硼氢化钠水解制氢规律及工艺条件研究(Ⅰ)

在自行开发设计的硼氢化钠水解制氢实验装置上,采用单因素及正交实验研究,对反应的影响因素进行探讨,并运用极差分析和方差分析的方法综合讨论影响氢产率的工艺条件.实验结果表明:反应温度、反应时间、反应物浓度与催化剂用量比的交互作用、催化剂用量比对氢产率均有一定影响.当选用CoCl2作为催化剂,反应温度为40℃,反应时间为25 min,反应物质量分数为5%,m(催化剂)/m(反应物)为0.126,溶液pH值为7时,氢产率可达96%.     

硼氢化钠合成与制备方法的发展现状

综述了硼氢化钠合成方法发展现状,主要方法包括Schlesinger法、Bayer法、直接还原法、机械-化学还原结合法、微波法、辐射法等,重点介绍了电化学还原偏硼酸钠制备硼氢化钠的原理和进展。     

流动碱性电解质直接硼氢化物燃料电池

介绍了Ag(Ⅰ)单晶还原法.应用此法制备的Ag/C催化剂的电催化活性,与Ag2O还原法相比,显著增强.以Ag(Ⅰ)单晶还原法制备的Ag/C为阴极催化剂.以担载在高比表面VulcanXC-72R碳上的Au为阳极催化剂,组装了一种流动碱性电解质直接硼氢化钠-空气燃料电池.电池阳极极化程度较小,受温度影响不大,电池极化主要受阴极极化的影响.在25℃和70℃条件下.电池输出比功率分别达17、58 mW/cm2.     

碱性BH4-在铜阳极上的电化学行为

用线性极化方法研究了铜对BH4-氧化的电化学行为。室温下,在2.0 mol/L NaBH4 2.0 mol/L NaOH的阳极电解液中,由铜阳极、铂阴极和NRE-212膜组成的直接硼氢化物燃料电池(DBFC)的最大电流密度和最大功率密度分别为235mA/cm2和46.14 mW/cm2;用恒流法以20 mA/cm2进行寿命测试,电压在0.6 V左右稳定达50 h。扫描电镜(SEM)及X射线衍射(XRD)测试的结果表明:实验中阳极表面形貌不断变化,但始终为铜单质。     

催化剂载体对DBFC性能的影响

直接硼氢燃料电池(DBFC),是一种新型的高比能便携式电源,其电池电势(1.64 V)及理论比能量(9 300 Wh/kgNaBH4)均高于直接甲醇燃料电池.为了实现BH4-的8电子完全氧化,分别以Ketjen炭黑、Vxc-72R炭黑为载体,采用溶胶-凝胶法制备了纳米级的Au/C催化剂,并采用分层装配的方法组装了单电池,考察了催化剂载体及载体处理对电池性能的影响.结果表明,溶胶-凝胶法是制备纳米级高分散Au/C催化剂的有效方法,Ketjen炭黑载体明显优于Vxc-72 R炭黑,载体经酸处理后可大大提高电池的性能.     

L-苯丙氨醇的制备

以L-苯丙氨酸为原料，经甲酯化后用硼氢化钠作还原剂，在加入氯化锂的条件下还原得到L-苯丙氨醇。还原反应的最佳条件为NaBH4和L-苯丙氨酸甲酯的物质的量比2：1，20℃反应4h，收率达到81％。     

秸秆纤维素基水凝胶负载Fe3O4/Cu催化剂还原硝基苯甲酸

利用废弃小麦秸秆为原料，通过离子液体法制备了小麦秸秆纤维素基水凝胶(SCH)，合成了磁性秸秆纤维素基水凝胶负载Fe₃O₄(SCH@Fe₃O₄)催化剂。将SCH@Fe₃O₄催化剂经原位固定铜离子和化学还原法合成了原位负载的SCH@Fe₃O₄/Cu催化剂，并研究了该催化剂活化NaBH₄催化还原硝基苯甲酸(NA)的性能。同时，优化了催化剂投加量、NaBH₄投加量、NA初始浓度和反应温度对NA催化还原效果的影响。SCH@Fe₃O₄/Cu催化剂活化NaBH₄还原NA的性能优于商品纳米零价铁，该过程能够抵抗水体背景阴离子的干扰，具有优异的稳定性。此外，SCH@Fe₃O₄/Cu催化剂饱和磁化强度为13.1 emu/g，说明其具有强磁性，易于从水体中分离，实现催化剂的回收利用。...     

海绵负载Co-B催化剂催化硼氢化钠水解制氢性能研究

采用浸渍-还原法制备了聚乙烯醇缩甲醛（PVFM）海绵负载的Co-B/PVFM催化剂，考察了硼氢化钠浓度、氢氧化钠浓度及反应温度对其催化硼氢化钠水解制氢性能的影响。结果表明，制氢速率随硼氢化钠的浓度及反应温度的升高而增大，随氢氧化钠浓度的升高呈先增大后减小的趋势，反应活化能为29.02 kJ/mol。在连续式反应器中Co-B/PVFM催化剂催化硼氢化钠水解制氢速率可达12.0 L/min，可为1 kW的燃料电池供应氢气，并且催化活性持续100 min没有发生衰减，表现出极大的实际应用潜力。     

CoB催化剂在硼氢化钠-乙醇体系中制氢的应用

采用化学还原法制备了非晶态合金CoB催化剂,研究其在NaBH_4-乙醇复合体系中的催化活性。考察了基于乙醇量(硼氢化钠浓度)、NaOH质量浓度、反应体系温度、醇水体系对CoB催化NaBH_4制氢的影响。结果表明,硼氢化钠产氢速率随着乙醇量(硼氢化钠浓度)的增加呈现出先加快后减缓的变化;NaBH_4产氢速率随碱质量浓度的增加呈现出先增加后减小的变化,且最优碱浓度大约为5%;NaBH_4制氢速率随反应温度增加而快速增加,反应动力学计算显示该体系的表观反应活化能Ea为56.45 kJ/mol;在相同条件下,CoB催化硼氢化钠醇解制氢的产氢速率快于催化硼氢化钠水解制氢的产氢速率。     

基于Ce-Ni-B电极的偏硼酸钠的电催化还原

采用室温化学镀方法,以铜片为基体引入稀土元素Ce制备Ce-Ni-B合金电极,对Ce-Ni-B合金电极进行扫描电镜(SEM),能量色散X射线光谱(EDX)表征。将Ce-Ni-B合金电极用作工作电极研究在不同供电方式,脉冲电流频率、电解时间下偏硼酸钠的电化学还原。结果表明,Ce-Ni-B合金镀层已附着在基体表面,添加稀土的镀层表面更加平整没有裂纹没有颗粒的堆积,为偏硼酸钠的电解提供了更多的活性位点。直流电流并不能对偏硼酸钠的电解起到作用。在脉冲电流频率阴极时间3 s,阳极时间2 s时,电解液中硼氢化钠浓度最大,为0.397 mmol/L,电解时间为4 h时电解效果最佳。