原位XRD研究Fe_(2)O_(3)的还原机理

摘要

利用原位X射线衍射(XRD)分析了Fe_(2)O_(3)在H2和CO气氛中被还原时的物相变化过程,研究了其作用机理,以指导制备不同结构的碳化铁活性相,从而实现对费托合成产物的调控。结果表明,在H2和CO气氛中,Fe_(2)O_(3)样品的物相变化过程分别为Fe_(2)O_(3)-Fe_(3)O_(4)(FeO)-Fe和Fe_(2)O_(3)-Fe_(3)O_(4)-FeO-Fe_(5)C_(2),而CO比H2更容易使Fe_(2)O_(3)还原为Fe_(3)O_(4)。推测Fe_(2)O_(3)的还原过程为:H2或CO首先在颗粒表面与Fe_(2)O_(3)发生反应,同时氧元素由颗粒内核向外部逐渐迁移,最终颗粒内部首先被还原、碳化形成单质Fe或碳化铁,并逐渐向外延伸至整个颗粒。