隨著人類社會不斷發(fā)展,能源短缺和環(huán)境污染問題日漸突出,對溫室氣體CO₂的資源化利用變得尤為重要。本文構(gòu)建了熔鹽電化學(xué)制合成氣的電解體系,以高溫熔融混合碳酸鹽-氫氧化物為電解質(zhì),可通過中間產(chǎn)物L(fēng)i₂O、Na₂O、K₂O吸收CO₂和H₂O,從而實(shí)現(xiàn)電解質(zhì)的再生,構(gòu)筑一個(gè)完整的循環(huán),綠色、安全地制備出CO含量較高的合成氣。對電解體系進(jìn)行了極化測試與循環(huán)伏安測試;借助氣相色譜儀（GC）、紅外光譜儀（FTIR）、掃描電子顯微鏡（SEM）等儀器對反應(yīng)所得產(chǎn)物進(jìn)行表征與分析。考察了電解質(zhì)種類、H/C原料摩爾比、電解電壓及電解溫度等因素對產(chǎn)物組份含量的影響。研究結(jié)果表明:可通過調(diào)控電解質(zhì)組成與電解條件獲得不同H₂/CO的合成氣,并控制生烴和生碳副反應(yīng)發(fā)生;其中,溫度為700℃,以3.2V恒電壓電解Li_0.85Na_0.61K_0.54CO₃-0.08LiOH,產(chǎn)物中C... 

【文章來源】：東北石油大學(xué)黑龍江省

【文章頁數(shù)】：53 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【圖文】：

甲烷制取合成氣方法示意圖

鎳鉻合金絲（ 1.98mm） Ni:80%；Cr:20% 無錫市博力合金科技有限公司高純鐵絲（ 1.68mm） Fe：99.97% 天津市邁思科化工有限公司高純銅絲（ 1.98mm） Cu：99.97% 上海弘禹實(shí)業(yè)限公司2.2 實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)主要流程見圖 2.1。首先按一定質(zhì)量精確稱量干燥后的 Li2CO3、Na2CO3、K2CO3，與一定比例的氫氧化物混合并研磨，再將藥品移入到剛玉坩堝中加熱至熔化；電解前需對電極清潔、拋光，并按實(shí)驗(yàn)所需剪裁和定形，根據(jù)剛玉坩堝的直徑將兩電極間距控制在 1.5~2cm 范圍內(nèi)。將呈有熔融藥品的坩堝水平放置于加熱器內(nèi)，插入并固定電極和熱電偶，利用耐高溫的密封材料和特殊定制的耐高溫螺栓將體系完全緊固并密封，隨后打開加熱器，設(shè)定反應(yīng)所需溫度，待達(dá)到目標(biāo)反應(yīng)溫度后，穩(wěn)定 10~20min，并同時(shí)向反應(yīng)器內(nèi)通入高純氬氣，吹出內(nèi)部殘存空氣。調(diào)節(jié)所需電壓或電流，進(jìn)行電解反應(yīng)，反應(yīng)示意圖如 2.1 所示，最后收集電解所得產(chǎn)物，通過多種儀器和方法進(jìn)行表征與分析。

圖 2.2 反應(yīng)示意圖方法驗(yàn)所采用電極除導(dǎo)電性良好、廉價(jià)易得，還應(yīng)具有較好的抗腐，經(jīng)篩選，以 Ni 或 Ni-Cr 為陽極材料，F(xiàn)e、Cu 或 Ni-Cr 為陰極測試，確定本制備過程較適宜的電極體系。反應(yīng)體系進(jìn)行循環(huán)伏安測試，通過循環(huán)伏安曲線可判斷電極表應(yīng)的可逆程度，從而推斷此合成氣制備方法的可行性。氣體產(chǎn)物進(jìn)行表征分析，其中通過氣相色譜儀可確定不同條件及其含量。驗(yàn)采用的電解質(zhì)組成為 Li0.85Na0.61K0.54CO3-nMOH，在氫氧化物H，0.05＜n＜0.5 的范圍內(nèi)進(jìn)行多組對比試驗(yàn)，分析不同電解質(zhì)氫氣、一氧化碳、烴）含量的影響，優(yōu)選出合適的電解質(zhì)。定電解質(zhì)后，在 600~800℃，2.8~4.0V 范圍內(nèi)，分析不同溫度


本文編號：3324654