鎳基金屬催化劑的制備及其對水合肼的催化產(chǎn)氫研究.pdf

1、獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝之處外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得云鎏王些太堂或其他教育機構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。學(xué)位做作者簽名：琴、(乞％簽字日期≯“年≥月學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書西Et|本學(xué)位論文作者完全了解云洼王些太堂有關(guān)保留、使用學(xué)位論

2、文的規(guī)定。特授權(quán)云鋈王些太堂可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編以供查閱和借閱。同意學(xué)校向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤。(保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說明)學(xué)位論文作者簽名強忍坂簽字目期：乃∥年、月1羅日導(dǎo)師簽‰、℃二，／妙7。簽字日期：≯形年≥月呷日摘要氫是一種清潔能源，以氫為燃料可以實現(xiàn)碳的零排放，將其應(yīng)用于氫燃料電池可以大大提高能量轉(zhuǎn)化率。在當(dāng)前環(huán)境惡化、

3、能源枯竭的情況下，開發(fā)利用氫能具有一定的積極意義。水合肼(N2H4I120)是一種高含氫化合物(125wt％)，它完全分解的產(chǎn)物只有氫氣和氮氣，不會產(chǎn)生危害環(huán)境的副產(chǎn)物。利用水合肼制氫擁有光明的前景，而控制水合肼分解的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是開發(fā)高效的肼分解催化劑。本文在常溫常壓下采用液相共還原法，以氯化鎳和氯化鈰為前驅(qū)物，硼氫化鈉為還原劑，合成了不同鎳／氧化鈰配比的肼分解催化劑，試驗考查了不同鎳／氧化鈰配比、氫氧化鈉濃度、溫度等因素對催化劑催化分解

4、水合肼性能的影響。試驗結(jié)果表明：鎳／氧化鈰的物質(zhì)的量之比為9：1時催化性能最佳，且催化反應(yīng)體系中氫氧化鈉濃度大于等于0。5mol／L，反應(yīng)溫度為70℃時，Ni9Ce02催化劑催化分解水合肼的氫氣選擇性在99％以上，轉(zhuǎn)化頻率為500h～。通過表征分析發(fā)現(xiàn)Ni9Ce02催化劑的晶體構(gòu)型為鎳的面，tL立方構(gòu)型，晶體粒徑為218nm，催化劑本體為多孔結(jié)構(gòu)，且能夠分散懸浮在水相反應(yīng)液中。氧化鈰不但可以阻止鎳納米顆粒的大規(guī)模團聚，還能夠與鎳產(chǎn)生協(xié)同

5、作用，提高催化劑的氫氣選擇性和轉(zhuǎn)化頻率。在鎳氧化鈰催化劑的基礎(chǔ)上，合成了不同鉬添加量的鎳鉬氧化鈰催化劑，并試驗考查了鉬添加量、氫氧化鈉濃度、溫度等因素對催化劑催化分解水合肼性能的影響。鎳鉬一氧化鈰催化劑中鎳／鉬／氧化鈰的配比為9：2：1時催化水合肼的性能最佳，且催化反應(yīng)體系中氫氧化鈉濃度大于等于05mol／L，反應(yīng)溫度為70℃時，Ni9M02Ce02催化劑催化分解水合肼的氫氣選擇性在99％以上，其轉(zhuǎn)化頻率高達655h一。通過表征分析發(fā)現(xiàn)

6、Ni9M02一Ce02催化劑的晶體構(gòu)型仍為鎳的面心立方構(gòu)型，晶體粒徑為104nm，催化劑本體為不規(guī)則顆粒狀，且能夠分散懸浮在水相反應(yīng)液中。在催化劑中加入適量的鉬可以通過結(jié)晶干擾作用減小催化劑的晶體粒徑，并阻止納米顆粒的聚集，提高催化劑的分散度和活性位點數(shù)量，從而加強催化劑活性；而過量的鉬會使催化劑顆粒結(jié)成板塊，降低催化劑的催化活性。在催化反應(yīng)試驗中，氫氧化鈉存在下的強堿性環(huán)境不但可以阻止肼分解的副反應(yīng)產(chǎn)生堿性氣體氨(NH3)，提高催化劑