本文關(guān)鍵詞：產(chǎn)氫用Al-Ga-In-Sn四元合金的制備

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【摘要】：隨著工業(yè)環(huán)境污染日益加重，化石燃料的不斷緊缺和需求量的日益上升，全世界都在尋找既經(jīng)濟(jì)又有效的替代能源，以填補(bǔ)能源供應(yīng)留下的缺口。近些年來(lái)，大量的替代能源（核能、太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮艿鹊龋┮呀?jīng)開(kāi)始逐漸取代石油在并網(wǎng)系統(tǒng)中的應(yīng)用，但沒(méi)有一種新能源能夠像石油那樣方便的儲(chǔ)存、運(yùn)輸、供能。某種新能源如果想要取代石油在離網(wǎng)應(yīng)用中的地位，必須具備以下一些特點(diǎn)：能夠大規(guī)模生產(chǎn)，儲(chǔ)存、運(yùn)輸便捷、安全，能量密度大且供能過(guò)程中沒(méi)有污染物的生成。 氫氣是一種公認(rèn)的清潔能源，本身無(wú)毒、燃燒時(shí)釋放熱量極大，不產(chǎn)生任何污染物。目前阻礙氫能源利用推廣的主要是氫氣的儲(chǔ)存運(yùn)輸問(wèn)題。氣態(tài)液態(tài)儲(chǔ)氫導(dǎo)致用氫運(yùn)輸成本高，儲(chǔ)氫材料儲(chǔ)氫又面臨氫儲(chǔ)量低和放氫條件苛刻等問(wèn)題。因此，想要大規(guī)模推廣氫能源，就要解決或是避開(kāi)氫氣儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)钠款i。 鎵銦錫合金與水反應(yīng)作產(chǎn)生氫的方法利用了鋁較高的化學(xué)活性。常溫下鋁遇到水表面會(huì)由于生成致密的氧化膜將鋁和水隔開(kāi)而難以反應(yīng)，因此掩蓋了其活性。破壞這一氧化膜的方法主要有兩種，一是球磨鋁粉至納米級(jí)別，其與水劇烈反應(yīng)放出氫氣。另外一種是將鋁和低熔點(diǎn)金屬制成合金，反應(yīng)過(guò)程中，低熔點(diǎn)金屬能夠阻止氧化膜的形成，保證反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行。 本實(shí)驗(yàn)中利用金屬熔煉爐熔化Al、Ga、In、Sn，并在室溫下澆筑成型，制成四元合金板。X射線衍射分析圖譜顯示，該合金主要表現(xiàn)鋁的特征峰，金屬間化合物In3Sn和InSn4與原料中In、Sn的加入量有關(guān)。掃描電鏡圖像看到為退火的樣品表面存在大量的缺陷和裂紋，這些缺陷和裂紋促進(jìn)了合金與水的反應(yīng)。由于成分之間的密度不同和熔點(diǎn)差異，合金內(nèi)部存在著明顯的成分偏析，經(jīng)過(guò)退火工藝之后，成分偏析有所好轉(zhuǎn)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，液態(tài)共晶中的Al運(yùn)動(dòng)到共晶表面與水反應(yīng)，而共晶又會(huì)溶解周?chē)腁l直至反應(yīng)結(jié)束，理論上這一反應(yīng)可以將鋁全部消耗。DSC圖像顯示，，合金內(nèi)出現(xiàn)液相的溫度約在12℃，這一溫度也是反應(yīng)能夠發(fā)生的最低溫度。通過(guò)排水集氣法對(duì)收集到的氫氣進(jìn)行記錄，發(fā)現(xiàn)制備的幾種合金樣品產(chǎn)氫率最高可達(dá)97%以上，產(chǎn)氫速率最快可達(dá)478ml/min。通過(guò)控制合金的退火工藝、反應(yīng)的水解溫度等可以對(duì)合金水解速度，即持續(xù)產(chǎn)氫時(shí)間進(jìn)行控制。由于本合金目的是替代石油的離網(wǎng)應(yīng)用，因此，對(duì)于野外作業(yè)用能，潛艇水下動(dòng)力用能等有著廣泛的應(yīng)用前景，考慮到實(shí)際環(huán)境中水的狀況，對(duì)水中一些離子對(duì)四元合金產(chǎn)氫性能的影響也進(jìn)行了簡(jiǎn)單研究。
【關(guān)鍵詞】：鋁鎵合金 四元合金 液態(tài)共晶體 水解產(chǎn)氫
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TG146.21;TQ116.2
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-28
• 1.1 引言10-11
• 1.2 新能源概述11-13
• 1.2.1 新能源技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 幾種常見(jiàn)的新能源12-13
• 1.3 氫能源13-18
• 1.3.1 氫能源簡(jiǎn)介13-14
• 1.3.2 氫氣的制備方法14-15
• 1.3.3 氫氣的存儲(chǔ)和運(yùn)輸15-18
• 1.4 鋁及其合金水解產(chǎn)氫18-23
• 1.4.1 鋁-堿水解制氫18-19
• 1.4.2 鋁-水水解制氫19-21
• 1.4.3 鋁合金水解制氫21-22
• 1.4.4 鋁合金化的機(jī)理22-23
• 1.5 幾種低熔點(diǎn)金屬簡(jiǎn)介23-26
• 1.6 論文的選題背景及研究意義26-28
• 第二章 實(shí)驗(yàn)部分28-34
• 2.1 實(shí)驗(yàn)藥品28
• 2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備28-29
• 2.3 氫氣發(fā)生、收集裝置及使用方法29-30
• 2.4 樣品表征手段30-34
• 第三章 Al-Ga-In-Sn 四元合金的制備及樣品分析34-49
• 3.1 引言34
• 3.2 樣品制備34-35
• 3.3 實(shí)驗(yàn)樣品表征35-45
• 3.4 本章小結(jié)45-49
• 第四章 退火、水溫及水中離子對(duì)合金產(chǎn)氫效率的影響49-56
• 4.1 引言49
• 4.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容49-55
• 4.2.1 退火溫度和時(shí)間對(duì)合金產(chǎn)氫性能的影響49-52
• 4.2.2 水解溫度對(duì)合金產(chǎn)氫性能的影響52-53
• 4.2.3 水解時(shí)離子對(duì)合金產(chǎn)氫性能的影響53-55
• 4.3 本章小結(jié)55-56
• 第五章 結(jié)論56-57
• 參考文獻(xiàn)57-65
• 致謝65

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

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本文編號(hào)：567953