高指数晶面结构氧化铁化学链燃烧反应活性及深层还原反应机理

采用密度泛函理论计算和实验研究形貌可控制备氧化铁作为高效载氧体用于化学链燃烧的可行性.首先从理论上对比分析fe2o3高指数晶面[104]和低指数晶面[001]的反应活性及深层还原反应机理.表面反应结果显示,fe2o3[104]氧化co的反应活性远高于fe2o3[001],fe2o3[104]被还原成为低价的铁氧化物或单质,这些低价的铁氧化物或单质可被o2氧化再生.载氧体和co深层反应结果显示fe2o3[104]可被co彻底还原成fe单质,fe2o3[104]释放氧能力强,反应活性高;而fe2o3[001]还原到一定程度后反应能垒高,抑制表面进一步还原,释放氧能力有限.最后,实验结果进一步证明了fe2o3[104]作为载氧体用于化学链燃烧的高反应活性及稳定性.