Study on hydrogen evolution performance of the carbon supported PtRu alloy film electrodes

The carbon supported PtRu alloy film electrodes having Pt about 0.10 mg/cm2 or even less were prepared by ion beam sputtering method (IBSM). It was valued on the hydrogen analyse performance, the temperature influence factor and the stability by electroanalysis hydrogen analyse method. It was found that the carbon supported PtRu alloy film electrodes had higher hydrogen evolution performance and stability, such as the hydrogen evolution exchange current density (j0) was increase as the temperature (T) rised, and it overrun 150 mA/cm2 as the trough voltage in about 0.68V, and it only had about 2.8, decline in 500 h electrolytic process. The results demonstrated that the carbon supported PtRu alloy film electrodes kept highly catalytic activity and stability, and it were successfully used in pilot plant for producing H2 on electrolysis of H2S.     

Study on hydrogen evolution performance of the carbon supported PtRu alloy film electrodes

The carbon supported PtRu alloy film electrodes having Pt about 0.10 mg/cm2 or even less were prepared by ion beam sputtering method (IBSM). It was valued on the hydrogen analyse performance, the temperature influence factor and the stability by electroanalysis hydrogen analyse method. It was found that the carbon supported PtRu alloy film electrodes had higher hydrogen evolution performance and stability, such as the hydrogen evolution exchange current density (j0) was increase as the temperature (T) rised, and it overrun 150 mA/cm2 as the trough voltage in about 0.68V, and it only had about 2.8% decline in 500 h electrolytic process. The results demonstrated that the carbon supported PtRu alloy film electrodes kept highly catalytic activity and stability, and it were successfully used in pilot plant for producing H2 on electrolysis of H2S.     

La2Mg17稀土镁基储氢合金制备工艺及储氢性能研究

采用熔剂覆盖熔炼的方法制备了La2Mg16Ni合金,并研究了该合金的吸放氢性能及吸放氢过程中合金的相结构变化.用Ni取代La2Mg17合金中的部分Mg,可提高储氢合金的吸放氢动力学性能,在温度高于553K时,所制备的储氢合金具有良好的吸放氢平台性能,其储氢容量可达到4.16％.     

酞菁铁对新型La-Mg-Ni基储氢合金电化学性能的影响Effect of Phthalocyanine Iron on Electrochemical Properties of the New La-Mg-Ni-based Hydrogen Storage Alloy 王新颖 黄红霞* 谢文强

为提高La-Mg-Ni基储氢合金La0.73Ce0.18Mg0.09Ni3.20Al0.21Mn0.10Co0.60在Ni/MH二次电池中的电化学性能,将合成的酞菁铁作为添加剂添到合金中,考察不同含量的酞菁铁对La-Mg-Ni基储氢合金电化学性能的影响。通过分析紫外和红外图谱,可知合成出目标产物酞菁铁。添加酞菁铁后,合金的相结构没有变化。将不同含量的酞菁铁加入到储氢合金后,合金的最大放电容量变化不大,循环50次后的放电容量保持率从62.6%提高到75.3%。合金电极的交换电流密度I0、极限电流密度IL均有较大幅度增加,抗腐蚀性能也有提高。表明酞菁铁有效改善了储氢合金电极的综合电化学性能。     

氢气还原合成LiFePO_4的动力学探讨

以H3PO4、Fe2O3和LiOH.H2O为原料,用H2还原合成了橄榄石型LiFePO4材料。采用Rietveld全谱拟合法检测不同温度和时间下LiFePO4的转化率,通过研究其转化率与时间、温度的关系,确定了H2还原合成LiFePO4的反应机理、反应级数和速率常数,并给出了控制步骤的转化温度和各阶段的活化能。根据动力学研究的结果,采用"H2气氛低温合成,N2气氛高温生长"机制合成了LiFePO4/C复合材料。该材料具有单一的橄榄石结构,颗粒尺寸细小均匀,0.1C倍率下,首次放电容量达152.5 mAh/g,放电效率为95.4%,循环30次后,电池的容量保持率达98.4%。     

纳米锗颗粒膜的结构与拉曼散射

用直流磁控溅射方法制备的纳米Ge颗粒膜．通过XRD表征和LRS谱分析，发现沉积态颗粒膜主要为无定形态的Ge团簇，同时在溅射沉积过程中有少量Ge被氧化成非晶态的GeO．颗粒膜经过真空退火处理，形成纳米级的Ge晶和GeO晶体．退火态的膜层结构比沉积态的疏松．对于薄膜纳米颗粒的结构，提出Core—Shell结构模型。解释了Raman散射谱中新出现的150cm^-1和215cm^-1的Raman散射峰．     

6060铝合金阳极氧化膜受热开裂行为影响因素的分析

研究了硫酸浓度、电流密度、氧化温度、氧化后存放时间、封孔时间以及加热温度和加热时间等因素,对6060铝合金阳极氧化膜受热开裂行为的影响.结果表明:在H2SO4浓度为200 g/L左右,氧化温度为19℃左右,电流密度为1.3～1.6 A/dm2的阳极氧化工艺参数下,所得到的氧化膜热裂性能较好,氧化膜的抗热裂点温度为62℃...     

CuS/La2Ti2O7光催化剂的制备及光催化产氢性能研究

通过水热—溶剂热法合成了CuS/La₂Ti₂O₇复合光催化剂，以乳酸为牺牲剂，在模拟太阳光下考察了制备样品的光催化分解水产氢性能，并采用X射线粉末衍射、扫描电镜、透射电镜、低温氮吸—脱附、紫外—可见漫反射、电化学表征等手段对样品的理化性能进行了详细表征，探究了影响其光催化性能的关键因素。结果表明复合CuS后La₂Ti₂O₇样品在模拟太阳光下能催化分解水产氢，当CuS复合量质量分数为0.5%时，复合样品光催化产氢的活性最佳，产氢速率为12.57 μmol/h，并具有良好的活性稳定性；La₂Ti₂O₇复合CuS后，样品的光响应性能增强，瞬态光电流增强，阻抗降低，有利于光生电荷的有效分离，从而提高了复合样品的光催化活性。     

MOFs衍生的CoZnSe@NC电催化剂的制备及析氧性能研究

硒化锌因具有与铂类似的电子结构及低成本而受到广泛关注,但目前硒化锌主要应用于电催化析氢反应(HER)中,其析氧反应(OER)活性仍有待提高,并且传统方法合成的硒化锌粒子尺寸较大且分散性较差.基于此,以双金属CoZn-ZIF为前驱体(Co作为OER活性成分,可有效提高材料的OER性能),通过一步高温硒化得到双金属CoZnSe和氮掺杂碳复合材料(记为CoZnSe@NC).利用X射线粉末衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对复合材料的结构和形貌进行表征,并对其电催化析氧性能进行了测试.结果表明:双金属CoZnSe@NC较单金属ZnSe@NC具有更好的OER性能(10和50 mA/cm²电流密度下CoZnSe@NC的过电位分别为268和354 mV);此外,CoZnSe@NC经长时间多电流步骤(Multi-Current Steps)测试后性能基本保持不变,展现了较好的电化学稳定性.     

旋转超重力场反应器催化裂解煤矿瓦斯的研究

以催化裂解煤矿瓦斯制取氢气或纳米碳管为主要目的,采用旋转超重力场强化传质和反应的方法,研究了模拟煤矿瓦斯气体在旋转超重力场反应器中催化裂解的过程和影响因素.经试验研究得出：旋转超重力对催化剂表面的积碳起着强化分离作用,可有效降低催化剂表面固体碳的沉积和覆盖,有利于延续催化剂的使用寿命.本实验采用Ni/SiO2催化剂,装填量为4 g,较适宜的工艺条件为旋转床转速780 r/min、反应温度560 ℃,气体浓度和气体流量参数的优化根据目的产物(如氢气或纳米碳管)确定.     

黄铜矿、黄铁矿、金与浮选剂作用电化学研究

以伏安法和循环伏安法研究了黄铜矿、黄铁矿和金的电极在调整剂CaO、CaOCl_2、Na_2CO_3、Na_2S或捕收剂丁基黄药、丁基铵黑药和十二烷基硫醇或两者同时存在的溶液中所表现出来的电化学行为。研究结果表明:调整剂的使用会影响金电极的表面性质,但在捕收剂同时存在时,这些影响有不同程度的减弱。在CaO或CaOCl_2作用下,黄铜矿和黄铁矿表面氧化速度加快,并生成新的表面产物。XPS的进一步研究表明:这些表面产物都为含钙化合物,但黄铜矿麦面生成的含钙化合物组成与黄铁矿表面生成的含钙化合物组成不同,这是利用CaO或CaOCl_2进行黄铜矿与黄铁矿浮选分离的根本依据。     

Ni-Co /MoS2复合电沉积行为及析氢性能研究

为提高Ni-Co合金的电催化析氢活性,在制备过程中加入MoS_2粒子。采用循环伏安与计时电流法研究了Ni-Co/MoS_2复合电极在柠檬酸钠体系电解液中的电沉积行为;通过阴极极化曲线与电化学交流阻抗考察了复合电极在碱性环境下的电催化析氢性能。结果表明,MoS_2颗粒加入电解液后,吸附于电极表面,改变了电极表面的活性位点,成核弛豫时间减少,成核速率提高,形核过程完全转变为三维瞬时成核。当电位小于-1.0V时,MoS_2颗粒促进了Ni-Co的电化学还原。当电位大于-1.0V时,MoS_2颗粒抑制Ni-Co的电化学还原。Ni-Co/MoS_2复合电极表面粗糙多孔,有大的比表面积,与Ni-Co电极相比,Ni-Co/MoS_2复合电极析氢催化性能更高。     

Ce-10La合金在水蒸气中的表面气相反应结构特征研究

研究了Ce-10La合金 (原子分数)在100 ℃水蒸气中的表面气相反应行为, 描述并探讨了合金在气化过程中表面层组织结构和形貌的演变规律, 讨论了氢气的存在对Ce-10La合金与水蒸气表面反应的影响。结果表明, Ce-10La合金在水蒸气中被迅速氧化为Ce₂O₃, 并被进一步氧化为CeO₂, 形成疏松的表面层, 但经过2 h的反应后Ce-10La合金仍可保持块体形状。在100℃水蒸气和氢气混和气氛中, Ce-10La合金优先与水蒸气反应, 形成稀土氢氧化物并释放出氢气, 氢氧化物遇空气后会部分被氧化为CeO₂。氢气的存在降低合金与水蒸气的反应速度和反应程度。     

La原料对LaMg17Ni储氢合金性能影响研究

为降低LaMg_(17)Ni储氢合金的成本并解决原材料La不稳定导致的安全问题,采用了La-H粉和La-Mg合金粉两种性能稳定且成本较低的原料替代La粉,利用机械合金化法制备了不同原料的LaMg_(17)Ni储氢合金,并对比两种不同原料制备合金的性能,探究性能差异的原因。采用比表面仪检测合金比表面积变化,用扫描电子显微镜(SEM)表征合金微观形貌,X射线衍射(XRD)表征合金制备前后和吸放氢前后相结构变化,利用高温高压气体吸附仪测试合金的吸放氢曲线、储氢量以及储氢速度。结果表明,以La-H粉为原料制备的合金储氢量达到4.58%,在3MPa氢气压力、温度573K以下,储氢速度为90s内达到饱和储氢量的90%以上,而以La-Mg合金粉原料制备的合金储氢量达到4.43%,在3MPa氢气压力、温度573K以下,储氢速度为120s内达到饱和储氢量的90%以上。由于La-H粉的高脆性使其在机械合金化过程中产生了更高的比表面活性以及内部原有LaH3相的直接催化作用,因此以La-H粉为原料制备的LaMg_(17)Ni合金储氢性能优于以La-Mg合金粉为原料制备的LaMg_(17)Ni合金。     

基于输运床的内在碳捕集气化制氢反应器操作条件研究

针对固定床或鼓泡流化床反应器的内在碳捕集气化过程中气固混合程度差的问题,本文将输运床作为内在碳捕集气化制氢反应器,建立了考虑流体动力学及反应动力学的反应器动力学模型,研究了水碳比、操作温度及操作压力对反应器运行可行性及性能的影响.结果表明,以输运床小试装置为基准,当反应器操作压力为900 kP a、反应器温度为800℃...     

汽车用5754铝合金温拉深成形性能的研究

通过筒形件拉深试验,研究了压边力、变形速率及变形温度等因素,对5754铝合金板材拉深成形过程的影响规律,并通过扫描电子显微镜(SEM)观察分析了不同条件下筒形件拉裂断口形貌.研究结果表明：在压边力为1.0 N/mm2时,筒形件成形质量较高;在以低于0.5 mm/s的速率拉深时,5754铝合金板的成形性能比高速拉深时的成形性能好;当变形温度低于523 K 时,5754铝合金板的极限拉深比随温度的升高而增大,在523 K时达到最大极限,拉深比为2.30,之后随着温度的继续升高,拉深比反而降低;从断口形貌上看,随着温度的升高,板材塑性成形性能逐渐改善.     

Palladium-rare-earth metal alloys-advanced materials for hydrogen power engineering

Hydrogen of no less than 99. 999 , (vol. fraction) purity is a principal power media of hydrogen power engineering. A single method for the preparation of high purity hydrogen consists in its separation from vapour-gas mixtures via the selective diffusion of hydrogen through a palladium membrane. The rate of hydrogen diffusion and the strength and stability during the operation in aggressive gases are important characteristics of palladium membranes. The increase in the strength, plasticity, and hydrogen-permeability of membrane alloys can be reached by alloying palladium with the formation of solid solutions.The formation of wide ranges of palladium-rare-earth metal (REM) solid solutions is an interesting feature of palladium. Earlier, we have shown that the alloying of Pd with REM substantially increases the rate of hydrogen diffusion and markedly increases the strength of palladium on retention of the adequate plasticity.In this work, we have studied alloys of the Pd-Y and Pd-Y-Me systems. It was shown that the following conditions should be satisfied to prepare high-quality alloys exhibiting high service properties: (1)the use of high-purity components (whose purity is no less than 99.95,, mass fraction), in particular,high-purity Y prepared by vacuum distillation, and (2) holding the reached purity for the final product.For this purpose, we suggested a cycle of manufacturing operations including the preparation of a vacuumtight foil of 50 (m thick as the final stage.The hydrogen-permeability of the alloys was measured at different temperatures and hydrogen pressures. The instability of operation of binary Pd-Y alloys w alloying the composition with a Ⅷ Group metal. For example, the alloy of the optimum composition Pd-8Y-Me in the annealed state exhibits the following mechanical properties: HV= 75 kg/mm2 , σu = 58 kg/mm2 , and δ= 20,. Its hydrogen-permeability (QH2) measured as a function of the temperature exceeds that of the Pd-23Ag alloy (that is widely used by foreign companies) by a factor of 1.5-2; it is 3.6-4.7 m3/m2 hMPa0.5 at 300-600℃, respectively.The alloys exhibiting the high hydrogen-permeability combined with the high mechanical properties shows promise as materials for diffusion hydrogen purification devices whose productivity reaches tens thousands nm3/h.     

La-Mg-Ni系储氢合金储氢性能研究

采用快淬法制备了不同镁含量的La-Mg-Ni系储氢合金,并研究了La-Mg-Ni系储氢合金的储氢特性.结果表明,La-Mg-Ni系储氢合金主要由LaNi5和LaNi3两相组成;随着镁含量的增加,储氢合金的吸放氢平台压力降低,吸氢量提高;与化学计量比储氢合金相比,非化学计量比的储氢合金平台压力提高;在1173 K热处理4...     

碳热还原粉煤灰物相变化规律

在感应炉中,空气气氛下,以粉煤灰为原料,木炭为还原剂,不同温度条件下对粉煤灰还原反应过程及合金进行研究。利用XRD,SEM-EDS技术对还原产物进行分析检测。结果表明,碳还原粉煤灰分为4个阶段：（1 373～1 673 K）Fe2O3和碳反应生成铁;（1 773～1 873 K）石英和碳反应生成SiC,莫来石发生分解并与碳反应生成SiC和Al2O3;（1 973～2 173 K）石英除生成较多SiC,还有少量Si生成,部分Al2O3和空气中的氮气生成Al5O6N,并最终分解成Al2O3和AlN;2 273 K氧化铝和SiC,C反应生成Al,Si,AlN和碳反应生成Al。高温下有气态的SiO,Al2O产生,造成部分铝硅损失。合金由3个相组成,3者相互混合存在,除含有较多Al,Si,Fe,Ca外,还含有部分SiC。在合适的配碳量下,Al2O3对SiC的生成有抑制作用。     

气化参数对空气等离子体煤气化过程的影响

讨论了在水蒸气参与下的空气等离子体煤气化过程，结果发现：等离子发生器功率的增加，可以大幅度地提高煤气中H2，CO含量，降低CO2含量，同时也可大幅度地提高碳转化率．在保证进入反应器的煤粒有一定动量的前提下尽量减少空气量；水蒸气输入量适量增加有利于H2含量增加，过量的水蒸气将使碳转化率下降；加大反应器的煤处理量会带来碳转化率的降低；适当条件下煤的转化率可超过95％．气相产物中没有检测到甲烷．同时没有发现液相产物．