硼氢化钠水解制氢的研究
近期，硼氢化钠已经成为最具前景的氢源之一，由于具有强大的腐蚀性，一般的储存和运输方式难以实现。为此，有必要探索一种安全、有效的方法，以解决硼氢化钠的储存和运输问题，同时实现其高效制氢。
硼氢化钠水解制氢工艺的研究，是当前氢能领域发展的热点，但是，目前的技术存在一定的问题，如不能有效控制反应温度，催化剂的选择也有限，这使得与一般技术有较大的差别，影响制氢效率。
因此，硼氢化钠水解制氢工艺的研究，关键是要改进其反应温度，尽可能降低反应的温度，以及增加催化剂的选择。首先，可以通过优化反应体系中的组成，改变反应温度的变化情况。其次，可以尝试使用多种催化剂。例如，硼氢化钠是一种具有较为活泼的无机催化剂，能够有效抑制制氢反应中的挥发性物质，从而提高制氢效率。另外，也可以研究金属催化剂的应用，以及有机催化剂选择与应用问题。最后，可以尝试利用光催化来改善反应条件，有效控制反应温度。
通过综合运用以上技术，可以有效解决硼氢化钠水解制氢工艺的问题，实现其高效制氢。在未来，硼氢化钠水解制氢工艺的发展将是氢能领域发展的重要方向，因此，加强研究，将有助于推动氢能领域的发展。
总之，硼氢化钠水解制氢的研究是当前非常重要的氢能技术，发挥其优势，进而推动氢能技术的发展。
棉杆活性炭负载Co-B催化剂催化硼氢化钠水解制氢的性能曲健林;韩敏;张秀丽;徐秀峰;郭庆杰 【摘要】Cotton stalk-based activated carbons were prepared by phosphoric acid activation of cotton stalks (CS) in a fluidized bed. The Co-B catalysts supported on cotton stalk-based activated carbon were generated by the impregnation-chemical reduction method. Meanwhile, the prepared activated carbons and catalysts were characterized by nitrogen physisorption, FTIR, XRD and SEM. The effects of activation reaction parameters, reaction temperature and recycle times on hydrogen generating performance of the activated carbons supported Co-B catalysts were investigated. The optimal activation temperature, activation time and amount of activator ( H3PO4 CSm /m ) for activation of cotton stalk were 500℃, 1 h and 0.75, respectively. Under these conditions, the as-prepared Co-B/C catalyst with 14.5%(mass) Co exhibited the best hydrogen generating performance with an average rate of hydrogen generation up to 12.06 L·min−1·(g Co)−1 at 25℃. Activation energy of hydrogen generation reaction on such catalyst was estimated to be 44.61 kJ·mol−1. After five cycles, the catalyst retained 54%initial activity, exhibiting high activity and stability.%采用棉杆生物质废弃物为原料、H3PO4为活化剂，在流化床中化学活化制备棉杆活性炭，并将其作为载体负载Co-B组分，制备了棉杆活性炭基Co-B催化剂（Co-B/C）。以该催化剂应用于硼氢化钠水解制氢，系统考察了活性炭活化条件（活化温度、活化时间、活化剂用量 H3PO4 CSm /m ）、水解反应温度及催化剂循环使用次数对催化产氢性能的影响。同时，使用
氢能被普遍认为是未来的清洁能源，因为它可以直接用于内燃机，或者作为各种燃料电池的燃料来驱动车辆或作为其他用途的电源。氢气是质子交换膜燃料电池的理想燃料，质子交换膜燃料电池可以在温和条件下高效地(高达83％)将氢的化学能转化为电能，从而作到零排放。在质子交换膜燃料电池实用化之前，用氢气驱动的内燃机车辆可作为一种实现运输车辆零排放的过渡手段。作为内燃机车辆的燃料，氢气比汽油有更高的热效率，这是因为它在过剩空气中比汽油燃烧得更完全并且可使用更高的压缩比；此外，它对空气／燃料比有更强的适应能力，因而在频繁的启动和刹车过程中有较高的燃烧效率。氢气作为内燃机车辆的燃料的另一个重大优点是，它不像汽油那样会产生CO、未燃尽的烃、烟尘、异昧以及温室气体~oz等环境污染物氢气在空气中燃烧生成的少量NO 也可以通过调节空气／燃料比减少到最低限度而使用氢气为燃料的质子交换膜燃料电池汽车则可以实现零排放。但是，用氢气作燃料也有许多困难，主要是缺乏安全、高效、经济、轻便的储氢技术。如果以质量为基准，氢气的储能密度很大，但若以体积为基准，其储能密度非常小，必须储存和输送体积庞大的氢气以满足需要。因此，发展氢能汽车和轻便电源的主要技术关键是能找到安全生产、输送和储存一一定量氢气的技术。日本新近制订的1993—2020年“新阳光计划”中，一项投资3o 亿美元的能源发电计划的三大内容(高新分解水技术、储氢技术、氢燃料电池发电)就是主要开发安全、廉价的氢的生产和储存技术⋯。我国也已把“氢能的规模制备、储运及燃料电池相关的基础研究”列为国家“973”重点基础研究发展规划项目。质子交换膜燃料电池国外发展较快，并已开始走向商业化。我国自20世纪90年代初加强了该方面的研究工作，并陆续取得了一些进展，北京理工大学、大连化学物理研究所、长春应用化学研究所和清华大学等单位相继研制成氢氧质子交换膜燃料电池电堆，但研究工作主要集中在燃料电池电极制备技术和电堆组装技术等方面，而对氢气的发生和储存技术研究较少。本文介绍一种由硼氢化钠(NaBH4)水溶液直接生产氢气的简便方法。该方法安全、有效，且产生的氢气中不含CO，适合于作为质子交换膜燃料电池等装置的氢源。 l 基本原理及装置介绍 硼氢化钠是一种强还原剂，广泛用于废水处理、纸张漂白和药物台成等方面。20世纪5o年代初，Sehlesinger等人发现 2J，在催化剂存在下，硼氢化钠在碱性水溶液中可水解产生氢气和水溶性亚硼酸钠。反应如下：NaBH4 41120—— 4112 NaBO2△H ：一30010／tool (1) 如果投有催化剂，反应(1)也能进行，其反应速度与溶液的pH值和温度有关。根据Kreevoy等人的研究结果，这一速度可由以下经验式计算：lg l／2=pH一(0．034-T一1．92) (2)式中tl／2是NaBH,的半衰期，以d表示；T是绝对温度。由该式计算的不同pH值和不同温度下的半衰期列于表1。 由表1可见，pH值和温度对反应速度有很大影响，特别以pH值为更甚。当pH值为8时，即使在常温下，经半分多钟NaBH4就水解掉一半。因此，平时必须将NaB 溶液保持在强碱性溶液中。在pH值为l4和室温下，NaBH4的半衰期长达一年以上，对实际应用已经足够。为了在现场以足够高的速度制备出氢气，可让NaBH4的强碱溶液与催化荆接触。使用不同的催化荆时，即使在相同的条件下氢气生成速度也不同。Le．~-L 等人和Kaufman~4 等人研究了钴和镍的硼化物，Brown 5等人研究了一系列金属盐后发 现，铑和钉盐能以最快的速度由NaBH,溶液中释放出氢气。AmendolaL6-等人系统地研究了用离子交
硼氢化钠储氢材料的制备与性能研究 艾思奇;齐春雷;张思远 【摘要】利用周期换向脉冲电流电解NaBO2制备配位储氢化合物NaBH4,利用碘量滴定法对电解产物进行定性定量测试,实现了在高碱性浓度范围内通过活性物质添加由偏硼酸钠电化学还原制备硼氢化钠的可能性,以电子作为还原剂代替传统合成方法中的金属钠,该合成工艺绿色环保且成本低廉;对电解获得的硼氢化钠进行水解放氢性能研究,金属配位储氢化合物水解放氢具有安全、装置简单和能量密度高等优点;实验中研究了硼氢化钠水解催化放氢系统,探讨不同体系催化剂、稳定剂等因素对系统放氢性能的影响.通过对制得的异相催化剂成分进行表征,并测得不同条件下催化水解反应速率数据,系统的研究了通过化学掺杂制备的Ni-B和Co-B催化剂的催化性能. 【期刊名称】《吉林化工学院学报》 【年(卷),期】2015(032)008 【总页数】3页(P21-23) 【关键词】NaBH4;电解制备;催化水解;循环利用 【作者】艾思奇;齐春雷;张思远 【作者单位】中国石油吉林石化公司化工动力一厂,吉林吉林132021;中国石油吉林石化公司化工动力一厂,吉林吉林132021;中国石油吉林石化公司化工动力一厂,吉林吉林132021 【正文语种】中文
【中图分类】TQ225.2;TQ643.36 1 实验部分 1.1 实验药品及仪器 1．1．1 实验药品 本实验所用试剂如下: 氯化镍(NiCl2·6H2O)，分析纯，北京红星化学厂;硝酸镍(Ni(NO3)2·6H2O)，分析纯，北京五七六〇一化工厂;硫酸镍(NiSO4·6H2O)，分析纯，天津市永大化学试剂有限公司;硼氢化钠(NaBH4)，分析纯，天津市光复精细化工研究所;氯化钴(CoCl2·6H2O)，分析纯，广东金砂化工厂;氢氧化钠(NaOH)，分析纯，烟台市双双化工有限公司;甲醇(CH3OH)，分析纯，沈阳市华东试剂厂;氯化钠(NaCl)，分析纯，沈阳市华东试剂厂; 1．1．2 实验设备 本实验所用实验设备如下: 电热恒温水浴锅(DK-98-1)，天津市泰斯特仪器有限公司;马弗炉(Hamilab-C)，SYNOTHERM corporation;电子天平(FA2004A)，上海精天电子仪器有限公司;电热鼓风干燥箱(GZX-9023MBE)，上海博远实业有限公司医疗设备厂;磁力搅拌器(HJ-4A)，巩义市予华仪器有限责任公司;晶体管稳压电流(WYJ-401)，阜阳无线电厂;X-射线衍射分析仪(XRD-7000S/L)，日本岛津公司; 1.2 实验内容 硼氢化钠催化水解的理论反应式为式(1．1)所示，但在实际水解过程需要过量的水参与，如式(2．2)所示．生成的副产物为带有一定量结晶水的偏硼酸钠，式中 x的数值受具体反应条件影响［1-5］．
人教版2023年中考化学冲刺专题《科普阅读题》 训练题及答案 1．（2022·湖南·长沙市长郡双语实验中学模拟预测）依据短文内容，回答下列问题： 中央经济工作会议确定2021年要抓好的重点任务之一就是做好“碳达峰”和“碳中和”工作。“碳达峰”就是我们国家承诺在2030年前，二氧化碳的排放不再增长，达到峰值之后再慢慢减下去；而到2060年，针对排放的二氧化碳，要采取植树、节能减排等各种方式全部抵消掉，这就是“碳中和”。如果二氧化碳含量比现在增加一倍，全球气温将升高3~5℃，两极地区可能升高10℃。形成温室效应的气体除二氧化碳外还有甲烷、臭氧、氟氯代烷等30多种。 (1)“碳达峰”和“碳中和”中的“碳”是指______（填标号）。 A．碳元素B．碳单质C．碳原子D．二氧化碳 (2)除二氧化碳外，再写出一种能够形成温室效应的气体______（填化学式）。 (3)海洋帮助减缓温室效应后，海水的pH会______（填“增大”“减小”或“不变”）。2．（2022·四川南充·中考真题）阅读下列科普短文 气候变化是人类面临的巨大挑战，世界各国以全球协约的方式减排温室气体。中国政府提出在2060年前实现“碳中和”。“碳中和”是指通过植树造林、节能减排等形式，抵消人类生产生活产生的二氧化碳等温室气体排放，实现正负抵消，达到相对“零排放”。 影响二氧化碳排放的主要因素是人类消耗的化石能源急剧增加，排入大气中的二氧化碳增多。我国近年部分行业二氧化碳年排放量如图所示：
温度/℃pH t1/2/天 0 25 50 75 100 8 3.0⨯10-2 4.3⨯10-4 6.0⨯10-38.5⨯10-6 1.2⨯10-6 10 3.0⨯10-1 4.3⨯10-2 6.0⨯10-28.5⨯10-4 1.2⨯10-4 12 3.0⨯101 4.3⨯100 6.0⨯10-18.5⨯10-2 1.2⨯10-2 14 3.0⨯102 4.3⨯102 6.0⨯1018.5⨯100 1.2⨯100 温度和pH对硼氢化钠水解半衰期（t1/2）的影响 氢气代替化石燃料能有效减少二氧化碳排放。目前已有多种制取氢气技术，其中硼氢化钠水解制氢法有储氢量高、使用安全等优点。硼氢化钠的水解的半衰期（t1/2）受温度和pH影响，根据Kreevoy等人提出的经验公式计算所得数据见上表。 “碳捕获和碳封存”也可以减少二氧化碳排放，“碳封存”可从大气中分离出二氧化碳将其压缩液化泵入地下长期储存。 依据文章内容，回答下列问题： (1)“碳中和”战略的实施有利于控制_______________。 (2)工业行业大类中，___________行业CO2年排放量最多。 (3)石油化工行业中天然气（主要成分是CH4）完全燃烧的化学方程式为 ____________。 (4)“碳封存”可将CO2压缩至地下储存，其原因是____________（从微观角度解释）。
第七单元燃料及其利用 知能优化训练 中考回顾 1.(2021湖南株洲中考)燃烧是人类最早利用的化学变化之一,下列有关说法正确的是() A.可燃性气体在空气中的含量越高,爆炸的可能性就越大 B.未燃烧的碳氢化合物及炭粒、尘粒等排放到空气中会形成浮尘 C.做饭时,燃气灶火焰呈现出黄色或橙色,锅底出现黑色,此时应减小灶具的进风口 D.甲烷与乙醇的燃烧产物均为水和二氧化碳,说明两者均为碳、氢两种元素组成的化合物 答案:B 2.(2021江苏盐城中考改编)我国建成了全球首套千吨级液态太阳燃料合成示范装置,其原理是:①利用太阳能光伏发电,②电解水获得H2,③H2与CO2反应合成绿色液态燃料CH3OH。下列有关说法错误的是() A.太阳能是不可再生能源 B.H2是理想的清洁、高能燃料 C.电解水反应属于分解反应 D.该装置能捕获并资源化利用CO2 答案:A 3.(2020海南中考)将棉手帕放入60%左右的酒精中浸湿,用坩埚钳夹住点燃,待火焰熄灭后,棉手帕依然完好。下列有关该实验的叙述正确的是() A.棉手帕不是可燃物,不能燃烧 B.棉手帕接触不到氧气,不能燃烧 C.被酒精浸湿后,棉手帕的着火点升高了 D.酒精中的水蒸发使温度达不到棉手帕的着火点 答案:D
4.(2019成都中考)下列熄灭蜡烛的方法,其对应原理错误的是() A.扇灭隔绝氧气 B.剪掉烛芯隔离可燃物 C.湿抹布盖灭隔绝氧气 D.水浇灭降低温度至着火点以下 答案:A 5.(2019北京中考)用如图装置进行实验。升温至60 ℃的过程中,仅①燃烧;继续升温至260 ℃的过程中,仅③燃烧。下列分析不正确的是() A.①燃烧,说明白磷是可燃物 B.对比①③,可说明红磷的着火点比白磷的高 C.对比②③,可验证燃烧需可燃物与氧气接触 D.④未燃烧,说明无烟煤不是可燃物 答案:D 6.(2020四川攀枝花中考)“化学链燃烧”是燃料不直接与空气接触的燃烧,是以载氧体在两个反应器之间的循环来实现燃料在较低温度下燃烧的过程。该过程具有无火焰、低污染、高效率等特点。氧化镍(NiO)作载氧体的“化学链燃烧”过程如图。与直接燃烧甲烷相比,对该技术的评价错误的是() A.反应更充分、能源利用率高 B.较安全,减少爆炸风险 C.消耗等质量甲烷,参加反应的氧气较少 D.有利于分离和回收较纯净的二氧化碳 答案:C 7.(2021成都中考)有关粉尘爆炸实验的说法正确的是()
硼氢化钠水解产氢催化剂的研究进展概述 XXX (中南大学化学化工学院，湖南.长沙，410083) 摘要：氢能是未来的清洁能源，H2又是质子交换膜燃料电池(PEMFC)的理想燃料。通过水解碱或碱土金属氢化物制氢已经引起了许多课题组广泛的关注，在这些化学物质中NaBH4水解制氢被认为是一种安全，方便，实用性强的技术，近年来硼氢化钠水解制氢技术则取得了很大的发展。为满足现场制氢需要，使用高性能催化剂可以大大加快产氢速度。另外，该技术应用到生产实践中的进展过程如何，将在下文做一个简单概述。 关键词：硼氢化钠；制氢；催化剂；应用进展简介； 1.氢气的应用前景 研究表明，单位质量的氢燃烧时所放出的热能是汽油的三倍，所以氢是一种非常高效的气体燃料。氢气燃烧或者通过电化学过程输出能量后的产物为水，不会带来环境污染或破坏生态平衡，已被人们广泛地看作是一种理想的绿色能源。应用前景广阔。氢气可以直接作为内燃机的燃料，也可以作为质子交换膜燃料电池(PEMFC)所使用的燃料，应用前景广阔。 2.硼氢化钠溶液体系作为储氢载体的储氢方法 ①引入 我们知道，安全高效而且低成本的氢储存输运技术的开发是制约氢能广泛应用的关键之一，目前常用的氢气储存方式有高压气态储氢、金属氢化物储氢、物理吸附储氢法如碳纳米管、有机金属骨架材料以及低温液态储氢法等。但是无论采用哪种方法，在经济成本和安全指标上都各有美中不足。 为了开发移动式燃料电池的供氢系统，最近几年国际和国内都尝试探索了利用硼氢化钠溶液体系作为储氢载体的储氢方法。NaBH4 水解发生氢气的技术是一种安全、方便的新型发生氢气的技术，也是目前一种比较热门的催化发生氢气的技术，具有原料产物环境友好、储氢量高、储运安全方便、能源利用率高等许多优点，发展前景广阔。 ② NaBH 4 水解发生氢气的反应 NaBH 4为白色的结晶粉末，在干燥的空气稳定不会分解。研究表明，NaBH 4 在其碱性水溶液中 的性质极为稳定，但在适当催化剂作用下，NaBH4 溶液能发生如下的水解反应而释放出氢气: NaBH 4+2H 2 O 4H 2 +NaBO 2 ΔH= –75kJ/mol H2 （1） 根据上式， 1mol NaBH4 与2molH 2 O 发应可以生成 4molH2，上述反应体系的理论储氢量可达10.6wt%。其溶液体系在25℃时的最大储氢密度可达74/1050=7wt%。具有较高的存储密度。由于只有当NaBH4 溶液接触到催化剂时，其水解反应才可以很快发生，当NaBH4 与催化剂脱离接触水解反应会立刻停止，因而具有良好的可控性。另因NaBH4在强碱性条件下(pH>14)能稳定储存（较高的溶液pH 值可以抑制NaBH4溶液的自发水解反应的进行），因而可采用常规塑料容器长期储存和运输，方便、安全、可靠。同时，这也对催化剂提出了明确的要求。 3.NaBH 4 水解产氢催化剂的研究进展 实验表明：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，下面先简单介绍一下常见于期刊、论文的催化剂类型。 ①过渡金属盐溶液催化剂
张家界市2023年初中毕业学业考试模拟检测试卷(3) 化学 考生注意： 1．本卷为试题卷，考生应在答题卡上作答，在试题卷、草稿纸上答题无效。 2．本试卷共三大题，满分50 分，化学与物理同堂考试，总时量120分钟。 可能用到的相对原子质量：H:1 C:12 O:16 Na:23 N:14 Zn:65 一、选择题（本题共10小题，每小题2分，共20分。每小题只有1个选项符合题意）1．下列具有张家界特色的农副产品的加工过程，主要发生化学变化的是（）A．酿“猕猴桃酒”B．编制“土家竹蒌” C．采摘“莓茶”D．包装“葛根粉” 2．空气和水是人类生活和生产不可缺少的自然资源。下列说法正确的是（）A．电解水的实验说明水是由氢气和氧气组成的 B．空气中的氧气能供给生物呼吸，支持燃料燃烧 C．大气污染物主要有SO2、NO2、CO2 D．水能灭火是因为可以降低可燃物的着火点 3．化学是一门以实验为基础的学科，下列实验操作正确的是（） A．过滤浑浊河水B．量取水的体积C．加热食盐水D．铁丝在氧气中燃烧4．学好化学能促进人的全面发展。下列项目所涉化学知识不正确的是（）选项项目化学知识 A “德”：废旧电池分类投放废旧电池中的重金属会污染环境 B “体”：剧烈运动后喝淡盐水补充人体所需无机盐 C “美”：肥皂在软水和硬水中， 产生的泡沫不一样 用肥皂水可区分软水和硬水 D “劳”：用洗涤剂洗涤餐具油脂使油和水分层，发生乳化现象 5．化学用语是国际通用语言，是学习化学的重要工具。下列表示正确的是（）A．2个铵根离子:2NH3+B．四个氢原子:H4 C．小苏打:Na2CO3D．氧化镁中镁元素的化合价为+2价:MgO 6．归纳推理是化学学习中常用的思维方法。下列推理正确的是（）A．碱溶液的pH大于7，因为碳酸钠溶液的pH大于7，所以碳酸钠属于碱 B．聚乙烯是高分子化合物，是由乙烯聚合而成，所以乙烯也是高分子化合物 C．某物质隔绝空气加热生成二氧化碳和水，则该物质中一定含有碳、氢、氧元素D．铝的化学性质比铁活泼，因此在空气中铝制品比铁制品更易被腐蚀 7．溶液对于自然界中的生命活动和人类生产活动具有重要意 义，下图是甲、乙、丙三种固体物质的溶解度曲线(固体均 不含结晶水)，下列说法不正确的是（） A．t1℃时，甲物质的溶解度为30克 B．t2℃时，甲、乙饱和溶液的溶质质量分数相等，均为70% C．甲中混有少量乙，可采用降温结晶的方法提纯甲 D．将甲、乙、丙的三种饱和溶液由t2℃降低到t1℃，只有 丙为不饱和溶液 +2
硼氢化钠与锌在水溶液中的反应研究及其分析应用 硼氢化钠与锌是一类常见的化合物，在水溶液中反应后可产生新的组合物。本文将阐述硼氢化钠和锌在水溶液中的反应机理，并阐述在化学分析中的应用。实验中，通过传统的量筒法、重量法、示差分光光度法和放大器来检测反应产物。结果表明，反应产物为硼氢锌酸盐，并具有良好的稳定性。研究发现这种硼氢锌酸盐具有良好的分析应用，可用来测定水溶液中的锌含量。 关键词：硼氢化钠；锌；水溶液；反应研究；分析应用 Introduction 硼氢化钠与锌是一类常见的有机化合物，它们在生活中可以大量应用。不仅如此，它们在水溶液中也能有效反应，形成硼氢锌酸盐这一新的化合物，并有良好的应用前景。本文旨在通过分析实验，研究硼氢化钠和锌在水溶液中的反应机理，并探讨其在化学分析中的应用。 Reaction Mechanism 在实验中，将某些量的硼氢化钠和锌分别溶解在水溶液中，然后加热混合，反应产物为硼氢锌酸盐。此反应的化学反应式如下：NaBH4 + Zn (OH)2 Na2ZnB2O5 + H2 实验结果分析 在实验中，采用传统的量筒法、重量法、示差分光光度法和放大器来检测反应产物。实验结果表明，反应产物为硼氢锌酸盐，测定出的实验数据也印证了此结论。实验结果表明，硼氢锌酸盐具有良好的化学稳定性，其重量分数可达到90%以上。
Analysis Application 硼氢锌酸盐不仅具有良好的化学稳定性，还具有良好的分析应用。通过传统的量筒法，可以测定水溶液中的锌含量；通过分光光度法，可以实时检测反应过程以及反应的衰变速率；通过放大器，可以测定反应中有效成分的分子量及其元素含量，以反映反应的特征。 Conclusion 本文研究了硼氢化钠与锌在水溶液中的反应机理，阐述了反应产物的特性以及在化学分析中的应用。研究发现，硼氢锌酸盐具有良好的稳定性，还可以用来测定水溶液中的锌含量。 总结 硼氢化钠和锌是一类常见的有机化合物，它们在水溶液中能够有效反应形成新的组合物硼氢锌酸盐，具有良好的稳定性以及分析应用。通过本研究的结果，为硼氢锌酸盐在水溶液及其他应用领域的发展奠定了基础，为未来更深入研究及应用提供了参考。
硼氢化钠的还原性 1、硼氢化钠的基本性质 白色结晶性粉末。有吸湿性，在潮湿空气中分解。 1）硼氢化钠和水的关系 ①硼氢化钠在水中会慢慢分解放出氢气，少量水不影响反应，加水没问题，有利于溶解。一般用水和乙醇做混合溶剂做还原效果就比较好，也可以用水做溶剂。如果加路易斯酸催化，就不能有水了。 硼氢化钠可以稳定的溶于水，加入碱会使得更加稳定。当水溶液中含有少量氢氧化钠时相当稳定，可保存数天，水溶液煮沸急速分解。 硼氢化钠的分子式是：NaBH4，这里的氢是中学阶段不常见的-1价，而水里的氢是常见的+1价，两者反应之后生成氢气。NaBH4+2H2O=NaBO2+4H2↑ ②硼氢化钠还原通常用甲醇，乙醇做溶剂，但在甲醇中会分解一部分硼氢化钠，所以硼氢化钠的量可能较大一些，但会用THF/H2O,Et2O/H2O为反应溶剂，但是水的量必须是微量的，因为水能够分解硼氢化钠，放出氢气，由于硼氢化钠的氢负离子拔掉了水中的一个质子，从而生成氢氧根，这样有助反应，因为NaBH3(OH)的还原能力教硼氢化钠强。另外，硼氢化钠还原并不是产生的H2具有还原性的缘故，而是因为生成了硼烷。BH4-与H+生成BH3和氢气还原作用是BH3，不然要是直接通氢气，不用硼氢化钠，没法还原 2）硼氢化钠和醇的关系 溶解度(g/100g)：水中25℃时55，60℃时88.5，液氨25℃时104，乙二胺75℃时22，吗啉25℃时1.4，吡啶25℃时3.1，甲醇20℃时16.4（起反应），乙醇20℃时4.0（缓慢反应），四氢糠醇20℃时0.1，二甘醇二甲醚25℃时5.5，二甲基甲酰胺20℃时18.0。 硼氢化钠在室温时与甲醇反应，如果选用甲醇作为反应溶剂可以选择低温反应，或者改用乙醇。也可以考虑往甲醇溶液中加入少量氢氧化钠。 硼氢化钠与甲醇的反应,也就是硼氢化钠在醇类溶剂的稳定: 甲醇<乙醇<异丙醇<叔丁醇. 3）硼氢化钠的应用
可再生能源制氢技术,实践与应用 摘要：随着科技的发展，氢在工业生产中的地位越来越重要，人们对氢的需求也越来越大，对纯度的要求也越来越高，氢气作为最具潜力的替代矿物燃料，在今后的发展中将占据重要地位。常规的氢气生产工艺既要消耗一次能源又要生产原材料，而利用可再生能源制氢的生产方法可以产生很高的能源效益。 关键词:可再生能源；制氢技术；实践 引言：氢是二十一世纪最有发展空间的能源之一，可以帮助改善气候变暖问题、温室效应问题以及大气污染问题，当前，我国的氢能行业已经从传统的工业原材料转变为循环利用的可持续发展模式。而推广和有效利用氢气必须先从氢能源入手，已经有专业领域开始在已有技术的基础上进行源头探索，旨在生产和开发更加经济适用的制氢新技术。 一、传统制氢技术 （一）一次能源制氢 一次能源制氢的基本原则是将原材料和水蒸汽或氧在特定的温度下转化成反应气体，再经过变换、分离和提纯，得到对应的纯氢。当前，我国主要的生产形式是一次能源的生产。 （二）化工副产氢气回收 许多化学过程中，氢并非主要产物，一般常见的氢气多数为附属产品，回收氢气以后可以进行再次循环利用。该技术的应用范围包括烧碱、焦炭和氰化钠的生产。每次生产2吨的氰化钠会产生1400Nm3的氢气，其中H2含量在81%-91%之间；焦炉煤气中的H2含量在62.3.%~72.3%之间，在2吨的焦炭中，可以得到840Nm3的辅助气体。 （三）含氢物质制氢
氢气中包括了水、甲醇、硼氢化钠、氨等成分。在八百摄氏度的温度下，气 态氨被催化成氢、氮，再通过气相分离，获得了高纯度的氢。硼氢化钠是一种以 常规方法制备高纯度氢气的工艺。硼氢化钠是一种很好的还原剂，可以通过在强 的碱水中和催化剂的催化下进行水解而得到亚硼酸盐和氢。在此基础上，将甲醇 与水蒸汽充分搅拌，再经加压、加温等工艺，使其在催化、转换中得到氢气。 二、风光电解制氢技术 （一）碱液电解制氢（ALK) 电解水制氢是氢燃料电池反应的逆过程，即通过水电解在阴极上产生H2、在 阳极上产生O2。碱液电解制氢（ALK)是采用30%KOH水溶液作为电解液，将水电 解为氢气和氧气的过程，碱液电解水技术是最成熟，也是目前应用最广泛的电解 水制氢技术。碱性电解水工作电流密度约为0.4A/cm2，能源效率通常在70%左右，其设备运行寿命可达20年以上。碱性电解槽以含液态电解质和多孔隔板为结构 特征，操作范围从最小负荷20%到最大设计容量110%。与其他电解槽技术相比， 碱性电解水避免了因使用贵金属材料而带来的成本负担。该方法操作简单，成本低，其缺点是电解效率较低，碱性溶液具有一定的腐蚀性。 （二）质子交换膜（PEM）电解制氢 质子交换膜（PEM）制氢属于一种新改良的技术，把质子交换膜放在水中， 起到隔离气体与离子传导的作用。并且，在PEM水电解池中，采用了零缝隙结构，减小了电池的电阻，并显著改善了电池的整体性能。工作电流密度一般在1 A/cm2以上，PEM电解系统可以以最低功率保持待机模式，并能在短时间内达到 额定负荷的容量下运行。PEM电解装置可以在更高的压力（4.0MPaG)下运行生产 氢气，能更好地适应下游高压氢气需求。同时PEM制氢设备结构相对简单，应用 条件灵活，特别适用于小型氢能项目。PEM电解制氢技术环保、节能、高效，可 以快速调整装置负荷，装置开停速度快，效率高，气体纯度高，绿色环保，能耗低，无碱液，体积小，安全可靠，产气压力高等特点。它的不足之处在于，PEM 电解槽的投资成本（以每千瓦计）虽已大幅下降，但目前仍远高于ALK电解装置。并且，受限于质子膜的容量，PEM单个电解槽模块的出力无法与ALK电解装置规
铝水反应的新型制氢复合材料探究 随着化石燃料的不断消耗和对环境威胁的加剧,洁净无污染的氢能利用技术以令人惊奇的速度快速发展。直接压缩低温液氢法储氢能力较强,但储存和运输过程中的液氢气化、泄露等问题严重制约了其在民用领域的推广。其他常用的储氢方法如金属氢化物储氢、碳纳米管储氢、金属有机化合物储氢等依然存在循环稳定性和热力学性能差等缺陷,无法满足现实需求。而近年来受到关注的硼氢化钠水解制氢虽然有着储氢量高、产氢纯度高等优点,但是其价格昂贵、催化剂易中毒等缺陷却阻碍了其进一步的推广应用。与其他制氢手段相比较,金属水解制氢具有能量密度大,单位质量体积小,易保存易运输等优点,是一种很有潜力的制氢方式。其中,金属铝原料资源丰富,价格低廉,有利于大量生产和推广。铝与水反应置换出氢气,水解过程安全稳定,氢气纯度高,无有毒气体产生,清洁无污染,同时具有很高的理论产氢量(1 245 mL/g)。虽然铝水反应在热力学意义上能够自发进行,但是新鲜的铝表面会迅速生成一层致密的氧化膜,阻止水解反应的进一步进行。所以如何破除这层氧化膜,是铝基水解制氢材料在室温下应用的关键问题。向反应系统中加入碱是一个促进反应进行的简单而有效的办法,而碱溶液的运用将对装置设备和使用人员造成潜在的危害,需要进一步的工作来改善这个问题。Soler等人报道了一种使用铝在海水中悬浮铝酸钠溶液的制氢系统。结果表明,当使用NaAlO2和Na2SnO3代替NaOH在铝水反应中的催化作用时,在同样的pH 条件下,使用Na2SnO3代替NaOH 能提高氢气的产生速率。Dai等人将NaOH 和Na2SnO3的组合使用,有效提高了铝水反应系统的产氢速率,显著减少了NaOH 溶液的浓度,兼顾了铝水反应的动力学性能和碱腐蚀问题。另一方面,为彻底摆脱碱性溶液对系统装置的负面影响,最好的办法是使用中性的溶液或是单纯的水来直接与铝进行反应。范美强等人采用熔炼和球磨的方法向纯铝中掺杂了多种低熔点金属来提高铝基制氢材料活性。其中,使用30∶1 的球料比和5 h 球磨时间制备的Al-10%Bi-5%NaCl (质量分数) 样品,在20 min 内转化率可达到85.4%。本文在前期工作基础之上,通过改进球磨参数,细化成分比例,得到了性能更好的铝- 铋- 氯化钠复合材料。同时在此基础上,通过添加少量碱金属或氢化物得到了具有更高的能量密度和放氢速率的复合材料,适用于实时供氢等方面的应用。
硼氢化钾水解制氢双金属催化剂研究 丁洁 【摘要】实验制备了活性炭(AC)负载钴-镍基双金属催化剂,利用XRD对其进行表征.实验研究了不同催化剂、反应温度和硼氢化钾浓度等因素对制氢反应的影响.研究结果显示,10％(wt)Co-Ni/AC催化剂中,金属钴的比例越大,催化剂的活性越好.反应温度对反应速率有很大影响.硼氢化钾浓度对产氢率有一定影响.%Active carbon (AC) supported cobalt-nickel bimetallic catalysts were prepared and characterized by XRD technique.The effect of different catalysts,reaction temperature and potassium borohydride concentration on the hydrolysis reaction was investigated.The results show that the catalyst activity increases with increasing of cobalt content in 10％(wt) Co-Ni/AC catalyst;the reaction temperature has significant influence on the hydrogen generation rate,and the effect of potassium borohydride concentration on the hydrogen generation rate is not significant. 【期刊名称】《当代化工》 【年(卷),期】2017(046)004 【总页数】3页(P619-621) 【关键词】硼氢化钾;水解;氢气;催化剂 【作者】丁洁 【作者单位】青岛职业技术学院,山东青岛266555
制氢技术的研究现状及发展前景 摘要：文章对化石能源角度与非化石能源角度对制氢技术进行了研究，其中包括多种不同能源的制氢方法，如天然气、液体燃料、水等，并细致了分析不同能源制氢的成本、工艺、效率，以及在未来的发展前景，希望能够为制氢的发展提供参考。 关键词：制氢技术；研究现状；发展前景 随着我国经济的发展，对于氢能源的需求量逐渐上升，但传统制氢主要依靠的是不可再生资源，这中制氢技术不仅严重了造成了资源浪费，还造成了环境污染，因此，我国亟需从可持续发展的角度研制清洁型的制氢技术。氢能源是一种具有高效热能转化、高能量、高密度、不排放温室气体等优势的能源类型。从开发至今一直广受社会和各国的关注，但当前的制氢技术多样，要想实现最经济、最科学、最高效率的制氢方法还需要对当前的制氢技术进行时深入的研究，并分析其在未来的发展前景，使其能够更好的进行应用。 一、利用化石能源的制氢技术现状以及发展前景 （一）天然气制氢技术 这种技术是指在高温、高压条件下利用催化剂与天然气中的水蒸气成分以及烷烃成分产生化学反应，其中产生的化学气体会通过沸锅进行换热，使其中的一氧化碳转化成为氢气和二氧化碳。再通过中不同的化学技术，如分离、换热、冷凝等，将产生的气体利用吸附剂回收至特定按照的吸附塔，并使用变压和升压吸附功能从氮气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷中提取出氢气产品，最后经过降压和解析将氢气产品中的杂质排除，而且能够让吸附剂得到再生[1]。 这种制氢技术可以在天然气中进行脱硫，然后使脱硫后的天然气与含有催化剂的水蒸气发生转化，产生含有氢气与其它气体的转化器，这样在通过变压吸附就能降低转化气体中一氧化碳以及二氧化碳的含量，从而提取中体积分数接近百分之百的氢气。这些制氢技术在使用过程中可以提取七成至九成的氢气，提取率受原料质量的影响较大；每小时需要10—5000立方米的原料量，原料的消耗量大，但其提取率高、质量好，产生的气体较为清洁，不会对环境和人体造成一定的影响。 （二）焦炉气制氢技术 这种制氢技术是通过煤焦化过程中会产生可燃气体，这种可燃气体中含有体积分数近五成的氢气，所以通过变压吸附等方式能够将其中含有的氢气提取出来，而且这种技术的成本较低，与水制氢技术相比，成本降低了三倍左右。 使用这种技术时需要先将焦炉煤气通过电捕焦设备去除其中的焦油，然后再利用螺杆压缩机对叫苦煤气进行加压操作，在常规压力的基础上，将表压增加到0.58MPa即可，增压后需要等待气体冷却，当其温度达到四十左右时，就可以进行冷冻分离处理，去除焦炉气体中的杂质，如焦油、苯、水分等，然后送入变压吸附程序中去除掉其中还有的二氧化碳、硫化氢、氨气、甲烷、一氧化碳、有机硫等气体，得到体积分数近百分之百的氢气半成品，这种技术氢气半成品的体积分数最高能达到98%，并不能实现99.999%。提取半成品后将其在1.25MPa压力条件下进行变压吸附提取成品氢能源，在这个过程中可以提取的99.99%的成品氢 [2]。 二、利用非化石能源的制氢技术现状以及发展前景 （一）水制氢技术
泡沫镍载钌催化剂硼氢化钠水解制氢性能研究 徐金富;魏永生;王中伟;王敏;赵新生 【摘要】针对硼氢化钠粉末状制氢催化剂易流失、物料传输难、反应产物易覆盖、催化剂利用率低的问题,采用化学镀制备了泡沫镍负载的Ru催化剂,借助扫描电子 显微镜(SEM)、能量散射光谱(EDS)、X射线光电子光谱法(XPS)等技术分析了泡沫镍载Ru催化剂使用前后的微观形貌结构与表面元素组分,研究了镀液浓度、镀液 温度、硼氢化钠反应液温度对催化剂的催化制氢活性的影响,剖析了催化剂循环使 用过程中活性衰减的原因.结果表明:泡沫镍载体的使用提高了Ru催化剂的催化活性,有效地改善了NaBH4水解制氢体系中反应物和产物的物料传输,催化反应的活 化能为40.8kJ/mol.循环使用20次后,催化剂的催化活性仍为初次活性的76.3％, 显示了良好的催化稳定性.%Ni-foam-supported Rucatalyst was prepared by chemical plating.Several techniques such as SEM,EDS and XPS were used to analyze the microstructure and composition before and after hydrogen generation (HG).The effects of the concentration and temperature of plating solution and temperature of NaBH4 solution on hydrogen generation rate were investigated.The results show that Ru is uniformly dispersed and mass transfer in NaBH4 solution is improved with well-structured Ni-foam.The measurement of the HG rate shows that the activity of Ru/Ni-foam catalyst still remains 76.3％ of the initial activity after 20 cycles,exhibiting good durability.The activation energy for the reaction is 40.8 kJ/mol. 【期刊名称】《电源技术》
2022年四川省南充市中考化学试卷 相对原子质量：H-1 C-12 O-16 Na-23 Mg-24 Cl-35.5 K-39 Fe-56 一、选择题（本题包括12个小题。每小题3分，共36分。每小题只有一个选项符合题意。） 1．变化观念是化学学科核心素养之一。下列变化中，属于化学变化的是（） A．研碎胆矾B．蔗糖溶解C．对干冷玻璃片哈气D．红磷燃烧 2．爱护环境，人人有责。下列措施与环境保护相符的是（） A．工业废水不经处理直接排放B．使用公共交通出行 C．露天焚烧塑料垃圾D．直接掩埋废旧电池 3．下列图示是同学们在实验考试中的具体操作，正确的是（） A．取用固体B．过滤液体C．验满气体D．测定溶液的pH 4．“关爱生命”是人类永恒的主题，下列符合这一主题的是（） A．为预防缺铁性贫血，在食品中大量添加铁元素B．为节约粮食，蒸煮霉变大米后食用C．为预防可燃性气体爆炸，加油站严禁烟火D．为减少热量散失，冬季室内烧炭取暖时门窗紧闭5．水是地球上最普通、最常见的化学物质之一，下列关于水的说法错误的是（）A．海水、河水等天然水是混合物B．生活中通过煮沸可降低水的硬度 C．用水灭火的原理是降低可燃物着火点D．水中的一些可溶性杂质可用活性炭吸附 6．观察实验现象是科学探究的必要步骤，下列对实验现象描述错误的是（） A．木炭在氧气中燃烧后生成黑色固体B．少量二氧化碳通入澄清石灰水中，溶液变浑浊C．硫酸铜溶液中加入氢氧化钠溶液，出现蓝色沉淀D．稀盐酸中加入少量铁锈，溶液变为黄色7．人被有些蚊虫叮咬后，蚊虫在人的皮肤内分泌出蚁酸（化学式为HCOOH），使叮咬处痛痒。下列有关蚁酸说法错误的是（） A．蚁酸由碳、氢、氧三种元素组成B．蚁酸由5个原子构成 C．蚁酸的相对分子质量为46 D．蚊酸中氧元素的质量分数最大 8．将氧化汞（HgO）加强热，反应的微观示意图如图。下列说法错误的是（）A．该反应的基本反应类型为分解反应 B．该反应的化学方程式为 2HgO Hg2 + O2↑ C．该反应中，分子的种类发生了变化 D．分子和原子均可构成物质
2022年淮海中学中考化学模拟卷（五） 温馨提示： 1、化学试卷共17小题，总分40分。化学与物理考试时间共120分钟。 2、可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 O-16 N-14 Cl-35.5 Fe-56。 3、请务必在“答题卷”上答题，在“试题卷”上答题无效。考试结束后，请将“试题卷”和“答题卷”一并交回。 一、本大题包括12小题，每小题1分，共12分。每小题的4个选项，中只有1个符合题意，请将选出的选项序号填入答题卡内。 1、小南为了给自己增加营养，制定了如下食谱：大米饭、红烧排骨、煎鸡蛋、豆腐汤。从均衡营养的角度考虑，小南应该增加的食物是（） A．炒青菜B．炖牛肉C．清蒸鱼D．肉包子 2、北京冬奥会的理念是“绿色、低碳、可持续发展”。下列做法不符合低碳理念的是（） A．提倡绿色出行B．大力发展火力发电 C．为节约和环保，分类回收生活垃圾D．减少使用一次性餐具 3、我国著名科学家、中国科学院院士张青莲教授主持测定了铟、铱、锑、铕等近十种元素的相对原子质量，为相对原子质量测定作出了卓越贡献。关于铟元素在元素周期表中的部分信息及原子结构示意图如图所示。下列说法正确的是（） A．铟元素属于非金属元素B．铟原子质量为114.8 C．铟原子的质子数为49 D．铟的原子结构示意图中x=18 4、下列实验操作正确的是（） A．试管口塞橡胶塞B．过滤C．取用浓硫酸D．振荡试管 5、2008年北京奥运会“祥云”火炬、2022年北京冬奥会“飞扬”火炬的外壳材料的主要成分和燃料如表所示。奥运火炬的迭代，体现了我国科技水平的提高。下列有关两火炬的说法错误的是（） “祥云”火炬“飞扬”火炬 外壳材料的主要成分铝合金碳纤维复合材料 燃料丙烷（C3H8）氢气（H2） A．外壳材料的主要成分都属于非金属单质B．燃料都具有可燃性 C．燃料燃烧时，助燃物都是氧气D．燃料燃烧时，都有水生成 6、2022年是新冠病毒袭击人类的第三年。目前我国治疗新冠病毒用磷酸氯喹、利巴韦林等药物。其中利巴韦林的化学式为C8H12N4O5，下列有关利巴韦林的说法正确的是（） A．利巴韦林是一种有机物B．利巴韦林中含有29个原子