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超临界水气化生物质工艺是近年发展起来的一种高效、清洁的能源转化及利用技术,极具发展潜力和推广应用价值。本文采用柠檬酸络合剂的溶胶-凝胶法制备了掺杂型稀土钙钛矿催化剂LaNixFe1-xO3(x=0.1,0.3,0.7,0.9),并将其中活性较好的催化剂与相应的单双钙钛矿催化剂LaFeO3、LaNiO3以及La2NiFeO6进行了比较,考察了不同反应温度对超临界水气化玉米秸秆制合成气的影响。利用X射线粉末衍射(XRD)、H2-程序升温还原(H2-TPR)、比表面(BET)、扫描电镜(SEM)、磁性测试和穆斯堡尔谱等手段对催化剂样品进行了表征,探讨了其物理化学性能并与反应活性进行了关联。另外本文还利用热重分析对玉米秸秆的工业分析组成进行了测试。实验结果表明,采用溶胶凝胶法制备的掺杂型催化剂LaNixFe1-xO3(x=0.1,0.3,0.7,0.9),以及相应的单双钙钛矿催化剂LaFeO3, LaNiO3和La2NiFeO6均形成了单相的稀土钙钛矿型氧化物。在系列催化剂LaNixFe1-xO3中,LaNi0.3Fe0.7O3在超临界水气化玉米秸秆制合成气反应中表现出较好的催化活性,产物中的氢气含量最多,且气化率和转化率也很高。从催化剂的表征谱图中发现,LaNi0.3Fe0.7O3较好的催化活性与其较低的还原峰温,大比表面积以及层状结构形貌有关。同时,将稀土双钙钛矿型催化剂La2NiFeO6与相应的单钙钛矿型催化剂LaFeO3, LaNiO3以及LaNi0.3Fe0.7O3进行了系统的比较。结果表明,双钙钛矿系列催化剂兼具有较好的转化率以及气化率,活性优于相应的单钙钛矿型催化剂。这是由于双钙钛矿催化剂La2NiFeO6拥有较小的粒径,且存在晶格畸变。另外穆斯堡尔谱的研究证明钙钛矿中的铁大部分以+3价存在,且除单相LaFeO3外其它单钙钛矿均含有两种配位的Fe3+,而双钙钛矿只含有一种Fe3+的八面体配位,对应结晶性好的LaFeO3相。在此基础上,重点考察了不同反应温度对超临界水气化玉米秸秆制合成气的影响。采用气相色谱,红外光谱(FT-IR),元素分析以及气质联用(GC-MS)对气液固产物进行了分析,并根据气质联用分析初步探讨了该过程的反应机理。结果表明,临界温度对各气体产物的体积分数均有一定程度的影响,随着温度的升高氢气化率和碳气化率会增高,并且在在500℃出现最大值。液相产物中主要为酚类、五元环酮以及直链烷烃类化合物,这是由于在高温高压条件下,玉米秸秆水解为糖类物质,之后发生开环、脱水、异构等氧化还原反应形成的。