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基于CaO载碳体的化学链生物质热解气化反应行为研究的开题报告
一、题目
基于CaO载碳体的化学链生物质热解气化反应行为研究
二、研究背景和意义
生物质是一种可再生的资源，能够代替传统的化石能源，成为重要的能源来源。生物质热解气化技术是将生物质加热至高温下分解产生燃气的过程，具有高效、环保、节能的特点，逐渐成为生产能源和化学品的重要方法。
研究生物质热解气化反应行为，对于提高生物质转化效率、降低污染物排放、实现清洁能源的发展具有重要意义。目前，CaO/carbon载体在生物质热解气化反应中具有优异的催化性能，能够降低热解温度、提高反应速率，提高气化产物的质量。因此，对于CaO/carbon载体催化生物质热解气化反应行为的研究，具有重要的科学意义和实际应用价值。
三、研究方法和内容
1.碳体制备：采用简单的化学还原法制备碳载体，探究不同还原剂、反应条件对于碳体性质的影响。
2.CaO载碳体催化活性研究：测试不同比例的CaO/carbon载体对于生物质热解气化反应行为的影响，利用氧化石墨烯的嵌入技术提高催化反应活性。
3.反应机理研究：利用质谱、红外光谱、XRD等分析技术，研究CaO/carbon载体催化生物质热解气化的反应机理和产物特性。
4.催化剂失活机理研究：通过稳态联合与瞬态测试，探究CaO/carbon载体在长时间作用下失活的机理，进而提高催化剂的使用寿命。
四、预期成果和意义
1.确定一种低成本、高性能的CaO/carbon载体催化生物质热解气化的反应体系。
2.深入研究CaO/carbon载体催化反应的机理和产物特性，对于不同原料和条件下的生物质热解气化反应具有较强的指导作用。
3.通过研究CaO/carbon载体催化剂失活机理，为延长催化剂使用寿命提供科学依据。
4.探索生物质高效转化为清洁能源的技术路径，有助于缓解能源危机和减少环境污染，具有重要的科学价值和社会意义。
五、研究计划时间表
阶段一(1-3个月)：碳体制备
阶段二(4-6个月)：CaO/carbon载体催化性能研究
阶段三(7-9个月)：CaO/carbon载体催化反应机理和产物特性研究
阶段四(10-12个月)：CaO/carbon载体催化剂失活机理研究和催化剂使用寿命优化
六、参考文献
1.付维波,周云霞,汤贵平,等.碳基氧化钙催化无组分生物质气化性能研究[J].燃料化学学报,2018,46(09):1145-1152.
2.WuC,QiaoY,ChengY,etal.CatalystswithinexpensiveCaO/Ca(OH)2forpyrolysisofbiomasswithenhancedhydrogenproduction[J].Energy,2019,168:337-347.
3.ZhangG,YangQ,LiuX,etal.TheinfluenceofembeddedoxygenatomingrapheneoxideonthecatalyticperformanceofCaO/grapheneoxidecatalysttowardbiomasspyrolysis[J].ChemicalEngineeringJournal,2019,378:123023.