新型三维石墨烯制氢催化剂制备及性能(2)
4 结果分析 .. 20
5 结论 .. 27
6 致谢 .. 29
参考文献 . 30
1 绪论 1.1前言 人类历史的年轮已碾过诸多岁月，进入了现代化发展步伐更快的21世纪。大观世界，高楼大厦林立，飞机汽车等现代化高科技交通工具呼啸而过，人们的生活变得越加丰富多彩，日新月异。然而，迄今为止，人们更多的使用的是地球储存量有限的化石能源，石油、天然气、煤等不可再生能源。这些能源是地球本身经过亿万年沉淀积累才得以形成的不可再生能源。同时，倍受人们青睐的风能、太阳能、潮汐能等这些可再生的能源却有自己固有的利用条件，而且投入建设的基础设施有很高的成本，能源可利用投产周期很长，面对人类鲸吸般能源的消耗量，这些可再生能源显得捉襟见肘。并且，化石燃料燃烧释放的二氧化碳是致使全球气候变暖的罪魁祸首，其中还夹杂大量的含硫有害气体，各种难以消除的粉尘，对环境造成了极大的污染。化石燃料的开采，极典型的是煤炭开采，对土地，对村庄，对水质都造成了极大的损坏。 面对如此的窘境，人们也在做极大的努力，努力找到对环境无害，可长久利用的新能源。 不孚人们多年的努力，氢能，这个集很多优点于一身的新能源逐渐走进人们的视线[1]。氢能有如下特点[2-3]： 储量高：宇宙中含量最多的元素便是氢了，地球上的水可以说是无穷无尽。 理想的发热值：除了核燃料外，氢的发热值都远胜其他燃料的发热值。 多种形态：能以三种不同形态存在，不管是运输还是储存都很方便。 利用率高，无毒：氢气参加反应生成水，原子利用率高，取代化石燃料，不释放温室气体，减缓甚至抑制温室效应。 诸多的优点让氢能成为时代的宠儿。近年来，燃料电池的发展取得跨越式的进步，然而，将氢用于燃料电池仍存在很多需要克服的难题[4-6]，如何高效安全经济制氢便以直接利用成为全世界研究热点。
1.2制氢的方法 （1）醇类分解制氢 多以甲醇为制取氢气的原料首选，其制备过程一般是以一定的比例将甲醇和纯水混合，然后在催化剂的作用下，给以相应的压强（或者过热），反应分解制取出氢气。 反应式为： CH3OH+H2O → CO2+3H2 式（1-1） 优点是该反应制取的氢气纯度达到 99.99%，加压的情况下反应温度不高，所需能量较小，成本较低。 缺点是产生温室气体CO2，过热的情况下会有部分甲醇直接裂解为CO，有毒无益，还有一些杂志，增加了负担。 (2)氨分解制氢 反应式 2 NH3→3H2+N2 式（1-2） 原理是催化剂催化分解液态氨得到组分3:1的氢气和氮气的混合气体。 优点：原料液氨容易得到。价格也便宜，原料利用率高，产量也不低。 缺点是得到的生成物是氢气与氮气的混合物，要得到纯度很高的氢气，就得进一步提纯，去除一些杂志（惰性气体和一些挥发性杂质），会有后续的分离精制过程，相对来说比较繁琐，而且所需要的设备要求过高，目前的工艺还不算先进，最重要的一点是会对环境造成污染。所以还是淘汰了这种制氢的方法。
（3）太阳能制氢 利用太阳能聚光器收集太阳能直接加热水至3000K以上，分解水得到氧气和氢气。 优点显而易见，利用太阳能分解水制氢是最理想的制氢方法，多年来，科学家投入了大量心血，不过得解决的两大难题[7]是：