高效清潔利用煤的電化學(xué)新方法研究.pdf

1、我國是以煤炭為主要能源的國家，煤炭作為一種戰(zhàn)略資源在我國經(jīng)濟發(fā)展中具有特別重要的地位。但是目前煤炭在使用上存在利用率低，污染嚴(yán)重等缺點。那么發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)，提高煤炭利用效率、減少污染物排放對我國國民經(jīng)濟發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。本論文研究煤高效清潔利用(重整制氫)的電化學(xué)新方法，是一種新型的潔凈煤技術(shù)，其原理是通過電解煤漿將煤炭重整，陰極制備高純氫氣，陽極得到烷烴，烯烴，羧酸，腐植酸等有經(jīng)濟價值的產(chǎn)品。這一新型技術(shù)，同時兼有煤的清潔高效綜

2、合利用和新制氫方法開發(fā)的兩大能源主題。 本文對煤電氧化這一新的技術(shù)進行了研究，主要致力于提高煤電氧化的產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率研究。首先，選擇Ti作為催化電極制備的基體，利用電沉積的方法成功地制備了Ti/FePt催化電極，測試了其形貌，結(jié)構(gòu)等對電極性能的影響，實驗結(jié)果表明對煤的電氧化具有較高的催化活性。同時利用熱分解以及高溫條件下氫氣還原的方法，制備了一系列鈦基鉑鐵電極，XRD，EDS分析表明，催化層中形成了FePt，Pt3Fe，(Pt，F(xiàn)

3、e)合金相，但也有單質(zhì)鉑，鐵氧化物摻雜。其對煤電氧化的催化性能與鉑鐵比例密切相關(guān)。其中，鉑鐵比例為1:1時，催化活性最高。 然后研究了硫酸，鹽酸，高氯酸體系中煤的電氧化情況，電流大小：高氯酸>鹽酸>硫酸。硫酸，鹽酸體系中，陰極反應(yīng)只有析氫反應(yīng)，在高氯酸體系中，除了析氫反應(yīng)外，電解質(zhì)也參與反應(yīng)。雖然鹽酸，高氯酸電解質(zhì)易于煤的氧化，但是仍然存有缺點，鹽酸溶液對電極腐蝕較大，高氯酸電解質(zhì)需要消耗電解質(zhì)，增加了成本。研究了三價鐵，鐵氰

4、化鉀，氯化鉀，溴化鉀四種催化劑對煤電氧化速率的影響，其中三價鐵，鐵氰化鉀對于提高煤電氧化的電流較為明顯，溴化鉀.氯化鐘次之。通過實驗得出：溴化鉀對煤電氧化電流的提高主要是受間接氧化機理影響，而氯化鉀主要是受吸附機理影響。 最后利用GC-MS測試了煤電氧化前后的氣，液，固三相的萃取組分，氣體產(chǎn)品主要成分為二氧化碳，一氧化碳，和少量的烷烴，烯烴.液體部分主要是一些帶有支鏈的鏈狀烷烴，以及環(huán)烷烴，固體部分主要是一些芳香族化合物及其衍