下载文档原格式
硼氢化钠水解产氢催化剂的研究进展概述一.氢气的应用前景国际能源界预测, 21 世纪人类社会将告别化石能源时代而进入氢能经济时代。
牛津研究所预测, 到2010 年前, 世界每天生产的氢能源当量将达到 320×104桶石油; 2020 年前将达到 950×104桶石油。
美国科学家劳温斯在新出版的《自然资本论》一书中预言, 下次工业革命将从氢能源开始, 世界科学家都在寻找一种既清洁又无污染的能源, 氢正是科学家们看好的最理想的原料。
专家们认为, 氢将在 2050 年前取代石油而成为主要能源, 人类将进入完全的氢经济社会。
目前世界各国汽车厂商都在加紧研制以氢为能源的燃料电池车, 这是迎接氢能时代到来的前奏曲, 不仅是现在的热点, 而且将会成为今后人类能源的永恒主题。
2003 年 11 月, 包括中国、美国等 15 个国家和欧盟共同签署了氢经济国际合作伙伴计划(IPHE) 参考条款, 目标是建立一种合作机制, 有效地组织、评估和协调各成员国, 为氢能技术研究开发、示范和商业化活动提供一个能推动和制定有关国际技术标准与规范的工作平台。
世界各国及企业在研究开发燃料电池汽车技术方面取得了重大进展, 预计在未来的 5～10年内氢燃料电池汽车将正式进入市场, 电动汽车将可能以 20%的速度迅猛发展, 正处于一种“山雨欲来风满楼”的形势。
纵观世界能源发展战略, 早在上世纪 80 年代美国在能源战略上就做过重大调整, 美国采取不惜重金从中东每年大量进口石油, 而对阿拉斯加和美国中南部的大油田不予开发, 虽然这一政策导致不少中小石油公司的破产, 但是保证了未来美国在与外界完全隔绝的情况下仍然有至少 20 年的石油储备, 再加上一个强大的海军对中东石油海上运输线的保护, 美国的能源战略可以说是高枕无忧。
而俄罗斯有广大的西伯利亚油田尚待开发, 俄罗斯能源自给也是毫无疑义。
日本的石油自给目前为止不到 0.5%, 而欧盟也不到30%, 日本与欧盟的石油战略储备只有 90～120d 左右。
硼氢化钠催化水解制氢研究进展梁艳戴洪斌**王平( 中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家（联合）实验室沈阳110016 )摘要硼氢化钠（NaBH4）催化水解制氢是一项具备车载氢源应用前景的储氢/制氢一体化技术，该技术具有储氢效率高、安全、方便、对环境友好等特点，目前，它已成为各种储氢/制氢技术研究的热点。
介绍了NaBH4催化水解制氢的原理，综述了制氢催化剂、反应动力学、反应机理、反应装置的设计和反应副产物偏硼酸钠(NaBO2)的再生最新研究进展，并对该技术的应用前景进行了展望。
关键词硼氢化钠储氢/制氢催化剂反应动力学制氢装置中图分类号: TM911.4;TQ116.2文献标识码：A文章编号：1005-281X(2008)-0000-00Progress in Study of Hydrogen Generation from Catalytic Hydrolysis ofSodium Borohydride SolutionLiang Yan Dai Hongbin**Wang Ping(Shenyang National Laboratory for Materials Science, Institute of Metal Research, Chinese Academy ofScience, Shenyan 110016, China)Abstract Hydrogen generation (HG) from catalytic hydrolysis of sodium borohydride (NaBH4) solution is a promising on-board hydrogen storage/generation integrated technology in the practical application. Currently, attention is being extensively paid to NaBH4-based catalytic hydrolysis system due to its advantages of high hydrogen capacity, safety, convenience, the environmentally benign hydrolysis production and so forth. This perspective presents the principle of HG from NaBH4 solution, and reviews the current progresses in HG system of the hydrolysis of the catalyst, reaction kinetics, reaction mechanism, design of reaction generator and recycle of hydrolysis production, aiming at providing an outline of forefront of the technology for the practical application.Keywords Sodium borohydride; Hydrogen storage/generation; Catalyst; Reaction kinetics; Hydrogen generator能源是人类生存和发展的基础，当前主要依靠的化石能源终将耗竭，能源价值凸现，为向可持续能源系统过渡，发展大规模可再生能源是主要方法。
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2009年第28卷增刊·208·化工进展硼氢化钠的制备及水解制氢刘吉平，吴光波（北京理工大学材料学院，北京 100081）摘要：NaBH4的制备已有数种方法的报道，其中以硼酸三甲酯和硼砂为原料的Schlesinger法（湿法）和Bayer 法（干法）是可以实现工业化的两种重要工艺。
而硼氢化钠的水解研究在此之前报道较少，本文研究了NaBH4的工业制备及常温下水解硼氢化钠制氢的反应及其动力学，探索了水解制氢及应用。
关键词：NaBH4；制备；水解制氢；动力学硼氢化钠简称钠硼氢。
分子式NaBH4，相对分子质量37.83，相对密度1.074 g/cm3。
熔点为497 ℃。
硼氢化钠产品有粉状，也有水溶液。
固体为白色结晶粉末，立方面心晶体，而水溶液呈碱性黄棕色，有较高的热稳定性，在干燥空气中300℃分解，在真空中400℃分解，在氮气氛中503℃分解，而在氢气氛中512℃才开始分解[1-2]。
NaBH4在空气中吸收水分，当相对湿度大于25%时生成NaBH4·2H2O，同时伴随缓慢分解。
NaBH4溶于水、液氨、胺类，微溶于甲醇、乙醇、四氢呋喃，不溶于乙醚、苯、烃。
NaBH4具有强的还原性，在有机化学和无机化学方面有着广泛应用。
它能够还原醛、酮、酰氯成醇，在金属氯化物存在时其还原能力显著提高。
在水溶液中，NaBH4能还原Fe3+、Co2+、Ni2+等离子。
硼氢化钠的工业用途是作为药物、染料和其它有机合成产品烯烃聚合的催化剂、还原剂。
用于木材纸浆和黏土漂白的硼氢化钠消费量正在增长。
硼氢化钠也可用作火箭燃料添加剂、制取泡沫塑料的发泡剂、皮革生产和纸张的漂白剂(特别是新闻纸，可较好地解决保存的泛黄问题)，还可以用于脱除污水中的重金属(铅、汞)。
硼氢化钠有较强的去污特性。
医药工业用于制造双氢链霉素的氢化剂。
在工业生产上，NaBH4还广泛用于精细化工合成[3]瓮染技术[3-4]非金属及金属材料的化学镀膜[5]、磁性材料制造[3]、贵金属回收[6-7]、工业废水处理[3,8]，也可作为制备含硼化合物的原料。
负载型金属催化剂催化硼氢化钠水解制氢的研究进展目录一、硼氢化物水解制氢概述 (2)1.1 硼氢化物水解制氢原理 (3)1.2 硼氢化物水解制氢的特点与优势 (4)二、负载型金属催化剂在硼氢化物水解制氢中的应用 (4)2.1 负载型金属性能及其在催化反应中的作用 (6)2.2 Rh负载型催化剂在硼氢化钠水解制氢中的应用 (7)2.3 Pd负载型催化剂在硼氢化钠水解制氢中的应用 (8)2.4 Cu/ZnO负载型催化剂在硼氢化钠水解制氢中的应用 (9)2.5 Ni/α-Al2O3负载型催化剂在硼氢化钠水解制氢中的应用 (10)三、负载型催化剂的制备方法及评价指标 (11)3.1 负载型催化剂的制备方法 (12)3.1.1 浸渍法 (14)3.1.2 共沉淀法 (15)3.1.3 物理混合法 (17)3.1.4 其他方法 (18)3.2 负载型催化剂的评价指标 (19)四、硼氢化钠水解制氢催化反应机理 (20)4.1 反应机理概述 (21)4.2 催化侧链机理 (22)4.3 催化桥式机理 (23)4.4 催化离子优先机理 (24)五、未来的研究方向及展望 (26)5.1 催化剂活性及稳定性研究 (27)5.2 制备方法及工艺路线研究 (28)5.3 催化机理深入研究 (29)5.4 反应条件优化研究 (31)一、硼氢化物水解制氢概述硼氢化物长期以来被认为是高效的氨基氢化剂及一种重要的氢源材料。
在借助于负载型金属催化剂体系下，硼氢化钠水解成为氢气产生的重要途径之一。
这一流程不仅涉及到高效氢气生产，也为可再生能源领域的可持续发展提供了重要的研究方向。
氮硼氢化物作为较为温和的还原剂，其水解反应通常伴随极少副产品生成，这使得其在化学合成和化学生物学等领域内广受青睐。
硼氢化钠的水解反应可通过多种金属催化剂的激活，实现更为高效的制氢效果。
负载型金属催化剂的首要优势在于催化剂的活性中心与载体的互补作用，能够显著提升催化效果。
国外潜艇硼氢化钠水解制氢的研究与进展李宏伟;李大鹏;张晓东【摘要】叙述了国外潜艇AIP装置硼氢化钠水解制氢的研究与进展,介绍了硼氢化钠溶液水解制氢方法、水解反应催化剂,描述了潜艇硼氢化钠水解制氢系统、管式和一体式硼氢化钠水解制氢反应器的组成与工作,分析了制氢器反应区内的两相流动现象、反应区体积和换热-冷凝器传热面积要求,以及制氢器内液滴的分离、固体颗粒的沉淀和悬浮物的过滤、制氢器的动态特性等问题.%Research and development of foreign submarine AIP sodium borohydride hydrolysis hydrogen generation is stated in this paper. Method and catalyzer of sodium borohydride hydrolysis hydrogen generation are introduced. Submarine system of sodium borohydride hydrolysis hydrogen generation, constitution and working of tubular and integrative reactors of sodium borohydride hydrolysis hydrogen generation are described. Two-phase flow phenomena, requirements of reactor volume and heat-transfer surface of heat-exchanger-condenser, separation of liquid dribbles, precipitin of solid grains and filtration of suspending particles in the hydrogen generator, as well as dynamic characteristic of hydrogen generator are analyzed.【期刊名称】《舰船科学技术》【年(卷),期】2012(034)007【总页数】9页(P135-143)【关键词】潜艇;AIP;硼氢化钠;水解制氢【作者】李宏伟;李大鹏;张晓东【作者单位】海军工程大学,湖北武汉430033;海军工程大学,湖北武汉430033;海军工程大学,湖北武汉430033【正文语种】中文【中图分类】U664基于燃料电池的电化学发电机装置是最具竞争力的潜艇AIP装置之一。
硼氢化钠水解制氢方法及催化材料的研究的开题报告题目：硼氢化钠水解制氢方法及催化材料的研究一、选题背景氢气作为一种清洁的能源已经广泛应用。
硼氢化钠（NaBH4）是一种重要的氢源，其在储氢、制氢等方面有着广泛的应用前景。
水解制氢是一种有效的利用硼氢化钠制氢的方法，其反应方程式为：NaBH4 + 2H2O → NaBO2 + 4H2目前，硼氢化钠水解制氢的研究主要集中于催化剂的开发和性能改进。
因此，本研究拟探究硼氢化钠水解制氢方法，并通过催化材料的研究和分析，提出一种高效、经济和可持续的制氢方法。
二、研究目的和内容1. 硼氢化钠水解制氢反应及其机理的研究。
2. 合成不同催化剂材料及其对水解制氢反应的催化性能进行表征和分析。
3. 通过优化催化剂的制备条件，改进硼氢化钠水解制氢反应的催化效率。
4. 评估改进后的硼氢化钠水解制氢方法在制氢领域的应用前景。
三、研究方法1. 采用常规化学合成的方法，制备不同催化剂材料，如Co、Ni、Cu 等金属的氢氧化物等。
2. 通过SEM、TEM和XRD等手段对合成的催化剂材料进行表征和分析。
3. 测定不同催化剂对硼氢化钠水解制氢反应的催化性能，如反应速率、反应活性等。
4. 通过响应面法等方法优化催化剂的制备条件，提高硼氢化钠水解制氢反应的催化效率。
5. 评估改进后的硼氢化钠水解制氢方法在实际应用中的效果，并对其应用前景进行分析。
四、研究意义1. 提高硼氢化钠水解制氢反应的催化效率，降低生产成本。
2. 探究硼氢化钠水解制氢反应的催化机理，为制定新的催化剂设计和优化提供基础。
3. 推进清洁和可持续能源领域研究的发展。
4. 为实现我国清洁能源、低碳经济的战略目标提供技术支撑。
五、进度安排1. 第一年：研究硼氢化钠水解制氢反应及其机理。
2. 第二年：对不同催化剂材料的制备和催化性能进行表征和分析。
3. 第三年：优化催化剂的制备条件，提高硼氢化钠水解制氢反应的催化效率。
4. 第四年：评估改进后的硼氢化钠水解制氢方法在实际应用中的效果，并对其应用前景进行分析。
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 usedto 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 activityafter 20 cycles,exhibiting good durability.The activation energy for the reaction is 40.8 kJ/mol.【期刊名称】《电源技术》【年(卷),期】2017(041)004【总页数】4页(P569-572)【关键词】泡沫镍;Ru催化剂;NaBH4;制氢;燃料电池【作者】徐金富;魏永生;王中伟;王敏;赵新生【作者单位】江苏师范大学物理与电子工程学院,江苏徐州 221116;江苏师范大学物理与电子工程学院,江苏徐州 221116;江苏师范大学物理与电子工程学院,江苏徐州 221116;江苏师范大学物理与电子工程学院,江苏徐州 221116;江苏师范大学物理与电子工程学院,江苏徐州 221116【正文语种】中文【中图分类】TM911氢氧质子交换膜燃料电池(PEMFC)是以氢气为燃料，直接将氢气中的化学能转化为电能的装置，具有比能量高、电池结构简单、氢气来源丰富、工作温度低等优点，成为电动汽车和可移动电子设备的优选动力电源。
钌催化硼氢化钠水解制氢的研究
程杰;王新东
【期刊名称】《电源技术》
【年(卷),期】2008(32)9
【摘要】研究了应用于燃料电池的硼氢化钠(NaBH4)水解即时供氢的一种方法.用化学镀法制备的泡沫镍载钌(Ru)作为催化水解NaBH4碱溶液制氢的催化剂,具有稳定高效的活性.这种容易制备的催化剂在多次使用后仍显示了较高的活性.研究了制氢过程中的温度、压力、NaBH4浓度和载Ru量对产氢速率的影响.研究表明:随温度的升高反应速率快速上升;当NaBH4浓度为5%(质量分数,下同)、NaOH浓度为3%、载Ru量为6%时,在25℃常压且催化作用下反应速率可以达到1.906 mL·s-1·g-1.
【总页数】3页(P577-579)
【作者】程杰;王新东
【作者单位】北京科技大学,物理化学系,北京,100083;北京科技大学,物理化学系,北京,100083
【正文语种】中文
【中图分类】TM911.4
【相关文献】
1.碳纸负载纳米结构钴、镍及其合金薄膜催化剂的研制r及其催化硼氢化钠水解制氢研究 [J], 冯裕发;廖锦云;季山
2.钴-硼/二氧化锆催化剂催化硼氢化钠水解制氢研究 [J], 孙海杰;陈凌霞;张玉凤;安冬东;刘聪
3.钌/氮掺杂石墨烯催化硼氢化钠水解制氢的研究 [J], 张旭梅; 韩贺; 高庆玲; 刘阳; 李悦; 马晓艳
4.自搅拌下CoB/SiO2催化剂催化硼氢化钠水解制氢研究 [J], 孙海杰; 陈志浩; 陈凌霞; 刘聪; 刘冉冉; 蔡文娟
5.非贵金属催化剂催化硼氢化钠水解制氢的研究进展 [J], 王小炼;杨茂;刘永辉;张渝彬;冯威
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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。
