通過(guò)醇?jí)A反應(yīng)制備高純度氫氣.pdf

1、隨著全球經(jīng)濟(jì)的不斷快速發(fā)展，地球上的化石燃料不斷枯竭，開發(fā)與利用可再生的清潔新能源是當(dāng)今人類社會(huì)生存和發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。氫氣是重要的清潔能源，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷快速發(fā)展，其在燃料電池和燃料電池電動(dòng)車方面的應(yīng)用將不斷擴(kuò)大，這對(duì)氫氣氣源和制氫方法都提出了新的要求。利用生物質(zhì)乙醇制取氫氣的方法是一種具有良好應(yīng)用前景的制氫技術(shù)，其既可以增加農(nóng)民收入，加大對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展的貢獻(xiàn)度，又可以減少溫室氣體排放，實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化，是當(dāng)前低碳能源經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。但

2、現(xiàn)有的乙醇制氫技術(shù)需要在較高溫度和添加貴金屬催化劑的條件下才能實(shí)現(xiàn)，這樣不僅會(huì)增加生產(chǎn)成本，還會(huì)因金屬催化劑的回收不完全而造成環(huán)境污染;并且其生產(chǎn)的氫氣含有大量的CO2、CO，這會(huì)導(dǎo)致溫室效應(yīng)和燃料電池的鉑電極中毒，限制了氫氣應(yīng)用與發(fā)展。
　　 本研究旨在提出一種新的醇?jí)A制氫體系，可以實(shí)現(xiàn)由廉價(jià)的生物質(zhì)乙醇，在溫和、無(wú)催化劑的條件下快速制取不含CO2、CO的高純度氫氣。綜合研究了反應(yīng)溫度、水含量、壓力等參數(shù)對(duì)反應(yīng)體系的影響。實(shí)驗(yàn)

3、結(jié)果表明，醇?jí)A制氫體系具有以下優(yōu)勢(shì):反應(yīng)溫度較溫和(＜240℃)，減少加熱能耗;無(wú)需特定的壓力和催化劑參與，降低了氫氣生產(chǎn)成本;生物質(zhì)發(fā)酵所得乙醇水溶液即可進(jìn)行反應(yīng)，節(jié)省精蒸濃縮乙醇水溶液所需能耗;生成的氫氣不含CO2、CO，最高純度可達(dá)99.6％，不會(huì)引起溫室氣體和燃料電池電極中毒，降低分離成本;生成固體為高純度的乙酸鈉，其是高附加值的化工原料。
　　 同時(shí)，本文對(duì)醇?jí)A反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了初步探討，推導(dǎo)出乙醇與氫氧化鈉的反應(yīng)式為:<

4、br>　　 ^OH+NaOHnon-catatyat→heat2H2+(-o-ona)
　　 其醇?jí)A反應(yīng)機(jī)理是乙醇在氫氧化鈉存在時(shí)受熱脫出氫氣并產(chǎn)生乙醛，之后產(chǎn)生的乙醛再與氫氧化鈉發(fā)生Cannizzaro反應(yīng)生成乙酸鈉和乙醇。
　　 另外，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，甲醇、丁醇、辛醇、十六醇等都能與氫氧化鈉反應(yīng)產(chǎn)生較高純度的氫氣，反應(yīng)所產(chǎn)生的固體產(chǎn)物為高純的羧酸鹽，是具有很高附加值的化工原料。此外，還發(fā)現(xiàn)氫氧化鉀、氫氧化鈣都能與乙