微反应器在重整制氢系统中的应用与进展

微反应器在传质、传热、反应效率等方面都明显优于传统反应器,具有微尺度、节能、安全、稳定等诸多优点.从微制氢系统组成、微制氢反应器的加工、催化剂装载和连接密封等方面对微反应器在重整制氢系统中的应用进行综述.

粉末X射线衍射法鉴定天然气绝热转化制氢催化剂中晶体化合物

首次详细报道采用粉末X射线衍射法(PXRD)鉴定天然气低温绝热、蒸汽转化制氢催化剂(简称天然气绝热转化制氢催化剂)中晶体化合物.其主要物相鉴定结果为:尖晶石(MgAl2O4)、绿镍矿(NiO)、刚玉(α-Al2O3).其中还含有铝酸锶(SrAl12O19).PXRD鉴定数据能够满足天然气绝热转化制氢催化剂研发的要求.

稀土对化学镀镍磷电极制备及制氢效率的影响

开展了稀土(RE)对镍磷化学镀层水电解电极制氢效率影响的实验,探讨了稀土对化学镀过程及镀层性质(镀层组成、镀层表面耐腐蚀性能)的影响,考察了单一或混合La、Ce对电解水制氢效率的影响状况.证实了在镀液中加入少量稀土能够显著提高镀速以及镀层电极的水电解效率,而且镧比铈更有效.并从RE对镀层Ni的电子状态的影响等新的角度出发,做出了新的机理解释.

纤维素在超临界水中的反应

纤维素是一种非常有价值的可再生资源,通过其反应可以获得多种有用的物质.对纤维素在超临界水中的反应进行了综述.在没有催化剂的情况下,纤维素在超临界水中水解生成葡萄糖、果糖、低聚物等;对纤维素水解的设备、产物分布以及纤维素水解反应机理进行了阐述.采用Ni,Pt,Ru,KOH等作催化剂,纤维素在超临界水中发生气化反应,生成的气体产物丰要为H2,CO_2和CH_4;介绍了纤维素及其主要水解产物葡萄糖的制氢反应过程.对纤维素超临界水反应技术的发展前景进行了展望.

热化学循环分解水制氢

文章所讨论的热化学循环分解水制氢是由Ca和Fe化合物的四步气－固反应所组成。在制备方法上，通过引入醇盐法并添加石墨和月桂酸将反应物Fe2O3颗粒均匀地分散在作为粘合剂的多孔惰性Fe2TeO5基质中，做成具有足够强度的丸，而使反应性得到改进。

微生物来源对餐厨垃圾厌氧消化产氢的影响

微生物来源对餐厨垃圾厌氧消化产氢的影响很大.单独一种接种物的条件下,剩余污泥的产氢效果是最好的,氢气的浓度和产量都最大,分别为47.1%和100.0 mLH2/g VS,其次是矿化污泥和矿化垃圾,颗粒污泥体系氢气的产量最少,分别为88.6、57.8和36.8 mLH2/g VS,但是颗粒污泥体系产生了甲烷气体.污泥和矿化污泥混合后,在实验时间内,能够提高氢气的产量到106.4 mLH2/g VS,其余的混合体系的氢气的浓度和产量较单独的剩余污泥体系差.

城市生活垃圾有机组分厌氧发酵产氢和甲烷

为了提高能源回收效率,采用大米、土豆、生菜、瘦肉、花生油和榕树叶作为实验原料,模拟有机垃圾中普遍存在的淀粉、膳食纤维、蛋白质、脂肪和木质纤维类成分,进行厌氧发酵产氢以及对其剩余物厌氧发酵产甲烷.结果表明.在厌氧发酵产氢阶段,整个过程没有甲烷生成,大米、土豆、生菜、瘦肉、花生油和榕树叶的氢气产率分别为125、103、35、0、5和0 mL g-1(VS),能源回收效率分别为7.9%、6.8%、1.9%、0、0.1%和0.大米、土豆和生菜的氢气浓度分别为34%～59%、41%～56%和37%～70%,整个产氢阶段没有甲烷生成.在厌氧发酵产甲烷阶段,上述原料的甲烷产率分别为232、237、148、2

氢能利用与核能制氢研究开发综述

文章从氢能的资源丰富、热值高、无污染等特点出发叙述了氢能作为一种洁净能源在国民经济(主要为交通用燃料)和国防中广泛的潜在应用,介绍了目前国际上核能制氢的几种主要方法,并展望了核能-氢能系统的发展前景.

高温堆甲烷蒸汽重整制氢系统性能热力学分析

从热力学的角度分析高温堆甲烷蒸汽重整制氢系统的性能,为进一步研究实际的制氢系统提供框架.建立了完全反应模型和平衡反应模型,研究系统效率、产氢量随过程参数的变化关系,得到各性能指标的极限值以及过程参数的最优值.通过与实验数据的比较,采用平衡反应模型对系统进行初步分析是合适的.

高温蒸汽电解制氢系统温度敏感性分析

通过电化学方法建立高温蒸汽电解制氢系统温度敏感性分析的数学模型,通过该模型对系统温度敏感性进行分析,并提出温度敏感系数的概念.定性的研究结果表明,在不同发电效率、电解效率以及热效率下,温度敏感系数均随着工作温度的增加而增大.这表明,系统总效率随着温度的升高而增大,且随着发电效率和热效率的增加,温度敏感系数也随之增大,但电解效率对温度敏感系数影响较小.定量的研究结果表明,工作温度为750～950 ℃的高温蒸汽电解制氢系统的温度敏感系数约为1.40,即系统工作温度分别为800和900 ℃时,由于温度升高而使系统总效率分别增加约10.5%和12%;相应的实际总制氢效率可分别高达55.8%和56.5%

锌纳米颗粒的制备及其应用

在干法室温务件下,以锌粉为原材料,通过滚压振动研磨法制备锌纳米颗粒,经过表征发现研磨11 h后的锌纳米颗粒,分散性好,粒度均匀.将该锌纳米颗粒应用到制氢过程中,以氢气为载气携带水蒸气进入反应器,与预热的锌纳米颗粒接触,发生水解反应,生成氢气和氧化锌纳米结构.利用气相色谱仪检测可知,氢气的生成速率最高可达184 mL/min.利用能量发射谱图和透射电镜检测可知,固体产物为棒状和块状混合的氧化锌纳米结构,在可见光区有着优异的吸光特性,尤其在波长大于400 nm的范围内,吸收因子明显高于商业纳米氢化锌和锌纳米颗粒.

在超临界水中由城市污泥制取富氢气体的研究

以城市污泥转化为富氢气体为目的,使用超临界水(SCW)间歇反应器,在反应温度为500～650℃、压力为22.8～37MPa、停留时间为1～36min以及水料比为2.6～6的条件下,考察了城市污泥在超临界水中生成的气体组分及产率.试验结果表明,反应温度和水料比对污泥转化的影响较大.当温度由500℃提高到650℃时,氢气产率由16.54 mL/g上升到62.4 mL/g;当水料比由2.6提高到6时,氢气产率提高了1倍多.与温度相比,压力和停留时间对污泥转化的影响不大.

石油炼厂气与煤共转化制合成气基础研究——丙烷在煤焦及石英砂上裂解实验研究

基于石油炼厂气与煤共转化制合成气,采用小型石英管固定床反应装置,在850～1 000℃时对炼厂气中的丙烷在空床、彬县煤焦以及石英砂上的裂解反应进行了实验研究,结果表明:丙烷裂解产物包括氢气、甲烷、乙烯、碳和微量乙烷,反应温度越高,裂解越完全,生成的氢气和碳越多.850～1 000℃时,丙烷在空床与在彬县焦平衡点和石英砂上裂解转化率及生成产物的量接近,转化率为100%,即丙烷无需催化剂即能完全裂解.丙烷在新鲜彬县煤焦上的裂解更为彻底,但随着焦的催化活性由于裂解生成炭的沉积而逐渐丧失,更容易生成甲烷和乙烯.

发酵法产氢培养基的响应面分析优化

借助于MINITAB软件,采用Plackett-Burman试验设计法及响应面法分析,对影响高效产氢菌Clostridium sp.Fanp2发酵产氢的培养基成分进行优化研究.首先利用Plackett Burman试验设计筛选出影响产氢的三个主要因素,即葡萄糖浓度、磷酸缓冲液浓度、和维生素液添加量.在此基础上用最陡爬坡路径逼近最大响应区域,再利用Box-Behnken试验设计及响应面分析法进行回归分析.结果表明,葡萄糖浓度、磷酸缓冲液浓度、和维生素液添加量与氢气产量存在显著的相关性,通过求解回归方程得到优化发酵条件:当葡萄糖浓度23.75 g/L,磷酸缓冲液浓度0.159 M和维生素液添加量1

初始pH值对醋糟厌氧发酵产氢的影响

以预处理后的牛粪为接种物,以醋糟为发酵底物,进行厌氧发酵产氢小试试验.研究了初始pH值对发酵过程中氢气浓度、累积产气量、累积产氢量、产气延迟时间和pH值的影响.结果表明,初始pH6.0时产氢效果最好,氢气浓度达70%以上,累积产气量为7650mL,累积产氢量为4195mL,产气延迟时间最短,仅为4h.各处理组最终pH值都呈酸性,且随着初始pH值的增加而增加.

糖蜜废水生物制氢研究进展

利用糖蜜等有机废水制取氢气这种清洁可更新能源,正倍受关注.综述了目前国内外生物制氢技术各个方面的研究进展和成果,论述了研究的发展方向.

E.harbinense YUAN-3厌氧发酵影响因素的初步研究

产乙醇杆菌YUAN-3是一种具有良好自凝集特性的高效产氢菌株,已经引起了国内外研究者们的广泛关注.为了提高其发酵性能,有利推进利用该菌株发酵产氢的产业化进程,通过发酵罐静态试验的手段,从接种时间、接种浓度、培养基初始pH值等方面优化了YUAN-3厌氧发酵的条件.结果表明,在种子活化3天后进行接种发酵的效果良好;在5L的发酵罐中,YUAN-3的最优接种浓度是6%;而且,当培养基的初始pH值为6.40时,该厌氧发酵体系的氢气产量最高.因此得出结论,接种时间、接种浓度、培养基初始pH值等对于YUAN-3发酵的氢气产量都具有重要影响.

TiO2介孔分子筛的光催化制氢活性Ⅰ:脱出模板法的影响

采用模板剂导向自组装法以三乙醇胺为模板剂合成具有蚯蚓状孔道结构的二氧化钛介孔分子筛.通过研究不同脱除模板剂的方法,造成催化剂的织构特性发生改变,同时用XRD和BET比表面测定,高分辨透射电镜(TEM),紫外漫反射吸收光谱(UV-DRS)等手段对催化剂进行了表征,并以草酸为牺牲剂的光催化制氢反应为模型,探讨了其晶相改变对催化剂活性的影响.

TiO2介孔分子筛的光催化制氢活性Ⅱ:热稳定性的影响

以三乙醇胺为模板剂,合成了具有蚯蚓状孔道结构的高比表面积二氧化钛介孔分子筛.通过用XRD,BET法等手段对其进行表征,考察了用萃取法脱除模板剂后二氧化钛介孔分子筛的热稳定性,并发现其与光催化制氢反应相关联,同时探讨了催化剂比表面积、晶型对其催化活性的影响.

不同载体对钌基催化剂催化乙醇水蒸气重整制氢性能的影响

采用La2(CO3)3空气焙烧法制备了La2O2CO3载体, 采用浸渍法制备了不同比例的ZnO-La2O2CO3复合载体及Ru/ZnO, Ru/La2O2CO3, Ru/ZnO-La2O2CO3催化剂, 考察了各催化剂催化乙醇水蒸气重整反应的性能, 并用XRD, TPR技术对催化剂进行表征. 结果表明, 在复合载体负载的催化剂中有钌镧复合氧化物生成, 其中Zn:La摩尔比为1:1时, 催化剂显示了最好的乙醇水蒸气重整性能, 450 ℃时乙醇的转化率为100%, 氢气的选择性达到90%, 而CO的选择性低于1%.

稀土改性甲烷分解制氢Ni-Al催化剂制备及表征

采用化学湿法共沉淀制备了Cu和不同稀土(RE=La,Ce,Nd,Y)改性的甲烷分解制氢Ni-Al催化剂,并对催化剂进行了BET,XRD,TPR,SEM,TEM等技术表征和催化制氢性能评价.研究结果表明,稀土是比铜更理想的改性剂,稀土改性对催化剂具有良好热稳定作用,并提高催化制氢高温活性,La改性效果最佳;稀土改性催化剂具有较高的制氢稳定性能,700℃下连续制氢12 h后未出现失活.稀土改性可促进纳米碳管形成,大幅改善纳米碳形貌,并对固态碳有较强的抑制作用.

阴极支撑Ni-YSZ/YSZ/LSM-YSZ固体氧化物电解池制氢性能研究

利用固体氧化物电解池(Solid oxide electrolysis cell,SOEC)在高温下电解水蒸气制氢,被认为是未来的大规模制氢方法之一.本文采用干压法和丝网印刷法制备了SOEC,考察了氢电极气氛和工作温度对SOEC电解性能的影响,测试了SOEC的稳定性.实验结果表明:氢电极进气中适宜的水蒸气含量为70%～80%;电解池在800,850和900℃,1.50 V的产氢速率分别为89,163和243 N·ml·cm-2·h-1;在900℃以0.33 A·cm-2恒流电解2 h,电解电压的稳定值为0.98 V,并且电解池运行稳定,无明显衰减.阻抗谱解析表明,电极过程是整个电解池电极反应的

光解制氢材料的构筑及其性能

探讨了利用太阳能光解水制氢的有关材料和技术,概述了本文作者及其合作者近几年来在新型高效光解水制氢材料的设计和制备方面取得的研究进展.以雀巢结构、层间插入、桥架构筑以及氮化掺杂等技术为手段,研制了多种纳米复合半导体光催化材料,探讨了材料的组成、结构以及添加正孔捕捉剂对光解水性能的影响.研究结果表明:通过表面雀巢结构和层间复合物修饰能使助催化剂和基体紧密结合,有利于自由电子的快速迁移和自由电子与正孔的有效分离.采用层间插入CdS和氮掺杂等手段优化了能带结构,吸收边延伸至550 nm以上.NaS2的添加起到正孔捕捉剂的作用,促使自由电子连续产生,从而显著提高了产氢率.

光解制氢材料的构筑及其性能

探讨了利用太阳能光解水制氢的有关材料和技术,概述了本文作者及其合作者近几年来在新型高效光解水制氢材料的设计和制备方面取得的研究进展.以雀巢结构、层间插入、桥架构筑以及氮化掺杂等技术为手段,研制了多种纳米复合半导体光催化材料,探讨了材料的组成、结构以及添加正孔捕捉剂对光解水性能的影响.研究结果表明:通过表面雀巢结构和层间复合物修饰能使助催化剂和基体紧密结合,有利于自由电子的快速迁移和自由电子与正孔的有效分离.采用层间插入CdS和氮掺杂等手段优化了能带结构,吸收边延伸至550 nm以上.NaS2的添加起到正孔捕捉剂的作用,促使自由电子连续产生,从而显著提高了产氢率.

纳米TiO2/Cu2O复合物的可见光降解活性艳红和分解水制氢的机理

采用溶胶-凝胶法和化学沉积法制备纳米TiO2/Cu2O复合粉体.可见光光催化实验结果表明:TiO2/Cu2O复合粉体具有较高的可见光降解活性和分解水制氢性能.根据TiO2和Cu2O的导带和价带位置以及TiO2、Cu2O和TiO2/Cu2O复合粉体的可见光光催化实验结果,提出TiO2/Cu2O复合粉体的可见光光催化机理:在可见光照射下,Cu2O导带上产生的电子转移到TiO2的导带上,Ti4+捕获这些电子后成为Ti3+,这些被捕获的电子具有很长的寿命,能转移到复合粉体和溶液的界面.在光降解活性艳红的过程中,这些电子与吸附氧结合后可最终形成过氧化物自由基或氢氧自由基,从而氧化有机物;而在分解水制氢过