[發明專利]一種利用生物質制備氫氣和碳電極材料的方法

有效

• 申請號: 201710702918.4
• 申請日: 2017-08-16
• 公開（公告）號: CN107416767B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 陳漢平;陳偉;陳應泉;楊海平;王賢華;邵敬愛;張雄;曾闊;張世紅
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: C01B3/06
• 分類號: C01B3/06;C01B3/32;C01B3/38;C01B32/324;C01B32/336
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 王世芳;李智

1.一種利用生物質制備氫氣和碳電極材料的方法，其特征在于，其包括如下步驟：

S1：將粉碎并干燥后的生物質與綠色活化劑進行充分混合，得到反應原料，

S2：待一級固定床反應器達到550℃～650℃的反應溫度，將水蒸氣與惰性氣體通入反應器內，并將反應原料放入反應器內，生物質發生氣化活化反應，反應時間為20min～60min，

S3：將步驟S2獲得的氣化氣通入二級固定床反應器，在催化劑作用下，進行甲烷二氧化碳重整反應，反應溫度為400℃～500℃，反應時間為20min～60min，

S4：將步驟S3重整后的氣化氣通入三級固定床反應器，在催化劑作用下，進行水氣轉換反應，反應溫度為400℃～500℃，反應時間為20min～60min，

S5：將步驟S4得到的富氫氣化氣經冷卻后，獲得得富氫氣體產品，

S6：步驟S2獲得的固體產物即為多孔碳，反應完成后，經自然冷卻至環境溫度，

S7：將步驟S6中的多孔碳進行酸洗，然后用過量的去離子水過濾沖洗，直到濾液成中性后再干燥，獲得多孔碳電極材料，

其中，富氫多孔碳電極材料制備和多孔碳電極材料制備不分先后，

綠色活化劑包括KHCO₃、NaHCO₃、CaCl₂中的一種或多種，綠色活化劑加入量占生物質總質量的比例為10％～50％。

2.根據權利要求1所述的一種利用生物質制備氫氣和碳電極材料的方法，其特征在于，所述步驟S1中的生物質包括：竹子、木屑、稻殼中的一種或多種。

3.根據權利要求1所述的一種利用生物質制備氫氣和碳電極材料的方法，其特征在于，所述步驟S1中的生物質的干燥溫度均為100℃～110℃，干燥時間均為12h～24h。

4.根據權利要求1所述的一種利用生物質制備氫氣和碳電極材料的方法，其特征在于，所述步驟S2中水蒸氣的流速為0.2mL/min～0.5mL/min，惰性氣體為氮氣或氬氣，惰性氣體的流速為100mL/min～200mL/min。

5.根據權利要求1所述的一種利用生物質制備氫氣和碳電極材料的方法，其特征在于，所述步驟S3中的催化劑為Ni/NiO₂、Ni/Al₂O₃、Ni/TiO₂中的一種或多種。

6.根據權利要求1所述的一種利用生物質制備氫氣和碳電極材料的方法，其特征在于，所述步驟S4中的催化劑為Cu-Zn、Fe-Cr、Co-Mo中的一種或多種。

7.根據權利要求1所述的一種利用生物質制備氫氣和碳電極材料的方法，其特征在于，所述步驟S7中酸洗的鹽酸濃度為1mol/L～2mol/L，干燥溫度和時間分別為100℃～110℃和12h～24h。