祝贺课题组硕士生牛鹏杰的生物质化学链气化系列论文：Chemical Looping Gasification of Biomass: Part I. Screening Cu-Fe Metal Oxides as Oxygen Carrier and Optimizing Experimental Conditions；Chemical-Looping Gasification of Biomass: Part II. Tar Yields and Distributions（Cu-Fe双金属氧载体的筛选与实验工况优化；焦油产率与分类）被国际知名期刊Biomass & Bioenergy（影响因子3.206）接收。赵海波老师为两篇文章的通讯作者，第一篇文章的共同第一作者是牛鹏杰和马阅新，第二篇文章的共同第一作者是田鑫和牛鹏杰。

本系列文章是课题组Cu基氧载体用于生物质化学链气化应用的一个延伸。课题组对Cu基载氧体有系统的研究。该载氧体较高的反应活性和载氧能力，同时在于还原性气体发生反应过程中会释放出大量的热，这对实际的化学链应用中维持系统的热平衡提供了很好的协助作用。课题组已毕业硕士郭磊等对这部分工作进行了详细研究。而Cu基载体过高的反应活性无疑会降低气化过程中的产气品质，而且Cu基载体高温下易烧结的性质也限制了其应用。相比于Cu基载体，Fe基载体以其低廉的价格，较高的热稳定性等也受到很多学者的研究，只是该载体的反应活性较低。本系列文章同时考虑了这两种常见载体的优劣性质，将两种载体进行了结合，Fe基载体的存在有效抑制了Cu基载体的烧结现象，而Cu基载体的存在也对Fe基载体反应活性有了显著的提高。第一篇文章是对Cu-Fe载体合适的混合比例进行筛选，同时对流化床反应装置的实验工况进行了优化探究。实验结果表明：当CuO和Fe₂O₃的摩尔比是1:1，水蒸气与生物质质量比（S/B）为0.75，温度为800℃，过氧系数（O/B）为0.2时，合成气产率最高，碳转化率相对较高，焦油产率也相对较低。第二篇文章是对生物质气化过程中产生的焦油进行了分析。借助GC-MS装置，我们对不同工况下产生焦油中的各类物质进行了定性和定量分析。定性分析结果表明焦油中大部分有机物的相对分子质量再200左右，其中D-Allose物质的含量相对最高。我们随后按照你相对分子量的大小将焦油中的有机物分为A、B、C三类，分别对应的分子量为100-300, 300-500 和500-700。温度，水蒸气含量以及载体的用量增加都有助于焦油中的大分子物质向小分子物质的转化。氧载体中Cu组分对小分子物质的催化转化效果很明显，但对大分子物质的催化能力则有限；Fe组分的催化效果则相反，其对大分子物质的催化转化效果非常明显。这也进一步反应出两者载体的结合具有较好的协同效应。

本研究得到了国家自然科学基金（51522603）的资助。

本课题组在生物质化学链气化方面的工作包括：

[1] H. Zhao, Lei. Guo, X. Zou. Chemical-looping auto-thermal reforming of biomass using Cu-based oxygen carrier. Applied Energy. 157 (2015) 408-415.

[2] L. Guo, H. Zhao, C. Zheng. Synthesis Gas Generation by Chemical-Looping Reforming of Biomass with Natural Copper Ore as Oxygen Carrier. Waste Biomass Valor. 6 (2015) 81–89.

木屑与不同CuO/ Fe₂O₃的摩尔比氧载体的TG曲线

不同的CuO/ Fe₂O₃的摩尔比对生物质CLG气化效率气产量的影响

最优工况下的焦油中含量大于2%的有机分子成分