强化植物秸秆糖化技术与糖化液的生物制氢的实验研究

利用植物秸秆糖化技术产氧,通过引入生物制氢系统,为产氢微生物寻找到合适的底物.采用植物秸秆精化技术,根据不同温度、不同时间条件下酸的降解效果,用糖量计测得相对应的糖含量.实验表明,用乙酸降解植物秸秆,其最佳降解温度为40℃;用盐酸降解植物秸秆,其最佳降解温度为20℃;用乙酸和盐酸降解植物秸秆的最佳降解时间均为1 h;用乙酸等弱酸降解所得到的糖化液比用盐酸等强酸降解所得到的糖化液的产氢量要少.

强化植物秸秆糖化技术及其产氢可能性的研究

能源对于人类的生存、社会的繁荣与发展是至关重要的。目前人类主要利用煤和石油等化石燃料作为初级能源,这些能源一方面面临储量有限和资源枯竭问题,另一方面,在利用过程中还会引起全球气候改变、环境污染生态变异和健康问题。生物制氢是一个可供选择的可再生能源。生物制氢系统的主要技术之一是为产氢微生物寻找适合的底物。植物秸秆是最为重要的生物质来源之一,植物秸秆糖化技术是最为前沿的技术之一。因此,本文研究植物秸秆糖化技术及其产氢利用。

气固固反应器中吸附增强式水蒸气重整制氢的过程模拟

本文提出了一种新颖的可以连续操作的吸附增强式水蒸气重整制氢过程，并对吸附反应器建立了数学模型。在该反应器中，吸附剂颗粒通过反应气体携带穿过固定床催化剂；吸附剂在反应器外进行气固分离和再生，实现了吸附反应和吸附剂再生的解耦。以CaO作为吸附剂，模拟考察了吸附剂对水蒸气重整反应的强化效果，表明在低温下即可实现甲烷的高转化率。同时还指出入口温度、操作压力、水碳比、吸附剂体积分率和初始吸附剂转化率等重要的操作参数的合理选择对过程有显著的影响。

UASB生物制氢反应系统生物强化作用研究

采用上流式厌氧污泥床（UASB）反应器，利用厌氧活性污泥以糖蜜废水为底物发酵产氢，通过投加高产氢微生物产酸克雷伯氏菌HP1，探讨生物强化作用对生物制氢反应器产氢能力的影响。研究表明，在污泥接种量为30.0 gVSSL-1、启动负荷为6.0 kgCODm-3d-1、水力停留时间（HRT）为9 h、投菌量为3 ％的条件下对系统进行强化，可使反应系统的产氢能力提高了25 ％，并形成丁酸型发酵，液相末端发酵产物中丁酸和乙酸的含量占挥发酸总含量的65 ％以上，气相中氢气含量在40～52 ％之间，最大产氢量为4.52 Ld-1。

强化产氢产乙酸菌群的发酵法生物制氢技术研究

产酸发酵细菌产氢途径有三种：丙酮酸脱羧产H2，NADH/NAD+平衡调节产H2，产氢产乙酸菌（HPA）产氢。为同时实现制氢系统的三种产氢途径，论文开展了厌氧折流板反应器（ABR）的发酵产氢实验研究，三格室ABR 单格容积9.16L，接种好氧污泥，以糖蜜为原料。在进水COD 浓度5000mg/L、水力停留时间（HRT）13.5 h、35℃、 pH 、碱度分别为5.5~7.3 和200~350 mg/L 条件下启动，26 天后达到稳定运行状态的ABR 氢气产量为32.51 L/d，比产氢率为0.13 L/gVSS.d，单位基质的比产氢率为0.13 L/gCOD。由于ABR 实现生物相的分离，第三格

超短高强度激光脉冲与低温氢团簇相互作用的研究

对超短高强度激光脉冲与氢团簇相互作用进行了研究。氢团簇由低温冷却下的高压氢气经锥形超声喷嘴向真空喷射产生；激光脉冲的中心波长790nm,脉冲宽度60fs,聚焦后的激光功率密度为～1016W/cm2。实验测量了氢气喷流对飞秒强激光脉冲的吸收,结果显示,在室温时,氢气分子喷流对激光能量的吸收效率较低,只有在低温下氢团簇形成后,气体喷流才对激光能量有很强的吸收。利用时间飞行谱,我们测量了飞秒强激光照射下,氢团簇爆炸后质子的飞行时间谱和能谱分布,计算了质子平均能量和最大能量随气体背压的变化,并对实验结果进行了分析.

碳纳米墙制备工艺研究

本论文用射频等离子体增强化学气相淀积法,成功制备出碳纳米墙。以甲烷为碳源,氢气为辅助气体,通过生长气源组份、等离子体功率、反应气压以及生长时间等多个工艺参数的大量正交实验,总结出生长碳纳米墙的工艺条件。对制备出的样品进行了SEM和化学组份的分析,生长的碳纳米墙厚度小于10纳米,平面尺度在微米,具有直立于衬底的特征。TEM分析结果表明所生长的碳纳米墙具有大量褶皱,且通过裙皱可以看见明显的石墨层状结构。

制氢转化炉管结构与质量控制

介绍制氢转化炉管结构和转化炉管材料的发展与选用，冷壁集合管结构较热壁集合管具有明显优势，HP-40Nb由于具有高温蠕变断裂强度和高温韧性，是目前制氢转化炉使用较多的材料。炉管冶炼工艺、离心浇铸工艺、机械加工精度、焊接质量、检测工艺是保证转化炉质量的重要措施。

流化床反应器的反应吸附强化的甲烷水蒸汽重整制氢研究

本文在固定流化床反应器上考察了喷雾法制备的微球复合催化剂的反应吸附强化的甲烷水蒸汽重整制氢性能。研究分析了流化状态,反应流化床过程的基本特征以及流化床气速对于反应产物氢气浓度的影响。研究结果表明:实验在反应温度600℃,常压,水炭比=4 条件下,制得氢气最大浓度为95.5％。首次成功实现了采用复合催化剂以及流化床反应器进行反应吸附强化甲烷水蒸汽重整制氢工艺。

Mo/TiO2金属陶瓷微波吸收材料的制备与性能研究

以Mo、TiO2粉末为原料,通过模压成形、烧结工艺制备出了含不同质量分数Mo的MQ/TiO2金属陶瓷复合材料烧结体,对烧结体的微观组织和性能进行了测试分析,并采用矢量网络分析仪对其反射衰减率进行了测量。实验结果表明：Mo/TiO2压坯在氢气、氩气混合气氛中于1350℃下烧结,可以得到相对密度高于95%的Mo/TiO2金属陶瓷复合材料。Mo含量对Mo/TiO2金属陶瓷的抗弯强度与断裂韧性有明显的影响,含30%Mo的金属陶瓷材料具有最大抗弯强度和断裂韧性,其值分别为238.5 MPa和2.23 MPa·ml/2。Mo的加入可以有效提高Mo/TiO2试样的微波吸收性能。不同组成的Mo/TiO2试样在

超重力场水电解制氢及其强化机理

水电解制氢作为一种传统的制氢方式，具有氢气纯度高、原料广泛、过程清洁等众多优点。然而在氢气制取领域，目前仅有不到5％的氢气是通过水电解技术获得，在经济和规模方面均无法与利用化石燃料制氢相比，根本的原因在于水电解过程能耗大，制氢成本高，从而限制了水电解制氢技术的广泛应用。本文在超重力条件下进行了水电解制氢的研究，恒电流电解时，超重力条件下水电解制氢的槽电压明显地域常规重力条件下的槽电压，并且随着重力系数增大，槽电压逐渐减小，槽电压与重力系数的对数呈线性关系；另外，电流密度越大，线性曲线的斜率越大，说明槽电压减小的程度也越大。实验结果表明重力加大的强化了水电解制氢反应。

CSTR厌氧发酵产氢系统中载体强化的研究

利用糖蜜废水作为发酵底物,以有效容积为5.4 L的连续流搅拌槽式反应器(CSTR)作为反应装置,考察了载体强化(颗粒状活性碳)对生物制氢工艺的影响。研究表明,CSTR反应器采用经好氧曝气预处理的污泥作为接种污泥,温度控制在36°C,水力停留时间(HRT)6 h。有机负荷(OLR)在8-24 kg,m3d的范围之间变化时,可以发现产气量和产氢量随着OLR的提高而有所增加。发酵气体的主要成分是CO2和H2,其中H2的含量为38.4%～41%。反应器在OLR 24 kg/m3d时得到了最大产氢率3.56 L。另外,OLR和VSS/SS两者呈现明显的反比关系,线性关系可以表示为y=-0.6x+78(r

光合产氢菌群生长特性的研究

[目的] 研究光合制氢过程中光合产氢菌群生长繁殖与环境条件,为大规模培养条件的优化提供依据.[方法] 研究光合产氢菌群在不同温度、接种量、光照强度、pH值等培养条件下生长状况.[结果] 光合产氢菌群比较适宜的生长条件为:温度30 ℃,光照强度大于1 000 lx,pH值 7左右,接种量10%.[结论] 光照强度、温度和pH值对光合产氢菌群生长的影响较大,接种量对光合产氢菌群生长的影响较小.恒光照是保证光合产氢菌群生长的重要条件.

不锈钢衬底的预处理条件对碳纳米管薄膜场发射性能的影响

在不同预处理条件的不锈钢衬底上,利用微波等离子体化学气相沉积(MWPCVD)方法从甲烷和氢气的混合气体中沉积碳纳米管薄膜,并对其场发射性能进行了研究.实验发现,不锈钢衬底的机械抛光和酸洗,能降低碳纳米管膜的开启场强,增大它的发射电流密度.在场强为6.25V/μm时,衬底未处理样品的电流密度为1.2mA/cm2,而衬底抛光的样品和衬底抛光又酸洗的样品的电流密度分别达到3.2和2.75mA/cm2.衬底只需机械抛光,而不需要酸洗,就能改良碳纳米管膜的场发射性能.

纳米晶Ni-Mo-Fe催化阴极的制备与表征

利用射频磁控溅射的方法制备了纳米晶Ni-Mo-Fe合金薄膜,并将其作为太阳能光电化学制氢阴极催化膜.采用XRD、EDS对膜的晶型、成分进行了表征.用稳态极化曲线对膜的析氢电化学特性进行了测试.结果表明:在较高的工作压强、较高的衬底温度和较小的靶距下沉积的膜有较好的电化学性能,晶粒的细化、膜中Mo含量的增加及Ni含量的减少有助于析氢催化活性的提高.

负载纳米铁颗粒的碳纳米球的制备及磁性能研究

采用喷雾催化热解法制备出负载纳米铁颗粒的碳纳米球,研究了氢气流量对其微观结构、晶体结构和磁性能的影响.当氢气流量为3.0L/min时,所制备的碳纳米球具有洋葱状结构,外表面不光滑,其石墨层间距为0.342nm,球体中散布着直径为几个纳米到30 nm的纳米铁颗粒;当氢气流量提高到5.4 L/min后,所制备的碳纳米球具有光滑的表面,其石墨层间距增大到0.360 nm;随着氢气流量的增大,碳纳米球的矫顽力逐渐增大,饱和磁场强度和剩余磁场强度则逐渐降低.

二甲醚部分氧化重整制氢热力学分析及实验

用元素势能法对二甲醚(DME)部分氧化重整制氢进行了热力学分析与计算,在定压绝热条件下计算了产物中各组分的体积分数随空醚比(0.5～4)和压强(0.1～0.5 MPa)的变化关系.结果表明:H2的体积分数随压强的增大而减小;在标准大气压和空醚比为3的条件下,由二甲醚部分氧化反应得到的氢气体积分数最大,约为35%;H2的体积分数随空醚比的增大先增后减,CO的体积分数变化不明显,CO2和CH4的体积分数随空醚比的增大而减小.最后,在自制实验台上进行二甲醚等离子体重整制氢的实验,将该实验结果与热力学分析结果进行了对比分析,结果证明用元素势能法分析得到的H2,CO,CH4和CO2的体积分数随空醚比的变

等离子体增强发动机燃烧技术

随着能源和环保问题的日益突出,新技术的开发和应用越来越受到人们的重视.在现有的发动机系统中增加一个微型氢发生装置,用以改变燃料的组分,可以改善发动机的燃烧效率并显著降低污染物的排放.微型氢发生装置的制氢原理,等离子体增强发动机燃烧的系统概念及优点被详细描述.

厌氧发酵产氢的关键生态因子强化研究进展

近年来,生物制氢技术发展迅速.从生态因子的角度出发,综述了厌氧发酵生物制氢的关键生态因子(生物因子及非实物因子)强化研究进展,并对发酵产氢的前景进行了展望,提出了其今后的研究方向.

射频输入功率对类金刚石薄膜性能的影响

为了得到类金刚石薄膜的性质和制备参数之间的对应关系,利用射频等离子体增强化学气相淀积在单晶硅的(100)面上制备了类金刚石薄膜,反应气体是甲烷和氢气的混合气.研究了射频源的输入功率对类金刚石薄膜性能的影响.采用Raman光谱、X射线光电子能谱、原子力显微镜和纳米压痕仪对薄膜的微观结构、表面形貌、硬度和弹性模量进行了研究,结果表明:制备的薄膜具有典型的不定型碳的结构特征、薄膜致密均匀,随着入射功率的提高,薄膜的sp3含量、硬度以及弹性模量先增加后减小,并且在100W时达到最大值,在400W时薄膜出现碳化.

铁包覆T-ZnOw复合粉体的制备及其性能研究

采用化学包覆法,以氨水为沉淀剂,在碱性体系中制备了Fe(OH)3包覆T-ZnOw复合粉体,在600℃下通氢气还原获得了Fe/T-ZnOw包覆复合粉体.用XRD,SEM和EDX对粉体进行表征,结果表明:复合粉体存在金属铁相和T-ZnOw相,T-ZnOw四针保持完整,表面包覆完整,铁颗粒为球形,颗粒细小均匀,并T-ZnOw表层外有部分散落铁颗粒,颗粒粒径约为3 μm.用VSM分析测定粉体的磁饱和强度和矫顽力,分别为32.10 emu/g和140.5 Oe.

旋转爆轰的三维结构和侧向稀疏波的影响

基于带化学反应的三维Euler方程,采用氢气空气的9组分19步基元反应简化模型,对圆环形燃烧室内的旋转爆轰进行了数值模拟,讨论了旋转爆轰波的三维结构及侧向稀疏波对旋转爆轰波阵面的影响.数值结果表明,爆轰波能够以旋转方式沿预混气层稳定传播.在侧向稀疏波作用下,爆轰波阵面发生变形.与理想的C-J爆轰相比,爆轰波强度和爆轰参数都有所下降.

流动系统中爆轰波传播特性的数值模拟

基于带化学反应的二维Euler方程,采用氢气/空气的9组分19步基元反应简化模型,对充有当量比的氢气/空气预混气体的矩形爆轰流场中爆轰波的传播过程进行了数值模拟,讨论了均匀来流对爆轰波传播的影响.数值结果表明,在均匀来流的影响下,上游方向上的燃烧强度大于C-J爆速,下游方向上的燃烧强度小于C-J爆速;上游方向传播的爆轰波的阵面压力大于下游方向传播的爆轰波的阵面压力.所以,经典的C-J爆轰理论并不适用于流动系统中爆轰波传播特性的研究.

利用可见光催化分解水制氢的研究进展

简述了利用可见光催化分解水制氢的基本原理及该领域的最新研究进展.由能带模型概述了设计可见光响应催化剂的3种方案,重点介绍了元素掺杂类型光催化剂、氮氧/硫氧化物光催化剂、固溶体催化剂等可见光催化分解水体系.阐述了该课题的重要意义及面临的巨大挑战,提出了未来该领域需要加强研究的若干问题.

增强微孔二氧化硅氢气分离膜疏水性的研究现状

综述了提高微孔二氧化硅膜疏水性的方法以及微孔二氧化硅膜材料在氢气分离方面的应用.孔表面羟基是导致微孔二氧化硅膜亲水的主要原因,因此在溶胶-凝胶反应阶段用疏水基团来修饰溶胶,可以在最终材料的孔表面引入疏水基团,降低羟基浓度,从而提高其疏水性.修饰后的二氧化硅膜孔结构没有显著的变化,可以应用于氢气分离等领域.