含氢聚硅氧烷含氢量的红外光谱测定研究

本文利用含氢聚硅氧烷中的Si-H键在2 172 cm~(-1)处的吸收峰,选择四甲基四氢环四硅氧烷作为模型化合物,用偏最小二乘法建立了红外光谱法测定含氢聚硅氧烷中含氢量的方法,其有效测量范围为0.0043～0.5365 mg/mL,回收率在91%～106%之间.     

Ni-BaCe0.6Zr0.2Nd0.2O3-δ金属陶瓷双相膜的氢渗透性与稳定性

制备了金属陶瓷双柏Ni-BaCe0.6Zr0.2Nd0.2O3-δ膜,并将其用丁从含氢混合气巾分离氧气,研究了该膜在不同条件下的透氢性能以及膜片在CO2与H2O存在条什卜的透氢稳定性.结果表明,膜片的透氧最随着温度的升高而提高.当使用含3%H2O的原料气时,膜片透氢量是其在干燥气氛时的2～5倍;在900℃,原料气为潮湿80%H2/He的条件卜,膜片的透氢量达到0.073cm3/(min cm2).膜片在含有30%CO2的混合气巾,经100 h寿命实验后,仍然保持较高的渗透稳定性.这些结果表明该双相膜在分离CO2和H2混合气中具有很好的应用前景.     

煤与废塑料共液化中氢转移的示踪试验研究 Ⅱ．富氢塑料中的氢转移

采用放射性同位素3H标记的聚乙烯塑料进行了先锋褐煤与低密度聚乙烯（LDPE）的共液化示踪试验，并考察了钼灰（FAMo）催化剂和不同溶剂的影响，示踪试验结果表明，在先锋煤与LDPE共液化过程中，富氢塑料LDPE中的含氢基团确实起着供氢作用，而且这种含氢基团向煤液化自由基的氢转移无需经过供氢溶剂进行传递，钼灰催化剂能够加速LDPE塑料的供氢作用，使用非供氢溶剂时，在煤与LDPE共液化反应初期，LDPE中的含氢基团在钼灰催化剂作用下较易向煤热裂解产物转移，并出现供氢竞争现象。     

钙铝掺杂镧锰钙钛矿高效催化剂用于两步法热化学分解水取得出色产氢表现

太阳能热化学分解水是一种高效生产清洁和可再生氢能源的方法.由于出色的催化活性和太阳能燃料生产能力,钙钛矿型的催化剂在热化学领域引起了强烈关注.我们采用改良的Pechini法合成了一系列钙铝掺杂的镧锰钙钛矿并系统考察了其在两步法热化学分解水中的产氢表现.为了优化热化学催化性能,我们进行了镧锰钙钛矿A,B位上钙和铝的掺杂量(从0.2到0.8)的详细考察.通过调整掺杂比例,得到了一种极其高效的钙钛矿催化剂La0.6Ca0.4Mn0.6Al0.4O3.当两步法热化学分解水在1400和1000℃之间,La0.6Ca0.4Mn0.6Al0.4O3取得了429μmol/g的出色产氢表现,比同等条件下基准催化剂氧化铈产氢结果高出8倍.与此同时,钙铝掺杂镧锰钙钛矿在两步法热化学循环测试中展现出极其稳定的催化活性.因此,这种新颖的钙铝掺杂镧锰钙钛矿具备巨大的潜质用于未来热化学太阳能燃料的实际生产.     

机械球磨固相化学反应制备AlH3及其放氢性能

以LiAlH4和AlCl3为原料,采用机械球磨固相化学反应方法制备了铝氢化合物,通过X射线衍射(XRD)、热分析(TG-DSC)和质谱(MS)分析等方法对反应产物进行分析和表征,研究了不同球磨时间(4、8、15和20 h)对LiAlH4+AlCl体系的固相反应转变规律合成产物和放氢性能的影响.研究结果表明,随球磨时间的增加,球磨固相反应按3LiAlH4+AlCl3→4AlH3+3LiCl方向进行,形成了非晶态铝氢化合物AlH3,球磨20 h时反应基本完全.球磨产物的放氢动力学特性随球磨时间增加而改善,其放氢起始温度均低于100℃,最大放氢量达到2.6%-3.6%(H2)(w),接近反应体系的理论储氢量4.85%(H2)(w).球磨过程中反应产物形成LiCl·H2O以及少量AlH3发生分解是影响球磨产物最大放氢量的主要因素.     

机械球磨固相化学反应制备AlH3及其放氢性能

以LiAlH4和AlCl3为原料, 采用机械球磨固相化学反应方法制备了铝氢化合物, 通过X射线衍射(XRD)、热分析(TG-DSC)和质谱(MS)分析等方法对反应产物进行分析和表征, 研究了不同球磨时间(4、8、15和20 h)对LiAlH4+AlCl体系的固相反应转变规律﹑合成产物和放氢性能的影响. 研究结果表明, 随球磨时间的增加, 球磨固相反应按3LiAlH4+AlCl3→4AlH3+3LiCl方向进行, 形成了非晶态铝氢化合物AlH3, 球磨20 h时反应基本完全. 球磨产物的放氢动力学特性随球磨时间增加而改善, 其放氢起始温度均低于100 ℃, 最大放氢量达到2.6%-3.6%(H2)(w), 接近反应体系的理论储氢量4.85%(H2)(w). 球磨过程中反应产物形成LiCl·H2O以及少量AlH3发生分解是影响球磨产物最大放氢量的主要因素.     

ZnxCd1-xS光催化降解垃圾渗滤液及其产氢性能研究

采用共沉淀法在常温下合成了具有高光催化活性的Zn_xCd_1-xS固溶体光催化剂,研究了其在模拟光下降解垃圾渗滤液(LFL)的最佳工艺条件和光催化分解废水的产氢性能,以及Zn原子含量、光催化剂的投入量和光照时间对LFL中COD去除率及产氢速率的影响。结果表明,当Zn∶Cd=1∶1时,Zn_xCd_1-xS光催化剂的降解及产氢性能最优;在常温条件下,Zn_0.5Cd_0.5S投入量为1.0 g/L,光照3 h时,渗滤液中COD的去除率最高可达30.85%。使用Zn_0.5Cd_0.5S对降解后的垃圾渗滤液进行光催化分解产氢,当投入量为0.6 g/L,光照3 h的产氢量为1533μmol,产氢速率可达8312μmol/(g·h),明显高于光催化分解纯水制氢的产氢量;经过三次产氢循环后,其产氢量仍能保持在初始产氢量的83%以上。     

范性形变过程中氢释放的二次离子质谱研究

利用LT-1A型离子探针研究了工程上广泛应用的结构材料马氏体时效钢范性形变过程中氢释放行为。结果表明,在弹性形变阶段,氢释放速率随着应力的增加而增大;在范性形变开始不久,在屈服点附近氢释放速率达到最大值,后随应变量的增加而减小。范性变形后钢中氢的表观扩散系数为10~(-13)cm~2/s量级,较未形变的马氏体时效钢中的扩散系数要小3～4个数量级。     

稀土对铝硅合金处理效果的研究

通过添加富镧、富铈、富钇和富钕混合稀土,考察了不同混合稀土加入量、不同冷却条件及其他因素对铝硅合金变质效果和含氢量的影响。结果表明,富钇、富镧、富铈混合稀土的变质效果依次减弱,富钕无明显变质效果。富铈、富镧、富钇和富钕混合稀土都能降低铝硅合金的含氢量,其去氢作用依次递减。     

利用动力学模型探讨底物浓度对生物产氢的影响

运用间歇实验方法,以葡萄糖为底物,在浓度为0-300g／L时,研究了底物浓度对混合细菌发酵产氢的影响．结果表明,在35℃和初始pH7．0时,当底物浓度为0～25g／L时,混合细菌发酵葡萄糖的最大累积产氢量和产氢速率都随着底物浓度的增加而增加．当底物浓度为25g／L时,最大累积产氢量和产氢速率都是最高的,分别为426．8mL和15．1mL／h．当底物浓度为2g／L时,比产氢率和底物降解率最大,分别为384．3mL／g葡萄糖和97．6％．修正的Logistic模型能很好地描述本研究中累积产氢量随时间的变化规律．Han-Levenspiel模型能很好地描述本研究中底物浓度对产氢速率的影响．     

Y沸石载体酸量对贵金属催化剂加氢活性和抗硫性能的影响

采用水蒸气脱铝获得表面酸量不同的USY载体,并用离子交换法制备了金属(Pd Pt)含量为1.15%的双金属催化剂.用NH3的程序升温脱附、X射线衍射、N2吸附-脱附和X射线光电子能谱等方法表征了载体和催化剂.以四氢萘加氢为探针反应,4,6-二甲基二苯并噻吩为硫源,在固定床反应器中考察了催化剂的活性和耐硫性.结果表明硫含量为200μg/g时,载体酸量为626和203μmol/g的两个催化剂的耐硫性最好,而载体酸量更低和更高的催化剂的耐硫性较差,表明载体的酸量太大或太小都不利于催化剂的抗硫性.X射线能量散射分析表明,酸量大时S在酸性位吸附很多,这可能导致催化剂中毒.酸量过小的催化剂抗硫性差则与金属中心缺电子效应较小有关.     

3NaBH4/ErF3复合储氢材料的制备及吸放氢特性

采用高能球磨法制备了3NaBH4/ErF3复合储氢材料, 并研究了其相结构和储氢性能. X射线衍射(XRD)显示, NaBH4和ErF3在球磨过程中未发生反应; 同步热分析(TG-DSC)测试结果表明, 3NaBH4/ErF3体系在420℃开始放氢, 比相同测试条件下纯NaBH4的放氢温度降低了约100℃, 放氢量为3.06%(质量分数). 压力-成分-温度(Pressure-Composition-Temperature, PCT)性能测试结果显示, 3NaBH4/ErF3复合储氢材料在较低的温度(355~413℃)及平台氢压(<1 MPa)下即拥有良好的可逆吸放氢性能, 最高可逆吸氢量可达到2.78%(质量分数), 吸氢后体系重新生成了NaBH4相. 计算得吸氢焓变仅为-36.8 kJ/mol H2; 而放氢焓变为-180.8 kJ/mol H2. NaBH4在ErF3的作用下提高了热动力学性能, 并实现了可逆吸放氢.     

镧增加铝合金熔体氢含量的实验分析

采用第一滴气泡法和减压凝固法分析测量了一定量的稀土镧加入前后的铝硅合金熔体氢含量和铝硅合金凝固试样剖面的针孔和气孔的变化，发现镧的加入量超过一定量(0．3％)时，铝合金熔体中的氢含量增加，铝合金凝固试样的针孔和气孔增多。可以认为：一定量的稀土镧引起铝合金增氢现象的原因是镧中含有氢。同时，讨论了镧中氢的来源和含量对铝合金中氢的影响。     

封装型Pt/SOD分子筛的合成及表征

基于封装型贵金属分子筛的合成,充分利用其择形性和氢溢流特性构建新型加氢催化剂,选定Pt作为活性组分,方钠石作为载体,通过水热合成法直接将金属前驱体Pt(NH_3)_4Cl_2引进SOD合成母液中进行晶化,合成了不同封装量的Pt/SOD分子筛。采用苯加氢反应测试样品的催化活性,并运用XRD、SEM、TEM和H_2-TPD对样品进行表征。结果表明,合成的不同封装量的Pt/SOD样品均具有良好的催化活性,与溢流氢受体HZSM-5间均具有良好的氢溢流效应。其中,当金属前驱体Pt(NH_3)_4Cl_2的用量为(Pt(NH_3)_4Cl_2)∶(Si-Algel)比为0.030 g/g时,所合成的Pt/SOD样品最佳,催化苯加氢反应的苯转化率可达54.38%。     

Li3N-LiNH2体系的循环放氢性能

以等物质的量比的Li3N和LiNH2为起始原料,采用高能球磨法制得了Li-N-H体系,并研究了该体系循环放氢性能衰减的主要原因。XRD及FTIR结果表明,Li3N-LiNH2体系经首周吸氢后转变为LiNH2与LiH,在之后的吸放氢循环中,可逆的吸放氢过程发生在LiNH2与Li2NH之间相的转变。放氢动力学结果表明,Li3N-LiNH2体系在280℃下首周放氢量达5.6wt%,100 min内完成总放氢量的86%。但在循环3周后,100 min内的放氢量衰减至初始的36%。SEM及BET结果表明,放氢量的衰减主要是由于样品的烧结所致,但可通过再次球磨使其循环放氢性能恢复。     

水合肼分解产氢催化剂研究进展

氢气作为21世纪最具发展前景的清洁能源, 一直备受关注. 寻找安全高效的储氢材料以转型到氢能社会是当前面临的最大挑战之一. 水合肼(N₂H₄•H₂O)具有高含氢量(w=8.0%), 完全分解产氢副产物仅为氮气和水, 被视为一种极具应用潜力的液相化学储氢材料. 开发高效、高选择性的催化剂以催化水合肼完全分解, 是研究水合肼分解产氢的关键. 本综述总结了水合肼分解产氢催化剂的设计、合成及其催化性能. 简要分析了肼分解的机理. 此外, 讨论了提高水合肼分解产氢催化剂的选择性和活性的策略, 比如添加强碱助剂/碱性载体、形成合金、降低金属催化剂的结晶度、减小粒子尺寸、以及增强金属与载体相互作用. 本研究进展可以为设计合成具有更高活性的氮基氢化物产氢催化剂提供指导和思路.     

TiF3对LiAlH4放氢性能的影响

采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和热重(TG)等测试方法, 对掺杂TiF₃前后和不同TiF₃掺杂量LiAlH₄的放氢性能进行了研究. 结果发现, 在TiF₃存在下, LiAlH₄在球磨过程中有少量分解. TiF₃对LiAlH₄放氢具有明显的催化作用. 随着掺杂量的增加, LiAlH₄的起始放氢温度降低, 但放氢量会明显减少. 掺杂2%(摩尔分数)TiF₃的LiAlH₄从80 ℃开始放氢, 比未处理的LiAlH₄的起始放氢温度降低了70 ℃, 放氢量高达6.6%(质量分数).     

氢对PbZr0．5Ti0．5O3在氮氢混合气氛退火中铁电性能的影响

采用基于密度泛函理论的第一性原理,针对PbZr0.5Ti0.5O3无氧和含氢的顺电相和铁电相的二层超晶胞,分别计算了 Ti 沿 c 轴位移时体系总能量的变化、电子云密度分布和Ti-O、Zr-O和H-O的重叠布居数.结果表明,含氢铁电相的Ti-O键和Zr-O 键相埘无氢铁电相明显减弱,氢氧之间较强的轨道杂化使它们趋于形成共价键;晶格中氧氧键的钉扎效应使含氢情况下的顺电相能昔始终低于铁电相能量,说明氢的引入阻碍了PbZr0.5Ti0.5O3从立方顺电相到四方铁电相的相变,并推断其为含氧气氛退火过程中PbZr0.5Ti0.5O3铁电性能下降的主要原因之一.所得结果对于深入理解铁电材料在氮氢混合气氛退火后铁电件能下降的微观机制具有参考价值.     

铬酸酐电催化合成过程阳极稳定性与析气效应研究

针对铬酸酐传统生产技术存在的高污染、高消耗、工艺落后等问题,研究了以重铬酸钾为原料,电催化合成铬酸酐绿色新技术。循环伏安法研究了阳极的电催化性能,扫描电镜分析了表面形貌。结果表明,自制钌/铱/钛氧化物复合阳极在阳极电解液中具有较低的析氧过电位和稳定的高催化活性。实验测得不同反应条件下阴极析氢速率,建立了析氢速率和析氢量随阳极液重铬酸钾初始浓度、反应温度及反应时间变化的数学模型,指出阴极析氢速率可用于定量表征铬酸酐电催化反应进程,讨论了析氢速率和析氢量的影响因素。     

气相色谱法同时测定过氧化氢异丙苯中异丙苯和苯乙酮

建立了气相色谱-氢火焰离子化检测器同时测定过氧化氢异丙苯中异丙苯和苯乙酮含量的方法。样品用正己烷稀释,直接进样1.0μL,经DB-1柱分离后,用氢火焰离子化检测器检测,以保留时间定性,峰面积外标法定量。异丙苯、苯乙酮浓度分别在5.15～721μg/mL、5.8～812μg/mL范围内与峰面积呈良好线性关系,相关系数r分别为0.9997、0.9993。样品加标回收率在96.31%～101.2%之间,相对标准偏差在1.04%～2.17%之间。该法简便、快速,可用于过氧化氢异丙苯产品的质量控制。