- 文献综述（或调研报告）：
化学链重整（chemical looping reforming，CLR），最早是由Mattisson 和 Lyngfelt科研人员基于化学链燃烧技术提出来的新型制氢手段。这一技术通过燃料-蒸汽进料和空气进料的双床反应器实现化学链重整循环：在燃料反应器中，通入原料和水蒸汽，载氧体首先发生还原反应，由氧化态失去晶格氧后转变为还原态，随之起主要催化作用的活性组分将燃料氧化为 CO、H2等气体产物；水蒸气供应时即发生水汽变换（water-gas shift, WGS）反应，获取更高的氢气纯度。氧载体的选择、制备和反应器结构设计是CLHG的关键。
CLHG中的氧载体除了满足化学链燃烧过程对氧载体的要求外，还需具备以下特点：氧载体应该有不同的氧化态；氧载体必须能够被水蒸气氧化并且具有较高的制氢能力[1]。目前，可用于化学链重整技术的载氧体主要Ni，Fe，Cu，Mn和 Co基载氧体等[2]。其中，Ni基载氧体具有很高的反应性，而且金属Ni对于蒸汽甲烷重整、水汽转化以及其他的一些反应都有催化作用，其H2选择性明显高于其他载氧体材料，是该技术载氧体的最佳选择。此外，Fe基载氧体具有价格低廉、来源广泛、环境友好以及很高的强度等优点，是化学链重整制氢技术中最具商业应用潜力的载氧体之一。因此本设计拟用Fe、Ni基载氧体。
关于载氧体的改性，目前大多数研究都集中在惰性载氧体改性上。Antzara 等人评估了负载在 Al2O3, SiO2, TiO2, NiAl2O4 和ZrO2上的Ni基载氧体的性能。在Fe2O3中加入具有较高塔曼温度的惰性载体如Al2O3, SiO2, TiO2, NiAl2O4，MgAl2O4ＭｇＡｌ２Ｏ４等构成复合氧载体，可以增加颗粒的机械强度，提高颗粒的比表面积，抑制高温下积炭的产生。仅有为数不多的用碱金属改性的研究。碱金属和碱土金属离子具有较强的自扩散性，并能改善载氧体的化学反应活性。Bao等通过引入不同的外来离子（K 、Na 、Ca2 ）以改变原有的离子扩散规律，控制产物层的成核生长过程，并促进钛铁矿的还原反应活性；结果表明，其活性提高的顺序为K gt; Na gt; Ca2 ，修饰后的钛铁矿经过氧化还原循环以后，比表面积及孔体积大大提高。SEM表观形貌分析表明K 、Na 离子具有拓孔作用，EDS元素分析发现循环反应过程中，碱金属离子会通过离子扩散重新分布，从而拓展了颗粒内部的孔隙结构；此外，碱金属还能与钛铁矿组分发生反应生成富含碱金属化合物，其可能具有催化作用，从而提高了载氧体活性；碱土金属扩散速率相对较慢，因此对反应活性的提高作用有限。东南大学沈来宏教授课题组在对铁基载氧体煤化学链燃烧的研究中，利用碱金属K、Na及碱土金属Ca对铁矿石进行了修饰，结果发现碱金属和碱土金属可促进煤的气化反应，适量碱金属和碱土金属的修饰可促进载氧体还原反应活性，过量的碱金属修饰会造成载氧体颗粒烧结和孔隙阻塞，过量碱土金属的修饰亦不能带来化学链燃烧活性的进一步提高，故碱金属和碱土金属浸渍量不宜过高。这表明聚阳离子也有很大可能改善载氧体性能。
目前我所能找到的有关聚阳离子氧化物的研究较少。Ahlborg N.等研究了聚阳离子氧化物的热化学气体还原过程，发现聚阳离子氧化物在2个不同温度下具有至少2个不同的晶体结构，并且能够在两个不同的晶体结构之间经历可逆的相变。Shang Z.等自主设计的新型聚阳离子氧化物PCOs，并应用于两步法热化学水解制氢。发现其相比其它载氧体如二氧化铈和尖晶石铁氧体无论是在分解温度还是H2产出率上都有很大优势。
化学链制氢虽与热化学水解制氢有比较大的区别，但聚阳离子氧化物应用于化学链制氢还是很有研究价值的。
参考文献
刘涛，余钟亮，李光，房倚天，等.化学链制氢技术的研究进展与展望[j]. 应用化工，1671-3206(2017)11-2215-0.
杨杰，马丽萍，唐剑骁，朱斌，等.化学链燃烧国内外研究[j]. 现代化工，0253-4320（2016）01-0025-04.
冯于川 化学链重整制氢技术中镍基及铁基载氧体的反应性及其机理研究[D].
张倩 化学链重整制氢中钙钛矿载氧体性能研究[D].
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