鎂-水體系反應(yīng)行為及其副產(chǎn)物氫氧化鎂吸附性能的研究.pdf

1、鎂資源豐富，價(jià)格低廉，能量密度高，鎂合金的大量使用導(dǎo)致鎂廢料的循環(huán)利用成為新的問題。鎂/水反應(yīng)制氫是一種理想的制氫技術(shù)，其反應(yīng)溫和，產(chǎn)氫效率高，在制得氫氣的同時(shí)還能獲得重金屬吸附劑納米氫氧化鎂，具有很好的應(yīng)用前景。鎂/水體系產(chǎn)氫速率與鎂的形態(tài)、反應(yīng)溫度、鹽水介質(zhì)濃度、催化方式等因素密切相關(guān)，其對(duì)產(chǎn)氫速率的影響規(guī)律是本文研究的重點(diǎn)。
　　本文探索了鎂粉、鎂帶、鎂合金在不同反應(yīng)條件下產(chǎn)氫速率的變化規(guī)律，對(duì)產(chǎn)氫性能的影響規(guī)律做了分析。利

2、用掃描電鏡、X射線衍射儀、能譜儀對(duì)副產(chǎn)物氫氧化鎂的表面形態(tài)和晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，分析了其形貌特征的演變規(guī)律及產(chǎn)物的形成機(jī)理。研究了氫氧化鎂吸附重金屬鎘的熱力學(xué)及動(dòng)力學(xué)特性，進(jìn)一步研究了重金屬脫附、吸附劑再生及其吸附性能。獲得如下結(jié)果:
　　(1)反應(yīng)溫度和鹽水濃度對(duì)鎂/水體系產(chǎn)氫速率有較大影響，其影響規(guī)律為:在鎂粉/水體系中，產(chǎn)氫速率與鹽水濃度成正比，溫度高于60℃時(shí)產(chǎn)氫速率下降明顯;在鎂帶/水體系中，過高和過低的鹽水濃度都不利于氫

3、氣產(chǎn)生，常溫下產(chǎn)氫速率最大。其差異的原因主要是鎂粉具有較大的比表面積可與反應(yīng)介質(zhì)充分接觸及各因素對(duì)鎂表面鈍化膜形成的影響的復(fù)雜性。
　　(2)催化劑的加入能有效提高產(chǎn)氫速率，銅絲催化下，鎂合金產(chǎn)氫速率最大值為61.9(min· g)-1，產(chǎn)氫率達(dá)93.0％以上。
　　(3)鎂/水體系產(chǎn)物氫氧化鎂呈片狀晶體，氯離子濃度對(duì)晶體厚度影響不大，鎂粉水解產(chǎn)物的粒徑隨鹽水濃度的升高而減小，鎂帶水解產(chǎn)物的粒徑隨鹽水濃度增加而變大，銅絲催化

4、下鎂合金水解產(chǎn)物的粒徑隨鹽水濃度變化不大。溫度對(duì)晶體形貌具有較大影響，晶體厚度隨溫度升高而增大，粒徑隨溫度升高而減小，高溫有利于形成形貌規(guī)整分散性好的晶體。
　　(4)產(chǎn)物氫氧化鎂對(duì)二價(jià)鎘的吸附在30分鐘達(dá)到吸附平衡，溫度對(duì)吸附效果基本沒有影響，pH中性時(shí)去除率最高。其吸附過程吸附過程符合Langmuir模型，為單分子層吸附，吸附動(dòng)力學(xué)符合Lagergren二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，為自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)吸附過程，其吸附過程受受液膜擴(kuò)散、表面吸附