Cu纳米颗粒的氧化还原制备及其催化甲醛分解制氢研究文献综述

 2022-01-02 16:45:24

全文总字数:3231字

文献综述

文 献 综 述1.本课题的研究意义氢气具有非常高的能量密度,且其具有可循环、无污染等等优点,在现如今化石燃料逐渐枯竭且有废物排放的背景下,氢气自然成为可替代化石燃料的未来能源。

氢气有多种制备方式,如何在考虑到各方面条件的情况下,用最好的方法制备氢气,成为现如今广泛研究的问题[1]。

在众多制备氢气的载体中,甲醛具有来源广泛,安全性高,便于运输、储存和转化等优点,已经逐渐成为新兴的制氢原料。

甲醛作为制氢载体具有多种优势,但是在一开始,甲醛的制氢速率非常慢,所以即使有这些的优点,甲醛制氢也得不到人们的重视。

直到19世纪80年代,人们才发现甲醛在PH值为高碱性和温度为室温条件下可以在水溶液中转化为氢气,并且金属纳米催化剂Pt,Au,Ag和Pd等可以催化甲醛制氢的反应,而且在反应过程中这些催化剂还表现出很高的活性和稳定性,这才使得甲醛在制氢方面走进了人们的视野[2]。

2.目前几种常见的甲醛制氢方式甲醛的制氢方式有很多,目前常用的方法有热催化和光催化[3]。

其中,热催化的机理大致为:甲醛在催化剂表面发生吸附,并与其表面的羟基发生反应生成-OCH2OH,然后-OCH2OH 发生分解产生氢气和-OCHO,-OCHO 继续与水反应生成-OCH( OH) 2,最后-OCH( OH) 2分解产生氢气和二氧化碳。

该反应催化剂成本低、催化效率高、循环稳定性好,但是该反应会产生 CO2,而CO2会导致温室效应,故人们在此基础上改进热催化,方法是在碱性条件下利用金属催化剂催化甲醛溶液制备氢气,该方法不会产生 CO2等温室气体。

与热催化相比,光催化利用太阳光作为光源,大大减少了能量消耗,并且光催化所需反应条件比较温和,在室温下即可利用太阳光照射分解甲醛,所以人们在光催化甲醛制氢方面也取得了重大进展[4]。

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