當前位置:吉日网官网 - 傳統節日 - 化學!!!生產氫氣的方法

化學!!!生產氫氣的方法

壹、電解水制氫

以鐵為陰極面,鎳為陽極面的系列電解槽常用於電解氫氧化鉀或氫氧化鈉水溶液。陽極產生氧氣,陰極產生氫氣。該方法成本高,但產品純度高,可直接制得純度在99.7%以上的氫氣。這種純度的氫氣常用於:①電子、儀器儀表行業用坡莫合金的還原劑、保護氣體和熱處理;②粉末冶金工業中用來制造鎢、鉬和硬質合金的還原劑;③多晶矽、鍺等半導體原料;④油脂氫化;⑤雙氫冷發電機用冷卻氣體。比如北京電子管廠、科學院氣體廠都是用水電解制氫。

第二,從水煤氣生產氫氣

水煤氣(C+H2O → Co+H2熱)是無煙煤或焦炭與水蒸氣在高溫下反應得到的。凈化後,其中的CO通過催化劑與水蒸氣壹起轉化為CO2(CO+H2O→CO2+H2),從而得到氫氣含量在80%以上的氣體,然後將其壓入水中溶解CO2,再從含氨基甲酸亞銅(或含氨的乙酸亞銅)的溶液中除去殘留的CO,得到純凈的氫氣。該方法制氫成本低,產量大,設備多,常用於合成氨廠。壹些工廠也用壹氧化碳和H2合成甲醇,還有壹些地方使用純度較低、含80%氫氣的氣體作為人造液體燃料。北京化學實驗廠和許多地方的小氮肥廠經常采用這種方法。

3.合成氣和石油熱裂解天然氣制氫

石油熱裂解副產氫氣產量較大,常用於汽油加氫、石化和化肥廠。世界上許多國家都采用這種制氫方法,中國的石化基地也在使用這種方法,如青青化肥廠和渤海油田。

它也用於壹些地方(如美國的貝、道和巴丹魯戈加氫廠等。).

四、焦爐煤氣冷凍制氫

初步凈化的焦爐氣被冷凍和加壓以液化其它氣體並留下氫氣。少數地方采用這種方法(如前蘇聯的克美珀寶工廠)。

動詞 (verb的縮寫)電解鹽溶液中的副產品氫

在氯堿工業中,副產大量純氫氣,不僅用於合成鹽酸,還可以提純生產普通氫氣或純氫氣。例如,第二化工廠使用的氫氣是電解鹽水的副產品。

六、釀酒工業的副產品

用玉米發酵丙酮和丁醇時,發酵罐廢氣中有1/3以上的氫氣。經過多次提純後,可生產出普通氫氣(97%以上)。用液氮將壹般氫氣冷卻到-65,438+000℃以下,可以進壹步除去雜質(如少量N2),可以生產出純氫氣(99.99%以上),和北京壹樣。

七、鐵和蒸汽反應產生氫氣。

但是質量差,這種老方法已經基本淘汰了。

方法有很多。簡單來說,單質+化合物=化合物+單質。只要不與氫發生反應,任何簡單的物質都可以使用。該化合物只需要含有氫,例如過氧化氫。

推薦:加熱高錳酸鉀和二氧化錳可以產生氫氣,得到的氣體純度更高。

近年來,世界各國的科學家開發了壹些新的制氫方法,中國科學家也試驗了壹些新的制氫方法。現在,這些新方法中的壹些被介紹如下:

1.以氧化亞銅為催化劑從水中制氫

通常,通過電解水產生氫氣的方法是昂貴的。過去有人研究過氧化亞銅催化劑從水中制氫的方法,但在實驗中,氧化亞銅在太陽光的作用下很容易被還原成金屬。日本研究人員發現,將氧化亞銅制成粉末可以避免這個問題。他們的具體方法是在200立方厘米的蒸餾水中加入0.5g氧化亞銅粉末,然後用玻璃燈泡發出的460-650 nm可見光照射。在氧化亞銅催化劑的作用下,水分解成氫氣和氧氣。日本研究人員利用這項技術進行了30次實驗,從分解的水中獲得了不同比例的氫氣和氧氣。實驗中發現,如果把獲得的氧氣壓力提高到500帕斯卡,水的分解過程就會變慢。氧化亞銅粉的使用壽命可達1900小時。東京工業大學計劃進壹步研究如何提高制氫效率,同時開發出在波長更長的可見光照射下可以活化的催化劑。該研究所正在測試壹種新的含銅鐵合金氧化物。

2.用新型鉬化合物從水中制氫。

西班牙巴倫西亞大學的兩位科學家發明了壹種低成本的從水中制氫的方法。他們改造了催化轉換器,這樣水就能以很低的成本被分解。他們使用壹種從鉬中提取的化學產品作為催化劑,而不是使用電力。他們說,如果以氫氣為原料,半升水產生的氫氣足以讓壹輛汽車行駛633公裏。

3.通過光催化劑反應和超聲波照射完全分解水的方法。

20世紀60年代末,兩位日本科學家發現二氧化鈦可以通過光(紫外線)照射分解水。他們原本計劃用這種方法生產氫氣,但由於生產的氫氣和氧氣量很少,不經濟,研究被迫中斷。近日,據《日本經濟新聞》報道,日本明星大學的田源久史教授等人利用光觸媒反應和超聲波照射兩種方法,將水完全分解。這種“超聲波光觸媒反應”可以完全分解水是因為水在超聲波的作用下可以分解成氫氣和過氧化氫,過氧化氫通過光催化反應可以分解成氧氣和氫氣。而超聲波照射和二氧化鈦光觸媒雖然達到了完全分解水的效果,但是產生的氧氣量較少。加入二氧化錳,用超聲波照射後,二氧化錳分解的錳離子可以溶解在溶液中,使雙氧水產生大量氧氣。

第四,陶瓷與水反應產生氫氣。

日本東京工業大學的科學家讓陶瓷在300℃下與水反應產生氫氣。他們在氬氣和氮氣的氣流中將碳的鎳鐵氧體(CNF)加熱到300℃,然後用註射針將水註入CNF,使水與熱的CNF接觸產生氫氣。由於CNF在水分解後返回到非活性狀態,鐵氧體可以重復使用。在每次反應中,每克CNF平均可產生2 ~ 3立方厘米的氫氣。

動詞 (verb的縮寫)從甲烷制造氫氣

1.日本京都大學的甘智行教授利用Ni-Pt稀土氧化物多孔催化劑,使甲烷、二氧化碳和水變成氫氣。催化劑中鎳、稀土氧化物和鉑的組成比為10:65:0.5。制備過程如下:首先將鎳、稀土氧化物等原料加熱熔融,然後通入氨氣使熔融凝膠,再進行幹燥和熱處理。該催化劑的粒徑為2 nm ~ 100 nm,具有較高的催化活性。甘誌興教授將催化劑放入反應塔中,然後加入二氧化碳、甲烷和水蒸氣。結果:在常壓和550℃ ~ 600℃下,產物為氫氣和壹氧化碳,當溫度升至650℃時,轉化率為80%。當溫度為700℃時,轉化率幾乎達到100%。

2.以C60為催化劑甲烷制氫

日本工業大學材料工程工業技術研究所使用C60作為催化劑從甲烷中生產氫氣。

目前C60只能在高溫下發揮作用,所以不能馬上使用。必須對其進行改良,制成能在低溫下工作的節能催化劑。他們研制的催化劑是將10% C60混入碳粉中。在加熱到65438±0000℃的容器中,放入0.65438±0g催化劑,以65438±0分鐘的速率通入20 ml甲烷。結果,90%的甲烷被分解成氫氣和碳。C60作為催化劑,可以用水清洗表面,去除附著的殘碳。理論上可以半永久使用。由於其獨特的形狀,顆粒的表面積是活性炭的5倍到10倍,因此當用作催化劑時具有很強的功能。

6.從微生物中提取的酶產生氫氣

1.葡萄糖脫氧酶。葡萄糖脫氧酶是在Oak Cen國家實驗室從熱原性乳酸菌中提取的。產熱乳酸菌最早發現於美國礦山低溫幹餾煤渣中。在煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP)的幫助下,葡萄糖脫氧酶可以從葡萄糖中提取氫。在產生氫氣的過程中,NADP從葡萄糖中剝離出壹個氫原子,使剩余的物質變成氫原子溶液。

2.氫化酶。這種酶是從壹種曾在海底火山口附近發現的微生物中提取的。氫化酶的作用是將NADP攜帶的氫原子結合成氫分子,NADP還原成原來的狀態,重新繼續使用。除了在美國發現這種酶,俄羅斯科學家還在湖泊和沼澤中發現了這種微生物。他們將微生物放在適合其生存的特殊容器中,然後將微生物產生的氫氣收集在氫氣瓶中。

第七,從細菌中制造氫氣。

1.許多原始低等生物在新陳代謝過程中也能釋放出氫氣。例如,許多細菌在壹定條件下可以釋放氫氣。日本發現了壹種名為“紅色毛滴蟲”的細菌,它是產氫專家。在玻璃器皿中,以澱粉為原料,加入壹些其他營養物質制成培養液,即可培養出這類細菌。每消耗5 mm澱粉營養液,可產生25 ml氫氣。

2.美國航天部門將把壹種光合細菌——紅孢菌帶入太空,並利用它釋放的氫氣作為航天器的能源。

八、利用綠藻生產氫氣

科學家發現了壹種新方法,可以讓綠藻根據需要產生氫氣。加州大學伯克利分校的科學家說,綠藻是人類已知的最古老的植物之壹,它進化出了在兩種完全不同的環境中生活的能力。當綠藻生活在普通空氣和陽光中時,它會像其他植物壹樣進行光合作用。光合作用利用陽光、水和二氧化碳產生植物維持生命所需的氧氣和化學物質。然而,當綠藻缺乏硫這壹關鍵營養物質,並被置於無氧環境中時,綠藻會為了生存而回到另壹種生活方式。在這種情況下,綠藻會產生氫氣。根據科學家的說法,1升綠藻培養液每小時可以產生3毫升氫氣,但研究人員認為綠藻產氫的效率至少可以提高100倍。

9.有機廢水發酵生物制氫

最近,以厭氧活性液為原料的“有機廢水發酵生物制氫技術”在中國哈爾濱建築大學通過中試研究得到驗證。中國工程院院士李教授介紹,該研究在國內外首創並實現了連續非固定化菌種長期連續生物制氫中試技術,是生物制氫領域的重大突破,成果處於國際領先地位。生物制氫的想法在1966提出,在90年代受到了前所未有的關註。自20世紀90年代以來,德國、日本和美國等壹些發達國家成立了專門機構,制定了生物制氫發展規劃,以期通過對生物制氫技術的基礎和應用研究,在20世紀中葉實現工業化生產。然而,到目前為止,研究進程並不理想,許多研究仍然集中在細菌和酶的固定化技術上,離工業化生產還很遠,至今沒有中試結果。哈爾濱建築大學教授突破了生物制氫技術必須采用純菌和固定化技術的限制,開創了利用非固定化細菌制氫的新途徑,首次實現了中試規模的連續流長期連續制氫。在此基礎上,他們先後發現了高產氫能力的乙醇發酵類型,發明了連續流生物制氫反應器,初步建立了生物制氫發酵理論,提出了最佳工程控制對策。該技術和理論成果在中試研究中得到了充分驗證:產氫量比國外同類中試研究高出數倍;開發的工業化生物制氫系統穩定可靠,生產成本明顯低於廣泛使用的水電解決方案。

  • 上一篇:初春如何釣鯉魚的技巧方法
  • 下一篇:十二生肖語音故事大全
  • copyright 2024吉日网官网