磁场辅助催化生物质热降解产氢气生物质是一种重要的可再生资源，生物质热降解产H2是生物质资源利用的主要方式，但热反应过程会产生大量焦油和CO2，降低了反应热转换效率。研究表明，磁场环境可增强催化剂活性，提高反应原料的转化率和产物的选择性。国内专家学者在化学领域期刊Journal of Analytical and Applied Pyrolysis在线发表了题为“Study on hydrogen-rich gas production by biomass catalytic pyrolysis assisted with magnetic field”的文章，在磁场环境下，探究Ni/CaO催化木锯末热降解产H2的产能及转化效率的变化。 （点击左下角阅读原文，直达文献页面）。 1、 Ni/CaO催化剂的制备 2、 磁场环境下木锯末热降解 研究发现 添加了Ni物质的催化剂具有磁特性，与对照相比，在80 mT磁场环境下， 使用10% Ni/CaO催化剂，木锯末热降解产生H2含量显著增加，且在650 ℃下热降解产生的H2含量最高，CO2含量最低，该条件下，Ni/CaO催化剂对CO和CO2的吸附能力较强，在热降解过程中，CO2的减少，促进了H2的产生。 80 mT磁场环境下，与CaO催化剂相比，含有磁性材料Ni的Ni/CaO催化剂具有更好的CO2吸附性，CO2被吸附于催化剂表面，C原子与催化剂表面的O原子形成一种新的键位，O原子的电子结构发生改变，活性增强。采用磁场辅助Ni/CaO催化生产H2可有效改善木锯末等生物质热降解引起的空气质量问题。  随着磁场强度的增加，H2产量提高，CO含量下降。80 mT磁场环境下，H2产量达到469.2 mL/g，与对照相比，气体质量增加13.6%，液体质量下降16.00%。生物炭、沉积碳等固体含量略有增加。磁场环境促进焦油裂解，气体产量增加，这是由于催化剂Ni原子中的未成对电子在磁场诱导下发生自旋，对焦油分子的催化活性提高，且焦油裂解过程中，自由基在磁场影响下加速自旋，最终改变了产品产量。随着磁场强度的增加，焦油中的酚含量下降，碳氢化合物增加，磁场环境有利于焦油脱除。   本研究采用磁场辅助催化生物质热降解产H2。磁场环境有利于生物质热降解过程中Ni/CaO催化剂对CO和CO2的吸附，促进焦油的催化裂解，与对照相比，80 mT磁场环境下，H2产量提高19.78%。磁场辅助生物质催化热降解产气，为生物质的高效利用提供了一种新的技术手段。 参考文献 https://doi.org/10.1016/j.jaap.2021.105227 |
