AlO2-插层增强化学链甲烷重整抗积碳性能：定制尖晶石氧载体实现卓越性能

《Fuel》：Enhancing carbon resistance in chemical looping steam methane reforming via AlO 2- intercalation: Tailoring spinel-structured oxygen carriers for superior performance

本综述创新性地提出通过AlO2-插层策略精准调控层状双氢氧化物（LDH）层间微环境，通过结构优化和表面化学增强来优化氧载体（OC）结晶度。研究表明该策略可扩大LDH层间距、抑制NiFeAlO4尖晶石晶粒生长，并将氧空位浓度从12.3%提升至17.5%，显著降低甲烷化学吸附能垒并促进C-H键活化，最终使0.3-LDO在750°C实现92.66%甲烷转化率与80%积碳削减，为开发高稳定性化学链蒸汽甲烷重整（CL-SMR）系统建立新范式。

　　

AlO₂^-插层Ni-Fe-Al氧载体的合成

水溶液A通过将0.05 mol Ni(NO₃)₂·6H₂O、0.025 mol Fe(NO₃)₃·9H₂O和x mol Al(NO₃)₃·9H₂O溶解于100 mL去离子水中制备（x值由Al(NO₃)₃与AlO₂^-的摩尔比决定）。溶液B包含0.1 mol NaOH和0.0068 mol NaAlO₂溶于100 mL去离子水，而溶液C包含0.0113 mol NaAlO₂溶于100 mL去离子水。

AlO₂^--LDH的表征

图1展示了不同Al(NO₃)₃:NaAlO₂比例制备的常规LDH前驱体和AlO₂^--LDH前驱体的XRD图谱。可以观察到所有不同AlO₂^-负载量的AlO₂^--LDH以及常规LDH均显示出对应于(003)、(006)、(009)、(012)和(110)晶面的特征衍射峰，这些是LDH结构的典型特征。(003)和(006)峰的强度和位置与层间环境密切相关。

结论

本研究系统阐明了AlO₂^-插层对LDH衍生氧载体（LDO）结构和性能的调控机制，建立了AlO₂^-插入、OC结构、性能和积碳之间的综合关系。通过调节Al(NO₃)₃:NaAlO₂比例，实现了LDH层间可调控的AlO₂^-插层。主要结论如下：

(1) AlO₂^-插层显著扩大LDH层间距（从7.51 ?至12.03 ?）...