發(fā)布時(shí)間：2020-04-18 12:02

【摘要】：21世紀(jì)全球能源領(lǐng)域面臨著巨大挑戰(zhàn),以化石燃料為主的能源格局導(dǎo)致了全球范圍內(nèi)的環(huán)境、生態(tài)破壞。因此研究開發(fā)新型清潔能源越來越受到人們重視[1]。氫能具有燃燒性能好、燃燒熱值高、無毒且燃燒使用過程不產(chǎn)生污染物等優(yōu)點(diǎn)成為了新能源導(dǎo)向,氫能的大規(guī)模開發(fā)利用離不開清潔高效的制氫方法。碘化氫分解和硼氫化鈉水解是兩個(gè)極具特點(diǎn)的產(chǎn)氫反應(yīng)。前者是碘硫熱化學(xué)循環(huán)分解水制氫中的產(chǎn)氫步驟,后者NaBH4本身氫儲(chǔ)量10.8 wt%,與水反應(yīng)后產(chǎn)氫量達(dá)到其本身氫含量兩倍。催化劑是這兩個(gè)產(chǎn)氫反應(yīng)順利發(fā)生的關(guān)鍵。本論文以這兩個(gè)反應(yīng)為探針反應(yīng),開展負(fù)載型鎳基催化劑的制備,表征及催化性能研究。本論文采用化學(xué)鍍法制備了負(fù)載型鎳基雙金屬(如Ni-Mo-P、Ni-Mo-B)催化材料,通過研究影響化學(xué)鍍效果的關(guān)鍵因素(如載體活化、化學(xué)鍍參數(shù)、還原劑種類等),探究化學(xué)鍍法制備高分散納米鎳基雙金屬催化劑的制備規(guī)律。具體實(shí)驗(yàn)方法為:首先,以活性碳為載體,分別負(fù)載Pd及Ir為活化金屬對(duì)載體進(jìn)行活化,將活化的載體加入到以硼氫化鉀或次磷酸鈉為還原劑的Ni-Mo雙金屬鍍液中,實(shí)施雙金屬的化學(xué)鍍沉積,來制取負(fù)載型鎳基雙金屬催化劑。其次,應(yīng)用XRD、TEM、XPS等催化劑的物化性能表征技術(shù)對(duì)制得的催化材料進(jìn)行表征。之后,催化劑催化性能用于兩個(gè)不同的制氫反應(yīng)進(jìn)行表征,分別為HI分解以及硼氫化鈉水解制氫�；谏鲜龃呋瘎┲苽�、表征及催化性能研究,探索負(fù)載型鎳基雙金屬催化劑制備-結(jié)構(gòu)-催化性能之間的關(guān)系,制備熱穩(wěn)定性高、催化活性優(yōu)良,可連續(xù)產(chǎn)氫的負(fù)載型鎳基雙金屬催化劑。XRD和TEM表征結(jié)果顯示,化學(xué)鍍所得催化劑中,活性金屬呈納米粒子高分散于活性碳載體上。且反應(yīng)后負(fù)載金屬顆粒雖有所變大,但尺寸仍然比單Ni催化劑中負(fù)載顆粒小得多,說明Mo金屬的添加增加了催化劑的穩(wěn)定性。在兩個(gè)制氫催化反應(yīng)表征催化劑活性后,研究得出最適宜催化劑組成為10%Ni1.0%Mo/AC。上述研究結(jié)果為進(jìn)一步開展化學(xué)鍍法制備高活性催化劑提供了實(shí)驗(yàn)上的參考。
【圖文】：

合金熱穩(wěn)定性的一種很好的方法。張信義［６］等以退火Ｑ２３５鋼為基體，堿性鍍液中逡逑施鍛合成Ｎｉ－Ｍ0－Ｐ合金。并在Ｈ２Ｓ0４溶液中進(jìn)行制得的合金材料的耐蝕性能研宄。逡逑研宄結(jié)果為：如圖１．１，ｐＨ值低于７時(shí)，鉬難以實(shí)現(xiàn)沉積，隨著ｐＨ值的增加，鍍逡逑層中鉬含量增加，磷含量降低。增加鍍液中Ｍｏ０４２＿含量，亦可以增加鍍層中鉬元素逡逑含量，但同時(shí)降低了合金的沉積速度。合金鍍層中磷含量可以通過調(diào)節(jié)ＮａＨ２Ｐ０２逡逑與ＮｉＣｌ２的濃度比來控制，在試驗(yàn)工藝條件下，當(dāng)其濃度比大于３：２時(shí)，，可獲得磷含逡逑量高于９％的合金鍍層。低磷合金鍍層為晶態(tài)結(jié)構(gòu)，高磷合金鍍層則為非晶態(tài)結(jié)構(gòu)。逡逑－３邋－逡逑

逡逑ＸＲＤ表征結(jié)果如圖１．２所示，四種樣品ＸＲＤ圖均只出現(xiàn)一個(gè)峰。Ｍｏ與Ｗ以逡逑＿溶體的形態(tài)出現(xiàn)在沉積樣品中，Ｎｉ中Ｍｏ與Ｗ溶解度分別為３８邋ｗｔ％和３９邋ｗｔ％，逡逑因此ＸＲＤ表征圖中只出現(xiàn)Ｎｉ邋（１１１）峰。逡逑Ｎｉ（１邋１邋１逡逑ｉ邋ｌ．逡逑Ｃ邐ｒ邐＂邋（ａ）逡逑邐邐Ｘ邐⑷逡逑邐邐（？＞）逡逑邐⑷逡逑？邋ｉ邐？邋ｉ邐■邋ｉ邋？邋ｒ邋１邋ｉ邐＇邋ｉ邐？邋ｉ邋？邋ｉ邐？逡逑０邐１０邐２０邐３０邐４０邐５０邐６０邐７０邐８０邐９０逡逑２邋／邋ｄｅｇ逡逑ａ邋Ｎｉ－Ｐ；邋ｂ邋ＮｈＷ－Ｐ；邋ｃ邋ＮｈＭｏ－Ｐ；邋ｄ邋ＮｈＷ－Ｍｏ－Ｐ逡逑圖１．２化學(xué)鍍沉積系列合金ＸＲＤ譜圖逡逑Ｆｉｇ．邋１．２邋ＸＲＤ邋ｐａｔｔｅｒｎｓ邋ｏｆ邋Ｎｉ－ｂａｓｅｄ邋ａｌｌｏｙ邋ｆｉｌｍｓ邋ｗｉｔｈ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｋｉｎｄｓ邋ｏｆ邋ｍｅｔａｌｓ逡逑Ｎｉ－Ｐ沉積樣品晶面間距２．０３埃，引入Ｍｏ后，Ｎｉ晶格膨脹，Ｎｉ－Ｍ0－Ｐ晶面間逡逑距為２．０４埃，晶面間距相對(duì)Ｍ－Ｐ來說變化較不明顯。由于Ｍ－Ｍｏ－Ｐ樣品中Ｐ含逡逑量較高，ＸＲＤ表征圖譜呈無定型狀態(tài)。應(yīng)用德拜謝樂公式可計(jì)算晶粒大小，結(jié)果逡逑表明Ｎｉ－Ｐ晶粒２．２邋ｎｍ，引入Ｍｏ后Ｎｉ－Ｍｏ－Ｐ晶粒大小仍然為２．２邋ｎｍ。逡逑１．１．３化學(xué)鍍法制備催化劑逡逑化學(xué)鍍法就是這樣一種極具潛力的沉積金屬的方法�；瘜W(xué)鍍技術(shù)已廣泛應(yīng)用逡逑于許多領(lǐng)域。然而，將化學(xué)鍍技術(shù)用于多相催化相關(guān)領(lǐng)域不過２０余年，主要體現(xiàn)逡逑在兩個(gè)方面：一方面是將化學(xué)鍍技術(shù)用于制備鈀基或鎳基復(fù)分離膜，并將其用于相逡逑關(guān)的膜催化反應(yīng)［８’９］。另一方面應(yīng)用是制備負(fù)載型單金屬催化劑
【學(xué)位授予單位】：中國石油大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TQ116.2;TQ426.82

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 張信義;化學(xué)鍍Ni-Mo-P合金鍍層的結(jié)構(gòu)及耐蝕性能[J];機(jī)械工程材料;1997年01期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 李道才;碘硫循環(huán)中碘化氫分解用新型催化劑的制備與表征[D];清華大學(xué);2014年

本文編號(hào)：2632073