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Improved reversible redox cycles on MTiOx (M=Fe, Co, Ni, and Cu) particles afforded by rapid and stable oxygen carrier capacity for use in chemical looping combustion of methane
저자
Kwak, B.S. ; Park, N.K. ; Ryu, S.O. ; Baek, J.I. ; Ryu, H.J. ; Kang, M.
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2017
작성언어
-주제어
등재정보
SCI,SCIE,SCOPUS
자료형태
학술저널
수록면
617-627(11쪽)
제공처
In this study, rutile TiO<SUB>2</SUB> particles (MTiOx) incorporating 3d-metals, with their electrons more than half-filled, are synthesized for use in the chemical looping combustion of methane. The specific structures are obtained by doping the M-sites with Fe, Co, Ni, and Cu (FeTiOx, CoTiOx, NiTiOx, and CuTiOx), and they have the same M/Ti molar ratio of 1.0. XRD, SEM, CH<SUB>4</SUB>-TPD, TGA, and BET techniques were used to characterize the prepared materials. The XRD results confirmed that all of the prepared materials possessed pure hexagonal phases in the case of Co1Ti1Ox and Ni1Ti1Ox and mixed formations composed of metal oxides and rutile TiO<SUB>2</SUB> in the case of Fe1Ti1Ox and Cu1Ti1Ox. The CH<SUB>4</SUB>-TPD and H<SUB>2</SUB>-TPR analyses showed that the highest adsorption is obtained on CuTiOx, in particular on Cu1.5Ti1Ox. The oxygen carrier capacities of the samples were measured in H<SUB>2</SUB> (FR)/air (AR) and CH<SUB>4</SUB>-CO<SUB>2</SUB> (FR)/air (AR) redox systems at 850<SUP>o</SUP>C using TGA analysis. Their variability was shown to be associated with the different doping elements and doping concentrations. In particular, the Cu1.5Ti1Ox material in the CH<SUB>4</SUB>-CO<SUB>2</SUB> (FR)/air (AR) redox system exhibits oxygen uncoupling behaviour, leading to improved capture and release of oxygen compared to the other materials.
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