镁/水体系反应行为及其副产物氢氧化镁吸附性能的研究
发布时间：2024-07-02 18:56
镁资源丰富,价格低廉,能量密度高,镁合金的大量使用导致镁废料的循环利用成为新的问题。镁/水反应制氢是一种理想的制氢技术,其反应温和,产氢效率高,在制得氢气的同时还能获得重金属吸附剂纳米氢氧化镁,具有很好的应用前景。镁/水体系产氢速率与镁的形态、反应温度、盐水介质浓度、催化方式等因素密切相关,其对产氢速率的影响规律是本文研究的重点。本文探索了镁粉、镁带、镁合金在不同反应条件下产氢速率的变化规律,对产氢性能的影响规律做了分析。利用扫描电镜、X射线衍射仪、能谱仪对副产物氢氧化镁的表面形态和晶体结构进行表征,分析了其形貌特征的演变规律及产物的形成机理。研究了氢氧化镁吸附重金属镉的热力学及动力学特性,进一步研究了重金属脱附、吸附剂再生及其吸附性能。获得如下结果:(1)反应温度和盐水浓度对镁/水体系产氢速率有较大影响,其影响规律为:在镁粉/水体系中,产氢速率与盐水浓度成正比,温度高于60℃时产氢速率下降明显;在镁带/水体系中,过高和过低的盐水浓度都不利于氢气产生,常温下产氢速率最大。其差异的原因主要是镁粉具有较大的比表面积可与反应介质充分接触及各因素对镁表面钝化膜形成的影响的复杂性。(2)催化剂的...
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 氢能的特点
1.3 氢能的制备方法
1.3.1 化石燃料制氢
1.3.2 生物制氢
1.3.3 利用水制氢
1.4 金属镁及其合金水解反应制氢研究现状
1.5 氢氧化镁的概述
1.5.1 氢氧化镁的特点及在环保领域的应用
1.5.2 氢氧化镁的制备方法
1.6 课题研究的意义及研究内容
1.6.1 研究意义
1.6.2 研究内容
第二章 实验材料与方法
2.1 实验材料
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 实验方法
2.2.1 材料制备
2.2.2 镁/水体系产氢速率的测定
2.2.3 氢氧化镁样品制备
2.2.4 样品表征与测试参数
2.2.5 X射线衍射分析(XRD)
2.2.6 原子吸收光谱法(AAS)
第三章 镁/水反应体系产氢速率的研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 镁条和镁合金片预处理
3.2.2 镁水体系产氢速率测定
3.3 结果与讨论
3.3.1 Cl-浓度对镁粉-盐水体系产氢速率的影响
3.3.2 温度对镁粉-盐水体系产氢速率的影响
3.3.3 Cl-浓度对纯镁带-盐水体系产氢速率的影响
3.3.4 温度对镁带-盐水体系产氢速率的影响
3.3.5 氯化铜催化下Cl-浓度浓度对镁带-盐水体系产氢速率的影响
3.3.6 氯化铜催化下温度对的镁带-盐水体系产氢速率的影响
3.3.7 铜丝催化下Cl-浓度对AZ31B镁合金-盐水体系产氢速率的影响
3.3.8 铜丝催化下温度对AZ31B镁合金-盐水体系产氢速率的影响
3.4 本章总结
第四章 镁-水体系副产物氢氧化镁的形貌分析
4.1 盐水浓度对镁-水体系产物氢氧化镁形貌的影响
4.1.1 镁粉在不同浓度盐水中生成的氢氧化镁形貌特征
4.1.2 镁带在不同浓盐水中生成的氢氧化镁的形貌特征
4.1.3 镁合金在不同浓度的氯化钠溶液中反应后产物氢氧化镁的形貌特征图
4.2 温度对镁-水体系产物氢氧化镁形貌的影响
4.2.1 镁粉在不同温度的下制备的氢氧化镁形貌分析
4.2.2 镁带在不同温度的下制备的氢氧化镁粉末形貌特征及其晶体分析
4.2.3 镁合金在不同温度下产物氢氧化镁SEM表征和XRD分析
4.3 AZ31B镁合金-盐水反应机理研究
4.4 本章总结
第五章 氢氧化镁的制备及对水体中Cd(Ⅱ)的吸附机理研究
5.1 纳米氢氧化镁的制取
5.2 氢氧化镁对Cd(Ⅱ)的吸附试验
5.3 各因素对氢氧化镁吸附Cd(Ⅱ)效果的影响
5.3.1 氢氧化镁用量对镉去除率的影响
5.3.2 吸附时间对Cd(Ⅱ)的吸附性能的影响
5.3.3 吸附温度对Cd(Ⅱ)的吸附性能的影响
5.3.4 pH对镉去除率的影响
5.4 吸附热力学
5.4.1 吸附等温线
5.4.2 吸附等温方程
5.5 吸附动力学
5.6 吸附剂再生实验
5.7 本章总结
第六章 结论和建议
6.1 结论
6.2 建议
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
本文编号：3999863
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 氢能的特点
1.3 氢能的制备方法
1.3.1 化石燃料制氢
1.3.2 生物制氢
1.3.3 利用水制氢
1.4 金属镁及其合金水解反应制氢研究现状
1.5 氢氧化镁的概述
1.5.1 氢氧化镁的特点及在环保领域的应用
1.5.2 氢氧化镁的制备方法
1.6 课题研究的意义及研究内容
1.6.1 研究意义
1.6.2 研究内容
第二章 实验材料与方法
2.1 实验材料
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 实验方法
2.2.1 材料制备
2.2.2 镁/水体系产氢速率的测定
2.2.3 氢氧化镁样品制备
2.2.4 样品表征与测试参数
2.2.5 X射线衍射分析(XRD)
2.2.6 原子吸收光谱法(AAS)
第三章 镁/水反应体系产氢速率的研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 镁条和镁合金片预处理
3.2.2 镁水体系产氢速率测定
3.3 结果与讨论
3.3.1 Cl-浓度对镁粉-盐水体系产氢速率的影响
3.3.2 温度对镁粉-盐水体系产氢速率的影响
3.3.3 Cl-浓度对纯镁带-盐水体系产氢速率的影响
3.3.4 温度对镁带-盐水体系产氢速率的影响
3.3.5 氯化铜催化下Cl-浓度浓度对镁带-盐水体系产氢速率的影响
3.3.6 氯化铜催化下温度对的镁带-盐水体系产氢速率的影响
3.3.7 铜丝催化下Cl-浓度对AZ31B镁合金-盐水体系产氢速率的影响
3.3.8 铜丝催化下温度对AZ31B镁合金-盐水体系产氢速率的影响
3.4 本章总结
第四章 镁-水体系副产物氢氧化镁的形貌分析
4.1 盐水浓度对镁-水体系产物氢氧化镁形貌的影响
4.1.1 镁粉在不同浓度盐水中生成的氢氧化镁形貌特征
4.1.2 镁带在不同浓盐水中生成的氢氧化镁的形貌特征
4.1.3 镁合金在不同浓度的氯化钠溶液中反应后产物氢氧化镁的形貌特征图
4.2 温度对镁-水体系产物氢氧化镁形貌的影响
4.2.1 镁粉在不同温度的下制备的氢氧化镁形貌分析
4.2.2 镁带在不同温度的下制备的氢氧化镁粉末形貌特征及其晶体分析
4.2.3 镁合金在不同温度下产物氢氧化镁SEM表征和XRD分析
4.3 AZ31B镁合金-盐水反应机理研究
4.4 本章总结
第五章 氢氧化镁的制备及对水体中Cd(Ⅱ)的吸附机理研究
5.1 纳米氢氧化镁的制取
5.2 氢氧化镁对Cd(Ⅱ)的吸附试验
5.3 各因素对氢氧化镁吸附Cd(Ⅱ)效果的影响
5.3.1 氢氧化镁用量对镉去除率的影响
5.3.2 吸附时间对Cd(Ⅱ)的吸附性能的影响
5.3.3 吸附温度对Cd(Ⅱ)的吸附性能的影响
5.3.4 pH对镉去除率的影响
5.4 吸附热力学
5.4.1 吸附等温线
5.4.2 吸附等温方程
5.5 吸附动力学
5.6 吸附剂再生实验
5.7 本章总结
第六章 结论和建议
6.1 结论
6.2 建议
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
本文编号：3999863
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