活性炭孔隙结构对HI催化分解的影响研究
发布时间：2022-01-15 09:27
热化学硫碘循环制氢是目前氢能制备领域的热点。在硫碘循环中产生H2是依托于HI的分解,而HI的分解需要催化剂的作用。负载型金属催化剂研究广泛,但存在易失活、造价高和工序复杂等问题。而活性炭作为一种廉价易得的催化剂材料逐渐被研究者所关注,其性能的优劣对HI催化分解起着关键的作用。前人的研究筛选出椰壳活性炭具有优异的催化性能,但制备条件对其物理性质及催化性能的影响缺乏系统的研究。活性炭制备条件的改变是孔隙结构调控的前提,本文创造性的提出了利用不同的制备方法定向调控活性炭的孔隙结构。利用常规碳化法制备的活性炭以微孔为主;水热碳化方法制备微孔和中大孔比例相近的分级孔活性炭;利用CaCl2浸渍水热碳化前驱体制备以中大孔为主的活性炭。同时搭建了小型的固定床实验台研究不同条件下制备的活性炭催化HI分解的特性。采用常规碳化方法制取椰壳炭发现:在400℃、600℃和800℃进行常规碳化后发现600℃是最佳碳化温度,有利于进一步发展孔隙机构和催化HI分解。对于常规碳化的前驱体,采用物理活化方法有利于活性炭孔结构的发展和催化HI分解;水蒸气活化方法最佳,C02活化方法次之。而采用KOH活化阻碍了椰壳炭孔隙结构...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－２水热反应釜??
山东大学硕士学位论文??Ｃｏｃｏｎｕｔ?Ｈｕｓｋ??ｒ—???ｍ?Ｘ?ｍ??Ｉ?ｌｈ??！?Ｐｓｏｏ＾Ｓ??Ａ?—ｙ??Ｎ２?Ｅｔｈａｎｏｌ??图２－１常规碳化系统??２．水热碳化制备方法??在如图２－２所示的２５０?ｍｌ的水热反应釜中加入１５?ｇ椰壳和１５０?ｍｌ去离子水，??将水热反应釜密封完全后置于电热干燥箱中，设定好温度后加热５?ｈ。待其降温??冷却后，使用去离子水和无水乙醇在抽滤装置中洗去表面的焦油等物质，然后放??在１０５?°Ｃ的电热干燥箱中烘干１２?ｈ，制得水热碳化的碳化前驱体。??图２－２水热反应釜??３．碳化得率计算方法??活性炭在制备过程中碳化得率是评价活性炭制备性能的一个关键指标，因此??本文利用以下公式计算椰壳的碳化得率：??？?Ｍｐｃ??Ｙｘ＾－ｒｒ?（２－１）??Ｍｙｋ??其中：Ｙ！为碳化得率，单位：％；??ＭＰＣ为碳化前驱体的质量，单位：ｇ；??Ｍｙｋ为挪壳的质量，单位：ｇ。??１２??
时产物中残留的化学试剂还会污染环境。本文化学活化法采用ＫＯＨ活化。物理??化学法就是在活性炭制备过程中同时利用了物理法和化学法。本文采用的物理化??学法为碳化后的样品进行ＣａＣｌ２浸渍，然后再利用Ｃ０２或水蒸气进行活化。??１．Ｃ０２活化系统??取适量的碳化前驱体样品放到如图２－３所示的管式炉中，将系统密封好后检??査系统的气密性。实验开始前用＼２吹扫３０?ｍｉｍ以排除实验系统内的空气；设??置好升温程序后，在Ｎ２气氛下以额定速率升温至设定温度。到达设定温度后关??闭Ｎ２，切换为２００?ｍｌ／ｍｉｎ的Ｃ０２气体进行活化，在设定温度下活化一定的时间，??到达时间后再切换为Ｎ２气氛进行冷却，制得Ｃ０２活化的椰壳炭。??ｕａｒｔｚ??
【参考文献】：
期刊论文
[1]简述我国能源形势与可持续发展对策——地质资源与生态环境可持续发展高峰论坛报告[J]. 武强. 城市地质. 2019(04)
[2]浅谈电解水制氢的原理及发展[J]. 王茂辉,吴震. 汽车实用技术. 2019(15)
[3]生物质制氢技术及其研究进展[J]. 张晖,刘昕昕,付时雨. 中国造纸. 2019(07)
[4]传统能源结构转型和新能源发展的必然趋势[J]. 邓欢. 法制与社会. 2019(10)
[5]废弃生物质水热炭化技术及其产物在废水处理中的应用进展[J]. 刘亦陶,魏佳,李军. 化学与生物工程. 2019(01)
[6]国内外新能源制氢发展现状及未来趋势[J]. 王敏. 化学工业. 2018(06)
[7]微量Ca对准东煤基多孔碳孔隙结构调控[J]. 王丽杰,孙飞,皮信信,李隆昕,李思佳,高继慧. 工程热物理学报. 2018(11)
[8]世界能源未来何去何从?——2018全球主要能源展望报告分析[J]. 王佳丽. 能源. 2018(09)
[9]反应时间对玉米秸秆水热碳化固体产物特性的影响[J]. 马富芹,王树中,高新杰,王折折,郭淑青. 中原工学院学报. 2018(04)
[10]煤热解沥青炭化程度对KOH活化制备活性炭孔隙结构的影响[J]. 汪岸,骆仲泱,方梦祥,岑建孟,姚鹏. 浙江大学学报(工学版). 2018(08)
博士论文
[1]硫碘循环制氢中HI分解催化剂及全流程系统设计研究[D]. 傅广实.浙江大学 2018
[2]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[D]. 陈云.浙江大学 2010
[3]物理活化法制备椰壳基活性炭及其孔结构演变[D]. 杨坤彬.昆明理工大学 2010
硕士论文
[1]生物质活性炭的制备及性质研究[D]. 王微.山西大学 2019
[2]玉米芯和松子壳的水热碳化及其产物吸附性能研究[D]. 乔娜.大连理工大学 2015
[3]生物质水热处理及产物理化特性的试验研究[D]. 刘开拓.中原工学院 2015
[4]碳材料应用于碘化氢催化分解的实验及量子化学研究[D]. 王锐.浙江大学 2015
[5]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：3590365
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－２水热反应釜??
山东大学硕士学位论文??Ｃｏｃｏｎｕｔ?Ｈｕｓｋ??ｒ—???ｍ?Ｘ?ｍ??Ｉ?ｌｈ??！?Ｐｓｏｏ＾Ｓ??Ａ?—ｙ??Ｎ２?Ｅｔｈａｎｏｌ??图２－１常规碳化系统??２．水热碳化制备方法??在如图２－２所示的２５０?ｍｌ的水热反应釜中加入１５?ｇ椰壳和１５０?ｍｌ去离子水，??将水热反应釜密封完全后置于电热干燥箱中，设定好温度后加热５?ｈ。待其降温??冷却后，使用去离子水和无水乙醇在抽滤装置中洗去表面的焦油等物质，然后放??在１０５?°Ｃ的电热干燥箱中烘干１２?ｈ，制得水热碳化的碳化前驱体。??图２－２水热反应釜??３．碳化得率计算方法??活性炭在制备过程中碳化得率是评价活性炭制备性能的一个关键指标，因此??本文利用以下公式计算椰壳的碳化得率：??？?Ｍｐｃ??Ｙｘ＾－ｒｒ?（２－１）??Ｍｙｋ??其中：Ｙ！为碳化得率，单位：％；??ＭＰＣ为碳化前驱体的质量，单位：ｇ；??Ｍｙｋ为挪壳的质量，单位：ｇ。??１２??
时产物中残留的化学试剂还会污染环境。本文化学活化法采用ＫＯＨ活化。物理??化学法就是在活性炭制备过程中同时利用了物理法和化学法。本文采用的物理化??学法为碳化后的样品进行ＣａＣｌ２浸渍，然后再利用Ｃ０２或水蒸气进行活化。??１．Ｃ０２活化系统??取适量的碳化前驱体样品放到如图２－３所示的管式炉中，将系统密封好后检??査系统的气密性。实验开始前用＼２吹扫３０?ｍｉｍ以排除实验系统内的空气；设??置好升温程序后，在Ｎ２气氛下以额定速率升温至设定温度。到达设定温度后关??闭Ｎ２，切换为２００?ｍｌ／ｍｉｎ的Ｃ０２气体进行活化，在设定温度下活化一定的时间，??到达时间后再切换为Ｎ２气氛进行冷却，制得Ｃ０２活化的椰壳炭。??ｕａｒｔｚ??
【参考文献】：
期刊论文
[1]简述我国能源形势与可持续发展对策——地质资源与生态环境可持续发展高峰论坛报告[J]. 武强. 城市地质. 2019(04)
[2]浅谈电解水制氢的原理及发展[J]. 王茂辉,吴震. 汽车实用技术. 2019(15)
[3]生物质制氢技术及其研究进展[J]. 张晖,刘昕昕,付时雨. 中国造纸. 2019(07)
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[5]废弃生物质水热炭化技术及其产物在废水处理中的应用进展[J]. 刘亦陶,魏佳,李军. 化学与生物工程. 2019(01)
[6]国内外新能源制氢发展现状及未来趋势[J]. 王敏. 化学工业. 2018(06)
[7]微量Ca对准东煤基多孔碳孔隙结构调控[J]. 王丽杰,孙飞,皮信信,李隆昕,李思佳,高继慧. 工程热物理学报. 2018(11)
[8]世界能源未来何去何从?——2018全球主要能源展望报告分析[J]. 王佳丽. 能源. 2018(09)
[9]反应时间对玉米秸秆水热碳化固体产物特性的影响[J]. 马富芹,王树中,高新杰,王折折,郭淑青. 中原工学院学报. 2018(04)
[10]煤热解沥青炭化程度对KOH活化制备活性炭孔隙结构的影响[J]. 汪岸,骆仲泱,方梦祥,岑建孟,姚鹏. 浙江大学学报(工学版). 2018(08)
博士论文
[1]硫碘循环制氢中HI分解催化剂及全流程系统设计研究[D]. 傅广实.浙江大学 2018
[2]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[D]. 陈云.浙江大学 2010
[3]物理活化法制备椰壳基活性炭及其孔结构演变[D]. 杨坤彬.昆明理工大学 2010
硕士论文
[1]生物质活性炭的制备及性质研究[D]. 王微.山西大学 2019
[2]玉米芯和松子壳的水热碳化及其产物吸附性能研究[D]. 乔娜.大连理工大学 2015
[3]生物质水热处理及产物理化特性的试验研究[D]. 刘开拓.中原工学院 2015
[4]碳材料应用于碘化氢催化分解的实验及量子化学研究[D]. 王锐.浙江大学 2015
[5]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：3590365
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