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我想做一些氫氣,不知怎樣制取?

來源:新能源網(wǎng)
時(shí)間:2024-08-17 13:00:42
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我想做一些氫氣,不知怎樣制取?【專家解說】:工業(yè)制法 1.利用電解飽和食鹽水產(chǎn)生氫氣,如2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2↑+H2↑ 2.工業(yè)上用水和紅熱的碳反應(yīng) 3.用鋁和

【專家解說】:工業(yè)制法 1.利用電解飽和食鹽水產(chǎn)生氫氣,如2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2↑+H2↑ 2.工業(yè)上用水和紅熱的碳反應(yīng) 3.用鋁和氫氧化鈉反應(yīng)制取: 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ 補(bǔ)充: 實(shí)驗(yàn)室制法 1.用強(qiáng)酸與活潑金屬反應(yīng),如Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ 2.用堿金屬與水反應(yīng),如2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ 制取氫氣的新方法 盛有氫氣的集氣瓶的放置方法 1.用氧化亞銅作催化劑從水中制取氫氣。 2.用新型的鉬的化合物從水中制取氫氣。 3.用光催化劑反應(yīng)和超聲波照射把水完全分解的方法。 4.陶瓷跟水反應(yīng)制取氫氣。 5.生物質(zhì)快速裂解油制取氫氣。 6.從微生物中提取的酶制氫氣。 7.用細(xì)菌制取氫氣。 8.用綠藻生產(chǎn)氫氣。 9.有機(jī)廢水發(fā)酵法生物制氫氣。 10.利用太陽能從生物質(zhì)和水中制取氫氣。 利用太陽能從生物質(zhì)和水中制取氫氣是最佳的制取氫氣的方法。理由是太陽能能量巨大、取之不盡、用之不竭、而且清潔、無污染、不需要開采、運(yùn)輸。怎樣制取氫氣的成本就大大降低。 11.用二氧化鈦?zhàn)鞔呋瘎?在激光的照射下,讓水分解成氫氣和氧氣. 利用太陽能從生物質(zhì)和水中制取氫氣-------一種利用太陽能從生物質(zhì)和水中制取氫氣工藝方法,該工藝方法包括有固態(tài)碳轉(zhuǎn)化步驟,固態(tài)碳在600℃-1000℃中,常壓下與水蒸氣反應(yīng)生成一氧化碳、二氧化碳和氫氣;和液態(tài)烴類的轉(zhuǎn)化步驟,該轉(zhuǎn)化步驟通過催化裂解法,并與水蒸汽反應(yīng)后生成氫氣、一氧化碳、二氧化碳,該工藝方法還包括有凈化工藝步驟,該凈化工藝步驟是將上述兩個(gè)轉(zhuǎn)化步驟中生成的轉(zhuǎn)化氣體及一氧化碳、二氧化碳、氫氣的混合氣進(jìn)行除固體雜質(zhì)、脫硫、脫二氧化碳和一氧化碳變換的凈化處理,最后得到純度為97-99%的氫氣,其特征在于上述轉(zhuǎn)化步驟中的固態(tài)碳;一氧化碳、二氧化碳、氫氣的混合氣;液態(tài)烴類是從生物質(zhì)和水制成,其過程為:將生物質(zhì)放在生物質(zhì)轉(zhuǎn)化塔中,在溫度為200℃-1000℃范圍內(nèi),壓力為常壓條件下分解成三種形態(tài)的物質(zhì):固態(tài)物質(zhì)、液態(tài)物質(zhì)、氣態(tài)物質(zhì),該液態(tài)物質(zhì)、氣態(tài)物質(zhì)經(jīng)冷卻分離塔冷卻處理后得到上述的一氧化碳、二氧化碳、氫氣的混合氣和液態(tài)烴類,該固態(tài)物質(zhì)為上述轉(zhuǎn)化步驟中所需的固態(tài)炭,并且該工藝方法使用的所有的熱能都來自于太陽能; 一.用氧化亞銅做催化劑從水中制氫氣 通常,用電解水生產(chǎn)氫的方法比較昂貴。過去,也曾有人研究過用氧化亞銅催化劑從水中制取氫的方法,但在實(shí)驗(yàn)中氧化亞銅在陽光的作用下很容易還原成金屬。日本研究人員發(fā)現(xiàn),將氧化亞銅制成粉末,可以避免發(fā)生這個(gè)問題。他們的具體方法是,將0.5克氧化亞銅粉末添加入200立方厘米的蒸餾水中,然后用一盞玻璃燈泡中發(fā)出的460納米~650納米的可見光進(jìn)行照射,在氧化亞銅催化劑的作用下,水分解成氫和氧。日本的研究人員利用這項(xiàng)技術(shù)共進(jìn)行了30次實(shí)驗(yàn),從分解的水中得到了不同比例的氫和氧。試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),如果得到的氧的壓力增加到500帕斯卡,水的分解過程就減慢。氧化亞銅粉末的使用壽命可達(dá)1900小時(shí)之久。東京技術(shù)研究所計(jì)劃進(jìn)一步研究如何提高氫的產(chǎn)生效率,同時(shí)研制能夠在波長更長的可見光照射下發(fā)揮活性的催化劑,該研究所正在試驗(yàn)一種新的含銅鐵合金的氧化物。 二、用新型的鉬的化合物從水中制氫氣 西班牙瓦倫西亞大學(xué)的兩位科學(xué)家發(fā)明了一種低成本的從水中制取氫的方法。他們對催化轉(zhuǎn)化器進(jìn)行改造,使水分解時(shí)僅需很少的成本。他們用一種從鉬中獲取的化學(xué)產(chǎn)品做催化劑,而不使用電能。他們說,如果用氫作原料,從半升水中制得的氫足以使一輛小汽車行駛633公里。 三、用光催化劑反應(yīng)和超聲波照射把水完全分解的方法 60年代末,日本兩位科學(xué)家發(fā)現(xiàn)二氧化鈦經(jīng)光(紫外線)照射可分解水的現(xiàn)象。他們本擬應(yīng)用這一方法制氫,但由于氫和氧的生成量較少,在經(jīng)濟(jì)上不合算而中斷了這一研究。最近,據(jù)《日本工業(yè)新聞》報(bào)道,日本明星大學(xué)元田久志教授等人同時(shí)使用光催化劑反應(yīng)和超聲波照射的方法把水完全分解。這種“超聲波光催化劑反應(yīng)”所以能使水完全分解,是由于在超聲波的作用下,水可被分解為氫和雙氧水,而雙氧水經(jīng)光催化反應(yīng)又可分解成氧和氫。不過超聲波照射和二氧化鈦光催化劑雖然獲得了完全分解水的結(jié)果,但氧的生成量卻較少。在添加二氧化錳后,再用超聲波照射,二氧化錳分解后的錳離子可溶解到溶液中,使雙氧水產(chǎn)生大量的氧。 四、陶瓷跟水反應(yīng)制取氫氣 日本東京工業(yè)大學(xué)的科學(xué)家在300 ℃下,使陶瓷跟水反應(yīng)制得了氫。他們在氬和氮的氣流中,將炭的鎳鐵氧體(CNF)加熱到300 ℃,然后用注射針頭向CNF上注水,使水跟熱的CNF接觸,就制得氫。由于在水分解后CNF又回到了非活性狀態(tài),因而鐵氧體能反復(fù)使用。在每一次反應(yīng)中,平均每克CNF能產(chǎn)生2立方厘米~3立方厘米的氫氣。 五、甲烷制氫氣 1.日本京都大學(xué)教授乾智行用鎳鉑稀土元素氧化物多孔催化劑,使甲烷、二氧化碳和水生成了氫氣。催化劑中鎳、稀土元素氧化物和鉑的組成比例為10:65:0.5。其制備過程是,先將鎳、稀土元素氧化物等原料加熱熔解,然后導(dǎo)入氨氣,使熔解物成為凝膠狀,再進(jìn)行干燥、熱處理。這種催化劑微??讖綖?納米~100納米,具有很高的催化活性。乾智行教授將該催化劑裝進(jìn)反應(yīng)塔,然后加入二氧化碳、甲烷和水蒸氣。結(jié)果,在常壓及550 ℃~600 ℃條件下,生成物為氫氣和一氧化碳,升溫至650 ℃,其轉(zhuǎn)化率為80%;溫度為700 ℃時(shí),轉(zhuǎn)化率幾乎達(dá)到100%。 2.用C60作催化劑從甲烷制氫氣 日本工業(yè)技術(shù)院物質(zhì)工學(xué)工業(yè)技術(shù)研究所用C60作催化劑,從甲烷制得氫氣。 在現(xiàn)階段,C60在高溫條件下才能發(fā)揮功能,不能立刻達(dá)到實(shí)用,必須加以改良,制成在低溫條件下也能工作的節(jié)能催化劑。他們開發(fā)的催化劑,是在碳粉里摻10%的C60。在加熱到1000 ℃的容器里,放入0.1克催化劑,以1分鐘流入20毫升甲烷的速度作實(shí)驗(yàn),結(jié)果90%的甲烷分解成氫和碳。C60用作催化劑,可用水洗凈表面,除去附著的殘存碳素,理論上可半永久使用。由于形狀獨(dú)特,粒子表面面積為活性炭的5倍到10倍,因而作催化劑用時(shí)功能較強(qiáng)。 六、從微生物中提取的酶制氫氣 1.葡萄糖脫氧酶。美國橡樹岑國家實(shí)驗(yàn)室從熱原體乳酸菌中提取葡萄糖脫氧酶。熱原體乳酸菌首先是在美國礦井中的低溫干餾煤渣中發(fā)現(xiàn)的。葡萄糖脫氧酶在磷酸煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADP)的幫助下,能從葡萄糖中提取氫。在制取氫的過程中,NADP從葡萄糖中剝?nèi)∫粋€(gè)氫原子,使剩余物質(zhì)變成氫原子溶液。 2.氫化酶。這種酶是從曾在海底火山口附近發(fā)現(xiàn)的一種微生物中提取的。氫化酶的作用是使NADP攜載的氫原子結(jié)合成氫分子,而NADP還原為它原來的狀態(tài)繼續(xù)再次被利用。除美國發(fā)現(xiàn)這種酶外,俄羅斯的科學(xué)家也在湖沼里發(fā)現(xiàn)了這種微生物。他們把這種微生物放在適合于它生存的特殊器皿里,然后將微生物產(chǎn)出的氫氣收集在氫氣瓶里。 七、從細(xì)菌制取氫氣 1.許多原始的低等生物在其新陳代謝的過程中也可放出氫氣。例如,許多細(xì)菌可在一定條件下放出氫氣。日本已發(fā)現(xiàn)一種名為“紅極毛桿菌”的細(xì)菌,就是制氫的能手。在玻璃器皿里,以淀粉作原料,摻入一些其他營養(yǎng)素制成培養(yǎng)液,就可以培養(yǎng)出這種細(xì)菌。每消耗5毫米淀粉營養(yǎng)液,就可以產(chǎn)生出25毫升的氫氣。 2.美國宇航部門準(zhǔn)備把一種光合細(xì)菌-紅螺菌帶到太空去,用它放出的氫氣作為能源供航天器使用。 八、用綠藻生產(chǎn)氫氣 科學(xué)家們已發(fā)現(xiàn)一種新方法,使綠藻按要求生產(chǎn)氫氣。美國伯克利加州大學(xué)科學(xué)家說,綠藻屬于人類已知的最古老植物之一,通過進(jìn)化形成了能生活在兩個(gè)截然不同的環(huán)境中的本領(lǐng)。當(dāng)綠藻生活在平常的空氣和陽光中時(shí),它像其他植物一樣具有光合作用。光合作用利用陽光,水和二氧化碳生成氧氣和植物維持生命所需要的化學(xué)物質(zhì)。然而當(dāng)綠藻缺少硫這種關(guān)鍵性的營養(yǎng)成分,并且被置于無氧環(huán)境中時(shí),綠藻就會回到另一種生存方式中以便存活下來,在這種情況下,綠藻就會產(chǎn)生氫氣。科學(xué)家介紹,1升綠藻培養(yǎng)液每小時(shí)可以產(chǎn)生出3毫升氫氣,但研究人員認(rèn)為,綠藻生產(chǎn)氫氣的效率至少可以提高100倍。 九、有機(jī)廢水發(fā)酵法生物制氫氣 最近,以厭氧活性溶液為生產(chǎn)原料的“有機(jī)廢水發(fā)酵法生物制氫技術(shù)”在我國哈爾濱建筑大學(xué)通過中試研究驗(yàn)證。我國工程院院士李圭白教授介紹,該項(xiàng)研究在國內(nèi)外首創(chuàng)并實(shí)現(xiàn)了中試規(guī)模連續(xù)非固定化菌種長期持續(xù)生物制氫技術(shù),是生物制氫領(lǐng)域的一項(xiàng)重大突破,其成果處國際領(lǐng)先地位。生物制氫思路1966年提出,90年代受到空前重視。從90年代開始,德、日、美等一些發(fā)達(dá)國家成立了專門機(jī)構(gòu),制定了生物制氫發(fā)展計(jì)劃,以期通過對生物制氫技術(shù)的基礎(chǔ)性和應(yīng)用性研究,在21世紀(jì)中葉實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。但時(shí)至今日,研究進(jìn)程并不理想,許多研究還都集中在細(xì)菌和酶固定化技術(shù)上,離工業(yè)化生產(chǎn)還有很大差距,迄今尚無一例中試結(jié)果。哈爾濱建筑大學(xué)的教授突破了生物制氫技術(shù)必須采用純菌種和固定技術(shù)的局限,開創(chuàng)了利用非固定化菌種生產(chǎn)氫氣的新途徑,并首次實(shí)現(xiàn)了中試規(guī)模連續(xù)流長期持續(xù)產(chǎn)氫。在此基礎(chǔ)上,他們又先后發(fā)現(xiàn)了產(chǎn)氫能力很高的乙醇發(fā)酵類型,發(fā)明了連續(xù)流生物制氫技術(shù)反應(yīng)器,初步建立了生物產(chǎn)氫發(fā)酵理論,提出了最佳工程控制對策。該項(xiàng)技術(shù)和理論成果在中試研究中得到了充分驗(yàn)證:氫氣產(chǎn)率比國外同類的小試研究高幾十倍;開發(fā)的工業(yè)化生物制氫系統(tǒng)工藝運(yùn)行穩(wěn)定可靠,且生產(chǎn)成本明顯低于目前廣泛采用的水電解法制氫成本。 你也可以看下面鏈接也有點(diǎn)兒 ·
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