化学催化产氢的气体测量问题解决方案

2018-06-07 08:51

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氢气是一种清洁能源，燃烧后只产生水，无污染。水通过电分解或者光分解又可以产生氢气，如果利用太阳光分解水产生氢气，从某种程度上来说，可以源源不断地将太阳能转换为氢能。然而，氢气存在一定的安全问题，同时储存、运输不容易，因此，研究储氢材料具有重要的意义。硼氢化钠、甲酸、水合肼、氨硼烷等化学物质含有多个氢原子，在催化剂的作用下，可以快速、大量释放氢气，在某种意义上，充当了氢气的储存载体，引起了人们的广泛关注。目前实验室小试研究，一般做法是将底物（硼氢化钠、甲酸、水合肼、氨硼烷等）放入一个反应容器内（如多口圆底烧瓶），加入催化剂后，迅速密封瓶口，然后测量产生的气体体积。气体体积的测量对于评价催化剂的活性非常关键，然而，目前，却存在一些问题。（1）化学催化产氢的初始速率非常迅速，比如需要记录前1分钟甚至前10秒钟的产气量，这就要求气体流量计有很快的响应速率；（2）产气速率初始很快，后期较慢，一般的流量计对于后期微小气体（如几毫升或者几十毫升）无法测量；（3）需要定时记录产气量如每分钟记录一次，工作量较大，有时候一个研究生往往无法同时做到，需要多人配合；（4）找不到合适的气体流量计测量，比如转子/浮字流量计测量精度不够，对气压有一定的启动要求，皂膜流量计可以测量几毫升或几十毫升气体，但是操作不方便，每次需要鼓皂膜，对操作水平要求很高，且很少有软件自动记录数据。 RTK自主研发生产的微量气体流量计可以很好地解决上述问题，基于专利技术，测量分辨率0.1 毫升，采样点可通过软件控制，比如每5秒钟或每1分钟自动记录并保存数据，大大节省了人力，一个研究生就可以完成投料反应到测量气体体积的全过程。更重要的是，流量计有单通道，也有多通道配置可供选择，适合同时做平行样。采用RTK气体流量计用于氨硼烷产氢气研究，已在英文SCI期刊Internal Journal of Hydrogen Energy上发表，标题为Dendritic Co0.52Cu0.48 and Ni0.19Cu0.81 alloys as hydrogen generation catalysts via hydrolysis of ammonia borane。

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