基于绿色氢科学理念构筑从低碳制氢到高效储氢的氢能体系

本文从低碳制氢和高效储氢的角度思考及探讨氢能体系绿色化发展过程中的关键科学问题.提出＂绿色氢科学＂理念与＂低碳制氢,高效储氢＂技术发展路线图,以期通过相关科学问题的认识,来构建具有高度原子经济性及可持续性的绿色氢能体系.     

浊点萃取在痕量金属元素分析中的应用

浊点萃取(CPE)法是一种新兴的环保型液_液萃取技术，可以作为痕量金属元素的预富集方法。此文总结了CPE法在痕量金属元素分析中应用原理、方法及试验条件优化，概括了CPE作为预富集法在不同分析检测仪器中的应用，探讨了该技术方法的应用前景。     

氢能的发展机遇与面临的挑战

氢能作为一种重要的清洁可再生能源受到越来越多的关注。本文首先从能源资源、CO₂减排、大规模能源储存3个方面简略地说明了氢能的发展机遇。 随后更多的是对氢能发展面临的一些挑战进行了介绍,这些也是氢能发展的瓶颈,这些问题不解决,氢能难以产业化应用。所以本文围绕着制氢、储运、基础设施、关键设备、安全等一些领域,对国内外的研究状况以及最新动态进行了介绍,并对一些具体问题和技术做了进一步的说明,给出了一些方向和技术指标。另外,对氢能应用,也提出了一些多样化的建议,可供产业化开发参考。     

生命体系中金属元素的作用机理与选择原理

自然界采用基于碳氢的非金属元素体系构建了生命体系。而从元素种类上看,地球上存在的元素绝大多数都属于金属元素,但是这些金属元素只有极少数被用于生命体系,且总体含量极低。更值得思索的是,生物体内不存在的金属元素常常对其有各种不利的生理效应。本文尝试分析讨论其中的几个问题和与之对应的原因,并归纳自然界选择利用某种特定金属元素的要求与逻辑。同时,对于常见的各种金属元素在生物体内的作用机制提供一些分析与理解。以期对生物无机化学与生物有机化学教学与相关科研有助。     

纳米储氢合金

作为一种新型的清洁能源,氢能在日益严峻的能源危机中越来越重要。纳米储氢合金因其优异的性能,被认为是下一代重要的储氢材料。本文介绍了储氢合金的原理、储氢合金的动力学和热力学以及各种储氢材料性能。基于储氢合金的最新研究进展,本文综述了提高纳米合金储氢性能的措施、纳米储氢合金的制备方法及其优缺点,进一步探讨了影响纳米合金储氢性能的因素,对储氢合金的进一步发展进行了展望。     

电感耦合等离子体发射光谱法测定磷酸中的金属元素

建立了一种用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AES)测定磷酸中金属元素的分析方法。实验结果表明：选择合适的样品前处理方式和优化的仪器操作条件,方法的检出限可达到0.0012 ug/g~0.0552ug/g、加标回收率达到95%~105%,满足实际样品分析要求。     

火焰原子吸收光谱法测定感冒灵颗粒中的金属元素含量

目的建立感冒灵颗粒中6种金属元素的火焰原子吸收测定方法。方法采用微波消解样品,利用火焰原子吸收光谱法测定感冒灵颗粒中钙、镁、铁、锌、铜和锰含量。结果该测定方法的回收率在95.11%~106.23%之间,市售感冒灵颗粒中含有一定的金属元素,锰和钙含量较高。结论该法简便、准确,结果令人满意。     

电感耦合等离子体发射光谱法测定铝合金中的多种金属元素

通过盐酸-硝酸-氢氟酸溶解铝合金试样,电感耦合等离子体发射光谱法测定铝合金中硅、锰、铜、铁、镁、锌6种元素. 选择灵敏度高、干扰小、响应强度大的分析谱线,采用基体匹配法,对铝合金试样进行了加标回收和精密度试验,并针对硅的质量分数在0.05%～10.00%之间的铝合金试样进行了样品试验. 结果表明,铝合金中6种元素的回收率为93.0%～109.3%,相对标准偏差（RSD）为0.35%～3.14%,准确度和重复性较好,可满足日常检验检测需求.     

Pd基催化剂在分解甲酸析氢中的研究进展

甲酸是最简单的羧酸,无色、低毒,在室温下便于运输和储存。最近,甲酸作为一种最有前景的储氢材料,在室温下采用异相催化剂分解甲酸制氢气引起了科研工作者的广泛关注。和其他催化剂相比,Pd基催化剂在温和条件下催化甲酸分解制备氢气方面表现出优良的性能,是一种非常理想的非均相催化剂。本文介绍了多种Pd基催化剂的性能特点、制备方法和其在催化甲酸分解制备氢气领域的研究进展,并对其未来研究发展方向进行展望。     

金属硼氢化物基固态储氢体系

氢气储存仍是制约氢经济推行的关键问题,开发一种高效、安全的储氢技术仍面临着巨大挑战。近年来,利用固态氢化物的化学吸附储氢技术由于可靠、结构紧密和高储氢容量的特点,被视为最有潜力的储氢手段之一。在众多固态氢化物储氢材料中,金属硼氢化物由于其极高的重量和体积储氢密度而备受关注。然而,金属硼氢化物热力学稳定,动力学缓慢,导致其吸/放氢温度高、速率慢、可逆性及循环稳定性差。本文从替代、复合、掺杂、纳米结构限域及相应的反应机理等角度总结了金属硼氢化物储氢材料的最新改性研究和应用,并提出了其中存在的问题和相应对策,同时指出了未来的研究方向。     

理论化学与新能源*

随着化石燃料的迅速消耗和环保问题的日益严重,新能源研究成为全球性的热点问题;理论化学正为越来越多的科研人员应用到众多研究领域中。本文就理论化学在燃料电池、储氢材料和太阳能能池材中的研究和应用进行了述评。     

Metal-Organic Frameworks for Hydrogen Energy Applications: Advances and Challenges

Hydrogen is in limelight as an environmental benign alternative to fossil fuels from few decades. To bring the concept of hydrogen economy from academic labs to real world certain challenges need to be addressed in the areas of hydrogen production, storage, and its use in fuel cells. Crystalline metal-organic frameworks (MOFs) with unprecedented surface areas are considered as potential materials for addressing the challenges in each of these three areas. MOFs combine the diverse chemistry of molecular linkers with their ability to coordinate to metal ions and clusters. The unabated flurry of research using MOFs in the context of hydrogen energy related activities in the past decade demonstrates the versatility of this class of materials. In the present review, we discuss major strategical advances that have taken place in the field of “hydrogen economy and MOFs” and point out issues requiring further attention.     

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.     

Unraveling the Nature of Sites Active toward Hydrogen Peroxide Reduction in Fe-N-C Catalysts

Fe-N-C catalysts with high O₂ reduction performance are crucial for displacing Pt in low-temperature fuel cells. However, insufficient understanding of which reaction steps are catalyzed by what sites limits their progress. The nature of sites were investigated that are active toward H₂O₂ reduction, a key intermediate during indirect O₂ reduction and a source of deactivation in fuel cells. Catalysts comprising different relative contents of FeN_xC_y moieties and Fe particles encapsulated in N-doped carbon layers (0–100 %) show that both types of sites are active, although moderately, toward H₂O₂ reduction. In contrast, N-doped carbons free of Fe and Fe particles exposed to the electrolyte are inactive. When catalyzing the ORR, FeN_xC_y moieties are more selective than Fe particles encapsulated in N-doped carbon. These novel insights offer rational approaches for more selective and therefore more durable Fe-N-C catalysts.     

金属草酸盐基负极材料——离子电池储能材料的新选择

商业化锂离子电池石墨负极和锂盐过渡金属氧化物正极材料的储锂容量都已接近各自的理论值,探索下一代高能量密度电极材料是解决现阶段锂离子电池容量限制的关键。近年来,新型金属草酸基负极材料,借助其在金属离子电池中多元化储能机制诱发的较高储能效应在碱金属离子电池绿色储能材料领域备受关注。本文就金属草酸基材料在锂、钠、钾金属离子电池方面的最新研究进行了综述,着重介绍了材料的晶型结构、多元化储能机制及储能过程中的动力学特征,简单阐述了材料在电化学储能中存在的问题,分析了金属草酸基负极材料在形貌晶型控制、界面碳复合改性和金属元素掺杂方面的改性策略。最后,预测了金属草酸基负极材料在碱金属离子电池体系的发展方向。     

轻金属配位氢化物储氢体系

实现氢能有效利用的关键技术是开发安全、经济、高效的氢能储运体系。在目前所有的储氢技术中,固态材料化学储氢因其储氢密度大、可循环使用、安全方便储运等优势成为人们关注的焦点;配位氢化物储氢材料是现有储氢材料中体积和质量储氢密度最高的储氢材料。其中,具有高储氢密度、储氢性能优良的轻金属配位氢化物储氢材料是配位氢化物储氢领域研究的重点,目前已经取得了大量成果。本文论述了主要轻金属配位氢化物储氢体系的研究进展,包括硼氢化物储氢体系、铝氢化物储氢体系、氨基化物储氢体系等,阐述和总结了其热解反应机理、动力学性能、晶体结构、最新研究现状,最后对该领域的研究方向进行了总结和展望,指出二元或多元复合储氢体系、高效纳米粒子催化剂和储氢反应环境的综合协同效应将会成为储氢领域未来的研究趋势和重要研究方向。     

电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定土壤中的重金属元素

采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定了国家标准土壤样品中的部分重金属元素(Cd,Cu,Pb,Zn,Cr,Ni,Mo)的含量,其测定值与推荐值相符,准确度符合国家标准要求。各元素方法的检出限满足要求,相对标准偏差(RSD)介于0.91%~4.3%,加标回收率介于94%~106%。方法简便快速,结果准确,可以运用于大批量地质样品中的部分重金属元素含量的同时测定。     

储氢材料的研究进展

日益严峻的能源危机和环境污染,使得发展清洁的可再生能源成为世界各国的重要课题。氢能源以其可再生性和良好的环保效应成为未来最具发展潜力的能源载体,氢能被公认为人类未来的理想能源,而氢的储存是发展氢能技术的难点之一。介绍了各类材料的储氢功能特点和近年来几类主要储氢材料的研究进展,并指出了储氢材料的发展方向。