儲氫材料中MgH2對噻吩加氫反應(yīng)影響的研究.pdf

1、本文主要在氫氣氛圍下采用機(jī)械反應(yīng)球磨法制備了鎂基儲氫材料70Mg30C，利用TEM和SEM對材料進(jìn)行了顆粒粒度和形貌表征，利用XRD對材料進(jìn)行了物相分析，利用DSC來確定儲氫材料的放氫溫度，利用自制的排水法放氫裝置來表征儲氫材料的儲氫密度和放氫曲線。在固定床管式反應(yīng)器上，以噻吩為模型化合物，將鎂基儲氫材料用于噻吩加氫反應(yīng)，分別研究了反應(yīng)溫度和反應(yīng)時間對儲氫材料用于噻吩加氫反應(yīng)產(chǎn)物、活性和硫含量的影響，并探討了儲氫材料中的Mg和微晶碳在噻

2、吩加氫反應(yīng)中的作用，進(jìn)一步來說明了儲氫材料中的活性組分MgH2在噻吩加氫反應(yīng)中的至關(guān)重要作用。
　　在鎂基儲氫材料用于噻吩加氫反應(yīng)過程中，儲氫材料性受熱可釋放出高活性固相原子態(tài)氫，活性氫可以攻擊噻吩的C-S鍵，C-S鍵斷裂，生成C4烴，同時還發(fā)生了C4烴的裂解反應(yīng)，生成更小分子的烯烴和烷烴。噻吩加氫反應(yīng)過程中C-S鍵斷裂產(chǎn)生的硫自由基可以與活性氫結(jié)合生成H2S，從而實現(xiàn)了有機(jī)硫向無機(jī)硫的轉(zhuǎn)化。
　　在噻吩加氫反應(yīng)過程中，一定

3、要控制好反應(yīng)溫度。反應(yīng)溫度過低，儲氫材料將無法為噻吩加氫反應(yīng)供氫，無C4烴生成和明顯的噻吩轉(zhuǎn)化率，噻吩不發(fā)生加氫反應(yīng);反應(yīng)溫度過高，盡管有明顯的噻吩轉(zhuǎn)化率，但是卻無檢測到C4烴，這是C4烴在高溫下容易發(fā)生積碳反應(yīng)所致。只有在特定溫度范圍內(nèi)，儲氫材料釋放出的高活性氫才可以攻擊噻吩的C-S鍵，生成C4烴。
　　反應(yīng)時間也是噻吩加氫反應(yīng)的一個重要影響參數(shù)。噻吩加氫反應(yīng)產(chǎn)物和反應(yīng)活性隨反應(yīng)時間變化而變化。在反應(yīng)前期，儲氫材料放氫速率快，反

4、應(yīng)管中活性MgH2在其表面解離出高活性氫量增多，促進(jìn)噻吩加氫反應(yīng);在反應(yīng)后期，儲氫材料放氫速率慢，反應(yīng)管中活性MgH2在其表面解離出高活性氫量減少，不利于噻吩加氫反應(yīng)。
　　儲氫材料中的硫主要來自于H2S與Mg結(jié)合生成的MgS。硫含量隨反應(yīng)溫度升高而升高，進(jìn)一步說明噻吩加氫反應(yīng)程度隨反應(yīng)溫度升高而加劇;硫含量隨反應(yīng)時間延長而先增大后趨于穩(wěn)定，進(jìn)一步說明反應(yīng)前期儲氫材料具有供氫能力而反應(yīng)后期因MgH2完全解離而無供氫能力。
　

5、　儲氫材料是一個不同組分混合體，含有Mg、微晶碳和MgH2。儲氫材料在500℃靜態(tài)放氫處理后，儲氫材料中的組分發(fā)生了變化，MgH2完全發(fā)生解離，MgH2轉(zhuǎn)變?yōu)镸g，儲氫材料無供氫能力，無法為噻吩加氫反應(yīng)供氫，Mg與噻吩不發(fā)生加氫反應(yīng)。微晶碳經(jīng)充氫球磨后，具有一定的儲氫能力，但儲氫密度低，在與噻吩反應(yīng)過程中，球磨過程形成的微晶碳破鍵會與從微晶碳層間脫附出的氫氣發(fā)生反應(yīng)生成小分子烴類，反應(yīng)過程中無C4烴生成，微晶碳與噻吩不發(fā)生加氫反應(yīng)。儲氫