本文以脱灰褐煤为研究对象,考察了钠-铁二元金属在煤焦催化气化过程中的协同作用及机理,内容主要包括以下三个部分:第一部分,气化实验结果显示煤焦在钠-铁二元金属的催化下的水蒸气气化速率高于单一金属,发现了二元金属的协同作用,并进一步考察了不同钠、铁含量对于二元金属协同作用的影响,认为4.9%Fe-Char+9.4%Na2CO3样品所对应的添加量较为合适。随后,考察了温度对协同作用的影响,并发现750℃时最为显著。第二部分,使用了多种手段分析了含钠-铁煤焦在热解、升温以及气化过程中的变化,并探讨了协同作用的机理。铁催化剂减轻了气化过程中晶体Na2CO3的生成,使得更多钠催化剂以活性中间体的形式存在,并减少了Na的挥发损失。钠催化剂在升温阶段与铁催化剂相互作用,使得铁催化剂还原成了活性较高的α-Fe。在气化过程中,铁催化剂在钠的参与下均匀分散至煤焦颗粒表面,进一步提高了铁的催化活性。钠-铁二元金属催化剂比起单一金属催化剂来说与煤焦的反应更为剧烈,更大程度地破坏了石墨化结构并形成了不定型碳,增加了煤焦的活性。另一方面,钠-铁二元金属催化剂对于煤焦介孔结构分布也有略微的促进作用。第三部分,研究了不同铁基前驱体对于钠-铁二元金属催化剂协同作用的影响,发现气化速率排序为FeSO4>FeCO3>Fe(OH)3>FeCl3>Fe(NO3)3。FeSO4基煤焦在升温阶段形成钠-铁-碳所需的温度最低,产生了更多的活性中间体,有效减少了钠的挥发,同时在气化过程中产生了最丰富的介孔结构,提高了煤焦的气化活性。