磷化镍助催化剂修饰石墨相氮化碳促进光催化重整杨树叶制氢性能

以双氰胺(C2H4N4)为原料,采用直接热聚合法制备石墨相氮化碳(g-C3N4);以六水合氯化镍(NiCl2·6H2O)和赤磷(P4)为原料,采用简易的水热法将磷化镍(Ni2P)助催化剂负载到二维g-C3N4表面.通过X-射线衍射(XRD)、红外(IR)、透射电子显微镜(TEM)、扫描透射电子显微镜(STEM)、N2吸...     

不同形貌的TiO2光催化制氢性能研究进展

氢是最清洁、最有前途的能量载体,可以通过光催化直接分解水来制备.TiO2由于活性高、稳定性好、无毒害等优点被广泛用于光催化分解水制氢.影响TiO2光催化活性的因素有TiO2的晶型、晶面、晶粒大小和形貌等,其中形貌对TiO2光催化活性的影响最大.调控形貌对TiO2的晶粒尺寸、晶面比例、比表面积、光的吸收、光生载流子的分离...     

Cu负载TiO2/graphene高效的光催化分解水制氢研究

Cu和graphene作为助催化剂之间的协同作用,能有效地接受和传输半导体导带上的电子,抑制电荷复合,提高界面电荷转移过程,提供更好的吸附位点和光催化反应中心,能有效的提高光催化产氢.Cu和Graphene同时是廉价的,对环境无害的材料,且容易制备.该研究为我们提供了利用非贵金属助催化剂捕获太阳能有效分解水产氢的新思路和新方法.     

锰卟啉敏化TiO2光阳极实现高效光催化制氢

以氯化血红素为原料进行化学修饰,与锰配位合成锰卟啉光敏剂(MnTCPP).采用浸泡吸附法制备了锰卟啉-二氧化钛光阳极(MnTCPP/TiO2),并利用核磁、紫外可见光谱、扫描电镜和EDS等对合成的材料与器件进行了测试表征,成功制备了MnTCPP/TiO2光阳极.在氙灯模拟可见光照条件下,MnTCPP/TiO2光阳极产生...     

原料和焙烧温度对TiO2光催化制氢活性的影响

使用不同的反应物组成、经不同温度焙烧后制备了4个系列的TiO2样品.通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)及N2吸附等技术对其进行表征,考察了样品的光催化分解水制氢活性.结果表明,TiO样品的组成、粒径、比表面积、结晶度和粒子分散性随着反应物组成和焙烧温度的改变而改变,而它们又与催化剂的光催化活性紧密相关.Ti[OCH(CH3)2]4, (CH3)2CHOH, HCl作为反应物有利于小粒径、大比表面积、较好粒子分散性的TiO2的制备,而且相对于CH3CH2OH, (CH3)2CHOH作为溶剂提高了锐钛矿-金红石的相变温度.所有样品中,以Ti[OCH(CH3)2]4-(CH3)2CHOH-HCl-H2O为原料、500 ℃焙烧制备的TiO2样品具有最高的光催化制氢活性.     

燃料重整制氢技术研究进展

对燃料制氢技术的各种制氢方法和典型设备进行综述,明确随车燃料重整制氢技术的应用前景,并指出各种燃料重整方法的局限性.对蒸汽重整、部分氧化、自热重整、裂解、等离子裂解等技术进行归纳分析,针对随车燃料重整提出基于尾气的分类方法.     

ZnO/Bi2WO6异质结的制备及光催化制氢研究

试验采用水热法制备出薄片状Bi₂WO₆,并通过异质外延生长法在Bi₂WO₆薄片上生长ZnO纳米线微米盘,得到ZnO/Bi₂WO₆异质结。对样品进行的主要表征有扫描电子显微镜形貌观察、X射线粉末衍射、能谱分析、电化学阻抗谱等。结果表明,ZnO/Bi₂WO₆异质结由直径约1 μm、厚度为40~60 nm的Bi₂WO₆微米盘负载ZnO纳米线构成。在可见光下,ZnO/Bi₂WO₆异质结的光催化制氢性能明显优于纯ZnO及纯Bi₂WO₆,ZnO/Bi₂WO₆异质结的稳定性也较高。试验对比了纯Bi₂WO₆与ZnO/Bi₂WO₆异质结在可见光下催化制氢的速率,发现ZnO/Bi₂WO₆异质结的光催化效果明显高于纯Bi₂WO₆,且当生长母液浓度为8 mM （mmol/L）时,制氢速率最大为12 290.2 μm·mol·h^-1·g^-1,比纯Bi₂WO₆提高了2.2倍,在其循环试验18 h后,ZnO/Bi₂WO₆异质结仍能保持较稳定的制氢速率,保持率达到90%。     

甲烷自热重整制氢催化剂

采用固定床微反应器装置,考察了添加稀土金属(La, Ce)和过渡金属( Zr, Cu)助剂及助剂添加量对甲烷自热重整制氢反应的影响. 结果表明:添加稀土金属Ce和过渡金属Zr对Ni基催化剂反应性能有较大的提高;将Ce, Zr按不同的质量比添加到Ni基催化剂中,催化剂性能有很大的改变; Ni/Zr₁₀ Ce20Al₇₀O_δ催化剂与Ni/Zr₂₀Al₈₀O_δ、Ni/Ce₃₀Al₇₀O_δ催化剂相比, 氢气收率有一定的提高; 在Ni/Zr₁₀ Ce₂₀ Al₇₀ O_δ 中添加助剂Cu 得到的Ni/Cu₃ Zr₁₀Ce₂₀Al₆₇O_δ具有最好的催化性能, 750 ℃时, CH4 转化率达到100% , H₂ 收率为72. 9% ,且H₂ 的选择性达到100%.     

甲醇重整制氢微反应器的研究进展

微反应器是利用精密加工技术制造出的通道特征尺寸在1～1000μm之间的微型反应器.由于拥有微小的通道尺寸和极大的比表面积,微反应器具有优异的传热传质能力和很好的防爆安全性,可以实现物料的瞬间均匀混合、高效的热能传导以及反应参数的精确控制,近年来在甲醇重整制氢反应等领域中应用前景广阔.本文首先介绍甲醇重整制氢微反应器的系...     

Hydrogen Production with Steam Reforming of Dimethyl Ether

Steam reforming of methanol and gasoline is actively researched and developed as hydrogen supply methods for the fuel cells of vehicles and so on. However, these materials have the problems such as the infrastructure, toxicity, difficulty of the reforming, and so forth. Dimethyl ether （DME） does not contain the poisonous substances, and is expected as a clean fuel of the next generation. DME is able to take the place of light oil and LPG, and its physical properties are similar to those of LPG. There is possibility that DME infrastructures will be settled more rapidly than those of hydrogen and methanol, because LPG infrastructures existing are able to use for DME. Then, we have been studying on steam reforming of DME for the hydrogen production.     

太阳能光催化制氢体系研究进展

世界经济的迅猛发展,在促进人们生活水平飞速提升的同时也造成了全球日益严重的能源短缺和环境污染.氢作为一种能源载体,能量密度高,可储可运,且燃烧后唯一产物是水,不污染环境,被认为是今后理想的无污染可再生替代能源.利用太阳能光催化制氢通过把太阳能转化为氢能,能够实现能源的无污染生产、储存、运输和使用,正日益受到国际社会的高度关注,被认为是解决能源及环境问题的最佳途径之一.依据光催化制氢时是否添加牺牲剂及添加牺牲剂的种类,对光催化制氢体系进行了分类,并分别概述了不同体系的研究进展,并对太阳能光催化制氢的未来发展进行了展望.     

微型反应器中甲醇水蒸气重整制氢研究

为了强化甲醇水蒸气重整制氢过程,研制了一种集燃料预热、汽化、过热和重整反应功能于一体的微型反应器.实验考察了反应温度、水醇摩尔比、液体空速等对甲醇转化率、产氢率、反应器出口氢气和一氧化碳浓度的影响,建立了该反应器的数学和动力学模型并进行了三维数值模拟.结果表明,所建模型能较好地反映出反应器的性能,当反应温度、水醇摩尔比和液体空速分别为260℃、1.3、0.2 h-2时,产氢率达0.2 mol/(h·g),可为氢气利用率为80％、效率为60％的燃料电池提供10.2 W的功率.     

甲醇催化裂解重整制氢的热力学分析

利用不同的状态方程分别计算了甲醇催化裂解重整制氢系统中各个纯组分的压缩因子,通过与文献值的比较可知PR方程适合该系统压缩因子计算。运用PR状态方程,计算了常压和加压下甲醇催化裂解重整制氢系统的平衡常数及平衡组成,考察了不同的反应温度、压力及原料液配比对平衡组成的影响。结果表明,升高温度、降低压力、适当提高原料液中的甲醇含量,均有利于平衡常数的提高,其中温度的影响较为显著。     

Cu,In-ZnSeS催化剂的制备及其光解水制氢性能的研究

采用化学共沉淀法制备了掺杂CuI、n的ZnSeS半导体光催化剂,并通过X射线粉末衍射、紫外-可见漫反射光谱和比表面积与孔径分析、X射线荧光光谱、热质量损失(热失重)分析对催化剂的结构进行了表征.在自制的反应装置上评价了催化剂的光分解水产氢性能.结果表明:在Cu,In-ZnSeS中掺杂CuI、n的摩尔分数为2%时其光吸收性能最好,最大吸收边红移至700 nm;紫外光照射下该催化剂光分解水产氢的量子效率达到4.83%;催化剂具有良好的热稳定性和光学稳定性,反应100 h其产氢性能没有衰减.     

多端口进料微型管式重整制氢反应器性能研究

针对传统管式重整反应器甲烷转化率低的问题,设计了一种具有多端口进料结构的微型管式重整制氢反应器,并采用COMSOL多物理场模拟软件对该反应器的重整性能进行了计算研究,分析了反应温度、汽碳比等工作参数对其性能的影响规律。计算结果表明:当反应温度在773~973K范围内变化时,甲烷转化率以及产物中H2、CO的摩尔分数会随反应温度升高而增大;当汽碳比在2~4范围内变化时,甲烷转化率随汽碳比增大而增大,而产物中H2、CO的摩尔分数则随着汽碳比的增大而减小;沿气体流动方向,甲烷转化率和产物中H2、CO的摩尔分数受进料多端口特征的影响呈锯齿状波动变化,并呈总体上升趋势,在反应器出口处达到最大值。将多端口进料结构反应器与传统管式反应器进行比较研究,发现所提出的新结构反应器分别在600~1 100K的反应温度区间以及2~5汽碳比区间内其甲烷转化率都高于传统管式反应器;在873~973K区间内甲烷转化率可达93%左右;当汽碳比增大到4后,继续增大汽碳比对甲烷转化率的提高已无明显作用,建议合理的汽碳比区间为3~4。     

电喷法合成TiO2纳米纤维与微米球及其光催化制氢性能

采用电喷法合成了TiO2纳米纤维与微米球.通过X射线粉末衍射、扫描电镜、紫外可见漫反射光谱和比表面积与孔径分析,对TiO2纳米纤维与微米球进行了结构表征.详细研究了影响TiO2纳米纤维与微米球成型的各种因素.结果表明,电喷所用的聚合物溶液的黏度是TiO2纳米纤维与微米球成型的关键因素.光催化分解水制氢测试表明,与TiO2纳米颗粒相比,TiO2纳米纤维与微米球的光催化分解水产氢活性分别提高了80%和60%.     

CuZnAlZr催化剂上甲醇氧化重整制氢的研究

研究了不同x(Cu)／x(Zn)对CuZnAlZr催化剂上甲酵部分氧化重整制氢催化性能的影响．结果表明,x(Cu)／x(Zn)为7：3的催化剂表现出最优的催化性能,在200℃时甲酵转化率达82．6％,H2选择性为99．7％,φ(CO)仅为0．08％．TPR和XRD的表征表明,x(Cu)／x(Zn)为7：3的催化剂上存在明显的CuO相,但结晶度较低,同时表面上的低温还原物种浓度较高且易被还原．     

Eosin敏化不同晶体结构TiO2的产氢性能研究

采用超声法制备了TiO2的纳米粒子,经处理后得到不同晶体结构的TiO2.使用硅烷偶联剂修饰TiO2表面,加入脱水剂和Eosin,在蒸馏条件下,TiO2表面的氨基与Eosin分子中的羟基脱水后使得Eosin分子稳定吸附在TiO2表面.Eosin的敏化使TiO2对光的响应扩展到可见光区,并产生可见光解水产氢活性.紫外一可见漫反射光谱结果说明,锐钛矿型催化剂和混晶结构催化剂的能隙分别为2.0 eV和2.1 eV.在三乙醇胺水溶液中进行可见光下的光解水产氢实验,结果表明混晶结构的催化剂无产氢活性,锐钛矿型催化剂的光解水产氢活性最高,420 nm处的量子效率为2.32%,480 nm处的量子效率为2.86%,产氢速率在60 h内基本保持稳定.     

Cr2O3-TiO2负载金属光催化剂及其光分解水产氢性能研究

以钛酸四丁酯和重铬酸铵为原料,采用溶胶凝胶法制备Cr2O3 TiO2 复合型光催化剂,并利用浸渍法在Cr2O3 TiO2 表面分别负载Fe、Mn、Mo 过渡金属,制备了Fe Cr2O3 TiO2、Mn Cr2O3 TiO2、Mo Cr2O3 TiO2 三元复合型光催化剂.通过X射线衍射(XRD)、比表面分析(BET)和紫外可见吸收光谱(Uv Vis)对催化剂进行了表征.XRD结果表明:TiO2 为金红石结构;Cr2O3 为绿铬矿结构.催化剂在紫外光和可见光条件下均具有光催化分解水产氢活性,紫外光条件下三元复合型光催化剂可以明显提高光催化产氢活性,其中Mo Cr2O3 TiO2 活性最高,而在可见光条件下,三元复合型光催化剂产氢活性略低于Cr2O3 TiO2.