氫氣工業(yè)制作法: 1、水煤氣法(主要成分CO和H₂,C+H₂O==高溫==CO+H₂) 2、電解水的方法制氫氣(2H₂O==通電==O₂↑+2H₂↑) 3、電解飽和食鹽水(2NaCl+2H₂O==通電==2NaOH+H₂↑+Cl₂↑) 擴(kuò)展資料
使用電流將水分子分解成氧分子和水分子,即將水分解成氧氣和氫氣的過(guò)程,叫做電解。盡管聽(tīng)上去很復(fù)雜,但是如果你知道如何做并且有基本的實(shí)驗(yàn)器具,那么操作起來(lái)是很簡(jiǎn)單的。
解:設(shè)可生成氫氣的質(zhì)量為x 公式:2H2O =(通電)=2H2+O2↑ 36 4 3.6kg x 36:3.6kg=4:x x=0.4kg 0.4kg=400g V=m/ρ=4444.4L 可生成氫氣4444.4L。
第1步:在一個(gè)直徑7.5厘米的玻璃杯中加入三分之四的水。
硫酸的質(zhì)量是不變的 那么通過(guò)計(jì)算硫酸的質(zhì)量為 m=200*10%=20g 計(jì)算出反應(yīng)之后溶液的質(zhì)量 m=20/0.125=160g 那么減少的質(zhì)量就是反應(yīng)掉的水的質(zhì)量等于200-160=40g 通過(guò)2H2O---通電--2H2+O2 計(jì)算出 m氫氣=40*(4/36)=40/9g m氧氣=40-40/9=320/9g 望采納
第2步:在水中加入一勺鹽。
雖然氫氣和氧氣可以通過(guò)通直流電的方式來(lái)獲取,雖然所得氣體純度高,但是實(shí)際代價(jià)太大,畢竟要消耗太多的能量。最理想的方法是通過(guò)太陽(yáng)能或?qū)ふ腋咝Т呋瘎﹣?lái)分解水,但在技術(shù)手段上還有一定的局限性,不能大量的生產(chǎn)。另外,氫氣雖然是清潔環(huán)保
鹽可以幫助導(dǎo)電(盡管由于加入氯化物電解過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生氯氣,但是只要電流不是很大,那么雜質(zhì)氣體的量也不會(huì)很多)。
生成氫氣與生成氧氣的體積比為二比一,質(zhì)量比為一比八,所以生成氧氣3.2克 體積為3.2/1.429=約2.24L
第3步:用一個(gè)紙板蓋住玻璃杯。
解:設(shè)最初有溶液x克,通電后有溶液y克 200x*100%=10% X=2000g 200y*100%=12.5% y=1600g x-y=2000-1600=400g 因?yàn)镠2:O2=2:1 所以H2=23*400約等于266.67g o2=13*400約等于133.33g
然后在紙板上間隔5厘米左右的分別插入兩根30到60厘米長(zhǎng)的電線,并且讓電線的5到7厘米長(zhǎng)的部分沒(méi)入水中。
蒸餾水不導(dǎo)電,電解速度太慢,但當(dāng)給水中加入氫氧化鈉或者硫酸后,因?yàn)樗杏辛穗x子,溶液導(dǎo)電能力變強(qiáng)了,水電解速度變變快了
第4步:將電線的另一端和9伏電源的正負(fù)兩極分別相連。
設(shè)消耗水的質(zhì)量為x,得到氫氣的質(zhì)量為y2H2O 通電 . 2H2↑+O2↑ 36 4 32x y 16g36x=4y=3216gx=18g;y=02g 答案:電解消耗1.8g水;同時(shí)得到0.2g氫氣.
很快你就會(huì)看到在水中的電線附近會(huì)有氣泡產(chǎn)生,氫氣在負(fù)極產(chǎn)生,氧氣在正極產(chǎn)生。
快速的將水分解成氫氣和氧氣有很多種方法,水分解是化學(xué)反應(yīng),反應(yīng)式是2 H2O====H2+O2 .應(yīng)該需要用太陽(yáng)能光伏電池板,把太陽(yáng)能光變成直流電流.利用這些電流把水分解成氫氣和氧氣. 除電解外,利用光觸媒的基本原理:當(dāng)電流流經(jīng)插在電解質(zhì)溶液中的陽(yáng)極
第5步:如果想要制備大量的氫氣或氧氣,那么你可以視情況進(jìn)行下面的步驟,否則只到第5步就可以了。
稀硫酸危險(xiǎn)性較低,我國(guó)硫酸每年生產(chǎn)還是比較多的,價(jià)格比鹽酸便宜很多,一般初中實(shí)驗(yàn)室制備氫氣使用這種方法(規(guī)定實(shí)驗(yàn))。 用電解法反而耗能更高,而不是“難知道里面還剩多少水”,水加足量就好,收集一試管氫氣不要多少水的。 另,銅管外面沒(méi)
你需要準(zhǔn)備一個(gè)小容器(注射器最好)以及可以把容器倒置固定的東西(通常用膠帶)。
一、電解水制氫 多采用鐵為陰極面,鎳為陽(yáng)極面的串聯(lián)電解槽(外形似壓濾機(jī))來(lái)電解苛性鉀或苛性鈉的水溶液。陽(yáng)極出氧氣,陰極出氫氣。該方法成本較高,但產(chǎn)品純度大,可直接生產(chǎn)99.7%以上純度的氫氣。這種純度的氫氣常供:①電子、儀器、儀表工業(yè)
第6步:把小容器沉沒(méi)到玻璃杯中。
氫氣制取主要方法有以下幾種: 一、電解法 將水電解得氫氣和氧氣。氯堿工業(yè)電解食鹽溶液制取氯氣、燒堿時(shí)也副產(chǎn)氫氣。電解法能得到純氫,但耗電量很高,每生產(chǎn)氫氣1m3 ,耗電量達(dá)21.6~25.2MJ。 二、烴類(lèi)裂解法 此法得到的裂解氣含大量氫氣,其含
不要把小杯子從水里拿出或者讓小杯子的口朝上,而是讓小容器倒置,使小容器的口和大杯的底部接觸 (如果使用注射器的話,那么只需要把注射器前端小口插入水中,然后拉出芯桿,吸滿水即可,之后直接跳到第9步)。
設(shè)得到氫氣的質(zhì)量是x;2H2O 通電 . 2H2↑+O2↑ 36 4 7.2t x367.2t=4x解得:x=0.8t能制得氫氣的質(zhì)量是0.8t.
第7步:慢慢把小杯子向上拉,但不要離開(kāi)水面。
設(shè)需要消耗水的質(zhì)量為x,同時(shí)得到氫氣的質(zhì)量是y;2H2O 通電 . 2H2↑+O2↑ 36 4 32 X y 96kg 3632=x96Kg 解得:X=108Kg432=y(tǒng)96Kg 解得:y=12kg消耗水的質(zhì)量是108kg,同時(shí)得到氫氣的質(zhì)量是12kg.
最后的效果是,小杯子突出在水面上,并且里面裝滿了水(壓力的作用使得水留在了小杯子里面)。
因?yàn)殡娊馑畻l件比較苛刻,而且不能大規(guī)模的使用。 氫是一種化學(xué)元素,在元素周期表中位于第一位。氫通常的單質(zhì)形態(tài)是氫氣。它是無(wú)色無(wú)味無(wú)臭,極易燃燒的由雙原子分子組成的氣體,氫氣是最輕的氣體。 醫(yī)學(xué)上用氫氣來(lái)治療疾玻 分布: 在地球上和
第8步:用膠帶、鉗子等固定住小杯子。
N·R·克斯卡;R·普拉沙;C·F·高茨曼地址:美國(guó)康涅狄格州一種通過(guò)將壓縮和加熱的含氧氣體混合物通入具有至少一個(gè)固體電解質(zhì)氧離子遷移膜的反應(yīng)器中以分離遷移的氧從而來(lái)生產(chǎn)合成氣體和氫氣的方法。有機(jī)燃料與氧氣反應(yīng)形成合成氣體。通過(guò)至少一個(gè)
第9步:把電線的正負(fù)極插入進(jìn)小容器中。
設(shè)消耗水的質(zhì)量為x,得到氫氣的質(zhì)量為y2H 2 O 通電 . 2H 2 ↑+O 2 ↑36 4 32x y 180kg 36 x = 4 y = 32 180kg x=202.5kg;y=22.5kg 電解消耗202.5kg水;同時(shí)得到22.5kg氫氣.
第10步:當(dāng)小容器里充滿氣體之后,就可以移開(kāi)了。
A、反復(fù)多次實(shí)驗(yàn)查找原因是一種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹⒖茖W(xué)的態(tài)度.正確;B、查找實(shí)驗(yàn)裝置是否漏氣是一種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹⒖茖W(xué)的態(tài)度.正確;C、氧氣不易溶于水,氫氣不溶于水,導(dǎo)致了實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)中氫氣和氧氣的體積比略大于2:1.提出的假設(shè)是正確的.正確;D、實(shí)
小提示
不要為了獲得碳棒(或者其他原因)拆解電池。電池內(nèi)有腐蝕性的有毒物質(zhì)。鉛筆芯是很好的獲取碳棒的來(lái)源,既方便又無(wú)害。
反應(yīng)原理:利用金屬活動(dòng)性比氫強(qiáng)的金屬單質(zhì)與酸反應(yīng),置換出氫元素。 1、Zn+H2SO4=H2↑+ZnSO4 2、2Al + 6HCl = 2 AlCl3 + 3 H2↑ 3、2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2↑ 4、Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ 5、Mg+ 2HCl === MgCl2 + H2↑ 6、2Al +3H2SO4 = Al2
把兩只削尖的鉛筆芯一頭連上電線,一頭插入水中。這樣,進(jìn)行反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的氣泡更明顯更容易觀察。
連接正極一端產(chǎn)生的是氧氣,連接負(fù)極一端產(chǎn)生的是氫氣。 產(chǎn)生的體積較大的氣體是氫氣,體積較小的氣體是氧氣。
記錄你觀察到的現(xiàn)象。
硫酸的質(zhì)量是不變的 那么通過(guò)計(jì)算硫酸的質(zhì)量為 m=200*10%=20g 計(jì)算出反應(yīng)之后溶液的質(zhì)量 m=20/0.125=160g 那么減少的質(zhì)量就是反應(yīng)掉的水的質(zhì)量等于200-160=40g 通過(guò)2H2O---通電--2H2+O2 計(jì)算出 m氫氣=40*(4/36)=40/9g m氧氣=40-40/9=320/9g
只能使用直流電電解。
一、電解水制氫 多采用鐵為陰極面,鎳為陽(yáng)極面的串聯(lián)電解槽(外形似壓濾機(jī))來(lái)電解苛性鉀或苛性鈉的水溶液。陽(yáng)極出氧氣,陰極出氫氣。該方法成本較高,但產(chǎn)品純度大,可直接生產(chǎn)99.7%以上純度的氫氣。這種純度的氫氣常供:①電子、儀器、儀表工業(yè)
在一些五金店,你可以買(mǎi)到小的帶有同針腳的鉑片,它們的價(jià)格并不高。鉑是很好的陽(yáng)極材料,因?yàn)樗蝗菀装l(fā)生氧化反應(yīng)。
我不知道你是物理沒(méi)學(xué)好還是化學(xué)沒(méi)學(xué)好,第一能量守恒定律,很明顯已經(jīng)排斥了您的說(shuō)法,不說(shuō)遠(yuǎn)的就說(shuō)氫氣如燃燒吧,熱能你無(wú)法100%控制,多半跑空氣中去了,那么你就要多耗費(fèi)能量來(lái)做這個(gè)循環(huán),也就是說(shuō),您是不停投入的,回報(bào)不及您的投入,這
要有創(chuàng)意。在水里加點(diǎn)餐洗凈,然后反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生很多氣泡。
因?yàn)樗纸獬蓺錃夂脱鯕鈼l件比較苛刻,一般不容易達(dá)到,尤其是家庭小實(shí)驗(yàn)。 水在1000℃下可以分解成氫氣和氧氣。 水分解成氫氧氣方法 一 .液態(tài)水升溫成為氣態(tài)水分子 液態(tài)水中水分子相互之間以氫鍵相聯(lián),締合成為密集堆集體。挨個(gè)堆集的水分子相互
如果紙板上縫的大小并不影響反應(yīng)進(jìn)行。
一、電解水制氫多采用鐵為陰極面,鎳為陽(yáng)極面的串聯(lián)電解槽(外形似壓濾機(jī))來(lái)電解苛性鉀或苛性鈉的水溶液。陽(yáng)極出氧氣,陰極出氫氣。該方法成本較高,但產(chǎn)品純度大,可直接生產(chǎn)99.7%以上純度的氫氣。這種純度的氫氣常供:①電子、儀器、儀表工業(yè)
反應(yīng)產(chǎn)生的氣體的量和電流大小正相關(guān)。你可以通過(guò)施加更大的電壓(比如電腦電源),減少水的電阻(加入更多的鹽,但不要太多),或者讓兩個(gè)電極靠的更近一點(diǎn)的方法增加電流。
設(shè)消耗水的質(zhì)量為x,得到氫氣的質(zhì)量為y2H2O 通電 . 2H2↑+O2↑36 4 32x y 180kg36x=4y=32180kgx=202.5kg;y=22.5kg 電解消耗202.5kg水;同時(shí)得到22.5kg氫氣.
如果擔(dān)心鹽溶液產(chǎn)生的氯氣有害,你可以用小蘇打來(lái)代替鹽,小蘇打產(chǎn)生的氣體是無(wú)害的(盡管反應(yīng)速度可能有點(diǎn)慢)。
選A。 正氧負(fù)氫 A.正確 B.錯(cuò)誤,負(fù)極生成的是氫氣。 C.錯(cuò)誤,氧氣不能使石灰水變渾濁,二氧化碳可以。 D.錯(cuò)誤,氫氣不支持燃燒。
警告
如果使用鹽溶液作為電解質(zhì)的話,那么在產(chǎn)生氧氣的一極還會(huì)產(chǎn)生有毒的氯氣。如果溶液顏色變綠,那就說(shuō)明反應(yīng)產(chǎn)生了很多氯氣,要馬上停止反應(yīng)。
如果你想引爆氫氣,那一定要小心,做好防護(hù)措施。如果可以的話,可以準(zhǔn)備一套遠(yuǎn)程點(diǎn)火系統(tǒng),這樣你就有時(shí)間遠(yuǎn)離爆炸中心。但是如果氫氣很少的話,就沒(méi)有必要這么做了。
氫氣和氧氣的混合氣體易爆。所以不要用一個(gè)容器收集氫氣和氧氣。氫氣本身是可燃?xì)怏w,當(dāng)氫氣和氧氣按照2比1的比例混合(電解反應(yīng)產(chǎn)生的氣體比例大概就是2比1)之后,此時(shí)的氫氣爆炸威力最大。
你需要準(zhǔn)備
小杯子
紙板
水
電線(或者2號(hào)鉛筆,或者干電池的碳棒)
注意:電池內(nèi)有有毒物質(zhì),拆解時(shí)要小心
鹽(或者蘇打,或者檸檬汁,任何酸性或堿性的物質(zhì)都行)
9伏電壓的電源(電壓可以更高,但不要少于9伏)
可選:小容器(不高于7.5厘米)或者注射器(推薦)
擴(kuò)展閱讀,以下內(nèi)容您可能還感興趣。
用電解法制取氫氣,這種自制裝置是否可行?
稀硫酸危險(xiǎn)性較低,我國(guó)硫酸每年生產(chǎn)還是比較多的,價(jià)格比鹽酸便宜很多,一般初中實(shí)驗(yàn)室制備氫氣使用這種方法(規(guī)定實(shí)驗(yàn))。
用電解法反而耗能更高,而不是“難知道里面還剩多少水”,水加足量就好,收集一試管氫氣不要多少水的。
另,銅管外面沒(méi)有絕緣體絕緣你加上12V弱電對(duì)人體也有一定危害;組裝該設(shè)備較復(fù)雜,在實(shí)驗(yàn)室可以用簡(jiǎn)便裝置替代(參見(jiàn)電解飽和食鹽水的裝置)。
化學(xué)!!!氫氣的制造方法
一、電解水制氫
多采用鐵為陰極面,鎳為陽(yáng)極面的串聯(lián)電解槽(外形似壓濾機(jī))來(lái)電解苛性鉀或苛性鈉的水溶液。陽(yáng)極出氧氣,陰極出氫氣。該方法成本較高,但產(chǎn)品純度大,可直接生產(chǎn)99.7%以上純度的氫氣。這種純度的氫氣常供:①電子、儀器、儀表工業(yè)中用的還原劑、保護(hù)氣和對(duì)坡莫合金的熱處理等,②粉末冶金工業(yè)中制鎢、鉬、硬質(zhì)合金等用的還原劑,③制取多晶硅、鍺等半導(dǎo)體原材料,④油脂氫化,⑤雙氫內(nèi)冷發(fā)電機(jī)中的冷卻氣等。像北京電子管廠和科學(xué)院氣體廠就用水電解法制氫。
二、水煤氣法制氫
用無(wú)煙煤或焦炭為原料與水蒸氣在高溫時(shí)反應(yīng)而得水煤氣(C+H2O→CO+H2—熱)。凈化后再使它與水蒸氣一起通過(guò)觸媒令其中的CO轉(zhuǎn)化成CO2(CO+H2O→CO2+H2)可得含氫量在80%以上的氣體,再壓入水中以溶去CO2,再通過(guò)含氨蟻酸亞銅(或含氨乙酸亞銅)溶液中除去殘存的CO而得較純氫氣,這種方法制氫成本較低產(chǎn)量很大,設(shè)備較多,在合成氨廠多用此法。有的還把CO與H2合成甲醇,還有少數(shù)地方用80%氫的不太純的氣體供人造液體燃料用。像北京化工實(shí)驗(yàn)廠和許多地方的小氮肥廠多用此法。
三、由石油熱裂的合成氣和天然氣制氫
石油熱裂副產(chǎn)的氫氣產(chǎn)量很大,常用于汽油加氫,石油化工和化肥廠所需的氫氣,這種制氫方法在世界上很多國(guó)家都采用,在我國(guó)的石油化工基地如在慶化肥廠,渤海油田的石油化工基地等都用這方法制氫氣
也在有些地方采用(如美國(guó)的Bay、way和Batan Rougo加氫工廠等)。
四、焦?fàn)t煤氣冷凍制氫
把經(jīng)初步提凈的焦?fàn)t氣冷凍加壓,使其他氣體液化而剩下氫氣。此法在少數(shù)地方采用(如前蘇聯(lián)的Ke Mepobo工廠)。
五、電解食鹽水的副產(chǎn)氫
在氯堿工業(yè)中副產(chǎn)多量較純氫氣,除供合成鹽酸外還有剩余,也可經(jīng)提純生產(chǎn)普氫或純氫。像化工二廠用的氫氣就是電解鹽水的副產(chǎn)。
六、釀造工業(yè)副產(chǎn)
用玉米發(fā)酵丙酮、丁醇時(shí),發(fā)酵罐的廢氣中有1/3以上的氫氣,經(jīng)多次提純后可生產(chǎn)普氫(97%以上),把普氫通過(guò)用液氮冷卻到—100℃以下的硅膠列管中則進(jìn)一步除去雜質(zhì)(如少量N2)可制取純氫(99.99%以上),像北京釀酒廠就生產(chǎn)這種副產(chǎn)氫,用來(lái)燒制石英制品和供外單位用。
七、鐵與水蒸氣反應(yīng)制氫
但品質(zhì)較差,此系較陳舊的方法現(xiàn)已基本淘汰。
很多種辦法,簡(jiǎn)單地說(shuō),一種單質(zhì)+一種化合物=一種化合物+一種單質(zhì)。什么單質(zhì)都可以,只要不與氫氣發(fā)生反應(yīng)既可。而化合物,只需含有氫即可,例如雙氧水。
推薦:可以用高錳酸鉀加二氧化錳加熱制取氫氣,且得到的氣體純度更高。
近年來(lái),各國(guó)科學(xué)家研究出一些制取氫的新方法,我國(guó)科學(xué)家也試驗(yàn)出一些制取氫的新方法,現(xiàn)在把這些新方法的一部分介紹如下:
一.用氧化亞銅做催化劑從水中制氫氣
通常,用電解水生產(chǎn)氫的方法比較昂貴。過(guò)去,也曾有人研究過(guò)用氧化亞銅催化劑從水中制取氫的方法,但在實(shí)驗(yàn)中氧化亞銅在陽(yáng)光的作用下很容易還原成金屬。日本研究人員發(fā)現(xiàn),將氧化亞銅制成粉末,可以避免發(fā)生這個(gè)問(wèn)題。他們的具體方法是,將0.5克氧化亞銅粉末添加入200立方厘米的蒸餾水中,然后用一盞玻璃燈泡中發(fā)出的460納米~650納米的可見(jiàn)光進(jìn)行照射,在氧化亞銅催化劑的作用下,水分解成氫和氧。日本的研究人員利用這項(xiàng)技術(shù)共進(jìn)行了30次實(shí)驗(yàn),從分解的水中得到了不同比例的氫和氧。試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),如果得到的氧的壓力增加到500帕斯卡,水的分解過(guò)程就減慢。氧化亞銅粉末的使用壽命可達(dá)1900小時(shí)之久。東京技術(shù)研究所計(jì)劃進(jìn)一步研究如何提高氫的產(chǎn)生效率,同時(shí)研制能夠在波長(zhǎng)更長(zhǎng)的可見(jiàn)光照射下發(fā)揮活性的催化劑,該研究所正在試驗(yàn)一種新的含銅鐵合金的氧化物。
二、用新型的鉬的化合物從水中制氫氣
西班牙瓦倫西亞大學(xué)的兩位科學(xué)家發(fā)明了一種低成本的從水中制取氫的方法。他們對(duì)催化轉(zhuǎn)化器進(jìn)行改造,使水分解時(shí)僅需很少的成本。他們用一種從鉬中獲取的化學(xué)產(chǎn)品做催化劑,而不使用電能。他們說(shuō),如果用氫作原料,從半升水中制得的氫足以使一輛小汽車(chē)行駛633公里。
三、用光催化劑反應(yīng)和超聲波照射把水完全分解的方法
60年代末,日本兩位科學(xué)家發(fā)現(xiàn)二氧化鈦經(jīng)光(紫外線)照射可分解水的現(xiàn)象。他們本擬應(yīng)用這一方法制氫,但由于氫和氧的生成量較少,在經(jīng)濟(jì)上不合算而中斷了這一研究。最近,據(jù)《日本工業(yè)新聞》報(bào)道,日本明星大學(xué)元田久志教授等人同時(shí)使用光催化劑反應(yīng)和超聲波照射的方法把水完全分解。這種“超聲波光催化劑反應(yīng)”所以能使水完全分解,是由于在超聲波的作用下,水可被分解為氫和雙氧水,而雙氧水經(jīng)光催化反應(yīng)又可分解成氧和氫。不過(guò)超聲波照射和二氧化鈦光催化劑雖然獲得了完全分解水的結(jié)果,但氧的生成量卻較少。在添加二氧化錳后,再用超聲波照射,二氧化錳分解后的錳離子可溶解到溶液中,使雙氧水產(chǎn)生大量的氧。
四、陶瓷跟水反應(yīng)制取氫氣
日本東京工業(yè)大學(xué)的科學(xué)家在300 ℃下,使陶瓷跟水反應(yīng)制得了氫。他們?cè)跉搴偷臍饬髦校瑢⑻康逆囪F氧體(CNF)加熱到300 ℃,然后用注射針頭向CNF上注水,使水跟熱的CNF接觸,就制得氫。由于在水分解后CNF又回到了非活性狀態(tài),因而鐵氧體能反復(fù)使用。在每一次反應(yīng)中,平均每克CNF能產(chǎn)生2立方厘米~3立方厘米的氫氣。
五、甲烷制氫氣
1.日本京都大學(xué)教授乾智行用鎳鉑稀土元素氧化物多孔催化劑,使甲烷、二氧化碳和水生成了氫氣。催化劑中鎳、稀土元素氧化物和鉑的組成比例為10:65:0.5。其制備過(guò)程是,先將鎳、稀土元素氧化物等原料加熱熔解,然后導(dǎo)入氨氣,使熔解物成為凝膠狀,再進(jìn)行干燥、熱處理。這種催化劑微粒孔徑為2納米~100納米,具有很高的催化活性。乾智行教授將該催化劑裝進(jìn)反應(yīng)塔,然后加入二氧化碳、甲烷和水蒸氣。結(jié)果,在常壓及550 ℃~600 ℃條件下,生成物為氫氣和一氧化碳,升溫至650 ℃,其轉(zhuǎn)化率為80%;溫度為700 ℃時(shí),轉(zhuǎn)化率幾乎達(dá)到100%。
2.用C60作催化劑從甲烷制氫氣
日本工業(yè)技術(shù)院物質(zhì)工學(xué)工業(yè)技術(shù)研究所用C60作催化劑,從甲烷制得氫氣。
在現(xiàn)階段,C60在高溫條件下才能發(fā)揮功能,不能立刻達(dá)到實(shí)用,必須加以改良,制成在低溫條件下也能工作的節(jié)能催化劑。他們開(kāi)發(fā)的催化劑,是在碳粉里摻10%的C60。在加熱到1000 ℃的容器里,放入0.1克催化劑,以1分鐘流入20毫升甲烷的速度作實(shí)驗(yàn),結(jié)果90%的甲烷分解成氫和碳。C60用作催化劑,可用水洗凈表面,除去附著的殘存碳素,理論上可半永久使用。由于形狀獨(dú)特,粒子表面面積為活性炭的5倍到10倍,因而作催化劑用時(shí)功能較強(qiáng)。
六、從微生物中提取的酶制氫氣
1.葡萄糖脫氧酶。美國(guó)橡樹(shù)岑國(guó)家實(shí)驗(yàn)室從熱原體乳酸菌中提取葡萄糖脫氧酶。熱原體乳酸菌首先是在美國(guó)礦井中的低溫干餾煤渣中發(fā)現(xiàn)的。葡萄糖脫氧酶在磷酸煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADP)的幫助下,能從葡萄糖中提取氫。在制取氫的過(guò)程中,NADP從葡萄糖中剝?nèi)∫粋€(gè)氫原子,使剩余物質(zhì)變成氫原子溶液。
2.氫化酶。這種酶是從曾在海底火山口附近發(fā)現(xiàn)的一種微生物中提取的。氫化酶的作用是使NADP攜載的氫原子結(jié)合成氫分子,而NADP還原為它原來(lái)的狀態(tài)繼續(xù)再次被利用。除美國(guó)發(fā)現(xiàn)這種酶外,俄羅斯的科學(xué)家也在湖沼里發(fā)現(xiàn)了這種微生物。他們把這種微生物放在適合于它生存的特殊器皿里,然后將微生物產(chǎn)出的氫氣收集在氫氣瓶里。
七、從細(xì)菌制取氫氣
1.許多原始的低等生物在其新陳代謝的過(guò)程中也可放出氫氣。例如,許多細(xì)菌可在一定條件下放出氫氣。日本已發(fā)現(xiàn)一種名為“紅極毛桿菌”的細(xì)菌,就是制氫的能手。在玻璃器皿里,以淀粉作原料,摻入一些其他營(yíng)養(yǎng)素制成培養(yǎng)液,就可以培養(yǎng)出這種細(xì)菌。每消耗5毫米淀粉營(yíng)養(yǎng)液,就可以產(chǎn)生出25毫升的氫氣。
2.美國(guó)宇航部門(mén)準(zhǔn)備把一種光合細(xì)菌—紅螺菌帶到太空去,用它放出的氫氣作為能源供航天器使用。
八、用綠藻生產(chǎn)氫氣
科學(xué)家們已發(fā)現(xiàn)一種新方法,使綠藻按要求生產(chǎn)氫氣。美國(guó)伯克利加州大學(xué)科學(xué)家說(shuō),綠藻屬于人類(lèi)已知的最古老植物之一,通過(guò)進(jìn)化形成了能生活在兩個(gè)截然不同的環(huán)境中的本領(lǐng)。當(dāng)綠藻生活在平常的空氣和陽(yáng)光中時(shí),它像其他植物一樣具有光合作用。光合作用利用陽(yáng)光,水和二氧化碳生成氧氣和植物維持生命所需要的化學(xué)物質(zhì)。然而當(dāng)綠藻缺少硫這種關(guān)鍵性的營(yíng)養(yǎng)成分,并且被置于無(wú)氧環(huán)境中時(shí),綠藻就會(huì)回到另一種生存方式中以便存活下來(lái),在這種情況下,綠藻就會(huì)產(chǎn)生氫氣。科學(xué)家介紹,1升綠藻培養(yǎng)液每小時(shí)可以產(chǎn)生出3毫升氫氣,但研究人員認(rèn)為,綠藻生產(chǎn)氫氣的效率至少可以提高100倍。
九、有機(jī)廢水發(fā)酵法生物制氫氣
最近,以厭氧活性溶液為生產(chǎn)原料的“有機(jī)廢水發(fā)酵法生物制氫技術(shù)”在我國(guó)哈爾濱建筑大學(xué)通過(guò)中試研究驗(yàn)證。我國(guó)工程院院士李圭白教授介紹,該項(xiàng)研究在國(guó)內(nèi)外首創(chuàng)并實(shí)現(xiàn)了中試規(guī)模連續(xù)非固定化菌種長(zhǎng)期持續(xù)生物制氫技術(shù),是生物制氫領(lǐng)域的一項(xiàng)重大突破,其成果處國(guó)際領(lǐng)先地位。生物制氫思路1966年提出,90年代受到空前重視。從90年代開(kāi)始,德、日、美等一些發(fā)達(dá)國(guó)家成立了專(zhuān)門(mén)機(jī)構(gòu),制定了生物制氫發(fā)展計(jì)劃,以期通過(guò)對(duì)生物制氫技術(shù)的基礎(chǔ)性和應(yīng)用性研究,在21世紀(jì)中葉實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。但時(shí)至今日,研究進(jìn)程并不理想,許多研究還都集中在細(xì)菌和酶固定化技術(shù)上,離工業(yè)化生產(chǎn)還有很大差距,迄今尚無(wú)一例中試結(jié)果。哈爾濱建筑大學(xué)的教授突破了生物制氫技術(shù)必須采用純菌種和固定技術(shù)的局限,開(kāi)創(chuàng)了利用非固定化菌種生產(chǎn)氫氣的新途徑,并首次實(shí)現(xiàn)了中試規(guī)模連續(xù)流長(zhǎng)期持續(xù)產(chǎn)氫。在此基礎(chǔ)上,他們又先后發(fā)現(xiàn)了產(chǎn)氫能力很高的乙醇發(fā)酵類(lèi)型,發(fā)明了連續(xù)流生物制氫技術(shù)反應(yīng)器,初步建立了生物產(chǎn)氫發(fā)酵理論,提出了最佳工程控制對(duì)策。該項(xiàng)技術(shù)和理論成果在中試研究中得到了充分驗(yàn)證:氫氣產(chǎn)率比國(guó)外同類(lèi)的小試研究高幾十倍;開(kāi)發(fā)的工業(yè)化生物制氫系統(tǒng)工藝運(yùn)行穩(wěn)定可靠,且生產(chǎn)成本明顯低于目前廣泛采用的水電解法。
氫氣有哪些制取方法?
氫氣制取主要方法有以下幾種:
一、電解法
將水電解得氫氣和氧氣。氯堿工業(yè)電解食鹽溶液制取氯氣、燒堿時(shí)也副產(chǎn)氫氣。電解法能得到純氫,但耗電量很高,每生產(chǎn)氫氣1m3 ,耗電量達(dá)21.6~25.2MJ。
二、烴類(lèi)裂解法
此法得到的裂解氣含大量氫氣,其含量視原料性質(zhì)及裂解條件的不同而異。裂解氣深冷分離得到純度90%的氫氣,可作為工業(yè)用氫,如作為石油化工中催化加氫的原料。
三、烴類(lèi)蒸汽轉(zhuǎn)化法
烴類(lèi)在高溫和催化劑存在下,可與水蒸氣作用制成含氫的合成氣。為了從合成氣中得到純氫,可采用分子篩通過(guò)變壓吸附除去其他氣體;也可采用膜分離得到純氫;用金屬鈀吸附氫氣,可分離出氫氣體積達(dá)金屬的1000倍。
四、煉廠氣
石油煉廠生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的各種含氫氣體,如催化裂化、催化重整、石油焦化等過(guò)程產(chǎn)生的含氫氣體,以及焦?fàn)t煤氣(含氫45%~60%)經(jīng)過(guò)深冷分離,可得純度較高的工業(yè)氫氣。
工業(yè)上用電解水的方法制取氫氣(化學(xué)方程式為2H2O 通電 . 2H2↑+O2↑)試計(jì)算:電解7.2t的水,能制得氫
設(shè)得到氫氣的質(zhì)量是x;
2H2O
| ||
36 |
7.2t |
4 |
x |
某工廠需要96kg氧氣做原料,若用電解水的方法制取這些氧氣,消耗水的質(zhì)量是多少?同時(shí)得到氫氣的質(zhì)量是多
設(shè)需要消耗水的質(zhì)量為x,同時(shí)得到氫氣的質(zhì)量是y;
2H2O
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36 |
32 |
x |
96Kg |
4 |
32 |
y |
96Kg |
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