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一种制备CuO修饰赤泥载 氧体的方法

阅读：1011发布：2020-05-08

专利汇可以提供一种制备CuO修饰赤泥载氧体的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种制备CuO修饰赤泥载氧体的方法，步骤如下：将Cu(NO3)2·3H2O溶于去离子水中，在持续搅拌过程中加入拜耳法赤泥，并在55-65℃恒温水浴锅中蒸发部分水分，随后置于恒温干燥箱中65-75℃干燥25-27h，最后转入马弗炉中于885-895℃ 煅烧 3-4h，经粉碎、筛分后得到粒度为80～200μm的载氧体。该方法简便、快捷、易操作，经CuO修饰的赤泥载氧体耦合了化学链燃烧载氧体和化学链氧解耦燃烧载氧体的双重特性，可有效降低废弃活性炭反应过程的初始热解温度，提升反应活性，且具有相对稳定的多循环反应特性。，下面是一种制备CuO修饰赤泥载氧体的方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种制备CuO修饰赤泥载氧体的方法，其特征在于包括如下步骤：将25-35份Cu(NO3)2·3H2O溶于60-70份去离子水中，在持续搅拌过程中加入20-30份拜耳法赤泥，并在
55-65℃恒温水浴锅中蒸发部分水分，随后置于恒温干燥箱中65-75℃干燥25-27h，最后转入马弗炉中于885-895℃煅烧3-4h，经粉碎、筛分后得到粒度为80～200μm的载氧体；各原料均为重量份。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在60℃恒温水浴锅中蒸发部分水分。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：置于恒温干燥箱中70℃干燥26h。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：转入马弗炉中于890℃煅烧3.5h。

说明书全文

一种制备CuO修饰赤泥载氧体的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种制备CuO修饰赤泥载氧体的方法。

背景技术

[0002] 活性炭是一种性能优异的吸附材料，因其具有发达的孔隙结构、巨大的比表面积而广泛应用于化学化工、医药生产、水处理等众多领域。我国每年产生的废弃活性炭数量巨大，其中大部分被焚烧或填埋，这不但浪费资源还会造成环境二次污染。废弃活性炭以碳元素为主，适合采用热化学手段对其进行处理。

[0003] 化学链燃烧（chemical looping combustion，CLC）是一种新型无火焰燃烧方式，将传统燃烧方式分为燃料反应器中载氧体的还原反应和空气反应器中的氧化反应两步进行，空气不与燃料直接接触故其具有CO2内分离的优势。其中，载氧体具有载氧与载热作用，其反应性直接决定了化学链燃烧过程的反应特性，选择合适的载氧体对化学链燃烧具有重要意义。

[0004] 目前，金属氧化物基载氧体研究最为广泛，这些载氧体又包括人工合成载氧体、天然矿产和含金属的固体废弃物。赤泥（red mud，RM）是制铝工业生产过程中产生的矿渣，每提取1t氧化铝一般会产生0.5～1.5t赤泥。近年来，全球赤泥产量迅速增加，这些数量庞大的赤泥通常采用矿区填埋的方式处理，已经造成了不可忽视的环境问题。因此，赤泥再利用是一种替代长期矿存的环保经济的新方式。赤泥分为拜耳法赤泥、烧结法赤泥、混联法赤泥，拜耳法赤泥中含有10%～60%的Fe2O3、5%～20%的Al2O3、3%～20%的SiO2以及部分碱金属、碱土金属。其中Fe2O3通常作为载氧体的活性组分，Al2O3、SiO2作为惰性组分。而赤泥中的碱金属（K+、Na+）对焦炭的气化起促进作用，Na+在赤泥中通常以NaAlSiO4的形式存在，不存在Na+流失的问题，这令赤泥作为载氧体具有独特的优势。同时，与钛铁矿相比赤泥表现出更高的氧传递速率，反应性质较为稳定，无明显烧结现象产生。因此，在对以工业固体废弃物为载氧体的研究之中，赤泥是一种具有研究前景的新型载氧体。目前对将赤泥作为载氧体的研究主要集中在以单纯赤泥为载氧体的方向，但其通常存在反应活性相对较低、机械强度差等缺点，这也通常是单金属氧化物载氧体所不可避免的问题。因此一些研究提出通过添加活性较高的金属氧化物如CuO、NiO等对载氧体改性，以期实现提升反应活性、改善力学性能的目的。镍基载氧体的反应性好且具有良好的抗高温烧结能力，但镍会污染环境、有害健康，故限制了其发展使用。而铜基载氧体反应活性较高，载氧能力大，积炭现象少，环境友好。研究表明，经Cu修饰的Fe2O3/Al2O3载氧体的等温循环稳定性良好，且CuO能有效增强载氧体的反应活性。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种制备CuO修饰赤泥载氧体的方法。

[0006] 本发明通过下面技术方案实现：一种制备CuO修饰赤泥载氧体的方法，包括如下步骤：将25-35份Cu(NO3)2•3H2O溶于60-
70份去离子水中，在持续搅拌过程中加入20-30份拜耳法赤泥，并在55-65℃恒温水浴锅中蒸发部分水分，随后置于恒温干燥箱中65-75℃干燥25-27h，最后转入马弗炉中于885-895℃煅烧3-4h，经粉碎、筛分后得到粒度为80～200μm的载氧体；各原料均为重量份。

[0007] 优选地，所述的方法中，在60℃恒温水浴锅中蒸发部分水分。

[0008] 优选地，所述的方法中，置于恒温干燥箱中70℃干燥26h。

[0009] 优选地，所述的方法中，转入马弗炉中于890℃煅烧3.5h。

[0010] 本发明技术效果：该方法简便、快捷、易操作，经CuO修饰的赤泥载氧体耦合了化学链燃烧载氧体和化学链氧解耦燃烧载氧体的双重特性，可有效降低废弃活性炭反应过程的初始热解温度，提升反应活性，且具有相对稳定的多循环反应特性。

具体实施方式

[0011] 下面结合实施例具体介绍本发明的实质性内容。

[0012] 实施例1一种制备CuO修饰赤泥载氧体的方法，包括如下步骤：将30份Cu(NO3)2•3H2O溶于65份去离子水中，在持续搅拌过程中加入25份拜耳法赤泥，并在60℃恒温水浴锅中蒸发部分水分，随后置于恒温干燥箱中70℃干燥26h，最后转入马弗炉中于890℃煅烧3.5h，经粉碎、筛分后得到粒度为80～200μm的载氧体；各原料均为重量份。

[0013] 实施例2一种制备CuO修饰赤泥载氧体的方法，包括如下步骤：将25份Cu(NO3)2•3H2O溶于60份去离子水中，在持续搅拌过程中加入20份拜耳法赤泥，并在55℃恒温水浴锅中蒸发部分水分，随后置于恒温干燥箱中65℃干燥25h，最后转入马弗炉中于885℃煅烧3h，经粉碎、筛分后得到粒度为80～200μm的载氧体；各原料均为重量份。

[0014] 实施例3一种制备CuO修饰赤泥载氧体的方法，包括如下步骤：将35份Cu(NO3)2•3H2O溶于70份去离子水中，在持续搅拌过程中加入30份拜耳法赤泥，并在65℃恒温水浴锅中蒸发部分水分，随后置于恒温干燥箱中75℃干燥27h，最后转入马弗炉中于895℃煅烧4h，经粉碎、筛分后得到粒度为80～200μm的载氧体；各原料均为重量份。

[0015] 该方法简便、快捷、易操作，经CuO修饰的赤泥载氧体耦合了化学链燃烧载氧体和化学链氧解耦燃烧载氧体的双重特性，可有效降低废弃活性炭反应过程的初始热解温度，提升反应活性，且具有相对稳定的多循环反应特性。

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