CN107537503B - 一种生物质制合成气的载氧体，其制备方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种生物质制合成气的载氧体，包括5%~65%的Fe2O3，5%~35%的NiO，30%~90%的LaNiO3。所述载氧体以镍、镧的可溶性盐为前驱体，以柠檬酸为络合剂通过发生络合反应制备钙钛矿结构的LaNiO3或LaNiO3和NiO的混合物，再通过浸渍负载上活性组分和助剂。本发明的载氧体可用于以生物质为原料制合成气，载氧体活性高，且可促使生物质热解后产生的焦油气化，从而整体上提高生物质的气化率；本发明可通过以生物质为原料，得到合成气，合成气产率高，达到95%以上。通过化学链循环反应，不需要气体分离过程就可以得到纯氢气，提高了生物质制氢技术的经济性。

Description

一种生物质制合成气的载氧体，其制备方法及应用
技术领域
本发明涉及一种生物质化学链制合成气载氧体制备的新方法，属于生物质制氢领域的技术。
背景技术
合成气（H2+CO）以一氧化碳和氢气为主要组分，是一种重要的化工“中间体”，是制备费托合成油的原料，以合成气为原料可以制备甲醇、合成氨、丙烯酸、汽油等，合成气的应用和生产在化学工业中极为重要。合成气的原料范围很广，可由煤或焦炭等固体燃料气化产生，也可由天然气和石脑油等轻质烃类制取，还可由重油经部分氧化法生产。煤、石油、天然气以及焦炉煤气、炼厂气等由于含有大量的碳，所以生产过程中会排放出二氧化碳，污染环境，而生物质能资源具有硫含量低、资源广泛、可以永久利用且不增加地表CO2循环总量等特点，日益受到人们的广泛关注和世界各国的高度重视。生物质能量密度低，属于低品位能源，其直接利用具有一定的局限性。生物质热解/气化制氢技术是将低品位的固体生物质原料转化为高品位的清洁能源，可以有效减少温室气体排放问题，是一种可持续的清洁的能源转化技术。
近年来，生物质热解/气化制氢技术已经成为各国研究的热点，日本及欧美发达国家和地区在该领域取得了较多研究成果，一些工艺技术目前已经进入成熟的商业化运营阶段。这些研究工作主要集中在气化反应装置、生物质原料类型、气化技术和催化剂研究等方面。我国生物质热解/气化研究起步较晚，目前仍停留在气体生产阶段，生物质燃气主要用于炊事、锅炉供热及发电，在生物质热解/气化制合成气进而生产化学品方面的研究和实践很少。中科院广州能源所研制出了规模为100t/a的玉米气化制合成气进而生产二甲醚的生产系统，当玉米进料量为45~50kg/h时得到的合成气产率可达40~45m3/h，其中氢气的体积分数为32.5%，H2/CO在1左右。华中科技大学的李建芬等人以树叶为原料，利用热裂解装置进行了生物质制合成气的研究。
通常情况下，如果期望通过生物质热解/气化获得富氢合成气，则需要以富氧气体或高温水蒸气作为气化剂，从而使工艺过程变得复杂。化学链气化是一种新颖的气化技术。它是利用载氧体中的晶格氧代替常规气化反应的气化介质，向燃料提供气化反应所需的氧元素，通过控制晶格氧/燃料比值使固体燃料气化。化学链气化具有以下优点：首先，载氧体的循环使用为燃料气化提供了氧元素，省去了纯氧制备步骤，节省了成本；其次，高温下载氧体可以与生物质热解产物-焦油发生催化裂解反应，众所周知焦油是一种酸性液体，对管道有腐蚀性，催化裂解反应可以使焦油中的大分子芳香族化合物深度分解成小分子的气体，提高了生物质的气化率，降低了焦油的收率；再次，在蒸汽反应器中载氧体发生氧化反应，放出的热被载氧体带入燃料反应器，为燃料的气化提供了热量；最后，在蒸汽反应器中载氧体被水蒸气氧化，得到氢气，提高了经济性。
国内中科院广州能源所和东南大学对化学链生物质制合成气进行过研究。广州能源所何方等人在一个小型鼓泡流化床反应器上对以铁矿石为载氧体的生物质化学链气化制合成气过程进行了研究。他是以生物质为燃料，在燃料反应器中生物质被载氧体氧化，得到合成气。东南大学的沈来宏等人以生物质作为固体燃料，进行化学链燃烧试验，并运用Aspen Plus软件搭建生物质化学链燃烧系统模型，对生物质化学链燃烧深入研究。
在生物质化学链制合成气方面，仍缺少一种有效的载氧体，使生物质的气化率和合成气的浓度得以提高。
发明内容
为解决现有技术中生物质制合成气的技术中气化率低，产物合成气浓度低的问题，本发明拟提供一种生物质制合成气的载氧体，可以提高生物质生产合成气的气化率，并提高产物合成气的浓度。
本发明的技术目的通过以下技术方案实现：
第一方面，本发明提供一种生物质制合成气的载氧体，包括以下质量分数的组分：
Fe2O3 5%~65%
NiO 5%~35%
LaNiO3 30%~90%。
进一步的，所述载氧体优选包括以下质量分数的组分：
Fe2O3 10%~40%
NiO 5%~20%
LaNiO3 40%~ 85%。
本发明的载氧体为负载型氧化铁催化剂，氧化铁为活性组分，LaNiO3具有钙钛矿结构，作为载体，氧化镍为助剂。
第二方面，本发明提供所述载氧体的制备方法，包括以下步骤：以镍的可溶性盐、镧的可溶性盐为前驱体，以柠檬酸为络合剂，将三者配成溶液，其中，使镍离子的摩尔数≥镧离子的摩尔数，但不超出载氧体中预定的总镍/镧比例，搅拌，进行水分蒸发，待溶液由透明的溶胶变成粘稠的凝胶，干燥，焙烧，得到钙钛矿结构的LaNiO3或LaNiO3和NiO的混合物，按照载氧体中预定的各组分比例，将上述产物浸渍在特定浓度的铁盐和镍盐的混合溶液或铁盐溶液中，再经干燥、焙烧，负载上NiO/Fe2O3或Fe2O3，得到载氧体。
进一步的，反应液中柠檬酸与总金属离子的摩尔比为1.0~2.0:1。
进一步的，所述镍的可溶性盐优选为硝酸镍，所述镧的可溶性盐优选为硝酸镧。
进一步的，在上述制备方法中，配制溶液后，搅拌并进行水分蒸发发生络合反应的过程，控制温度为30~90℃，优选为50~80℃；搅拌速率为100~500rpm，优选为300~400rpm；搅拌时间为3~8小时，优选为4~6小时。
进一步的，在上述制备方法中，两个干燥和焙烧过程的具体操作条件均为：干燥温度为60~200℃，优选为80~150℃；干燥时间为1~36小时，优选为8~24小时；焙烧在400~1000℃下焙烧2~15小时，优选在600~900℃下焙烧3~8小时。
第三方面，本发明提供利用所述载氧体以生物质为原料制合成气的方法，以生物质为原料，进行热解气化后作为燃料与载氧体接触反应制备合成气，生物质与载氧体接触反应的温度为400~1000℃，优选为800~900℃，反应压力均为常压。
进一步的，所述生物质选自农作物、农作物废弃物、木材和木材废弃物中的至少一种。本发明中优选为木屑、秸秆、稻壳和树枝，所述生物质进行热解气化的温度为600~1000℃，优选为800~900℃。生物质热解后生成热解气、焦油和焦炭，热解气中包括CO、H2、CH4、CO2、C2H6等小分子气体。将热解后的原料与载氧体接触反应，焦油在载氧体作用下进一步分解成小分子气体，气体与载氧体、气体与气体（气体与气体之间反应时载氧体可作为催化剂）之间发生的反应包括如下（以活性金属为NiO为例）：
焦油→烃类+芳烃+多环芳烃(Tars→CnHm+ArH+PAHS)
CH4+CO2=2CO+2H2
CH4+H2O=CO+2H2
CO+H2O=CO2+H2
C+H2O=CO+H2
C+CO2=2CO，
CH4+NiO=CO+2H2+Ni
CO+NiO=CO2+Ni
H2+NiO=H2O+Ni
可见，这是一个复杂的反应过程，在本发明中，对生物质热解后的热解气中各成分进行测定，根据各成分含量及以上反应确定载氧体的用量，还可以根据产物合成气中C/H比的需要调整原料和载氧体的比例。
进一步的，生物质制合成气的过程中，可加入蒸汽反应器和空气反应器构成化学链循环，载氧体可以循环利用，同时利用蒸汽反应器制备纯净氢气，通常要进行多次循环才有经济性。所述载氧体在蒸汽反应器中氧化的温度为400~1000℃，优选为800~900℃；在空气反应器中氧化的温度为400~1000℃，优选为800~900℃；反应压力均为常压。
进一步的，所述燃料反应器和蒸汽反应器为移动床反应器，空气反应器为流化床反应器。
与现有技术相比本发明具有如下优点：
本发明的载氧体制备方法简单、原料廉价易得；载氧体活性高，且可促使生物质热解后产生的焦油气化，从而整体上提高生物质的气化率；本发明可通过以生物质为原料，得到合成气，合成气产率高，达到95%以上。通过化学链循环反应，不需要气体分离过程就可以得到纯氢气，提高了生物质制氢技术的经济性。
具体实施方式
下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
实施例1
取36.3g Ni(NO3)2·6H2O，放入500mL的烧杯中，加入100mL的蒸馏水，然后把烧杯置于80℃的水浴中，搅拌速度为400rpm。取34.3g La(NO3)3·6H2O，放入有100mL蒸馏水的烧杯中，搅拌至全部溶解。然后把硝酸镧溶液滴加到硝酸钴溶液中，边滴加边搅拌。取40g柠檬酸，柠檬酸与金属离子总量摩尔比为1.2：1，放入有100mL的烧杯中搅拌至全部溶解，待上述混合溶液搅拌30分钟后，缓慢的加入柠檬酸溶液，边滴加边搅拌。搅拌5个小时后，红棕色溶液已经脱水变成粘稠状的凝胶，将凝胶取出放入到110℃的干燥箱中，干燥过夜。然后取出干燥后的钙钛矿前驱物，置于马弗炉中，以3℃/min的升温速率从室温升至400℃，恒温焙烧2个小时，再以10℃/min的升温速率升至800℃，恒温焙烧3个小时，得到NiO/LaNiO3。
称取计量的硝酸铁，溶解到适量的去离子水中，称取计量的载体，两者等体积混合后浸渍过夜，然后在120℃干燥箱中干燥12h，900℃马弗炉中焙烧6h，得到Fe2O3-NiO/LaNiO3载氧体，其中Fe2O3质量含量为10%，NiO质量含量为20%，LaNiO3质量含量为70%。
实施例2
取36.3g Ni(NO3)2·6H2O，放入500mL的烧杯中，加入100mL的蒸馏水，然后把烧杯置于80℃的水浴中，搅拌速度为400rpm。取34.3g La(NO3)3·6H2O，放入有100mL蒸馏水的烧杯中，搅拌至全部溶解。然后把硝酸镧溶液滴加到硝酸钴溶液中，边滴加边搅拌。取40g柠檬酸，柠檬酸与金属离子总量摩尔比为1.2：1，放入有100mL的烧杯中搅拌至全部溶解，待上述混合溶液搅拌30分钟后，缓慢的加入柠檬酸溶液，边滴加边搅拌。搅拌5个小时后，红棕色溶液已经脱水变成粘稠状的凝胶，将凝胶取出放入到110℃的干燥箱中，干燥过夜。然后取出干燥后的钙钛矿前驱物，置于马弗炉中，以3℃/min的升温速率从室温升至400℃，恒温焙烧2个小时，再以10℃/min的升温速率升至800℃，恒温焙烧3个小时，得到NiO/LaNiO3。
称取计量的硝酸铁，溶解到适量的去离子水中，称取计量的载体，两者等体积混合后浸渍过夜，然后在120℃干燥箱中干燥12h，900℃马弗炉中焙烧6h，得到Fe2O3-NiO/LaNiO3载氧体，其中Fe2O3质量含量为10%，NiO质量含量为5%，LaNiO3质量含量为85%。
实施例3
取36.3g Ni(NO3)2·6H2O，放入500mL的烧杯中，加入100mL的蒸馏水，然后把烧杯置于80℃的水浴中，搅拌速度为400rpm。取34.3g La(NO3)3·6H2O，放入有100mL蒸馏水的烧杯中，搅拌至全部溶解。然后把硝酸镧溶液滴加到硝酸钴溶液中，边滴加边搅拌。取40g柠檬酸，柠檬酸与金属离子总量摩尔比为1.2：1，放入有100mL的烧杯中搅拌至全部溶解，待上述混合溶液搅拌30分钟后，缓慢的加入柠檬酸溶液，边滴加边搅拌。搅拌5个小时后，红棕色溶液已经脱水变成粘稠状的凝胶，将凝胶取出放入到110℃的干燥箱中，干燥过夜。然后取出干燥后的钙钛矿前驱物，置于马弗炉中，以3℃/min的升温速率从室温升至400℃，恒温焙烧2个小时，再以10℃/min的升温速率升至800℃，恒温焙烧3个小时，得到NiO/LaNiO3。
称取计量的硝酸铁，溶解到适量的去离子水中，称取计量的载体，两者等体积混合后浸渍过夜，然后在120℃干燥箱中干燥12h，900℃马弗炉中焙烧6h，得到Fe2O3-NiO/LaNiO3载氧体，其中Fe2O3质量含量为20%，NiO质量含量为10%，LaNiO3质量含量为70%。
实施例4
取36.3g Ni(NO3)2·6H2O，放入500mL的烧杯中，加入100mL的蒸馏水，然后把烧杯置于80℃的水浴中，搅拌速度为400rpm。取34.3g La(NO3)3·6H2O，放入有100mL蒸馏水的烧杯中，搅拌至全部溶解。然后把硝酸镧溶液滴加到硝酸钴溶液中，边滴加边搅拌。取40g柠檬酸，柠檬酸与金属离子总量摩尔比为1.2：1，放入有100mL的烧杯中搅拌至全部溶解，待上述混合溶液搅拌30分钟后，缓慢的加入柠檬酸溶液，边滴加边搅拌。搅拌5个小时后，红棕色溶液已经脱水变成粘稠状的凝胶，将凝胶取出放入到110℃的干燥箱中，干燥过夜。然后取出干燥后的钙钛矿前驱物，置于马弗炉中，以3℃/min的升温速率从室温升至400℃，恒温焙烧2个小时，再以10℃/min的升温速率升至800℃，恒温焙烧3个小时，得到NiO/LaNiO3。
称取计量的硝酸铁，溶解到适量的去离子水中，称取计量的载体，两者等体积混合后浸渍过夜，然后在120℃干燥箱中干燥12h，900℃马弗炉中焙烧6h，得到Fe2O3-NiO/LaNiO3载氧体，其中Fe2O3质量含量为40%，NiO质量含量为20%，LaNiO3质量含量为40%。
实施例5
取36.3g Ni(NO3)2·6H2O，放入500mL的烧杯中，加入100mL的蒸馏水，然后把烧杯置于80℃的水浴中，搅拌速度为400rpm。取34.3g La(NO3)3·6H2O，放入有100mL蒸馏水的烧杯中，搅拌至全部溶解。然后把硝酸镧溶液滴加到硝酸钴溶液中，边滴加边搅拌。取40g柠檬酸，柠檬酸与金属离子总量摩尔比为1.2：1，放入有100mL的烧杯中搅拌至全部溶解，待上述混合溶液搅拌30分钟后，缓慢的加入柠檬酸溶液，边滴加边搅拌。搅拌5个小时后，红棕色溶液已经脱水变成粘稠状的凝胶，将凝胶取出放入到80℃的干燥箱中，干燥8h。然后取出干燥后的钙钛矿前驱物，置于马弗炉中，以3℃/min的升温速率从室温升至400℃，恒温焙烧2个小时，再以10℃/min的升温速率升至800℃，恒温焙烧3个小时，得到NiO/LaNiO3。
称取计量的硝酸铁，溶解到适量的去离子水中，称取计量的载体，两者等体积混合后浸渍过夜，然后在120℃干燥箱中干燥12h，900℃马弗炉中焙烧6h，得到Fe2O3-NiO/LaNiO3载氧体，其中Fe2O3质量含量为20%，NiO质量含量为10%，LaNiO3质量含量为70%。
实施例6
取36.3g Ni(NO3)2·6H2O，放入500mL的烧杯中，加入100mL的蒸馏水，然后把烧杯置于80℃的水浴中，搅拌速度为400rpm。取34.3g La(NO3)3·6H2O，放入有100mL蒸馏水的烧杯中，搅拌至全部溶解。然后把硝酸镧溶液滴加到硝酸钴溶液中，边滴加边搅拌。取40g柠檬酸，柠檬酸与金属离子总量摩尔比为1.2：1，放入有100mL的烧杯中搅拌至全部溶解，待上述混合溶液搅拌30分钟后，缓慢的加入柠檬酸溶液，边滴加边搅拌。搅拌5个小时后，红棕色溶液已经脱水变成粘稠状的凝胶，将凝胶取出放入到150℃的干燥箱中，干燥24h。然后取出干燥后的钙钛矿前驱物，置于马弗炉中，以3℃/min的升温速率从室温升至400℃，恒温焙烧2个小时，再以10℃/min的升温速率升至800℃，恒温焙烧3个小时，得到NiO/LaNiO3。
称取计量的硝酸铁，溶解到适量的去离子水中，称取计量的载体，两者等体积混合后浸渍过夜，然后在120℃干燥箱中干燥12h，900℃马弗炉中焙烧6h，得到Fe2O3-NiO/LaNiO3载氧体，其中Fe2O3质量含量为20%，NiO质量含量为10%，LaNiO3质量含量为70%。
实施例7
取36.3g Ni(NO3)2·6H2O，放入500mL的烧杯中，加入100mL的蒸馏水，然后把烧杯置于80℃的水浴中，搅拌速度为400rpm。取34.3g La(NO3)3·6H2O，放入有100mL蒸馏水的烧杯中，搅拌至全部溶解。然后把硝酸镧溶液滴加到硝酸钴溶液中，边滴加边搅拌。取40g柠檬酸，柠檬酸与金属离子总量摩尔比为1.2：1，放入有100mL的烧杯中搅拌至全部溶解，待上述混合溶液搅拌30分钟后，缓慢的加入柠檬酸溶液，边滴加边搅拌。搅拌5个小时后，红棕色溶液已经脱水变成粘稠状的凝胶，将凝胶取出放入到110℃的干燥箱中，干燥过夜。然后取出干燥后的钙钛矿前驱物，置于马弗炉中，以3℃/min的升温速率从室温升至400℃，恒温焙烧2个小时，再以10℃/min的升温速率升至600℃，恒温焙烧8个小时，得到NiO/LaNiO3。
称取计量的硝酸铁，溶解到适量的去离子水中，称取计量的载体，两者等体积混合后浸渍过夜，然后在120℃干燥箱中干燥12h，900℃马弗炉中焙烧6h，得到Fe2O3-NiO/LaNiO3载氧体，其中Fe2O3质量含量为20%，NiO质量含量为10%，LaNiO3质量含量为70%。
实施例8
取36.3g Ni(NO3)2·6H2O，放入500mL的烧杯中，加入100mL的蒸馏水，然后把烧杯置于80℃的水浴中，搅拌速度为400rpm。取34.3g La(NO3)3·6H2O，放入有100mL蒸馏水的烧杯中，搅拌至全部溶解。然后把硝酸镧溶液滴加到硝酸钴溶液中，边滴加边搅拌。取40g柠檬酸，柠檬酸与金属离子总量摩尔比为1.2：1，放入有100mL的烧杯中搅拌至全部溶解，待上述混合溶液搅拌30分钟后，缓慢的加入柠檬酸溶液，边滴加边搅拌。搅拌5个小时后，红棕色溶液已经脱水变成粘稠状的凝胶，将凝胶取出放入到110℃的干燥箱中，干燥过夜。然后取出干燥后的钙钛矿前驱物，置于马弗炉中，以3℃/min的升温速率从室温升至400℃，恒温焙烧2个小时，再以10℃/min的升温速率升至900℃，恒温焙烧5个小时，得到NiO/LaNiO3。
称取计量的硝酸铁，溶解到适量的去离子水中，称取计量的载体，两者等体积混合后浸渍过夜，然后在120℃干燥箱中干燥12h，900℃马弗炉中焙烧6h，得到Fe2O3-NiO/LaNiO3载氧体，其中Fe2O3质量含量为20%，NiO质量含量为10 %，LaNiO3质量含量为70%。
实施例9
各实施例中的载氧体应用于生物质制备合成气：
以上述实施例中的Fe2O3-NiO/LaNiO3为载氧体，松木木屑为生物质，经筛分至60~80目。评价装置由广州能源所搭建，包括热解、制氢、预热三大部分。热解与氧化反应器均为高温不锈钢材料，热解时不需要载气，热解气体为后续的催化反应器提供含一定量焦油的高温粗燃气。热解反应器加热到800℃后，木屑以200r/min的速率经螺旋进料器进入热解反应器，共进料10分钟，在高温条件下，木屑中的挥发物经裂解反应生成H2，CH4，CO，CO2和C2H4等低分子气体及一定量的焦油，热解气化率结果见表1。燃料反应器温度为800℃，常压，其中气体各组分含量为15.6%H2，10%CH4，43%CO，6%CO2，2%C2H6，3%C2H4，1%C3H6，2%C4H10，4%O2，13%N2，0.4%H2O。在载氧体的作用下，焦油发生二次裂解生成小分子气体，此时的化学链气化率结果同见表1，同时热解气中的小分子气体也在载氧体作用下发生重整反应，生成CO和H2为主要成分的合成气，杂质主要为CH4、CO2、O2、N2、C2H6、C2H4等。由湿式流量计对气体体积进行计量，并采集和分析。性能评价结果见表1。载氧体从燃料反应器下部料腿中流出，接着进入到蒸汽反应器中，反应器温度为1000℃，水蒸汽流量为100mL/min。从蒸汽反应器下端出来的载氧体进入到空气反应器中，反应温度为1000℃，空气流速为100mL/min。空气反应器上部为提升管，可以使载氧体迅速流到反应器顶端，载氧体出来后进入到旋风分离器中进行气固分离，分离后的载氧体再进入到燃料反应器中进行循环。采用安捷伦7820A型气相色谱在线分析，5A分子筛柱和Porapak Q柱，TCD检测。
比较例
以Fe2O3/Al2O3为载氧体，评价条件同实施例9。
表1
Figure 640255DEST_PATH_IMAGE001
注：甲烷转化率、氢气产量及合成气浓度含量均是循环100次后的平均值。

Claims (10)

1.一种生物质制合成气的载氧体，其特征在于，所述载氧体包括以下质量分数的组分：
Fe2O3 10%~40%
NiO 5%~20%
LaNiO3 40%~85%；
所述载氧体通过以下方法制备：以镍的可溶性盐、镧的可溶性盐为前驱体，以柠檬酸为络合剂，将三者配成溶液，反应液中柠檬酸与总金属离子的摩尔比为1.0~2.0:1，其中，使镍离子的摩尔数≥镧离子的摩尔数，但不超出载氧体中预定的总镍/镧比例，搅拌，进行水分蒸发，待溶液由透明的溶胶变成粘稠的凝胶，干燥，焙烧，得到钙钛矿结构的LaNiO3或LaNiO3和NiO的混合物，按照载氧体中预定的各组分比例，将上述产物浸渍在特定浓度的铁盐和镍盐的混合溶液或铁盐溶液中，再经干燥、焙烧，负载上NiO/Fe2O3或Fe2O3，得到载氧体。
2.权利要求1所述的载氧体的制备方法，包括以下步骤：以镍的可溶性盐、镧的可溶性盐为前驱体，以柠檬酸为络合剂，将三者配成溶液，其中，使镍离子的摩尔数≥镧离子的摩尔数，但不超出载氧体中预定的总镍/镧比例，搅拌，进行水分蒸发，待溶液由透明的溶胶变成粘稠的凝胶，干燥，焙烧，得到钙钛矿结构的LaNiO3或LaNiO3和NiO的混合物，按照载氧体中预定的各组分比例，将上述产物浸渍在特定浓度的铁盐和镍盐的混合溶液或铁盐溶液中，再经干燥、焙烧，负载上NiO/Fe2O3或Fe2O3，得到载氧体。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，反应液中柠檬酸与总金属离子的摩尔比为1.0~2.0:1。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述镍的可溶性盐为硝酸镍，所述镧的可溶性盐为硝酸镧。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，配制溶液后，搅拌并进行水分蒸发发生络合反应的过程，控制温度为30~90℃，搅拌速率为100~500rpm，搅拌时间为3~8小时。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，制备过程中两次干燥的具体操作条件均为：干燥温度为60~200℃；干燥时间为1~36小时；制备过程中两次焙烧的具体操作条件均为：焙烧在400~1000℃下焙烧2~15小时。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，制备过程中两次干燥的具体操作条件均为：干燥温度为80~150℃，干燥时间为8~24小时，制备过程中两次焙烧的具体操作条件均为：焙烧在600~900℃下焙烧3~8小时。
8.利用权利要求1所述的载氧体以生物质为原料制合成气的方法，其特征在于，以生物质为原料，进行热解气化后作为燃料与载氧体接触反应制备合成气，生物质与载氧体接触反应的温度为800~900℃，反应压力均为常压。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述生物质选自农作物、农作物废弃物、木材和木材废弃物中的至少一种。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，生物质制合成气的过程中，加入蒸汽反应器和空气反应器构成化学链循环，载氧体循环利用，同时利用蒸汽反应器制备纯净氢气。
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