煤浆电解制氢的动力学研究

研究了煤浆电解过程中电压、温度、H₂SO₄浓度、Fe³⁺浓度等因素的影响,并进行了电解前后煤粉样品的热重测试和电解后溶液的成分分析。结果表明,电压、温度、添加的Fe³⁺浓度、H₂SO₄浓度等参数对电解过程的电流密度有较大影响。其中,温度对电流密度的影响符合阿伦尼乌斯方程,在电解电压1 V条件下煤浆电解活化能为31.87 kJ/mol。TGA和ICP分析表明,电解后煤中的部分金属离子溶入溶液,导致结构和灰分成分发生了较显著的变化。     

基于氧化型谷胱甘肽保护的荧光金纳米团簇的制备及其对Fe~(3+)的检测

利用氧化型谷胱甘肽作为还原剂和稳定剂,通过绿色合成法制备了具有良好生物相容性的金纳米团簇(GSSG-Au NCs),其平均粒径大小为2.9 nm。以其为荧光探针实现了对Fe~(3+)的高灵敏检测,且对干扰离子具有高度选择性,线性范围宽(0.1~30μmol/L),检出限为0.03μmol/L。该方法用于实际水样(自来水、湖水和河水)中Fe~(3+)的测定,结果满意。     

Ni-Fe催化剂乙醇部分氧化制氢的研究

研究了Ni Fe催化剂对乙醇部分氧化制氢反应,系统地考察了不同O2/C2H5OH摩尔比及反应温度下催化剂的性能.发现Ni Fe催化剂对乙醇部分氧化制氢具有较好的催化活性,其中组成为Ni50Fe50催化剂最好,最佳的反应条件是O2/C2H5OH=1.0,T=573 K.XRD谱图表明催化剂主要由尖晶石结构的铁酸盐和FeNi3合金相组成. XPS结果说明,催化剂体相以还原态FeNi3合金相为主,表面以氧化态的铁酸盐为主.稳定性考察的结果表明,催化剂经40 h反应后,对氢的选择性明显下降,此时对应的FeNi3物相衍射峰强度也明显降低,表明催化剂对H2选择性的下降与FeNi3物相的转变有关.     

高压加热条件下油煤浆黏度测定的研究

高压、加热条件下油煤浆的黏度,对煤直接液化工艺中煤浆预热器和反应器的设计非常重要.……     

煤的润湿性及吸附性对煤成浆性的影响

本文讨论大同煤的润湿性、吸附性与煤成浆性的关系。不同类型的添加剂改善煤润湿性的能力不同,只有适当增加煤的润湿性才能配制成性能良好的煤浆。添加剂的合理用量可根据煤表面对添加剂的平衡吸附量来确定,此平衡吸附量用紫外分光光度计测定。实验表明,可用煤的润湿性、吸附性数值初步筛选煤浆的有效添加剂并确定其用量。     

Fe~(2+)与KSCN溶液反应的实验改进

Fe2+极易被空气中的氧气氧化,通常情况下很难实现"Fe2+遇KSCN溶液不显红色".通过实验改进,使反应在封闭无氧的环境中进行,从而实现了Fe2+遇KSCN溶液不显红色.     

基于Fe~(3+)和磺基水杨酸定性定量检测水溶液中无机磷酸根总量

建立了一种以Fe3+与磺基水杨酸为显色体系,选择性识别检测水中无机磷酸根总量的新方法.在HClO4介质中,当pH≤2.5时,Fe3+与磺基水杨酸形成稳定的紫红色配合物,当向其中加入磷酸根离子时,由于竞争取代,磷酸根离子与Fe3+形成无色配合物,溶液颜色由紫红变为无色,吸收光谱也发生显著变化,其他阴离子如Cl-,Ac-,CO32-,SO42-和NO3-等则均未引起明显的光谱及溶液颜色变化,从而实现对PO43-、HPO42-及H2PO4-的裸眼检测,本方法操作简便快速,磷酸盐在0.1~1mmol·L-1范围内符合朗伯比尔定律,可用于水溶液中磷酸根总量的测定.     

Co/Fe催化剂乙醇裂解和部分氧化制氢研究

采用共沉淀法制备的Co/Fe催化剂催化乙醇裂解和部分氧化制氢反应，考察了反应温度对两种途径反应的影响。结果发现，Co/Fe催化剂对乙醇部分氧化制氢显示出较高的氢选择性，且稳定性较好；该催化剂对乙醇裂解制氢也具有较高的氢选择性，但其稳定性很很差。XRD表征结果表明，在催化乙醇部分氧化反应后，Co70Fe30催化剂中存在CoFe合金和CoO相；而催化乙醇裂解反应后，Co70Fe30催化剂中仅存在CoFe合金，即CoFe合金可能是裂解反应的活性组分。     

煤基型焦牺牲阳极强化水电解制氢实验研究

传统炭辅助电解水制氢技术将煤、生物质等碳源直接加入阳极室形成浆液,受炭颗粒、氧化基团和电极之间传递影响,反应速率慢,只有在低电流密度下才能实现电解制氢能耗的降低。以煤为碳源、碱活化生物质为黏结剂、石墨为导电颗粒,通过共成型和共热解工艺获得煤基型焦牺牲阳极,并用于炭辅助水电解制氢过程,可在高电流密度下（50 mA/cm²）显著提高炭辅助水电解制氢效率。电化学测试和阳极材料表征表明,煤基型焦牺牲阳极通过自身的牺牲（被氧化）强化阴极反应,进而实现水电解制氢电化学性能的提高。型焦牺牲阳极在1.23 V（vs. RHE）时,制氢电流密度是铂阳极的87倍,Tafel斜率降低了41%。煤基型焦阳极在50 mA/cm²电流密度下阴极产氢速率是铂阳极体系的2.47倍,但电极电位仅为铂阳极的85%。SEM、TGA、BET、FT-IR和XPS结果表明,电解后牺牲阳极自身被氧化,羧基类C=O键被氧化生成CO₂,醚类C–O含量显著增加。研究成果为炭辅助电解水制氢技术提供了全新思路与参考。     

无膜生物电化学制氢反应器的产气特性

研究了无膜生物电化学制氢反应器的设计及产气特性。设计和组装的电化学制氢反应器为无膜电化学制氢反应器。它是以碳毡作为阳极,以负载一定量Ni-Al-Sn（Ni-50%、Al-45%、Sn-5%）合金粉催化剂的石墨板作为阴极,乙酸钠作为电解质。其工作原理是在两极间外加一定电压,阳极区的微生物降解有机物产生电子到达阴极,质子在阴极得到电子生成氢气。主要考察了阳极碳毡数量、环境温度、外加电压等因素对产气速率和氢气选择性的影响。结果表明,当阳极面积为900cm²、环境温度为30℃、外加电压为0.9V时,反应器产气速率最高可达4.21m³/(d·m³),氢气选择性最高为70.4%。     

二甲醚部分氧化重整制氢的实验研究

应用自制二甲醚(DME)部分氧化重整制氢实验装置,研究了温度、空醚比、DME进气流量、催化剂用量和重整器管内径对DME转化率和H2产率的影响。结果表明,常压下,在300℃～500℃,随着温度升高,DME转化率和H2产率增大,DME转化率的最大值接近100%,H2产率的最大值约为95%,产气中H2、CO和CH4的体积分数增大,CO2和DME的体积分数减小。空醚比从0.5增大到3.0时,DME转化率和H2产率增大,产气中H2和CO的体积分数先增后减。增大DME进气流量,DME转化率、H2产率、产出的气体中H2和CO的体积分数都减小。增加催化剂用量、减小重整器管内径都能增大DME转化率和H2产率。     

基于火花放电等离子体部分氧化重整二甲醚制氢研究

应用自制的多级式等离子体富氢气体制备装置,进行了二甲醚部分氧化重整制氢实验。实验结果表明,常温常压下二甲醚的转化率和氢产率随占空比的增大先增大后减小,当占空比为80%时最大值分别为87.6%和39.4%。随着电源电压的增加,放电能量和持续时间逐渐增加,转化率和氢产率逐渐增加。当反应器采用保温措施或对反应物进行加湿时,转化率和氢产率均有明显提高,同时制氢能耗下降,热效率有一定提高。实验过程中附着在电极上的积炭主要是由于氧气不足造成,随空醚比的增大,积炭明显减少。     

甲烷在活性炭上裂解制氢研究

在连续流动石英固定床反应器上研究了甲烷在活性炭上裂解制氢的反应,并对反应前后活性炭的比表面积以及孔径分布等的变化进行了测定。结果表明,甲烷在五种活性炭上的裂解行为基本相同,反应初期转化率最高,随着反应进行转化率逐渐降低直至一个平稳的状态;降低甲烷分压和增加甲烷与活性炭的接触时间可提高甲烷转化率;温度的升高有利于初始转化率的提高,但不利于活性炭的稳定性;反应后活性炭比表面积、孔容及微孔孔容都明显降低,平均孔径增大,孔径分布向中孔方向迁移,说明甲烷的裂解导致了活性炭孔特别是微孔内的炭沉积以及进一步的孔堵塞。     

两种萃余煤的双氧水氧化产物的GC/MS分析

煤的氧化是研究煤的组成结构和从煤中获取有机化学品的重要手段 [ 1~4 ],包括过氧化氢氧化、氧化性酸氧化、氧气氧化、空气氧化、风化、干氧化和液相氧化等 [ 5~9 ]。迄今的有关研究基本上对原煤进行氧化,通过分析所得可溶物的量和组成推测煤的组成结构和氧化降解反应的机理。由于原煤本身存在可溶成分,以原煤作为反应物进行氧化反应时难以判断所得可溶成分是原煤固有的还是反应生成的。本研究以双氧水作为氧化剂,在比较温和的条件下对萃余煤进行氧化反应,通过GC/MS分析考察了反应混合物的组成结构。1　实验部分1.1　仪器与试剂　DZF…     

微型平板式反应器中甲醇水蒸气重整制氢的研究

研制了一种高效平板式微型制氢反应器,将甲醇重整和催化燃烧集于一体,吸热、放热合理耦合,实现快速启动和制氢过程自热运行;在反应器中进行甲醇水蒸气重整实验,考察了反应器腔内的温度分布,以及温度、空速和水醇比对制氢过程的影响。结果表明,当温度为270℃,空速为870h-1,水醇比为1.3时,甲醇转化率最高为94.85%,重整气组成为74.53%H2、1.76%CO、23.71%CO2;累计运行400h,重整最大产氢量接近6000mL/h,可为便携式燃料电池提供稳定氢源。     

Synthesis of pyrimidine derivatives via multicomponent reaction catalyzed by ferric chloride

An eco-friendly and practical approach was developed for the synthesis of pyrimidine derivatives via a one-pot, three-component coupling reaction of commercially available aldehydes, alkynes, and indazole3/triazole catalyzed by ferric chloride with good to excellent yields. The advantages of this method include environmentally friendly catalyst, easily available materials, and ease of product isolation.     

负载Ni催化剂用于乙二醇蒸汽重整制氢催化性能研究

采用等体积浸渍法和共沉淀法制备了Ni催化剂,在固定床反应器上考察了Ni负载量、焙烧温度、反应温度等因素对乙二醇低温重整制氢反应活性和选择性的影响。应用X射线衍射、氮物理吸附、H₂程序升温还原等技术对负载型Ni催化剂进行了表征。结果表明,共沉淀法制备的Ni/CeO₂催化剂具有较小的NiO颗粒与CeO₂载体颗粒粒径,催化活性较高。添加少量氧化钴到Ni/CeO₂催化剂中可使H₂收率达72.6%,EG转化率达93.1%。在CeO₂中添加Al₂O₃能提高负载Ni催化剂的活性,乙二醇转化率达94.0%,H₂收率达67.0%;但添加SiO₂则使其活性明显变差。