醋酸镍促进硼氢化钠水解制氢的研究
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硼氢化钠水解产氢催化剂的研究进展概述XXX(中南大学化学化工学院,湖南.长沙,410083)摘要:氢能是未来的清洁能源,H2又是质子交换膜燃料电池(PEMFC)的理想燃料。
通过水解碱或碱土金属氢化物制氢已经引起了许多课题组广泛的关注,在这些化学物质中NaBH4水解制氢被认为是一种安全,方便,实用性强的技术,近年来硼氢化钠水解制氢技术则取得了很大的发展。
为满足现场制氢需要,使用高性能催化剂可以大大加快产氢速度。
另外,该技术应用到生产实践中的进展过程如何,将在下文做一个简单概述。
关键词:硼氢化钠;制氢;催化剂;应用进展简介;1.氢气的应用前景研究表明,单位质量的氢燃烧时所放出的热能是汽油的三倍,所以氢是一种非常高效的气体燃料。
氢气燃烧或者通过电化学过程输出能量后的产物为水,不会带来环境污染或破坏生态平衡,已被人们广泛地看作是一种理想的绿色能源。
应用前景广阔。
氢气可以直接作为内燃机的燃料,也可以作为质子交换膜燃料电池(PEMFC)所使用的燃料,应用前景广阔。
2.硼氢化钠溶液体系作为储氢载体的储氢方法①引入我们知道,安全高效而且低成本的氢储存输运技术的开发是制约氢能广泛应用的关键之一,目前常用的氢气储存方式有高压气态储氢、金属氢化物储氢、物理吸附储氢法如碳纳米管、有机金属骨架材料以及低温液态储氢法等。
但是无论采用哪种方法,在经济成本和安全指标上都各有美中不足。
为了开发移动式燃料电池的供氢系统,最近几年国际和国内都尝试探索了利用硼氢化钠溶液体系作为储氢载体的储氢方法。
NaBH4 水解发生氢气的技术是一种安全、方便的新型发生氢气的技术,也是目前一种比较热门的催化发生氢气的技术,具有原料产物环境友好、储氢量高、储运安全方便、能源利用率高等许多优点,发展前景广阔。
② NaBH4水解发生氢气的反应NaBH4为白色的结晶粉末,在干燥的空气稳定不会分解。
研究表明,NaBH4在其碱性水溶液中的性质极为稳定,但在适当催化剂作用下,NaBH4 溶液能发生如下的水解反应而释放出氢气:NaBH4+2H2O 4H2+NaBO2ΔH= –75kJ/mol H2 (1)根据上式, 1mol NaBH4 与2molH2O 发应可以生成 4molH2,上述反应体系的理论储氢量可达10.6wt%。
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2017年第36卷第12期·4462·化 工 进展Raney Ni 催化碱性硼氢化钠溶液水解制氢魏磊,马麦霞,付君宇,高静,董晓龙,魏丕叶(廊坊师范学院化学与材料科学学院,河北 廊坊 065000)摘要:以NiAl 合金粉末为原料,经浓碱溶液处理后制得Raney Ni 催化剂,并用于催化碱性硼氢化钠溶液水解制氢。
通过场发射扫描电子显微镜和氮气吸附/脱附法对催化剂微观物理结构进行表征,考察了硼氢化钠溶液组成、反应温度、催化剂用量和循环使用对体系产氢速率的影响。
研究结果表明,当硼氢化钠和氢氧化钠质量分数分别为15%和10%时,产氢速率达到1085mL/(min·g)(25℃);相应表观活化能为38.6kJ/mol ;催化剂用量与单位时间内氢产量成线性关系。
循环测试结果表明,经过4次重复使用后,产氢速率降低78%,其原因主要在于硼化物的累积和镍的氧化。
关键词:制氢;Raney Ni ;硼氢化钠;水解;催化中图分类号:TQ116.2 文献标志码:A 文章编号:1000–6613(2017)12–4462–06 DOI :10.16085/j.issn.1000-6613.2017-0473Hydrogen production from hydrolysis of alkaline sodium borohydridesolution using Raney nickel catalystWEI Lei ,MA Maixia ,FU Junyu ,GAO Jing ,DONG Xiaolong ,WEI Piye(School of Chemistry and Materials Science ,Langfang Teachers University ,Langfang 065000,Hebei ,China )Abstract: In this work, Raney Ni catalyst was prepared by treating the NiAl alloy powder with alkaline solution. The obtained catalyst was then used for the catalytic hydrolysis of sodium borohydride (NaBH 4)solution toward hydrogen generation. Field-emission scanning electron microscopy and nitrogen absorption/desorption method were carried out to characterize the microstructure of the catalyst. Effects of the reaction solution composition, reaction temperature, catalyst amount and reusing operation on the hydrogen generation rate (HGR )were investigated. The results showed that when the concentration of NaBH 4 and NaOH was 15% and 10%, respectively, HGR was as high as 1085mL/(min·g) at 25℃ and the apparent activation energy was measured to be 38.6kJ/mol. A good linear relationship was established between the hydrogen volume per minute and the catalyst amount. The HGR was decreased by 78% after recycled for four times, which could be attributed to the accumulation of boron compounds and the oxidation of nickel.Key words: hydrogen production ;Raney Ni ;sodium borohydride ;hydrolysis ;catalysis作为一种洁净、高效的新型能源,氢能的开发和利用在能源与环境问题日益突显的今天尤为重要。
负载型金属催化剂催化硼氢化钠水解制氢的研究进展目录一、硼氢化物水解制氢概述 (2)1.1 硼氢化物水解制氢原理 (3)1.2 硼氢化物水解制氢的特点与优势 (4)二、负载型金属催化剂在硼氢化物水解制氢中的应用 (4)2.1 负载型金属性能及其在催化反应中的作用 (6)2.2 Rh负载型催化剂在硼氢化钠水解制氢中的应用 (7)2.3 Pd负载型催化剂在硼氢化钠水解制氢中的应用 (8)2.4 Cu/ZnO负载型催化剂在硼氢化钠水解制氢中的应用 (9)2.5 Ni/α-Al2O3负载型催化剂在硼氢化钠水解制氢中的应用 (10)三、负载型催化剂的制备方法及评价指标 (11)3.1 负载型催化剂的制备方法 (12)3.1.1 浸渍法 (14)3.1.2 共沉淀法 (15)3.1.3 物理混合法 (17)3.1.4 其他方法 (18)3.2 负载型催化剂的评价指标 (19)四、硼氢化钠水解制氢催化反应机理 (20)4.1 反应机理概述 (21)4.2 催化侧链机理 (22)4.3 催化桥式机理 (23)4.4 催化离子优先机理 (24)五、未来的研究方向及展望 (26)5.1 催化剂活性及稳定性研究 (27)5.2 制备方法及工艺路线研究 (28)5.3 催化机理深入研究 (29)5.4 反应条件优化研究 (31)一、硼氢化物水解制氢概述硼氢化物长期以来被认为是高效的氨基氢化剂及一种重要的氢源材料。
在借助于负载型金属催化剂体系下,硼氢化钠水解成为氢气产生的重要途径之一。
这一流程不仅涉及到高效氢气生产,也为可再生能源领域的可持续发展提供了重要的研究方向。
氮硼氢化物作为较为温和的还原剂,其水解反应通常伴随极少副产品生成,这使得其在化学合成和化学生物学等领域内广受青睐。
硼氢化钠的水解反应可通过多种金属催化剂的激活,实现更为高效的制氢效果。
负载型金属催化剂的首要优势在于催化剂的活性中心与载体的互补作用,能够显著提升催化效果。
硼氢化钠水解制氢反应方程式嘿,朋友们!今天咱们来聊聊硼氢化钠水解制氢这个超有趣的化学事儿。
硼氢化钠这玩意儿啊,就像一个小小的氢气制造工厂,只要遇到水,就开始大展身手。
硼氢化钠(NaBH₄)水解制氢的反应方程式是NaBH₄ + 2H₂O → NaBO₂ + 4H₂↑。
你看这个方程式,就像是一场神奇的魔法表演。
硼氢化钠就像一个魔法小精灵,水就像小精灵的魔法药水。
当它们俩一相遇,噗呲,就像开了个氢气派对一样,一下子就释放出好多氢气。
想象一下啊,硼氢化钠分子就像一个个小包裹,每个小包裹里都藏着能产生氢气的宝贝。
水呢,就像一把把小钥匙,一碰到这些小包裹,就把包裹打开,然后氢气就像一群调皮的小气球,呼啦啦地全都跑出来了。
从这个方程式来看,1个硼氢化钠分子和2个水分子在一起,就像两个小伙伴合作完成一个超级任务。
这俩一合作,就产生了1个硼酸钠(NaBO₂),就像合作后的一个小成果,同时还释放出4个氢气分子,那氢气分子就像四个超级兴奋的小火箭,到处乱窜。
要是把硼氢化钠水解比作一场烹饪比赛,硼氢化钠就是食材,水就是调料。
它们俩一混合搅拌,就像厨师施展魔法一样,产生的氢气就是那香喷喷的菜肴。
这方程式里的系数啊,就像厨师做菜的配方比例,一点都不能错呢。
你再把硼氢化钠想象成一个宝藏盒子,水解这个过程就是打开盒子的动作。
一旦打开,那里面的氢气宝藏就像喷泉一样涌出来,按照方程式的规则,规规矩矩地形成4个氢气分子。
就像一场精彩的魔术秀,硼氢化钠和水在舞台(反应容器)上表演,观众(我们这些观察者)就眼睁睁地看着氢气这个神奇的魔法效果出现。
按照NaBH₄ + 2H₂O → NaBO₂ + 4H₂↑这个魔法咒语(方程式),氢气就这么诞生了。
而且啊,这个反应就像一个精准的时钟,每个部分都按照方程式的节奏来。
硼氢化钠和水的反应就像齿轮一样紧密咬合,不会多一点也不会少一点地产生氢气。
这小小的反应方程式背后,就像藏着一个充满活力的小世界。
硼氢化钠和水就像两个主角,在这个小世界里演绎着制氢的精彩故事,氢气就是它们故事的精彩结局。
硼氢化钠水解制氢规律及工艺条件研究(Ⅰ)
刘佳禾;郭瓦力;高丽娜
【期刊名称】《沈阳化工大学学报》
【年(卷),期】2007(021)002
【摘要】在自行开发设计的硼氢化钠水解制氢实验装置上,采用单因素及正交实验研究,对反应的影响因素进行探讨,并运用极差分析和方差分析的方法综合讨论影响氢产率的工艺条件.实验结果表明:反应温度、反应时间、反应物浓度与催化剂用量比的交互作用、催化剂用量比对氢产率均有一定影响.当选用CoCl2作为催化剂,反应温度为40 ℃,反应时间为25 min,反应物质量分数为5 %,m(催化剂)/m(反应物)为0.126,溶液pH值为7时,氢产率可达96 %.
【总页数】6页(P96-101)
【作者】刘佳禾;郭瓦力;高丽娜
【作者单位】沈阳化工学院,化学工程学院,辽宁,沈阳,110142;沈阳化工学院,化学工程学院,辽宁,沈阳,110142;沈阳化工学院,化学工程学院,辽宁,沈阳,110142
【正文语种】中文
【中图分类】TQ02
【相关文献】
1.碳纸负载纳米结构钴、镍及其合金薄膜催化剂的研制r及其催化硼氢化钠水解制氢研究 [J], 冯裕发;廖锦云;季山
2.钴-硼/二氧化锆催化剂催化硼氢化钠水解制氢研究 [J], 孙海杰;陈凌霞;张玉凤;安
冬东;刘聪
3.钌/氮掺杂石墨烯催化硼氢化钠水解制氢的研究 [J], 张旭梅; 韩贺; 高庆玲; 刘阳; 李悦; 马晓艳
4.自搅拌下CoB/SiO2催化剂催化硼氢化钠水解制氢研究 [J], 孙海杰; 陈志浩; 陈凌霞; 刘聪; 刘冉冉; 蔡文娟
5.非贵金属催化剂催化硼氢化钠水解制氢的研究进展 [J], 王小炼;杨茂;刘永辉;张渝彬;冯威
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硼氢化钠催化水解制氢研究进展梁艳戴洪斌**王平( 中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室沈阳110016 )摘要硼氢化钠(NaBH4)催化水解制氢是一项具备车载氢源应用前景的储氢/制氢一体化技术,该技术具有储氢效率高、安全、方便、对环境友好等特点,目前,它已成为各种储氢/制氢技术研究的热点。
介绍了NaBH4催化水解制氢的原理,综述了制氢催化剂、反应动力学、反应机理、反应装置的设计和反应副产物偏硼酸钠(NaBO2)的再生最新研究进展,并对该技术的应用前景进行了展望。
关键词硼氢化钠储氢/制氢催化剂反应动力学制氢装置中图分类号: TM911.4;TQ116.2文献标识码:A文章编号:1005-281X(2008)-0000-00Progress in Study of Hydrogen Generation from Catalytic Hydrolysis ofSodium Borohydride SolutionLiang Yan Dai Hongbin**Wang Ping(Shenyang National Laboratory for Materials Science, Institute of Metal Research, Chinese Academy ofScience, Shenyan 110016, China)Abstract Hydrogen generation (HG) from catalytic hydrolysis of sodium borohydride (NaBH4) solution is a promising on-board hydrogen storage/generation integrated technology in the practical application. Currently, attention is being extensively paid to NaBH4-based catalytic hydrolysis system due to its advantages of high hydrogen capacity, safety, convenience, the environmentally benign hydrolysis production and so forth. This perspective presents the principle of HG from NaBH4 solution, and reviews the current progresses in HG system of the hydrolysis of the catalyst, reaction kinetics, reaction mechanism, design of reaction generator and recycle of hydrolysis production, aiming at providing an outline of forefront of the technology for the practical application.Keywords Sodium borohydride; Hydrogen storage/generation; Catalyst; Reaction kinetics; Hydrogen generator能源是人类生存和发展的基础,当前主要依靠的化石能源终将耗竭,能源价值凸现,为向可持续能源系统过渡,发展大规模可再生能源是主要方法。
硼氢化钠水解制氢方法及催化材料的研究的开题报告题目:硼氢化钠水解制氢方法及催化材料的研究一、选题背景氢气作为一种清洁的能源已经广泛应用。
硼氢化钠(NaBH4)是一种重要的氢源,其在储氢、制氢等方面有着广泛的应用前景。
水解制氢是一种有效的利用硼氢化钠制氢的方法,其反应方程式为:NaBH4 + 2H2O → NaBO2 + 4H2目前,硼氢化钠水解制氢的研究主要集中于催化剂的开发和性能改进。
因此,本研究拟探究硼氢化钠水解制氢方法,并通过催化材料的研究和分析,提出一种高效、经济和可持续的制氢方法。
二、研究目的和内容1. 硼氢化钠水解制氢反应及其机理的研究。
2. 合成不同催化剂材料及其对水解制氢反应的催化性能进行表征和分析。
3. 通过优化催化剂的制备条件,改进硼氢化钠水解制氢反应的催化效率。
4. 评估改进后的硼氢化钠水解制氢方法在制氢领域的应用前景。
三、研究方法1. 采用常规化学合成的方法,制备不同催化剂材料,如Co、Ni、Cu 等金属的氢氧化物等。
2. 通过SEM、TEM和XRD等手段对合成的催化剂材料进行表征和分析。
3. 测定不同催化剂对硼氢化钠水解制氢反应的催化性能,如反应速率、反应活性等。
4. 通过响应面法等方法优化催化剂的制备条件,提高硼氢化钠水解制氢反应的催化效率。
5. 评估改进后的硼氢化钠水解制氢方法在实际应用中的效果,并对其应用前景进行分析。
四、研究意义1. 提高硼氢化钠水解制氢反应的催化效率,降低生产成本。
2. 探究硼氢化钠水解制氢反应的催化机理,为制定新的催化剂设计和优化提供基础。
3. 推进清洁和可持续能源领域研究的发展。
4. 为实现我国清洁能源、低碳经济的战略目标提供技术支撑。
五、进度安排1. 第一年:研究硼氢化钠水解制氢反应及其机理。
2. 第二年:对不同催化剂材料的制备和催化性能进行表征和分析。
3. 第三年:优化催化剂的制备条件,提高硼氢化钠水解制氢反应的催化效率。
4. 第四年:评估改进后的硼氢化钠水解制氢方法在实际应用中的效果,并对其应用前景进行分析。