本论文选择12-硅钨杂多酸作为光催化剂，根据光解反应和胶体铂还原反应进行的时间不同，采用两种不同的方法制备了光催化放氢助催化剂胶体铂。第一种方法是首先光照12-硅钨酸使其转化为杂多蓝阴离子，再加入氯铂酸，利用杂多蓝阴离子在暗态下将氯铂酸还原为胶体铂。第二种方法是直接将氯铂酸与12-硅钨杂多酸混合进行光反应，利用原位产生的杂多蓝阴离子将氯铂酸还原为胶体铂。

氢是高能值、零排放的洁净燃料,特别是以氢为燃料的燃料电池,具有高效性和环境友好性,将成为未来理想的能源利用形式。生物质是我国的第四大能源,其生长过程中可以实现CO_2的近零排放或零增长。煤炭是我国的主导能源,但是其生产开发和利用过程中带来了严重的环境污染和生态破坏。将煤及生物质转化为氢,既能提高煤及生物质的利用率,又能减少大气污染,具有能源环保双重作用。 本文采用理论研究和实验验证相结合的方法,以甲醇、纤维素、麦秸及煤/羧甲级基纤维素钠为研究对象,应用Gibbs自由能最小化原理,深入系统地研究了温度

氢是一种可储存、可运输的清洁能源,有望成为21世纪与电力并重的主要终端能源。大力开发生物质能和氢能可以改善能源结构,减少环境污染,满足人们对清洁能源的需求。生物质超临界水气化制氢是近二三十年兴起的一种高效洁净能源转化技术,不仅可直接处理含水量高的湿生物质,无需高能耗的干燥过程,而且气化率高,过程封闭,清洁无污染,显示出良好的开发前景,因而得到众多学者的关注并逐步得到较为深入的研究。

本文设计并建立了一套间歇式超临界生物质气化实验装置。利用该装置,在水的近临界态和超临界态,以葡萄糖为生物质模型化合物,以制取氢气为目的进行实验研究。选用氧化钙为二氧化碳脱除剂,考察添加氧化钙前后,反应温度、反应压力、反应停留时间、葡萄糖初始浓度和Ca/C摩尔比等因素对气体样品组成和葡萄糖分解率的影响。在实验中,使用气相色谱仪定性定量分析气体样品,通过分析反应后液体样品的化学需氧量(COD)值来确定葡萄糖的分解率。 首先,在纯超临界水条件下进行实验研究。实验结果表明,温度和反应停留时间是实验的主要影响因素。

本论文以研发高效的氢源系统为目标,采用实验研究、理论分析和数值模拟相结合的方法对ZNO-CR2O3/CEO2-ZRO2整体催化剂上的甲醇自热重整制氢反应进行了系统的研究,解决了甲醇重整制氢过程中重整催化剂和反应器的优化设计以及放大过程涉及的反应工程问题。 通过正交实验系统研究了整体催化剂上甲醇自热重整制氢体系的反应动力学;利用方差分析得出反应温度、空速、水醇摩尔比和氧醇摩尔比都是影响甲醇的转化率、氢产率和CO选择性的重要因素,而且其影响的显著程度依次减弱。

利用生物质乙醇的重整制氢具有环境友好等特点,可以有效的为燃料电池提供氢气,是目前催化研究的一个热点,引起了众多关注。本论文重点研究了氧化铈担载的Ir和Ni催化剂上的乙醇水汽重整制氢反应,同时也考察了不同载体担载的Ir,Ni催化剂。借助反应中间产物的重整和添加以及in situ FTIR和TEM等表征技术对反应过程机理和催化剂结构、反应稳定性进行了系统研究。

利用核能可以大规模、高效地制氢,同时减少甚至消除温室气体的排放,为实现未来可持续能源体系提供了有力的保证。本文采用理论分析和计算模拟的方法对高温堆甲烷蒸汽重整制氢系统进行了研究。 论文首先从热力学的角度对系统进行了研究。提出了不完全反应模型的总反应式,推导获得了标态时不完全反应模型的计算热效率的解析式。利用不完全反应模型的热效率解析式,结合平衡反应模型,对系统性能进行了研究。

本论文以PEMFC甲醇自热制氢体系优化为目的,用有效能分析方法对PEMFC甲醇自热制氢体系全系统进行了分析,指出甲醇自热重整过程和催化燃烧蒸发器是主要的有效能损失单元,然后,分别对甲醇自热重整过程和催化燃烧蒸发器进行了分析和优化。 应用Gibbs自由能最小化法对甲醇自热重整过程进行了热力学平衡计算,计算结果表明甲醇自热重整最佳的操作条件为: A/M=1.5和W/M=1.5~2.0。

虽然以天然气、石脑油等烃类为原料的大规模水蒸气重整制氢技术已经成熟,但昂贵的氢气仓储输运成本导致了现有技术不能满足分散的燃料电池用氢的特殊要求。为了推进燃料电池的商业化进程,全世界范围内广泛开展了小规模烃类燃料现场制氢工艺的研究。 本论文研究了Ni重整催化剂上烃类燃料转化制氢的过程,

氨是一种理想的氢载体，具有储氢密度高、易于液化、生产储运技术成熟等优点。近年来，氨催化分解为燃料电池提供无CO_x氢技术备受关注。相对于其他氢分离技术而言，复合金属钯膜具有氢选择性高、透量大、热稳定性及耐压性好等优点。如能使用钯透氢膜对氨分解产物中的氢气进行提纯，必将为质子交换膜燃料电池应用提供廉价氢源。本文着重研究了氨分解反应动力学、新型高效氨分解催化剂以及高性能钯膜在氨分解制氢中的应用。

氨气是极具吸引力的燃料电池汽车非碳基氢源。然而贵金属Ru负载型氨气裂解制氢催化剂活性虽高但价格昂贵,在廉价的过渡金属催化剂上氨气也可以完全分解,但是分解温度一般都要达到500℃以上,这对于应用而言十分不利。非平衡等离子体是一种非常有效的活化分子手段。在等离子体中,电子通过电场加速而获得足够高的能量(1-10eV),使反应物分子激发、离解和电离,形成高能活化状态的反应物种。

近年来随着环保法规对燃料清洁度的要求不断提高和低质原油加工量的增加,炼油厂对氢气的需求大幅增加。工业上大规模制取氢气的方法主要是蒸汽转化制氢工艺。氢气成本在炼油厂加氢总费用中占很大比例。如何选用适当的工艺条件以降低氢气生产成本,成为制氢装置需考虑的重要问题。 本文简述了锦西石化制氢装置的生产情况,针对清除瓶颈、降低成本、实现安稳长周期运行的要求,对制氢转化工艺的反应原理、操作参数及转化系统生产中存在的问题进行了细致分析。

在21世纪,氢气有着十分光明的应用前景,它的应用领域正在不断扩大,如化工合成、炼油重整、甲醇合成、煤的液化和甲烷化、航空航天以及金属冶金、电子、焊接、食品等领域。当前,氢气的开发和利用技术已成为科学研究中的热点课题。生物制氢技术因其具有清洁,节能和不消耗矿物资源等许多突出优点而备受世人关注。 本论文定位于生物发酵法制氢的研究

本论文所研究的铝-水电池体系是一种全新概念的高效、清洁、安全、廉价的环保型能量存储及释放体系。它在反应过程中只消耗铝合金电极和水,并且向负载输电的同时,在阴极产生高纯的氢气实现电能与氢能的共生,唯一的副产品为Al(OH)3,回收风干后为Al2O3。在前人研究电池结构的基础上,本文采用新颖、独特的设计思路,初步设计出的新型铝-水电化学制氢体系主要由铝合金阳极、中性电解液、析氢阴极、电解液循环系统、氢气流量控制系统等组成。

本文主要研究了基于ATmega128单片机的制氢电源。它的主要作用是通过电解水的方式制造氢气,制造出的氢气用于对发电机组进行冷却。其核心控制环节触发器和调节器的设计是电力电子领域的研究热点。 首先,本文指出国内一些生产厂家的制氢电源控制系统采用模拟电路加数字电路来实现,由于元件参数的分散性、同步电压波形畸变都会导致控制系统中各个触发器的移相特性不一致,可靠性低和触发精度差。

本文研究了伊红-Y敏化TiO_2可见光光催化剂制备、改性及其光催化制氢性能，内容分为两部分： 一、伊红-Y敏化TiO_2的制备及其可见光下光催化制氢性能。采用溶胶-凝胶法在不同温度煅烧制得TiO_2，光还原沉积法进行载铂，浸渍法使伊红-Y负载在Pt-TiO_2表面，制得系列染料敏化的Eosin Y-Pt-TiO_2可见光光催化剂。

光催化分解水将可再生的太阳能转化为化学能氢能，其意义重大。从产氢效率来看，光催化剂的作用至关重要。钛基催化剂是目前研究得最广泛的催化材料。近几年来，非金属掺杂以及催化剂特殊结构化等方面研究得比较热， 本文采用焙烧自制的碳化钛制备了碳掺杂二氧化钛C／TiO_2，并考察了焙烧温度的影响。

本论文第一部分研究了以污染物乙醇胺同系物为电子给体在Pt／TiO_2上光催化生成氢的反应。结果表明，三种乙醇胺都能显著地提高光催化放氢效率，且污染物也被很好降解。研究了反应时间、起始浓度、pH值对光催化放氢和污染物降解的影响。制氢和污染物降解都是在弱碱性(pH为8-9左右)时活性最好。三种乙醇胺浓度对放氢反应的影响，表观上符合Langmuir-Hinshelwood关系式。

本文是从目前主要的乙醇制氢的方法入手，论述了水蒸气重整、部分氧化重整、等离子体重整、光催化诱导重整、膜分离等不同的乙醇的重整制氢方式。并选择以Ni／ZnO催化乙醇水蒸气重整的制氢为研究体系。考察了通过对催化剂Ni／ZnO进行Mo改性以及ZrO2的添加对整个乙醇水蒸气重整制氢体系的影响。 实验结果表明，在Mo改性的Ni／ZnO乙醇水蒸气重整制氢体系中。

氢能丰富的资源、无污染的利用过程、广泛便捷的利用形式、高品位的发热值等优点，使发展氢能成为我国缓解能源供应压力、保障能源安全、促进环境保护的能源战略之一。氢能大规模商业应用首要解决的问题就是如何高效地制备大量廉价的氢气。由于制氢技术的多样性和整体发展的不均性，如何系统地评价这些技术以选择高效的制氢技术就变得尤为重要。 本文在对制氢技术特点作深入分析的基础上，运用系统评价的理论，构建出适用于制氢技术系统评价体系的模型。

α-苯乙醇在医药和香料领域中有着广泛的应用。在合成苯乙醇的诸多路线中，从苯乙酮出发加氢制备苯乙醇因最符合原子经济性而受到广泛关注。 本文基于在液相状态下进行的吸热的甲醇水相重整制氢反应和放热的苯乙酮液相催化加氢反应可使用相同类型的催化剂，并在比较相近的反应温度和压力下进行(两者之间具有非常好的耦合条件)，

随着经济发展和人类对能源需求日益增加,作为主要能源的矿物燃料,如煤炭、石油、天然气等的贮量不断减少,按现在能源的消耗速度,矿物燃料消耗必然面临危机。因此清洁能源的开发与应用是大势所趋。氢能作为一种可再生的能源,取之不尽、用之不竭。而且氢气还具有清洁,重量轻,热值高,利用效率高,用途广泛等优点。生物制氢技术反应条件温和、能耗低、能妥善解决能源与环境的矛盾,促进经济与环境的协调发展。其中光合细菌产氢可以在常温常压下进行,且产量大

本论文以三维网状多孔发泡镍为载体，制备了负载CuO／ZnO／Al_2O_3的催化剂，研究了催化剂对甲醇水蒸气重整制氢气的催化作用。考察了沉淀剂、沉淀方式、催化剂的负载方法、煅烧温度以及催化剂组成对催化剂活性的影响；并考察了活化方式、反应温度、水醇比、液体空速对催化反应的影响，

为改善未来的能源结构和缓解目前严重的环境污染问题，人们越来越重视清洁能源——氢能的开发和利用。生物质催化气化制氢是富有发展前景的利用可再生资源制氢技术。但是，制约目前生物质气化制氢技术发展的主要问题是产气中H_2含量低和焦油含量高。

含碳能源在直接燃烧过程中会产生大量温室气体CO_2。氧燃料燃烧、烟气脱CO_2、含碳能源直接制氢再燃烧等都是减少CO_2排放的重要途径。在含碳能源直接制氢过程中需要使用C02吸收剂。由于CaO具有原料易得、价格便宜、吸收容量大等优点,它被广泛用作含碳能源直接制氢过程中的C02吸收剂。

传统的含碳能源利用方式带来严重的区域环境污染(粉尘、SO_2和NO_x)和大量CO_2排放。国际上对CO_2排放导致的温室效应加剧的持续关注,对我国能源的发展产生了巨大压力。氢能以其清洁、高效、利用形式多样等诸多优点,越来越赢得人们的青睐,在未来有望成为主要的终端能源之一;

本文是在国家“863”计划项目“中小型太阳能光合生物制氢系统及生产性运行研究”(编号:2006AA05Z119)和国家教育部博士点专项科研基金“太阳能光合生物制氢过程的热动力学研究”(编号:20060466001)的支持下进行研究的。 光合生物制氢是利用光合微生物自身新陈代谢放氢的特性来生产氢气,产氢可在有光照、常温、常压的温和条件下进行,光合生物生产氢气是能将废弃物利用、太阳能转化利用、环境污染治理等技术相融合的一种清洁能源生产方法,也是可同时解决能源危机

光催化重整生物质及其衍生物制氢，是一种清洁的、可持续发展的制氢技术，将是未来社会解决环境和能源问题的重要途径之一。未来氢能的利用形式主要是利用燃料电池将氢能转化为电能。其中质子交换膜燃料电池(PEMFC)是利用氢作为燃料的一种重要技术，但PEMFC采用Pt作电催化剂，CO极易吸附在Pt表面，导致Pt催化剂中毒，氢气中微量的CO就会使电池性能严重下降。

厌氧发酵生物制氢工艺是一种新型的、低能耗的、清洁的废弃物资源化处置方式。它不仅能够生产清洁能源氢气,还可以利用有机废物这种用之不竭的可再生能源,有利于环境保护与社会的持续发展。本文采用混合菌种培养技术,以从天然厌氧微生物中筛选出的产氢菌为接种物,以模拟糖类有机废水和模拟食品固废为原料,分别进行了连续和批式试验,研究了环境因子和操作条件对产氢过程的影响,探讨了提高生物反应器产氢能力的途径。

生物制氢技术在回收能源的同时使大量的有机废弃物得到净化，对解决人类面临的能源危机和环境问题具有重要的意义，也符合当前循环经济的政策和可持续发展的国家战略。发酵法生物制氢技术以其产氢能力高、稳定性好、可实现废物处理资源化等优势而成为生物制氢技术的首选。 目前，厌氧发酵生物制氢技术还停留在实验室研究阶段。该技术可以利用的基质较为广泛，但目前的研究主要停留在对单一化合物及少数几种复合化合物的研究上。