多相态反应条件下甲基环已烷催化脱氢反应过程的研究

氢作为清洁和可再生的能源载体,被认为是极具发展前景的汽车替代燃料。虽然车用燃料电池研究在技术上已经取得很大的进步,但一个经济、高效和安全的车载氢源系统却是目前制约燃料电池汽车产业化的瓶颈之一。论文希望通过对储氢合金和有机液体所组成的浆液的脱氢性能进行的研究,为未来车载氢源系统的设计提供有益的借鉴参考。 本文采用小型玻璃实验装置从系统动态能量平衡角度对以Raney-Ni作为催化剂的甲基环己烷在“多相态”反应模式下的脱氢过程进行研究。考察了反应温度(453K-573K)、反应液用量(0.2mL-4.0mL)和催化剂用量(2g-10g)对甲基环己烷脱氢转化率的影响。反应过程中生成的气体通过冷凝回流装置不断地从反应体系中分离溢出。通过对比甲基环己烷脱氢曲线及催化剂温度曲线,我们发现反应初期催化剂表面发生现象的分析和理解对多相态条件下甲基环己烷的脱氢至关重要,在催化剂表面所形成的干湿交替状态非常有利于脱氢反应的发生,而催化剂表面形成的多相态条件又与反应温度、反应液用量和催化剂用量紧密相连。在523K,0.5mL甲基环己烷和8g Raney-Ni的反应条件下,甲基环己烷的脱氢转化率可达65%。 本文还选取吸氢性能良好的储氢合金材料作为液体有机氢化物的脱氢催化剂,研究其脱氢性能,并通过扫描电镜观察(SEM)对经过氟处理的储氢合金材料表面相结构和表面形貌进行表征。