CN114735646B - 一种化学环制氢的载氧体及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种化学环制氢的载氧体及其制备方法和应用。所述方法包括二氧化铈载体的制备、活性组分铁的负载，所述二氧化铈载体的制备包括二氧化铈前驱物焙烧过程，所述焙烧在等离子体的气氛下进行。该载氧体制备方法简单，成本低，并且其活性组分粒径小、分散度高、在反应过程中具有较高的活性和稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种化学环制氢的载氧体及其制备方法和应用，具体地说涉及一种高活性化学环制氢的载氧体及其制备方法和应用。
背景技术
化学环燃烧技术是在1954年由Lewis等提出的一种先进燃烧技术。该技术利用氧化还原反应原理，以载氧体所含的晶格氧为氧源，为反应提供所需要的活性氧，载氧体在另外一个反应器中实现再生。化学环技术可以避免燃料与空气（或氧气）的直接接触，一方面提高了安全性能，另一方面可以获得高浓度的二氧化碳，从而实现二氧化碳的捕集。因此，化学环燃烧是一种安全、环保的燃烧技术，具有很好的应用前景。但是，上世纪90年代，化学环燃烧技术才被应用于氢气的制取。
氢能是一种洁净的二次能源载体，具有安全无毒、燃烧性能好（热值为143 kJ/kg，是汽油的3倍）、且产物只有水、不会造成环境污染等优势。因此，氢能作为一种清洁高效的理想燃料，具有很好的应用前景。
化学环制氢（Chemical Looping Hydrogen Generation，CLHG）是一种新型环保的制氢技术，其原理包括两个反应器：燃料反应器和制氢反应器。在燃料反应器中，载氧体被烃类等燃料还原为低价态金属氧化物，同时，燃料被氧化生成二氧化碳，并将其捕集；在制氢反应器中，低价态的金属氧化物被水蒸气氧化，同时水蒸气被还原生成氢气，反应器出口气体冷凝即可得到纯净的氢气。如此循环，即可达到制取氢气的目的。其中，载氧体是该技术的关键，载氧体的性质直接影响整个过程的制氢效率与所得氢气的纯度。
化学环制氢载氧体受到了广大研究者们的青睐，主要有单金属氧化物和复合金属氧化物。其中单金属氧化物主要包括Fe、Zn、Sn、W、Cu、Mn等，载体主要有二氧化硅、二氧化钛、二氧化铈和三氧化二铝等。复合金属氧化物主要是铁氧化物为主，在此基础上，添加Ni、Mn、Zn、Ce、Mg、Zr等助剂。此外，还有少量研究者集中在钙钛矿和双钙钛矿体系的研究。
CN102533388A公开了一种载镍介孔二氧化硅空心球铁基载氧体的应用方法，该载氧体的制备过程是先制备出介孔二氧化硅空心球载体，然后将三氧化二铁内核填充于空心球内，最后采用等体积浸渍法将活性组分氧化镍负载在填充有三氧化二铁内核的介孔二氧化硅空心球上。CN102862956A报道了一种具有钙钛矿结构复合氧化物的制备及其在化学环循环制氢中的应用。该钙钛矿结构载氧体采用柠檬酸络合法制备而成。CN 102441395B公开了一种以三氧化二铁为活性组分，二氧化铈为载体的铁基载氧体，并将其应用于化学环制氢中，所用载体二氧化铈采用乳液聚合法制备模板，所制备的二氧化铈载体具有大孔结构，有利于燃料气和水蒸气在载氧体内的扩散，从而提高燃料气燃烧和循环制氢的效率，降低反应床层的压降，但是该方法制备的载氧体，活性组分负载量低，不利于高负载量的活性组分在其载体表面的分散。
综上所述，现有技术中所述用于化学环制氢的载氧体的活性稳定性需要进一步提高。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种化学环制氢的载氧体及其制备方法和应用，该载氧体制备方法简单，成本低，并且其活性组分粒径小、分散度高、在反应过程中具有较高的活性和稳定性。
一种用于化学环制氢的载氧体的制备方法，所述方法包括二氧化铈载体的制备、活性组分铁的负载，所述二氧化铈载体的制备包括二氧化铈前驱物焙烧过程，所述焙烧在等离子体的气氛下进行。
本发明方法中，所述等离子体为介质阻挡放电等离子体、滑动弧放电等离子体或辉光放电等离子体，优选介质阻挡放电等离子体。
本发明方法中，所述等离子体气氛来源于氩气、氮气或氦气中的一种或几种，优选氩气。
本发明方法中，二氧化铈前驱物在等离子体气氛下的焙烧，具体过程如下：将二氧化铈载体前驱物置于介质阻挡放电反应管中，在25 mL/min-60 mL/min，优选35 mL/min-50mL/min的氩气气氛中，于350oC-400 oC处理1-3 h，优选1-2 h，即可制得二氧化铈载体。
本发明方法中，二氧化铈前驱物的制备可以采用共沉淀法、络合法、水热合成法等。
本发明实施例中采用的一种非限制性的二氧化铈前驱物的制备过程如下：将铈源（硝酸铈）溶解在乙醇水溶液中，搅拌均匀后加入十六烷基三甲基溴化铵（CTAB），于150 -200 °C反应24 h制得二氧化铈前驱物。
本发明方法中，所述活性组分铁的负载采用浸渍法，等体积浸渍或过体积浸渍均可，所述浸渍可以分一次或多次将所需的铁负载到二氧化铈载体上，优选多次进行。
本发明实施例中采用的活性组分铁的负载过程如下，称取一定量的硝酸铁，配制浓度为0.2-2 mol/L的硝酸铁溶液，然后多步等体积浸渍二氧化铈载体。
本发明方法中，活性组分铁负载后包括干燥、焙烧过程，任选干燥前进行老化处理，所述干燥为80oC -120 oC下干燥6 h-24 h，焙烧为马弗炉焙烧和等离子体焙烧，优选所述焙烧在等离子气氛下进行，将样品置于滑动弧放电反应器中，在1L/min-5 L/min的氩气气氛中，于500oC-600 oC焙烧0.5-2h。
一种采用以上法方法制备的用于化学环制氢的载氧体，所述载氧体以二氧化铈为载体，三氧化二铁为活性组分，活性组分的含量为15%-75%，优选20 %-60 %。
一种化学制氢方法，所述方法采用上述的载氧体，反应条件为：
（1）燃料反应器：反应温度为500 oC-1000 oC，反应压力为0.1 MPa-1.0 Mpa，原料气空速为100 h-1-1000 h-1。
（2）蒸汽反应器：反应温度为500 oC-1000 oC，反应压力为0.1 MPa-1.0 Mpa，原料气空速为50 h-1-1000 h-1。
（3）空气反应器：反应温度为500 oC-1000 oC，反应压力为0.1 MPa-1.0 Mpa，气体空速为100 h-1-1000 h-1。
与现有技术相比，本发明一种化学环制氢的载氧体及其制备方法和应用，具有如下效果：采用水热合成法制备所需的二氧化铈载体，并且用等离子体气氛焙烧以分解其模板剂，使所制备的载体具有更均匀的孔道结构，从而更有利于活性组分的负载。
具体实施方式
下面结合实施例进一步说明本发明载氧体的制备方法和效果，但以下实施例不构成对本发明方法的限制。
以下实施例中所用等离子体反应器是石英管单介质阻挡放电反应器(11 mm o.d.× 8 mm i.d.)，石英管反应器中间插入一直径为2 mm的高压电极，外壁缠绕高度为3 cm的铝箔片作为接地电极，高压电极和接地电极分别与等离子体电源的高压电极和接地电极相连，石英管作为一种绝缘介质，以使其产生稳定的等离子体。所用等离子体电源的型号是CTP-2000K低温等离子体电源。
实施例中等离子体温度通过调节等离子体电源的功率来控制，所述温度范围内等离子体的功率在15-36 W之间。
以下实施例及比较例中甲烷转化率的计算如下：
其中， 表示出料气体中甲烷的峰面积， />表示甲烷的校正因子， />表示出料气体中氮气的峰面积， />表示进料气体中甲烷的体积流量， />表示进料气体中氮气的体积流量。
产氢量的计算如下：
其中， 表示出料气体中氢气的峰面积， />表示氢气的校正因子， />表示进料气体中氮气的体积流量， />表示出料气体中氮气的峰面积， />表示载氧体的质量。
实施例1
（1）含铈前驱体的制备
称取75.68 g硝酸铈，将其溶于60 mL蒸馏水和20 mL乙醇的混合溶液中，搅拌均匀，将十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)加入上述溶液中，其中，CTAB与硝酸铈的摩尔比为2，搅拌30 min。最后，将混合溶液转移到装有聚四氟乙烯内衬的反应釜中，于150°C反应24 h，自然冷却后，将产物用水和无水乙醇进行洗涤，在烘箱中于80oC下干燥12 h，即可得到含铈前驱体。
（2）二氧化铈载体的制备
将步骤（1）所得的前驱体置于介质阻挡放电反应管中，在50 mL/min的氩气气氛中，于380oC（放电功率22.67 W）处理2h，即可得到二氧化铈载体。
（3）活性组分的负载
称取151.79 g硝酸铁，加入到300mL水溶液中，然后多步浸渍于步骤（2）所制备的载体上，室温下老化8h，最后于120 oC下干燥12 h。
（4）载氧体后处理
将步骤（3）所得的样品置于滑动弧放电反应器中，在3L/min的氩气气氛中，于600oC（放电功率35.73 W）处理2h，即可得到所需的载氧体。
将上述载氧体应用于甲烷化学环制氢反应中，反应条件如下：
（1）燃烧反应器：反应温度为850oC，反应压力为0.1 MPa，原料气空速为1200 h-1。
（2）蒸汽反应器：反应温度为850 oC，反应压力为0.1 MPa，原料气空速为241.2 h-1。
（3）空气反应器：反应温度为850 oC，反应压力为0.1 MPa，气体空速为1200 h-1。
反应所得甲烷转化率为99%，产氢量为70.2mL/g cat.。
实施例2
（1）含铈前驱体的制备
称取75.68 g硝酸铈，将其溶于60 mL蒸馏水和20 mL乙醇的混合溶液中，搅拌均匀，将十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)加入上述溶液中，其中，CTAB与硝酸铈的摩尔比为2，搅拌30 min。最后，将混合溶液转移到装有聚四氟乙烯内衬的反应釜中，于150°C反应24 h，自然冷却后，将产物用水和无水乙醇进行洗涤，在烘箱中于80oC下干燥12 h，即可得到含铈前驱体。
（2）二氧化铈载体的制备
将步骤（1）所得的前驱体置于介质阻挡放电反应管中，在60 mL/min的氩气气氛中，于400oC（放电功率23.31 W）处理1.5h，即可得到二氧化铈载体。
（3）活性组分的负载
称取81.72 g硝酸铁，加入到100 mL水溶液中，然后多步浸渍于步骤（2）所制备的载体上，室温下老化8 h，最后于120 oC下干燥12 h。
（4）载氧体后处理
将步骤（3）所得的样品置于滑动弧放电反应器中，在2L/min的氩气气氛中，于500oC（放电功率29.89 W）处理0.5h，即可得到所需的载氧体。
将上述载氧体应用于甲烷化学环制氢反应中，反应条件如下：
（1）燃烧反应器：反应温度为850 oC，反应压力为0.1 MPa，原料气空速为1200 h-1。
（2）蒸汽反应器：反应温度为850 oC，反应压力为0.1 MPa，原料气空速为241.2 h-1。
（3）空气反应器：反应温度为850 oC，反应压力为0.1 MPa，气体空速为1200 h-1。
反应所得甲烷转化率为82.3%，产氢量为60.3mL/g cat.。
实施例3
（1）含铈前驱体的制备
称取75.68 g硝酸铈，将其溶于60 mL蒸馏水和20 mL乙醇的混合溶液中，搅拌均匀，将十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)加入上述溶液中，其中，CTAB与硝酸铈的摩尔比为2，搅拌30 min。最后，将混合溶液转移到装有聚四氟乙烯内衬的反应釜中，于200°C反应24 h，自然冷却后，将产物用水和无水乙醇进行洗涤，在烘箱中于80oC下干燥12 h，即可得到含铈前驱体。
（2）二氧化铈载体的制备
将步骤（1）所得的前驱体置于介质阻挡放电反应管中，在45 mL/min的氩气气氛中，于350oC（放电功率20.23 W）处理2h，即可得到二氧化铈载体。
（3）活性组分的负载
称取101.19 g硝酸铁，加入到100 mL水溶液中，然后多步浸渍于步骤（2）所制备的载体上，室温下老化8 h，最后于120 oC下干燥12 h。
（4）载氧体后处理
将步骤（3）所得的样品置于滑动弧放电反应器中，在1 L/min的氩气气氛中，于550oC（放电功率32.27 W）处理1.5h，即可得到所需的载氧体。
将上述载氧体应用于甲烷化学环制氢反应中，反应条件如下：
（1）燃烧反应器：反应温度为850 oC，反应压力为0.1 MPa，原料气空速为1200 h-1。
（2）蒸汽反应器：反应温度为850 oC，反应压力为0.1 MPa，原料气空速为241.2 h-1。
（3）空气反应器：反应温度为850 oC，反应压力为0.1 MPa，气体空速为1200 h-1。
反应所得甲烷转化率为89.9%，产氢量为63.2mL/g cat.。
实施例4
（1）含铈前驱体的制备
称取75.68 g硝酸铈，将其溶于60 mL蒸馏水和20 mL乙醇的混合溶液中，搅拌均匀，将十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)加入上述溶液中，其中，CTAB与硝酸铈的摩尔比为2，搅拌30 min。最后，将混合溶液转移到装有聚四氟乙烯内衬的反应釜中，于180°C反应24 h，自然冷却后，将产物用水和无水乙醇进行洗涤，在烘箱中于80oC下干燥12 h，即可得到含铈前驱体。
（2）二氧化铈载体的制备
将步骤（1）所得的前驱体置于介质阻挡放电反应管中，在40 mL/min的氩气气氛中，于370oC（放电功率21.32 W）处理3h，即可得到二氧化铈载体。
（3）活性组分的负载
称取124.17 g硝酸铁，加入到200 mL水溶液中，然后多步浸渍于步骤（2）所制备的载体上，室温下老化8 h，最后于120 oC下干燥12 h。
（4）载氧体后处理
将步骤（3）所得的样品置于滑动弧放电反应器中，在4L/min的氩气气氛中，于520oC（放电功率31.12 W）处理1 h，即可得到所需的载氧体。
将上述载氧体应用于甲烷化学环制氢反应中，反应条件如下：
（1）燃烧反应器：反应温度为850 oC，反应压力为0.1 MPa，原料气空速为1200 h-1。
（2）蒸汽反应器：反应温度为850 oC，反应压力为0.1 MPa，原料气空速为241.2 h-1。
（3）空气反应器：反应温度为850 oC，反应压力为0.1 MPa，气体空速为1200 h-1。
反应所得甲烷转化率为96.3%，产氢量为68.3mL/g cat.。
实施例5
（1）含铈前驱体的制备
称取75.68 g硝酸铈，将其溶于60 mL蒸馏水和20 mL乙醇的混合溶液中，搅拌均匀，将十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)加入上述溶液中，其中，CTAB与硝酸铈的摩尔比为2，搅拌30 min。最后，将混合溶液转移到装有聚四氟乙烯内衬的反应釜中，于160°C反应24 h，自然冷却后，将产物用水和无水乙醇进行洗涤，在烘箱中于80oC下干燥12 h，即可得到含铈前驱体。
（2）二氧化铈载体的制备
将步骤（1）所得的前驱体置于介质阻挡放电反应管中，在35 mL/min的氩气气氛中，于400oC（放电功率22.97 W）处理1.5h，即可得到二氧化铈载体。
（3）活性组分的负载
称取37.95 g硝酸铁，加入到50 mL水溶液中，然后多步浸渍于步骤（2）所制备的载体上，室温下老化8 h，最后于120 oC下干燥12 h。
（4）载氧体后处理
将步骤（3）所得的样品置于滑动弧放电反应器中，在5L/min的氩气气氛中，于570oC（放电功率33.27 W）处理1.5h，即可得到所需的载氧体。
将上述载氧体应用于甲烷化学环制氢反应中，反应条件如下：
（1）燃烧反应器：反应温度为850 oC，反应压力为0.1 MPa，原料气空速为1200 h-1。
（2）蒸汽反应器：反应温度为850 oC，反应压力为0.1 MPa，原料气空速为241.2 h-1。
（3）空气反应器：反应温度为850 oC，反应压力为0.1 MPa，气体空速为1200 h-1。
反应所得甲烷转化率为79.8%，产氢量为57.8mL/g cat.。
实施例6
（1）含铈前驱体的制备
称取75.68 g硝酸铈，将其溶于60 mL蒸馏水和20 mL乙醇的混合溶液中，搅拌均匀，将十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)加入上述溶液中，其中，CTAB与硝酸铈的摩尔比为2，搅拌30 min。最后，将混合溶液转移到装有聚四氟乙烯内衬的反应釜中，于150°C反应24 h，自然冷却后，将产物用水和无水乙醇进行洗涤，在烘箱中于80oC下干燥12 h，即可得到含铈前驱体。
（2）二氧化铈载体的制备
将步骤（1）所得的前驱体置于介质阻挡放电反应管中，在35 mL/min的氩气气氛中，于380oC（放电功率22.09 W）处理2h，即可得到二氧化铈载体。
（3）活性组分的负载
称取151.79 g硝酸铁，加入到300mL水溶液中，然后多步浸渍于步骤（2）所制备的载体上，室温下老化8 h，最后于120 oC下干燥12 h。
（4）载氧体后处理
将步骤（3）所得的样品置于马弗炉中，以3oC/min的速率升温至900 oC焙烧6h，即可得到所需的载氧体。
将上述载氧体应用于甲烷化学环制氢反应中，反应条件如下：
（1）燃烧反应器：反应温度为850 oC，反应压力为0.1 MPa，原料气空速为1200 h-1。
（2）蒸汽反应器：反应温度为850 oC，反应压力为0.1 MPa，原料气空速为241.2 h-1。
（3）空气反应器：反应温度为850 oC，反应压力为0.1 MPa，气体空速为1200 h-1。
反应所得甲烷转化率为81.4%，产氢量为59.9mL/g cat.。
实施例7
（1）含铈前驱体的制备
称取75.68 g硝酸铈，将其溶于60 mL蒸馏水和20 mL乙醇的混合溶液中，搅拌均匀，将十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)加入上述溶液中，其中，CTAB与硝酸铈的摩尔比为2，搅拌30 min。最后，将混合溶液转移到装有聚四氟乙烯内衬的反应釜中，于150°C反应24 h，自然冷却后，将产物用水和无水乙醇进行洗涤，在烘箱中于80oC下干燥12 h，即可得到含铈前驱体。
（2）二氧化铈载体的制备
将步骤（1）所得的前驱体置于介质阻挡放电反应管中，在40 mL/min的氩气气氛中，于360oC（放电功率20.99 W）处理1 h，即可得到二氧化铈载体。
（3）活性组分的负载
称取151.79 g硝酸铁，加入到300 mL水溶液中，然后多步浸渍于步骤（2）所制备的载体上，室温下老化8 h，最后于120 oC下干燥12 h。
（4）载氧体后处理
将步骤（3）所得的样品置于马弗炉中，以5 oC/min的速率升温至850 oC焙烧6 h，即可得到所需的载氧体。
将上述载氧体应用于甲烷化学环制氢反应中，反应条件如下：
（1）燃烧反应器：反应温度为850 oC，反应压力为0.1 MPa，原料气空速为1200 h-1。
（2）蒸汽反应器：反应温度为850 oC，反应压力为0.1 MPa，原料气空速为241.2 h-1。
（3）空气反应器：反应温度为850 oC，反应压力为0.1 MPa，气体空速为1200 h-1。
反应所得甲烷转化率为84.7%，产氢量为64.5mL/g cat.。
实施例8
（1）含铈前驱体的制备
称取75.68 g硝酸铈，将其溶于60 mL蒸馏水和20 mL乙醇的混合溶液中，搅拌均匀，将十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)加入上述溶液中，其中，CTAB与硝酸铈的摩尔比为2，搅拌30 min。最后，将混合溶液转移到装有聚四氟乙烯内衬的反应釜中，于150°C反应24 h，自然冷却后，将产物用水和无水乙醇进行洗涤，在烘箱中于80oC下干燥12 h，即可得到含铈前驱体。
（2）二氧化铈载体的制备
将步骤（1）所得的前驱体置于介质阻挡放电反应管中，在30 mL/min的氩气气氛中，于350oC（放电功率19.81 W）处理1 h，即可得到二氧化铈载体。
（3）活性组分的负载
称取151.79 g硝酸铁，加入到300 mL水溶液中，然后多步浸渍于步骤（2）所制备的载体上，室温下老化8 h，最后于120 oC下干燥12 h。
（4）载氧体后处理
将步骤（3）所得的样品置于马弗炉中，以2 oC/min的速率升温至800 oC焙烧6 h，即可得到所需的载氧体。
将上述载氧体应用于甲烷化学环制氢反应中，反应条件如下：
（1）燃烧反应器：反应温度为850 oC，反应压力为0.1 MPa，原料气空速为1200 h-1。
（2）蒸汽反应器：反应温度为850 oC，反应压力为0.1 MPa，原料气空速为241.2 h-1。
（3）空气反应器：反应温度为850 oC，反应压力为0.1 MPa，气体空速为1200 h-1。
反应所得甲烷转化率为82.6%，产氢量为61.3mL/g cat.。
比较例1
（1）含铈前驱体的制备
称取75.68 g硝酸铈，将其溶于60 mL蒸馏水和20 mL乙醇的混合溶液中，搅拌均匀，将十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)加入上述溶液中，其中，CTAB与硝酸铈的摩尔比为2，搅拌30 min。最后，将混合溶液转移到装有聚四氟乙烯内衬的反应釜中，于150°C反应24 h，自然冷却后，将产物用水和无水乙醇进行洗涤，在烘箱中于80oC下干燥12 h，即可得到含铈前驱体。
（2）二氧化铈载体的制备
将步骤（1）所得的前驱体置于马弗炉中，以2 oC/min的速率升温至800oC，在该温度下焙烧6 h，即可得到二氧化铈载体。
（3）活性组分的负载
称取151.79 g硝酸铁，加入到300 mL水溶液中，然后多步浸渍于步骤（2）所制备的载体上，室温下老化8 h，最后于120 oC下干燥12 h。
（4）载氧体后处理
将步骤（3）所得的样品置于马弗炉中，以2 oC/min的速率升温至800 oC焙烧6 h，即可得到所需的载氧体。
将上述载氧体应用于甲烷化学环制氢反应中，反应条件如下：
（1）燃烧反应器：反应温度为850 oC，反应压力为0.1 MPa，原料气空速为1200 h-1。
（2）蒸汽反应器：反应温度为850 oC，反应压力为0.1 MPa，原料气空速为241.2 h-1。
（3）空气反应器：反应温度为850 oC，反应压力为0.1 MPa，气体空速为1200 h-1。
反应所得甲烷转化率为73.9%，产氢量为52.6mL/g cat.。
Claims (14)
1. 一种用于化学环制氢的载氧体的制备方法，其特征在于：所述方法包括二氧化铈载体的制备、活性组分铁的负载，所述二氧化铈载体的制备包括二氧化铈前驱物焙烧过程，二氧化铈前驱物的焙烧在等离子体的气氛下于350oC-400 oC进行；活性组分铁负载后包括干燥、焙烧过程，干燥前进行老化处理，其中，干燥为80oC-120 oC下干燥6 h-24 h，焙烧为马弗炉焙烧或等离子体焙烧。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述等离子体为介质阻挡放电等离子体、滑动弧放电等离子体或辉光放电等离子体。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述等离子体为介质阻挡放电等离子体。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述等离子体气氛来源于氩气、氮气或氦气中的一种或几种。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述等离子体气氛来源于氩气。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：二氧化铈前驱物在等离子体气氛下的焙烧，具体过程如下：将二氧化铈载体前驱物置于介质阻挡放电反应管中，在25 mL/min-60mL/min的氩气气氛中，处理1-3 h，即可制得二氧化铈载体。
7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：二氧化铈前驱物在等离子体气氛下的焙烧，具体过程如下：将二氧化铈载体前驱物置于介质阻挡放电反应管中，在35 mL/min-50mL/min的氩气气氛中，处理1-2 h，即可制得二氧化铈载体。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：二氧化铈前驱物的制备采用共沉淀法、络合法或水热合成法。
9. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述二氧化铈前驱物的制备过程如下：将铈源溶解在乙醇水溶液中，搅拌均匀后加入十六烷基三甲基溴化铵，于150 -200 °C反应24h制得二氧化铈前驱物。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述活性组分铁的负载采用浸渍法，等体积浸渍或过体积浸渍，所述浸渍分一次或多次将所需的铁负载到二氧化铈载体上。
11. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：采用的活性组分铁的负载过程如下，称取一定量的硝酸铁，配制浓度为0.2-2 mol/L的硝酸铁溶液，然后多步等体积浸渍二氧化铈载体。
12.一种采用权利要求1至11任一方法制备的用于化学环制氢的载氧体，其特征在于：所述载氧体以二氧化铈为载体，三氧化二铁为活性组分，活性组分的含量为15%-75%。
13. 一种采用权利要求1至11任一方法制备的用于化学环制氢的载氧体，其特征在于：活性组分的含量为20 %-60 %。
14.一种化学制氢方法，其特征在于：采用权利要求12或13所述的载氧体，反应条件为：
（1）燃料反应器：反应温度为500 oC-1000 oC，反应压力为0.1 MPa-1.0 Mpa，原料气空速为100 h-1-1000 h-1；
（2）蒸汽反应器：反应温度为500 oC-1000 oC，反应压力为0.1 MPa-1.0 Mpa，原料气空速为50 h-1-1000 h-1；
（3）空气反应器：反应温度为500 oC-1000 oC，反应压力为0.1 MPa-1.0 Mpa，气体空速为100 h-1-1000 h-1。
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