生物質(zhì)燃料是與化石燃料組成相近的液體燃料,環(huán)境友好、可再生,被視為替代化石能源的最佳選擇之一。但是生物質(zhì)油的低熱值、低穩(wěn)定性、組成復(fù)雜等缺點(diǎn),必須經(jīng)過加氫精制才能轉(zhuǎn)化為清潔、高能量密度的生物質(zhì)燃料。傳統(tǒng)的生物質(zhì)油加氫精制采用三相反應(yīng)器,需要在高氫分壓以及高溫條件下進(jìn)行。電化學(xué)氫泵反應(yīng)器通過外加電壓,在陰極催化劑表面原位生成吸附態(tài)氫原子,能夠在常溫常壓條件下實(shí)現(xiàn)高速率的生物質(zhì)加氫過程。但其催化層的微孔結(jié)構(gòu)限制了加氫產(chǎn)物的向外傳質(zhì),使電化學(xué)氫泵反應(yīng)器加氫過程中出現(xiàn)嚴(yán)重的產(chǎn)物抑制現(xiàn)象,亟待解決。本文以馬來酸作為生物質(zhì)油模型化合物,提出將乙醇作為競爭吸附劑,減弱了馬來酸加氫過程中出現(xiàn)的產(chǎn)物抑制現(xiàn)象,將10 h平均反應(yīng)速率提高了46.1%。并且進(jìn)一步探究了不同乙醇濃度、馬來酸濃度、電流密度、溫度條件下,乙醇對電化學(xué)氫泵加氫性能的影響。添加少量乙醇就可以將電化學(xué)泵反應(yīng)器加氫轉(zhuǎn)化率、反應(yīng)速率以及電流效率提高18.3%。并且添加乙醇后,電化學(xué)氫泵反應(yīng)更適合在大電流條件下操作,在電流密度為132.3 mA cm-2時(shí),電化學(xué)氫泵反應(yīng)器的轉(zhuǎn)化率、反應(yīng)速率以及電流效率提高了83.1%。進(jìn)而,通過對電化學(xué)氫泵... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
1 文獻(xiàn)綜述
    1.1 電化學(xué)氫泵反應(yīng)器（EHPR）
        1.1.1 EHPR反應(yīng)器結(jié)構(gòu)
        1.1.2 EHPR核心技術(shù)
        1.1.3 EHPR加氫反應(yīng)機(jī)理
    1.2 生物質(zhì)油加氫精制
        1.2.1 生物質(zhì)能源
        1.2.2 高溫高壓三相反應(yīng)器生物質(zhì)加氫
        1.2.3 電解池反應(yīng)器生物質(zhì)加氫
        1.2.4 電化學(xué)氫泵反應(yīng)器生物質(zhì)加氫
    1.3 載體吸附性質(zhì)對催化性能影響
        1.3.1 吸附作用對多孔傳質(zhì)的影響
        1.3.2 吸附作用的影響因素
        1.3.3 親/疏水催化劑載體應(yīng)用
    1.4 論文選題意義以及研究內(nèi)容
2 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 實(shí)驗(yàn)儀器與藥品
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)材料及藥品
    2.2 膜電極組件的制備
        2.2.1 薄層膜電極
        2.2.2 膜電極組件制備
    2.3 電化學(xué)氫泵生物質(zhì)模型化合物加氫流程
    2.4 吸附實(shí)驗(yàn)
        2.4.1 吸附動力學(xué)實(shí)驗(yàn)
        2.4.2 等溫吸附實(shí)驗(yàn)
    2.5 分析與表征方法
        2.5.1 電化學(xué)氫泵反應(yīng)加氫反應(yīng)器性能評價(jià)
        2.5.2 接觸角測量
        2.5.3 催化層表征
        2.5.4 吸附量計(jì)算
    2.6 本章小結(jié)
3 乙醇對電化學(xué)氫泵反應(yīng)器加氫反應(yīng)的影響
    3.1 引言
    3.2 乙醇對反應(yīng)速率的影響
    3.3 添加乙醇的電化學(xué)氫泵馬來酸加氫
        3.3.1 乙醇濃度
        3.3.2 馬來酸濃度
        3.3.3 電流密度
        3.3.4 溫度
    3.4 EHPR催化層穩(wěn)定性
    3.5 本章小結(jié)
4 乙醇競爭吸附減弱產(chǎn)物抑制機(jī)理
    4.1 引言
    4.2 薄層膜電極催化層結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
        4.2.1 催化層以及催化劑結(jié)構(gòu)
        4.2.2 催化層與不同濃度乙醇水溶液的表面相互作用
    4.3 碳載體對琥珀酸和馬來酸的吸附作用
    4.4 乙醇對碳載體吸附作用的影響
    4.5 乙醇減弱催化層產(chǎn)物抑制機(jī)理
    4.6 本章小結(jié)
5 考慮產(chǎn)物抑制的EHPR反應(yīng)動力學(xué)模型
    5.1 引言
    5.2 反應(yīng)動力學(xué)建模
    5.3 等溫吸附模型參數(shù)求取
    5.4 模型驗(yàn)證
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
創(chuàng)新點(diǎn)與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝



本文編號：3200462