通过采用体积模型(VM)、未反应芯模型(URCM)和无规孔模型(RPM),采用非等温热重法研究了冶金焦铁催化气化特性和动力学。利用密度泛函理论(DFT)计算分析了CO2在铁催化剂表面的相互作用机理。加铁后,碳转化曲线向低温区移动,表明铁对碳气化有较强的催化作用。动力学分析表明RPM比VM和URCM更好地描述了焦炭气化,RPM活化能为197.1–218.1 kJ/mol。DFT计算表明,平行于晶体表面的CO2分子可以容易地与铁表面相互作用。三种稳定的吸附构型,能量为−0.59, −0.62,和−获得0.78ev。在Löwdin布居分析中,C原子作为铁的主要电子受体。C和O轨道与Fe 3d、4s和4p重叠,表明杂交更强,并证明Fe(001)可以激活CO2。