气溶胶中多环芳烃光降解的初步研究

本文以大容量空气总悬浮微粒采样器采集了大气中的气溶胶样品,以石英滤膜为载体,研究了气溶胶中的多环芳烃(PAHs)在紫外光照下的光降解规律.结果表明,气溶胶中的多环芳烃在紫外光照下迅速发生降解,其光降解反应为一级反应。

湿混法制备甲醇氧化重整制氢CuZnAlZr催化剂

用简易湿混法制备了用于甲醇氧化重整制氢的CuZnAlZr催化剂,与共沉淀法制备的催化剂比较,结果表明,湿混法制备的催化剂具有相当的中高温活性和略低的低温活性,有较高的CO2选择性。XRD、TPR、TGDSC等表征结果显示,湿混法制备的催化剂中铜组分易于向表面迁移和富集,并可能与氧化铝作用生成铜铝复合氧化物,具有了更高的Cu分散度和Cu0比表面浓度。湿混法制备的催化剂对甲醇氧化重整反应有较好的稳定性,经100h的连续反应,在275℃时甲醇转化率在90%以上,重整气中氢气体积分数大于60%,CO2选择性接近99%。

燃料电池汽车高压H_2快速加注研究

根据作者所在课题组前期开发的燃料电池汽车高压H2快速加注策略,对储氢瓶H2加注的过程和方式进行研究。首先利用深圳大运会加氢站设备进行观光车用28 LⅢ型车载储氢瓶多级加注实验研究;然后建立储氢瓶的数值模型,用实验数据验证模型准确性后,利用该模型模拟极端条件下根据加注策略进行加注的加注情况。实验和仿真的温升、加注时间和SOC结果均满足SAE TIR J2601标准的要求。

Cu-Mn/γ-Al_2O_3催化剂上二甲醚水蒸气重整制氢

采用草酸盐胶态共沉淀-机械混合法制备了一系列Cu-Mn/γ-Al_2O_3催化剂,考察了CuMn摩尔比及助剂La、Al、Fe、Zn等对Cu-Mn/γ-Al_2O_3催化剂上二甲醚水蒸气重整制氢的催化性能的影响,并结合热重-差热扫描量热分析(TG-DSC)、N_2吸附-脱附(BET)、X射线衍射(XRD)、H_2程序升温还原(H_2-TPR)等表征手段研究了助剂La的添加对Cu-Mn/γ-Al_2O_3催化剂微观结构的影响。研究表明:当Cu-Mn/γ-Al_2O_3催化剂中Cu/Mn摩尔比为1/2时,催化剂具有较高的初始活性;添加La、Al、Fe、Zn等助剂均不同程度地提高了Cu-Mn/γ-Al_2O_3催化剂的稳定性,其提高顺序为:La>Al>Fe>Zn;适量La的添加可以起到隔离和分散铜的作用,能阻碍活性组分的聚集长大,有助于活性组分细化,并增加表面高分散CuO的量,同时增强Cu-Mn以及金属铜和载体之间的相互作用,防止铜的团聚,从而提高催化剂的活性及稳定性。

甲醇制氢系统中燃烧催化剂的研究

考察了不同负载量的Pt/Al2O3催化剂和不同过渡金属助催的Pt/Al2O3催化剂分别催化燃烧含氢尾气和液体甲醇的性能。结果表明,Co和Fe对含氢尾气的催化燃烧有较好的助催效果,Mn和Fe对液体甲醇的催化燃烧有较好的助催效果。添加Fe的0.5%Pt/Al2O3催化剂既可以在室温下起燃液体甲醇,又对催化燃烧含氢气体具有较高的活性,是应用于燃料电池甲醇制氢系统中燃烧催化剂的理想选择。

燃料电池汽车供氢新技术——硼氢化钠水解制氢

常温下硼氢化钠可以稳定储存在碱溶液中,当与合适的催化剂接触时每摩尔硼氢化钠水解释放出4摩尔氢气。利用这一性质,硼氢化钠可以作为质子交换膜燃料电池的氢源。本文介绍了这种制氢技术的原理和特点,及其在燃料电池汽车上的应用和研究进展。

Cu-Mn-La/γ-Al_2O_3催化剂上二甲醚重整制氢的工艺条件研究

采用草酸盐胶态共沉淀-机械混合法制备了Cu-Mn-La/γ-Al2O3催化剂,将该催化剂用于二甲醚重整制氢反应,考察了反应温度、装填方式、水醚比等工艺条件的影响。测试结果表明,较好的工艺条件是:反应温度350℃,水醚比3,较好的装填方式是将两种活性组分机械混合后装填。在优化的工艺条件下,Cu-Mn-La/γ-Al2O3催化剂具有较好的催化活性和稳定性。

CuZnAlZr整体式催化剂上甲醇氧化重整制氢的研究

制备和筛选出用于甲醇氧化重整制氢的CuZnAlZr整体式催化剂,并考察了水醇比、氧醇比和液体空速等条件对该催化剂上甲醇氧化重整制氢反应的影响,结合对该反应所做的理论计算,得到反应的最佳条件为水醇摩尔比1,氧醇摩尔比0.22,液体空速0.96h-1。

二甲醚自热重整制氢过程的热力学分析

对二甲醚自热重整制氢体系进行了热力学计算和分析,探讨了反应体系的理论最大能效以及达到热力学平衡时产物等的变化情况,分析了水醚摩尔比、氧醚摩尔比、反应温度等因素对体系平衡组成的影响.分析发现,固定水醚摩尔比时,二甲醚自热重整理论完全反应可在某一氧醚摩尔比下达到自热平衡点,此时反应能量效率最高;重整反应在水醚摩尔比为2.0~4.0、氧醚摩尔比为0.4~0.5以及温度为150~350℃的条件下,产物中氢气摩尔分数高于50%,氢气产率高于80%,产物中一氧化碳摩尔分数低于5%,反应理论最大能效高于85%.

甲醇组合重整制氢CuZnAlZr催化剂简单制备法

用湿混法制备用于甲醇组合重整制氢CuZnAlZr催化剂,与目前最常用的共沉淀法相比较,虽然湿混法催化剂的低温活性低于共沉淀法催化剂,但其在中高温段的催化活性与共沉淀法相当,且具有更高的CO_2选择性。XRD、TPR等表征结果显示,湿混法催化剂中有铜铝复合氧化物存在,铜组分的分散度很高。

大气气溶胶中多环芳烃的紫外光降解研究

以大容量空气总悬浮微粒采样器采集了大气气溶胶样品,以石英滤膜为载体,研究了气溶胶中的多环芳烃(PAHs)在紫外光照条件下的光降解规律。结果表明,气溶咬中的多环芳烃在紫外光照下发生迅速的降解;其光降解反应为一级反应,光降解速率常数与它们的极谱氧化半波电位及化合物结构有关,而与降解温度关系不明显。

燃料电池电动车车载甲醇重整器研究进展

介绍了甲醇重整制氢的三种路径及其在燃料电池电动车上的应用,综述了国内外车载甲醇重整器的研究进展。

珠江三角洲气溶胶中正构烷烃分布规律、来源及其时空变化

珠江三角洲地区主要城市气溶胶中正构烷烃分布可分为３种类型．第一类为前峰型，主要来源于汽车尾气；第二类为后峰型，主要来源于植物蜡；第三类为双峰型，来源于植物蜡、燃料燃烧和尾气．交通易阻塞区为第一类分布，清洁区以第二类分布为主，工业区以第三类为主．同一功能区气溶胶中正构烷烃分布随季节有较明显的变化．

La_2O_3对沼气重整制氢催化剂Ni/γ-Al_2O_3的影响

用浸渍法制备了不同La2O3含量的Ni/La2O3/γ-Al2O3催化剂,用CH4/CO2体积比为1的混合气体模拟沼气,考察了La2O3对沼气重整制氢催化剂Ni/γ-Al2O3的结构及催化性能的影响.运用XRD、H2-TPR、BET及TEM等手段对催化剂进行了表征.结果表明,La2O3对催化剂Ni/γ-Al2O3的影响主要取决于其含量.载体中La2O3的添加增强了Ni与Al2O3之间的相互作用.添加适量的La2O3能使催化剂具有更好的可还原性,并能增加金属Ni的分散性,抑制反应过程中Ni的烧结,提高载体对CO2的吸附能力,从而改善了催化剂的抗积炭性,使催化剂具有较好的活性及稳定性.反之,过量La2O3的掺杂会使催化剂的抗积炭性及活性下降.当La2O3含量为6%(w)时,催化剂中Ni晶粒具有较好的分散性、还原性及抗积炭性,从而使催化剂具有更好的活性及稳定性.

加氢站氢气运输方案比选

首先结合文献定性介绍了现有氢气运输方式,然后对氢气通过长管拖车、槽车及管道运输的运输成本、能源消耗及安全性进行深入研究.运输成本通过建立加氢站氢气运输成本模型进行分析,结果表明上海大规模氢气运输的长管拖车运输成本为2.3元.kg-1,液氢运输成本为0.4元.kg-1,管道运输成本为6元.kg-1.氢气液化能耗占自身低热值30%以上,约为压缩能耗的3倍左右,但气态氢气运输能耗高于液氢运输能耗.运输中尽管存在如高压、液氢蒸发以及氢脆等安全风险,但都可通过设计、规范等措施避免.根据分析结果,对于上海近期千辆级规模燃料电池汽车的发展计划,长管拖车输送氢气是最佳方案.

大气中氯氟烃类物质浓度变化的研究

通过低温脱水和低温浓缩（－１９６℃），建立了用气相色谱（ＥＣＤ检测器）测定大气中超痕量氯氟烃类物质（ＣＥＣｓ）的分析方法．对上海市清洁大气中ＣＦＣｓ本底浓度进行了监测，并与日本东京大学的数据进行了比较．结果表明，１９９７年以来，上海市郊大气中ＣＦＣ－１１和ＣＦＣ－１２浓度均呈下降趋势．上海ＣＦＣｓ排放量与发达国家相比仍处于较低的水平．

制备方法对甲烷干重整催化剂Ni/La_2O_3/Al_2O_3结构及性能的影响

采用浸渍法及蒸发法制备了Ni/La2O3/Al2O3催化剂,考察了制备方法对其结构及甲烷干重整催化性能的影响。通过XRD、H2-TPR、BET、TEM、TG-DSC等方法对催化剂进行了表征。结果表明,浸渍法制备的催化剂具有较好的Ni分散性、更均匀的粒径分布,较大的比表面积及更优的孔结构,从而具有更好的Ni抗烧结能力及抗积炭性。浸渍法制备的催化剂平均积炭速率很低,约为0.673 7mg/(gcat.h),相当于蒸发法制备催化剂的21%。活性测试结果表明,浸渍法制备的催化剂上CH4、CO2转化率及H2、CO选择性比蒸发法制备的催化剂分别高约5%、10%及4%、3%,具有更好的稳定性。

固体酸催化剂对二甲醚水蒸气重整制氢过程的影响

将HZSM-5(n(SiO2)/n(Al2O3)=25,38,50和93.5),HM,Hβ,HY和γ-Al2O3等多种固体酸催化剂用于二甲醚(DME)水解,并将其分别同自制的CuO/ZnO/Al2O3催化剂进行机械混合,制备双功能催化剂并用于DME水蒸气重整制氢反应.结合NH3程序升温脱附表征手段,考察了固体酸催化剂酸性位的强度、酸量及种类对DME水解和重整反应的影响;结合热重-差热扫描量热分析表征手段,研究了HZSM-5(93.5)和γ-Al2O3在DME水解过程中的稳定性.在此基础上,进一步研究了固体酸催化剂对DME重整制氢反应中DME转化率、H2摩尔产率以及含碳气体产物选择性的影响.结果表明,固体酸催化剂的酸性位的强度和酸量对DME重整制氢过程具有显著的影响,强酸度和高酸量无益于DME水蒸气重整制氢;以HZSM-5为固体酸的双功能催化剂具有较好的低温活性,而以γ-Al2O3为固体酸的双功能催化剂在高温下具有较高的H2产率.

Cu-Ni/γ-Al_2O_3双功能催化剂上二甲醚水蒸气重整制氢

用沉积-沉淀法分别制备了Cu/γ-Al2O3、Ni/γ-Al2O3和Cu-Ni/γ-Al2O3催化剂,并研究了它们在二甲醚水蒸气重整(DMESR)制氢反应中的催化性能.采用比表面积测定(BET)、X射线衍射(XRD)、H2程序升温还原(H2-TPR)、X射线光电子能谱(XPS)、NH3程序升温脱附(NH3-TPD)、程序升温氧化(TPO)和透射电子显微镜(TEM)等表征手段对催化剂的物相结构、微观形貌、还原性能、表面酸性和积炭特性等进行了研究.结果表明:Cu、Ni均为二甲醚水蒸气重整制氢的活性组分,Cu、Ni和γ-Al2O3之间存在着相互作用;镍的加入可以有效地提高铜组分在γ-Al2O3上的表面富集与分散,优化铜组分的分布状态,促进CuO颗粒的细小化,并可增强铜组分和载体之间的相互作用,有效地防止铜晶粒的团聚,从而提高催化剂的活性及稳定性;铜的加入可以改善催化剂中金属镍的分散性,减少镍颗粒的尺寸,降低催化剂对CH4的选择性,提高催化剂的H2产率,并在一定程度上抑制了积炭的形成与沉积.在350℃的温度下,反应进行100h后,Cu-Ni/γ-Al2O3催化剂仍保持95%的二甲醚转化率,说明该催化剂具有较好的活性和稳定性.

CuO/ZnO/Y_2O_3/γ-Al_2O_3双功能催化剂上二甲醚水蒸气重整制氢

将沉积-沉淀法制备的CuO/ZnO/Y2O3催化剂同γ-Al2O3进行机械混合,制备了CuO/ZnO/Y2O3/γ-Al2O3双功能催化剂,用于二甲醚水蒸气重整制氢反应,实验结果表明其活性、稳定性等均优于常用的CuO/ZnO/Al2O3/γ-Al2O3催化剂.结合N2吸附-脱附(BET)、N2O化学吸附(N2O chemisorption)、NH3程序升温脱附(NH3-TPD)、X射线衍射(XRD)、H2程序升温还原(H2-TPR)等表征手段研究了两种催化剂在表面酸性及微观结构上的差异,发现CuO/ZnO/Y2O3催化剂具有相对较高的铜分散度,铜晶粒更加细小化,并且具有高温稳定性的Y2O3可能起到隔离铜的作用,在一定程度上防止了铜晶粒的团聚,从而改善了重整组分的性能,提高了双功能催化剂的重整制氢活性及稳定性.