负载型镍钨双金属复合氧化物制氢

随着全球能源需求的急剧上升及温室气体排放问题的不断加剧，氢能产业的部署已成为解决社会、经济与环境可持续发展的重要战略之一。氢的用途广泛，可以用于液态燃 料的合成与升级，以替代传统石油制取汽油、柴油；同时，以氢为燃料的质子交换膜燃料电池能源转化效率高，副产物仅为水，有望成为新一代交通工具的动力核心。

化学链技术作为一种先进高效的热化学技术，在燃料转化的同时可以实现产物的 近零能耗原位分离，已经得到广泛的关注，金属氧化物是在化学链过程中不断循环于各反应器之间的固体材料，在燃料和水 或空气间传递氧原子和反应热，是化学链技术发展的关键，目前主要以单一金属氧化物为活性组分，例如氧化铁。

但Fe₃O₄只能用于化学链燃烧产生二氧化碳，随后的Fe₃O₄还原程度受到材料热力学和动力学性质的限制以及反应器形式的限制，用于化学链制氢的晶格氧有限，燃料中的化学能更多的用于热量释放，氢气生产效率普遍低于65％，与理论最优产氢效率还有很大差距。为了克服这一问题，有学者采用一种负载型镍钨双金属复合氧化物制氢。其制备方法按照以下步骤进行：

步骤1，将0.4867-1.4540质量份的六水合硝酸镍(Ni(NO₃)₂•6H₂O)、1.9828质量份的六氯化钨(WCl₆)和12.7903质量份的九水合硝酸铝(Al(NO₃)₃•9H₂O)于乙醇中超声至完全溶解；

步骤2，将NaOH颗粒用超纯水在容量瓶定容为0.5-1M；

步骤3，在磁力搅拌的条件下，将步骤1和步骤2配置完成的溶液同时缓慢滴加混合，直至pH为9-10，并将所得的絮状沉淀物在室温下静置1-2h；

步骤4，将步骤3静置后的絮状沉淀物依次用乙醇和蒸馏水离心、过滤、洗涤5-6次， 直至pH为7-8；

步骤5，将步骤4所得物质在室温下干燥8-12h，再在70-90℃下干燥8-12h，最后在600-800℃的空气气氛下焙烧4-6h，得到负载于氧化铝上的镍钨双金属复合氧化物。

将负载型的镍钨双金属复合氧化物用于三床式化学链自热直接制氢，其系统总反应相当于燃料与氧气反应生成CO₂和H₂O为强放热反应，所放出的热量可以 用于燃料蒸汽重整制氢所需的热量。所以通过调整系统内空气与水蒸气的进料比例和双金 属氧化物镍钨的比例，可以实现自热制取氢气或氢气与热(电)的联产，同时近零能耗制取 H₂和分离CO₂。

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