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空心球壳Ni-CaO-Ca2SiO4材料制备及其强化松木锯末制氢性能研究

收稿日期:2026-03-31 修回日期:2026-04-22 接受日期:2026-04-23

DOI:10.20078/j.eep.20260411

摘要:针对生物质吸收强化蒸汽重整过程中CaO基材料易烧结失活、循环稳定性下降的问题,本研究以松木锯末为原料,采用水热碳模板去除法制备了不同Ca2SiO4掺杂比例的空心球壳CaO基复合吸收剂,并在优化样品基础上引入10%Ni(质量分数),构建催化吸... 展开+
摘要:针对生物质吸收强化蒸汽重整过程中CaO基材料易烧结失活、循环稳定性下降的问题,本研究以松木锯末为原料,采用水热碳模板去除法制备了不同Ca2SiO4掺杂比例的空心球壳CaO基复合吸收剂,并在优化样品基础上引入10%Ni(质量分数),构建催化吸收一体化的复合材料。系统评估了材料的结构特征、CO2循环吸收性能及吸收强化制氢能力。结果表明,空心球壳结构与Ca2SiO4稳定骨架均有利于抑制CaO烧结、改善孔结构并提高循环稳定性,其中10%Ca2SiO4(质量分数)掺杂样品表现出最佳综合吸收性能。进一步引入10%Ni后,所得材料的产氢性能显著提升。经10次“碳酸化-逆碳酸化”循环后,H2产率仍保持1.80 mmol/(gbm·gmat·min)(gbm为每克生物质,gmat为每克复合材料),仅较初始值1.88 mmol/(gbm·gmat·min)下降4.32%,H2纯度由71.50%降至67.63%。研究表明,基于多晶态稳定剂调控和球壳形貌设计构建的CaO基复合材料,可同时提升CO2循环吸收能力与生物质吸收强化制氢稳定性,为高效CaO基功能材料的结构设计及绿色制氢方式提供了参考。  收起-

作者:

  • 孟雨岑1
  • 屈搏宇2
  • 张冶水3
  • 秦天恒3
  • Anjum Tanzila1
  • Rasrendra Carolus Borromeus4
  • 姬国钊1,*

作者简介

第一作者:孟雨岑(2001—),男,山东枣庄人,硕士研究生,主要研究方向为固体废弃物资源化利用。E-mail:myc170037@mail.dlut.edu.cn
*通讯作者:姬国钊(1986—),男,辽宁阜新人,副教授,主要研究方向为固体废弃物热化学转化。E-mail:guozhaoji@dlut.edu.cn

单位

  • 1.大连理工大学 环境学院
  • 2.中国科学院大连化学物理研究所
  • 3.阿伯丁大学 工程学院
  • 4.万隆理工学院 工业技术学院 化学工程系

关键字

  • 生物质废弃物
  • 气化
  • 强化吸收
  • 制氢
  • 循环稳定性

基金项目

国家重点研发计划政府间资助项目(2025YFE0109700); 辽宁省揭榜挂帅科技攻关专项(2023JH1/1040007)

引用格式

孟雨岑, 屈搏宇, 张冶水, 秦天恒, Anjum Tanzila, Rasrendra Carolus Borromeus, 姬国钊. 空心球壳Ni-CaO-Ca2SiO4材料制备及其强化松木锯末制氢性能研究[J/OL]. 能源环境保护: 1-13[2026-05-08]. https://doi.org/10.20078/j.eep.20260411.

Meng Yucen, Qu Boyu, Zhang yeshui, Qin Tianheng, Anjum Tanzila, Rasrendra Carolus Borromeus, JI Guozhao. Preparation of Hollow Spherical Ni-CaO-Ca2SiO4 Materials and Their Performance in Enhanced Hydrogen Production from Pine Sawdust[J/OL]. Energy Environmental Protection: 1-13[2026-05-08]. https://doi.org/10.20078/j.eep.20260411.
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