸气高效裂解制氢，为能源的清洁、高效、低碳转化与利用提供了独特视角和创新思路。

本书以化学链技术为基础，详细阐述了铁酸钙载氧体用于化学链能源转化的新思路、新途径和新方法。内容包括：化学链技术的基本概念和发展现状；化学链用载氧体材料；铁酸钙载氧体的制备方法；铁酸钙载氧体化学链制氢；铁酸钙载氧体化学链二氧化碳裂解；铁酸钙载氧体生物质化学链气化。 本书立意新颖、内容丰富、可读性强，不仅可供能源、环境、化工、材料等领域的科技人员参考，也适合于对化学链能源转化技术感兴趣的非专业读者阅读。

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第1章 化学链技术 001
1.1 化学链燃烧 001
1.1.1 化学链燃烧技术基本原理 001
1.1.2 载氧体研究进展 002
1.1.3 反应器研究进展 005
1.2 化学链重整 008
1.2.1 化学链甲烷水蒸气重整 008
1.2.2  化学链甲烷水蒸气重整工艺中载氧体研究现状 009
1.3 化学链气化 011
1.3.1 化学链气化基本原理 011
1.3.2 化学链气化研究现状 012
1.4 化学链脱氢 013
1.5 化学链偶联 015
1.6 化学链氮化 016
1.6.1 Haber-Bosch 式化学链合成氨 017
1.6.2 碳基化学链合成氨 020
1.7 化学链制氧 022
1.8 化学链脱氧 023
参考文献 024

第2章 载氧体材料 030
2.1 单组分载氧体 030
2.1.1 铁基载氧体 031
2.1.2 铜基载氧体 033
2.1.3 锰基载氧体 034
2.1.4 钼基载氧体 035
2.1.5 铬基载氧体 037
2.1.6 镍基载氧体 037
2.1.7 钴基载氧体 039
2.1.8 钒基载氧体 040
2.2 复合载氧体 040
2.2.1 固溶体 040
2.2.2 尖晶石 043
2.2.3 钙钛矿 044
2.2.4 铜铁矿 046
2.2.5 钙铁石 048
2.2.6 氧离子传输 049
参考文献 050

第3章 铁酸钙载氧体制备 058
3.1 固相合成法 058
3.2 共沉淀法 060
3.3 水热法 063
3.4 浸渍法 066
3.5 溶胶凝胶法 069
3.6 气凝胶法 082
参考文献 092

第4章 化学链制氢 097
4.1 水蒸气裂解制氢 097
4.1.1 化学链制氢概述 097
4.1.2 化学链制氢载氧体研究进展 098
4.1.3  基于铁酸钙载氧体化学链制氢特性 100
4.2 甲烷裂解制氢 109
4.2.1 催化载氧体的制备 110
4.2.2 甲烷裂解 111
4.2.3 CO2 裂解 115
4.2.4 催化稳定性 117
4.2.5 DFT 计算 121
4.2.6 机理分析 125
4.3 甲醇氧化重整制氢 126
4.3.1 甲醇制氢 126
4.3.2 催化载氧体制备 128
4.3.3 热力学优化及催化测试 130
4.3.4 氧化还原循环性能 133
4.3.5 反应机理 136
4.3.6 结论 138
参考文献 139

第5章 化学链二氧化碳裂解 146
5.1 裂解载氧体筛选 148
5.1.1 吉布斯自由能 148
5.1.2 Aspen Plus 模型建立 150
5.1.3 热力学分析与讨论 151
5.2 再生阶段裂解 153
5.2.1  基于铁酸钙载氧体化学链CO2 还原油气联产特性研究 154
5.2.2 化学链循环关键阶段载氧体表征 159
5.2.3 裂解过程机理 164
5.3 气化阶段裂解 166
5.3.1 生物质与载氧体 168
5.3.2 载氧体的表征 170
5.3.3 脱氧气化 170
5.3.4 载氧体演化机制 177
5.3.5 载氧体再生 179
5.3.6 系统能量分析 180
5.3.7 密度泛函理论计算 181
参考文献 184

第6章 生物质化学链气化 189
6.1 生物质脱氧气化 190
6.2 生物质焦油脱除 199
6.3 热解-气化制氢 201
6.3.1 实验系统 201
6.3.2 数据分析方法 202
6.3.3  基于铁酸钙载氧体生物质化学链气化制富氢合成气特性研究 203
6.4 动力学特性研究 214
6.4.1 气化载氧体制备与性能测试 215
6.4.2 生物炭气化反应性研究 216
6.4.3 模型验证 218
参考文献 222