镍基硼氢化钠制氢催化剂的研究

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能源对人类社会的发展至关重要。在化石能源即将消耗殆尽的情况下,对新型可再生能源的研究迫在眉睫。氢能是公认的清洁能源,它的燃烧只消耗氧气并且只生成唯一的产物——水。氢能的发展利用还存在着一些技术上的问题,最重要的是氢的储运。硼氢化钠是很有前途的储氢材料,因为NaBH4本身无毒、不可燃,其水解产物偏硼酸钠也对环境无害,并且从理论上可以回收重新制备硼氢化钠。硼氢化钠水解产氢的关键是催化剂技术,虽然贵金属催化剂有良好的催化作用,但因为其成本太高无法大规模应用,因此有必要研究非贵金属催化剂。本文在前人研究的基础上,主要做了以下工作:研究了制备条件对Ni-B催化剂性能的影响,包括不同前驱体形式、制备温度、还原剂用量、还原剂浓度等。选择最佳制备条件制备Ni-B催化剂,采用XRD、SEM、BET等手段对其进行了表征并对论了Ni-B催化剂催化NaBH4水解产氢的动力学,包括NaBH4、NaOH浓度、反应温度、催化剂用量的影响。研究了制备条件对Ni-Fe-B催化剂性能的影响,包括制备温度、Fe/(Ni+Fe)摩尔比、还原剂用量、还原剂浓度等。结果表明在高温下制备的催化剂活性明显高于低温下制备的催化剂,最佳Fe/(Ni+Fe)摩尔比为30%,讨论了Ni-Fe-B催化剂催化NaBH4水解产氢的动力学,包括NaBH4、NaOH浓度、反应温度的影响。组装了对氢气流的碱雾分离装置,每隔24小时对溶液的pH值和电导率进行了测定,评价了碱雾分离装置的除碱效果。
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