铝锡合金制氢技术研究
2022年江苏省新高考化学试卷和答案
2022年江苏省新高考化学试卷和答案一、单项选择题：共13题，每题3分，共39分。
每题只有一个选项最符合题意。
1．（3分）我国为人类科技发展作出巨大贡献。
下列成果研究的物质属于蛋白质的是（）A．陶瓷烧制B．黑火药C．造纸术D．合成结晶牛胰岛素2．（3分）少量Na2O2与H2O反应生成H2O2和NaOH。
下列说法正确的是（）A．Na2O2的电子式为B．H2O的空间构型为直线形C．H2O2中O元素的化合价为﹣1D．NaOH仅含离子键3．（3分）工业上电解熔融Al2O3和冰晶石（Na3AlF6）的混合物可制得铝。
下列说法正确的是（）A．半径大小：r（Al3+）＜r（Na+）B．电负性大小：χ（F）＜χ（O）C．电离能大小：I1（O）＜I1（Na）D．碱性强弱：NaOH＜Al（OH）34．（3分）实验室制取少量SO2水溶液并探究其酸性，下列实验装置和操作不能达到实验目的的是（）A．用装置甲制取SO2气体B．用装置乙制取SO2水溶液C．用装置丙吸收尾气中的SO2D．用干燥pH试纸检验SO2水溶液的酸性阅读下列材料，完成5～7题：周期表中ⅣA族元素及其化合物应用广泛，甲烷具有较大的燃烧热（890.3kJ•mol﹣1），是常见燃料；Si、Ge是重要的半导体材料，硅晶体表面SiO2能与氢氟酸（HF，弱酸）反应生成H2SiF6（H2SiF6在水中完全电离为H+和SiF62﹣）；1885年德国化学家将硫化锗（GeS2）与H2共热制得了门捷列夫预言的类硅﹣锗；我国古代就掌握了青铜（铜﹣锡合金）的冶炼、加工技术，制造出许多精美的青铜器；Pb、PbO2是铅蓄电池的电极材料，不同铅化合物一般具有不同颜色，历史上曾广泛用作颜料。
5．（3分）下列说法正确的是（）A．金刚石与石墨烯中的C﹣C﹣C夹角都为120°B．SiH4、SiCl4都是由极性键构成的非极性分子C．锗原子（32Ge）基态核外电子排布式为4s24p2D．ⅣA族元素单质的晶体类型相同6．（3分）下列化学反应表示正确的是（）A．SiO2与HF溶液反应：SiO2+6HF＝2H++SiF+2H2OB．高温下H2还原GeS2：GeS2+H2＝Ge+2H2SC．铅蓄电池放电时的正极反应：Pb﹣2e﹣+SO＝PbSO4D．甲烷的燃烧：CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（g）ΔH＝890.3kJ•mol﹣17．（3分）下列物质性质与用途具有对应关系的是（）A．石墨能导电，可用作润滑剂B．单晶硅熔点高，可用作半导体材料C．青铜比纯铜熔点低、硬度大，古代用青铜铸剑D．含铅化合物颜色丰富，可用作电极材料8．（3分）氮及其化合物的转化具有重要应用。
氢能源——减轻危机之围
已基本达到实用 的要求 。由此 可知 ， Ｃ ｕ ｌ ｎ Ｓ ２ 基 的半导体 固溶 体、 复合物是一类很有前途 的太阳能光催化制氢材料 ， 有 可能 得 到广泛应用 ， 应得到人们 的重视④ 。 然制氢方法的探寻脚步并没有停止。 据 国外媒体报道 ， 科 学家近 日研发出第一款使用的人工树 叶，可在光照下将水变 成氢能源和氧气。 该研究 团队的负责人 Ｄ ａ ｎ ｉ ｅ ｌ Ｇ ． Ｎ ｏ ｃ ｅ ｒ ａ 介绍 说： “ 其 中最 中最要 的就是水分解成氢气和氧气 的过程。 ” 这款 人工树 叶有一个太阳光收集器 ， 夹在两片薄膜 之间， 这两片薄 膜会产生氧气和氢气 。浸入一瓶水 中 ， 在阳光 的照射下 ， 它就 会 冒泡 ， 释放出氢气 ， 可用于燃料 电池进行发 电。这些 自给的 装置可 以制成电力燃料 ，对于偏僻地方和发展 中国家有很大 的吸引力⑤ 。 美 国普渡大学的研究员 已经开发 出一种通过与水反应后 能分裂产生氢气的新的富铝合金。新 的合金含有 ９ ５ ％的铝和 ５ ％的镓铟锡合金 ，由于镓 的比例大大低于以往形式 的合金 ， 氢气的产生不再那么昂贵 。 从 氧化铝 中回收铝 ， 惰性镓铟锡合 金仍可反复使用 ６ ０次 ， 利用这项技术 产生氢气 和热能 的成本 会减少到 １ ０美分／ 千瓦时 ，这使其成为具有竞 争力的能源技 术⑥ 。 储 氢技术 随着制氢技术的 日趋成熟 ，相应的储 氢技术也得到 了发 展 。现有的储氢材料主要有合金 、 碳材料 、 有机 液体 以及络合 物。
境污染 ， 人类又该怎么样健康 的延续后代 ？ 氢能源 关 于氢 能源最早 的文字记载是 出 自凡尔纳 １ ８ ７ ０ 年 写的 金 属 氢 化 物储 氢 材 料 科幻小说《 神秘 岛》 ， 书中记载 “ 我相信 总会有一天可 以用水来 金属氢化物是氢和金属 的化合物 ，氢原子进入金属价键 做燃料 ， 组成水 的氢和氧可以单独或合在一起被使用。 这将为 热 和光提供无限的来源 。所供给的光 和热是煤炭所无法达到 结构形成氢化物 。用作金属氢化物的金属或金 属化合物 的热 的， 所 以我 相信 ， 一但煤矿枯竭 了 ， 我们将会用水来供 热和取 性能都 比较稳定 ， 能够进行频繁的充放循环 ， 并 且不 易被二氧 暖。水将来是未来的煤 炭。” 现在看来凡尔纳的预言并不是无 化碳 、 二氧化硫和水蒸气腐蚀 。 符合这些条件 的金属和金属化 稽 之谈 ， 氢能源 已渐渐走人社会大舞台 。 合 物主要是 Ｍｇ 、 Ｔ ｉ 、 Ｔ ｉ ２ Ｎ ｉ 、 Ｍｇ ２ Ｔ ｉ 、 Ｍｇ Ｎ ２ 、 Ｎ ａ Ａ １ 等， 储氢合金不 氢能是一种二次能源，它是通过一定 的方法利用其他能 仅具有 安全可靠 、 储氢能耗低 、 单位体积储氢密度 高等 优点。 源制取 的， 是一种理想且极为优越 的新合能体 能源 。 氢是 自然 Ｌ ａ Ｎ ｉ ５是最早开发的稀土储氢合金 ， 它的优点是活化容易 、 分
2024年山东省烟台市中考化学真题(无答案)
2024年烟台市初中学业水平考试化学试题注意事项：1．本试卷共8页，共100分；考试时间90分钟．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．2．答题前，务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、准考证号、座位号填写在试卷和答题卡规定的位置上．3．选择题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号．4．非选择题必须用0.5毫米黑色签字笔作答，答案必须写在答题卡指定区域内的相应位置；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不能使用涂改液、胶带纸、修正带．5．写在试卷上和答题卡指定区域外的答案无效．6．可能用到的和对原子质量：H—1 C—12 N—14 O—16 Na—23 Cl—35.5 Ca—40一、选择题（本题包括10个小题．每小题2分，共20分．每小题只有一个选项符合题意）1．我国力争2060年前实现“碳中和”，彰显大国责任与担当．“碳中和”的“碳”是指（）A．二氧化碳B．碳元素C．碳原子D．所有含碳物质2．正确的实验操作是实验成功和人身安全的重要保证．下列实验操作正确的是（）A．称量氢氧化钠B．读取液体体积C．过滤D．检查气密性3．今年5月12日是第16个全国防灾减灾日，主题是“人人讲安全，个个会应急——着力提升基层防灾避险能力”，下列说法错误的是（）A．电动车不能在居民楼内充电，以免发生火灾B．厨房天然气泄漏，要立即打开抽油烟机排气C．加热液体时，试管口不能朝着自己或他人D．氢氧化钠不慎沾到皮肤上，要立即用大量的水冲洗，然后涂上硼酸溶液4．下图是镁元素在元素周期表中的部分信息，下列说法错误的是（）A ．镁原子核外有12个电子B ．该元素属于金属元素C ．镁原子核内有12个质子D ．镁的相对原子质量是24.31g5．空气是一种宝贵的自然资源．下列有关空气及其成分的说法错误的是（ ）A ．二氧化碳是空气污染物，也是重要的资源B ．工业上可用分离液态空气法制氧气C ．氧气能供给生物呼吸，约占空气体积的D ．氮气化学性质不活泼，可用来延长食品保质期6．海洋是巨大的资源宝库，下图是从海水中获取淡水的简易装置．下列说法错误的是（）A ．水杯中的水是淡水B ．该过程中水分子大小发生改变C ．该过程中用到蒸馏的方法D ．获取淡水的快慢与温度有关7．下列有关水和溶液的说法错误的是（ ）A ．通过沉降，过滤可除去水中的不溶性杂质B ．生活中常用煮沸的方法对水进行杀菌消毒C ．溶液具有均一性、稳定性的原因是溶液中各种微观粒子都静止不动D ．将50g 溶质质量分数为的硝酸钾溶液稀释成，需要加水150g8．中华传统文化中包含很多化学知识．下列对文献内容解释错误的是（ ）A ．《梦溪笔谈》—石油：“燃之如麻，但烟甚浓”——石油的不完全燃烧B ．《天工开物》：“每金七厘，造方寸金一千片”——金的延展性强C ．《梅花》：“遥知不是雪，为有暗香来”——分子在不断地运动D ．《吕氏春秋》：“金（指铜）柔锡柔，合两柔则刚”——铜锡合金的硬度比铜、锡小9．元素观、微粒观是重要的化学观念．下列有关说法错误的是（ ）A ．繁多复杂的物质世界是由种类有限的元素组成的B ．原子中的质子数和中子数一定相等C ．原子核的体积很小，但集中了原子的主要质量D ．原子得失电子变成离子后，元素种类不变10．茶叶中含有咖啡碱（），下列关于咖啡碱的说法正确的是（）21%20%5%81042C H N OA ．咖啡碱中含有氧分子B ．咖啡碱中氧元素的质量分数最小C ．咖啡碱属于有机物D ．咖啡碱中碳、氮两种元素的质量比是二、选择题（本题包括5个小题．每小题2分，共10分．每小题有一个或两个选项符合题意．若有两个答案，漏选1个扣1分，错选则不得分）11．下图是利用氨气处理汽车尾气中某污染物的反应微观示意图．下列说法正确的是（ ）甲乙丙丁A ．甲属于化合物B ．该反应属于置换反应C ．参加反应的甲、乙的分子个数比是D ．生成丙、丁的质量比是12．某种“果蔬洗盐”的主要成分及其质量分数是：氯化钠，碳酸钠、碳酸氢钠．三种物质的溶解度曲线如图所示．下列说法错误的是（ ）A ．氯化钠、碳酸钠属于易溶物质B ．该“果蔬洗盐”不能与食醋一起使用C ．时，饱和溶液的溶质质量分数等于D ．时，将50g “果蔬洗盐”放入100g 水中，形成的溶液是的不饱和溶液13．利用元素守恒解决问题．将10g 碳酸钙固体高温煅烧至部分分解，冷却后将全部剩余固体与足量稀盐酸完全反应．下列有关结论正确的是（）A ．最终生成氯化钙的质量与煅烧程度无关B ．两步反应生成总质量与煅烧程度无关C ．煅烧前后固体中钙元素的质量分数不变D ．煅烧越充分则反应消耗的盐酸量越小14．物质的检验、鉴别、除杂是化学研究的重要方法．下列实验方案能达到目的的是（）选项实验目的实验方案A鉴别和将燃着的木条分别伸入气体中，观察现象B除去CO 中少量的将混合气体通过足量的高温氧化铁粉末C 除去溶液中的加入过量的铁粉、过滤2:12:35:650%10%15%30C ︒23Na CO 40%20C ︒NaCl 2CO 2N 2CO 2CO 2CuCl HClD 检验稀盐酸中是否混有取样，加入溶液，观察现象A ．AB ．BC ．CD ．D15．某兴趣小组实验室制取后的废液中的溶质是和．某同学取一定质量的该废液于烧杯中，并向其中逐滴加入溶液充分反应．下列图像是滴加过程中他对烧杯中物质变化情况的分析（溶液呈中性），其中错误的是（ ）A ．B ．C ．D ．三、理解与应用（本题包括4个小题．共31分）16．（8分）氢能具有广阔的发展前景，安全高效的制氢和储氢是氢能成为主要能源的关键．（1）电解水制氢气可用铁作电极，是利用了铁的________．氢气在与电源________极相连的电极上产生．（2）高压气态储氢是通过恒温高压将氢气储存在压力容器中，从微观角度解释此过程主要发生改变的是________________．（3）氢化物储氢是利用氢气与金属（如Al ）反应生成金属氢化物（如），从而进行氢的储存，该过程属于________（填“物理变化”或“化学变化”）．（4）活性炭具有很多的微孔结构，可用作储氢材料，这是利用活性炭的________性．（5）我国科学家实现了天然气（）制氢的突破，在条件下，将天然气与水蒸气直接转化为氢气与二氧化碳．请写出该反应的化学方程式________________．（6）氢气是理想的清洁能源，原因是________________．17．（11分）2024年4月24日是第九个中国航天日，主题为“极目楚天，共襄星汉”．中国人探索宇宙的脚步驰而不息．（1）空间站种菜．航天员在太空吃到了自己种的蔬菜．蔬菜能为航天员提供________（写1种主要的营养素）．为使蔬菜枝叶茂盛，可以施用的一种化肥是________（写化学式）．太空蔬菜在塑料网篮中种植，塑料属于________（填序号）．A ．无机非金属材料B ．有机高分子材料C ．金属材料D ．复合材料（2）固体火箭发射卫星．我国在海阳市附近海域使用引力一号运载火箭将3颗卫星顺利送入预定轨道，刷新了全球最大固体运载火箭记录．高氯酸铵、铝粉等是固体运载火箭的主要24H SO 2BaCl 2CO 2CaCl HCl 23Na CO 2CaCl 3AlH 4CH 400C推进剂，发射时高氯酸铵发生的化学反应是：①X 的化学式是________，中氯元素的化合价是________．②铝粉在氧气中燃烧的化学方程式是________________．（3）太空燃烧实验．航天员在燃烧科学实验柜中以甲烷为燃料进行在轨点火燃烧实验，观察到甲烷火焰与地面上对照实验的火焰相比，显得短而圆，且微弱．太空火焰 地面火焰①制作燃烧科学实验柜的材料需具有的性质是________（写1条）．②从燃烧的条件分析，点火的作用是________．③下列对燃烧实验分析正确的是________（填序号）．A ．空间站甲烷燃烧，不需要氧气B ．空间站失重条件下燃烧产生的热气流向四周扩散，地面上热气流向上扩散C ．空间站失重条件下空气流动性差，甲烷燃烧的火焰比较微弱18．（7分）电动汽车的兴起对金属镁和碳酸锂（）的需求增大．以盐湖卤水（主要成分是、、）为原料，制备金属镁和碳酸锂的主要物质转化流程如下：资料：①碳酸钠能与氯化镁发生复分解反应；②部分物质的溶解度如下表：物质时溶解度1.320.03912.87754.8难溶442222NH ClO N 2O X 4H O ↑+↑+↑+↑高温44NH ClO 23Li CO 2MgCl NaCl LiCl 23Li CO 3MgCO LiOH LiCl 2MgCl ()2Mg OH 20C ︒/g（1）为避免引入新杂质，过程Ⅰ中加入的适量物质X 是________．（2）制镁过程中发生中和反应的化学方程式是________________．（3）过程Ⅱ的目的是浓缩含锂溶液．这个过程中，氯化钠的结晶方法是________（填“蒸发结晶”或“降温结晶”）．（4）过程Ⅲ发生了复分解反应，其反应的化学方程式是________________．（5）用盐湖卤水制取碳酸锂，要先除去卤水中的氯化镁，其原因是________________．19．（5分）“捕集”技术为实现的资源化利用提供支持．图1为“氨法”捕集生产甲醇（）的流程图．图1图2资料：①氨气极易溶于水，水溶液呈碱性；②受热分解为、和（1）“吸收室”中为了提高的吸收率，应该先通入的是________（填“”或“”）．（2）“合成室”中除了生成甲醇外，还生成水．该反应的化学方程式是________________．（3）甲醇可进一步转化为甲醛（），其中一种转化方法如图2所示，为使甲醇持续转化为甲醛，反应Ⅱ需补充，理论上需补充的与反应Ⅰ中生成的的分子个数比是：n （需补充）（反应Ⅰ生成）________．四、实验与探究（本题包括4个小题．共33分）20．（8分）实验探究是学习化学的重要方法．请根据下列实验装置图回答问题．（1）装置B 中仪器①的名称是________．（2）实验室用大理石和稀盐酸制取，应选用的发生装置是________（填字母序号，下2CO 2CO 2CO 4CH O 43NH HCO 3NH 2H O 2CO 2CO 3NH 2CO 2CH O 22H O 22H O 22H O 22H O :n 22H O 2CO同），实验室加热高锰酸钾固体制取，应选用的发生装置是________．（3）实验室制取和，均不能选用的收集装置是________．（4）兴趣小组用图甲所示装置探究不同催化剂对过氧化氢分解的催化效果．取大小相同的新鲜土豆块和新鲜猪肝块作催化剂，分别加入10mL 相同浓度的过氧化氢稀溶液后，用传感器测量装置中气压的变化，如图乙中曲线a 、b 所示．图甲图乙①结合实验和曲线a 、b 分析，两种催化剂中催化效率更高的是________．②从曲线a 、b 的变化可以看出，过氧化氢分解的反应是________（填“放热”或“吸热”）反应，加猪肝块催化的过氧化氢完全反应所用的时间大约是________s （填“30”“65”或“120”）．③曲线a 、b 最终达到相同的压强，说明________________．21．（5分）某兴趣小组借助数字技术探究“稀盐酸与氢氧化钠溶液反应”，图1所示是室温下稀盐酸与稀氢氧化钠溶液反应的实验装置，图2是反应过程中的pH 变化曲线．图1图2（1）根据图2曲线判断，图1中的溶液B 是________．（2）图2中a 点所示的溶液pH________7（填“”“”或“”），溶液呈现________（填“酸性”“碱性”或“中性”）．（3）c 点所示的溶液中个数与个数关系是：________（填“”“”或“”）．（4）a 点到b 点pH 变化的微观本质是________．22．（9分）在日常生活中能看到很多精美的金属蚀刻画．兴趣小组利用废弃的金属片进行制作金属蚀刻画的项目活动，请你一起参与下列任务．【任务一】到垃圾回收站筛选金属底板（1）区分铝片和铁片的物理方法是________（写1种）．【任务二】预处理金属底板2O 2CO 2O ><=Na +Cl -()n Na +()n Cl -><=（2）用砂纸打磨掉铝片表面的氧化膜．用化学方法除去铁片表面的铁锈，可以用________（写1种物质名称）．【任务三】选择蚀刻液进行蚀刻（3）首先将有镂空图案的不干胶保护膜（能隔绝蚀刻液与金属底板接触）分别贴到处理好的铝片和铁片上，然后将铝片浸入足量的甲蚀刻液中，将铁片浸入足量的乙蚀刻液中，一段时间后取出．小组同学看到铝片上有凹陷图案，没有附着物；铁片上出现红色附着物图案．则他们选择的甲蚀刻液、乙蚀刻液分别是下列中的________、________（填序号）．①硫酸铜溶液 ②硝酸银溶液 ③稀盐酸 ④氯化亚铁溶液 ⑤氯化钠溶液【任务四】金属蚀刻画的后处理（4）将蚀刻好的金属片清洗掉废液，去掉不干胶保护膜，进行装饰．为防止铁片蚀刻画生锈，可采取的措施是________（写1种合理的方法）．【任务五】废液回收利用（5）铝片蚀刻废液处理，可加入足量铝片，得到________溶液，回收保存．（6）铁片蚀刻废液处理，如下图所示：过程①加入的物质X 是________，过程②加入稀硫酸反应的化学方程式是________．23．（11分）《天工开物》记载古法造纸术的流程是原料浸泡、蒸煮、抄制、烘干．兴趣小组根据记载，利用回收的废纸进行“制造再生纸”跨学科实践活动，在蒸煮时加入了氢氧化钠．造纸后，为处理剩余的废液进行如下探究活动．【查阅资料】①；②溶液呈中性；③碱石灰是氢氧化钠与氧化钙的固体混合物，能吸收水和二氧化碳．【任务一】废液成分分析【提出猜想】推测废液中含有氢氧化钠和碳酸钠中的一种或两种【实验设计与实施】实验操作实验现象实验结论步骤1：取少量废液于试管中，加入足量的氯化钡稀溶液．________废液中有步骤2：取少量步骤1中的上层清液于试管中，________．________废液中有【任务二】废液中碳酸钠含量测定兴趣小组设计了如下图所示的实验，取100g 废液样品放入装置A 的锥形瓶中，先通入一会儿，然后称量装置C 、D 的质量，再向锥形瓶中滴加足量稀硫酸，至不再产生气体，继续通一会儿后，测得装置C 、D 分别增重2.1g 和0.1g ．2233BaCl CO BaCO 2NaCl Na +=↓+2BaCl 23Na CO NaOH 2N 2N（1）锥形瓶中不再产生气体后，需要继续通一会儿，其原因是________．（2）装置C 中反应的化学方程式是________________．（3）废液中碳酸钠的溶质质量分数是________（保留到）．（4）如果缺少装置B ，会使测定的碳酸钠含量________（填“偏大”或“偏小”）．【任务三】废液的处理（5）为使废液中的碳酸钠转化为氢氧化钠循环利用，需根据废液中碳酸钠的含量，加入一定量的某种物质，该物质与碳酸钠反应的化学方程式是________________．五、分析与计算（本题包括1个小题．共6分）24．（6分）化学兴趣小组欲测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数．先将10g 样品放入质量为50g 的锥形瓶中，再逐滴加入稀盐酸充分反应（如下图所示）．反应过程中测得滴加稀盐酸的总质量与充分反应后锥形瓶及瓶内剩余物质总质量的数据如下表所示．（该石灰石中杂质不溶解于水，也不与酸反应）加入稀盐酸的总质量0102535锥形瓶及瓶内剩余物质总质量60.0069.1282.8092.36回答下列问题：（1）10g 该石灰石样品与稀盐酸恰好完全反应时，消耗的稀盐酸的总质量是________g ，产生二氧化碳的总质量是________g ．（2）该样品中碳酸钙的质量分数为多少？（写出计算过程）（3）这种测定方法产生误差的原因可能是________（写1条）2N 0.1%/g/g。
高活性铝基复合材料制氢技术
高活性铝基复合材料制氢技术兰晓芬; 徐芬; 焦庆祝; 孙立贤; 张箭; 王爽【期刊名称】《《电源技术》》【年(卷),期】2012(036)011【总页数】4页(P1629-1632)【关键词】铝基复合物; Al-SnCl2; Al-SnCl2-M; 机械球磨; 制氢【作者】兰晓芬; 徐芬; 焦庆祝; 孙立贤; 张箭; 王爽【作者单位】辽宁师范大学化学化工学院辽宁大连116029; 中国科学院大连化学物理研究所辽宁大连116023【正文语种】中文【中图分类】TM911发展氢经济，离不开氢气。
但氢气易燃、易爆，其在储存、运输上存在很大的安全隐患。
而对于金属制氢，其原料是金属和水，它们易于保存和运输；并且可以实现氢气的即需即供，所以，金属制氢技术在为移动氢源供氢方面展现出强大的优势。
在已报道的众多金属制氢技术中，铝金属因其资源丰富、价格低廉、易保存、与水反应可产生大量的氢气（25℃，1 359 mL/g），且其副产物A l(OH)3/AlOOH 对环境友好、可循环利用，铝水制氢技术已引起了各国科学家的研究兴趣。
但铝表面易形成致密的氧化膜，从而阻止了铝与水持续反应，因此，如何破除铝的氧化膜成为铝水制氢技术的关键。
金属Al是两性金属，碱能有效破除其表面的氧化膜。
利用此性质，人们对金属铝在碱性溶液（NaOH[1]、KOH[2]、Na2SnO3[3]、NaAlO2[4]）中产氢进行了研究。
但碱对仪器设备具有腐蚀性，科学工作者寻求铝在中性水中产氢的可能性。
Kravchenko等人[5]研究表明：通过添加其它金属（如Ga、Sn、In、Zn等），可以实现A l在中性热水中反应，产生氢气。
我们采用机械球磨法制备了系列A l-Bi[6-8]、A l-Sn[9-10]合金，实现了在室温下A l与水的反应。
最近的研究表明，A l与盐或金属氧化物形成复合制氢材料也可达到中性条件下制氢的目的。
Mahmoodi等人[11]对A l-NaCl二元复合材料与A l-NaCl-Si/石墨/Bi三元复合材料与水反应制氢进行了研究，结果发现，70℃时，Al-NaCl-质量分数7%Bi的复合物的产氢速率达713 mL/(g·min)，产率可达到100%。
Ti-Ni系储氢合金的制备方法与研究进展
Ti-Ni系储氢合金的制备方法与研究进展作者：朱永国葛静张亚媛来源：《新材料产业》 2013年第8期文/ 朱永国葛静张亚媛北京浩运金能科技有限公司自二元金属氢化物问世以来，人们一直致力于新型储氢合金的研究与开发。
为满足各种性能的要求，研究人员已开发出三元、四元等多元合金，来得到不同性能的储氢材料。
一般来说，储氢合金是由A、B两种元素组成，A为易生成稳定氢化物的金属元素，如M m（混合稀土）、镧（L a）、钛（Ti ）、锆（Z r）、镁（M g）、钙（C a）等；B为对氢亲和力小、难以形成金属氢化物的金属，如镍（N i）、钴（C o）、锰（M n）、铁（F e）、铜（C u）、铝（A l）等。
按照原子比的不同，目前研究开发的储氢合金主要分为5种类型：A B5型稀土系合金，AB2型Laves相合金，A2B型Mg基合金，V基固溶体合金，A B型T i系储氢合金。
人们通过对A B两侧元素进行替代、改进工艺等开展了大量的研究工作。
T i - N i系储氢合金主要是以T i N i、T i2N i为代表的合金体系，最早在20世纪70年代由德国人J u s t i和Ewe制备出。
研究发现，Ti-Ni系储氢合金可以通过电化学的方法可逆地吸放氢，但是由于其实际放氢量偏低、循环寿命等性能达不到实用化的要求，因而没有得到广泛应用。
此外，人们发现钛镍系合金具有形状记忆效应，且制备较为困难，因而人们对它的研究远远不及对稀土系A B5型储氢合金研究广泛，A B5型储氢合金技术成熟，已大规模商业化应用。
近年来由于国家对稀土资源出台的保护政策及其价格浮动机制，非稀土系储氢合金重新引起了人们的关注，本文主要介绍近年来Ti-Ni系储氢合金的研究进展。
一、Ti-Ni 储氢合金种类和结构的研究由钛镍相图（图1）可以看出，钛镍可形成Ti2N i、T i N i及T i N i3三种合金，其中T i2N i、T i N i为能够吸氢的合金材料。
金属基材料水解制氢的研究现状
金属基材料水解制氢的研究现状随着环境恶化，氢能作为一种无污染的能源正受到人们密切的关注，铝作为一种比能量高，储量丰富，性质活泼的金属，而且在热力学趋势上很容易与水发生反应生成氢气。
铝作为制氢材料能有效解决氢能在运输和使用上的瓶颈，将大大降低氢能使用的成本。
标签：金属基；铝基合金；水解制氢；合金化引言能源作为人类生活的重要物质基础，其来源随着时代变迁也在不停发生着变化。
上世纪中叶以前，人类大多都以原始的煤作为能源来源；由于现代工业的不断完善，尤其是汽车行业的迅猛发展，石油[1]逐渐取代煤成为世界主流消耗能源。
氢能，作为理想的二次能源之一，是一种优秀的能源载体，它具有其它能源不具备的特性。
目前氢能主要来源于以下途径：硼氢化物水解制氢、电解水制氢、光电催化水解制氢、催化重整技术制氢、生物质制氢技术、金属基材料水解制氢等。
1 金属铝水解制氢的发展现状目前国内外采用的方法主要有一下几种方法来提高合金的反应活性[2-6]：在碱性环境下发生反应；在氧化物或盐存在的环境下促进反应的进行；改变金属铝的形态，增大表面积，把铝制成铝箔、铝粉、片状等；合金化。
1.1 铝在碱性溶液中水解制氢的研究赵增典[2]等研究了铝粉在碱溶液中的制氢反应速率，在0.4mol/L的NaOH 溶液中，径粒为16μm的铝粉反应速率可达1025mL·min-1·g-1。
范美强[3]等研究了Al在碱溶液中水解制氢的相关性能，实验发现，当碱浓度由0.1mol/L增加到0.5mol/L时，制氢反应速率由12mL·min-1·g-1增加到38mL·min-1·g-1。
1.2 无机盐或金属铝陶瓷体系活化铝水解制氢采用球磨法能有效细化晶粒、提高粉末活性。
许多研究者想到利用这个方法去活化金属铝，提高铝水解制氢的速率。
研究发现，球磨过程中可通过添加一些具有一定硬度的可溶性无机盐或者金属铝陶瓷体系作为助磨剂，以达到消除团聚的目的。
合金元素对铝合金熔体中氢含量的影响
合金元素对铝合金熔体中氢含量的影响孟令奇;程世伟;张恒华【摘要】以A356铝合金为基体合金,添加不同含量的Mg、Cu、Mn合金元素,然后在730℃下熔炼,保温30 min后减压浇铸,并利用减压凝固试样密度法来测量氢含量,以研究不同合金元素对铝熔体氢含量的影响.研究结果表明,合金元素Mg很大程度上加重了铝熔体的吸氢倾向,合金元素Mn也会增加铝熔体的吸氢倾向,但程度不大;而Cu则降低铝熔体的吸氢倾向.【期刊名称】《上海金属》【年(卷),期】2016(038)006【总页数】5页(P38-42)【关键词】A356铝合金;氢含量;合金元素;减压凝固法【作者】孟令奇;程世伟;张恒华【作者单位】省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室、上海市钢铁冶金新技术开发应用重点实验室和上海大学材料科学与工程学院,上海200072;省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室、上海市钢铁冶金新技术开发应用重点实验室和上海大学材料科学与工程学院,上海200072;省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室、上海市钢铁冶金新技术开发应用重点实验室和上海大学材料科学与工程学院,上海200072【正文语种】中文由于铝及其合金材料具有优良的物理性能、良好的加工成型性等特点，因此被广泛地应用于汽车制造中。
汽车轻量化是汽车工业的发展方向，铝合金则是轻量化的关键金属材料［1］。
为了提高铝合金性能，研究者们常常向铝中添加合金元素以得到符合性能要求的铝合金，但这些元素在一定程度上可能会对熔体中氢含量产生影响，从而在另一方面又不同程度地影响铝合金的性能。
铝合金中主要气体是氢，由于氢的存在，使铝铸件中产生大量气孔，严重影响了铝铸件的质量和成品率［2］。
目前，人们对铝熔体中的氢已经进行了大量的研究和分析。
闫红涛等［3］介绍了铝熔体中的氢的来源及其存在形态，讨论了铝液中氢的溶解度及其影响因素，并分析了熔体中的三种三氧化铝夹杂对氢含量的影响。
氢冶金的发展及关键技术
通过宣传推广和技术交流，提高氢冶金技术的知名度和影响力，拓展应用领域和市场空间。
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天然气重整制氢
利用天然气和水蒸气在高温高 压下反应生成氢气和二氧化碳
。
生物质气化制氢
通过生物质热解气化生成合成 气，再经过一氧化碳变换和甲
烷化反应得到氢气。
光解水制氢
利用光能将水分解为氢气和氧 气，是未来可持续的制氢方式
。
氢气储存与运输技术
高压氢气储存
利用高压将氢气压缩储 存于压力容器中，是目 前最常见的储存方式。
降低能耗和成本。
探索新型氢气储存和运输方式
02
研究固态氢储存、有机液态氢储存等新型技术，提高储存密度
和安全性，降低运输成本。
突破氢冶金核心工艺技术
03Leabharlann 深入研究氢气还原、金属粉末制备等关键技术，提高冶金效率
和产品质量。
降低成本与提高效率
01
优化氢气制备和储存设备
通过改进设备设计和制造工艺，降低设备成本和运行能耗，提高设备寿
氢冶金的发展及关键技术
汇报人： 2023-12-29
目录
• 氢冶金概述 • 氢冶金的关键技术 • 氢冶金与传统冶金对比 • 氢冶金面临的挑战与解决方案 • 未来氢冶金的发展趋势与展望
01
氢冶金概述
氢冶金概述
• 请输入您的内容
02
氢冶金的关键技术
氢气制备技术
01
02
03
04
电解水制氢
利用电能将水分解为氢气和氧 气，是最常见的氢气制备方法
制造成本高昂
目前氢冶金的制造成本相对较高，主 要是由于技术不成熟、设备投资大、 生产过程复杂等因素所致。
开题报告铝基材料快速水解制氢的研究
国外在提高铝基材料水解制氢速率的方法 上的研究方向主要是Al粉，因为Al粉反应速度 快，但是制备Al粉以及储备Al粉的设备都相对 昂贵。
AL粉 •由于其较大的反应接触面积，具有较高的产氢速率 •昂贵复杂的制造过程和存储在真空 •与水接触会发生爆炸
氢能是通过氢气和氧气反应所产生的能量 ，这个过程只生成水,是一种很有利用价值的 能源。作为一种清洁、高效、安全、可持续 的新能源，被视为21世纪最具发展潜力的清 洁能源，是人类的战略能源发展方向。但存 在一个很大的阻碍氢能大规模应用的因素就 是氢的快速制备。
但电解水制氢工艺是一种昂贵的制氢技术， 此技术只有在利用夜间过剩电力或可再生能 源获得的电力如太阳能发电和水电时其经济 上才合理。因此该工艺不能被广泛推广利用 。
铝基材料水解制氢
Al + 3 H2O → Al(OH)3 + 3/2 H2 Al+3H2O+KOH→KAl(OH)4+ 3/2 H2 KAl(OH)4→KOH+Al(OH)3 铝是一种储量丰富,比能量高,性质活泼的金属,与水 反应产生氢气具有很大的热力学趋势。但铝基材料 水解制氢速率并不是很快，并且容易被氧化在表面 形成一层致密的氧化物薄膜，阻止反应持续进行， 因此不能实现氢气的实时制取与利用。
针对铝容易被氧化形成致密氧化膜，我 们在铝中添加的合金元素与铝形成低熔点共 熔合金,由于合金元素进入到铝的晶格中,使得 铝的晶体结构发生变化,当合金发生氧化时,只 能形成孤岛状的氧化膜,从而达到了破坏了原 来致密氧化膜的连续性目的,使得氧化反应能
持续进行;另外铝基材料水解制氢反应时的微 环境发生了变化，由于合金元素的溶解,使反 应微区的溶液性质发生变化,导致铝的腐蚀电 位产生变得更负和氧化膜加快溶解,从而达到 提高铝水解反应活性的目的。
铝合金的吸氢及析氢过程机理
式中为分压为的氢溶于金属液平衡常数。固体金属中氢原子的实际浓度为
式中CH，S为固体金属中氢原子的平衡浓度，是分压为的氢向固体金属溶解氢的平衡常数。
∑P内=PH2(MPa)
式中KH2为H2向铝液溶解的平衡常数，只是温度的函数。结晶过程中，随晶体数量增多，剩余熔体中氢原子浓度CH逐渐升高，相应平衡氢分压也在增大，直至凝固结束。在此之前PH2达到∑P外就可能从熔体中产生出氢的气泡。泡外压力应包括大气压力、金属静压力、气泡表面的附加压力、结晶力(凝固过程中连续网状枝晶的长大过程中对气体析出的影响力)，即
1铝与气体反应的热力学
借助某些复杂气体的生成反应，可求出等温等压下铝与一些气体发生反应的热力学数据。
注：*计算数据来源于文献［1］、［2］、［3］
体反应的趋势很大。因此，既使气体分压很小，反应也会立即发生。例如，生成γ-Al2O3的反应在po2大于4.71×10-41Pa就能进行(1000 K时)；1000K时水蒸汽对铝液的氧化平衡分压仅为2.624×10-14Pa而空气中水的平均分压为758 Pa，是铝液氧化平衡水蒸汽分压的2.89×1016倍。其它气体亦能在较低分压下与铝液发生反应，在1000 K时PCH4大于26Pa时反应5即能正向进行；CO，CO2接触铝液其分压力分别大于1.75×10-10Pa和5.75×1023Pa时即能生成碳化铝和氧化铝；生成AlN的反应在N2的分压大于1.689×10-10Pa条件下就能发生。然而从表一所列反应8和反应10可以看出碳化铝和氮化铝在潮湿的空气中极不稳定，只要空气中水蒸汽分压达到1Pa它们又都转变为氧化铝和CH4和NH3。由此可见铝与气体的反应主要生成氧化铝；而与含氢气体的反应形成的原子氢则溶入熔融态的铝中，是铝合金吸氢的主要途径。
铝基合金水解制氢的研究进展
铝基合金水解制氢的研究进展1 引言铝在地壳中含量仅次于氧和硅，占整个地壳总重量的7.45%，是地壳中含量最丰富的金属。
铝的密度仅为2700kg/m3，能量密度高达29MJ/Kg，是一种很有前景的储能和能量转换材料[1]。
由于铝的化学性质活泼，常温下就能在溶液中发生自腐蚀析氢反应，因此人们开始研究用金属铝制备氢气。
但是铝具有很强的亲氧性[2]，能够在表面形成一层致密的氧化膜，将会阻止其水解反应。
各国研究者尝试过许多方法来改善铝水解制氢的反应过程，其中效率最高的是通过制备铝基合金来水解制氢。
目前的铝基合金主要有铝锡合金、铝铟合金、铝铋合金、铝锶合金、铝镓合金和铝锂合金。
2 铝基合金水解制氢的研究2.1铝锡合金水解制氢[3]铝锡合金属于偏晶合金, 即使在 600 ℃高温下，也只有质量分数0.026% 的Sn溶解在铝晶格中, 大量的金属锡游离在铝晶格周围, 导致铝合金热不稳定性, 提高了合金的电化学活性。
金属锡的活化作用在于: 金属锡以单个或多个原子态进人铝表层氧化膜的缺陷或缝隙处与铝形成台金, 类似于汞与金属生成汞齐的作用, 从而分离氧化膜。
Nagira[4]等采用高温熔融制备铝锡合金，在常温下能够缓慢与水反应放出氢气。
范美强等[3]采用机械球磨法制备了铝锡系列混合物。
研究结果表明，球磨后的铝锡合金具有很好的活性, 在常温下与水迅速反应. 但存在铝金属和锡金属易团聚成块的缺点，导致合金成分分布不均匀，活性差异大。
粉状合金活性高，但大部分的块状合金活性很低，甚至不参与反应。
通过少量的金属锌或氢化物部分替代合金中的锡后，混合物颗粒化有明显的降低，而活性却没有降低，混合物水解氢气的产率大于 50% , 产氢速率在 50mL H2/ (min⋅g)以上。
尤其是球磨10 h的Al 10% Sn 5% Zn 5% Mg H2混合物, 在 10min内水解反应结束, 氢气产量为785mL/g，氢气产率为79%，水解速率为785mL H2/(min⋅g)。
制氢的全部方法
制氢的全部方法一、电解水制氢多采用铁为阴极面，镍为阳极面的串联电解槽(外形似压滤机）来电解苛性钾或苛性钠的水溶液。
阳极出氧气，阴极出氢气.该方法成本较高，但产品纯度大,可直接生产99。
7%以上纯度的氢气。
这种纯度的氢气常供：①电子、仪器、仪表工业中用的还原剂、保护气和对坡莫合金的热处理等,②粉末冶金工业中制钨、钼、硬质合金等用的还原剂，③制取多晶硅、锗等半导体原材料，④油脂氢化，⑤双氢内冷发电机中的冷却气等。
像北京电子管厂和科学院气体厂就用水电解法制氢.二、水煤气法制氢用无烟煤或焦炭为原料与水蒸气在高温时反应而得水煤气（C+H2O→CO+H2—热）。
净化后再使它与水蒸气一起通过触媒令其中的CO转化成CO2(CO+H2O→CO2+H2）可得含氢量在80％以上的气体,再压入水中以溶去CO2，再通过含氨蚁酸亚铜（或含氨乙酸亚铜）溶液中除去残存的CO而得较纯氢气，这种方法制氢成本较低产量很大，设备较多，在合成氨厂多用此法。
有的还把CO与H2合成甲醇,还有少数地方用80％氢的不太纯的气体供人造液体燃料用。
像北京化工实验厂和许多地方的小氮肥厂多用此法.三、由石油热裂的合成气和天然气制氢石油热裂副产的氢气产量很大，常用于汽油加氢,石油化工和化肥厂所需的氢气，这种制氢方法在世界上很多国家都采用，在我国的石油化工基地如在庆化肥厂，渤海油田的石油化工基地等都用这方法制氢气也在有些地方采用（如美国的Bay、way和Batan Rougo加氢工厂等）。
四、焦炉煤气冷冻制氢把经初步提净的焦炉气冷冻加压,使其他气体液化而剩下氢气。
此法在少数地方采用（如前苏联的Ke Mepobo工厂)。
五、电解食盐水的副产氢在氯碱工业中副产多量较纯氢气，除供合成盐酸外还有剩余,也可经提纯生产普氢或纯氢。
像化工二厂用的氢气就是电解盐水的副产.六、酿造工业副产用玉米发酵丙酮、丁醇时，发酵罐的废气中有1/3以上的氢气,经多次提纯后可生产普氢（97％以上）,把普氢通过用液氮冷却到-100℃以下的硅胶列管中则进一步除去杂质（如少量N2）可制取纯氢（99.99％以上），像北京酿酒厂就生产这种副产氢，用来烧制石英制品和供外单位用.七、铁与水蒸气反应制氢但品质较差，此系较陈旧的方法现已基本淘汰.八、金属与酸反应制氢气，当然，金属必须是活动性排在氢前的（钾，钙，钠不行），可以用镁铝锌铁锡铅。
铝熔体液态测氢方法研究报告及实践验证
铝熔体液态测氢试验方法－封闭回路循环法的验证2007-07-091 前言在铝及铝合金生产中的许多问题都是由于氢含量控制不好引起，人们在很久以前就证实了铝合金中氢含量是非常有害的。
其中一些影响是：铸锭、铸块和加工产品中疏松；锻件的亮斑；铝板的气泡。
氢脆也证实是氢在铝合金中导致的。
随着我国铝加工的发展与分工，熔铸或铸轧不仅仅是工厂的一道工序，其产品如扁锭、园锭、铸轧卷已作为商品供货，因此其氢含量控制和报告氢含量结果就有了更加重要的意义。
几十年来，国内外一直致力于铝液除氢和测氢方法的研究，以实现铝液的质量控制。
铝熔体液态测氢的方法和仪器国外研究比较早，目前也有好几种比较成熟的方法，但各自都有一定的局限性和误差源，其相互的测量结果有时甚至无可比性。
因此，为促进我国铝工业发展和技术水平的提高，中国有色金属标准化委员会提出了起草该行业标准。
2铝中氢的由来及氢在铝中的溶解度2.1铝中氢的由来在熔融铝中，氢是唯一具有显著溶解度的气体。
在铝液中溶解的氢有来源于周围空气中的湿气；炉内燃料（油或气）产生的废气；原料所带有的湿气或有机化合物（尤其对于再生金属）；还有来自合金添加剂中所含有的氢。
尽管有许多氢的来源，环境中的湿气和炉内燃料产生的废气中的水蒸气是铝液当中氢的主要来源。
下面的反应方程式描述了周围环境中的水蒸气与任何铝液表面发生化学反应形成游离的氢的过程。
(1))()(22metal in dissolvedgas H H ⇔ (2)2.2 氢在铝中的溶解度铝液中的氢含量和溶解度是以20℃ ，1个大气压下每100g 铝中含多少毫升的氢来表示的，或以百万分率（ppm ）来表示。
关系如下：1 ppm =0.8381mL/100g 或1mL/100g=1.1932ppm在铝合金中，即便氢含量很低也能导致其机械性能的严重下降，这是由于氢的溶解度在固态中比在液态中低得多的缘故。
如图1所示。
在铝熔点处，氢溶解度的显著差异导致了铸造时的气体缺陷。
LaNi5储氢合金表面改性及其电化学性能的研究的开题报告
LaNi5储氢合金表面改性及其电化学性能的研究的开题报告题目：LaNi5储氢合金表面改性及其电化学性能研究摘要：本研究旨在通过表面改性的方法来提高LaNi5储氢合金的电化学性能。
首先，通过研究文献和实验方法，了解LaNi5储氢合金的基本性能和表面改性技术。
然后对LaNi5储氢合金进行表面改性，通过扫描电子显微镜和X射线衍射技术等手段来分析改性后材料的表面形貌和晶体结构。
最后，通过电化学测试来评估改性后的LaNi5储氢合金的电化学性能，包括循环稳定性、放电容量和充放电效率等。
关键词：LaNi5储氢合金、表面改性、电化学性能、循环稳定性、放电容量、充放电效率一、研究背景和意义氢能作为一种清洁、可再生的能源资源，受到越来越多的关注。
氢气的储存和运输是氢能应用的重要环节之一。
一种有效的氢储存材料是储氢技术的关键之一。
LaNi5是一种重要的储氢金属材料，具有质量轻、容量大、循环稳定、安全可靠等优点。
然而，LaNi5储氢合金的电化学性能随着循环次数的增加而逐渐降低。
因此，寻求一种能够有效提高LaNi5储氢合金电化学性能的方法具有重要意义。
表面改性是一种提高材料结构与性能的有效方法。
在表面改性中，可通过改变表面化学成分、形貌、结构等方法来调控材料性能。
对于LaNi5储氢合金，表面改性可以有效提高其电化学性能，延长其循环寿命，提高充放电效率等。
因此，本研究旨在通过表面改性的方法来提高LaNi5储氢合金的电化学性能，探索表面改性对其循环稳定性、放电容量和充放电效率等电化学性能的影响。
二、研究内容和方法1. LaNi5储氢合金的基本性能研究通过文献研究和实验方法，了解LaNi5储氢合金的基本性能，包括结构、储氢容量、循环寿命等。
2. LaNi5储氢合金表面改性方法的探索探索适合LaNi5储氢合金表面改性的方法，包括化学法、物理法、生物法等。
3. LaNi5储氢合金表面形貌和晶体结构的分析通过扫描电子显微镜和X射线衍射技术等手段来分析改性后LaNi5储氢合金的表面形貌和晶体结构。
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成低熔点 共熔合 金 ， 但显著 提高 了铝 的活性 ，而且破 除 了金 属表 面致 密 的氧 化膜 ． 不
本文 采用机 械球磨法 制备 了铝锡 系列 合金 ， 系列 合金在常 温下 与水反应迅 速 ， 该 氢气产量 高 ．
１ 实验 部分
１ １ 试 剂 与仪器 ．
所 用 的铝 粉 、锡粉 和锌粉 均购 白天 津市 金 铂 兰 精 细化 工 有 限公 司 ，氢 化镁 和 氢 化 钙 均购 自北 京
范美强 一，刘颖雅 ，杨黎妮 ，曹朝 霞 ， 孙立 贤 徐 ， 芬
（ ．中国科学院大连化学物理研究所 ， １ 大连 １６２ ； ． １０ ３ ２ 中国科学 院研究生院 ， 北京 １０ ３ ） ０ ０ ９ 摘要 采用机械球磨法制备 了铝锡 系列合金．水解制氢 曲线和 Ｘ Ｄ结果表 明，添加剂 （ Ｒ 锌和氢化 物） 的加入
Ｐ Ｍ Ｃ供氢 ［２．但 Ｎ Ｂ 在成本高 昂 、 化剂 易 中毒 等缺点 ，限制 了其使 用和推 广． ＥＦ １］ ｜ ａＨ 存 催
金 属铝水解 反应 产生氢气 是一种很 有 应用 前景 的储 存 和运 输 能量 的方 式 ．铝 金 属具 有 资源 丰 富 、 价格低 廉 、易保存 和水解 氢气产量 大 （２４ｍ ／ ） 特 点 ，是 Ｎ Ｂ 水解 制氢 的理想 替代 品 ．虽 然铝 １４ Ｌ ｇ 等 ａＨ 在 空气 和水 中表面 易形成一层 致 密的氧化膜 ， 其在 中性溶 液 中处 于钝化 状态 ， 在碱 性溶 液 中铝表 使 但
Ａ ｆ公 司 ． ｌ ａ
采用 Ｑ ＩＰ Ｍ． ２行 星式球磨机 （ Ｓ 南京 大学仪 器厂 ） 制备 合金 ．
１ ２ 实验 过程 ．
将各 种原料 的粉末按 一定 比例 放入 ５ Ｌ球 磨罐 中混合 均匀 ， 球和粉 质量 比为 ３ ：取 若干个 不 ０ｍ 按 ０１
收 稿 日期 ： ０７０ －１ ２０ － ２ ． ６ 基 金项 目：国 家 自然 科 学 基 金 （ 准 号 ：２４ ３９ ，２ ５ ３ ｌ 批 ０７ ０ １ ０ ７ １２，５６ １９ ）和 国 家 “ 六 三 ”计 划 （ 准 号 ：２０ Ａ ０ Ｚ １ ， ０７ ０ ８ 八 批 ０ ７ Ａ ５ １５
２０ Ａ ０ Ｚ ０ ） ０ ７ Ａ ５ １２ 资助． 联系人简介 ： 孙立贤 ， ，博士，研究员，主要从事材料热化学和电化学研究．Ｅｍａ ：ｘｕ＠ｄｃ ．ｃｃ 男 — ｉ ｌｓｎ ｉ ａ． ｎ ｌ ｐ 徐 芬 ，女，博士 ， 副研究员，主要从 事能源材料热化学研究．Ｅ ｍ ｉ ｅｘ＠ｄｃ ．ｃｃ － ａｌ ｎｕ ｉ ａ ．ｎ ：ｆ ｐ
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Ｎ ． ｏ２
范 关强 等 ： 锡 合 金 制 氢技 术研 究 铝
３７ ５
同直 径 的不 锈钢球 ， 球 与粉一并 放人球 磨 罐 中，然 后将 球 磨罐 抽 真空 ，并充 人 氩气 保 护．采 用 Ｑ 将 Ｍ— ＩＰ Ｓ２行星式 球磨 机 （ 南京 大学 仪器厂 ） ，以 ４０ｒｍｉ ５ ／ ｎ的转 速 球磨 ．铝 粉在 球磨 过 程 中易 团 聚 ，导致 合 ， 金粉混 合不 均匀 ．每 隔一定 时间要取 下球 磨 罐 ，缓 冷 至室 温后 ，敲 下结 块部 分 研磨 成 粉末 ，然后 重新 充人氩 气保 护 ， 继续球 磨 至实验结 束 ．为 了防 止样 品氧化 ，所有 的操 作都 在 充 氩 气 的手 套 箱 （ 国 并 德
式 ，实现随 时制取氢气 和供 给氢气 ， 可有效 地解 决上 述 问题．如采 用 Ｎ Ｂ 水溶 液制 氢 ，可 以很方 便 ａＨ
地调节 氢气产量 和氢气 生成速率 ．当溶液 与催 化剂 不再 接触 时 ，即终止 供氢 ，这样 可 以实 现现 场制 氢
和 即时供氢 ．目前 ， 利用 Ｐ／ ｔＣ催化 剂成功地 实现 了快速 、 高效地 现场 制氢 ， 可给数 百瓦甚 至 １ Ｗ 的 ０ｋ
受燃 料 电池 （ Ｅ Ｆ ） Ｃ 减排两 大驱动 力 的推动 ， 洁 能源 （ 能 ） ＰＭ Ｃ和 Ｏ 清 氢 将成 为人 类 社会 实现 可 持 续发展 的基础．但氢 能的推广 主要受 到制氢技 术 、贮存 技术 和运 输技 术 等 ３个方 面的 限制 ．氢气 密 度 小 ，采用液态 方式贮存 消耗 的能量 大 ，而且 易 泄露 ， 在 安全 隐患．因此 ，改 变氢 能 的贮 存 和运 输 方 存
和球磨时间的延长 ， 有利于金属铝和金属锡 的均匀混合和活性 一致 ．常温下该 系列合金与水反应迅速 ，氢气 产量高 ． 尤其是球磨 １ Ａ — ％Ｓ 一％Ｚ 一％Ｍ Ｈ （ ０ｈ的 １ ０ ｎ５ ｎ５ ｇ ： 质量分数 ） １ 合金 ， １ ｉ 在 ０ｍ ｎ内水解反应结束 ， 氢气产 量为 ７ ５ｍ ／ ， ８ Ｌ ｇ 水解速率为 ７ ． Ｌ （ ｉ ｇ ． ８５ｍ ／ ｍｎ・ ） 关键词 铝锡合金 ； 水解性 能 ； 活化 ０４ ； ６４ ６ ７ Ｏ １ 文献标识码 Ａ 文章编号 ０ ５ －７０ ２０ ）２ ３ ６０ ２ １ ９ （０ ８ ０ － ５ －４ ０ ０ 中图分 类号
面的氧化膜会 被溶解 破坏 ， 与水 直接反 应而产 生大量 的氢气 ， 全可 以 为燃料 电池 提供 氢 气 ．铝 与 完 低熔 点金 属 （ 、镓 、铟等 ） 炼成合金 ，可以提高 铝合 金 的活性 ， 合金 在 中性 热水 溶 液 中产 生大量 锡 熔 该 的氢气．Ｎ ｇ ａ等 采 用高温熔 炼和快 速 退火 方 法 制备 铝 锡 合金 ，大大 提 高 了铝 锡合 金 的化 学 活性 ， ａｉ ｒ
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Ｖｏ ． ９ １２
２０ ０ ８年 ２月
高 等 学 校 化 学 学 报
ＣＨＥＭＩ ＣＡＬ Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＣＨＩ ＮＥＳ ＵＮＩ Ｅ ＶＥＲ Ｉ Ｉ Ｓ ＴＥＳ
ＮＯ ２ ．
３ ６ ～３ ９ ５ ５
铝 锡 合 金 制 氢 技 术 研 究
该 合金在 常温下 缓慢 与水 反 应 放 出氢 气 ．Ｋａｃｅｋ ｒｖｈｎｏ等 研究 发 现 ， 与多 元低 熔 点金 属 形 成 合 金 铝
后， ８ 在 ２℃热水 中快速 进行水解 反应 ， 出 １６ ／ 放 ０ ０ｍＬ ｇ的氢气 ； 认 为 ｓ — ａＩ—ｎ在 金 属铝 表面 形 并 ｎＧ — ｚ ｎ