碳纳米管固相微萃取涂层吸附性能研究

利用空气氧化和稀酸回流纯化单壁碳纳米管,用高分辨透射电镜、拉曼光谱对碳纳米管进行了表征.在分子模拟中,非极性氢气、甲烷分子采用单点Lennard-Jones球形分子模型,流体分子与C原子之间相互作用采用虚拟原子模型.以液氮温度下碳纳米管对氮气的吸附等温线实验数据为依据,利用巨正则蒙特卡罗方法模拟得到了碳纳米管的孔径分布,主要集中在 6 nm.计算了常温常压下碳纳米管中甲烷及氢气的吸附等温线,298 K及0.1 MPa 压力下,氢气的吸附量达到0.015%(质量分数),甲烷在样品中的吸附量可以达到0.5%(质量分数).模拟研究结果表明碳纳米管可以用作固相微萃取涂层材料.

不同粒径氧化铜的制备及其氢还原动力学研究

以CuSO4·5H2O和NaOH为原料制备0.1 mol·L-1 CuSO4溶液和4 mol·L-1 NaOH溶液,采用沉淀法制备Cu(OH)2纳米粉末,然后分别在200℃,500℃,900 ℃温度下分解Cu(OH)2得到不同粒度的氧化铜粉体.在氢气中,以15℃·min-1升温速率,用SDT 2960 Simulta-neous DSC-TGA差热一热重分析仪测定TG-DTA曲线,并进行动力学计算.结果表明:氧化铜粉体的形貌近似为球形,粒径分别为50,150,400 rim;DTA峰值温度分别为258.90℃,279.17℃,364.80℃,随粒径的增大而提高;表观活化能分别为173.39,4

隔膜法制氢电解槽用新型隔膜的研制及其应用

介绍隔膜法制氢电解槽用隔膜,通过实验选取聚苯硫醚(PPS)纤维和ES纤维2种纤维.采用针刺和热轧非织造技术,研制了2种新型隔膜:PPS纤维隔膜和ES纤维隔膜.测试其常规性能,并将它们与石棉隔膜进行电解对比实验.结果表明:在电解液中,石棉隔膜对离子的电阻最大;ES纤维隔膜对离子的电阻最小,但耐温性能较差,不能在高温碱性电解液中使用;PPS隔膜耐温耐腐蚀性能优异,且对离子的电阻要小于石棉隔膜,可以替换石棉隔膜.

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.

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.

光催化制氢反应器内液固两相分布特性模拟研究

针对光催化制氢反应器的特点,基于Sato叠加假设考虑颗粒对液相湍流的影响,运用CFX的双流体模型,对反应器水平管道内的液固两相流动进行了数值模拟,得到了相应的催化剂颗粒分布、湍流强度分布及相速度分布.结果表明,在液固两相流动条件下,催化剂颗粒在底部形成沉积层,而在管道中心区域,形成拟均匀的悬浮流动形态,这种类型的催化剂颗粒分布对光催化反应的充分进行是不利的.根据两相的速度分布,发现相间的滑移并不明显,这说明催化剂颗粒几乎是随着流体流动的,在实际中,可以运用代数滑移模型(ASM)对这种流动进行模拟计算.

炼厂制氢装置副产二氧化碳的资源化利用

二氧化碳减排,对于实现我国社会经济可持续发展和营造良好的国际环境具有重要意义.文章分析了广州石化炼厂制氢装置副产二氧化碳的情况,比选食品级液体二氧化碳生产工艺技术路线,提出了二氧化碳资源有效回收利用途径.通过技术经济评价,二氧化碳的资源化利用不仅可以大幅减低温室气体排放,保护环境,更能带来可观的经济效益.

化学镀镍体系次亚磷酸钠氧化中间产物的ESR研究

化学镀镍是借助NaH2PO2在具有催化活性金属表面的阳极氧化将溶液中的镍离子还原成金属镍.伴随镍的沉积,表面同时有氢气析出.同位素研究表明[1,2],析出的氢气一部分为溶液中H+或H2O的阴极还原,另一部分来自NaH2PO2的阳极氧化过程.Meerakker等[3～5]认为,NaH2PO2的氧化经历了H2PO-2 H+HPO异相前置转化步骤,HPO阴离子自由基发生阳极氧化的同时伴有H复合生成氢气过程.而另一些研究者[6～8]认为, NaH2PO2的氧化过程为H2PO-2+H2O H2PO-3+2H,仅有H自由基生成,并不产生HPO阴离子自由基.目前有关NaH2PO2在化学镀镍过程中的阳极氧化机

可控粒径纳米Rh的液相还原法制备及其在甲醇重整制氢反应中的应用

采用液相还原法,通过控制溶液的pH值制备了一系列粒径可控的纳米Rh金属粒子,并用TEM和UV-Vis等技术对其进行了表征.结果表明,在不同pH值的还原溶液中得到的贵金属粒径有明显变化.溶液碱性越强,还原所得金属纳米粒子的粒径越小.当溶液pH值为13时,纳米Rh粒径最小,为6 nm左右.采用浸渍法将得到的纳米粒子负载于γ-Al2O3上,以甲醇重整制氢为探针反应,考察了负载型Rh/γ-Al2O3中Rh粒子粒径与反应活性的关系,发现随纳米Rh粒径的减小,反应转化率与氢气选择性都有明显提高.由此可以推测,纳米粒子的尺寸效应是Rh/γ-Al2O3在重整反应中具有高活性的重要原因.

手性螺环单磷配体在不对称氢甲酰化反应中的应用

不对称氢甲酰化反应是在手性催化剂作用下,烯烃化合物同一氧化碳和氢气反应生成光学活性的支链醛的过程,反应的原子经济性为100%.由于光学活性的支链醛在制药、液晶材料、精细化工品等领域具有广泛的应用[1,2],不对称氢甲酰化反应一直是基础研究和工业应用研究的热门领域.但是,自从1972年不对称氢甲酰化反应被首次报道[3,4]以后,在很长一段时间内研究进展较为缓慢.

(-A)a1(-D)d1 -Aa2 Dd2 型氢键体系的网络结构参数

利用溶胶-凝胶分配理论对氢键溶液的模型体系进行研究, 给出了体系的凝胶化条件以及凝胶点后氢键网络中各类结构参数的计算方案, 并进行了相应的数值计算.结果表明, 当两类质子受体基团的活性不同时, 质子受体基团的竞争作用对网络结构有一定影响.这为控制氢键网络结构特征提供了可能的理论线索.

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.

碳纳米管薄膜的制备及场发射特性研究

在镀铝硅片上电沉积Ni催化剂,采用催化热解法制备了多壁碳纳米管薄膜,反应气体为乙炔、氢气和氮气.实验表明在电沉积液中加入正硅酸乙酯作催化剂载体并进行退火后处理能有效减小碳纳米管管径,分析表明该纳米管直径在50～70nm间.测试了其场发射特性,其开启场强为8V/μm,最大发射电流密度为2mA/cm2,已基本满足场发射平面显示器对发射电流密度的要求.

氢气还原法制备Pt/MoOx/C及其对氧还原的电催化性能

用氢气在高温下还原吸附到碳载体上的钼酸铵和氟铂酸,制备出Pt/MoOx/C金属-氧化物复合型催化剂.考察了Pt/MoOx/C催化剂的电化学性能,经旋转圆盘电极测试表明在低电位区Pt/MoOx/C对含甲醇溶液中的氧还原的催化活性高于Pt/C.

电沉积Fe-Ni合金箔的热处理研究

对水溶液中连续电沉积出的Fe56-59Ni合金箔的热处理工艺进行了详细的研究.实验结果表明,在氢气气氛中经950℃退火4h又经650℃回火1h的合金衍射峰Ⅰ(200)/Ⅰ(111)的值为最大,磁性能也最好,磁性能达到:最大磁导率(μm)达到0.028234T/A/m,饱和磁感应强度(Bs)1.5T,矫顽力(Hc)15.9155A/m.本文还对镀态的和热处理态的Fe56-59Ni合金进行了表面形貌(SEM)观察和晶体结构(XRD)分析.

用水热、溶剂热方法制备纳米CdS粒子及其光催化性能

以硫化钠和硫代乙酰胺为硫源,用水热和溶剂热方法制备了不同粒径的纳米硫化镉半导体光催化剂.借助X射线衍射(XRD),UV-Vis漫反射对CdS催化剂进行了表征.以甲酸水溶液的光催化制氢反应为探针,评价了不同合成方法对催化剂活性的影响;用电化学方法测定了CdS光腐蚀程度.结果表明,反应物、溶剂与温度等都可影响CdS晶型与结晶度,导致其光催化活性差异;CdS光腐蚀性与其晶型有关,并随结晶度的提高显著降低,这说明通过控制合适的条件可制备高活性低腐蚀的CdS.

K4Nb6O17光催化分解水产氢活性的研究

通过高温固相反应法合成了层状K4Nb6O17,采用X射线衍射、比表面积测定、扫描电镜等对K4Nb6O17进行了结构和形貌表征.在I-为电子给体、RuO2为助催化剂的情况下研究了RuO2的负载量、I-离子浓度和溶液pH值对K4Nb6O17光催化分解水产氢活性的影响.研究结果表明,表面负载RuO2可以显著提高K4Nb6O17光催化产氢速度.当I-浓度为15mmol/L,pH=9,RuO2负载量为0.7%时,约400nm紫外光辐射下K4Nb6O17光催化产氢的活性最佳,氢气生成的速度为798.9μmol/L·h.

氢气热处理对纳米TiO2可见光吸收性能的影响

在H2还原气氛中对纳米TiO2粉末进行热处理改性研究发现,氢气热处理改性后的样品中存在氧空位缺陷,使纳米TiO2的光吸收阈值红移.在试验条件下,最佳的处理温度在700℃左右,该温度下,锐钛矿型、金红石型和混晶型纳米TiO2的光吸收阈值分别为450、490和500nm.以甲基橙溶液为降解模型实验结果表明,改性处理后的样品在可见光下具有光催化活性.

Ag掺杂的K2La2Ti3O10可见光催化制氢的研究

采用高温固相法合成了具有可见光响应的Ag掺杂的K2La2Ti3O10催化剂,利用XRD、UV-Vis DRS、TEM和XPS对催化剂进行了表征.考察了催化剂的可见光催化分解甲醇水溶液制氢的活性,并对可见光催化机理进行了分析.研究表明,Ag的掺杂没有改变K2La2Ti3O10的微晶结构,并使催化剂粒径有所减小.紫外-可见漫反射分析表明禁带宽度为2.8eV左右,对可见光具有较高吸收.担载2%(质量分数)Pt后,在可见光下光催化活性较K2La2Ti3O10大大提高,掺杂1%(摩尔分数)Ag的K2La2Ti3O10的产氢量为0.37mmol,而纯K2La2Ti3O10的产氢量只有0.037mmol;掺

基于化学平衡计算的发酵制氢残液超临界水气化制氢研究

以生物质超临界水气化制氢试验为背景,从吉布斯自由能最小原理出发,构建了适用于生物质超临界水气化制氢的化学反应平衡模型.将化学平衡计算作为理论工具应用于细菌生物发酵制氢剩留残液超临界水气化制氢研究中.通过化学平衡计算,能够分析和预报气化产物分布与温度、压力、浓度等因素之间的变化规律和最佳反应条件,指导试验工艺路线的设计和优化,从而提高了试验结果的准确性,降低了试验的成本.

AB2O4型尖晶石材料的制备及其在可见光下的催化氧化特性

AB2O4型尖晶石是一类窄带隙半导体材料,具有良好的可见光响应,呈现出的可见光光解水、可见光降解污染物和杀菌、灭菌的特性引起了人们的广泛关注,近年来取得了一系列的研究成果.本文简要介绍了AB2O4型尖晶石材料的制备方法,诸如固相法、液相法、气相法,比较了这些方法的优缺点,综述了这类光催化剂在可见光激发下光解水制氢、光催化降解污染物和杀菌、灭菌的特性,并对未来的研究方向进行了展望.

贵州西部煤层气化工利用设想

煤层气的化工利用是发展煤层气产业的主要领域之一,本文就煤层气合成商品液氨、甲醇、二甲醚以及煤炭直接液化合成汽油、柴油项目中的制氢原料技术路线的技术进行分析讨论,指出这些加工利用规划项目的规模经济.

氢氟酸-硝酸体系中TC4钛合金的腐蚀行为

本文探讨了氢氟酸-硝酸体系中TC4钛合金的腐蚀速率和腐蚀过程中的吸氢量,并利用电化学测试方法研究了TC4钛合金在这种体系中的腐蚀行为.研究结果表明,腐蚀速率随氢氟酸浓度和温度的增加而增大,而随硝酸浓度的增加先增大后降低.TC4钛合金在氢氟酸-硝酸体系中吸氢量较小,吸氢量随硝酸浓度的增加而减少.在只含有氢氟酸的腐蚀溶液中,极化曲线呈现活化特征,加入硝酸后,极化曲线出现明显的活化-钝化转变特征,硝酸浓度继续增大到一定值后,极化曲线呈现自钝化倾向,钝化膜的稳定性增加.腐蚀过程中硝酸能够促进钛合金表面钝化和抑制氢的生成.

间三氟甲基硝基苯的超临界催化加氢

研究了用超临界二氧化碳作为反应介质来提高间三氟甲基硝基苯的加氢反应速度和选择性.实验考察了二氧化碳压力、加氢反应温度、氢气浓度、反应空速等因素对超临界加氢反应的影响.结果表明,在二氧化碳压力为9.5MPa, 反应温度为45℃,氢气浓度为0.6mol(L(1,反应空速为1.0min(1的条件下,间三氟甲基硝基苯的转化率为99.5%,选择性为100%.同时,在45℃时超临界催化加氢反应速度是液相加氢时的29倍.

甲醇制氢反应器的一维模拟及工况分析

在温度220～280℃、液空速0.8～2.0h(1、压力1.3～2.7MPa条件下,于无梯度反应器中测定了ALC-1A型双功能催化剂工业颗粒的宏观反应速率,得到了以逸度表示的甲醇裂解重整多重反应的双速率宏观动力学方程.建立了甲醇裂解重整制氢工业管式反应器的一维拟均相数学模型,以工业反应器结构尺寸和操作数据为基准计算出计入壁效应及催化剂失活的活性校正因子.考察了不同的原料液配比、系统压力、液空速、壁温及进口温度下甲醇的转化率、氢气的时空产率和床层出口温度的变化.结果表明在一定范围内,降低甲醇在原料液中的含量,提高压力,选择适当的液空速和壁温,将有利于提高反应器的操作性能;单纯提高床层进口温度对反