新型有机液体储氢剂乙基咔唑的加氢催化剂研究

【摘要】作为一种新型液相储氢材料,乙基咔唑具有较高的质量储氢密度(5.8wtt%),且其脱氢温度较传统有机氢化物有所降低,在储氢领域里有着良好的应用前景。但是,乙基咔唑作为储氢材料进行应用,还需进一步优化加氢催化剂以获得较优的催化加氢效果。本文首先对钌催化剂的制备进行了研究,进而考察了Ru-Pt/Al2O3催化剂对乙基咔唑的催化加氢性能。实验发现以水合肼为还原剂制备出的Ru/AI2O3对乙基咔唑具有最佳的催化活性；在Ru-Pt/Al2O3催化下,随着温度的升高乙基咔唑的反应速率加快,吸氢量也增加,并在160℃时达到最大值；乙基咔唑反应比较彻底,产物主要为十二氢乙基咔唑和八氢乙基咔唑。其次,本文研究了Ru/rGO(rGO指还原的氧化石墨烯)催化下的乙基咔唑加氢反应过程,探讨了反应温度、反应压力、催化剂负载量对乙基咔唑反应速率和加氢量的影响。研究表明,制备的Ru/rGO对乙基咔唑加氢反应具有很好的催化作用；增加催化剂上钌的负载量、升高反应温度及增加氢压都有助于提升乙基咔唑的加氢性能；10g乙基咔唑在0.2g24.94wt%的Ru/rGO催化剂、160℃和6MPa的条件下反应时,其吸氢量达到较佳值0.300mol,相应的加氢转化率可达97.72%。对Ru/rGO催化下乙基咔唑加氢反应动力学的研究表明,乙基咔唑加氢反应初期主要由催化剂表面的化学反应控制,气液和液固界面上的传质阻力均可忽略。根据建立的反应动力学模型得到乙基咔唑加氢反应的表观活化能是36.63kJ/mol,相应的表观动力学方程为：最后,本文还以储氢合金LaNi5-乙基咔唑体系为研究对象,考察了LaNi5对乙基咔唑加氢反应的催化作用,并对该反应过程进行了初步分析。实验发现：经过氟处理后LaNis的催化性能较之没有氟处理的LaNi5大大提高；通过对它们的微观形貌进行表征,发现氟处理后LaNis合金表面布满细密的长度为100nm的微晶,形成了LaF3保护层和富Ni亚表层,从而改善了合金的催化活性。此外,反应温度对加氢反应的影响较为显著,且增大压力有利于乙基咔唑的催化加氢反应。研究表明,乙基咔唑的较佳反应条件为6.0MPa、170℃、600rpm以及1.0g氟处理后的LaNi5,此时,乙基咔唑的吸氢量为0.270mol,相应的加氢转化率达到87.9%。
【作者】吴富英；
【导师】安越；
【作者基本信息】浙江大学，工业催化，2014，硕士
【关键词】乙基咔唑；催化加氢；Ru催化剂；LaNi5；动力学；

【参考文献】
[1]孙立艳.桑菊感冒片生产工艺改进[D].天津大学,制药工程,2013,硕士.
[2]吴腾腾.论科技进步对档案保护技术的影响[D].安徽大学,档案学,2014,硕士.
[3]郑毅,刘天琪,洪行旅,江东林,吴琳.中心城市大型配电自动化设计方案与应用[J].电力系统自动化,2012,18:49-53.
[4]古峻.深静脉血栓急性期的炎症反应[D].中国医科大学,外科学,2004,硕士.
[5]杨晓君.纤维艺术的多元化表现探析[D].青岛大学,设计艺术学,2013,硕士.
[6]李海宗,吴陈洁.新型城镇化进程中浙江省高技能人才培养模式研究[J].成人教育,2015,04:47-50.
[7]李中原.A公司净水设备市场开发模式研究[D].山东大学,工商管理（专业学位）,2012,硕士.
[8]白小艳.论媒体报道对刑事审判的影响机制及其规制[D].中国社会科学院研究生院,刑事诉讼法（专业学位）,2014,硕士.
[9]周炼.沪昆客运专线长沙至昆明段湘潭湘江特大桥对桥位河段防洪影响分析[D].长沙理工大学,水利工程,2011,硕士.
[10]杨小婷.基于目标分类学的新旧义务教育历史课程标准对比研究[D].新疆师范大学,学科教学,2013,硕士.
[11]饶菲.基于供应链管理的零售商-供应商合作关系研究[D].暨南大学,2002.
[12]王加玉.鞘内注射CatS抑制剂LHVS缓解大鼠骨癌痛[D].苏州大学,麻醉学,2013,硕士.
[13]杨立杰.基于模块化的住宅工程造价指标体系研究[D].北京交通大学,2014.
[14]齐江岩.衡水农村中学音乐教育调查研究[D].河北师范大学,音乐学,2012,硕士.
[15]魏书华.大学生数字化学习环境构建策略研究[D].宁波大学,教育技术学,2014,硕士.
[16]刘婷婷.弦支穹顶结构自振特性及动力性能分析研究[D].山东建筑大学,结构工程,2013,硕士.
[17]于成成.NLRP3、NLRP1炎性体信号通路在系统性红斑狼疮、类风湿关节炎免疫机制中的作用[D].山东大学,内科学,2013,硕士.
[18]池天河,王雷,王钦敏,陈崇成.数字省建设技术体系研究[J].计算机科学,2003,02:52-54.
[19]屈钧,赵发宝,潘亚利,李俊革.高温燃烧红外吸收光谱法快速测定煤中全硫[J].煤炭转化.2001(04)
[20]冯亦军,夏少杰,陈新峰,朱治亮,李陈荣,汤一平.基于单目多视角视觉的珍珠光洁度识别研究[J].信息技术,2013,10:13-17.
[21]代方方.经导管介入治疗儿童室间隔缺损与开胸修补术及镶嵌治疗的对比研究[D].山东大学,儿科学（专业学位）,2013,硕士.
[22]柳海雄.水溶性聚酯浆料的合成与性能研究[D].东华大学,纺织工程（专业学位）,2014,硕士.
[23]金文涛.Au（Ⅰ）-Cys无氰配合物的合成及其镀金性能的研究[D].中南林业科技大学,环境工程,2013,硕士.
[24]支晗.基于损伤相关性的钢筋混凝土简支梁安全性评价方法研究[D].东北大学,固体力学,2011,硕士.
[25]张春阳.筒式电晕放电反应器结构优化及供电方式研究[D].大连理工大学,电工理论与新技术,2013,硕士.
[26]罗国忠.单轴铁磁颗粒基态和激发态的量子隧穿[D].山西大学,理论物理,2004,硕士.
[27]王姗姗.农民工子弟学校教师生存状态研究[D].扬州大学,教育学原理,2012,硕士.
[28]岳宗峤.商业银行产品绩效评价研究[D].山东大学,工业工程（专业学位）,2012,硕士.
[29]付毅.带梁式转换层结构的抗震性能研究[D].西南交通大学,建筑与土木工程,2014,硕士.
[30]陈增强,车海平,袁著祉.具有比例积分结构的广义预测自校正控制器[J].控制与决策,1994,02:105-110.
[31]罗圣磊.TNF-α对负载种植体周骨髓间充质干细胞成骨分化和骨创伤修复影响[D].山东大学,口腔临床医学（专业学位）,2014,博士.
[32]郭德权,陈梅.热轧带钢主传动电动机负荷不平衡及改进[J].冶金自动化,2012,03:68-70+75.
[33]祝晓楠.省属大学校长任职情况研究[D].山东财经大学,教育经济与管理,2014,硕士.
[34]王露茜.留美博士的归国意向与职业取向[D].华东师范大学,高等教育学,2013,硕士.
[35]朱玉祥.多普勒天气雷达资料的反演及其在中尺度模式中的四维同化试验[D].南京气象学院,气象学,2004,硕士.
[36]周理华.基于GPU的并行加解密系统的设计与实现[D].哈尔滨工业大学,软件工程,2013,硕士.
[37]范惠芳.山西省县域经济发展中的金融服务问题研究[D].山西财经大学,区域经济学,2013,硕士.
[38]潘澄雨.济源凹陷及邻区中—新生代盆—山构造演化[D].中国地质大学（北京）,构造地质学,2013,硕士.
[39]杨茜瑜.逐梦金山的“他者”[D].吉林大学,英语语言文学,2014,硕士.
[40]马龙宝.异形拱—连续刚构组合体系桥梁受力分析[D].西南交通大学,桥梁与隧道工程,2014,硕士.
[41]谢云英.基于纳米放大技术的电化学免疫传感器在生物标志物检测中的应用[D].华中师范大学,2012.
[42]张建海.基于小波变换域的数字水印技术研究[D].天津理工大学,计算机技术,2013,硕士.
[43]张静.当代我国农村婆媳伦理面临的问题及对策研究[D].河北师范大学,伦理学,2014,硕士.
[44]何新宇.羽叶点地梅的谱系地理学研究[D].兰州大学,生态学,2013,硕士.
[45]罗成果.矿井超前探测综合物探方法的研究与应用[D].成都理工大学,应用地球物理,2013,硕士.
[46]高蓬.救护车载担架气动人工肌肉缓冲系统特性研究[D].太原科技大学,机械设计及理论,2014,硕士.
[47]韩芳.张家口市土地资源可持续利用评价研究[D].河北师范大学,人文地理学,2004,硕士.
[48]马云鹏.非上市公众公司信息披露制度研究[D].重庆大学,法律（专业学位）,2014,硕士.
[49]李桂红.模切机主切机构参数化设计及其优化的研究[D].西安理工大学,印刷工程,2004,硕士.
[50]王琼.外商直接投资对我国经济增长的作用机制和边际效应研究[D].浙江工业大学,2012.