氢氧直接合成过氧化氢贵金属催化剂的研究

采用浸渍法制备了一系列负载型钯催化剂,用于催化氢气和氧气直接合成过氧化氢的反应.分别考察了钯负载量、溶剂、载体预处理对反应的影响;结合XPS分析推断了催化剂活性组分价态.结果发现钯最佳负载量为1.88%(质量分数);氢气在溶剂中的溶解度越大其反应转化率也越高,其中甲醇和丙酮都是良好的溶剂;载体经过卤化铵预处理可大幅度地提高催化剂的选择性;金属态钯为具有催化活性的价态.

负载型Ni-B非晶态合金催化剂的表征

Amorphous Ni-B/SiO2 catalysts were prepared by chemical reduction of Ni2＋ with KBH4.ICP was used to analyze the composition of alloys.XRD,TEM,SAED and HREM were used to examine the structures of samples fresh and after thermal treatment in different atmospheres.The results indicated that the support

辉光放电等离子体对合成甲醇用铜基催化剂的改性作用

以辉光放电等离子体方法制备了新型高效铜基催化剂,应用XRD、SEM、H2-TPR、BET、H2-TPD、CO-TPD技术以及对CO加氢合成甲醇反应进行研究,分析了在氮气、氢气或先氮气后氢气等方式的不同气氛中进行等离子体处理对铜基催化剂的结构和性能的影响.结果表明,催化剂前体经等离子体改性处理后,样品的比表面积增大,活性中心数增加;当等离子体气氛为先氮气后氢气时,催化剂上的CO加氢活性和甲醇的时空产率显著提高.

(1S,2S)-DPEN修饰的3%Ir/SiO_2/2TPP催化苄叉丙酮的不对称加氢

在温和的条件下制备了负载型3%(w)Ir/SiO_2/2TPP(三苯基膦)催化剂,并且考察了(1S,2S)-1,2-二苯基乙二胺[(1s,2S)-DPEN]作为手性修饰剂对其催化苄叉丙酮不对称加氢反应性能的影响.结果表明,手性修饰剂(1S,2S)-DPEN的加入,对苄叉丙酮不对称加氢反应活性和C=O加氢的选择性都有很好的促进作用.经优化条件,在40℃下,LiOH浓度为0.375 mol·L~(-1)的甲醇溶液中,氢气压力为6 Mpa,反应8 h后,苄又丙酮的转化率大于99,0%,对不饱和醇的选择性大于99.0%,不饱和醇的对映选择性(ee)值达到48.1%.

低煤级煤热解H_2生成动力学及其与第一次煤化作用跃变的关系

用开放体系的热重.质谱联用仪(TG/MS)研究了7种低煤级煤的热解特征、H_2的生成动力学特征以及它们与第一次煤化作用跃变的关系.结果显示,煤热解失重率在碳含量(C_(daf))为80%(质量分数)和镜质组最大反射率(R_(max)~0)为0.60%附近发生转折;氢气生成的特征温度参数以及动力学参数均在C_(daf)为80%(R_(max)~0为0.60%)左右表现为最低;氢气的总产率在此处最大.这些特征参数的极值点刚好与第一次煤化作用跃变点一致,说明这些参数可以反映第一次煤化作用跃变的发生.结合傅立叶变换红外(FHR)光谱法获得的煤结构特征.对影响机制进行了分析解释,认为是由以下3个方面的原

Cu掺杂铈基材料的乙醇完全氧化活性及热稳定性

考察了采用溶胶-凝胶法制备固溶体Cu0.1Ce0.9Ox和Cu0.1Ce0.6Zr0.3Ox样品的乙醇完全氧化(COE)性能.采用X射线衍射(xRD)、BET比表面积、拉曼(Raman)、氢气程序升温还原(H2-TPR)、光电子能谱(XPS)及电子顺磁共振(EPR)技术对样品结构进行了表征.结果表明:新鲜Cu0.1Ce0.9Ox样品的乙醇完全氧化活性优于Cu0.1Ce0.6Zr0.3Ox;样品经过老化处理后,结果相反;Zr的加入改善了样品的热稳定性.此外,还考察了乙醇完全氧化活性与活性物种之间的关系.

光合细菌生物制氢

阐述了固氮酶催化的光合放氢和氢酶催化的黑暗厌氧产氢机制,描述了光合细菌原初反应的微观反应动力学以及电子定向转移和质子转位耦联驱动的三磷酸腺苷合成机制与固氮产氢过程.讨论了影响光合放氢的主要因素,如光、氧气、菌株特性、氢供体和氮源等.介绍了固定化、混合培养和重复分批培养等实用化技术和遗传工程技术在光合细菌产氢研究中的应用现状,并就存在的问题进行了讨论.最后对光合制氢技术的发展趋势和应用前景进行了评述.

焦化苯中噻吩类硫化物脱除的研究

焦化苯中噻吩类硫化物的脱除对苯的进一步加工利用非常重要.根据苯和噻吩物理化学性质的差异,可选用的脱除方法有硫酸精制、催化加氢、萃取精馏、冷冻结晶、选择吸附等.本文对这几种方法进行分析比较后认为,硫酸精制法设备腐蚀严重、环境污染大;催化加氢法耗费氧气、操作费用高;萃取精馏法能耗高、脱硫效果差;冷冻结晶法易形成混晶.与此相比,选择吸附脱硫(SARS)具有设备腐蚀小、环境污染少、操作费用低、不耗费氢气、能回收噻吩等优点,是一种很有发展潜力的方法.

柴油自热重整制氢反应及反应器

设计了带预热段的绝热管式反应器(A型)和带喷嘴及预热段的绝热管式反应器(B型),设计了相应流程并组建了柴油自热重整制氢装置,以直馏柴油为原料,研究了2种反应器内的柴油自热重整制氢反应行为.研究结果表明:2种结构的反应器均能用于柴油自热重整制氢,采用带喷嘴的绝热管式反应器可以确保雾化及气化效果良好,柴油热裂解生成甲烷的反应有助于柴油制氢过程.

甘油催化重整制氢/合成气的研究进展

随着生物柴油的大规模化发展,副产物甘油的合理利用成为生物柴油产业发展的关键问题之一.对甘油蒸汽重整、水相重整和超临界重整制氢气和合成气的研究进行了综述和评价,对未来甘油重整制氢气/合成气的研究提出了不足和展望.

火电厂氢气储罐火灾爆炸危险性分析

分析了氢气的火灾爆炸危险性,在对火电厂氢气储罐危险辨识的基础上,运用喷射火模型、物理爆炸和化学爆炸模型对氢气储罐的火灾爆炸危险性进行了模拟计算.通过分析计算得出,氢气储罐发生喷射火时的破坏半径不大,如果由于意外原因发生物理爆炸或化学爆炸,将会造成严重的人员伤亡并破坏附近的设备和建筑物,并很可能导致其他氢气储罐发生链锁爆炸.

苯甲酸气相加氢制苯甲醛的反应机理研究

通过改变苯甲酸和苯甲醛催化加氢的氢气流量、预还原时间、反应温度来研究苯甲酸催化加氢的反应机理,为取代苯甲酸催化加氢的理论研究提供参考模型,同时也为加氢催化剂的设计和工艺条件的选择提供实验理论依据.副产物甲苯主要是来自于主产物苯甲醛的进一步加氢反应,而少部分来自于苯甲酸双氧空位吸附.研究表明,苯甲酸单氧空位催化加氢符合M.v.K机理,而苯甲醛的深度加氢和苯甲酸的双氧空位加氢并不完全符合M.v.K机理.根据催化剂层三段反应的分析,可将反应器设计成漏斗状或在上、中、下三层中采用不同粒径的催化剂,达到同时提高苯甲酸转化率和苯甲醛选择性的目的.

碳纳米管负载Fe2O3催化剂的制备及其乙苯脱氢催化活性

采用FeSO4-H2O2体系对碳纳米管氧化修饰的同时,氢氧化铁被吸附在碳纳米管管壁上,然后分别通过氢气、氮气、空气在723 K下处理2 h,制备了碳纳米管负载的γ-Fe2O3催化剂、γ-Fe2O3和α-Fe2O3复合催化剂和非晶态Fe2O3催化剂.采用XRD、TEM和TG-DSC表征了催化剂结构,采用连续流动乙苯气相脱氢生成苯乙烯反应对催化剂性能进行评价,结果表明:热处理条件对催化剂乙苯脱氢的催化性能影响明显,碳纳米管负载的晶态Fe2O3纳米催化剂对乙苯脱氢具有高的活性与选择性.

洁净单壁碳纳米管在Fe2O3/Al2O3二元气凝胶催化剂上的水辅助合成

分别以甲烷-氧气和甲烷-氢气-水的混合气作为反应气源,利用Fe2O3/Al2O3二元气凝胶作为催化剂于900℃反应30min合成了单壁碳纳米管.并采用SEM、XRD、TEM,高分辨透射电子显微镜(HRTEM)以及Raman光谱等分析技术对所制得的碳产物的结构和形貌进行了表征,以研究反应气氛中水蒸气的引入对单壁碳纳米管生长的影响.结果表明:反应气氛的组成对最终所形成的碳产物的产率和结构有着密切的关联.通过控制氢气载入甲烷-氢气-水的混合气氛中水蒸气的量可以合成低无定形碳的沽净单壁碳纳米管.

两段成长法改善微波电浆辅助化学气相沉积多晶金刚石之品质

以化学气相沉积法成长多晶金刚石薄膜时,薄膜的品质会受到成长时间、成长压力、反应气体比例、偏压与否及成核的机制等因素影响.研究采用微波电浆辅助化学气相沉积(MPECVD)法,以甲烷(CH4)和氢气(H2)作为反应气体原料,在P型(111)硅基板沉积多晶金刚石薄膜.典型沉积多晶金刚石薄膜的制程可分为四个阶段:抛蚀表面阶段、渗碳阶段、偏压增强成核(BEN)阶段及成长阶段.研究将成长阶段划分为两个阶段,第一阶段压力较低(成长Ⅰ阶段),第二阶段压力较高(成长Ⅱ阶段).结果表明:第一阶段可大大改善金刚石薄膜的品质,所获多晶金刚石薄膜的晶粒具有明确的颗粒边界、较低的碳化物或缺陷,电导率急剧降低,显现出本徵金

三维炭纤维预型体上烷烃气的催化炭沉积

研究了承载镍催化剂的三维(3D)炭纤维预型体,在含氢或无氢条件下,乙烷和合成天然气在其上面化学气相沉积形成的炭沉积率和碳纳米构结物.观察了炭沉积所获石墨纳米纤维、碳纳米管和石墨碳壳,得知沉积碳的纳米结构取决于沉积温度和碳源气组成.在650℃～800℃温间,总沉积时程直至12h,研究了烃类碳源气在氢气平衡下,从体积分数100%到20%变化情况.经Ni(NO3)2-6H2O甲醇溶液浸渍的3D炭纤维预型体在炭沉积前因溶液分解可还原出Ni.采用质量变化测定法、热谱-质谱分析仪、SEM、TEM和XRD对样品进行表征.结果表明:纤维状炭与囊包炭的比率随氢气含量的增加而增加,随反应温度的增高而减少.出乎意料

退火气氛及扩散阻挡层对多层膜热稳定性的影响

沉积在ZrN,TaN阻挡层上的Cu膜分别在真空和氢气、氮气的混合气氛下退火.利用SEM、XRD和电阻率来表征多层膜的热稳定性.实验结果表明:对于沉积在同种阻挡层上的多层膜在混合气氛中退火的热稳定性较真空退火的要高.对真空退火处理,沉积在ZrN阻挡层上的多层膜的热稳定性比沉积在TaN阻挡层上的要高.研究结果表明:多层膜的热稳定性的评价不仅跟多层膜本身的因素有关,如阻挡层的种类,还和退火气氛有关.

"一步热脱脂+烧结"工艺对注射成形硬质合金显微结构与性能的影响

采用注射成形.溶剂脱脂-"一步热脱脂+烧结"工艺制备了硬质合金.系统研究了一步热脱脂气氛和烧结工艺对合金性能的影响.结果表明:溶剂脱脂率控制在55%～58%时,通过"一步氢气热脱脂+气压烧结"可以有效解决合金的控碳难和致密度低的问题.制备出的YG10x硬质合金制品抗弯强度达2690 MPa,比常规模压.烧结法制备的合金性能大大提高.其硬度、钴磁、矫顽力控制在正常范围之内,它们分别是:维氏硬度为1320 MPa,钴磁为8.6%.矫顽力为12.5 kA·m-1.

高温电解水蒸气制氢用SOEC微晶玻璃密封材料制备

与高温气冷核反应堆耦合下的高温固体氧化物燃料电解池(SOEC)电解水蒸汽制氢是目前已知效率最高最先进的制氢技术之一,是有效利用核能的一种途径,因此是当前国际能源环保领域的热点课题和首选方案.此方法需要在高温下长期运行,且在系统开启和检修等运行环节中必然会遇到热循环和热疲劳,因此需要高性能的密封材料.选择Ba-Ca-Si-Al-B-La-O体系微晶玻璃作为研究对象,研究其制备和热处理析晶工艺.研究发现通过两步析晶法,获得了整体均匀析晶的微晶玻璃密封材料,在工作温度下热膨胀系数可达到11.5×10~(-6) K~(-1),可与电解质、连接体等材料形成热匹配.该材料的软化温度约为763 ℃,在SOE

光合细菌生物制氢反应器研究进展

光合细菌生物制氢技术,是将太阳能利用和环境治理结合起来的可再生能源生产技术,具有良好的环境效益、社会效益和经济效益.光合细菌制氢反应器研究是将该技术引向产业化的关键步骤.本文列举了目前光合细菌制氢研究中典型的反应器型式,分析了各自的优缺点;总结了反应器高效产氢所必需保证的运行操作条件,如光照强度、温度、pH值等,指出了目前研究中存在的不足;给出了规模化光合细菌生物制氢时需要用到的反应器性能评价指标.并针对目前反应器的研究现状,提出了后续研究应当遵循的方向.

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%

Ca(BH4)2络合物电子结构及热力学稳定性的第一性原理研究

利用第一性原理研究了低温及高温相Ca(BH4)2络合物的电子结构、晶格振动及其反应焓.计算结果表明:低温及高温相Ca(BH4)2中Ca+2与[BH4]-以离子键形式相结合,[BH4]-离子中B原子和H原子以共价键形式相结合,对该共价键有贡献的主要是B原子的2p轨道电子,H原子的1s轨道电子.Ca(BH4)2可能的反应路径为:Ca(BH4)2→2CaH2+CaB6+10H2,该反应在300 K下反应焓为43.22 kJ/mol H2.拉伸B-H键所对应的声子频率较高,其值为2360～2500 cm-1,这可能是导致B-H键断裂释放氢气需要较高温度的主要原因之一.

生物质制取氢气和生物油液体燃料

催化水蒸气重整由生物质快速裂解得到的生物油制取氢气,催化剂C12A7-O-/15%Mg显示了很高的活性,并在我们所研究的几种催化剂中具有最高的氢产率.在最佳重整条件(T=750℃,S/C=6.0,GHSV=26 000 h-1)下,得到70%的氢产率和约93%的最大碳转化率.结果显示,氢产率和碳转化率对温度和S/C(水蒸气和碳的摩尔比)具有选择性.目前结果表明,由水蒸气重整生物油制取的生物油合成气,用费托合成法直接合成洁净液体生物油燃料将是一个很有前景的选择.研究了由生物油合成气制备的费托合成液体燃料的特征,在典型的反应条件(T=300℃,P=1.5 MPa,W/F=12.5 gcat·h/m

一步法电沉积钯铜二元金属纳米管

由钯和铜纳米颗粒组成得二元金属纳米管通过电沉积的方法在氧化铝模板中被制备出来.金属离子的扩散和沉积过程的竞争决定了最终的产物是纳米管或者是纳米线.在较高负电位下,其生长受扩散控制,金属离子在纳米管的边缘被消耗,形成的是纳米管结构.而在较低的负电位时形成的是纳米线.在硝酸根离子的电催化实验中,相比于薄膜,纳米管的催化性能受氢气析出的影响较小.在空气中放置6个月后,二元金属纳米管被氧化成均一相的氧化物纳米管.

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%.