100% 二氧化碳选择性的Fe2O3/Fe3O4氧化还原对与钡六铁矿组合，通过间接供氧实现二氧化碳捕获

《AIChE Journal?AIChE》：100% CO2 selectivity Fe2O3/Fe3O4 redox pair of Ba-hexaferrite for CO2 capture via relay oxygen donation

铁基氧载体通过BaFe??O??六角铁氧体基质约束实现高氧传输容量（3.0 mmol/g）与100% CO?选择性，其可回收性增强机制源于Ba2+的表面富集和“传递氧供”机制。

　　

摘要

开发一种基于铁的氧气载体，使其具有超过Fe₂O₃/Fe₃O₄氧化还原对的高氧气传输能力（O_t），同时不降低CO₂的选择性和可回收性，仍然是通过化学循环燃烧（CLC）技术捕获CO₂所面临的一个重大挑战。在此，我们提出了一种新策略：将铁离子限制在BaFe₁₂O₁₉六铁矿的基质中。这种材料不仅表现出3.0 mmol/g的优异氧气传输能力（O_t）和100%的CO₂选择性（超过了纯Fe₂O₃→Fe₃O₄系统的最大限2.08 mmol/g），而且在50次氧化还原循环后，其氧气传输能力仍持续提升，同时保持了良好的可回收性，这与大多数已报道的基于铁的氧气载体不同。高氧气传输能力和可回收性与其独特的“接力供氧”机制密切相关：该机制利用了Ba六铁矿中的镜面结构对氧离子的优先扩散路径，并实现了纳米级Ba改性Fe₃O₄/FeO的“原位”形成。循环氧化还原处理使更多的Ba²⁺进入铁氧化物中，并富集在材料表面，从而确保了后续循环中氧气传输能力的提升以及材料的良好可回收性。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的财务利益冲突或可能影响本文研究结果的个人关系。