通過醇堿反應制備高純度氫氣.pdf

1、隨著全球經濟的不斷快速發(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今人類社會生存和發(fā)展的當務之急。氫氣是重要的清潔能源，隨著科學技術的不斷快速發(fā)展，其在燃料電池和燃料電池電動車方面的應用將不斷擴大，這對氫氣氣源和制氫方法都提出了新的要求。利用生物質乙醇制取氫氣的方法是一種具有良好應用前景的制氫技術，其既可以增加農民收入，加大對農業(yè)發(fā)展的貢獻度，又可以減少溫室氣體排放，實現資源優(yōu)化，是當前低碳能源經濟領域的研究熱點。但

2、現有的乙醇制氫技術需要在較高溫度和添加貴金屬催化劑的條件下才能實現，這樣不僅會增加生產成本，還會因金屬催化劑的回收不完全而造成環(huán)境污染;并且其生產的氫氣含有大量的CO2、CO，這會導致溫室效應和燃料電池的鉑電極中毒，限制了氫氣應用與發(fā)展。
　　 本研究旨在提出一種新的醇堿制氫體系，可以實現由廉價的生物質乙醇，在溫和、無催化劑的條件下快速制取不含CO2、CO的高純度氫氣。綜合研究了反應溫度、水含量、壓力等參數對反應體系的影響。實驗

3、結果表明，醇堿制氫體系具有以下優(yōu)勢:反應溫度較溫和(＜240℃)，減少加熱能耗;無需特定的壓力和催化劑參與，降低了氫氣生產成本;生物質發(fā)酵所得乙醇水溶液即可進行反應，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99.6％，不會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，本文對醇堿反應機理進行了初步探討，推導出乙醇與氫氧化鈉的反應式為:<

4、br>　　 ^OH+NaOHnon-catatyat→heat2H2+(-o-ona)
　　 其醇堿反應機理是乙醇在氫氧化鈉存在時受熱脫出氫氣并產生乙醛，之后產生的乙醛再與氫氧化鈉發(fā)生Cannizzaro反應生成乙酸鈉和乙醇。
　　 另外，進一步研究發(fā)現，甲醇、丁醇、辛醇、十六醇等都能與氫氧化鈉反應產生較高純度的氫氣，反應所產生的固體產物為高純的羧酸鹽，是具有很高附加值的化工原料。此外，還發(fā)現氫氧化鉀、氫氧化鈣都能與乙