活性炭及其改性催化剂应用于碘化氢分解的性能及机理研究

发布时间：2021-02-03 17:01

　　氢气由于具有资源丰富,来源多样性,环保再生,安全可储存等优点被认为是一种理想的能源载体,正在越来越引起社会各界的关注。利用氢能首先需要制取氢气,因此大规模低成本制氢是发展氢能经济的基础。热化学循环水分解制氢技术是一种较理想的清洁可持续制氢技术,其利用一系列热化学反应,最终将水分解为氢气和氧气。热化学分解水制氢的方法诸多,已见报道的就有100多种,热化学硫碘循环由于其高热效率,低成本等优势而较易实现工业大规模生产被作为制氢的理想循环。热化学硫碘循环系统主要包括三个反应过程：Bunsen反应过程：x12+SO2+2H20=2HIx+H2SO4HI分解过程：2HIx=xI2+H2H2SO4分解过程：H2SO4=SO2+H2O+O2结合中国国情,（1）作为SO2来源的硫铁矿资源丰富、价格便宜；（2）除氢气以外的产品硫酸有很好的经济和市场价值,我们提出了热化学硫碘开路循环联产氢气和硫酸的多联产系统。该系统主要包含以下两个主要反应过程：Bunsen反应过程：x12+SO2+2H2O=2HIx+H2SO4HI分解过程：2HIx=xI2+H2以上两个系统中,HI的分解过程均作为唯一的产氢步骤,其分解率... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：156 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
目录
1 绪论及文献综述
    1.1 氢能及制氢方法简介
    1.2 热化学循环水分解制氢
        1.2.1 热化学循环水分解制氢简介
        1.2.2 热化学循环水分解制氢的研究进展
    1.3 热化学硫碘循环水分解制氢
        1.3.1 热化学硫碘循环水分解制氢简介
        1.3.2 热化学硫碘循环制氢的研究进展
    1.4 本文工作设想
2 实验系统及实验方法
    2.1 化学试剂及仪器
    2.2 HI催化分解实验系统
        2.2.1 催化剂的制备
        2.2.2 催化剂的活性评价
        2.2.3 催化剂的表征
3 活性炭的催化性能及机理研究
    3.1 引言
    3.2 不同原料活性炭催化性能研究
        3.2.1 催化剂制备
        3.2.2 催化剂活性评价
        3.2.3 催化剂表征
    3.3 不同活化方法的活性炭催化性能研究
        3.3.1 催化剂制备
        3.3.2 催化剂活性评价
        3.3.3 催化剂表征
    3.4 本章小结
4 酸、热改性活性炭的催化性能及机理研究
    4.1 引言
    4.2 非氧化性酸处理对活性炭催化活性的影响
        4.2.1 催化剂制备
        4.2.2 催化剂活性评价
        4.2.3 催化剂表征
    4.3 氧化性酸处理对活性炭催化活性的影响
        4.3.1 催化剂制备
        4.3.2 催化剂活性评价
        4.3.3 催化剂表征
    4.4 惰性气氛下热处理对活性炭催化活性的影响
        4.4.1 催化剂制备
        4.4.2 催化剂活性评价
        4.4.3 催化剂表征
    4.5 还原性气氛下热处理对活性炭催化活性的影响
        4.5.1 催化剂制备
        4.5.2 催化剂活性评价
        4.5.3 催化剂表征
    4.6 活性炭催化HI分解机理研究
    4.7 本章小结
5 钯改性活性炭的催化性能及机理研究
    5.1 引言
    5.2 不同活性炭对Pd/AC催化剂的催化性能影响
        5.2.1 活性炭物化特性
        5.2.2 催化剂制备
        5.2.3 催化剂活性评价
        5.2.4 催化剂表征
    5.3 非氧化性酸预处理对Pd/AC催化剂的催化性能影响
        5.3.1 催化剂制备
        5.3.2 催化剂活性评价
        5.3.3 活性炭物化特性
        5.3.4 催化剂表征
    5.4 氧化性酸预处理对Pd/AC催化剂的催化性能影响
        5.4.1 催化剂制备
        5.4.2 催化剂活性评价
        5.4.3 活性炭物化特性
        5.4.4 催化剂表征
    5.5 制备方法及含量对Pd/AC催化剂的催化性能影响
        5.5.1 催化剂制备
        5.5.2 催化剂活性评价
        5.5.3 活性炭物化特性
        5.5.4 催化剂表征
    5.6 Pd/AC催化HI分解机理研究
    5.7 本章小结
6 钌、镍改性活性炭的催化性能及机理研究
    6.1 引言
    6.2 活性炭物化特性对Ru/AC催化剂的催化性能影响
        6.2.1 催化剂制备
        6.2.2 催化剂活性评价
        6.2.3 活性炭物化特性
        6.2.4 催化剂表征
    6.3 活性炭预处理及Ru含量对Ru/AC催化剂的催化性能影响
        6.3.1 催化剂制备
        6.3.2 催化剂活性评价
        6.3.3 活性炭物化特性
        6.3.4 催化剂表征
    6.4 Ni/AC催化剂的催化性能研究
        6.4.1 催化剂制备
        6.4.2 催化剂活性评价
        6.4.3 活性炭物化特性
        6.4.4 催化剂表征
    6.5 Ru改性活性炭催化剂的催化机理研究
    6.6 本章小结
7 全文总结与工作展望
    7.1 全文总结
    7.2 本文的创新之处
    7.3 对未来工作的展望
参考文献
攻读博士学位期间发表的学术论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]高锰酸钾改性活性炭对Au3+的吸附性能研究[J]. 于化江,张立艳,赵梅青.  河北师范大学学报(自然科学版). 2010(03)
[2]微生物发酵法制氢与产氢微生物的研究进展[J]. 汤桂兰,孙振钧,李玉英.  农业工程学报. 2007(12)
[3]生物质气化制氢中的流化床工艺选择[J]. 解东来,叶根银,李自卫,乔伟艳.  中外能源. 2007(06)
[4]以浓硫酸改性煤基活性炭为固体酸催化合成苯甲醛乙二醇缩醛[J]. 田菊梅,李冰,刘万毅.  化学世界. 2007(11)
[5]生物质热化学制氢的研究进展[J]. 林鹏,虞亚辉,罗永浩,陈祎.  化学反应工程与工艺. 2007(03)
[6]煤质活性炭脱灰工艺的研究进展[J]. 张军,解强,李兰亭.  煤化工. 2007(02)
[7]微生物厌氧发酵制氢技术现状和展望[J]. 张续春,黄兵,曹东福.  云南化工. 2007(02)
[8]生物制氢技术的研究现状与发展[J]. 汤桂兰,孙振钧.  生物技术. 2007(01)
[9]活性炭的表面含氧官能团及其对吸附影响的研究进展[J]. 孟冠华,李爱民,张全兴.  离子交换与吸附. 2007(01)
[10]高锰酸钾改性煤基活性炭催化合成环己酮乙二醇缩酮[J]. 田晓燕,胡奇林,刘万毅.  宁夏大学学报(自然科学版). 2006(04)

硕士论文
[1]热化学硫碘循环制氢中Bunsen反应与碘化氢分解的模拟与实验研究[D]. 刘广义.浙江大学 2006



本文编号：3016858