溶液沉淀-氢还原法制备纳米钴粉

以CoSO4溶液和NaOH溶液为原料,通过将二者混合反应得到Co(OH)2沉淀,再将沉淀清洗、干燥、氢气还原得到纳米钴粉.研究了CoSO4溶液、NaOH溶液浓度以及还原温度对钴粉粒度的影响.结果表明:CoSO4溶液的初始浓度为0.8mol/L时,最终得到的钴粉BET粒度最小,达到15.8nm;钴粉粒度随NaOH溶液浓度降低而减小,NaOH溶液浓度为0.4mol/L时,钴粉BET粒度为16nm;温度对钴粉粒度影响大,还原温度越低,钴粉粒度越细,350℃还原可以得到平均粒度44nm钴粉,其形状基本为球形,分散度好.

气相色谱法测定水相中微量氢气

采用顶空方法将水相中的氢气转化到气相中,建立了间接测定水相中微量氢气的方法.该方法的检出限为1.53×10-3 mg/L,相对标准偏差(n=8)为0.174%、RSD为0.83%,在不同的浓度范围内(0～0.08、0～1.0 mg/L)有良好的线性相关性(R2>0.99).该方法测定不同温度下氢气的溶解度值与理论值相差较小,偏差<5%,是一种实用的分析方法.

Pt/TiO2光诱导催化重整乙醇制氢

对无氧条件下Pt/TiO2光诱导催化重整乙醇制氢进行了系统的研究.结果表明,乙醇的光催化重整制氢反应受催化剂表面化学状态、反应体系的pH值、浓度的影响较大,而受反应体系温度的影响较小.在运用XRD、 XPS、 HNMR等技术手段对催化剂和反应产物进行表征、分析的基础上,提出了无氧条件下乙醇光催化重整制氢可能的反应机理.

甲醇水蒸汽重整制氢Cu/Zn/Ce/Al催化剂的XPS研究

利用XPS技术, 研究了在甲醇水蒸汽重整制氢过程中, 添加稀土元素Ce对Cu/Zn/Al催化剂表面结构的影响. 发现, 催化剂表面存在Cu2+和Cu+物种; CeO2的加入促进表面Cu+物种的生成, 提高了表面Cu+物种的浓度. Cu60/Zn30/Al5/Ce5催化剂表面具有较高的Cu+浓度, 是催化剂长时间保持高活性的重要原因之一.

Pt/TiO2光催化重整降解2-氯乙醇水溶液制氢

在无氧条件下,进行了Pt担载的TiO2光催化有毒的2-氯乙醇(下文简称氯乙醇)重整制氢反应的研究.详细讨论了动力学因素如催化剂表面Pt化学状态、Pt担载量、溶液pH值、氯乙醇浓度等对产氢速率的影响,并用XRD、HNMR、XPS等技术进行了表征,探讨了氯乙醇降解和产氢反应机理.研究表明,在光催化降解氯乙醇的同时产生氢是完全可行的.催化剂表面的Pt以Pt0的化学状态存在,有利于析氧;溶液pH值对产生速率影响也很大,而氯乙醇的浓度变化只是在开始略有影响,浓度的增加对产氢并没有明显的影响.研究得出Pt担载的TiO2光催化重整氯乙醇制氢反应的最佳条件是:Pt的最佳担载量约为1.0%;氯乙醇溶液浓度范围为

Pt/TiO2光催化分解四硼酸钾水溶液制氢

研究了以四硼酸钾溶液作反应体系,在1%Pt/TiO2光催化剂的作用下光催化分解水制氢的反应,发现该体系能使放氢速率明显提高.放氢速率还随B4O72-浓度的增大而增大.在此基础上,还对B4O72-的作用机理进行了探讨,B4O72-在该反应体系中主要是通过物理作用有效的阻止了逆反应的发生,从而使放氢速率得以提高.

水溶性配合物[RuCl2(TPPTS)2]2催化卤代硝基苯选择性加氢

以合成的水溶性钌配合物[RuCl2(TPPTS)2]2作为催化剂,用于水/有机两相体系中催化卤代硝基苯中硝基的选择性加氢反应.以对-氯硝基苯为底物,考察了反应温度、氢气压力、催化剂浓度、水溶液的pH值等对对-氯硝基苯转化率和生成对-氯苯胺选择性的影响.在100℃,氢气压力3.0 MPa时,反应6h,对-氯硝基苯转化率可达100%,生成对-氯苯胺的选择性可达95.2%.该催化剂对其他卤代硝基苯的加氢反应也表现出较高的催化活性.

污染物乙醇胺Pt/TiO2光催化制氢

研究了以污染物乙醇胺为电子给体在Pt/TiO2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.乙醇胺光催化降解最终产物主要是CO2,H2O和NH3,检测到了中间产物一乙醇胺和甲醛.探讨了可能的反应机理.

利用低温冷能温差发电及电解水制氢氧的实验研究

本文设计了一种利用半导体温差发电器件回收LNG低温冷能的新装置,对不同工况下冷能-电能的转化效率进行了测试,将产生的直流电以不同的工作电压通入电解槽对质量浓度为30%的KOH溶液进行电解,得到了电解水制氢氧的电流电压曲线,并与直接用稳压电源电解水制氢氧的数据对比,结果基本一致.结合功率匹配条件,讨论了该方案性能扩展、优化设计的方法.

静态培养条件对光合细菌产氢行为的影响

光合细菌能利用多种有机底物,在光能的驱动下产生氢气,获得清洁能源氢气,但其产氢行为受许多外在因素的影响,特别是外界培养条件和培养基成分.实验分别保持其它条件不变,研究了培养基中Ni2+、Zn2+、Fe2+浓度、在底物和氮源浓度分别确定条件下,不同C/N值以及培养温度、光照度、培养基pH值等培养条件对光合细菌产氢行为的影响,分别得到了在该条件下的最大产氢量.

中低温太阳热能与甲醇重整互补制氢实验研究

本文提出一种利用150～300℃中低温太阳能驱动的甲醇-水重整反应制氢的新方法,该方法操作温度远低于其他太阳能热化学制氢方式.在5kW抛物槽式太阳能集热器.吸收/反应器上对制氢关键过程进行了实验研究.实验结果表明:甲醇转化率可达90%以上,产物氢气浓度为66%～74%;1mol甲醇制氢量可达2.90mol,接近理想状态3mol;基于能量品位的概念,深入分析了这一过程的能量转换机理;并对制氢成本进行了初步分析.本文的研究成果为高效利用中低温太阳热能与低能耗、低成本制氢提供一条新途径.

生物膜光生物反应器启动及产氢特性

对光合细菌生物膜制氢反应器的挂膜启动特性以及成膜稳定后的反应器产氢性能进行了实验研究,探讨了光合细菌生物膜制氰反应器挂膜期间产氢及底物降解规律及稳定成膜后底物浓度对反应器产氢性能的影响.实验结果表明:在生物膜光生物反应器挂膜初期,随着微生物浓度的增大使循环液吸光度、底物消耗和反应器氢气产量迅速升高,进入膜生长期后由于主要是可逆吸附,各参数出现波动,最后在膜稳定期各参数趋于稳定.在稳定成膜后,随着底物浓度的增加,生物膜光生物反应器产氢率先增加,然后降低,存在一个最佳产氢率的底物浓度.

固定化光合细菌光生物制氢填充床产氢特性研究

实验研究了凝胶材料制备的光合细菌包埋颗粒构成的光生物制氢填充床在连续操作条件下底物浓度、光照强度以及进口流量等参数影响下的产氢和降解有机物的性能.实验结果表明:填充床产氢速率和底物降解速率随进口葡萄糖浓度的增加而增大,且达到最佳的进口底物浓度后填充床产氢和底物降解速率呈下降趋势,表明光合细菌代谢底物为产氢提供还原力氢;光照强度低于光能饱和度时,随着光照强度的增大,产氢速率和底物降解速率呈递增趋势,光照强度超过光能饱和度则对填充床光合产氢和底物消耗产生明显抑制作用;进口流量较低时,随进口流量的增大,填充床产氢和底物降解速率明显增大,进口流量较高时,填充床产氢和底物降解速率趋于相对稳定.

微尺度正丁烷催化反应的实验研究

本实验研究了在微尺度铂表面催化情况下的正丁烷热解特性以及正丁烷与氧气的燃烧特性.利用气相色谱仪测量了产物中氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳和二氧化碳的浓度.实验结果表明,铂表面催化剂对于微尺度下正丁烷的催化热解没有明显的作用;在燃烧时,铂表面催化剂的作用主要体现在促进了正丁烷的低温反应,降低了燃烧反应活化能.

乙醇煤油混合燃料热解特性实验研究

本文实验研究了乙醇、煤油及其混合物的热解特性.利用气相色谱测量了其中氢气、甲烷、乙烯和一氧化碳的浓度.实验结果表明,燃料的热解率随温度的增加而增加.热解形成的气体中,乙醇热解得到的氢气浓度高于煤油,而甲烷和乙烯的浓度低于煤油.掺混乙醇后的煤油混合燃料热解时形成的氢气浓度随乙醇含量的增加而增加,对于在超燃冲压发动机中采用在煤油中添加一定量的含氧燃料(如乙醇、甲醇等)来解决着火和稳定燃烧问题具有很好的潜在优势.

厌氧包埋细胞填充床反应器产氢特性实验

采用厌氧包埋细胞填充床反应器制氢技术,对反应器在不同的进口底物浓度与流量下产氢性能和底物降解特性,以及温度和pH值对产氢速率的影响进行了实验研究.结果表明:包埋颗粒填充床反应器受到流量和浓度的影响较大.结果表明反应器内最适产氢环境为温度35℃左右,pH为6.0,进口底物浓度为30 g/L.在上述条件下,当流量为0.000336m~3/h时,反应器有最高的产氢速率1.659 mmol/L/h.结果亦表明该产氢菌对以葡萄糖为碳源的底物降解效率较高.

表面等离子共振氢敏传感器理论和模拟

提出了一种钯(Pd)膜氢敏感表面等离子共振传感器结构,该传感器以镀在棱镜端面的Pd作为氢敏感膜.Pd膜吸氢以后发生化学反应,生成的PdHx使折射率发生变化,同时,它作为金属膜产生SPW,当折射率变化时又在金属和介质表面产生表面等离子共振.利用Fortran语言程序进行了表面等离子共振氢敏传感器的Pd膜厚度和传感器灵敏度数值模拟.氢气浓度的变化引起折射率的变化,数值模拟表明,表面等离子共振氢敏传感器的灵敏度与Pd膜厚度有关,当Pd膜的厚度在10-30nm时,氢气浓度在1%-10%范围内具有较高的灵敏度.这种传感器结构将用于监测氢气作燃料的商用和军用机车的氢气泄漏.

解偶联剂CCCP对莱茵衣藻光照产氢过程的调控

解偶联剂羰基氰化物间氯苯腙(Carbonylcyanide-m-chlorophenylhydrazone, CCCP)能够显著降低莱茵衣藻光合系统Ⅱ(PSⅡ)的光化学效率, 抑制光合放氧, 促进氢酶表达, 加速光照过程中氢气的产生. 在含硫连续光照过程中, 藻液中CCCP浓度低于15 μmol/L时, CCCP不能明显影响藻细胞PSⅡ光化学活性. CCCP浓度为15, 20 μmol/L时PSⅡ光化学活性迅速降低, 有明显的放氢现象. 在无硫连续光照过程中, 添加不同浓度CCCP的藻细胞PSⅡ光化学活性均迅速降低, 且都有明显的放氢现象, 不同浓度的CCCP对含硫培养和缺硫培养的衣藻细胞在连

基于小波奇异性分析变压器油中氢气监测

介绍小波理论中的信号奇异性检测方法,将其应用于一个实际的变压器油中氢气浓度在线监测曲线,确定信号突变的发生时刻、计算出突变点的Lipschitz指数α和平滑因子σ,取得了满意的效果.

非本征法布里-珀罗光纤氢气传感器的研究

提出了一种基于钯膜的非本征法布里-珀罗光纤氢气传感器的方案.钯在氢气环境中吸收一定量的氢并使其体积膨胀, 而传感器腔长在应力的作用下发生变化.分析了其应力的传递过程,建立了法布里-珀罗腔腔长变化与氢浓度关系的数学模型.通过实验研究了该传感器的氢响应特性,理论模型预测的氢气浓度与实验结果吻合.

紫外光分解硫化氢制氢的研究

以10 W低压汞灯(特征谱线波长,λ=253.7 nm,简称UVC)作为光源,硫化钠的水溶液作为反应介质,进行了UVC直接分解硫化氢制氢反应(简称UVC-H2S-H2)的研究.考察了反应介质中硫的存在形式、硫化钠的浓度、反应介质pH值以及连续通入硫化氢的流量等反应条件对UVC-H2S-H2的影响.实验结果表明,UVC可以在无催化剂条件下直接分解硫化氢制氢.当以0.6 mol/L,硫化钠水溶液为反应介质,以25 mL/h流量连续向反应介质中通入硫化氢时,UVC-H2S-H2产氢速率可达3.0 mL/W·h.

厌氧发酵产氢系统的启动与乙醇型发酵优势菌群的建立

针对乙醇型发酵这一具有较高产氢能力的有机废水产酸发酵类型,通过小试模型实验和中试系统的运行实验,研究了发酵生物制氢污泥反应系统的启动规律和驯化乙醇型发酵优势菌群的对策.研究表明,厌氧活性污泥和好氧活性污泥都可作为发酵生物制氢污泥反应系统启动的种泥,在接种量不低于6.5gVSS/L,进水有机物浓度3000～5000gCOD/L,pH4.0～4.6,HRT 8～11h等控制条件下,反应系统可在45d左右建立起乙醇型发酵菌群的优势地位,发酵气体中的氢气含量达到40%～50%.

氢泄漏稳定扩散场数值模拟与回归建模研究

研究了室外无风环境下高压储氢容器泄漏稳定扩散问题.首先应用组分传输模型以及计算流体力学软件FULENT的Realizable湍动能一耗散率(k-e)模型对泄漏扩散过程进行模拟和数值仿真,得出了泄漏口附近稳定扩散对称面氢气浓度分布图.在此基础上,对仿真获得的扩散浓度数据,采用依次针对射流方向和射流垂直方向进行回归分析的方法,建立了IOMPa压力储氢容器漏孔直径为lmm时泄漏稳定扩散场的参数模型.结果表明,数值模拟计算与理论预测的流场基本吻合,而稳定扩散场的参数模型反映了数值仿真结果,并具有一定的推广能力.

Ba0.98Ce0.9Y0.1O3-α固体电解质的离子导电性

用高温固相反应法制备了非化学计量性固体电解质Ba0.98Ce0.9Y0.1O3-α,分别用氢浓差电池及氧浓差电池方法研究了在600～1000℃范围Ba0.98Ce0.9Y0.1.1O3-α的离子导电特性.结果表明,Ba0.98Ce0.9.9Y01O3-α固体电解质在氢气气氛中几乎为纯质子导体,而在氧气气氛中为氧离子和电子空穴混合导体.

金刚石膜中氮杂质状态的研究

用EA-CVD(Electron assisted Chemical Vapor Deposition)方法制备出金刚石膜,并且用拉曼光谱、荧光谱、红外吸收谱和顺磁共振谱研究了金刚石膜中的氮杂质.实验结果表明,用EA-CVD方法制备的金刚石膜中氮杂质主要是以Ns0、Ns+、[N-V]0和[N-V]-1的形式存在,没有检测到在天然金刚石和高温高压金刚石中常见的A和B中心形式存在的氮杂质.沉积实验中随着氢气流量的增加,也就是金刚石膜沉积环境中氮浓度的减少,金刚石膜中氮杂质含量减少.