超高比表面积活性炭孔分布对氢气储存性能的影响
活性炭的物理结构及吸附储氢的研究
活性炭物理结构及吸附储氢的研究姓名：戚莉莉学号：摘要活性炭(AC)在煤层瓦斯气体吸附分离上具有良好的应用前景。
选用4种活性炭，利用77K氮气吸附表征了活性炭的物理性质。
在自制的静态吸附装置上，测量了4种活性炭样品对瓦斯气(CH4/N2混合气体)在298K和318K时的平衡吸附量，结果发现4种活性炭对CH4/N2吸附能力有较大的差异。
用Langmuir吸附方程关联实验数据，计算出4种活性炭在不同温度下对CH4/N2的分离因子。
结合4种活性炭的物理性质以及其对CH4/N2的吸附量，分析了影响活性炭对CH4/N2的吸附量的因素。
活性炭在变压吸附分离浓缩瓦斯时，应具备合适的孔径，比表面积和孔容越大越好。
论述了活性炭、碳纳米纤维、碳纳米管吸附储氢的研究历程，从实验、理论研究两个方面总结了前人的研究成果：活性炭在低温下有好的吸附储氢特性，但在室温条件下的结果却不令人满意，碳质吸附剂吸附储氢从理论到应用还有一段距离。
关键词变压吸附分离活性炭分离因子一、活性炭的概念1、活性炭的定义经过一定工艺处理的、内部孔隙发达的具有吸附分子级物质能力的含碳材料。
活性炭属于碳质吸附剂的一种，一般是指普通性能的碳质吸附剂。
碳质吸附剂是一种内部孔隙发达的人工含碳材料的总称。
有时活性炭与碳质吸附剂在名称上不加明确区分。
2、活性炭的孔隙活性炭巨大的吸附能力主要归功于其发达的内部孔隙。
正是由于内部孔隙的表面提供了吸附质被吸附的场所。
所以，比表面积是活性炭的一项重要指标。
活性炭的孔隙可分为：微孔（Micropore < 2.0nm）中孔（Mesopore 2.0 ~ 50nm）大孔（Macropore > 50nm）其中微孔提供的比表面积占95%以上，中孔比表面积一般小于5%，大孔比表面积几乎可以忽略。
二、活性炭的种类通过测定活性炭的比表面积、孔径分布等物理参数．同时将这些参数与cch 的吸附量联系起来，以考察活性炭的微孔结构及其表面特性与CO2吸附能力之间的关系。
氢能利用与高表面活性炭吸附储氢技术
氢能利用与高表面活性炭吸附储氢技术氢是一种非常丰富且清洁的能源源，在氢能利用和储氢技术方面，高表面活性炭吸附储氢技术是一种极具潜力和前景的方法。
本文将以氢能利用和高表面活性炭吸附储氢技术为主题，探讨其原理、特点和应用。
首先，让我们来了解一下氢能利用的重要性和优势。
氢作为一种清洁能源，燃烧产生的只有水，没有污染物，不会对环境产生任何负面影响。
而且，氢能源的储存和传输相对于电能更加简单高效，可以有效解决电能储存问题。
此外，氢在能源转换过程中具有高能效性，可以提供更高的能源转换效率。
因此，氢能被认为是未来能源的重要选择之一。
然而，氢的储存和运输成为了氢能利用的关键挑战之一。
由于氢的高温和高压条件下才能液化，储存和运输过程中需要极高的技术和设备要求。
同时，传统的压缩氢和液化氢储存方式存在着安全隐患和效率低下的问题。
因此，发展高效、安全、可靠的储氢技术对于氢能利用的推广和应用具有重要意义。
高表面活性炭吸附储氢技术是一种基于物理吸附原理的储氢技术。
物理吸附是指气体分子在高表面活性炭材料的表面上相互作用而被吸附的过程。
高表面活性炭材料具有极高比表面积，能够提供大量的表面吸附位置，使得氢气分子能够充分吸附在其表面上。
由于物理吸附是一个可逆过程，因此高表面活性炭吸附储氢技术具有可逆性、可再生性和安全性的特点。
高表面活性炭吸附储氢技术具有很多优势。
首先，高表面活性炭材料具有丰富、廉价和可持续的资源，可以通过简单的制备方法获得。
其次，高表面活性炭材料具有优异的吸附性能，能够在较低的压力和温度条件下实现高密度的氢储存。
例如，一些研究表明，使用优质的高表面活性炭材料能够实现储氢密度超过5 wt%。
此外，高表面活性炭材料还具有良好的热导性能和化学稳定性，能够适应各种工作环境。
高表面活性炭吸附储氢技术在实际应用中具有广泛的前景。
首先，高表面活性炭吸附储氢技术可以应用于储氢设备的制备。
这些储氢设备可以在小型汽车、公共交通工具和工业用气等领域中使用，为这些领域提供清洁、高效的能源解决方案。
最新 氢能利用与高表面活性炭吸附储氢技术-精品
氢能利用与高表面活性炭吸附储氢技术氢能是指氢燃烧释放的能量。
氢的燃烧有两种方式：热化学方式和电化学方式。
尽管产物都是水，但因前者是在高温下释放能量，有可能伴随少量氮氧化物生成；后者是在常温下释放能量，产物只是水，因此是对环境没有任何污染的零排放(zero emission)过程。
氢能的电化学释放过程是在氢燃料电池中完成的。
以氢燃料电池驱动电动机的氢能汽车是真正的无污染的绿色汽车(ZEV)。
就与环境的关系而言，任何其它“环境友好”汽车都不能与这种汽车相比美，因此都属于在不长时间内的过渡车型。
我国倘能在氢能汽车上迎头赶上世界先进水平，不但可节省用于开发其它过渡车型的大量资金，而且对于加速提高国家的整体科学技术水平，都有重要意义。
作为规模化的实用储氢技术，必须具备吸放氢条件温和、储氢容量大和成本低3个基本特征。
金属合金储氢的机理是，首先打开联结两氢原子的化学键，然后氢原子与合金晶格中的金属原子形成氢化物键。
放氢时，则需首先打开氢化物键，释放出氢原子，然后两个氢原子结合为氢分子。
由于涉及到化学键的打开与形成，吸放氢条件难以“温和”。
例如，镁基合金的吸放氢温度为300℃。
与此相比，氢气在碳基材料上的物理吸附，是基于作用力弱得多的van de Waals力，没有联结原子的化学键的打开与生成过程，因此吸放氢条件必须温和，吸附热效应也相对较小。
作为储氢容量指标，国际能源机构认为必须超过5wt%。
除镁基合金外，其它储氢合金皆不能达到此容量。
而碳基材料的储氢容量却不难超过这一指标。
其中储氢容量最大的吸附材料是碳纳米管，已被证实的储氢容量是10wt%［1］，但是批量生产碳纳米管的技术尚不成熟，其昂贵的价格使其不具备实际价值；可大规模生产的碳基储氢材料是超级活性炭和活性炭纤维。
二者的储氢容量相近，但后者成本约低10倍。
因此，在高比表面积的超级活性炭上吸附储氢，具有吸放氢条件温和、储氢容量较大、成本低的基本素质，展现出解决规模储氢问题的希望。
超高比表面积活性炭比表面积对天然气储存性能的影响
要 ： 在超 高比表 面积活性炭吸 附剂孔分布相 同的情 况下， 究 了比表 面积对 天然 气吸附储存 研
能 力的影响。结果表明 ， 高比表 面积活性 炭的 比表 面积越 大 ， 有利 于天 然 气的吸 附储 存 ， 超 越 且吸
附储 存 天 然 气 的 能 力 受吸 附 温度 和 压 力 的 影 响 越 明 显 ； 吸 附压 力 低 于 ３ ５Ｍ ａ时遵 从 乘 幂 关 系 ， 在 ． Ｐ
Ｚ Ｕ Ｇ ｉ ｉ ，Ｊ Ｎ ｉ，Ｑ Ｕ Ｆ — ＨＯ ｕ．ｎ Ｉ Ｇ Ｙ Ｉ ａｌ １ Ａ ｉ
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Ａ ｂ ｔ ａ ｔ Ｉ ｆｕ ｎ ｅ ｏ ｐ ｃｆｃ ｓ ｒａ ｅ ａ ｅ ｆｓ ｐｅ — ｉ ｐ ｃｆｃ ｓ ｒａ ｅ ａ ｅ ｃ ｉａｅ ａ ｂ ｄ ｏ ｐ ｉｎ ｔｒ ｇ ｆ ｎ ｔ ａ ｓ ｒ ｃ ： ｎ ｅ ｃ ｆｓ ｅ ｉｉ ｕ ｆ ｃ ｒ ａ ｏ ｕ ｒｈｇｈ ｓ ｅ ｉ －ｕ ｆ ｃ － ｒ ａ ａ ｔｖ ｔｄ ｃ ｒ ｏｎ ｏｎ ａ ｓ ｒ ｔｏ ｓｏ ａ ｅ ｏ ａｕｒ ｌ ｌ ｉ
高比表面积活性炭的制备及其储氢性能的研究进展
高比表面积活性炭的制备及其储氢性能的研究进展摘要简要分析各种储氢材料和技术的基础上，重点介绍了高比表面积活性炭的制备方法，目前最常用的活化方法是以氢氧化钾为活化剂的化学活化法；并总结了近年来前人在高比表面积活性炭储氢方面的研究结果，同时简要分析了高比表面积活性炭储氢机理方面的研究进展。
关键词储氢材料高比表面积活性炭储氢性能研究进展氢能源以其高效、环保、使用方便等优势引起了人们的普遍关注，世界各国在新型氢能源和储氢材料的研究方面投入了巨大的财力和人力。
目前，除液态储氢和高压储氢外，主要的储氢方法和材料有6种。
（1）Fullerene[60]（富勒烯）多氢化合物如C[60]H[18]、CH36的催化分解可以放出氢气，但制备富勒烯多氢化合物方法复杂并且成本较高，目前还不能大规模生产，无法得到广泛的应用。
（2）金属氢化物储氢，其原理是利用氢化物中较高的氢浓度以及氢化物相变的可逆性，在必要时放出储存的氢来加以利用。
如LiH、MgH2、Mg2NiH40、VH2等，这些化合物的储氢含量虽然较高，但是金属储氢的致命缺点是氢不可逆损伤，从而直接影响储氢金属的使用寿命，限制了该方法的使用。
（3）有机液体氢化物储氢，它是借助不饱和液体有机物与氢的一对可逆反应（即加氢反应和脱氢反应）实现的，加氢反应实现氢的储存，脱氢反应实现氢的释放。
烯烃、炔烃、芳烃等不饱和有机液体均可作储氢材料，但芳烃特别是单环芳烃作储氢剂最佳。
该法主要的缺点是耗费化石能源。
（4）金属合金储氢，如稀土系、钛系、镁系和锆系合金等。
该法如果得到广泛应用势必消耗大量的金属，同时也耗费大量的矿物资源。
（5）碳纳米管和纳米炭纤维的储氢，属于吸附储存。
目前大多数研制碳纳米管的方法是激光法和电弧法，而这些方法尚处于实验室阶段，还无法进行大规模的工业生产，与目前碳纳米管储氢技术类似的还有纳米纤维的储氢技术。
（6）活性炭的吸附储氢，是利用超高比表面积的活性炭作吸附剂，在中低温（77 K～273 K）、中高压（1 MPa～10 MPa）下的吸附储氢技术。
氢能利用与高表面活性炭吸附储氢技术
氢能利用与高表面活性炭吸附储氢技术【摘要】氢能作为清洁能源之一，具有重要的应用价值。
高表面活性炭作为储氢材料，具有良好的氢吸附性能和稳定性。
本文介绍了氢能的重要性，高表面活性炭的特性，储氢技术的发展历程，高表面活性炭在储氢中的应用以及氢能利用的挑战与解决方案。
未来，氢能利用与高表面活性炭吸附储氢技术将不断发展，为解决能源问题提供更多有效的解决方案。
【关键词】氢能利用、高表面活性炭、吸附储氢技术、重要性、特性、发展历程、应用、挑战、解决方案、未来发展方向。
1. 引言1.1 氢能利用与高表面活性炭吸附储氢技术介绍高表面活性炭具有极大的比表面积和丰富的多孔结构，可以提供更多的吸附位点，有利于储氢。
其物理和化学性质可以通过调控制备条件进行优化，以实现更高的氢吸附容量和吸附热。
随着储氢技术的不断发展，高表面活性炭在储氢中的应用也得到了越来越广泛的关注。
本文将介绍氢能的重要性，高表面活性炭的特性，储氢技术的发展历程，高表面活性炭在储氢中的应用以及氢能利用中所面临的挑战与解决方案。
我们也将探讨氢能利用与高表面活性炭吸附储氢技术未来的发展方向，为推动清洁能源领域的发展做出贡献。
2. 正文2.1 氢能的重要性氢能作为清洁能源之一，在解决能源短缺和环境污染等问题中发挥着重要作用。
氢能的储存密度高、具有清洁性和可再生性，使其成为当前燃料电池车辆等领域的研究热点。
氢能的燃烧产生的唯一副产品是水，不会对环境造成污染，符合可持续发展的要求。
氢能还可以通过电解水等方式来获取，可以充分利用再生能源，推动能源产业的转型升级。
氢能具有潜在的巨大市场和应用前景，对于减缓气候变化、推动清洁能源革命都具有重要意义。
加强氢能技术的研究与应用，促进氢能在能源领域的广泛推广和应用，对于推动全球能源结构调整和可持续发展至关重要。
2.2 高表面活性炭的特性高表面活性炭是一种具有非常大比表面积的多孔材料，其特性主要有以下几点：1. 巨大比表面积：高表面活性炭具有非常大的比表面积，通常可以达到几百到几千平方米每克。
纳米多孔材料在气体吸附与储氢方面的应用研究
纳米多孔材料在气体吸附与储氢方面的应用研究随着能源危机和环境问题的日益严重，氢能作为一种清洁、高效的能源被广泛关注。
而要实现氢能的大规模应用，就需要寻找高效的氢储存方式。
纳米多孔材料在气体吸附与储氢方面展现出了巨大的潜力，成为了当前研究的热点之一。
纳米多孔材料具有大比表面积、规则的孔道结构和可调节的孔径大小等特点，使其能够高效地吸附气体分子。
其中，金属有机骨架材料（MOF）和碳基材料（如碳纳米管和石墨烯）是研究中的两大重要类别。
MOF是由金属离子或簇与有机配体通过配位键连接而成的结晶性材料，其孔道结构可以通过调节配体和金属离子的选择实现。
由于具有高度可控的孔道结构和表面组成，MOF在气体吸附方面显示出良好的性能。
例如，一些MOF材料可以选择性地吸附二氧化碳，从而有望应用于气候变化控制和碳减排方面。
此外，MOF还可应用于氢储存。
氢分子可以进入MOF材料的微孔之中，与材料表面的金属离子发生弱键相互作用，从而实现高效储氢。
碳基材料由于其独特的结构特点，也成为了吸附和储存气体的重要选择。
碳纳米管具有高度规则的孔道结构和高比表面积，使其具有很大的吸附能力。
石墨烯则由层层叠加的碳原子构成，形成了一种类似于蜂窝状的孔道结构，其孔径可以调控，有利于吸附小分子气体。
这些碳基材料被广泛应用于气体分离、储氢和催化等领域。
近年来，研究人员对纳米多孔材料在气体吸附与储氢方面的应用进行了深入研究。
全球各地的实验室纷纷开展了相关实验，试图提高纳米多孔材料的气体吸附能力和储氢效率。
通过改变纳米多孔材料的孔道结构、表面官能团和孔径大小等参数，一些研究者已经实现了显著的性能提升。
例如，一些MOF材料被设计成具有较大的气体吸附容量，并实现了高效储氢。
同时，研究者还提出了一些新型的纳米多孔材料结构，如具有三维孔道结构的MOF和具有超高比表面积的碳材料，以进一步提高气体吸附和储氢性能。
然而，纳米多孔材料在气体吸附与储氢方面仍面临一些挑战。
高比表面积活性炭研制
１．天然气用做汽车替代性燃料的储气式研究．炭素，２００２．４．３９—４２ ２．活性炭制备及应用技术新进展．９３全国活性炭学术会议论文集， Ｐ４２—５３ ３．高比表面积活性炭Ｍａｘｓｏｒｂ的制造及其吸附特性．活性炭，１９９３．３．Ｐ４３ ４．高性能活性炭制造的基础研究．活性炭，１９９１．４．Ｐ４５
１５ｌ
ＳＪ－一２—２
２７３５．７
５
ＳＪ一３—１
６
Ｓ卜３—２
７
Ｓ卜４一ｌ
２６７９．９ ２６３５．４ ２８４３．９
８
ＳＪ一４—２
９
Ｍ＿一１—１
２７３９．０ ２７７９．７
ｌＯ
Ｍ＿一２一ｌ
２６６５．９
注：ｓＪ系列为石油焦、Ｍ系列为煤为原材料制成的ＨｓＡｃ。
亚甲蓝吸附值（ｍｇ／ｇ）
６８４．２ ６８１．５ ６７３．９ ７３６．７ ７１３．２ ６９３．２ ７４７．５ ７１０．５ ７０４．Ｏ ６９４。４
高比表面积活性炭（ＨｓＡＣ）的比表面积大，吸附性能优良，是天然气储存，氢气储存， 双电层电容器制造的必备材料，是航空、航天和防化事业高科技领域中的前沿产品，研制 中是采用高温强碱化学活化新工艺，采用石油焦、煤等为原材料，研究了ＨＳＡＣ的工艺、工 艺条件和工艺参数，制造出比表面积大于３２００ｍ２／ｈ的ＨｓＡｃ．
１５０
４结语
试验中对活化时间、活化温度、碱碳比和物料粒度进行了详细研究，得知它们是影响 ＨＳＡＣ性能的主要因素，在生产试验中必须严格控制，才能制得性能优良的ＨＳＡＣ。
经过对工艺及工艺参数的研究，制出了比表面积大于３２００ｍ２／ｇ、碘吸附值大２５００ｍｇ／ｇ、 亚甲蓝吸附值在７００ｍｇ／ｇ左右的ＨＳＡＣ，孔径分布集中在０．７～１．８ｎｍ，很适合对甲烷的吸附。 制备ＨＳＡｃ的原材料来源丰富，石油焦、煤和各种含碳材料都能制成ＨＳＡＣ。
超高比表面积活性炭用于天然气吸附储存的研究
电 邮 ｕ ｃ ｇ ｉ ｎ ｏ ｕｃ ｒ。 ｐ ｚ ｕｌ ＠ｓ ｈ ． ｎ ｉ ｏ
吸 附平衡 足 够 的时 间 ， ２ ８Ｋ、 压下 达到 脱 附平 在 ９ 常 衡后 测量 天然气 脱 附量 。管线及 样 品死体 积 由天然 气测定 并 扣除 ， 炭使 用前于 ３ ３Ｋ下 脱气 ｌｈ 活性 ９ Ｏ。
实 验 称取 活 性 炭样 品 ０２ ０ 右 ，在 ４ ３Ｋ ．０ ０ｇ左 ７
１ 实 验 部 分
１１ 超 高 比表面 积活 性炭 的 制备 ．
１３ 天 然 气 脱 附 量 的 测 定 ．
采用 实验室 自建吸 附装置 ，容量 法测 定天然 气 脱 附量 。以 自制 的超 高 比表面 积活性 炭为 吸附剂 ， 在
一
以石 油焦 为 炭前 驱 材 料 ， 碎筛 选 一 定 粒度 的 粉
气 吸 附容 量法 ，测定 活 性 炭样 品的有 关 结 构参 数 。
测得 该 超高 比表 面 积 活性炭 的 比表 面 积为 ２ ７ ｍ ・ ８４ ｇ ， 分 布如 图 １ 一孔 。
５ ０
的表面 ， 多孔介质 中吸附相 天然气密 度远 高于 同压 使
下气相 主体 的密度 ， 而在较 低 的压力 下实 现高密度 从
４ Ｏ
暑 ３ ０
２
２ ０ １ ０
。 ≯
墨
附剂 。以天 然气 为吸 附质 ， 考察 了杂 质气 体 对 超 高
比表 面积 活 性 炭循 环 使用 性 能 的 影 响 ， 研 究 了超 并 高 比表 面积 活 性炭 上 天 然气 脱 附 动力 学 。同 时 ， 从 理 论上 分析 了吸 附温 度对 天 然 气脱 附量 的影 响 ， 并 与 实验结 果进 行 了对 比。
超级电容器用活性炭电极材料的研究进展
超级电容器用活性炭电极材料的研究进展*邢宝林,谌伦建,张传祥,黄光许,朱孔远(河南理工大学材料科学与工程学院,焦作454003)摘要 活性炭因具有制备简单、成本低、比表面积大、导电性好以及化学稳定性高等特点,作为超级电容器电极材料已得到广泛应用。
论述了活性炭电极超级电容器的工作原理及活性炭物化性质对超级电容器电化学性能的影响,介绍了活性炭电极材料的最新研究进展,展望了其应用前景,指出寻找新炭源及活化技术、探索活性炭孔结构和表面性质的有效控制手段、开发活性炭复合材料等是该领域今后研究的重点方向。
关键词 活性炭 电极材料 超级电容器 电化学性能中图分类号:TQ424.1;T M 53 文献标识码:AResearch Progress of Activated Carbon Electrode Material for SupercapacitorXING Baolin,CHEN Lunjian,ZHAN G Chuanxiang,H U ANG Guangxu,ZHU Kongyuan(Institute of M ater ials Science and Eng ineering ,H enan Po ly technic U niver sity,Jiaozuo 454003)Abstract A ct ivated car bo n has been used w idely as the supercapacit or elect rode mat erial for its easy av ailabil-i ty,lo w cost,high specific sur face ar ea,excellent elect rical co nductivit y and chemical st abilit y.T he w orking pr inciple of super ca pacito r w ith activ ated carbon as electro de and effect of phy sicochemica l propert ies o f activated carbon on electro chemical perfor mance of supercapacit or ar e discussed,recent r esear ch adv ances and a pplicat ion pr ospect of act-i vated car bon electro de mater ial ar e highlighted.T he fo cus of fut ur e r esear ch such as search for new r aw materials and activat ion technolog y for activat ed carbon,ex plo ring an effectiv e method to contro l t he por e structur e and surface propert ies o f activat ed carbon and develo pment of activated car bo n co mpo site are also po inted o ut.Key words activated car bo n,electr ode mater ial,super capacito r,electro chemical per formance*河南理工大学学位论文创新基金资助(2009-D -01);河南理工大学博士基金资助(648216)邢宝林:男,1982年生,博士研究生,主要从事洁净煤技术及炭材料方面的研究 E -mail:baolinx ing @ 谌伦建:通讯作者,男,1959年生,博士,教授,博士生导师,主要从事矿产资源利用及炭材料方面的教学和研究工作 E -mail:lunjianc@0 引言超级电容器(Supercapacitor)又称电化学电容器(Elec -t rochem ical capacitor),是一种介于普通电容器与电池之间的新型储能元件,兼有普通电容器功率密度大和二次电池能量密度高的优点,且充电速度快,循环寿命长,对环境无污染,广泛应用于各种电子产品的备用电源及混合动力汽车的辅助电源[1,2]。
高比表面积活性炭的制备及其储氢性能的研究进展
ｌ — ｌ 酸洗ｌ ｌ — ｌ 活化Ｉ 水／ — 干燥Ｉ 粉状活性炭ｌ
图 １ 化 学 活 化 法 制 备 高 比 表 面 积 活 性 炭 的 工 艺 流 程
化 学 活 化 法 中常 用 的活 化 剂 有 碱 金属 、 土 金 碱 属 的 氢 氧 化 物 ， 机 盐 类 以 及 一 些 酸 类 ， 中 以 无 其 ＫＯＨ 作 为活化 剂 制得 的活性 炭性 能 最好 。 ＫＯＨ 化学 活 化法 制备 高 比表 面 积 活 性 炭 最初 是 由 美 国 ＡＭＯ Ｏ公 司 开 发 的 ， 由 Ａｎ ｅｓｎ Ｃ 后 ｄ ｒｏ
人们 的普 遍关 注 ， 世界 各 国在 新 型 氢 能 源 和储 氢 材
料 的 研 究 方 面 投 入 了 巨 大 的 财 力 和 人 力 。 目前 ， 除
液态 储氢 和高 压储 氢 外 ， 主要 的储 氢 方 法 和 材料 有
６种 。
（ ） ｕｌ ｅ ｅ ６ ］ 富 勒 烯 ） 氢 化 合 物 如 １ Ｆ ｌ ｒｎ ［ （ ｅ ０ 多 ｃ。 ｃ。 Ｈ Ｈ。的催 化分 解可 以放 出氢 气 ， 制 备 富 但
高 ， 是金属储 氢 的致命 缺点 是 氢 不可 逆损 伤 ， 而 但 从 直 接 影 响储 氢 金属 的使 用 寿命 ， 限制 了该 方 法 的 使
用。
（ ） 机液 体氢化 物储 氢 ， ３有 它是 借助不 饱 和液体
有机物 与氢 的一 对 可逆 反 应 （ 即加 氢 反 应 和 脱 氢 反 应） 现的， 实 加氢 反 应 实 现氢 的储 存 ， 氢 反 应 实 现 脱 氢 的释放 。烯烃 、 烃 、 烃 等不饱 和有 机液 体均 可 炔 芳
制 备 比表 面 积 高 的活 性 炭 ， 学 活化 法是 比较 化 成熟 的 工艺 ， 且 已经 有 规 模 化 生 产 。化 学 活 化 法 并 因原料 不 同制备 方 法各 有 差 异 ， 典 型工 艺 流 程 如 其
氢能利用与高表面活性炭吸附储氢技术
氢能利用与高表面活性炭吸附储氢技术摘要氢能作为一种清洁、高效的能源，具有巨大的潜力。
然而，氢气的储存和运输一直是氢能利用的一个主要难题。
目前，研究人员广泛探索各种储氢技术，其中高表面活性炭吸附储氢技术备受关注。
本文对氢能利用与高表面活性炭吸附储氢技术进行了全面的介绍和分析，总结了该技术的优势、挑战和发展前景。
1. 引言随着全球对清洁能源的需求日益增长，氢能作为一种零排放的能源被越来越多地重视。
然而，氢气的储存和运输问题一直是氢能利用的关键瓶颈。
传统的气体储存技术，如压缩氢气和液化氢气，存在储存密度低、操作复杂和安全风险大的问题。
因此，研究人员开始寻找更安全、高效的氢气储存技术，其中高表面活性炭吸附储氢技术成为研究的热点之一。
2. 高表面活性炭吸附储氢技术的原理高表面活性炭是一种具有极高比表面积和丰富微孔结构的材料。
它具有很强的吸附能力，可以吸附大量的气体分子。
高表面活性炭吸附储氢技术利用了高表面活性炭材料的特性，通过吸附氢气分子来储存氢能。
当氢气分子接触到高表面活性炭表面时，会发生物理吸附和化学吸附过程，将氢气分子吸附在材料表面的微孔结构中。
3. 高表面活性炭吸附储氢技术的优势相比传统的气体储存技术，高表面活性炭吸附储氢技术具有以下优势：3.1 高储氢密度由于高表面活性炭具有极高比表面积和丰富微孔结构，可以吸附大量的氢气分子，从而实现高储氢密度。
这种高储氢密度可以大大提高氢气储存的效率和节约储存空间。
3.2 安全稳定高表面活性炭储氢技术相比传统的压缩氢气和液化氢气储存技术来说更加安全稳定。
高表面活性炭材料本身具有较高的稳定性和耐压性，在适当的条件下可以长期稳定地储存氢气。
3.3 可逆性强高表面活性炭吸附储氢技术具有良好的可逆性，即可以通过控制温度和压力等条件，使吸附在活性炭上的氢气释放出来，并重新储存。
这种可逆性强的特点使得高活性炭吸附储氢技术具有循环使用的能力。
4. 高表面活性炭吸附储氢技术面临的挑战虽然高表面活性炭吸附储氢技术具有很多优势，但仍然面临一些挑战：4.1 吸附容量限制由于高表面活性炭材料的微孔结构限制，其吸附氢气的容量受到一定的限制。
活性炭对氢气中o2与n2的吸附性能研究
活性炭对氢气中o2与n2的吸附性能研究
活性炭是一种具有良好吸附性能的多孔物质，具有很强的吸附作用，该物质对氢气中的O2和N2的吸附性能也有着一定的影响，其性能将直接影响到实际的应用结果。
因此，本研究针对活性炭对氢气中的O2和N2的吸附性能进行了深入的研究。
首先，研究人员测定了氢气中的O2和N2的比例，发现氢气中的O2的含量较低，而N2的含量较高。
接下来评估了活性炭对氢气中O2和N2的吸附性能，结果表明，活性炭对氢气中的O2和N2具有良好的吸附性能，其中主要指标表现出较高的准确度和稳定性。
此外，为了进一步提高活性炭对氢气中O2和N2的吸附效率，研究者进行了多个方面的优化。
首先，进行了溶剂反复，将活性炭与O2和N2混合后，反复溶解多次，以提高吸附效率。
其次，环境条件的参数控制，如滤网工作压力、反应温度等条件参数进行调节，以更好地改善吸附性能。
最后，改变吸附材料的负载状态，使用纳米分散的活性炭，使其吸附性能更优。
经过上述多项措施优化，活性炭对氢气中O2和N2的吸附性能大幅提升，可以在大多数所需要的环境下使用，为实际应用和研究提供了强有力的支持。
总体而言，本研究在很大程度上提高了活性炭对氢气中O2和N2的吸附性能，为氢气的应用研究、生产和应用提供了强有力的技术支持。
超高比表面积活性炭储氢性能研究(1)
第6期
谢红梅等：超高比表面活性炭储氢性能研究
11
超高比表面积活性炭储氢性能研究
谢红梅, 罗清明, 景佳佳, 周桂林
(重庆工商大学 环境与生物工程学院, 重庆 400067 )
摘要：以石油焦为原料、KOH 为活化剂制得超高比表面积活性炭吸附剂并用于 H2 吸附储存，采用 BET 和 SEM 对其结构 进行了表征。 结果表明，该吸附剂具有发达的微孔结构且其比表面积高达 2693 m2/g，其孔结构以狭缝状孔结构为主。 该吸附剂
随着人们对能源和环保意识的增强，越来越清 楚地认识到开发清洁能源和有效利用能源的重要 性。 氢具有资源丰富、可再生的优点，且氢燃烧后的 唯一产物是 H2O，故氢是一种具有光明前景的清洁 燃料。 氢能高效率地转化为电能，用作燃料电池发 电效率可高达 80 %，是火力发电的 2 倍多；也可用 于氢能飞机，氢能汽车。 氢来源非常广泛，可通过电 解 水 ，石 油[1]、天 然 气[2]、煤[3]等 化 石 燃 料 制 取 ， 也 可 由 常 规 燃 料 醇 [4]、 烃 类 [5] 制 得 ， 也 可 以 由 生 物 质 制 取 (如，细菌制氢、发酵制氢等)[6]。 但氢的车载储存存在 较大的问题，即使在 273 K、6.0 MPa 下，其氢的质量 储存量仅 0.59 %[7]，远不能满足常规燃料电池系统的 正常使用。 因此，如何安全有效的储存与运输氢是当 今国际氢能面临的一个难题， 也是今后氢能应用中 必须突破的瓶颈。 目前储氢方式主要有五种[8-11]：（1） 高压储氢；（2）液态 储 氢 ；（3）金 属 化 合 物 储 氢 ；（4） 有机物储氢；（5）吸附储氢。 对比这几种主要的储氢 结果可知，将炭材料用于氢吸附储存是较理想的储 存方式，其中将活性炭用作氢吸附储存材料的特点 更为突出。 超高比表面积活性炭具有大的比表面积 和发达的微孔结构，这可为氢储存提供优越的吸附 材料。
超高比表面积碳气凝胶的制备及其氢吸附性能表征的开题报告
超高比表面积碳气凝胶的制备及其氢吸附性能表征的开题报告题目：超高比表面积碳气凝胶的制备及其氢吸附性能表征一、研究背景和意义随着全球能源和环境问题的日益突出，寻找一种清洁、高效的能源储存材料变得越来越重要。
氢作为一种清洁的可再生能源，具有高能量密度、零排放、可再生等优点，因此被广泛研究和应用。
然而，氢能源储存技术面临着重要的挑战，其主要表现为储氢材料的制备和氢气的吸附、储存与释放等方面的问题。
因此，制备高性能的氢储存材料成为了一个重要研究领域。
碳气凝胶作为一种具有很高比表面积和良好孔隙结构的材料，已经成为制备高性能储氢材料的重要研究方向之一。
碳气凝胶具有以下优点：首先，碳气凝胶具有极高的孔隙度和孔径分布范围，使得其具有极高的储氢能力；其次，碳气凝胶具有良好的化学稳定性和热稳定性；最后，碳气凝胶的制备工艺相对简单易行。
因此，本研究选取碳气凝胶为材料研究对象，通过改变制备工艺和条件，制备出具有超高比表面积的碳气凝胶，并对其进行氢吸附性能的表征和分析，探索其在储氢方面的应用。
二、研究内容1. 碳气凝胶的制备选择合适的前驱体和控制条件，采用溶胶-凝胶法制备碳气凝胶。
通过改变制备条件、前驱体组成和添加剂等因素，制备出具有超高比表面积的碳气凝胶样品。
2. 碳气凝胶的物理性质表征利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、氮气吸附-脱附等技术，表征样品的表面形貌、孔隙结构和比表面积等物理性质。
3. 碳气凝胶的氢吸附性能分析利用氢吸附装置和热重分析仪，对样品的氢吸附性能和储氢特性进行测试和分析，探索碳气凝胶在储氢领域的应用潜力。
三、研究方法1. 碳气凝胶制备方法：溶胶-凝胶法。
2. 物理性质表征方法：扫描电子显微镜、透射电子显微镜、氮气吸附-脱附等表征技术。
3. 氢吸附性能分析方法：氢吸附装置和热重分析仪。
四、预期成果1. 成功制备出具有超高比表面积的碳气凝胶样品。
2. 分析表征样品的物理性质和氢吸附性能，探索其储氢应用潜力。
粉状活性炭的孔结构对催化性能的影响研究
粉状活性炭的孔结构对催化性能的影响研究活性炭作为一种重要的多孔吸附材料，具有广泛的应用领域。
而粉状活性炭作为一种常见的形态，在催化反应中也发挥着重要的作用。
本文将重点研究粉状活性炭的孔结构对其催化性能的影响。
活性炭的孔结构是指其内部孔隙的大小、形状和分布。
主要包括微孔、介孔和巨孔。
微孔是指孔径在2纳米以下的孔隙，介孔是指孔径在2-50纳米之间的孔隙，巨孔是指孔径大于50纳米的孔隙。
这些不同大小的孔隙对于活性炭的催化性能具有重要影响。
首先，微孔结构对催化性能的影响是非常明显的。
微孔具有较高的比表面积和吸附能力，能够有效地吸附反应物和催化剂，进而提高催化反应的速率。
尤其是在液相催化反应中，微孔结构可以提供更多的活性位点，增强反应物与催化剂的接触，从而增加反应的效果。
此外，微孔结构还具有较高的承载能力，能够保持催化剂的稳定性，并提高其循环使用的寿命。
其次，介孔结构对催化性能也有一定的影响。
介孔具有较大的孔径，能够提供更大的内部空间，使反应物和催化剂更容易进入活性中心。
介孔结构对于大分子的吸附和反应尤为重要，可以减缓反应物在表面扩散的速度限制，提高反应的速率和选择性。
此外，由于介孔结构具有较低的阻塞效应，在液相反应中可以减少传质阻力，提高反应的效果。
最后，巨孔结构对催化性能的影响相对较小。
巨孔具有较大的孔径，进口口径大于50纳米。
巨孔对于气相反应而言更为重要，因为气体分子更容易进入巨孔结构中。
在气相催化反应中，巨孔结构可以提高反应物的传质润湿，减少传质阻力，并且降低不良气体分子的积聚，提高反应的效果。
然而，在液相反应中，巨孔结构在提高催化性能上的作用有限，因为液体分子的扩散速率较慢，无法充分利用巨孔结构。
总之，粉状活性炭的孔结构对其催化性能具有重要的影响。
微孔结构能够增加比表面积和活性位点，提高反应物的吸附和催化活性。
介孔结构可以提高反应物的扩散速率，减少传质阻力。
而巨孔结构对气相反应具有一定的促进作用。
氢气在杂化多孔碳材料中的储存性能研究
氢气在杂化多孔碳材料中的储存性能研究现代社会对清洁能源的需求日益增长，氢能作为一种环保、可再生的能源形式备受瞩目。
然而，氢气的储存和运输一直是限制其广泛应用的关键问题之一。
近年来，材料科学领域开始探索氢气在各种载体中的储存性能，其中杂化多孔碳材料因其独特的结构和性质备受关注。
杂化多孔碳材料是由碳材料和其他物质（如金属、氧化物等）混合制备而成的一类新型材料。
其具有高比表面积、优良的导电性和循环稳定性等特点，被认为是一种理想的氢气储存材料。
本文通过对氢气在不同类型杂化多孔碳材料中的储存性能进行研究，旨在揭示其储氢机理、优化结构设计，并提出未来发展方向，为氢能技术的进一步应用提供理论支持。
首先，本文将介绍氢能作为清洁能源的重要性，以及目前氢气储存技术存在的挑战。
随后，将对杂化多孔碳材料的制备方法和结构特点进行详细阐述，包括原位合成、后修饰等工艺。
接着，本文将系统分析不同类型杂化多孔碳材料在氢气储存过程中的性能表现，包括吸附/脱附动力学、储氢容量、循环稳定性等方面。
在研究深入的同时，本文还将探讨影响杂化多孔碳材料储氢性能的关键因素，如孔隙结构、表面官能团等，以期为实验设计和材料改进提供有效方向。
此外，本文还将对比分析杂化多孔碳材料与其他传统氢储存材料的优缺点，展望未来杂化多孔碳材料在氢能领域的发展前景。
综合以上内容，可以得出结论：杂化多孔碳材料在氢气储存领域具有广阔的应用前景，其研究将为推动氢能技术的发展做出重要贡献。
然而，值得注意的是，杂化多孔碳材料的研究仍处于起步阶段，有待进一步深入研究和工程化应用。
希望本文的研究成果可以为相关领域的科研工作者提供借鉴和启示，共同推动氢能技术的发展，为构建清洁、绿色的能源未来贡献力量。
活性炭在储氢领域的应用探究
Chenmical Intermediate当代化工研究2017·0126技术应用与研究活性炭在储氢领域的应用探究＊王业贵（ 华东交通大学 江西 330013）摘要：活性炭技术发展得如火如荼，氢气能源也受到了极大的关注，在小型设备中高效地存储氢气是一个很关键的问题，可以使得交通工具等更加节能轻便。
本文通过对于活性炭的发展以及储氢方案的分析，对于活性炭在储氢领域的应用进行了探究，力求为活性炭储氢的创新提供思路。
关键词：活性炭；储氢技术；创新应用中图分类号：TQ 文献标识码：AExploration of the Application of Activated Carbon in Hydrogen Storage FieldWang Yegui（East China Jiaotong University, Jiangxi, 330013）Abstract ：The activated carbon technology is developing like a raging fire and the hydrogen energy also has got extremely great attention. Forthe small devices, the middle and high efficiency of hydrogen storage is one key problem and it also can make the vehicle become more energy-efficient and light. In this paper, through the analysis of activated carbon development and hydrogen storage plan, it has taken exploration of the application of activated carbon in hydrogen storage field, so that to provide ideas for the innovation of activated carbon.Key words ：activated carbon ；hydrogen storage technology ；innovative application1.活性炭的发展分析活性炭是一种加工成具有小的低体积孔的碳形式，其增加可用于吸附或化学反应的表面积，活化能力有时用活性来表示。
活性炭比表面积与孔隙结构对双电层电容特性的影响的开题报告
活性炭比表面积与孔隙结构对双电层电容特性的影响的开
题报告
题目：活性炭比表面积与孔隙结构对双电层电容特性的影响
背景和意义：
双电层电容器（Electric Double Layer Capacitor，简称EDLC）是一种高能量密度、高功率密度的储能设备，具有快速充放电、长寿命、低内部电阻等优点，在电动汽车、太阳能、风能等领域都有广泛的应用前景。
以活性炭作为电极材料的EDLC具有良好的电化学性能和高的比表面积，但是随着比表面积增加，孔隙结构也会发生改变，从而影响EDLC的电化学性能。
因此，研究活性炭比表面积与孔隙结构对EDLC特性的影响，对提高EDLC的性能和应用具有重要意义。
研究内容和方法：
本研究将以不同比表面积和孔隙结构的活性炭作为电极材料，通过扫描电子显微镜（SEM）、比表面积分析仪、氮气吸附仪等对其形貌、比表面积、孔径分布等进行表征。
采用循环伏安法（CV）和恒电流充放电（GCD）测试其电化学性能，分析比表面积和孔隙结构对EDLC的电化学性能的影响。
预期结果和贡献：
预计研究结果将能够深入探究活性炭比表面积与孔隙结构对EDLC电化学性能的影响，并提高EDLC的性能和应用。
本研究可为EDA领域中活性炭电极材料的设计和制备提供科学依据和支持。
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第 ５期
谢红梅 ， 等： 超高 比表 面积活性炭 孔分 布对氢气储存性 能的影响
６ ３
１ 实 验 部 分
１ ． １ 超高 比表面积活性炭吸附剂的制备 以石油焦为炭前驱材料 ， 粉碎筛选一定粒度的原料石油焦 ， 按不同的比例与活化剂 Ｋ Ｏ Ｈ混合 ， 在不 同的 活化温度 、 活化时间下在惰性气氛中活化 。冷却到室温经洗涤、 干燥制得 比表面积相 同， 孔分布不同的超 高
（ 重庆工商大学 环境 与生 物工 程学院 ， 重庆 ４ ０ ０ ０ ６ ７ ）
摘 要 ： 将制得 的具有相 同比表 面积 和 不 同孔 分 布 的超 高 比表 面积 活性 炭 用作 吸 附剂 ， 研 究 活性 炭 吸 附剂的 孔分 布对 氢气吸 附储 存 性 能 的 影 响 。研 究结 果 表 明 ， 氢 气吸 附储 存 性 能 明 显 受 吸 附 剂孔 分布 的 影 响， 活性 炭吸 附剂 中孔 （ ２ ｎ ｍ＜ ｄ＜５ ０ ｎ ｍ） 更 有 利 于 氢气 的 有效 吸 附储 存 ， 压 力对 中孔 百分 率 高 的活 性 炭吸 附剂储存 氢 气能 力的 影 响 更 显 著 ； 氢 气脱 附量 与 压 力 满 足 线性 关 系 ： Ｖ＝ｋ・ Ｐ ＋ｂ （ ｋ＞０ ） ； 在 吸 附温 度 为 ２ ７ ３ Ｋ、 压力为 ９ ． ０ ＭＰ ａ时 ， 中孔 百 分 率为 ７ ９ ． ０ ６ ％ 的 超 高 比 表 面 积 活 性 炭 吸 附 剂 上 氢 气 脱 附 量 达
Ｍａ ｖ ２ ０１ ３
文章编 号 ： １ ６ ７ ２— ０ ５ ８ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ０ ５— ０ ０ ６ ２— ０ ５
超 高 比表 面 积 活 性炭 孔 分 布对 氢气 储 存 性 能 的影 响 术
谢红梅 ， 艾 咏梅 ，陈 爽， 赵玲英 ， 豆爱 明 ， 李 仁炳 ， 任建敏
第３ ０卷第 ５期
Ｖ０ １ ． ３ ０ Ｎ０． ５
重 庆工 商大 学学报 （自然科 学版 ）
Ｊ Ｃ ｈ ｏ ｎ ｇ ｑ ｉ ｎ ｇ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ Ｂ ｕ ｓ ｉ ｎ ｅ ｓ ｓ Ｕ ｎ ｉ ｖ ． （ Ｎ ａ ｔ Ｓ ｅ ｉ Ｅ ｄ ）
２ ０ １ ３年 ５月
比表 面积 活性 炭 吸附剂 ： Ａ Ｃ 和 Ａ Ｃ 。
１ ． ２ 活性炭 吸附剂 结构 参数 的 测定
用Ａ ｕ ｔ ｏ ｓ ｏ ｒ ｐ Ｚ Ｘ Ｆ － ０ ６仪测定所制得的活性炭结构 。准确称取 ０ ． ２ ０ ０ ０ ｇ 左右样 品 ， 在４ ７ ３ Ｋ下真空处理 ２ ｈ 左右 ， 用高纯氮气为吸附质 ， 用液氮作冷阱（ ７ ７ Ｋ ） ， 根据静态低温氮吸附容量法测定各活性炭的比表面积
基金项 目： 重 庆市教委科学技术研究项 目（ Ｋ Ｊ １ １ ０ ７ １ １ ） ； 重庆市 自然科 学基金计 划资助 项 目（ Ｃ Ｓ Ｔ Ｃ， ２ ０ １ ０ Ｂ Ｉ Ｍ２ ５ ７ ） ； 重 庆工
商 大学科技 创新 基金项 目（ １ ３ ４ ０ １ ８ ） ．
作者简介 ： ： 谢红梅 （ １ ９ ７ ７ － ） ， 女， 四川广安 ， 硕士 ， 助理研究员 ， 从事多孔材料制备及应用研究 。
的实 际应 用 价值 。
现以石油焦为原料 ， Ｋ Ｏ Ｈ为活化剂制得 比表面积相同、 孔分布不 同的超高 比表面积活性炭 ， 以氢气为吸 附质研究了制得的超高比表面积活性炭吸附剂孔分布对氢气储存能力的影响。
收稿 日期 ： ２ ０ １ ２— ０ ３— ０ ５ ； 修 回 日期 ： ２ ０ １ ２— ０ ４一ｌ ０ ．
实际情况的正常使用。由于活性炭具有复杂 的多孔结 构及大的 比表面积 ， 在低温下 表现 出了 良好 的 Ｈ ， 吸附特性 ， 从而受到了人们高度 的重视 ， 早在 １ ９ ６ ７年就有关 于活性炭用 于 Ｈ ： 吸附储存 的报道＿ ６ Ｉ ７ Ｊ 。近些 在超高比表面积活性炭上的吸附性能的兴
２６． ６ ７ ｍｍｏ ｌ・ｇ～ 。
关键词 ： 超高比表 面积活性炭 ； 吸附剂； 氢气； 吸附储存； 孔分布
中图分 类号 ： Ｔ Ｋ ５ １ ２ ． ３ 文献 标志码 ： Ａ
氢资源丰富、 可再生 、 环境友好等特点 ， 使Ｈ ： 被看作是理想的用于替代化石燃料（ 如： 石油 、 煤及天然 气等 ） 的能源资源 …。氢是宇宙中最丰富的元素之一 ， 地 球上的物质 ６ ６％是 由氢组成 。Ｈ 具有非 常高 的燃烧值 ， 可用作飞机 、 汽车等内燃机燃料 。氢气来源非 常广泛 ， 可通过 电解水 ， 石油 、 天然气 、 煤等 化石 燃料制取 ， 也可由常规燃料醇 、 烃类制得 ， 也可 以由生物质制取 （ 如， 细菌制氢 、 发酵制氢等） 口 ］ 。但 氢气 的车载储存存在较大的问题 ， 即使在 ２ ７ ３ Ｋ 、 ６ ． ０ Ｍ Ｐ ａ 下， 其氢气的重量储存量仅 ０ ． ５ ９％ ［ ５ ３ ， 远不能 满足