發(fā)布時間：2021-03-05 15:14

　　清潔的能源和水資源對于世界可持續(xù)發(fā)展至關重要。然而,化石能源的過度使用不僅使化石燃料儲備日益枯竭,還造成了水污染、氣候變化等嚴峻的環(huán)境問題。因此,清潔、可再生能源的開發(fā)和高效的環(huán)境修復材料的研究備受關注。清潔氫能源在應對氣候變暖方面具有重要作用,近年來其開發(fā)和應用在世界范圍內(nèi)發(fā)展迅猛。零價鐵（ZVI）是一種重要的環(huán)境修復材料,被廣泛用于水中氯代烴、重金屬、染料、有毒陰離子等污染物的去除。Fe3O4粒子性質(zhì)穩(wěn)定,具有催化活性高、磁性能好等特點,被廣泛應用于環(huán)境修復、磁流體制造等領域。本文研究鋁鐵合金在堿液中水解制備氫氣、高活性零價鐵（sZVI）和具有優(yōu)良磁性能的正八面體Fe3O4。首先研究了鋁鐵合金鐵含量、合金粒徑、反應溫度、堿液濃度、NaCl的添加對鋁鐵合金在堿液中水解制氫性能的影響,通過XRD、SEM、EDS、XPS、TEM等表征方法分析產(chǎn)氫過程中和結束后鋁鐵合金和固體產(chǎn)物的表面形貌、結構和組分,提出了鋁鐵合金水解制備氫氣和高活性零價鐵（sZVI）的機制。實驗結果表明,鋁鐵合金水解制氫的速率隨堿液濃度的提升而提升,產(chǎn)氫量隨合金中鐵含量的增加而降低,隨合金粒徑的增大而提升。常溫常壓下鐵... 

【文章來源】：北京化工大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１鋁鐵合金水解產(chǎn)氫實驗裝置??

?２０＇?／％ｙ?ＡＪ－Ｆｅ５０＋５?Ｍ?ＮａＯＨ??ｌ〇?＿?Ｊ?一一?１〇?Ｊ?Ａｌ－Ｆｅ５０＋１０?Ｍ?ＮａＯＨ??？Ｉ?＾＾＾＾?ｆｙ??〇?－?？?＾?＾?ｉ?■?ｉ?■?ｉ?１?１?ｉ?＇?＂?ｉ?〇＿?？?■?■?■?ｉ?■?ｉ?■?ｉ?＿?■?—?ｉ?＿?ｉ?１?ｉ?■?ｉ?１?＇??０?１０?２０?３０?４０?５０?６０?０?１０?２０?３０?４０?５０?６０?７０?８０?９０??Ｔｉｍｅ?（ｍｉｎ）?Ｔｉｍｅ?（ｍｉｎ）??圖２－２（＆）鋁鐵合金中鐵含量對產(chǎn)氫的影響。初始溫度：２５°（：；＼３〇１１濃度：０．５１１１〇１／１＾合金粒徑：??４０－６０目；（ｂ）?ＮａＯＨ濃度提升后Ａｌ－Ｆｅ５０析氫情況??Ｆｉｇ．２－２?（ａ）?Ｔｈｅ?ｅｆｆｅｃｔ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｉｒｏｎ?ｃｏｎｔｅｎｔ?ｏｎ?ｈｙｄｒｏｇｅｎ?ｙｉｅｌｄ?ｉｎ?Ａｌ－Ｆｅ?ａｌｌｏｙ．?Ｉｎｉｔｉａｌ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ：??２５?°Ｃ；?ＮａＯＨ?ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ：?０．５?ｍｏｌ／Ｌ；?Ａｌｌｏｙ?ｐａｒｔｉｃｌｅ?ｓｉｚｅ：?４０－６０?ｍｅｓｈｅｓ；?（ｂ）?Ｈｙｄｒｏｇｅｎ?ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ?ｏｆ??Ａｌ－Ｆｅ５０?ａｆｔｅｒ?ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ?ＮａＯＨ?ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ??１９??

９０?５?１０?１５?２０?２５?３０?３５?４０?４５?５０?５５?６０?６５?７０?７５?８０?８５?９０??２－Ｔｈｃｔａ／ｄｃｇｒｃｃ?２－Ｔｈｃｔａ／ｄｅｇｒｅｅ??（Ｃ）?？?Ａ１?ＰＤＦ＃８５－１３２７??Ｘ?Ｆｅ?ＰＤＦ＃０６－０６９６??▲?Ａｌ１３Ｆｅ４?ＰＤＦ＃５０－０７９７??ｗｊＬ?＿?１?？?，?．?－１１??５?１０?１５?２０?２５?３０?３５?４０?４５?５０?５５?６０?６５?７０?７５?８０?８５?９０??２－Ｔｈｅｔａ／ｄｅｇｒｅｃ??圖２－３不同鐵含量的鋁鐵合金ＸＲＤ表征圖。⑷１０ｗｔ．％Ｆｅ，（ｂ）２０ｗｔ．°／〇Ｆｅ，（ｃ）５０ｗｔ．％Ｆｅ??Ｆｉｇ．２－３?ＸＲＤ?ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ?ｏｆ?Ａｌ－Ｆｅ?ａｌｌｏｙ?ｗｉｔｈ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?Ｆｅ?ｃｏｎｔｅｎｔ，?（ａ）?１０?ｗｔ．％?Ｆｅ，?（ｂ）?２０?ｗｔ．％?Ｆｅ，??（ｃ）?５０?ｗｔ．％?Ｆｅ??２．３．２堿艦度對產(chǎn)氫的影響??堿液濃度對鋁水解產(chǎn)氫有顯著影響，ＯＨ？在離鋁表面近的區(qū)域會發(fā)生強烈吸附，??從而將電子轉(zhuǎn)移到鋁上，導致化學反應和腐蝕加劇［１３４］。常溫下不同濃度ＮａＯＨ溶液??中鋁鐵合金的產(chǎn)氫情況如圖２－４所示，將１．００?ｇ?Ａｌ－Ｆｅ２０?（２０－４０目）分別放入１００?ｍＬ??０．１／０．２／０．５?ｍｏｌ／Ｌ?ＮａＯＨ?溶液中磁力攪拌，此時?１００?ｍＬ?溶液中?０．１?ｍｏｌ／Ｌ?和?０．２?ｍｏｌ／Ｌ??ＮａＯＨ的量無法滿足使所有溶出的鋁形成ＮａＡｌ（ＯＨ）４，于是在實驗中后期反應逐漸變??為鋁－水反應，生成Ａｌ（ＯＨ）３?（式（２－２））包覆在材料表面阻止其與水接觸，

【參考文獻】：
期刊論文
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