锆掺杂铜基氧载体释氧性能的实验与机理

为了提高铜基氧载体的释氧性能,采用溶胶凝胶-燃烧法制备了一系列锆掺杂的铜基氧载体并进行了实验研究。通过XRD、SEM、BET、固定床实验等手段研究了锆掺杂对铜基氧载体物相结构、表面形貌、释氧性能和循环反应性能的影响。实验结果表明:锆离子能够进入氧载体晶格形成固溶体;掺杂锆能提高铜基氧载体的比表面积,细化其晶粒;掺杂锆的铜基氧载体,释氧量和释氧性能得到提高;掺杂8%Zr的铜基氧载体在多次循环实验中表现出较好的稳定性。量子化学的密度泛函理论计算结果表明:Zr掺杂能有效降低氧化铜释氧反应的活化能垒,提高其释氧能力,与实验结果吻合。