旋转滑动弧氩等离子体裂解甲烷制氢

采用切向气流和磁场协同驱动的旋转滑动弧氩等离子体,先通过光谱分析法计算了其电子温度和电子密度,了解其物理特性,将其应用于甲烷裂解制氢,研究了进气流量和CH_4/Ar比对反应效果的影响。结果表明,该滑动弧系统电子温度为1.0-2.0 e V,电子密度高达1015cm~(-3),是介于热与低温等离子体之间的一种等离子体形式,具有独特的物理特性,可以在达到较高反应效率的同时,保持较大的处理量;在CH_4裂解制氢实验中,CH_4转化率可达22.1%-70.2%,并随进气流量和CH_4/Ar比的增大均逐渐降低;H_2选择性为21.2%-61.2%,并随进气流量的增大先基本不变后有所增大,随CH_4/Ar比的增大逐渐降低;与应用于甲烷裂解的不同形式的低温等离子体对比(如微波、射频、介质阻挡放电等)可以发现,旋转滑动弧在获得较高甲烷转化率、较高H_2选择性和较低制氢能耗的同时,还可以保持较大的处理量,即进气流量可达6-20 L/min。     

等离子体催化甲烷干重整实验研究

本文利用等离子体耦合催化剂的方式进行CH4干重整(Dry Reforming of Methane,DRM),重点考察了反应温度、CO2/CH4物质的量比、合成气主要气体组分浓度(N2、H2、CO、H2O)对CH4转化率及等离子体催化能量效率的影响.结果表明,以La-Ni/γ-Al2O3为催化剂,当反应温度450℃,C...     

甲醇催化分解研究进展

出于对环境和能源的双重考虑,甲醇催化分解过程越来越受到重视。研究者们进行了大量的研究并取得了显著的进展。本文简要概括该催化过程的研究和进展、存在问题及其发展方向。参考文献56篇。     

镍基催化剂上稻草水蒸气重整制富氢合成气

采用浸渍法制备了SiO₂, γ-Al₂O₃, CaO和TiO₂负载的Ni催化剂, 以及不同MgO含量的MgO-7.5%Ni/γ-Al₂O₃催化剂,利用X射线衍射和N₂吸附-脱附技术表征了催化剂的结构,在固定床反应器上评价了它们在稻草水蒸气催化重整制合成气反应中的催化性能,考察了反应条件对催化剂性能的影响.结果表明, 以γ-Al₂O₃为载体时Ni催化剂活性最高,其中7.5%Ni/γ-Al₂O₃催化剂的H₂收率可达1071.3ml/g,H₂:CO的体积比为1.4:1;同时,MgO的添加进一步提高了该催化剂的性能,当MgO含量为1.0%时,H₂收率可达1194.6ml/g,H₂:CO体积比可达3.9:1.可见MgO的加入促进了Ni基催化剂上稻草水蒸气催化重整制合成气反应的进行,同时使得合成气中CO发生水-汽转换反应,从而大大提高了合成气中H₂含量.     

大气压等离子体射流重整CH_4-CO_2制合成气

采用大气压等离子体射流,以CH4和CO2直接作为放电气体进行常压下重整制合成气的实验研究,考察了等离子体射流的放电特征及放电距离、放电功率、原料气配比和流量对反应的影响。结果表明,该等离子体具有放电稳定、均匀的特征。重整反应的主要产物为合成气,只有少量的H2O和积炭生成。优化的反应条件为放电距离为9 mm,CH4和CO2的摩尔比为4/6。当原料气流量为1 000 mL/min,放电功率为88.4 W时,CH4和CO2的最高转化率为分别为94.99%和87.23%。甲烷和二氧化碳的转化率随放电功率的增加而增加,随流量的增加而减少。     

粒径对煤在H2/Ar等离子体中热解的影响

对粒径在H2／Ar等离子体煤热解制乙炔中的影响进行了研究，得到了煤的粒径与煤的裂解程度（转化率）、乙炔收率、乙炔在产品气体中摩尔分数和反应器壁结焦的关系，并且在考虑各种因素的制约下，对如何选择最佳粒径和粒径分布的问题进行了讨论。根据煤等离子体热解制乙炔反应器壁结焦的机理和煤粒径是影响反应器内结焦的重要因素，提出了进料粒径双峰分布缓解煤等离子体热解制乙炔装置结焦的新方法，实验证明该方法可行。     

低温等离子体转化NO/O2/N2气氛中NO的实验研究

通过建立低温等离子体实验系统, 研究了介质阻挡放电型低温等离子体反应器作用于NO/O2/N2混合气体系时, NO, O2初始浓度对NO的转化效率的影响以及NOx, O3浓度随能量密度的变化关系. 低温等离子体作用于NO/O2/N2混合气体系时, NO同时发生氧化还原反应, 氧化反应占主导地位, 大部分NO转化为NO2; NO转化率随O2, NO初始浓度增大而降低, 能量密度在450～600 J/L时转化率较高; 产生的O3浓度随能量密度的增大呈先增后减的趋势.     

碳氟化合物等离子体聚合研究进展

本文综述了近年来碳氟等离子体聚合物研究的新进展,主要包括3个方面:(1)碳氟化合物的等离子体聚合反应历程;(2)碳氟等离子体聚合物的结构表征,着重介绍了电子能谱在表征其结构中的应用;(3)碳氟等离子体聚合物的应用领域。     

直流电弧等离子体热解甲烷制备纳米碳管

将直流电弧等离子体技术用于甲烷热解制备纳米碳管的过程，并用TEM、ICP-CAS、TGA对所得固相产物进行了分析表征。结果表明，纳米碳管生长在铁质反应器壁面上，直径在20 nm～50 nm之间，具有多种形态，形态较为奇特的有螺旋状纳米碳管和放射状纳米碳管。该方法的特点是可同时副产大量氢气，实现了甲烷裂解制氢与合成纳米碳管两个过程的耦合。     

铜 基 催 化 剂 上 甲 醇 水 蒸 汽 重 整 制 氢Ⅰ． 催 化 剂 组 成 的 影 响

在H2O/CH3OH摩尔比为1.3、液空速为1.5h-1、反应温度为220℃条件下,对甲醇水蒸汽重整制氢Cu/Zn/(Fe,Mn,Cr)/AlO催化剂性能进行了考察.研究表明,Cr的加入可以显著提高甲醇的转化率,降低出口气体中的CO含量.与Cu60Zn30Al10催化剂相比,Cu30Zn15Cr45Al10催化剂出口气体中CO的含量降低54%,甲醇的转化率提高约20%.     

铝/水反应可控制氢

铝是地壳中最富有的金属元素,理论上可100%重复利用。铝/水反应所提供的绿色能源--氢能,很有可能解决人类将面临的能源短缺和环境污染问题。本文介绍了铝/水反应可控制氢的原理、反应机理、制氢方法及制氢装置的最新研究进展,并讨论了研发中需解决的问题。铝/水反应制氢的关键在于破坏或抑制铝表面固有的或原位再生的致密钝化膜。该制氢系统的实际应用需具备快速的反应动力学,而制氢装置的设计应综合考虑反应热的利用、燃料电池产生的水循环利用、燃料盒和膜分离技术的应用,使用回收的废铝将降低其生产成本,实现铝基制氢系统的商业化应用。     

硼氢化钠催化水解制氢*

硼氢化钠（NaBH₄）催化水解制氢是一项具备车载氢源应用前景的储氢/制氢一体化技术。本文介绍了该技术催化水解制氢的原理,综述了制氢催化剂、反应动力学、反应机理、反应装置的设计和反应副产物回收利用的最新研究进展,讨论了该技术研发中需解决的问题。水解制氢系统的实际应用需研发高效、耐久性负载型催化剂。制氢装置的设计应考虑反应热的综合利用、燃料电池产生的水循环利用及膜分离技术的应用。NaBH4的高效再生将降低其生产成本,实现NaBH4基水解制氢系统的商业化应用。     

化学制氢技术研究进展

本文综述了化学制氢技术的新近研究进展.氢能作为一种很有应用前景的载能体,已得到越来越广泛的研究和应用.在化学制氢、电解水制氢、生物制氢这三种制氢模式中,化学制氢仍是近期主要的制氢方式,其中催化重整制氢仍然是大规模制氢的主流.随着燃料电池这一环境友好的发电方式在技术上的不断突破,诸如生物质制氢、金属置换制氢、太阳能制氢、金属氢化物制氢等许多其他的化学制氢技术得到了迅速的发展,并将伴随着燃料电池、氢燃料发动机等技术的发展和应用,一同步入氢能时代.     

Laser-Induced Generation of Hydrogen in Water by Using Graphene Target

A new method of hydrogen generation from water, by irradiation with CW infrared laser diode of graphene scaffold immersed in solution, is reported. Hydrogen production was extremely efficient upon admixing NaCl into water. The efficiency of hydrogen production increased exponentially with laser power. It was shown that hydrogen production was highly efficient when the intense white light emission induced by laser irradiation of graphene foam was occurring. The mechanism of laser-induced dissociation of water is discussed. It was found that hydrogen production was extremely high, at about 80%, and assisted by a small emission of O₂, CO and CO₂ gases.     

镍掺杂的镁(0001)面上氢气解离的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论研究了氢气在镍掺杂的镁(0001)面上的解离吸附过程.通过固定键长法计算得到氢分子在镍掺杂的镁(0001)面上的解离能垒为0.09eV,而在清洁镁(0001)面上,氢气的解离能垒为1.15eV.电子结构分析表明,解离能垒的降低是由于氢分子与表面镍原子形成反馈键并被填充所致.这一计算结果表明,在镁中加入过渡金属催化剂会大大提高储氢材料的动力学性能.     

Chemical and Physical Solutions for Hydrogen Storage

Hydrogen is a promising energy carrier in future energy systems. However, storage of hydrogen is a substantial challenge, especially for applications in vehicles with fuel cells that use proton‐exchange membranes (PEMs). Different methods for hydrogen storage are discussed, including high‐pressure and cryogenic‐liquid storage, adsorptive storage on high‐surface‐area adsorbents, chemical storage in metal hydrides and complex hydrides, and storage in boranes. For the latter chemical solutions, reversible options and hydrolytic release of hydrogen with off‐board regeneration are both possible. Reforming of liquid hydrogen‐containing compounds is also a possible means of hydrogen generation. The advantages and disadvantages of the different systems are compared.     

水助催化氢分子在金纳米粒子上解离的理论研究

金纳米粒子（GNPs）对氢分子（H₂）的解离具有良好的催化活性. 本文研究了水分子对 GNPs 催化 H₂ 解离的影响. 对于H₂在中性和带正电的金簇（Au_n^δ,n=3~5;δ = 0,1）上的反应,考虑当水簇（(H₂O)_m,m = 1, 2, 3, 7）参与反应时 GNPs 催化H₂的解离过程的热力学和动力学. 研究结果表明,水对 H₂ 在GNPs上的解离有助催化的作用,且水簇大小不同,水助催化 H₂ 在金簇上解离的机理也有所不同,其由氢氢键的均裂解离转化为氧化解离. 对两种机理所得的产物,作者计算了它们的 Raman 和 IR 光谱.     

Solar Hydrogen Generation from Lignocellulose

Photocatalytic reforming of lignocellulosic biomass is an emerging approach to produce renewable H₂. This process combines photo‐oxidation of aqueous biomass with photocatalytic hydrogen evolution at ambient temperature and pressure. Biomass conversion is less energy demanding than water splitting and generates high‐purity H₂ without O₂ production. Direct photoreforming of raw, unprocessed biomass has the potential to provide affordable and clean energy from locally sourced materials and waste.