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用硼氢化钠将多氟苯甲酸还原为多氟苯甲醇的方法
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
技术投资分析:创新性:发明了一种工艺简单、成本低的用硼氢化钠在无机金属氯化物盐存在下将多氟苯甲酸直接还原为多氟苯甲醇的方法,并可获得较高的产率(70-90%)。先进性:该方法既不需要使用昂贵的四氢铝锂,也不需要使用剧毒的硫酸二甲酯,更不需要将多氟苯甲酸转化为酰氯或者酯后再还原。从而避免了使用SOCl2后产生的污染环境和腐蚀设备问题,和转化成酯造成合成工艺路线长和生产成本升高的弊病,而且产率(70-90%)也较高。专利申请号: 200710037011.7技术的应用领域前景分析:应用性:各种多氟苯甲醇如五氟苄醇、2,3,5,6-四氟苄醇、2,3,5,6-四氟对甲苄醇、2,3,5,6-四氟对二苄醇等是农药、医药等精细化学品的重要中间体,具有广泛的应用。市场前景与产业化条件:各种多氟苯甲醇如五氟苄醇、2,3,5,6-四氟苄醇、2,3,5,6-四氟对甲苄醇、2,3,5,6-四氟对二苄醇等是农药、医药等精细化学品的重要中间体,应用广泛。而新制备方法简单直接、路线短、无污染、成本低而且产率也较高。因此本方法具有很强的竞争力,市场前景好。效益分析:本技术市场应用范围广,利润丰厚,效益十分可观。厂房条件建议:产业化不须特殊条件,普通的有机化工生产条件即可。备注:无
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一种硼氢化钠水解制氢的负载型CoB催化剂及其制备方法
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
一种硼氢化钠水解制氢的负载型CoB催化剂,它是将TiO2载体用敏化剂溶液进行敏化处理后用化学镀溶液进行化学镀得到的CoB/Ag-TiO2催化剂,其中Co的负载量的质量百分比为1~15%,银的质量百分含量为0.2%。本发明所制备的CoB/Ag-TiO2催化剂及Mo、W改性的CoB/Ag-TiO2催化剂,对于硼氢化钠水解产氢反应具有高催化活性,而且显示出良好的重复使用能力,在空气的稳定性也非常高,非常适合于实际产氢的需要。
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利用钢铁酸洗废水制备的纳米零价铁及其制备方法与应用
成熟度:通过小试
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
利用钢铁酸洗废水制备的纳米零价铁及其制备方法与应用本发明公开了一种利用钢铁酸洗废水制备的纳米零价铁及其制备方法与应用。本发明通过过滤未去除铁离子的钢铁行业酸洗废水,接着调节滤液的pH值,再依次加入乙醇溶液和聚乙烯吡咯烷酮,然后加入硼氢化钠、无水乙醇和水配制成硼氢化钠溶液,在惰性气体保护下进行搅拌反应,然后固液分离,收集固体,洗涤,干燥,得到纳米零价铁;聚乙烯吡咯烷酮的加入质量相当于反应体系中总铁离子的质量;总反应体系中硼氢化钠的摩尔数为铁离子摩尔数的至少3倍。该方法能有效地将钢铁行业酸洗废水中的铁离子转化为纳米零价铁,转化率达99%以上。通过该方法得到的纳米零价铁颗粒大小在50~80nm之间,且都为球状颗粒和具有良好的晶型,降解多溴联苯醚能力强。
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一种室温固相球磨直接合成硼氢化钠的方法
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
摘要:本发明公开了一种室温固相球磨直接合成硼氢化钠的方法,室温条件下,采用球磨机对还原剂和被还原的材料的混合物进行固相球磨,提纯后得到硼氢化钠;所述还原剂包含镁、氢化镁、铝、钙和硅化镁中一种以上;所述被还原的材料为含有结晶水的偏硼酸钠或者偏硼酸钠,或为含有结晶水的偏硼酸钠和偏硼酸钠的混合物;所述固相球磨在氩气和氢气的混合气氛或者氩气气氛或者氢气气氛下进行。本发明具有工艺简单,反应过程可控可调,反应条件温和,能耗小,成本低,产量高,无污染,安全性好,易工业化生产的优点。
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利用硼氢化钠水解制氢推动的水下运载工具
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
本发明涉及水下高速运载的装置, 旨在提供一种利用硼氢化钠水解制氢推动的水下运载工具。其推进系统包括设于船体头部的进水 口、船体尾部的气体 喷管、硼氢化钠容器和锥形反应器;进水口为部分伸入硼氢化钠容器前端的管 路,在伸入部分的管壁上开有小孔,硼氢化钠容器后部为滤网;锥形反应器的 前端经开设多个通孔的隔板与硼氢化钠容器后部相接,锥形反应器后部通过管 路连接至气体喷管;所述硼氢化钠容器中装填硼氢化钠粉末,所述锥形反应器 中装填有多孔三维结构的催化剂。本发明中硼氢化钠水解产氢速度快,使水下 运载工具获得很高的加速度;无需燃烧,易控制,推进速度高。在海洋科学调 查,海底勘测、海底电缆检测等方面具有广阔的应用前景。
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强制传质金属膜电解法生产硼氢化钠新技术
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
项目概述(功能、用途等) 国际能源署指出:实用的储氢系统必须达到5 %(质量分数)及62 kg/m3 (体积储氢量)指标。硼氢化钠作为储氢材料,具有氢的储存效率高。硼氢化钠自身储氢质量分数为10.6%,在释放氢气时,NaBH4使水成为氢源,其理论储氢质量分数达21.2 %。在实际应用中,以35 %的硼氢化钠碱溶液为例,其储氢效率达7.4 %,体积储氢量达78 kg/m3,通过改变储存条件可以近一步提高其储氢质量分数接近其理论值21.2 %。作为一种新型的制氢/储氢载体,利用NaBH4制氢/储氢具有突出的优势,但硼作为稀有资源制约基于硼氢化钠燃料电池的产业化发展,已探明的全球硼矿总储量约有4.5亿吨,中国探明的硼矿储量约4500万吨,硼矿主要分布在辽宁、吉林、青海等省区,由此可见,基于硼氢化钠燃料电池硼资源的循环再生技术迫在眉睫。硼氢化钠制氢原理是:NaBH4 + 2H2O → NaBO2 + 4H2。硼氢化钠的制氢过程产生NaBO2碱性溶液,实现硼氢化钠的制氢副产物NaBO2碱性溶液直接“充电”再生为NaBH4溶液具有重要意义:(1)实现硼资源的直接循环利用;(2)为移动燃料电池直接通过“充电”技术获得“氢燃料”,特别对于数码产品和汽车用燃料电池意义重大。项目背景硼氢化钠的水溶液能以可控的方式安全地释放气态氢。水溶液中硼氢化物的自发水解一般可以通过加入NaOH加以抑制,这些溶液在催化剂如Ru或Ni的存在下可以有效地释放出氢气。从碱性NaBH4水溶液中产生氢气有很多吸引人的优点,比如:(1)NaBH4溶液可在空气中稳定达数月,只需要常规的塑料容器储运,具有质量轻,无须高压,体积小,效率高的优势;(2)氢气的产生仅在指定的催化剂存在下发生,甚至在0℃也可以进行;(3)制氢纯度高,可直接用于燃料电池即时供氢;(4)制氢速率可控,可即时按需供氢;(5)制氢无污染,安全可靠,适合车载氢源;(6) 单位体积和单位重量的储氢容量很高。以上各点说明,从商业观点来看,硼氢化物水溶液是一种非常有前途的高密度氢源。硼氢化钠作为储氢材料主要应用于燃料电池直接供氢,随着硼氢化钠供氢系统(Hydrogen on Demand TM)成功应用于戴姆勒-克莱斯勒公司的“钠”概念车和标志-雪铁龙汽车公司燃料电池汽车,日本佳能已经把基于硼氢化钠储氢技术的燃料电池应用于专业级DV以及户外摄影新闻级DC等器材领域。随着基于硼氢化钠的燃料电池技术日益成熟和在实践中的应用,其副产物NaBO2的直接回收利用引起各国政府和企业的重视。2001年,千年电池公司与美国硼砂公司合作共同开发NaBH4低成本生产工艺,日本的精工仪器、氢能源研究所也将制备NaBH4列为研究重点。世界各大汽车公司如标志-雪铁龙公司,通用,丰田,戴姆勒-克莱斯勒公司等均在致力于NaBH4新型生产工艺研究,中国清华大学徐柏庆等人也向国家有关部门建议组织力量攻关硼氢化钠制氢副产物NaBO2的回收技术。硼氢化钠的制备方法按照原料分类主要有(1)以有机硼为原料;(2)以三卤化硼和四氟硼酸钠为原料;(3)以硼酸脂为原料(Schlesinger法);(4)以氧化硼、磷酸硼及硼砂(Bayer法)为原料,到目前为止,硼氢化钠的放氢后NaBO2 的回收方法有:化学还原法,机械和化学结合法,这些方法在制备过程总要引入还原剂碱金属氢化物如LiH,CsH,MgH2等,此外,Zhou等人申请专利,采用具有特殊结构的能产生质子氢的储氢合金载体,利用质子氢与NaBO2结合合成NaBH4的工艺路线。所有这些工艺成本高且需要引入还原剂和处理由此产生的副产物,需要回收NaBO2,返回合成车间制备NaBH4,无法现场直接实现NaBO2循环再生。电化学方法无须引入还原剂,采用最清洁的“电子”为还原试剂,实现NaBO2在阴极还原得到NaBH4。Cooper和Hale首先报道了电解法制备NaBH4的方法,但反应速率慢,电流效率低(<25%),中国的孙彦广等人在前述专利的基础上,研究了电解法制备NaBH4的可能性。而这些技术存在如下缺点:电化学反应速率低,电流效率低,与实现低成本制备NaBH4有很大距离。众所周知电化学反应发生在导体(电极)与离子传导介质(电解液)之间的界面上,因此,电化学过程受到电子传递和质量传递的影响,电子传递是快速过程,质量传递受电极材料结构和反应器的影响,反应底物能否与电极有效接触将是影响反应速率和电流效率的重要因素。所有的电化学合成硼氢化钠的研究都未解决带负电荷BO2-输送到阴极的关键问题,武汉大学的杨汉西利用电场作用下负电荷BO2-向阳极运动,在BO2-向阳极运动方向上设置多孔Ni阴极,期望实现被输送到阴极,并申请了专利,从专利设计的电解槽来看,其阴极对BO2-排斥力远远对于阳极对于吸引力,从而导致BO2-在多孔Ni阴极的积累无法输送到阴极,本课题针对目前普遍存在的问题,巧妙采用强制传质多孔金属膜无隔膜电化学反应器,采用压力驱动,合理设计阴极和阳极的面积以及传质的方向和速度,从而避免还原生成的BH4-在阳极被氧化导致产率下降的缺点,其优点表现在(1)从本质上考虑和解决了BO2-被输送到阴极被还原的关键问题。(2)从电极材料结构设计和工程角度解决了BH4-在阳极被氧化的难题,从而可以使用无隔膜电解槽,大大降低生产成本。预期目标通过对金属膜电化学反应器、电极材料的研究,建立强制传质金属膜电化学反应器生产硼氢化钠的一整套新工艺。主要技术指标:电流效率达到60%以上,NaBO2回收率达到80%以上,吨NaBH4的综合生产成本降低20%以上,实现硼氢化钠燃料电池放氢后的废料直接“充电”循环再生。
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一种三价钛离子自掺杂二氧化钛纳米片催化剂
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
摘要:一种三价钛离子自掺杂二氧化钛纳米片催化剂,采用水热反应法,先制备出二氧化钛纳米片,然后使用硼氢化钠对其进行还原,得到三价钛离子自掺杂二氧化钛纳米片催化剂。本发明采用硼氢化钠,使得二氧化钛纳米片上的部分Ti4+被还原成Ti3+而达到自掺杂的目的,通过控制还原剂硼氢化钠的用量来控制二氧化钛纳米片中Ti4+与Ti3+的比例,得到具有优异光催化性能的光催化材料。该光催化材料相较于现有二氧化钛材料,具有优异的光催化性能,在光催化处理有机污染物领域具有很好的应用前景。
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硼氢化钠和过氧化氢联合促进硫酸盐法制浆的工艺
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:水利、环境和公共设施管理业
技术简介
本发明公开了一种硼氢化钠和过氧化氢联合促进硫酸盐法制浆的工艺,属于制浆新技术,在硼氢化钠和过氧化氢存在的条件下,对植物原料进行处理;本发明采用无污染的制浆技术,原料用量少,对环境条件无苛刻要求,改善制浆各项性能明显,可明显减少制浆药剂消耗。
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硼氢化钠制氢技术及装置
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:电力、热力、燃气及水生产和供应业
技术简介
成果主要内容:近年来,环境与能源问题得到了人们的高度重视,作为绿色能源技术燃料电池也已被用作洁净电站并逐渐成为汽车的主要动力能源。硼氢化钠呈白色立方面心晶体,能溶于水、液氨、有机胺和多元醚等溶剂,具有强的还原性,在有机化学和无机化学方面有着广泛的应用。硼氢化钠水解可得高纯度氢气,为燃料电池提供高纯度燃料。硼氢化钠储氢方式不但具有金属氢化物储氢的优点,而且质量储氢密度大幅度提高,具有溶液无可燃性,储运和使用安全、制得的氢气纯度高、不需要纯化过程、氢气的生成速度容易控制、氢的储存效率高、催化剂可循环使用、常温甚至0℃下也可生成氢气、过程无污染等特点。这使得硼氢化钠制氢技术的开发研究具有十分重要的意义,成为后续能源的研究内容之一。应用范围:可作为高纯氢气来源,用于固体燃料电池,质子交换膜燃料电池,车载燃料电池或其他高纯氢需求场合。生产条件工艺条件:常压,反应温度100℃以下。主要设备:固定床反应器、分离器、泵和加料系统。市场与经济效益预测:不回收利用水解产物时,制氢原料成本约2.40元/立方米纯氢。采取低成本硼氢化钠合成工艺或水解产物回收利用工艺,制氢原料成本低,且设备投资省,具有很好的经济效益和社会效益及应用前景。合作方式:技术转让转让金额:面议项目负责人:郭瓦力
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强制传质金属膜电解法生产硼氢化钠新技术
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
项目概述(功能、用途等)国际能源署指出:实用的储氢系统必须达到5%(质量分数)及62kg/m3(体积储氢量)指标。硼氢化钠作为储氢材料,具有氢的储存效率高。硼氢化钠自身储氢质量分数为10.6%,在释放氢气时,NaBH4使水成为氢源,其理论储氢质量分数达21.2%。在实际应用中,以35%的硼氢化钠碱溶液为例,其储氢效率达7.4%,体积储氢量达78kg/m3,通过改变储存条件可以近一步提高其储氢质量分数接近其理论值21.2%。作为一种新型的制氢/储氢载体,利用NaBH4制氢/储氢具有突出的优势,但硼作为稀有资源制约基于硼氢化钠燃料电池的产业化发展,已探明的全球硼矿总储量约有4.5亿吨,中国探明的硼矿储量约4500万吨,硼矿主要分布在辽宁、吉林、青海等省区,由此可见,基于硼氢化钠燃料电池硼资源的循环再生技术迫在眉睫。硼氢化钠制氢原理是:NaBH4+2H2O→NaBO2+4H2。硼氢化钠的制氢过程产生NaBO2碱性溶液,实现硼氢化钠的制氢副产物NaBO2碱性溶液直接"充电"再生为NaBH4溶液具有重要意义:(1)实现硼资源的直接循环利用;(2)为移动燃料电池直接通过"充电"技术获得"氢燃料",特别对于数码产品和汽车用燃料电池意义重大。项目背景硼氢化钠的水溶液能以可控的方式安全地释放气态氢。水溶液中硼氢化物的自发水解一般可以通过加入NaOH加以抑制,这些溶液在催化剂如Ru或Ni的存在下可以有效地释放出氢气。从碱性NaBH4水溶液中产生氢气有很多吸引人的优点,比如:(1)NaBH4溶液可在空气中稳定达数月,只需要常规的塑料容器储运,具有质量轻,无须高压,体积小,效率高的优势;(2)氢气的产生仅在指定的催化剂存在下发生,甚至在0℃也可以进行;(3)制氢纯度高,可直接用于燃料电池即时供氢;(4)制氢速率可控,可即时按需供氢;(5)制氢无污染,安全可靠,适合车载氢源;(6)单位体积和单位重量的储氢容量很高。以上各点说明,从商业观点来看,硼氢化物水溶液是一种非常有前途的高密度氢源。硼氢化钠作为储氢材料主要应用于燃料电池直接供氢,随着硼氢化钠供氢系统(HydrogenonDemandTM)成功应用于戴姆勒-克莱斯勒公司的"钠"概念车和标志-雪铁龙汽车公司燃料电池汽车,日本佳能已经把基于硼氢化钠储氢技术的燃料电池应用于专业级DV以及户外摄影新闻级DC等器材领域。随着基于硼氢化钠的燃料电池技术日益成熟和在实践中的应用,其副产物NaBO2的直接回收利用引起各国政府和企业的重视。2001年,千年电池公司与美国硼砂公司合作共同开发NaBH4低成本生产工艺,日本的精工仪器、氢能源研究所也将制备NaBH4列为研究重点。世界各大汽车公司如标志-雪铁龙公司,通用,丰田,戴姆勒-克莱斯勒公司等均在致力于NaBH4新型生产工艺研究,中国清华大学徐柏庆等人也向国家有关部门建议组织力量攻关硼氢化钠制氢副产物NaBO2的回收技术。硼氢化钠的制备方法按照原料分类主要有(1)以有机硼为原料;(2)以三卤化硼和四氟硼酸钠为原料;(3)以硼酸脂为原料(Schlesinger法);(4)以氧化硼、磷酸硼及硼砂(Bayer法)为原料,到目前为止,硼氢化钠的放氢后NaBO2的回收方法有:化学还原法,机械和化学结合法,这些方法在制备过程总要引入还原剂碱金属氢化物如LiH,CsH,MgH2等,此外,Zhou等人申请专利,采用具有特殊结构的能产生质子氢的储氢合金载体,利用质子氢与NaBO2结合合成NaBH4的工艺路线。所有这些工艺成本高且需要引入还原剂和处理由此产生的副产物,需要回收NaBO2,返回合成车间制备NaBH4,无法现场直接实现NaBO2循环再生。电化学方法无须引入还原剂,采用最清洁的"电子"为还原试剂,实现NaBO2在阴极还原得到NaBH4。Cooper和Hale首先报道了电解法制备NaBH4的方法,但反应速率慢,电流效率低(25%),中国的孙彦广等人在前述专利的基础上,研究了电解法制备NaBH4的可能性。而这些技术存在如下缺点:电化学反应速率低,电流效率低,与实现低成本制备NaBH4有很大距离。众所周知电化学反应发生在导体(电极)与离子传导介质(电解液)之间的界面上,因此,电化学过程受到电子传递和质量传递的影响,电子传递是快速过程,质量传递受电极材料结构和反应器的影响,反应底物能否与电极有效接触将是影响反应速率和电流效率的重要因素。所有的电化学合成硼氢化钠的研究都未解决带负电荷BO2-输送到阴极的关键问题,武汉大学的杨汉西利用电场作用下负电荷BO2-向阳极运动,在BO2-向阳极运动方向上设置多孔Ni阴极,期望实现被输送到阴极,并申请了专利,从专利设计的电解槽来看,其阴极对BO2-排斥力远远对于阳极对于吸引力,从而导致BO2-在多孔Ni阴极的积累无法输送到阴极,本课题针对目前普遍存在的问题,巧妙采用强制传质多孔金属膜无隔膜电化学反应器,采用压力驱动,合理设计阴极和阳极的面积以及传质的方向和速度,从而避免还原生成的BH4-在阳极被氧化导致产率下降的缺点,其优点表现在(1)从本质上考虑和解决了BO2-被输送到阴极被还原的关键问题。(2)从电极材料结构设计和工程角度解决了BH4-在阳极被氧化的难题,从而可以使用无隔膜电解槽,大大降低生产成本。预期目标通过对金属膜电化学反应器、电极材料的研究,建立强制传质金属膜电化学反应器生产硼氢化钠的一整套新工艺。主要技术指标:电流效率达到60%以上,NaBO2回收率达到80%以上,吨NaBH4的综合生产成本降低20%以上,实现硼氢化钠燃料电池放氢后的废料直接"充电"循环再生。经济、社会和环境效益分析本项目主要是针对化学法制硼氢化钠需耗用大量贵重的金属钠,成本高,同时也限制了该产品的应用。为节省大量贵重的金属钠,降低生产成本,研究开发电解法合成硼氢化钠的新工艺。在工艺路线上,国内外最常用的方法是硼酸三甲酯-氢化钠法、硼砂-金属氢化还原法、氢化钙、偏硼酸钠-金属钠法,氢化钠-三氟化硼法。德国较早开发了第二种生产方法,相继日本也采用了这个工艺。日本的生产厂家有川岩、茂岛公司等。德国早在60年代就用这条工艺建立了年产40t的生产装置。而美国主要是采用第一种工艺。而上述方法均为化学法,或需消耗大量的有机溶剂,三废污染严重;或对设备要求较高;并且有个最大的共同点:耗用大量贵重的金属钠,成本高,限制了该产品的广泛应用。而我们的环保型"绿色"生产新工艺却很好地解决了这些问题。该成果非常适用于有丰富水电资源的地方。本研究的技术及方案具有独创性,可降低成本,便于形成产业化。具有很强的国内外两个市场竞争力。
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用硼氢化钠将多氟苯甲酸还原为多氟苯甲醇的方法
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
技术投资分析:创新性:发明了一种工艺简单、成本低的用硼氢化钠在无机金属氯化物盐存在下将多氟苯甲酸直接还原为多氟苯甲醇的方法,并可获得较高的产率(70-90%)。先进性:该方法既不需要使用昂贵的四氢铝锂,也不需要使用剧毒的硫酸二甲酯,更不需要将多氟苯甲酸转化为酰氯或者酯后再还原。从而避免了使用SOCl2后产生的污染环境和腐蚀设备问题,和转化成酯造成合成工艺路线长和生产成本升高的弊病,而且产率(70-90%)也较高。专利申请号: 200710037011.7技术的应用领域前景分析:应用性:各种多氟苯甲醇如五氟苄醇、2,3,5,6-四氟苄醇、2,3,5,6-四氟对甲苄醇、2,3,5,6-四氟对二苄醇等是农药、医药等精细化学品的重要中间体,具有广泛的应用。市场前景与产业化条件:各种多氟苯甲醇如五氟苄醇、2,3,5,6-四氟苄醇、2,3,5,6-四氟对甲苄醇、2,3,5,6-四氟对二苄醇等是农药、医药等精细化学品的重要中间体,应用广泛。而新制备方法简单直接、路线短、无污染、成本低而且产率也较高。因此本方法具有很强的竞争力,市场前景好。效益分析:本技术市场应用范围广,利润丰厚,效益十分可观。厂房条件建议:产业化不须特殊条件,普通的有机化工生产条件即可。备注:无
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一种硼氢化钠水解制氢的负载型CoB催化剂及其制备方法
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
一种硼氢化钠水解制氢的负载型CoB催化剂,它是将TiO2载体用敏化剂溶液进行敏化处理后用化学镀溶液进行化学镀得到的CoB/Ag-TiO2催化剂,其中Co的负载量的质量百分比为1~15%,银的质量百分含量为0.2%。本发明所制备的CoB/Ag-TiO2催化剂及Mo、W改性的CoB/Ag-TiO2催化剂,对于硼氢化钠水解产氢反应具有高催化活性,而且显示出良好的重复使用能力,在空气的稳定性也非常高,非常适合于实际产氢的需要。
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利用钢铁酸洗废水制备的纳米零价铁及其制备方法与应用
成熟度:通过小试
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
利用钢铁酸洗废水制备的纳米零价铁及其制备方法与应用本发明公开了一种利用钢铁酸洗废水制备的纳米零价铁及其制备方法与应用。本发明通过过滤未去除铁离子的钢铁行业酸洗废水,接着调节滤液的pH值,再依次加入乙醇溶液和聚乙烯吡咯烷酮,然后加入硼氢化钠、无水乙醇和水配制成硼氢化钠溶液,在惰性气体保护下进行搅拌反应,然后固液分离,收集固体,洗涤,干燥,得到纳米零价铁;聚乙烯吡咯烷酮的加入质量相当于反应体系中总铁离子的质量;总反应体系中硼氢化钠的摩尔数为铁离子摩尔数的至少3倍。该方法能有效地将钢铁行业酸洗废水中的铁离子转化为纳米零价铁,转化率达99%以上。通过该方法得到的纳米零价铁颗粒大小在50~80nm之间,且都为球状颗粒和具有良好的晶型,降解多溴联苯醚能力强。
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一种室温固相球磨直接合成硼氢化钠的方法
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
摘要:本发明公开了一种室温固相球磨直接合成硼氢化钠的方法,室温条件下,采用球磨机对还原剂和被还原的材料的混合物进行固相球磨,提纯后得到硼氢化钠;所述还原剂包含镁、氢化镁、铝、钙和硅化镁中一种以上;所述被还原的材料为含有结晶水的偏硼酸钠或者偏硼酸钠,或为含有结晶水的偏硼酸钠和偏硼酸钠的混合物;所述固相球磨在氩气和氢气的混合气氛或者氩气气氛或者氢气气氛下进行。本发明具有工艺简单,反应过程可控可调,反应条件温和,能耗小,成本低,产量高,无污染,安全性好,易工业化生产的优点。
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利用硼氢化钠水解制氢推动的水下运载工具
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
本发明涉及水下高速运载的装置, 旨在提供一种利用硼氢化钠水解制氢推动的水下运载工具。其推进系统包括设于船体头部的进水 口、船体尾部的气体 喷管、硼氢化钠容器和锥形反应器;进水口为部分伸入硼氢化钠容器前端的管 路,在伸入部分的管壁上开有小孔,硼氢化钠容器后部为滤网;锥形反应器的 前端经开设多个通孔的隔板与硼氢化钠容器后部相接,锥形反应器后部通过管 路连接至气体喷管;所述硼氢化钠容器中装填硼氢化钠粉末,所述锥形反应器 中装填有多孔三维结构的催化剂。本发明中硼氢化钠水解产氢速度快,使水下 运载工具获得很高的加速度;无需燃烧,易控制,推进速度高。在海洋科学调 查,海底勘测、海底电缆检测等方面具有广阔的应用前景。
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强制传质金属膜电解法生产硼氢化钠新技术
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
项目概述(功能、用途等) 国际能源署指出:实用的储氢系统必须达到5 %(质量分数)及62 kg/m3 (体积储氢量)指标。硼氢化钠作为储氢材料,具有氢的储存效率高。硼氢化钠自身储氢质量分数为10.6%,在释放氢气时,NaBH4使水成为氢源,其理论储氢质量分数达21.2 %。在实际应用中,以35 %的硼氢化钠碱溶液为例,其储氢效率达7.4 %,体积储氢量达78 kg/m3,通过改变储存条件可以近一步提高其储氢质量分数接近其理论值21.2 %。作为一种新型的制氢/储氢载体,利用NaBH4制氢/储氢具有突出的优势,但硼作为稀有资源制约基于硼氢化钠燃料电池的产业化发展,已探明的全球硼矿总储量约有4.5亿吨,中国探明的硼矿储量约4500万吨,硼矿主要分布在辽宁、吉林、青海等省区,由此可见,基于硼氢化钠燃料电池硼资源的循环再生技术迫在眉睫。硼氢化钠制氢原理是:NaBH4 + 2H2O → NaBO2 + 4H2。硼氢化钠的制氢过程产生NaBO2碱性溶液,实现硼氢化钠的制氢副产物NaBO2碱性溶液直接“充电”再生为NaBH4溶液具有重要意义:(1)实现硼资源的直接循环利用;(2)为移动燃料电池直接通过“充电”技术获得“氢燃料”,特别对于数码产品和汽车用燃料电池意义重大。项目背景硼氢化钠的水溶液能以可控的方式安全地释放气态氢。水溶液中硼氢化物的自发水解一般可以通过加入NaOH加以抑制,这些溶液在催化剂如Ru或Ni的存在下可以有效地释放出氢气。从碱性NaBH4水溶液中产生氢气有很多吸引人的优点,比如:(1)NaBH4溶液可在空气中稳定达数月,只需要常规的塑料容器储运,具有质量轻,无须高压,体积小,效率高的优势;(2)氢气的产生仅在指定的催化剂存在下发生,甚至在0℃也可以进行;(3)制氢纯度高,可直接用于燃料电池即时供氢;(4)制氢速率可控,可即时按需供氢;(5)制氢无污染,安全可靠,适合车载氢源;(6) 单位体积和单位重量的储氢容量很高。以上各点说明,从商业观点来看,硼氢化物水溶液是一种非常有前途的高密度氢源。硼氢化钠作为储氢材料主要应用于燃料电池直接供氢,随着硼氢化钠供氢系统(Hydrogen on Demand TM)成功应用于戴姆勒-克莱斯勒公司的“钠”概念车和标志-雪铁龙汽车公司燃料电池汽车,日本佳能已经把基于硼氢化钠储氢技术的燃料电池应用于专业级DV以及户外摄影新闻级DC等器材领域。随着基于硼氢化钠的燃料电池技术日益成熟和在实践中的应用,其副产物NaBO2的直接回收利用引起各国政府和企业的重视。2001年,千年电池公司与美国硼砂公司合作共同开发NaBH4低成本生产工艺,日本的精工仪器、氢能源研究所也将制备NaBH4列为研究重点。世界各大汽车公司如标志-雪铁龙公司,通用,丰田,戴姆勒-克莱斯勒公司等均在致力于NaBH4新型生产工艺研究,中国清华大学徐柏庆等人也向国家有关部门建议组织力量攻关硼氢化钠制氢副产物NaBO2的回收技术。硼氢化钠的制备方法按照原料分类主要有(1)以有机硼为原料;(2)以三卤化硼和四氟硼酸钠为原料;(3)以硼酸脂为原料(Schlesinger法);(4)以氧化硼、磷酸硼及硼砂(Bayer法)为原料,到目前为止,硼氢化钠的放氢后NaBO2 的回收方法有:化学还原法,机械和化学结合法,这些方法在制备过程总要引入还原剂碱金属氢化物如LiH,CsH,MgH2等,此外,Zhou等人申请专利,采用具有特殊结构的能产生质子氢的储氢合金载体,利用质子氢与NaBO2结合合成NaBH4的工艺路线。所有这些工艺成本高且需要引入还原剂和处理由此产生的副产物,需要回收NaBO2,返回合成车间制备NaBH4,无法现场直接实现NaBO2循环再生。电化学方法无须引入还原剂,采用最清洁的“电子”为还原试剂,实现NaBO2在阴极还原得到NaBH4。Cooper和Hale首先报道了电解法制备NaBH4的方法,但反应速率慢,电流效率低(<25%),中国的孙彦广等人在前述专利的基础上,研究了电解法制备NaBH4的可能性。而这些技术存在如下缺点:电化学反应速率低,电流效率低,与实现低成本制备NaBH4有很大距离。众所周知电化学反应发生在导体(电极)与离子传导介质(电解液)之间的界面上,因此,电化学过程受到电子传递和质量传递的影响,电子传递是快速过程,质量传递受电极材料结构和反应器的影响,反应底物能否与电极有效接触将是影响反应速率和电流效率的重要因素。所有的电化学合成硼氢化钠的研究都未解决带负电荷BO2-输送到阴极的关键问题,武汉大学的杨汉西利用电场作用下负电荷BO2-向阳极运动,在BO2-向阳极运动方向上设置多孔Ni阴极,期望实现被输送到阴极,并申请了专利,从专利设计的电解槽来看,其阴极对BO2-排斥力远远对于阳极对于吸引力,从而导致BO2-在多孔Ni阴极的积累无法输送到阴极,本课题针对目前普遍存在的问题,巧妙采用强制传质多孔金属膜无隔膜电化学反应器,采用压力驱动,合理设计阴极和阳极的面积以及传质的方向和速度,从而避免还原生成的BH4-在阳极被氧化导致产率下降的缺点,其优点表现在(1)从本质上考虑和解决了BO2-被输送到阴极被还原的关键问题。(2)从电极材料结构设计和工程角度解决了BH4-在阳极被氧化的难题,从而可以使用无隔膜电解槽,大大降低生产成本。预期目标通过对金属膜电化学反应器、电极材料的研究,建立强制传质金属膜电化学反应器生产硼氢化钠的一整套新工艺。主要技术指标:电流效率达到60%以上,NaBO2回收率达到80%以上,吨NaBH4的综合生产成本降低20%以上,实现硼氢化钠燃料电池放氢后的废料直接“充电”循环再生。
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一种三价钛离子自掺杂二氧化钛纳米片催化剂
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
摘要:一种三价钛离子自掺杂二氧化钛纳米片催化剂,采用水热反应法,先制备出二氧化钛纳米片,然后使用硼氢化钠对其进行还原,得到三价钛离子自掺杂二氧化钛纳米片催化剂。本发明采用硼氢化钠,使得二氧化钛纳米片上的部分Ti4+被还原成Ti3+而达到自掺杂的目的,通过控制还原剂硼氢化钠的用量来控制二氧化钛纳米片中Ti4+与Ti3+的比例,得到具有优异光催化性能的光催化材料。该光催化材料相较于现有二氧化钛材料,具有优异的光催化性能,在光催化处理有机污染物领域具有很好的应用前景。
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硼氢化钠和过氧化氢联合促进硫酸盐法制浆的工艺
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:水利、环境和公共设施管理业
技术简介
本发明公开了一种硼氢化钠和过氧化氢联合促进硫酸盐法制浆的工艺,属于制浆新技术,在硼氢化钠和过氧化氢存在的条件下,对植物原料进行处理;本发明采用无污染的制浆技术,原料用量少,对环境条件无苛刻要求,改善制浆各项性能明显,可明显减少制浆药剂消耗。
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硼氢化钠制氢技术及装置
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:电力、热力、燃气及水生产和供应业
技术简介
成果主要内容:近年来,环境与能源问题得到了人们的高度重视,作为绿色能源技术燃料电池也已被用作洁净电站并逐渐成为汽车的主要动力能源。硼氢化钠呈白色立方面心晶体,能溶于水、液氨、有机胺和多元醚等溶剂,具有强的还原性,在有机化学和无机化学方面有着广泛的应用。硼氢化钠水解可得高纯度氢气,为燃料电池提供高纯度燃料。硼氢化钠储氢方式不但具有金属氢化物储氢的优点,而且质量储氢密度大幅度提高,具有溶液无可燃性,储运和使用安全、制得的氢气纯度高、不需要纯化过程、氢气的生成速度容易控制、氢的储存效率高、催化剂可循环使用、常温甚至0℃下也可生成氢气、过程无污染等特点。这使得硼氢化钠制氢技术的开发研究具有十分重要的意义,成为后续能源的研究内容之一。应用范围:可作为高纯氢气来源,用于固体燃料电池,质子交换膜燃料电池,车载燃料电池或其他高纯氢需求场合。生产条件工艺条件:常压,反应温度100℃以下。主要设备:固定床反应器、分离器、泵和加料系统。市场与经济效益预测:不回收利用水解产物时,制氢原料成本约2.40元/立方米纯氢。采取低成本硼氢化钠合成工艺或水解产物回收利用工艺,制氢原料成本低,且设备投资省,具有很好的经济效益和社会效益及应用前景。合作方式:技术转让转让金额:面议项目负责人:郭瓦力
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强制传质金属膜电解法生产硼氢化钠新技术
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
项目概述(功能、用途等)国际能源署指出:实用的储氢系统必须达到5%(质量分数)及62kg/m3(体积储氢量)指标。硼氢化钠作为储氢材料,具有氢的储存效率高。硼氢化钠自身储氢质量分数为10.6%,在释放氢气时,NaBH4使水成为氢源,其理论储氢质量分数达21.2%。在实际应用中,以35%的硼氢化钠碱溶液为例,其储氢效率达7.4%,体积储氢量达78kg/m3,通过改变储存条件可以近一步提高其储氢质量分数接近其理论值21.2%。作为一种新型的制氢/储氢载体,利用NaBH4制氢/储氢具有突出的优势,但硼作为稀有资源制约基于硼氢化钠燃料电池的产业化发展,已探明的全球硼矿总储量约有4.5亿吨,中国探明的硼矿储量约4500万吨,硼矿主要分布在辽宁、吉林、青海等省区,由此可见,基于硼氢化钠燃料电池硼资源的循环再生技术迫在眉睫。硼氢化钠制氢原理是:NaBH4+2H2O→NaBO2+4H2。硼氢化钠的制氢过程产生NaBO2碱性溶液,实现硼氢化钠的制氢副产物NaBO2碱性溶液直接"充电"再生为NaBH4溶液具有重要意义:(1)实现硼资源的直接循环利用;(2)为移动燃料电池直接通过"充电"技术获得"氢燃料",特别对于数码产品和汽车用燃料电池意义重大。项目背景硼氢化钠的水溶液能以可控的方式安全地释放气态氢。水溶液中硼氢化物的自发水解一般可以通过加入NaOH加以抑制,这些溶液在催化剂如Ru或Ni的存在下可以有效地释放出氢气。从碱性NaBH4水溶液中产生氢气有很多吸引人的优点,比如:(1)NaBH4溶液可在空气中稳定达数月,只需要常规的塑料容器储运,具有质量轻,无须高压,体积小,效率高的优势;(2)氢气的产生仅在指定的催化剂存在下发生,甚至在0℃也可以进行;(3)制氢纯度高,可直接用于燃料电池即时供氢;(4)制氢速率可控,可即时按需供氢;(5)制氢无污染,安全可靠,适合车载氢源;(6)单位体积和单位重量的储氢容量很高。以上各点说明,从商业观点来看,硼氢化物水溶液是一种非常有前途的高密度氢源。硼氢化钠作为储氢材料主要应用于燃料电池直接供氢,随着硼氢化钠供氢系统(HydrogenonDemandTM)成功应用于戴姆勒-克莱斯勒公司的"钠"概念车和标志-雪铁龙汽车公司燃料电池汽车,日本佳能已经把基于硼氢化钠储氢技术的燃料电池应用于专业级DV以及户外摄影新闻级DC等器材领域。随着基于硼氢化钠的燃料电池技术日益成熟和在实践中的应用,其副产物NaBO2的直接回收利用引起各国政府和企业的重视。2001年,千年电池公司与美国硼砂公司合作共同开发NaBH4低成本生产工艺,日本的精工仪器、氢能源研究所也将制备NaBH4列为研究重点。世界各大汽车公司如标志-雪铁龙公司,通用,丰田,戴姆勒-克莱斯勒公司等均在致力于NaBH4新型生产工艺研究,中国清华大学徐柏庆等人也向国家有关部门建议组织力量攻关硼氢化钠制氢副产物NaBO2的回收技术。硼氢化钠的制备方法按照原料分类主要有(1)以有机硼为原料;(2)以三卤化硼和四氟硼酸钠为原料;(3)以硼酸脂为原料(Schlesinger法);(4)以氧化硼、磷酸硼及硼砂(Bayer法)为原料,到目前为止,硼氢化钠的放氢后NaBO2的回收方法有:化学还原法,机械和化学结合法,这些方法在制备过程总要引入还原剂碱金属氢化物如LiH,CsH,MgH2等,此外,Zhou等人申请专利,采用具有特殊结构的能产生质子氢的储氢合金载体,利用质子氢与NaBO2结合合成NaBH4的工艺路线。所有这些工艺成本高且需要引入还原剂和处理由此产生的副产物,需要回收NaBO2,返回合成车间制备NaBH4,无法现场直接实现NaBO2循环再生。电化学方法无须引入还原剂,采用最清洁的"电子"为还原试剂,实现NaBO2在阴极还原得到NaBH4。Cooper和Hale首先报道了电解法制备NaBH4的方法,但反应速率慢,电流效率低(25%),中国的孙彦广等人在前述专利的基础上,研究了电解法制备NaBH4的可能性。而这些技术存在如下缺点:电化学反应速率低,电流效率低,与实现低成本制备NaBH4有很大距离。众所周知电化学反应发生在导体(电极)与离子传导介质(电解液)之间的界面上,因此,电化学过程受到电子传递和质量传递的影响,电子传递是快速过程,质量传递受电极材料结构和反应器的影响,反应底物能否与电极有效接触将是影响反应速率和电流效率的重要因素。所有的电化学合成硼氢化钠的研究都未解决带负电荷BO2-输送到阴极的关键问题,武汉大学的杨汉西利用电场作用下负电荷BO2-向阳极运动,在BO2-向阳极运动方向上设置多孔Ni阴极,期望实现被输送到阴极,并申请了专利,从专利设计的电解槽来看,其阴极对BO2-排斥力远远对于阳极对于吸引力,从而导致BO2-在多孔Ni阴极的积累无法输送到阴极,本课题针对目前普遍存在的问题,巧妙采用强制传质多孔金属膜无隔膜电化学反应器,采用压力驱动,合理设计阴极和阳极的面积以及传质的方向和速度,从而避免还原生成的BH4-在阳极被氧化导致产率下降的缺点,其优点表现在(1)从本质上考虑和解决了BO2-被输送到阴极被还原的关键问题。(2)从电极材料结构设计和工程角度解决了BH4-在阳极被氧化的难题,从而可以使用无隔膜电解槽,大大降低生产成本。预期目标通过对金属膜电化学反应器、电极材料的研究,建立强制传质金属膜电化学反应器生产硼氢化钠的一整套新工艺。主要技术指标:电流效率达到60%以上,NaBO2回收率达到80%以上,吨NaBH4的综合生产成本降低20%以上,实现硼氢化钠燃料电池放氢后的废料直接"充电"循环再生。经济、社会和环境效益分析本项目主要是针对化学法制硼氢化钠需耗用大量贵重的金属钠,成本高,同时也限制了该产品的应用。为节省大量贵重的金属钠,降低生产成本,研究开发电解法合成硼氢化钠的新工艺。在工艺路线上,国内外最常用的方法是硼酸三甲酯-氢化钠法、硼砂-金属氢化还原法、氢化钙、偏硼酸钠-金属钠法,氢化钠-三氟化硼法。德国较早开发了第二种生产方法,相继日本也采用了这个工艺。日本的生产厂家有川岩、茂岛公司等。德国早在60年代就用这条工艺建立了年产40t的生产装置。而美国主要是采用第一种工艺。而上述方法均为化学法,或需消耗大量的有机溶剂,三废污染严重;或对设备要求较高;并且有个最大的共同点:耗用大量贵重的金属钠,成本高,限制了该产品的广泛应用。而我们的环保型"绿色"生产新工艺却很好地解决了这些问题。该成果非常适用于有丰富水电资源的地方。本研究的技术及方案具有独创性,可降低成本,便于形成产业化。具有很强的国内外两个市场竞争力。
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用硼氢化钠将多氟苯甲酸还原为多氟苯甲醇的方法
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
技术投资分析:创新性:发明了一种工艺简单、成本低的用硼氢化钠在无机金属氯化物盐存在下将多氟苯甲酸直接还原为多氟苯甲醇的方法,并可获得较高的产率(70-90%)。先进性:该方法既不需要使用昂贵的四氢铝锂,也不需要使用剧毒的硫酸二甲酯,更不需要将多氟苯甲酸转化为酰氯或者酯后再还原。从而避免了使用SOCl2后产生的污染环境和腐蚀设备问题,和转化成酯造成合成工艺路线长和生产成本升高的弊病,而且产率(70-90%)也较高。专利申请号: 200710037011.7技术的应用领域前景分析:应用性:各种多氟苯甲醇如五氟苄醇、2,3,5,6-四氟苄醇、2,3,5,6-四氟对甲苄醇、2,3,5,6-四氟对二苄醇等是农药、医药等精细化学品的重要中间体,具有广泛的应用。市场前景与产业化条件:各种多氟苯甲醇如五氟苄醇、2,3,5,6-四氟苄醇、2,3,5,6-四氟对甲苄醇、2,3,5,6-四氟对二苄醇等是农药、医药等精细化学品的重要中间体,应用广泛。而新制备方法简单直接、路线短、无污染、成本低而且产率也较高。因此本方法具有很强的竞争力,市场前景好。效益分析:本技术市场应用范围广,利润丰厚,效益十分可观。厂房条件建议:产业化不须特殊条件,普通的有机化工生产条件即可。备注:无
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一种硼氢化钠水解制氢的负载型CoB催化剂及其制备方法
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
一种硼氢化钠水解制氢的负载型CoB催化剂,它是将TiO2载体用敏化剂溶液进行敏化处理后用化学镀溶液进行化学镀得到的CoB/Ag-TiO2催化剂,其中Co的负载量的质量百分比为1~15%,银的质量百分含量为0.2%。本发明所制备的CoB/Ag-TiO2催化剂及Mo、W改性的CoB/Ag-TiO2催化剂,对于硼氢化钠水解产氢反应具有高催化活性,而且显示出良好的重复使用能力,在空气的稳定性也非常高,非常适合于实际产氢的需要。
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利用钢铁酸洗废水制备的纳米零价铁及其制备方法与应用
成熟度:通过小试
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
利用钢铁酸洗废水制备的纳米零价铁及其制备方法与应用本发明公开了一种利用钢铁酸洗废水制备的纳米零价铁及其制备方法与应用。本发明通过过滤未去除铁离子的钢铁行业酸洗废水,接着调节滤液的pH值,再依次加入乙醇溶液和聚乙烯吡咯烷酮,然后加入硼氢化钠、无水乙醇和水配制成硼氢化钠溶液,在惰性气体保护下进行搅拌反应,然后固液分离,收集固体,洗涤,干燥,得到纳米零价铁;聚乙烯吡咯烷酮的加入质量相当于反应体系中总铁离子的质量;总反应体系中硼氢化钠的摩尔数为铁离子摩尔数的至少3倍。该方法能有效地将钢铁行业酸洗废水中的铁离子转化为纳米零价铁,转化率达99%以上。通过该方法得到的纳米零价铁颗粒大小在50~80nm之间,且都为球状颗粒和具有良好的晶型,降解多溴联苯醚能力强。
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一种室温固相球磨直接合成硼氢化钠的方法
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
摘要:本发明公开了一种室温固相球磨直接合成硼氢化钠的方法,室温条件下,采用球磨机对还原剂和被还原的材料的混合物进行固相球磨,提纯后得到硼氢化钠;所述还原剂包含镁、氢化镁、铝、钙和硅化镁中一种以上;所述被还原的材料为含有结晶水的偏硼酸钠或者偏硼酸钠,或为含有结晶水的偏硼酸钠和偏硼酸钠的混合物;所述固相球磨在氩气和氢气的混合气氛或者氩气气氛或者氢气气氛下进行。本发明具有工艺简单,反应过程可控可调,反应条件温和,能耗小,成本低,产量高,无污染,安全性好,易工业化生产的优点。
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利用硼氢化钠水解制氢推动的水下运载工具
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
本发明涉及水下高速运载的装置, 旨在提供一种利用硼氢化钠水解制氢推动的水下运载工具。其推进系统包括设于船体头部的进水 口、船体尾部的气体 喷管、硼氢化钠容器和锥形反应器;进水口为部分伸入硼氢化钠容器前端的管 路,在伸入部分的管壁上开有小孔,硼氢化钠容器后部为滤网;锥形反应器的 前端经开设多个通孔的隔板与硼氢化钠容器后部相接,锥形反应器后部通过管 路连接至气体喷管;所述硼氢化钠容器中装填硼氢化钠粉末,所述锥形反应器 中装填有多孔三维结构的催化剂。本发明中硼氢化钠水解产氢速度快,使水下 运载工具获得很高的加速度;无需燃烧,易控制,推进速度高。在海洋科学调 查,海底勘测、海底电缆检测等方面具有广阔的应用前景。
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强制传质金属膜电解法生产硼氢化钠新技术
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
项目概述(功能、用途等) 国际能源署指出:实用的储氢系统必须达到5 %(质量分数)及62 kg/m3 (体积储氢量)指标。硼氢化钠作为储氢材料,具有氢的储存效率高。硼氢化钠自身储氢质量分数为10.6%,在释放氢气时,NaBH4使水成为氢源,其理论储氢质量分数达21.2 %。在实际应用中,以35 %的硼氢化钠碱溶液为例,其储氢效率达7.4 %,体积储氢量达78 kg/m3,通过改变储存条件可以近一步提高其储氢质量分数接近其理论值21.2 %。作为一种新型的制氢/储氢载体,利用NaBH4制氢/储氢具有突出的优势,但硼作为稀有资源制约基于硼氢化钠燃料电池的产业化发展,已探明的全球硼矿总储量约有4.5亿吨,中国探明的硼矿储量约4500万吨,硼矿主要分布在辽宁、吉林、青海等省区,由此可见,基于硼氢化钠燃料电池硼资源的循环再生技术迫在眉睫。硼氢化钠制氢原理是:NaBH4 + 2H2O → NaBO2 + 4H2。硼氢化钠的制氢过程产生NaBO2碱性溶液,实现硼氢化钠的制氢副产物NaBO2碱性溶液直接“充电”再生为NaBH4溶液具有重要意义:(1)实现硼资源的直接循环利用;(2)为移动燃料电池直接通过“充电”技术获得“氢燃料”,特别对于数码产品和汽车用燃料电池意义重大。项目背景硼氢化钠的水溶液能以可控的方式安全地释放气态氢。水溶液中硼氢化物的自发水解一般可以通过加入NaOH加以抑制,这些溶液在催化剂如Ru或Ni的存在下可以有效地释放出氢气。从碱性NaBH4水溶液中产生氢气有很多吸引人的优点,比如:(1)NaBH4溶液可在空气中稳定达数月,只需要常规的塑料容器储运,具有质量轻,无须高压,体积小,效率高的优势;(2)氢气的产生仅在指定的催化剂存在下发生,甚至在0℃也可以进行;(3)制氢纯度高,可直接用于燃料电池即时供氢;(4)制氢速率可控,可即时按需供氢;(5)制氢无污染,安全可靠,适合车载氢源;(6) 单位体积和单位重量的储氢容量很高。以上各点说明,从商业观点来看,硼氢化物水溶液是一种非常有前途的高密度氢源。硼氢化钠作为储氢材料主要应用于燃料电池直接供氢,随着硼氢化钠供氢系统(Hydrogen on Demand TM)成功应用于戴姆勒-克莱斯勒公司的“钠”概念车和标志-雪铁龙汽车公司燃料电池汽车,日本佳能已经把基于硼氢化钠储氢技术的燃料电池应用于专业级DV以及户外摄影新闻级DC等器材领域。随着基于硼氢化钠的燃料电池技术日益成熟和在实践中的应用,其副产物NaBO2的直接回收利用引起各国政府和企业的重视。2001年,千年电池公司与美国硼砂公司合作共同开发NaBH4低成本生产工艺,日本的精工仪器、氢能源研究所也将制备NaBH4列为研究重点。世界各大汽车公司如标志-雪铁龙公司,通用,丰田,戴姆勒-克莱斯勒公司等均在致力于NaBH4新型生产工艺研究,中国清华大学徐柏庆等人也向国家有关部门建议组织力量攻关硼氢化钠制氢副产物NaBO2的回收技术。硼氢化钠的制备方法按照原料分类主要有(1)以有机硼为原料;(2)以三卤化硼和四氟硼酸钠为原料;(3)以硼酸脂为原料(Schlesinger法);(4)以氧化硼、磷酸硼及硼砂(Bayer法)为原料,到目前为止,硼氢化钠的放氢后NaBO2 的回收方法有:化学还原法,机械和化学结合法,这些方法在制备过程总要引入还原剂碱金属氢化物如LiH,CsH,MgH2等,此外,Zhou等人申请专利,采用具有特殊结构的能产生质子氢的储氢合金载体,利用质子氢与NaBO2结合合成NaBH4的工艺路线。所有这些工艺成本高且需要引入还原剂和处理由此产生的副产物,需要回收NaBO2,返回合成车间制备NaBH4,无法现场直接实现NaBO2循环再生。电化学方法无须引入还原剂,采用最清洁的“电子”为还原试剂,实现NaBO2在阴极还原得到NaBH4。Cooper和Hale首先报道了电解法制备NaBH4的方法,但反应速率慢,电流效率低(<25%),中国的孙彦广等人在前述专利的基础上,研究了电解法制备NaBH4的可能性。而这些技术存在如下缺点:电化学反应速率低,电流效率低,与实现低成本制备NaBH4有很大距离。众所周知电化学反应发生在导体(电极)与离子传导介质(电解液)之间的界面上,因此,电化学过程受到电子传递和质量传递的影响,电子传递是快速过程,质量传递受电极材料结构和反应器的影响,反应底物能否与电极有效接触将是影响反应速率和电流效率的重要因素。所有的电化学合成硼氢化钠的研究都未解决带负电荷BO2-输送到阴极的关键问题,武汉大学的杨汉西利用电场作用下负电荷BO2-向阳极运动,在BO2-向阳极运动方向上设置多孔Ni阴极,期望实现被输送到阴极,并申请了专利,从专利设计的电解槽来看,其阴极对BO2-排斥力远远对于阳极对于吸引力,从而导致BO2-在多孔Ni阴极的积累无法输送到阴极,本课题针对目前普遍存在的问题,巧妙采用强制传质多孔金属膜无隔膜电化学反应器,采用压力驱动,合理设计阴极和阳极的面积以及传质的方向和速度,从而避免还原生成的BH4-在阳极被氧化导致产率下降的缺点,其优点表现在(1)从本质上考虑和解决了BO2-被输送到阴极被还原的关键问题。(2)从电极材料结构设计和工程角度解决了BH4-在阳极被氧化的难题,从而可以使用无隔膜电解槽,大大降低生产成本。预期目标通过对金属膜电化学反应器、电极材料的研究,建立强制传质金属膜电化学反应器生产硼氢化钠的一整套新工艺。主要技术指标:电流效率达到60%以上,NaBO2回收率达到80%以上,吨NaBH4的综合生产成本降低20%以上,实现硼氢化钠燃料电池放氢后的废料直接“充电”循环再生。
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一种三价钛离子自掺杂二氧化钛纳米片催化剂
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
摘要:一种三价钛离子自掺杂二氧化钛纳米片催化剂,采用水热反应法,先制备出二氧化钛纳米片,然后使用硼氢化钠对其进行还原,得到三价钛离子自掺杂二氧化钛纳米片催化剂。本发明采用硼氢化钠,使得二氧化钛纳米片上的部分Ti4+被还原成Ti3+而达到自掺杂的目的,通过控制还原剂硼氢化钠的用量来控制二氧化钛纳米片中Ti4+与Ti3+的比例,得到具有优异光催化性能的光催化材料。该光催化材料相较于现有二氧化钛材料,具有优异的光催化性能,在光催化处理有机污染物领域具有很好的应用前景。
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硼氢化钠和过氧化氢联合促进硫酸盐法制浆的工艺
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:水利、环境和公共设施管理业
技术简介
本发明公开了一种硼氢化钠和过氧化氢联合促进硫酸盐法制浆的工艺,属于制浆新技术,在硼氢化钠和过氧化氢存在的条件下,对植物原料进行处理;本发明采用无污染的制浆技术,原料用量少,对环境条件无苛刻要求,改善制浆各项性能明显,可明显减少制浆药剂消耗。
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硼氢化钠制氢技术及装置
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:电力、热力、燃气及水生产和供应业
技术简介
成果主要内容:近年来,环境与能源问题得到了人们的高度重视,作为绿色能源技术燃料电池也已被用作洁净电站并逐渐成为汽车的主要动力能源。硼氢化钠呈白色立方面心晶体,能溶于水、液氨、有机胺和多元醚等溶剂,具有强的还原性,在有机化学和无机化学方面有着广泛的应用。硼氢化钠水解可得高纯度氢气,为燃料电池提供高纯度燃料。硼氢化钠储氢方式不但具有金属氢化物储氢的优点,而且质量储氢密度大幅度提高,具有溶液无可燃性,储运和使用安全、制得的氢气纯度高、不需要纯化过程、氢气的生成速度容易控制、氢的储存效率高、催化剂可循环使用、常温甚至0℃下也可生成氢气、过程无污染等特点。这使得硼氢化钠制氢技术的开发研究具有十分重要的意义,成为后续能源的研究内容之一。应用范围:可作为高纯氢气来源,用于固体燃料电池,质子交换膜燃料电池,车载燃料电池或其他高纯氢需求场合。生产条件工艺条件:常压,反应温度100℃以下。主要设备:固定床反应器、分离器、泵和加料系统。市场与经济效益预测:不回收利用水解产物时,制氢原料成本约2.40元/立方米纯氢。采取低成本硼氢化钠合成工艺或水解产物回收利用工艺,制氢原料成本低,且设备投资省,具有很好的经济效益和社会效益及应用前景。合作方式:技术转让转让金额:面议项目负责人:郭瓦力
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强制传质金属膜电解法生产硼氢化钠新技术
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
项目概述(功能、用途等)国际能源署指出:实用的储氢系统必须达到5%(质量分数)及62kg/m3(体积储氢量)指标。硼氢化钠作为储氢材料,具有氢的储存效率高。硼氢化钠自身储氢质量分数为10.6%,在释放氢气时,NaBH4使水成为氢源,其理论储氢质量分数达21.2%。在实际应用中,以35%的硼氢化钠碱溶液为例,其储氢效率达7.4%,体积储氢量达78kg/m3,通过改变储存条件可以近一步提高其储氢质量分数接近其理论值21.2%。作为一种新型的制氢/储氢载体,利用NaBH4制氢/储氢具有突出的优势,但硼作为稀有资源制约基于硼氢化钠燃料电池的产业化发展,已探明的全球硼矿总储量约有4.5亿吨,中国探明的硼矿储量约4500万吨,硼矿主要分布在辽宁、吉林、青海等省区,由此可见,基于硼氢化钠燃料电池硼资源的循环再生技术迫在眉睫。硼氢化钠制氢原理是:NaBH4+2H2O→NaBO2+4H2。硼氢化钠的制氢过程产生NaBO2碱性溶液,实现硼氢化钠的制氢副产物NaBO2碱性溶液直接"充电"再生为NaBH4溶液具有重要意义:(1)实现硼资源的直接循环利用;(2)为移动燃料电池直接通过"充电"技术获得"氢燃料",特别对于数码产品和汽车用燃料电池意义重大。项目背景硼氢化钠的水溶液能以可控的方式安全地释放气态氢。水溶液中硼氢化物的自发水解一般可以通过加入NaOH加以抑制,这些溶液在催化剂如Ru或Ni的存在下可以有效地释放出氢气。从碱性NaBH4水溶液中产生氢气有很多吸引人的优点,比如:(1)NaBH4溶液可在空气中稳定达数月,只需要常规的塑料容器储运,具有质量轻,无须高压,体积小,效率高的优势;(2)氢气的产生仅在指定的催化剂存在下发生,甚至在0℃也可以进行;(3)制氢纯度高,可直接用于燃料电池即时供氢;(4)制氢速率可控,可即时按需供氢;(5)制氢无污染,安全可靠,适合车载氢源;(6)单位体积和单位重量的储氢容量很高。以上各点说明,从商业观点来看,硼氢化物水溶液是一种非常有前途的高密度氢源。硼氢化钠作为储氢材料主要应用于燃料电池直接供氢,随着硼氢化钠供氢系统(HydrogenonDemandTM)成功应用于戴姆勒-克莱斯勒公司的"钠"概念车和标志-雪铁龙汽车公司燃料电池汽车,日本佳能已经把基于硼氢化钠储氢技术的燃料电池应用于专业级DV以及户外摄影新闻级DC等器材领域。随着基于硼氢化钠的燃料电池技术日益成熟和在实践中的应用,其副产物NaBO2的直接回收利用引起各国政府和企业的重视。2001年,千年电池公司与美国硼砂公司合作共同开发NaBH4低成本生产工艺,日本的精工仪器、氢能源研究所也将制备NaBH4列为研究重点。世界各大汽车公司如标志-雪铁龙公司,通用,丰田,戴姆勒-克莱斯勒公司等均在致力于NaBH4新型生产工艺研究,中国清华大学徐柏庆等人也向国家有关部门建议组织力量攻关硼氢化钠制氢副产物NaBO2的回收技术。硼氢化钠的制备方法按照原料分类主要有(1)以有机硼为原料;(2)以三卤化硼和四氟硼酸钠为原料;(3)以硼酸脂为原料(Schlesinger法);(4)以氧化硼、磷酸硼及硼砂(Bayer法)为原料,到目前为止,硼氢化钠的放氢后NaBO2的回收方法有:化学还原法,机械和化学结合法,这些方法在制备过程总要引入还原剂碱金属氢化物如LiH,CsH,MgH2等,此外,Zhou等人申请专利,采用具有特殊结构的能产生质子氢的储氢合金载体,利用质子氢与NaBO2结合合成NaBH4的工艺路线。所有这些工艺成本高且需要引入还原剂和处理由此产生的副产物,需要回收NaBO2,返回合成车间制备NaBH4,无法现场直接实现NaBO2循环再生。电化学方法无须引入还原剂,采用最清洁的"电子"为还原试剂,实现NaBO2在阴极还原得到NaBH4。Cooper和Hale首先报道了电解法制备NaBH4的方法,但反应速率慢,电流效率低(25%),中国的孙彦广等人在前述专利的基础上,研究了电解法制备NaBH4的可能性。而这些技术存在如下缺点:电化学反应速率低,电流效率低,与实现低成本制备NaBH4有很大距离。众所周知电化学反应发生在导体(电极)与离子传导介质(电解液)之间的界面上,因此,电化学过程受到电子传递和质量传递的影响,电子传递是快速过程,质量传递受电极材料结构和反应器的影响,反应底物能否与电极有效接触将是影响反应速率和电流效率的重要因素。所有的电化学合成硼氢化钠的研究都未解决带负电荷BO2-输送到阴极的关键问题,武汉大学的杨汉西利用电场作用下负电荷BO2-向阳极运动,在BO2-向阳极运动方向上设置多孔Ni阴极,期望实现被输送到阴极,并申请了专利,从专利设计的电解槽来看,其阴极对BO2-排斥力远远对于阳极对于吸引力,从而导致BO2-在多孔Ni阴极的积累无法输送到阴极,本课题针对目前普遍存在的问题,巧妙采用强制传质多孔金属膜无隔膜电化学反应器,采用压力驱动,合理设计阴极和阳极的面积以及传质的方向和速度,从而避免还原生成的BH4-在阳极被氧化导致产率下降的缺点,其优点表现在(1)从本质上考虑和解决了BO2-被输送到阴极被还原的关键问题。(2)从电极材料结构设计和工程角度解决了BH4-在阳极被氧化的难题,从而可以使用无隔膜电解槽,大大降低生产成本。预期目标通过对金属膜电化学反应器、电极材料的研究,建立强制传质金属膜电化学反应器生产硼氢化钠的一整套新工艺。主要技术指标:电流效率达到60%以上,NaBO2回收率达到80%以上,吨NaBH4的综合生产成本降低20%以上,实现硼氢化钠燃料电池放氢后的废料直接"充电"循环再生。经济、社会和环境效益分析本项目主要是针对化学法制硼氢化钠需耗用大量贵重的金属钠,成本高,同时也限制了该产品的应用。为节省大量贵重的金属钠,降低生产成本,研究开发电解法合成硼氢化钠的新工艺。在工艺路线上,国内外最常用的方法是硼酸三甲酯-氢化钠法、硼砂-金属氢化还原法、氢化钙、偏硼酸钠-金属钠法,氢化钠-三氟化硼法。德国较早开发了第二种生产方法,相继日本也采用了这个工艺。日本的生产厂家有川岩、茂岛公司等。德国早在60年代就用这条工艺建立了年产40t的生产装置。而美国主要是采用第一种工艺。而上述方法均为化学法,或需消耗大量的有机溶剂,三废污染严重;或对设备要求较高;并且有个最大的共同点:耗用大量贵重的金属钠,成本高,限制了该产品的广泛应用。而我们的环保型"绿色"生产新工艺却很好地解决了这些问题。该成果非常适用于有丰富水电资源的地方。本研究的技术及方案具有独创性,可降低成本,便于形成产业化。具有很强的国内外两个市场竞争力。
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用硼氢化钠将多氟苯甲酸还原为多氟苯甲醇的方法
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
技术投资分析:创新性:发明了一种工艺简单、成本低的用硼氢化钠在无机金属氯化物盐存在下将多氟苯甲酸直接还原为多氟苯甲醇的方法,并可获得较高的产率(70-90%)。先进性:该方法既不需要使用昂贵的四氢铝锂,也不需要使用剧毒的硫酸二甲酯,更不需要将多氟苯甲酸转化为酰氯或者酯后再还原。从而避免了使用SOCl2后产生的污染环境和腐蚀设备问题,和转化成酯造成合成工艺路线长和生产成本升高的弊病,而且产率(70-90%)也较高。专利申请号: 200710037011.7技术的应用领域前景分析:应用性:各种多氟苯甲醇如五氟苄醇、2,3,5,6-四氟苄醇、2,3,5,6-四氟对甲苄醇、2,3,5,6-四氟对二苄醇等是农药、医药等精细化学品的重要中间体,具有广泛的应用。市场前景与产业化条件:各种多氟苯甲醇如五氟苄醇、2,3,5,6-四氟苄醇、2,3,5,6-四氟对甲苄醇、2,3,5,6-四氟对二苄醇等是农药、医药等精细化学品的重要中间体,应用广泛。而新制备方法简单直接、路线短、无污染、成本低而且产率也较高。因此本方法具有很强的竞争力,市场前景好。效益分析:本技术市场应用范围广,利润丰厚,效益十分可观。厂房条件建议:产业化不须特殊条件,普通的有机化工生产条件即可。备注:无
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一种硼氢化钠水解制氢的负载型CoB催化剂及其制备方法
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
一种硼氢化钠水解制氢的负载型CoB催化剂,它是将TiO2载体用敏化剂溶液进行敏化处理后用化学镀溶液进行化学镀得到的CoB/Ag-TiO2催化剂,其中Co的负载量的质量百分比为1~15%,银的质量百分含量为0.2%。本发明所制备的CoB/Ag-TiO2催化剂及Mo、W改性的CoB/Ag-TiO2催化剂,对于硼氢化钠水解产氢反应具有高催化活性,而且显示出良好的重复使用能力,在空气的稳定性也非常高,非常适合于实际产氢的需要。
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利用钢铁酸洗废水制备的纳米零价铁及其制备方法与应用
成熟度:通过小试
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
利用钢铁酸洗废水制备的纳米零价铁及其制备方法与应用本发明公开了一种利用钢铁酸洗废水制备的纳米零价铁及其制备方法与应用。本发明通过过滤未去除铁离子的钢铁行业酸洗废水,接着调节滤液的pH值,再依次加入乙醇溶液和聚乙烯吡咯烷酮,然后加入硼氢化钠、无水乙醇和水配制成硼氢化钠溶液,在惰性气体保护下进行搅拌反应,然后固液分离,收集固体,洗涤,干燥,得到纳米零价铁;聚乙烯吡咯烷酮的加入质量相当于反应体系中总铁离子的质量;总反应体系中硼氢化钠的摩尔数为铁离子摩尔数的至少3倍。该方法能有效地将钢铁行业酸洗废水中的铁离子转化为纳米零价铁,转化率达99%以上。通过该方法得到的纳米零价铁颗粒大小在50~80nm之间,且都为球状颗粒和具有良好的晶型,降解多溴联苯醚能力强。
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一种室温固相球磨直接合成硼氢化钠的方法
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
摘要:本发明公开了一种室温固相球磨直接合成硼氢化钠的方法,室温条件下,采用球磨机对还原剂和被还原的材料的混合物进行固相球磨,提纯后得到硼氢化钠;所述还原剂包含镁、氢化镁、铝、钙和硅化镁中一种以上;所述被还原的材料为含有结晶水的偏硼酸钠或者偏硼酸钠,或为含有结晶水的偏硼酸钠和偏硼酸钠的混合物;所述固相球磨在氩气和氢气的混合气氛或者氩气气氛或者氢气气氛下进行。本发明具有工艺简单,反应过程可控可调,反应条件温和,能耗小,成本低,产量高,无污染,安全性好,易工业化生产的优点。
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利用硼氢化钠水解制氢推动的水下运载工具
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
本发明涉及水下高速运载的装置, 旨在提供一种利用硼氢化钠水解制氢推动的水下运载工具。其推进系统包括设于船体头部的进水 口、船体尾部的气体 喷管、硼氢化钠容器和锥形反应器;进水口为部分伸入硼氢化钠容器前端的管 路,在伸入部分的管壁上开有小孔,硼氢化钠容器后部为滤网;锥形反应器的 前端经开设多个通孔的隔板与硼氢化钠容器后部相接,锥形反应器后部通过管 路连接至气体喷管;所述硼氢化钠容器中装填硼氢化钠粉末,所述锥形反应器 中装填有多孔三维结构的催化剂。本发明中硼氢化钠水解产氢速度快,使水下 运载工具获得很高的加速度;无需燃烧,易控制,推进速度高。在海洋科学调 查,海底勘测、海底电缆检测等方面具有广阔的应用前景。
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强制传质金属膜电解法生产硼氢化钠新技术
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
项目概述(功能、用途等) 国际能源署指出:实用的储氢系统必须达到5 %(质量分数)及62 kg/m3 (体积储氢量)指标。硼氢化钠作为储氢材料,具有氢的储存效率高。硼氢化钠自身储氢质量分数为10.6%,在释放氢气时,NaBH4使水成为氢源,其理论储氢质量分数达21.2 %。在实际应用中,以35 %的硼氢化钠碱溶液为例,其储氢效率达7.4 %,体积储氢量达78 kg/m3,通过改变储存条件可以近一步提高其储氢质量分数接近其理论值21.2 %。作为一种新型的制氢/储氢载体,利用NaBH4制氢/储氢具有突出的优势,但硼作为稀有资源制约基于硼氢化钠燃料电池的产业化发展,已探明的全球硼矿总储量约有4.5亿吨,中国探明的硼矿储量约4500万吨,硼矿主要分布在辽宁、吉林、青海等省区,由此可见,基于硼氢化钠燃料电池硼资源的循环再生技术迫在眉睫。硼氢化钠制氢原理是:NaBH4 + 2H2O → NaBO2 + 4H2。硼氢化钠的制氢过程产生NaBO2碱性溶液,实现硼氢化钠的制氢副产物NaBO2碱性溶液直接“充电”再生为NaBH4溶液具有重要意义:(1)实现硼资源的直接循环利用;(2)为移动燃料电池直接通过“充电”技术获得“氢燃料”,特别对于数码产品和汽车用燃料电池意义重大。项目背景硼氢化钠的水溶液能以可控的方式安全地释放气态氢。水溶液中硼氢化物的自发水解一般可以通过加入NaOH加以抑制,这些溶液在催化剂如Ru或Ni的存在下可以有效地释放出氢气。从碱性NaBH4水溶液中产生氢气有很多吸引人的优点,比如:(1)NaBH4溶液可在空气中稳定达数月,只需要常规的塑料容器储运,具有质量轻,无须高压,体积小,效率高的优势;(2)氢气的产生仅在指定的催化剂存在下发生,甚至在0℃也可以进行;(3)制氢纯度高,可直接用于燃料电池即时供氢;(4)制氢速率可控,可即时按需供氢;(5)制氢无污染,安全可靠,适合车载氢源;(6) 单位体积和单位重量的储氢容量很高。以上各点说明,从商业观点来看,硼氢化物水溶液是一种非常有前途的高密度氢源。硼氢化钠作为储氢材料主要应用于燃料电池直接供氢,随着硼氢化钠供氢系统(Hydrogen on Demand TM)成功应用于戴姆勒-克莱斯勒公司的“钠”概念车和标志-雪铁龙汽车公司燃料电池汽车,日本佳能已经把基于硼氢化钠储氢技术的燃料电池应用于专业级DV以及户外摄影新闻级DC等器材领域。随着基于硼氢化钠的燃料电池技术日益成熟和在实践中的应用,其副产物NaBO2的直接回收利用引起各国政府和企业的重视。2001年,千年电池公司与美国硼砂公司合作共同开发NaBH4低成本生产工艺,日本的精工仪器、氢能源研究所也将制备NaBH4列为研究重点。世界各大汽车公司如标志-雪铁龙公司,通用,丰田,戴姆勒-克莱斯勒公司等均在致力于NaBH4新型生产工艺研究,中国清华大学徐柏庆等人也向国家有关部门建议组织力量攻关硼氢化钠制氢副产物NaBO2的回收技术。硼氢化钠的制备方法按照原料分类主要有(1)以有机硼为原料;(2)以三卤化硼和四氟硼酸钠为原料;(3)以硼酸脂为原料(Schlesinger法);(4)以氧化硼、磷酸硼及硼砂(Bayer法)为原料,到目前为止,硼氢化钠的放氢后NaBO2 的回收方法有:化学还原法,机械和化学结合法,这些方法在制备过程总要引入还原剂碱金属氢化物如LiH,CsH,MgH2等,此外,Zhou等人申请专利,采用具有特殊结构的能产生质子氢的储氢合金载体,利用质子氢与NaBO2结合合成NaBH4的工艺路线。所有这些工艺成本高且需要引入还原剂和处理由此产生的副产物,需要回收NaBO2,返回合成车间制备NaBH4,无法现场直接实现NaBO2循环再生。电化学方法无须引入还原剂,采用最清洁的“电子”为还原试剂,实现NaBO2在阴极还原得到NaBH4。Cooper和Hale首先报道了电解法制备NaBH4的方法,但反应速率慢,电流效率低(<25%),中国的孙彦广等人在前述专利的基础上,研究了电解法制备NaBH4的可能性。而这些技术存在如下缺点:电化学反应速率低,电流效率低,与实现低成本制备NaBH4有很大距离。众所周知电化学反应发生在导体(电极)与离子传导介质(电解液)之间的界面上,因此,电化学过程受到电子传递和质量传递的影响,电子传递是快速过程,质量传递受电极材料结构和反应器的影响,反应底物能否与电极有效接触将是影响反应速率和电流效率的重要因素。所有的电化学合成硼氢化钠的研究都未解决带负电荷BO2-输送到阴极的关键问题,武汉大学的杨汉西利用电场作用下负电荷BO2-向阳极运动,在BO2-向阳极运动方向上设置多孔Ni阴极,期望实现被输送到阴极,并申请了专利,从专利设计的电解槽来看,其阴极对BO2-排斥力远远对于阳极对于吸引力,从而导致BO2-在多孔Ni阴极的积累无法输送到阴极,本课题针对目前普遍存在的问题,巧妙采用强制传质多孔金属膜无隔膜电化学反应器,采用压力驱动,合理设计阴极和阳极的面积以及传质的方向和速度,从而避免还原生成的BH4-在阳极被氧化导致产率下降的缺点,其优点表现在(1)从本质上考虑和解决了BO2-被输送到阴极被还原的关键问题。(2)从电极材料结构设计和工程角度解决了BH4-在阳极被氧化的难题,从而可以使用无隔膜电解槽,大大降低生产成本。预期目标通过对金属膜电化学反应器、电极材料的研究,建立强制传质金属膜电化学反应器生产硼氢化钠的一整套新工艺。主要技术指标:电流效率达到60%以上,NaBO2回收率达到80%以上,吨NaBH4的综合生产成本降低20%以上,实现硼氢化钠燃料电池放氢后的废料直接“充电”循环再生。
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一种三价钛离子自掺杂二氧化钛纳米片催化剂
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
摘要:一种三价钛离子自掺杂二氧化钛纳米片催化剂,采用水热反应法,先制备出二氧化钛纳米片,然后使用硼氢化钠对其进行还原,得到三价钛离子自掺杂二氧化钛纳米片催化剂。本发明采用硼氢化钠,使得二氧化钛纳米片上的部分Ti4+被还原成Ti3+而达到自掺杂的目的,通过控制还原剂硼氢化钠的用量来控制二氧化钛纳米片中Ti4+与Ti3+的比例,得到具有优异光催化性能的光催化材料。该光催化材料相较于现有二氧化钛材料,具有优异的光催化性能,在光催化处理有机污染物领域具有很好的应用前景。
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硼氢化钠和过氧化氢联合促进硫酸盐法制浆的工艺
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:水利、环境和公共设施管理业
技术简介
本发明公开了一种硼氢化钠和过氧化氢联合促进硫酸盐法制浆的工艺,属于制浆新技术,在硼氢化钠和过氧化氢存在的条件下,对植物原料进行处理;本发明采用无污染的制浆技术,原料用量少,对环境条件无苛刻要求,改善制浆各项性能明显,可明显减少制浆药剂消耗。
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硼氢化钠制氢技术及装置
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:电力、热力、燃气及水生产和供应业
技术简介
成果主要内容:近年来,环境与能源问题得到了人们的高度重视,作为绿色能源技术燃料电池也已被用作洁净电站并逐渐成为汽车的主要动力能源。硼氢化钠呈白色立方面心晶体,能溶于水、液氨、有机胺和多元醚等溶剂,具有强的还原性,在有机化学和无机化学方面有着广泛的应用。硼氢化钠水解可得高纯度氢气,为燃料电池提供高纯度燃料。硼氢化钠储氢方式不但具有金属氢化物储氢的优点,而且质量储氢密度大幅度提高,具有溶液无可燃性,储运和使用安全、制得的氢气纯度高、不需要纯化过程、氢气的生成速度容易控制、氢的储存效率高、催化剂可循环使用、常温甚至0℃下也可生成氢气、过程无污染等特点。这使得硼氢化钠制氢技术的开发研究具有十分重要的意义,成为后续能源的研究内容之一。应用范围:可作为高纯氢气来源,用于固体燃料电池,质子交换膜燃料电池,车载燃料电池或其他高纯氢需求场合。生产条件工艺条件:常压,反应温度100℃以下。主要设备:固定床反应器、分离器、泵和加料系统。市场与经济效益预测:不回收利用水解产物时,制氢原料成本约2.40元/立方米纯氢。采取低成本硼氢化钠合成工艺或水解产物回收利用工艺,制氢原料成本低,且设备投资省,具有很好的经济效益和社会效益及应用前景。合作方式:技术转让转让金额:面议项目负责人:郭瓦力
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强制传质金属膜电解法生产硼氢化钠新技术
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
项目概述(功能、用途等)国际能源署指出:实用的储氢系统必须达到5%(质量分数)及62kg/m3(体积储氢量)指标。硼氢化钠作为储氢材料,具有氢的储存效率高。硼氢化钠自身储氢质量分数为10.6%,在释放氢气时,NaBH4使水成为氢源,其理论储氢质量分数达21.2%。在实际应用中,以35%的硼氢化钠碱溶液为例,其储氢效率达7.4%,体积储氢量达78kg/m3,通过改变储存条件可以近一步提高其储氢质量分数接近其理论值21.2%。作为一种新型的制氢/储氢载体,利用NaBH4制氢/储氢具有突出的优势,但硼作为稀有资源制约基于硼氢化钠燃料电池的产业化发展,已探明的全球硼矿总储量约有4.5亿吨,中国探明的硼矿储量约4500万吨,硼矿主要分布在辽宁、吉林、青海等省区,由此可见,基于硼氢化钠燃料电池硼资源的循环再生技术迫在眉睫。硼氢化钠制氢原理是:NaBH4+2H2O→NaBO2+4H2。硼氢化钠的制氢过程产生NaBO2碱性溶液,实现硼氢化钠的制氢副产物NaBO2碱性溶液直接"充电"再生为NaBH4溶液具有重要意义:(1)实现硼资源的直接循环利用;(2)为移动燃料电池直接通过"充电"技术获得"氢燃料",特别对于数码产品和汽车用燃料电池意义重大。项目背景硼氢化钠的水溶液能以可控的方式安全地释放气态氢。水溶液中硼氢化物的自发水解一般可以通过加入NaOH加以抑制,这些溶液在催化剂如Ru或Ni的存在下可以有效地释放出氢气。从碱性NaBH4水溶液中产生氢气有很多吸引人的优点,比如:(1)NaBH4溶液可在空气中稳定达数月,只需要常规的塑料容器储运,具有质量轻,无须高压,体积小,效率高的优势;(2)氢气的产生仅在指定的催化剂存在下发生,甚至在0℃也可以进行;(3)制氢纯度高,可直接用于燃料电池即时供氢;(4)制氢速率可控,可即时按需供氢;(5)制氢无污染,安全可靠,适合车载氢源;(6)单位体积和单位重量的储氢容量很高。以上各点说明,从商业观点来看,硼氢化物水溶液是一种非常有前途的高密度氢源。硼氢化钠作为储氢材料主要应用于燃料电池直接供氢,随着硼氢化钠供氢系统(HydrogenonDemandTM)成功应用于戴姆勒-克莱斯勒公司的"钠"概念车和标志-雪铁龙汽车公司燃料电池汽车,日本佳能已经把基于硼氢化钠储氢技术的燃料电池应用于专业级DV以及户外摄影新闻级DC等器材领域。随着基于硼氢化钠的燃料电池技术日益成熟和在实践中的应用,其副产物NaBO2的直接回收利用引起各国政府和企业的重视。2001年,千年电池公司与美国硼砂公司合作共同开发NaBH4低成本生产工艺,日本的精工仪器、氢能源研究所也将制备NaBH4列为研究重点。世界各大汽车公司如标志-雪铁龙公司,通用,丰田,戴姆勒-克莱斯勒公司等均在致力于NaBH4新型生产工艺研究,中国清华大学徐柏庆等人也向国家有关部门建议组织力量攻关硼氢化钠制氢副产物NaBO2的回收技术。硼氢化钠的制备方法按照原料分类主要有(1)以有机硼为原料;(2)以三卤化硼和四氟硼酸钠为原料;(3)以硼酸脂为原料(Schlesinger法);(4)以氧化硼、磷酸硼及硼砂(Bayer法)为原料,到目前为止,硼氢化钠的放氢后NaBO2的回收方法有:化学还原法,机械和化学结合法,这些方法在制备过程总要引入还原剂碱金属氢化物如LiH,CsH,MgH2等,此外,Zhou等人申请专利,采用具有特殊结构的能产生质子氢的储氢合金载体,利用质子氢与NaBO2结合合成NaBH4的工艺路线。所有这些工艺成本高且需要引入还原剂和处理由此产生的副产物,需要回收NaBO2,返回合成车间制备NaBH4,无法现场直接实现NaBO2循环再生。电化学方法无须引入还原剂,采用最清洁的"电子"为还原试剂,实现NaBO2在阴极还原得到NaBH4。Cooper和Hale首先报道了电解法制备NaBH4的方法,但反应速率慢,电流效率低(25%),中国的孙彦广等人在前述专利的基础上,研究了电解法制备NaBH4的可能性。而这些技术存在如下缺点:电化学反应速率低,电流效率低,与实现低成本制备NaBH4有很大距离。众所周知电化学反应发生在导体(电极)与离子传导介质(电解液)之间的界面上,因此,电化学过程受到电子传递和质量传递的影响,电子传递是快速过程,质量传递受电极材料结构和反应器的影响,反应底物能否与电极有效接触将是影响反应速率和电流效率的重要因素。所有的电化学合成硼氢化钠的研究都未解决带负电荷BO2-输送到阴极的关键问题,武汉大学的杨汉西利用电场作用下负电荷BO2-向阳极运动,在BO2-向阳极运动方向上设置多孔Ni阴极,期望实现被输送到阴极,并申请了专利,从专利设计的电解槽来看,其阴极对BO2-排斥力远远对于阳极对于吸引力,从而导致BO2-在多孔Ni阴极的积累无法输送到阴极,本课题针对目前普遍存在的问题,巧妙采用强制传质多孔金属膜无隔膜电化学反应器,采用压力驱动,合理设计阴极和阳极的面积以及传质的方向和速度,从而避免还原生成的BH4-在阳极被氧化导致产率下降的缺点,其优点表现在(1)从本质上考虑和解决了BO2-被输送到阴极被还原的关键问题。(2)从电极材料结构设计和工程角度解决了BH4-在阳极被氧化的难题,从而可以使用无隔膜电解槽,大大降低生产成本。预期目标通过对金属膜电化学反应器、电极材料的研究,建立强制传质金属膜电化学反应器生产硼氢化钠的一整套新工艺。主要技术指标:电流效率达到60%以上,NaBO2回收率达到80%以上,吨NaBH4的综合生产成本降低20%以上,实现硼氢化钠燃料电池放氢后的废料直接"充电"循环再生。经济、社会和环境效益分析本项目主要是针对化学法制硼氢化钠需耗用大量贵重的金属钠,成本高,同时也限制了该产品的应用。为节省大量贵重的金属钠,降低生产成本,研究开发电解法合成硼氢化钠的新工艺。在工艺路线上,国内外最常用的方法是硼酸三甲酯-氢化钠法、硼砂-金属氢化还原法、氢化钙、偏硼酸钠-金属钠法,氢化钠-三氟化硼法。德国较早开发了第二种生产方法,相继日本也采用了这个工艺。日本的生产厂家有川岩、茂岛公司等。德国早在60年代就用这条工艺建立了年产40t的生产装置。而美国主要是采用第一种工艺。而上述方法均为化学法,或需消耗大量的有机溶剂,三废污染严重;或对设备要求较高;并且有个最大的共同点:耗用大量贵重的金属钠,成本高,限制了该产品的广泛应用。而我们的环保型"绿色"生产新工艺却很好地解决了这些问题。该成果非常适用于有丰富水电资源的地方。本研究的技术及方案具有独创性,可降低成本,便于形成产业化。具有很强的国内外两个市场竞争力。
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用硼氢化钠将多氟苯甲酸还原为多氟苯甲醇的方法
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
技术投资分析:创新性:发明了一种工艺简单、成本低的用硼氢化钠在无机金属氯化物盐存在下将多氟苯甲酸直接还原为多氟苯甲醇的方法,并可获得较高的产率(70-90%)。先进性:该方法既不需要使用昂贵的四氢铝锂,也不需要使用剧毒的硫酸二甲酯,更不需要将多氟苯甲酸转化为酰氯或者酯后再还原。从而避免了使用SOCl2后产生的污染环境和腐蚀设备问题,和转化成酯造成合成工艺路线长和生产成本升高的弊病,而且产率(70-90%)也较高。专利申请号: 200710037011.7技术的应用领域前景分析:应用性:各种多氟苯甲醇如五氟苄醇、2,3,5,6-四氟苄醇、2,3,5,6-四氟对甲苄醇、2,3,5,6-四氟对二苄醇等是农药、医药等精细化学品的重要中间体,具有广泛的应用。市场前景与产业化条件:各种多氟苯甲醇如五氟苄醇、2,3,5,6-四氟苄醇、2,3,5,6-四氟对甲苄醇、2,3,5,6-四氟对二苄醇等是农药、医药等精细化学品的重要中间体,应用广泛。而新制备方法简单直接、路线短、无污染、成本低而且产率也较高。因此本方法具有很强的竞争力,市场前景好。效益分析:本技术市场应用范围广,利润丰厚,效益十分可观。厂房条件建议:产业化不须特殊条件,普通的有机化工生产条件即可。备注:无
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一种硼氢化钠水解制氢的负载型CoB催化剂及其制备方法
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
一种硼氢化钠水解制氢的负载型CoB催化剂,它是将TiO2载体用敏化剂溶液进行敏化处理后用化学镀溶液进行化学镀得到的CoB/Ag-TiO2催化剂,其中Co的负载量的质量百分比为1~15%,银的质量百分含量为0.2%。本发明所制备的CoB/Ag-TiO2催化剂及Mo、W改性的CoB/Ag-TiO2催化剂,对于硼氢化钠水解产氢反应具有高催化活性,而且显示出良好的重复使用能力,在空气的稳定性也非常高,非常适合于实际产氢的需要。
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利用钢铁酸洗废水制备的纳米零价铁及其制备方法与应用
成熟度:通过小试
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
利用钢铁酸洗废水制备的纳米零价铁及其制备方法与应用本发明公开了一种利用钢铁酸洗废水制备的纳米零价铁及其制备方法与应用。本发明通过过滤未去除铁离子的钢铁行业酸洗废水,接着调节滤液的pH值,再依次加入乙醇溶液和聚乙烯吡咯烷酮,然后加入硼氢化钠、无水乙醇和水配制成硼氢化钠溶液,在惰性气体保护下进行搅拌反应,然后固液分离,收集固体,洗涤,干燥,得到纳米零价铁;聚乙烯吡咯烷酮的加入质量相当于反应体系中总铁离子的质量;总反应体系中硼氢化钠的摩尔数为铁离子摩尔数的至少3倍。该方法能有效地将钢铁行业酸洗废水中的铁离子转化为纳米零价铁,转化率达99%以上。通过该方法得到的纳米零价铁颗粒大小在50~80nm之间,且都为球状颗粒和具有良好的晶型,降解多溴联苯醚能力强。
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一种室温固相球磨直接合成硼氢化钠的方法
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
摘要:本发明公开了一种室温固相球磨直接合成硼氢化钠的方法,室温条件下,采用球磨机对还原剂和被还原的材料的混合物进行固相球磨,提纯后得到硼氢化钠;所述还原剂包含镁、氢化镁、铝、钙和硅化镁中一种以上;所述被还原的材料为含有结晶水的偏硼酸钠或者偏硼酸钠,或为含有结晶水的偏硼酸钠和偏硼酸钠的混合物;所述固相球磨在氩气和氢气的混合气氛或者氩气气氛或者氢气气氛下进行。本发明具有工艺简单,反应过程可控可调,反应条件温和,能耗小,成本低,产量高,无污染,安全性好,易工业化生产的优点。
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利用硼氢化钠水解制氢推动的水下运载工具
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
本发明涉及水下高速运载的装置, 旨在提供一种利用硼氢化钠水解制氢推动的水下运载工具。其推进系统包括设于船体头部的进水 口、船体尾部的气体 喷管、硼氢化钠容器和锥形反应器;进水口为部分伸入硼氢化钠容器前端的管 路,在伸入部分的管壁上开有小孔,硼氢化钠容器后部为滤网;锥形反应器的 前端经开设多个通孔的隔板与硼氢化钠容器后部相接,锥形反应器后部通过管 路连接至气体喷管;所述硼氢化钠容器中装填硼氢化钠粉末,所述锥形反应器 中装填有多孔三维结构的催化剂。本发明中硼氢化钠水解产氢速度快,使水下 运载工具获得很高的加速度;无需燃烧,易控制,推进速度高。在海洋科学调 查,海底勘测、海底电缆检测等方面具有广阔的应用前景。
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强制传质金属膜电解法生产硼氢化钠新技术
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
项目概述(功能、用途等) 国际能源署指出:实用的储氢系统必须达到5 %(质量分数)及62 kg/m3 (体积储氢量)指标。硼氢化钠作为储氢材料,具有氢的储存效率高。硼氢化钠自身储氢质量分数为10.6%,在释放氢气时,NaBH4使水成为氢源,其理论储氢质量分数达21.2 %。在实际应用中,以35 %的硼氢化钠碱溶液为例,其储氢效率达7.4 %,体积储氢量达78 kg/m3,通过改变储存条件可以近一步提高其储氢质量分数接近其理论值21.2 %。作为一种新型的制氢/储氢载体,利用NaBH4制氢/储氢具有突出的优势,但硼作为稀有资源制约基于硼氢化钠燃料电池的产业化发展,已探明的全球硼矿总储量约有4.5亿吨,中国探明的硼矿储量约4500万吨,硼矿主要分布在辽宁、吉林、青海等省区,由此可见,基于硼氢化钠燃料电池硼资源的循环再生技术迫在眉睫。硼氢化钠制氢原理是:NaBH4 + 2H2O → NaBO2 + 4H2。硼氢化钠的制氢过程产生NaBO2碱性溶液,实现硼氢化钠的制氢副产物NaBO2碱性溶液直接“充电”再生为NaBH4溶液具有重要意义:(1)实现硼资源的直接循环利用;(2)为移动燃料电池直接通过“充电”技术获得“氢燃料”,特别对于数码产品和汽车用燃料电池意义重大。项目背景硼氢化钠的水溶液能以可控的方式安全地释放气态氢。水溶液中硼氢化物的自发水解一般可以通过加入NaOH加以抑制,这些溶液在催化剂如Ru或Ni的存在下可以有效地释放出氢气。从碱性NaBH4水溶液中产生氢气有很多吸引人的优点,比如:(1)NaBH4溶液可在空气中稳定达数月,只需要常规的塑料容器储运,具有质量轻,无须高压,体积小,效率高的优势;(2)氢气的产生仅在指定的催化剂存在下发生,甚至在0℃也可以进行;(3)制氢纯度高,可直接用于燃料电池即时供氢;(4)制氢速率可控,可即时按需供氢;(5)制氢无污染,安全可靠,适合车载氢源;(6) 单位体积和单位重量的储氢容量很高。以上各点说明,从商业观点来看,硼氢化物水溶液是一种非常有前途的高密度氢源。硼氢化钠作为储氢材料主要应用于燃料电池直接供氢,随着硼氢化钠供氢系统(Hydrogen on Demand TM)成功应用于戴姆勒-克莱斯勒公司的“钠”概念车和标志-雪铁龙汽车公司燃料电池汽车,日本佳能已经把基于硼氢化钠储氢技术的燃料电池应用于专业级DV以及户外摄影新闻级DC等器材领域。随着基于硼氢化钠的燃料电池技术日益成熟和在实践中的应用,其副产物NaBO2的直接回收利用引起各国政府和企业的重视。2001年,千年电池公司与美国硼砂公司合作共同开发NaBH4低成本生产工艺,日本的精工仪器、氢能源研究所也将制备NaBH4列为研究重点。世界各大汽车公司如标志-雪铁龙公司,通用,丰田,戴姆勒-克莱斯勒公司等均在致力于NaBH4新型生产工艺研究,中国清华大学徐柏庆等人也向国家有关部门建议组织力量攻关硼氢化钠制氢副产物NaBO2的回收技术。硼氢化钠的制备方法按照原料分类主要有(1)以有机硼为原料;(2)以三卤化硼和四氟硼酸钠为原料;(3)以硼酸脂为原料(Schlesinger法);(4)以氧化硼、磷酸硼及硼砂(Bayer法)为原料,到目前为止,硼氢化钠的放氢后NaBO2 的回收方法有:化学还原法,机械和化学结合法,这些方法在制备过程总要引入还原剂碱金属氢化物如LiH,CsH,MgH2等,此外,Zhou等人申请专利,采用具有特殊结构的能产生质子氢的储氢合金载体,利用质子氢与NaBO2结合合成NaBH4的工艺路线。所有这些工艺成本高且需要引入还原剂和处理由此产生的副产物,需要回收NaBO2,返回合成车间制备NaBH4,无法现场直接实现NaBO2循环再生。电化学方法无须引入还原剂,采用最清洁的“电子”为还原试剂,实现NaBO2在阴极还原得到NaBH4。Cooper和Hale首先报道了电解法制备NaBH4的方法,但反应速率慢,电流效率低(<25%),中国的孙彦广等人在前述专利的基础上,研究了电解法制备NaBH4的可能性。而这些技术存在如下缺点:电化学反应速率低,电流效率低,与实现低成本制备NaBH4有很大距离。众所周知电化学反应发生在导体(电极)与离子传导介质(电解液)之间的界面上,因此,电化学过程受到电子传递和质量传递的影响,电子传递是快速过程,质量传递受电极材料结构和反应器的影响,反应底物能否与电极有效接触将是影响反应速率和电流效率的重要因素。所有的电化学合成硼氢化钠的研究都未解决带负电荷BO2-输送到阴极的关键问题,武汉大学的杨汉西利用电场作用下负电荷BO2-向阳极运动,在BO2-向阳极运动方向上设置多孔Ni阴极,期望实现被输送到阴极,并申请了专利,从专利设计的电解槽来看,其阴极对BO2-排斥力远远对于阳极对于吸引力,从而导致BO2-在多孔Ni阴极的积累无法输送到阴极,本课题针对目前普遍存在的问题,巧妙采用强制传质多孔金属膜无隔膜电化学反应器,采用压力驱动,合理设计阴极和阳极的面积以及传质的方向和速度,从而避免还原生成的BH4-在阳极被氧化导致产率下降的缺点,其优点表现在(1)从本质上考虑和解决了BO2-被输送到阴极被还原的关键问题。(2)从电极材料结构设计和工程角度解决了BH4-在阳极被氧化的难题,从而可以使用无隔膜电解槽,大大降低生产成本。预期目标通过对金属膜电化学反应器、电极材料的研究,建立强制传质金属膜电化学反应器生产硼氢化钠的一整套新工艺。主要技术指标:电流效率达到60%以上,NaBO2回收率达到80%以上,吨NaBH4的综合生产成本降低20%以上,实现硼氢化钠燃料电池放氢后的废料直接“充电”循环再生。
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一种三价钛离子自掺杂二氧化钛纳米片催化剂
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
摘要:一种三价钛离子自掺杂二氧化钛纳米片催化剂,采用水热反应法,先制备出二氧化钛纳米片,然后使用硼氢化钠对其进行还原,得到三价钛离子自掺杂二氧化钛纳米片催化剂。本发明采用硼氢化钠,使得二氧化钛纳米片上的部分Ti4+被还原成Ti3+而达到自掺杂的目的,通过控制还原剂硼氢化钠的用量来控制二氧化钛纳米片中Ti4+与Ti3+的比例,得到具有优异光催化性能的光催化材料。该光催化材料相较于现有二氧化钛材料,具有优异的光催化性能,在光催化处理有机污染物领域具有很好的应用前景。
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硼氢化钠和过氧化氢联合促进硫酸盐法制浆的工艺
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:水利、环境和公共设施管理业
技术简介
本发明公开了一种硼氢化钠和过氧化氢联合促进硫酸盐法制浆的工艺,属于制浆新技术,在硼氢化钠和过氧化氢存在的条件下,对植物原料进行处理;本发明采用无污染的制浆技术,原料用量少,对环境条件无苛刻要求,改善制浆各项性能明显,可明显减少制浆药剂消耗。
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硼氢化钠制氢技术及装置
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:电力、热力、燃气及水生产和供应业
技术简介
成果主要内容:近年来,环境与能源问题得到了人们的高度重视,作为绿色能源技术燃料电池也已被用作洁净电站并逐渐成为汽车的主要动力能源。硼氢化钠呈白色立方面心晶体,能溶于水、液氨、有机胺和多元醚等溶剂,具有强的还原性,在有机化学和无机化学方面有着广泛的应用。硼氢化钠水解可得高纯度氢气,为燃料电池提供高纯度燃料。硼氢化钠储氢方式不但具有金属氢化物储氢的优点,而且质量储氢密度大幅度提高,具有溶液无可燃性,储运和使用安全、制得的氢气纯度高、不需要纯化过程、氢气的生成速度容易控制、氢的储存效率高、催化剂可循环使用、常温甚至0℃下也可生成氢气、过程无污染等特点。这使得硼氢化钠制氢技术的开发研究具有十分重要的意义,成为后续能源的研究内容之一。应用范围:可作为高纯氢气来源,用于固体燃料电池,质子交换膜燃料电池,车载燃料电池或其他高纯氢需求场合。生产条件工艺条件:常压,反应温度100℃以下。主要设备:固定床反应器、分离器、泵和加料系统。市场与经济效益预测:不回收利用水解产物时,制氢原料成本约2.40元/立方米纯氢。采取低成本硼氢化钠合成工艺或水解产物回收利用工艺,制氢原料成本低,且设备投资省,具有很好的经济效益和社会效益及应用前景。合作方式:技术转让转让金额:面议项目负责人:郭瓦力
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强制传质金属膜电解法生产硼氢化钠新技术
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
项目概述(功能、用途等)国际能源署指出:实用的储氢系统必须达到5%(质量分数)及62kg/m3(体积储氢量)指标。硼氢化钠作为储氢材料,具有氢的储存效率高。硼氢化钠自身储氢质量分数为10.6%,在释放氢气时,NaBH4使水成为氢源,其理论储氢质量分数达21.2%。在实际应用中,以35%的硼氢化钠碱溶液为例,其储氢效率达7.4%,体积储氢量达78kg/m3,通过改变储存条件可以近一步提高其储氢质量分数接近其理论值21.2%。作为一种新型的制氢/储氢载体,利用NaBH4制氢/储氢具有突出的优势,但硼作为稀有资源制约基于硼氢化钠燃料电池的产业化发展,已探明的全球硼矿总储量约有4.5亿吨,中国探明的硼矿储量约4500万吨,硼矿主要分布在辽宁、吉林、青海等省区,由此可见,基于硼氢化钠燃料电池硼资源的循环再生技术迫在眉睫。硼氢化钠制氢原理是:NaBH4+2H2O→NaBO2+4H2。硼氢化钠的制氢过程产生NaBO2碱性溶液,实现硼氢化钠的制氢副产物NaBO2碱性溶液直接"充电"再生为NaBH4溶液具有重要意义:(1)实现硼资源的直接循环利用;(2)为移动燃料电池直接通过"充电"技术获得"氢燃料",特别对于数码产品和汽车用燃料电池意义重大。项目背景硼氢化钠的水溶液能以可控的方式安全地释放气态氢。水溶液中硼氢化物的自发水解一般可以通过加入NaOH加以抑制,这些溶液在催化剂如Ru或Ni的存在下可以有效地释放出氢气。从碱性NaBH4水溶液中产生氢气有很多吸引人的优点,比如:(1)NaBH4溶液可在空气中稳定达数月,只需要常规的塑料容器储运,具有质量轻,无须高压,体积小,效率高的优势;(2)氢气的产生仅在指定的催化剂存在下发生,甚至在0℃也可以进行;(3)制氢纯度高,可直接用于燃料电池即时供氢;(4)制氢速率可控,可即时按需供氢;(5)制氢无污染,安全可靠,适合车载氢源;(6)单位体积和单位重量的储氢容量很高。以上各点说明,从商业观点来看,硼氢化物水溶液是一种非常有前途的高密度氢源。硼氢化钠作为储氢材料主要应用于燃料电池直接供氢,随着硼氢化钠供氢系统(HydrogenonDemandTM)成功应用于戴姆勒-克莱斯勒公司的"钠"概念车和标志-雪铁龙汽车公司燃料电池汽车,日本佳能已经把基于硼氢化钠储氢技术的燃料电池应用于专业级DV以及户外摄影新闻级DC等器材领域。随着基于硼氢化钠的燃料电池技术日益成熟和在实践中的应用,其副产物NaBO2的直接回收利用引起各国政府和企业的重视。2001年,千年电池公司与美国硼砂公司合作共同开发NaBH4低成本生产工艺,日本的精工仪器、氢能源研究所也将制备NaBH4列为研究重点。世界各大汽车公司如标志-雪铁龙公司,通用,丰田,戴姆勒-克莱斯勒公司等均在致力于NaBH4新型生产工艺研究,中国清华大学徐柏庆等人也向国家有关部门建议组织力量攻关硼氢化钠制氢副产物NaBO2的回收技术。硼氢化钠的制备方法按照原料分类主要有(1)以有机硼为原料;(2)以三卤化硼和四氟硼酸钠为原料;(3)以硼酸脂为原料(Schlesinger法);(4)以氧化硼、磷酸硼及硼砂(Bayer法)为原料,到目前为止,硼氢化钠的放氢后NaBO2的回收方法有:化学还原法,机械和化学结合法,这些方法在制备过程总要引入还原剂碱金属氢化物如LiH,CsH,MgH2等,此外,Zhou等人申请专利,采用具有特殊结构的能产生质子氢的储氢合金载体,利用质子氢与NaBO2结合合成NaBH4的工艺路线。所有这些工艺成本高且需要引入还原剂和处理由此产生的副产物,需要回收NaBO2,返回合成车间制备NaBH4,无法现场直接实现NaBO2循环再生。电化学方法无须引入还原剂,采用最清洁的"电子"为还原试剂,实现NaBO2在阴极还原得到NaBH4。Cooper和Hale首先报道了电解法制备NaBH4的方法,但反应速率慢,电流效率低(25%),中国的孙彦广等人在前述专利的基础上,研究了电解法制备NaBH4的可能性。而这些技术存在如下缺点:电化学反应速率低,电流效率低,与实现低成本制备NaBH4有很大距离。众所周知电化学反应发生在导体(电极)与离子传导介质(电解液)之间的界面上,因此,电化学过程受到电子传递和质量传递的影响,电子传递是快速过程,质量传递受电极材料结构和反应器的影响,反应底物能否与电极有效接触将是影响反应速率和电流效率的重要因素。所有的电化学合成硼氢化钠的研究都未解决带负电荷BO2-输送到阴极的关键问题,武汉大学的杨汉西利用电场作用下负电荷BO2-向阳极运动,在BO2-向阳极运动方向上设置多孔Ni阴极,期望实现被输送到阴极,并申请了专利,从专利设计的电解槽来看,其阴极对BO2-排斥力远远对于阳极对于吸引力,从而导致BO2-在多孔Ni阴极的积累无法输送到阴极,本课题针对目前普遍存在的问题,巧妙采用强制传质多孔金属膜无隔膜电化学反应器,采用压力驱动,合理设计阴极和阳极的面积以及传质的方向和速度,从而避免还原生成的BH4-在阳极被氧化导致产率下降的缺点,其优点表现在(1)从本质上考虑和解决了BO2-被输送到阴极被还原的关键问题。(2)从电极材料结构设计和工程角度解决了BH4-在阳极被氧化的难题,从而可以使用无隔膜电解槽,大大降低生产成本。预期目标通过对金属膜电化学反应器、电极材料的研究,建立强制传质金属膜电化学反应器生产硼氢化钠的一整套新工艺。主要技术指标:电流效率达到60%以上,NaBO2回收率达到80%以上,吨NaBH4的综合生产成本降低20%以上,实现硼氢化钠燃料电池放氢后的废料直接"充电"循环再生。经济、社会和环境效益分析本项目主要是针对化学法制硼氢化钠需耗用大量贵重的金属钠,成本高,同时也限制了该产品的应用。为节省大量贵重的金属钠,降低生产成本,研究开发电解法合成硼氢化钠的新工艺。在工艺路线上,国内外最常用的方法是硼酸三甲酯-氢化钠法、硼砂-金属氢化还原法、氢化钙、偏硼酸钠-金属钠法,氢化钠-三氟化硼法。德国较早开发了第二种生产方法,相继日本也采用了这个工艺。日本的生产厂家有川岩、茂岛公司等。德国早在60年代就用这条工艺建立了年产40t的生产装置。而美国主要是采用第一种工艺。而上述方法均为化学法,或需消耗大量的有机溶剂,三废污染严重;或对设备要求较高;并且有个最大的共同点:耗用大量贵重的金属钠,成本高,限制了该产品的广泛应用。而我们的环保型"绿色"生产新工艺却很好地解决了这些问题。该成果非常适用于有丰富水电资源的地方。本研究的技术及方案具有独创性,可降低成本,便于形成产业化。具有很强的国内外两个市场竞争力。
找到11项技术成果数据。
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用硼氢化钠将多氟苯甲酸还原为多氟苯甲醇的方法
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
技术投资分析:创新性:发明了一种工艺简单、成本低的用硼氢化钠在无机金属氯化物盐存在下将多氟苯甲酸直接还原为多氟苯甲醇的方法,并可获得较高的产率(70-90%)。先进性:该方法既不需要使用昂贵的四氢铝锂,也不需要使用剧毒的硫酸二甲酯,更不需要将多氟苯甲酸转化为酰氯或者酯后再还原。从而避免了使用SOCl2后产生的污染环境和腐蚀设备问题,和转化成酯造成合成工艺路线长和生产成本升高的弊病,而且产率(70-90%)也较高。专利申请号: 200710037011.7技术的应用领域前景分析:应用性:各种多氟苯甲醇如五氟苄醇、2,3,5,6-四氟苄醇、2,3,5,6-四氟对甲苄醇、2,3,5,6-四氟对二苄醇等是农药、医药等精细化学品的重要中间体,具有广泛的应用。市场前景与产业化条件:各种多氟苯甲醇如五氟苄醇、2,3,5,6-四氟苄醇、2,3,5,6-四氟对甲苄醇、2,3,5,6-四氟对二苄醇等是农药、医药等精细化学品的重要中间体,应用广泛。而新制备方法简单直接、路线短、无污染、成本低而且产率也较高。因此本方法具有很强的竞争力,市场前景好。效益分析:本技术市场应用范围广,利润丰厚,效益十分可观。厂房条件建议:产业化不须特殊条件,普通的有机化工生产条件即可。备注:无
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一种硼氢化钠水解制氢的负载型CoB催化剂及其制备方法
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
一种硼氢化钠水解制氢的负载型CoB催化剂,它是将TiO2载体用敏化剂溶液进行敏化处理后用化学镀溶液进行化学镀得到的CoB/Ag-TiO2催化剂,其中Co的负载量的质量百分比为1~15%,银的质量百分含量为0.2%。本发明所制备的CoB/Ag-TiO2催化剂及Mo、W改性的CoB/Ag-TiO2催化剂,对于硼氢化钠水解产氢反应具有高催化活性,而且显示出良好的重复使用能力,在空气的稳定性也非常高,非常适合于实际产氢的需要。
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利用钢铁酸洗废水制备的纳米零价铁及其制备方法与应用
成熟度:通过小试
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
利用钢铁酸洗废水制备的纳米零价铁及其制备方法与应用本发明公开了一种利用钢铁酸洗废水制备的纳米零价铁及其制备方法与应用。本发明通过过滤未去除铁离子的钢铁行业酸洗废水,接着调节滤液的pH值,再依次加入乙醇溶液和聚乙烯吡咯烷酮,然后加入硼氢化钠、无水乙醇和水配制成硼氢化钠溶液,在惰性气体保护下进行搅拌反应,然后固液分离,收集固体,洗涤,干燥,得到纳米零价铁;聚乙烯吡咯烷酮的加入质量相当于反应体系中总铁离子的质量;总反应体系中硼氢化钠的摩尔数为铁离子摩尔数的至少3倍。该方法能有效地将钢铁行业酸洗废水中的铁离子转化为纳米零价铁,转化率达99%以上。通过该方法得到的纳米零价铁颗粒大小在50~80nm之间,且都为球状颗粒和具有良好的晶型,降解多溴联苯醚能力强。
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一种室温固相球磨直接合成硼氢化钠的方法
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
摘要:本发明公开了一种室温固相球磨直接合成硼氢化钠的方法,室温条件下,采用球磨机对还原剂和被还原的材料的混合物进行固相球磨,提纯后得到硼氢化钠;所述还原剂包含镁、氢化镁、铝、钙和硅化镁中一种以上;所述被还原的材料为含有结晶水的偏硼酸钠或者偏硼酸钠,或为含有结晶水的偏硼酸钠和偏硼酸钠的混合物;所述固相球磨在氩气和氢气的混合气氛或者氩气气氛或者氢气气氛下进行。本发明具有工艺简单,反应过程可控可调,反应条件温和,能耗小,成本低,产量高,无污染,安全性好,易工业化生产的优点。
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利用硼氢化钠水解制氢推动的水下运载工具
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
本发明涉及水下高速运载的装置, 旨在提供一种利用硼氢化钠水解制氢推动的水下运载工具。其推进系统包括设于船体头部的进水 口、船体尾部的气体 喷管、硼氢化钠容器和锥形反应器;进水口为部分伸入硼氢化钠容器前端的管 路,在伸入部分的管壁上开有小孔,硼氢化钠容器后部为滤网;锥形反应器的 前端经开设多个通孔的隔板与硼氢化钠容器后部相接,锥形反应器后部通过管 路连接至气体喷管;所述硼氢化钠容器中装填硼氢化钠粉末,所述锥形反应器 中装填有多孔三维结构的催化剂。本发明中硼氢化钠水解产氢速度快,使水下 运载工具获得很高的加速度;无需燃烧,易控制,推进速度高。在海洋科学调 查,海底勘测、海底电缆检测等方面具有广阔的应用前景。
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强制传质金属膜电解法生产硼氢化钠新技术
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
项目概述(功能、用途等) 国际能源署指出:实用的储氢系统必须达到5 %(质量分数)及62 kg/m3 (体积储氢量)指标。硼氢化钠作为储氢材料,具有氢的储存效率高。硼氢化钠自身储氢质量分数为10.6%,在释放氢气时,NaBH4使水成为氢源,其理论储氢质量分数达21.2 %。在实际应用中,以35 %的硼氢化钠碱溶液为例,其储氢效率达7.4 %,体积储氢量达78 kg/m3,通过改变储存条件可以近一步提高其储氢质量分数接近其理论值21.2 %。作为一种新型的制氢/储氢载体,利用NaBH4制氢/储氢具有突出的优势,但硼作为稀有资源制约基于硼氢化钠燃料电池的产业化发展,已探明的全球硼矿总储量约有4.5亿吨,中国探明的硼矿储量约4500万吨,硼矿主要分布在辽宁、吉林、青海等省区,由此可见,基于硼氢化钠燃料电池硼资源的循环再生技术迫在眉睫。硼氢化钠制氢原理是:NaBH4 + 2H2O → NaBO2 + 4H2。硼氢化钠的制氢过程产生NaBO2碱性溶液,实现硼氢化钠的制氢副产物NaBO2碱性溶液直接“充电”再生为NaBH4溶液具有重要意义:(1)实现硼资源的直接循环利用;(2)为移动燃料电池直接通过“充电”技术获得“氢燃料”,特别对于数码产品和汽车用燃料电池意义重大。项目背景硼氢化钠的水溶液能以可控的方式安全地释放气态氢。水溶液中硼氢化物的自发水解一般可以通过加入NaOH加以抑制,这些溶液在催化剂如Ru或Ni的存在下可以有效地释放出氢气。从碱性NaBH4水溶液中产生氢气有很多吸引人的优点,比如:(1)NaBH4溶液可在空气中稳定达数月,只需要常规的塑料容器储运,具有质量轻,无须高压,体积小,效率高的优势;(2)氢气的产生仅在指定的催化剂存在下发生,甚至在0℃也可以进行;(3)制氢纯度高,可直接用于燃料电池即时供氢;(4)制氢速率可控,可即时按需供氢;(5)制氢无污染,安全可靠,适合车载氢源;(6) 单位体积和单位重量的储氢容量很高。以上各点说明,从商业观点来看,硼氢化物水溶液是一种非常有前途的高密度氢源。硼氢化钠作为储氢材料主要应用于燃料电池直接供氢,随着硼氢化钠供氢系统(Hydrogen on Demand TM)成功应用于戴姆勒-克莱斯勒公司的“钠”概念车和标志-雪铁龙汽车公司燃料电池汽车,日本佳能已经把基于硼氢化钠储氢技术的燃料电池应用于专业级DV以及户外摄影新闻级DC等器材领域。随着基于硼氢化钠的燃料电池技术日益成熟和在实践中的应用,其副产物NaBO2的直接回收利用引起各国政府和企业的重视。2001年,千年电池公司与美国硼砂公司合作共同开发NaBH4低成本生产工艺,日本的精工仪器、氢能源研究所也将制备NaBH4列为研究重点。世界各大汽车公司如标志-雪铁龙公司,通用,丰田,戴姆勒-克莱斯勒公司等均在致力于NaBH4新型生产工艺研究,中国清华大学徐柏庆等人也向国家有关部门建议组织力量攻关硼氢化钠制氢副产物NaBO2的回收技术。硼氢化钠的制备方法按照原料分类主要有(1)以有机硼为原料;(2)以三卤化硼和四氟硼酸钠为原料;(3)以硼酸脂为原料(Schlesinger法);(4)以氧化硼、磷酸硼及硼砂(Bayer法)为原料,到目前为止,硼氢化钠的放氢后NaBO2 的回收方法有:化学还原法,机械和化学结合法,这些方法在制备过程总要引入还原剂碱金属氢化物如LiH,CsH,MgH2等,此外,Zhou等人申请专利,采用具有特殊结构的能产生质子氢的储氢合金载体,利用质子氢与NaBO2结合合成NaBH4的工艺路线。所有这些工艺成本高且需要引入还原剂和处理由此产生的副产物,需要回收NaBO2,返回合成车间制备NaBH4,无法现场直接实现NaBO2循环再生。电化学方法无须引入还原剂,采用最清洁的“电子”为还原试剂,实现NaBO2在阴极还原得到NaBH4。Cooper和Hale首先报道了电解法制备NaBH4的方法,但反应速率慢,电流效率低(<25%),中国的孙彦广等人在前述专利的基础上,研究了电解法制备NaBH4的可能性。而这些技术存在如下缺点:电化学反应速率低,电流效率低,与实现低成本制备NaBH4有很大距离。众所周知电化学反应发生在导体(电极)与离子传导介质(电解液)之间的界面上,因此,电化学过程受到电子传递和质量传递的影响,电子传递是快速过程,质量传递受电极材料结构和反应器的影响,反应底物能否与电极有效接触将是影响反应速率和电流效率的重要因素。所有的电化学合成硼氢化钠的研究都未解决带负电荷BO2-输送到阴极的关键问题,武汉大学的杨汉西利用电场作用下负电荷BO2-向阳极运动,在BO2-向阳极运动方向上设置多孔Ni阴极,期望实现被输送到阴极,并申请了专利,从专利设计的电解槽来看,其阴极对BO2-排斥力远远对于阳极对于吸引力,从而导致BO2-在多孔Ni阴极的积累无法输送到阴极,本课题针对目前普遍存在的问题,巧妙采用强制传质多孔金属膜无隔膜电化学反应器,采用压力驱动,合理设计阴极和阳极的面积以及传质的方向和速度,从而避免还原生成的BH4-在阳极被氧化导致产率下降的缺点,其优点表现在(1)从本质上考虑和解决了BO2-被输送到阴极被还原的关键问题。(2)从电极材料结构设计和工程角度解决了BH4-在阳极被氧化的难题,从而可以使用无隔膜电解槽,大大降低生产成本。预期目标通过对金属膜电化学反应器、电极材料的研究,建立强制传质金属膜电化学反应器生产硼氢化钠的一整套新工艺。主要技术指标:电流效率达到60%以上,NaBO2回收率达到80%以上,吨NaBH4的综合生产成本降低20%以上,实现硼氢化钠燃料电池放氢后的废料直接“充电”循环再生。
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一种三价钛离子自掺杂二氧化钛纳米片催化剂
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
摘要:一种三价钛离子自掺杂二氧化钛纳米片催化剂,采用水热反应法,先制备出二氧化钛纳米片,然后使用硼氢化钠对其进行还原,得到三价钛离子自掺杂二氧化钛纳米片催化剂。本发明采用硼氢化钠,使得二氧化钛纳米片上的部分Ti4+被还原成Ti3+而达到自掺杂的目的,通过控制还原剂硼氢化钠的用量来控制二氧化钛纳米片中Ti4+与Ti3+的比例,得到具有优异光催化性能的光催化材料。该光催化材料相较于现有二氧化钛材料,具有优异的光催化性能,在光催化处理有机污染物领域具有很好的应用前景。
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硼氢化钠和过氧化氢联合促进硫酸盐法制浆的工艺
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:水利、环境和公共设施管理业
技术简介
本发明公开了一种硼氢化钠和过氧化氢联合促进硫酸盐法制浆的工艺,属于制浆新技术,在硼氢化钠和过氧化氢存在的条件下,对植物原料进行处理;本发明采用无污染的制浆技术,原料用量少,对环境条件无苛刻要求,改善制浆各项性能明显,可明显减少制浆药剂消耗。
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硼氢化钠制氢技术及装置
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:电力、热力、燃气及水生产和供应业
技术简介
成果主要内容:近年来,环境与能源问题得到了人们的高度重视,作为绿色能源技术燃料电池也已被用作洁净电站并逐渐成为汽车的主要动力能源。硼氢化钠呈白色立方面心晶体,能溶于水、液氨、有机胺和多元醚等溶剂,具有强的还原性,在有机化学和无机化学方面有着广泛的应用。硼氢化钠水解可得高纯度氢气,为燃料电池提供高纯度燃料。硼氢化钠储氢方式不但具有金属氢化物储氢的优点,而且质量储氢密度大幅度提高,具有溶液无可燃性,储运和使用安全、制得的氢气纯度高、不需要纯化过程、氢气的生成速度容易控制、氢的储存效率高、催化剂可循环使用、常温甚至0℃下也可生成氢气、过程无污染等特点。这使得硼氢化钠制氢技术的开发研究具有十分重要的意义,成为后续能源的研究内容之一。应用范围:可作为高纯氢气来源,用于固体燃料电池,质子交换膜燃料电池,车载燃料电池或其他高纯氢需求场合。生产条件工艺条件:常压,反应温度100℃以下。主要设备:固定床反应器、分离器、泵和加料系统。市场与经济效益预测:不回收利用水解产物时,制氢原料成本约2.40元/立方米纯氢。采取低成本硼氢化钠合成工艺或水解产物回收利用工艺,制氢原料成本低,且设备投资省,具有很好的经济效益和社会效益及应用前景。合作方式:技术转让转让金额:面议项目负责人:郭瓦力
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强制传质金属膜电解法生产硼氢化钠新技术
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
项目概述(功能、用途等)国际能源署指出:实用的储氢系统必须达到5%(质量分数)及62kg/m3(体积储氢量)指标。硼氢化钠作为储氢材料,具有氢的储存效率高。硼氢化钠自身储氢质量分数为10.6%,在释放氢气时,NaBH4使水成为氢源,其理论储氢质量分数达21.2%。在实际应用中,以35%的硼氢化钠碱溶液为例,其储氢效率达7.4%,体积储氢量达78kg/m3,通过改变储存条件可以近一步提高其储氢质量分数接近其理论值21.2%。作为一种新型的制氢/储氢载体,利用NaBH4制氢/储氢具有突出的优势,但硼作为稀有资源制约基于硼氢化钠燃料电池的产业化发展,已探明的全球硼矿总储量约有4.5亿吨,中国探明的硼矿储量约4500万吨,硼矿主要分布在辽宁、吉林、青海等省区,由此可见,基于硼氢化钠燃料电池硼资源的循环再生技术迫在眉睫。硼氢化钠制氢原理是:NaBH4+2H2O→NaBO2+4H2。硼氢化钠的制氢过程产生NaBO2碱性溶液,实现硼氢化钠的制氢副产物NaBO2碱性溶液直接"充电"再生为NaBH4溶液具有重要意义:(1)实现硼资源的直接循环利用;(2)为移动燃料电池直接通过"充电"技术获得"氢燃料",特别对于数码产品和汽车用燃料电池意义重大。项目背景硼氢化钠的水溶液能以可控的方式安全地释放气态氢。水溶液中硼氢化物的自发水解一般可以通过加入NaOH加以抑制,这些溶液在催化剂如Ru或Ni的存在下可以有效地释放出氢气。从碱性NaBH4水溶液中产生氢气有很多吸引人的优点,比如:(1)NaBH4溶液可在空气中稳定达数月,只需要常规的塑料容器储运,具有质量轻,无须高压,体积小,效率高的优势;(2)氢气的产生仅在指定的催化剂存在下发生,甚至在0℃也可以进行;(3)制氢纯度高,可直接用于燃料电池即时供氢;(4)制氢速率可控,可即时按需供氢;(5)制氢无污染,安全可靠,适合车载氢源;(6)单位体积和单位重量的储氢容量很高。以上各点说明,从商业观点来看,硼氢化物水溶液是一种非常有前途的高密度氢源。硼氢化钠作为储氢材料主要应用于燃料电池直接供氢,随着硼氢化钠供氢系统(HydrogenonDemandTM)成功应用于戴姆勒-克莱斯勒公司的"钠"概念车和标志-雪铁龙汽车公司燃料电池汽车,日本佳能已经把基于硼氢化钠储氢技术的燃料电池应用于专业级DV以及户外摄影新闻级DC等器材领域。随着基于硼氢化钠的燃料电池技术日益成熟和在实践中的应用,其副产物NaBO2的直接回收利用引起各国政府和企业的重视。2001年,千年电池公司与美国硼砂公司合作共同开发NaBH4低成本生产工艺,日本的精工仪器、氢能源研究所也将制备NaBH4列为研究重点。世界各大汽车公司如标志-雪铁龙公司,通用,丰田,戴姆勒-克莱斯勒公司等均在致力于NaBH4新型生产工艺研究,中国清华大学徐柏庆等人也向国家有关部门建议组织力量攻关硼氢化钠制氢副产物NaBO2的回收技术。硼氢化钠的制备方法按照原料分类主要有(1)以有机硼为原料;(2)以三卤化硼和四氟硼酸钠为原料;(3)以硼酸脂为原料(Schlesinger法);(4)以氧化硼、磷酸硼及硼砂(Bayer法)为原料,到目前为止,硼氢化钠的放氢后NaBO2的回收方法有:化学还原法,机械和化学结合法,这些方法在制备过程总要引入还原剂碱金属氢化物如LiH,CsH,MgH2等,此外,Zhou等人申请专利,采用具有特殊结构的能产生质子氢的储氢合金载体,利用质子氢与NaBO2结合合成NaBH4的工艺路线。所有这些工艺成本高且需要引入还原剂和处理由此产生的副产物,需要回收NaBO2,返回合成车间制备NaBH4,无法现场直接实现NaBO2循环再生。电化学方法无须引入还原剂,采用最清洁的"电子"为还原试剂,实现NaBO2在阴极还原得到NaBH4。Cooper和Hale首先报道了电解法制备NaBH4的方法,但反应速率慢,电流效率低(25%),中国的孙彦广等人在前述专利的基础上,研究了电解法制备NaBH4的可能性。而这些技术存在如下缺点:电化学反应速率低,电流效率低,与实现低成本制备NaBH4有很大距离。众所周知电化学反应发生在导体(电极)与离子传导介质(电解液)之间的界面上,因此,电化学过程受到电子传递和质量传递的影响,电子传递是快速过程,质量传递受电极材料结构和反应器的影响,反应底物能否与电极有效接触将是影响反应速率和电流效率的重要因素。所有的电化学合成硼氢化钠的研究都未解决带负电荷BO2-输送到阴极的关键问题,武汉大学的杨汉西利用电场作用下负电荷BO2-向阳极运动,在BO2-向阳极运动方向上设置多孔Ni阴极,期望实现被输送到阴极,并申请了专利,从专利设计的电解槽来看,其阴极对BO2-排斥力远远对于阳极对于吸引力,从而导致BO2-在多孔Ni阴极的积累无法输送到阴极,本课题针对目前普遍存在的问题,巧妙采用强制传质多孔金属膜无隔膜电化学反应器,采用压力驱动,合理设计阴极和阳极的面积以及传质的方向和速度,从而避免还原生成的BH4-在阳极被氧化导致产率下降的缺点,其优点表现在(1)从本质上考虑和解决了BO2-被输送到阴极被还原的关键问题。(2)从电极材料结构设计和工程角度解决了BH4-在阳极被氧化的难题,从而可以使用无隔膜电解槽,大大降低生产成本。预期目标通过对金属膜电化学反应器、电极材料的研究,建立强制传质金属膜电化学反应器生产硼氢化钠的一整套新工艺。主要技术指标:电流效率达到60%以上,NaBO2回收率达到80%以上,吨NaBH4的综合生产成本降低20%以上,实现硼氢化钠燃料电池放氢后的废料直接"充电"循环再生。经济、社会和环境效益分析本项目主要是针对化学法制硼氢化钠需耗用大量贵重的金属钠,成本高,同时也限制了该产品的应用。为节省大量贵重的金属钠,降低生产成本,研究开发电解法合成硼氢化钠的新工艺。在工艺路线上,国内外最常用的方法是硼酸三甲酯-氢化钠法、硼砂-金属氢化还原法、氢化钙、偏硼酸钠-金属钠法,氢化钠-三氟化硼法。德国较早开发了第二种生产方法,相继日本也采用了这个工艺。日本的生产厂家有川岩、茂岛公司等。德国早在60年代就用这条工艺建立了年产40t的生产装置。而美国主要是采用第一种工艺。而上述方法均为化学法,或需消耗大量的有机溶剂,三废污染严重;或对设备要求较高;并且有个最大的共同点:耗用大量贵重的金属钠,成本高,限制了该产品的广泛应用。而我们的环保型"绿色"生产新工艺却很好地解决了这些问题。该成果非常适用于有丰富水电资源的地方。本研究的技术及方案具有独创性,可降低成本,便于形成产业化。具有很强的国内外两个市场竞争力。
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用硼氢化钠将多氟苯甲酸还原为多氟苯甲醇的方法
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
技术投资分析:创新性:发明了一种工艺简单、成本低的用硼氢化钠在无机金属氯化物盐存在下将多氟苯甲酸直接还原为多氟苯甲醇的方法,并可获得较高的产率(70-90%)。先进性:该方法既不需要使用昂贵的四氢铝锂,也不需要使用剧毒的硫酸二甲酯,更不需要将多氟苯甲酸转化为酰氯或者酯后再还原。从而避免了使用SOCl2后产生的污染环境和腐蚀设备问题,和转化成酯造成合成工艺路线长和生产成本升高的弊病,而且产率(70-90%)也较高。专利申请号: 200710037011.7技术的应用领域前景分析:应用性:各种多氟苯甲醇如五氟苄醇、2,3,5,6-四氟苄醇、2,3,5,6-四氟对甲苄醇、2,3,5,6-四氟对二苄醇等是农药、医药等精细化学品的重要中间体,具有广泛的应用。市场前景与产业化条件:各种多氟苯甲醇如五氟苄醇、2,3,5,6-四氟苄醇、2,3,5,6-四氟对甲苄醇、2,3,5,6-四氟对二苄醇等是农药、医药等精细化学品的重要中间体,应用广泛。而新制备方法简单直接、路线短、无污染、成本低而且产率也较高。因此本方法具有很强的竞争力,市场前景好。效益分析:本技术市场应用范围广,利润丰厚,效益十分可观。厂房条件建议:产业化不须特殊条件,普通的有机化工生产条件即可。备注:无
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一种硼氢化钠水解制氢的负载型CoB催化剂及其制备方法
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
一种硼氢化钠水解制氢的负载型CoB催化剂,它是将TiO2载体用敏化剂溶液进行敏化处理后用化学镀溶液进行化学镀得到的CoB/Ag-TiO2催化剂,其中Co的负载量的质量百分比为1~15%,银的质量百分含量为0.2%。本发明所制备的CoB/Ag-TiO2催化剂及Mo、W改性的CoB/Ag-TiO2催化剂,对于硼氢化钠水解产氢反应具有高催化活性,而且显示出良好的重复使用能力,在空气的稳定性也非常高,非常适合于实际产氢的需要。
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利用钢铁酸洗废水制备的纳米零价铁及其制备方法与应用
成熟度:通过小试
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
利用钢铁酸洗废水制备的纳米零价铁及其制备方法与应用本发明公开了一种利用钢铁酸洗废水制备的纳米零价铁及其制备方法与应用。本发明通过过滤未去除铁离子的钢铁行业酸洗废水,接着调节滤液的pH值,再依次加入乙醇溶液和聚乙烯吡咯烷酮,然后加入硼氢化钠、无水乙醇和水配制成硼氢化钠溶液,在惰性气体保护下进行搅拌反应,然后固液分离,收集固体,洗涤,干燥,得到纳米零价铁;聚乙烯吡咯烷酮的加入质量相当于反应体系中总铁离子的质量;总反应体系中硼氢化钠的摩尔数为铁离子摩尔数的至少3倍。该方法能有效地将钢铁行业酸洗废水中的铁离子转化为纳米零价铁,转化率达99%以上。通过该方法得到的纳米零价铁颗粒大小在50~80nm之间,且都为球状颗粒和具有良好的晶型,降解多溴联苯醚能力强。
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一种室温固相球磨直接合成硼氢化钠的方法
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
摘要:本发明公开了一种室温固相球磨直接合成硼氢化钠的方法,室温条件下,采用球磨机对还原剂和被还原的材料的混合物进行固相球磨,提纯后得到硼氢化钠;所述还原剂包含镁、氢化镁、铝、钙和硅化镁中一种以上;所述被还原的材料为含有结晶水的偏硼酸钠或者偏硼酸钠,或为含有结晶水的偏硼酸钠和偏硼酸钠的混合物;所述固相球磨在氩气和氢气的混合气氛或者氩气气氛或者氢气气氛下进行。本发明具有工艺简单,反应过程可控可调,反应条件温和,能耗小,成本低,产量高,无污染,安全性好,易工业化生产的优点。
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利用硼氢化钠水解制氢推动的水下运载工具
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
本发明涉及水下高速运载的装置, 旨在提供一种利用硼氢化钠水解制氢推动的水下运载工具。其推进系统包括设于船体头部的进水 口、船体尾部的气体 喷管、硼氢化钠容器和锥形反应器;进水口为部分伸入硼氢化钠容器前端的管 路,在伸入部分的管壁上开有小孔,硼氢化钠容器后部为滤网;锥形反应器的 前端经开设多个通孔的隔板与硼氢化钠容器后部相接,锥形反应器后部通过管 路连接至气体喷管;所述硼氢化钠容器中装填硼氢化钠粉末,所述锥形反应器 中装填有多孔三维结构的催化剂。本发明中硼氢化钠水解产氢速度快,使水下 运载工具获得很高的加速度;无需燃烧,易控制,推进速度高。在海洋科学调 查,海底勘测、海底电缆检测等方面具有广阔的应用前景。
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强制传质金属膜电解法生产硼氢化钠新技术
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
项目概述(功能、用途等) 国际能源署指出:实用的储氢系统必须达到5 %(质量分数)及62 kg/m3 (体积储氢量)指标。硼氢化钠作为储氢材料,具有氢的储存效率高。硼氢化钠自身储氢质量分数为10.6%,在释放氢气时,NaBH4使水成为氢源,其理论储氢质量分数达21.2 %。在实际应用中,以35 %的硼氢化钠碱溶液为例,其储氢效率达7.4 %,体积储氢量达78 kg/m3,通过改变储存条件可以近一步提高其储氢质量分数接近其理论值21.2 %。作为一种新型的制氢/储氢载体,利用NaBH4制氢/储氢具有突出的优势,但硼作为稀有资源制约基于硼氢化钠燃料电池的产业化发展,已探明的全球硼矿总储量约有4.5亿吨,中国探明的硼矿储量约4500万吨,硼矿主要分布在辽宁、吉林、青海等省区,由此可见,基于硼氢化钠燃料电池硼资源的循环再生技术迫在眉睫。硼氢化钠制氢原理是:NaBH4 + 2H2O → NaBO2 + 4H2。硼氢化钠的制氢过程产生NaBO2碱性溶液,实现硼氢化钠的制氢副产物NaBO2碱性溶液直接“充电”再生为NaBH4溶液具有重要意义:(1)实现硼资源的直接循环利用;(2)为移动燃料电池直接通过“充电”技术获得“氢燃料”,特别对于数码产品和汽车用燃料电池意义重大。项目背景硼氢化钠的水溶液能以可控的方式安全地释放气态氢。水溶液中硼氢化物的自发水解一般可以通过加入NaOH加以抑制,这些溶液在催化剂如Ru或Ni的存在下可以有效地释放出氢气。从碱性NaBH4水溶液中产生氢气有很多吸引人的优点,比如:(1)NaBH4溶液可在空气中稳定达数月,只需要常规的塑料容器储运,具有质量轻,无须高压,体积小,效率高的优势;(2)氢气的产生仅在指定的催化剂存在下发生,甚至在0℃也可以进行;(3)制氢纯度高,可直接用于燃料电池即时供氢;(4)制氢速率可控,可即时按需供氢;(5)制氢无污染,安全可靠,适合车载氢源;(6) 单位体积和单位重量的储氢容量很高。以上各点说明,从商业观点来看,硼氢化物水溶液是一种非常有前途的高密度氢源。硼氢化钠作为储氢材料主要应用于燃料电池直接供氢,随着硼氢化钠供氢系统(Hydrogen on Demand TM)成功应用于戴姆勒-克莱斯勒公司的“钠”概念车和标志-雪铁龙汽车公司燃料电池汽车,日本佳能已经把基于硼氢化钠储氢技术的燃料电池应用于专业级DV以及户外摄影新闻级DC等器材领域。随着基于硼氢化钠的燃料电池技术日益成熟和在实践中的应用,其副产物NaBO2的直接回收利用引起各国政府和企业的重视。2001年,千年电池公司与美国硼砂公司合作共同开发NaBH4低成本生产工艺,日本的精工仪器、氢能源研究所也将制备NaBH4列为研究重点。世界各大汽车公司如标志-雪铁龙公司,通用,丰田,戴姆勒-克莱斯勒公司等均在致力于NaBH4新型生产工艺研究,中国清华大学徐柏庆等人也向国家有关部门建议组织力量攻关硼氢化钠制氢副产物NaBO2的回收技术。硼氢化钠的制备方法按照原料分类主要有(1)以有机硼为原料;(2)以三卤化硼和四氟硼酸钠为原料;(3)以硼酸脂为原料(Schlesinger法);(4)以氧化硼、磷酸硼及硼砂(Bayer法)为原料,到目前为止,硼氢化钠的放氢后NaBO2 的回收方法有:化学还原法,机械和化学结合法,这些方法在制备过程总要引入还原剂碱金属氢化物如LiH,CsH,MgH2等,此外,Zhou等人申请专利,采用具有特殊结构的能产生质子氢的储氢合金载体,利用质子氢与NaBO2结合合成NaBH4的工艺路线。所有这些工艺成本高且需要引入还原剂和处理由此产生的副产物,需要回收NaBO2,返回合成车间制备NaBH4,无法现场直接实现NaBO2循环再生。电化学方法无须引入还原剂,采用最清洁的“电子”为还原试剂,实现NaBO2在阴极还原得到NaBH4。Cooper和Hale首先报道了电解法制备NaBH4的方法,但反应速率慢,电流效率低(<25%),中国的孙彦广等人在前述专利的基础上,研究了电解法制备NaBH4的可能性。而这些技术存在如下缺点:电化学反应速率低,电流效率低,与实现低成本制备NaBH4有很大距离。众所周知电化学反应发生在导体(电极)与离子传导介质(电解液)之间的界面上,因此,电化学过程受到电子传递和质量传递的影响,电子传递是快速过程,质量传递受电极材料结构和反应器的影响,反应底物能否与电极有效接触将是影响反应速率和电流效率的重要因素。所有的电化学合成硼氢化钠的研究都未解决带负电荷BO2-输送到阴极的关键问题,武汉大学的杨汉西利用电场作用下负电荷BO2-向阳极运动,在BO2-向阳极运动方向上设置多孔Ni阴极,期望实现被输送到阴极,并申请了专利,从专利设计的电解槽来看,其阴极对BO2-排斥力远远对于阳极对于吸引力,从而导致BO2-在多孔Ni阴极的积累无法输送到阴极,本课题针对目前普遍存在的问题,巧妙采用强制传质多孔金属膜无隔膜电化学反应器,采用压力驱动,合理设计阴极和阳极的面积以及传质的方向和速度,从而避免还原生成的BH4-在阳极被氧化导致产率下降的缺点,其优点表现在(1)从本质上考虑和解决了BO2-被输送到阴极被还原的关键问题。(2)从电极材料结构设计和工程角度解决了BH4-在阳极被氧化的难题,从而可以使用无隔膜电解槽,大大降低生产成本。预期目标通过对金属膜电化学反应器、电极材料的研究,建立强制传质金属膜电化学反应器生产硼氢化钠的一整套新工艺。主要技术指标:电流效率达到60%以上,NaBO2回收率达到80%以上,吨NaBH4的综合生产成本降低20%以上,实现硼氢化钠燃料电池放氢后的废料直接“充电”循环再生。
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一种三价钛离子自掺杂二氧化钛纳米片催化剂
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
摘要:一种三价钛离子自掺杂二氧化钛纳米片催化剂,采用水热反应法,先制备出二氧化钛纳米片,然后使用硼氢化钠对其进行还原,得到三价钛离子自掺杂二氧化钛纳米片催化剂。本发明采用硼氢化钠,使得二氧化钛纳米片上的部分Ti4+被还原成Ti3+而达到自掺杂的目的,通过控制还原剂硼氢化钠的用量来控制二氧化钛纳米片中Ti4+与Ti3+的比例,得到具有优异光催化性能的光催化材料。该光催化材料相较于现有二氧化钛材料,具有优异的光催化性能,在光催化处理有机污染物领域具有很好的应用前景。
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硼氢化钠和过氧化氢联合促进硫酸盐法制浆的工艺
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:水利、环境和公共设施管理业
技术简介
本发明公开了一种硼氢化钠和过氧化氢联合促进硫酸盐法制浆的工艺,属于制浆新技术,在硼氢化钠和过氧化氢存在的条件下,对植物原料进行处理;本发明采用无污染的制浆技术,原料用量少,对环境条件无苛刻要求,改善制浆各项性能明显,可明显减少制浆药剂消耗。
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硼氢化钠制氢技术及装置
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:电力、热力、燃气及水生产和供应业
技术简介
成果主要内容:近年来,环境与能源问题得到了人们的高度重视,作为绿色能源技术燃料电池也已被用作洁净电站并逐渐成为汽车的主要动力能源。硼氢化钠呈白色立方面心晶体,能溶于水、液氨、有机胺和多元醚等溶剂,具有强的还原性,在有机化学和无机化学方面有着广泛的应用。硼氢化钠水解可得高纯度氢气,为燃料电池提供高纯度燃料。硼氢化钠储氢方式不但具有金属氢化物储氢的优点,而且质量储氢密度大幅度提高,具有溶液无可燃性,储运和使用安全、制得的氢气纯度高、不需要纯化过程、氢气的生成速度容易控制、氢的储存效率高、催化剂可循环使用、常温甚至0℃下也可生成氢气、过程无污染等特点。这使得硼氢化钠制氢技术的开发研究具有十分重要的意义,成为后续能源的研究内容之一。应用范围:可作为高纯氢气来源,用于固体燃料电池,质子交换膜燃料电池,车载燃料电池或其他高纯氢需求场合。生产条件工艺条件:常压,反应温度100℃以下。主要设备:固定床反应器、分离器、泵和加料系统。市场与经济效益预测:不回收利用水解产物时,制氢原料成本约2.40元/立方米纯氢。采取低成本硼氢化钠合成工艺或水解产物回收利用工艺,制氢原料成本低,且设备投资省,具有很好的经济效益和社会效益及应用前景。合作方式:技术转让转让金额:面议项目负责人:郭瓦力
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强制传质金属膜电解法生产硼氢化钠新技术
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
项目概述(功能、用途等)国际能源署指出:实用的储氢系统必须达到5%(质量分数)及62kg/m3(体积储氢量)指标。硼氢化钠作为储氢材料,具有氢的储存效率高。硼氢化钠自身储氢质量分数为10.6%,在释放氢气时,NaBH4使水成为氢源,其理论储氢质量分数达21.2%。在实际应用中,以35%的硼氢化钠碱溶液为例,其储氢效率达7.4%,体积储氢量达78kg/m3,通过改变储存条件可以近一步提高其储氢质量分数接近其理论值21.2%。作为一种新型的制氢/储氢载体,利用NaBH4制氢/储氢具有突出的优势,但硼作为稀有资源制约基于硼氢化钠燃料电池的产业化发展,已探明的全球硼矿总储量约有4.5亿吨,中国探明的硼矿储量约4500万吨,硼矿主要分布在辽宁、吉林、青海等省区,由此可见,基于硼氢化钠燃料电池硼资源的循环再生技术迫在眉睫。硼氢化钠制氢原理是:NaBH4+2H2O→NaBO2+4H2。硼氢化钠的制氢过程产生NaBO2碱性溶液,实现硼氢化钠的制氢副产物NaBO2碱性溶液直接"充电"再生为NaBH4溶液具有重要意义:(1)实现硼资源的直接循环利用;(2)为移动燃料电池直接通过"充电"技术获得"氢燃料",特别对于数码产品和汽车用燃料电池意义重大。项目背景硼氢化钠的水溶液能以可控的方式安全地释放气态氢。水溶液中硼氢化物的自发水解一般可以通过加入NaOH加以抑制,这些溶液在催化剂如Ru或Ni的存在下可以有效地释放出氢气。从碱性NaBH4水溶液中产生氢气有很多吸引人的优点,比如:(1)NaBH4溶液可在空气中稳定达数月,只需要常规的塑料容器储运,具有质量轻,无须高压,体积小,效率高的优势;(2)氢气的产生仅在指定的催化剂存在下发生,甚至在0℃也可以进行;(3)制氢纯度高,可直接用于燃料电池即时供氢;(4)制氢速率可控,可即时按需供氢;(5)制氢无污染,安全可靠,适合车载氢源;(6)单位体积和单位重量的储氢容量很高。以上各点说明,从商业观点来看,硼氢化物水溶液是一种非常有前途的高密度氢源。硼氢化钠作为储氢材料主要应用于燃料电池直接供氢,随着硼氢化钠供氢系统(HydrogenonDemandTM)成功应用于戴姆勒-克莱斯勒公司的"钠"概念车和标志-雪铁龙汽车公司燃料电池汽车,日本佳能已经把基于硼氢化钠储氢技术的燃料电池应用于专业级DV以及户外摄影新闻级DC等器材领域。随着基于硼氢化钠的燃料电池技术日益成熟和在实践中的应用,其副产物NaBO2的直接回收利用引起各国政府和企业的重视。2001年,千年电池公司与美国硼砂公司合作共同开发NaBH4低成本生产工艺,日本的精工仪器、氢能源研究所也将制备NaBH4列为研究重点。世界各大汽车公司如标志-雪铁龙公司,通用,丰田,戴姆勒-克莱斯勒公司等均在致力于NaBH4新型生产工艺研究,中国清华大学徐柏庆等人也向国家有关部门建议组织力量攻关硼氢化钠制氢副产物NaBO2的回收技术。硼氢化钠的制备方法按照原料分类主要有(1)以有机硼为原料;(2)以三卤化硼和四氟硼酸钠为原料;(3)以硼酸脂为原料(Schlesinger法);(4)以氧化硼、磷酸硼及硼砂(Bayer法)为原料,到目前为止,硼氢化钠的放氢后NaBO2的回收方法有:化学还原法,机械和化学结合法,这些方法在制备过程总要引入还原剂碱金属氢化物如LiH,CsH,MgH2等,此外,Zhou等人申请专利,采用具有特殊结构的能产生质子氢的储氢合金载体,利用质子氢与NaBO2结合合成NaBH4的工艺路线。所有这些工艺成本高且需要引入还原剂和处理由此产生的副产物,需要回收NaBO2,返回合成车间制备NaBH4,无法现场直接实现NaBO2循环再生。电化学方法无须引入还原剂,采用最清洁的"电子"为还原试剂,实现NaBO2在阴极还原得到NaBH4。Cooper和Hale首先报道了电解法制备NaBH4的方法,但反应速率慢,电流效率低(25%),中国的孙彦广等人在前述专利的基础上,研究了电解法制备NaBH4的可能性。而这些技术存在如下缺点:电化学反应速率低,电流效率低,与实现低成本制备NaBH4有很大距离。众所周知电化学反应发生在导体(电极)与离子传导介质(电解液)之间的界面上,因此,电化学过程受到电子传递和质量传递的影响,电子传递是快速过程,质量传递受电极材料结构和反应器的影响,反应底物能否与电极有效接触将是影响反应速率和电流效率的重要因素。所有的电化学合成硼氢化钠的研究都未解决带负电荷BO2-输送到阴极的关键问题,武汉大学的杨汉西利用电场作用下负电荷BO2-向阳极运动,在BO2-向阳极运动方向上设置多孔Ni阴极,期望实现被输送到阴极,并申请了专利,从专利设计的电解槽来看,其阴极对BO2-排斥力远远对于阳极对于吸引力,从而导致BO2-在多孔Ni阴极的积累无法输送到阴极,本课题针对目前普遍存在的问题,巧妙采用强制传质多孔金属膜无隔膜电化学反应器,采用压力驱动,合理设计阴极和阳极的面积以及传质的方向和速度,从而避免还原生成的BH4-在阳极被氧化导致产率下降的缺点,其优点表现在(1)从本质上考虑和解决了BO2-被输送到阴极被还原的关键问题。(2)从电极材料结构设计和工程角度解决了BH4-在阳极被氧化的难题,从而可以使用无隔膜电解槽,大大降低生产成本。预期目标通过对金属膜电化学反应器、电极材料的研究,建立强制传质金属膜电化学反应器生产硼氢化钠的一整套新工艺。主要技术指标:电流效率达到60%以上,NaBO2回收率达到80%以上,吨NaBH4的综合生产成本降低20%以上,实现硼氢化钠燃料电池放氢后的废料直接"充电"循环再生。经济、社会和环境效益分析本项目主要是针对化学法制硼氢化钠需耗用大量贵重的金属钠,成本高,同时也限制了该产品的应用。为节省大量贵重的金属钠,降低生产成本,研究开发电解法合成硼氢化钠的新工艺。在工艺路线上,国内外最常用的方法是硼酸三甲酯-氢化钠法、硼砂-金属氢化还原法、氢化钙、偏硼酸钠-金属钠法,氢化钠-三氟化硼法。德国较早开发了第二种生产方法,相继日本也采用了这个工艺。日本的生产厂家有川岩、茂岛公司等。德国早在60年代就用这条工艺建立了年产40t的生产装置。而美国主要是采用第一种工艺。而上述方法均为化学法,或需消耗大量的有机溶剂,三废污染严重;或对设备要求较高;并且有个最大的共同点:耗用大量贵重的金属钠,成本高,限制了该产品的广泛应用。而我们的环保型"绿色"生产新工艺却很好地解决了这些问题。该成果非常适用于有丰富水电资源的地方。本研究的技术及方案具有独创性,可降低成本,便于形成产业化。具有很强的国内外两个市场竞争力。
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用硼氢化钠将多氟苯甲酸还原为多氟苯甲醇的方法
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
技术投资分析:创新性:发明了一种工艺简单、成本低的用硼氢化钠在无机金属氯化物盐存在下将多氟苯甲酸直接还原为多氟苯甲醇的方法,并可获得较高的产率(70-90%)。先进性:该方法既不需要使用昂贵的四氢铝锂,也不需要使用剧毒的硫酸二甲酯,更不需要将多氟苯甲酸转化为酰氯或者酯后再还原。从而避免了使用SOCl2后产生的污染环境和腐蚀设备问题,和转化成酯造成合成工艺路线长和生产成本升高的弊病,而且产率(70-90%)也较高。专利申请号: 200710037011.7技术的应用领域前景分析:应用性:各种多氟苯甲醇如五氟苄醇、2,3,5,6-四氟苄醇、2,3,5,6-四氟对甲苄醇、2,3,5,6-四氟对二苄醇等是农药、医药等精细化学品的重要中间体,具有广泛的应用。市场前景与产业化条件:各种多氟苯甲醇如五氟苄醇、2,3,5,6-四氟苄醇、2,3,5,6-四氟对甲苄醇、2,3,5,6-四氟对二苄醇等是农药、医药等精细化学品的重要中间体,应用广泛。而新制备方法简单直接、路线短、无污染、成本低而且产率也较高。因此本方法具有很强的竞争力,市场前景好。效益分析:本技术市场应用范围广,利润丰厚,效益十分可观。厂房条件建议:产业化不须特殊条件,普通的有机化工生产条件即可。备注:无
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一种硼氢化钠水解制氢的负载型CoB催化剂及其制备方法
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
一种硼氢化钠水解制氢的负载型CoB催化剂,它是将TiO2载体用敏化剂溶液进行敏化处理后用化学镀溶液进行化学镀得到的CoB/Ag-TiO2催化剂,其中Co的负载量的质量百分比为1~15%,银的质量百分含量为0.2%。本发明所制备的CoB/Ag-TiO2催化剂及Mo、W改性的CoB/Ag-TiO2催化剂,对于硼氢化钠水解产氢反应具有高催化活性,而且显示出良好的重复使用能力,在空气的稳定性也非常高,非常适合于实际产氢的需要。
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利用钢铁酸洗废水制备的纳米零价铁及其制备方法与应用
成熟度:通过小试
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
利用钢铁酸洗废水制备的纳米零价铁及其制备方法与应用本发明公开了一种利用钢铁酸洗废水制备的纳米零价铁及其制备方法与应用。本发明通过过滤未去除铁离子的钢铁行业酸洗废水,接着调节滤液的pH值,再依次加入乙醇溶液和聚乙烯吡咯烷酮,然后加入硼氢化钠、无水乙醇和水配制成硼氢化钠溶液,在惰性气体保护下进行搅拌反应,然后固液分离,收集固体,洗涤,干燥,得到纳米零价铁;聚乙烯吡咯烷酮的加入质量相当于反应体系中总铁离子的质量;总反应体系中硼氢化钠的摩尔数为铁离子摩尔数的至少3倍。该方法能有效地将钢铁行业酸洗废水中的铁离子转化为纳米零价铁,转化率达99%以上。通过该方法得到的纳米零价铁颗粒大小在50~80nm之间,且都为球状颗粒和具有良好的晶型,降解多溴联苯醚能力强。
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一种室温固相球磨直接合成硼氢化钠的方法
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
摘要:本发明公开了一种室温固相球磨直接合成硼氢化钠的方法,室温条件下,采用球磨机对还原剂和被还原的材料的混合物进行固相球磨,提纯后得到硼氢化钠;所述还原剂包含镁、氢化镁、铝、钙和硅化镁中一种以上;所述被还原的材料为含有结晶水的偏硼酸钠或者偏硼酸钠,或为含有结晶水的偏硼酸钠和偏硼酸钠的混合物;所述固相球磨在氩气和氢气的混合气氛或者氩气气氛或者氢气气氛下进行。本发明具有工艺简单,反应过程可控可调,反应条件温和,能耗小,成本低,产量高,无污染,安全性好,易工业化生产的优点。
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利用硼氢化钠水解制氢推动的水下运载工具
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
本发明涉及水下高速运载的装置, 旨在提供一种利用硼氢化钠水解制氢推动的水下运载工具。其推进系统包括设于船体头部的进水 口、船体尾部的气体 喷管、硼氢化钠容器和锥形反应器;进水口为部分伸入硼氢化钠容器前端的管 路,在伸入部分的管壁上开有小孔,硼氢化钠容器后部为滤网;锥形反应器的 前端经开设多个通孔的隔板与硼氢化钠容器后部相接,锥形反应器后部通过管 路连接至气体喷管;所述硼氢化钠容器中装填硼氢化钠粉末,所述锥形反应器 中装填有多孔三维结构的催化剂。本发明中硼氢化钠水解产氢速度快,使水下 运载工具获得很高的加速度;无需燃烧,易控制,推进速度高。在海洋科学调 查,海底勘测、海底电缆检测等方面具有广阔的应用前景。
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强制传质金属膜电解法生产硼氢化钠新技术
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
项目概述(功能、用途等) 国际能源署指出:实用的储氢系统必须达到5 %(质量分数)及62 kg/m3 (体积储氢量)指标。硼氢化钠作为储氢材料,具有氢的储存效率高。硼氢化钠自身储氢质量分数为10.6%,在释放氢气时,NaBH4使水成为氢源,其理论储氢质量分数达21.2 %。在实际应用中,以35 %的硼氢化钠碱溶液为例,其储氢效率达7.4 %,体积储氢量达78 kg/m3,通过改变储存条件可以近一步提高其储氢质量分数接近其理论值21.2 %。作为一种新型的制氢/储氢载体,利用NaBH4制氢/储氢具有突出的优势,但硼作为稀有资源制约基于硼氢化钠燃料电池的产业化发展,已探明的全球硼矿总储量约有4.5亿吨,中国探明的硼矿储量约4500万吨,硼矿主要分布在辽宁、吉林、青海等省区,由此可见,基于硼氢化钠燃料电池硼资源的循环再生技术迫在眉睫。硼氢化钠制氢原理是:NaBH4 + 2H2O → NaBO2 + 4H2。硼氢化钠的制氢过程产生NaBO2碱性溶液,实现硼氢化钠的制氢副产物NaBO2碱性溶液直接“充电”再生为NaBH4溶液具有重要意义:(1)实现硼资源的直接循环利用;(2)为移动燃料电池直接通过“充电”技术获得“氢燃料”,特别对于数码产品和汽车用燃料电池意义重大。项目背景硼氢化钠的水溶液能以可控的方式安全地释放气态氢。水溶液中硼氢化物的自发水解一般可以通过加入NaOH加以抑制,这些溶液在催化剂如Ru或Ni的存在下可以有效地释放出氢气。从碱性NaBH4水溶液中产生氢气有很多吸引人的优点,比如:(1)NaBH4溶液可在空气中稳定达数月,只需要常规的塑料容器储运,具有质量轻,无须高压,体积小,效率高的优势;(2)氢气的产生仅在指定的催化剂存在下发生,甚至在0℃也可以进行;(3)制氢纯度高,可直接用于燃料电池即时供氢;(4)制氢速率可控,可即时按需供氢;(5)制氢无污染,安全可靠,适合车载氢源;(6) 单位体积和单位重量的储氢容量很高。以上各点说明,从商业观点来看,硼氢化物水溶液是一种非常有前途的高密度氢源。硼氢化钠作为储氢材料主要应用于燃料电池直接供氢,随着硼氢化钠供氢系统(Hydrogen on Demand TM)成功应用于戴姆勒-克莱斯勒公司的“钠”概念车和标志-雪铁龙汽车公司燃料电池汽车,日本佳能已经把基于硼氢化钠储氢技术的燃料电池应用于专业级DV以及户外摄影新闻级DC等器材领域。随着基于硼氢化钠的燃料电池技术日益成熟和在实践中的应用,其副产物NaBO2的直接回收利用引起各国政府和企业的重视。2001年,千年电池公司与美国硼砂公司合作共同开发NaBH4低成本生产工艺,日本的精工仪器、氢能源研究所也将制备NaBH4列为研究重点。世界各大汽车公司如标志-雪铁龙公司,通用,丰田,戴姆勒-克莱斯勒公司等均在致力于NaBH4新型生产工艺研究,中国清华大学徐柏庆等人也向国家有关部门建议组织力量攻关硼氢化钠制氢副产物NaBO2的回收技术。硼氢化钠的制备方法按照原料分类主要有(1)以有机硼为原料;(2)以三卤化硼和四氟硼酸钠为原料;(3)以硼酸脂为原料(Schlesinger法);(4)以氧化硼、磷酸硼及硼砂(Bayer法)为原料,到目前为止,硼氢化钠的放氢后NaBO2 的回收方法有:化学还原法,机械和化学结合法,这些方法在制备过程总要引入还原剂碱金属氢化物如LiH,CsH,MgH2等,此外,Zhou等人申请专利,采用具有特殊结构的能产生质子氢的储氢合金载体,利用质子氢与NaBO2结合合成NaBH4的工艺路线。所有这些工艺成本高且需要引入还原剂和处理由此产生的副产物,需要回收NaBO2,返回合成车间制备NaBH4,无法现场直接实现NaBO2循环再生。电化学方法无须引入还原剂,采用最清洁的“电子”为还原试剂,实现NaBO2在阴极还原得到NaBH4。Cooper和Hale首先报道了电解法制备NaBH4的方法,但反应速率慢,电流效率低(<25%),中国的孙彦广等人在前述专利的基础上,研究了电解法制备NaBH4的可能性。而这些技术存在如下缺点:电化学反应速率低,电流效率低,与实现低成本制备NaBH4有很大距离。众所周知电化学反应发生在导体(电极)与离子传导介质(电解液)之间的界面上,因此,电化学过程受到电子传递和质量传递的影响,电子传递是快速过程,质量传递受电极材料结构和反应器的影响,反应底物能否与电极有效接触将是影响反应速率和电流效率的重要因素。所有的电化学合成硼氢化钠的研究都未解决带负电荷BO2-输送到阴极的关键问题,武汉大学的杨汉西利用电场作用下负电荷BO2-向阳极运动,在BO2-向阳极运动方向上设置多孔Ni阴极,期望实现被输送到阴极,并申请了专利,从专利设计的电解槽来看,其阴极对BO2-排斥力远远对于阳极对于吸引力,从而导致BO2-在多孔Ni阴极的积累无法输送到阴极,本课题针对目前普遍存在的问题,巧妙采用强制传质多孔金属膜无隔膜电化学反应器,采用压力驱动,合理设计阴极和阳极的面积以及传质的方向和速度,从而避免还原生成的BH4-在阳极被氧化导致产率下降的缺点,其优点表现在(1)从本质上考虑和解决了BO2-被输送到阴极被还原的关键问题。(2)从电极材料结构设计和工程角度解决了BH4-在阳极被氧化的难题,从而可以使用无隔膜电解槽,大大降低生产成本。预期目标通过对金属膜电化学反应器、电极材料的研究,建立强制传质金属膜电化学反应器生产硼氢化钠的一整套新工艺。主要技术指标:电流效率达到60%以上,NaBO2回收率达到80%以上,吨NaBH4的综合生产成本降低20%以上,实现硼氢化钠燃料电池放氢后的废料直接“充电”循环再生。
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一种三价钛离子自掺杂二氧化钛纳米片催化剂
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
摘要:一种三价钛离子自掺杂二氧化钛纳米片催化剂,采用水热反应法,先制备出二氧化钛纳米片,然后使用硼氢化钠对其进行还原,得到三价钛离子自掺杂二氧化钛纳米片催化剂。本发明采用硼氢化钠,使得二氧化钛纳米片上的部分Ti4+被还原成Ti3+而达到自掺杂的目的,通过控制还原剂硼氢化钠的用量来控制二氧化钛纳米片中Ti4+与Ti3+的比例,得到具有优异光催化性能的光催化材料。该光催化材料相较于现有二氧化钛材料,具有优异的光催化性能,在光催化处理有机污染物领域具有很好的应用前景。
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硼氢化钠和过氧化氢联合促进硫酸盐法制浆的工艺
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:水利、环境和公共设施管理业
技术简介
本发明公开了一种硼氢化钠和过氧化氢联合促进硫酸盐法制浆的工艺,属于制浆新技术,在硼氢化钠和过氧化氢存在的条件下,对植物原料进行处理;本发明采用无污染的制浆技术,原料用量少,对环境条件无苛刻要求,改善制浆各项性能明显,可明显减少制浆药剂消耗。
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硼氢化钠制氢技术及装置
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:电力、热力、燃气及水生产和供应业
技术简介
成果主要内容:近年来,环境与能源问题得到了人们的高度重视,作为绿色能源技术燃料电池也已被用作洁净电站并逐渐成为汽车的主要动力能源。硼氢化钠呈白色立方面心晶体,能溶于水、液氨、有机胺和多元醚等溶剂,具有强的还原性,在有机化学和无机化学方面有着广泛的应用。硼氢化钠水解可得高纯度氢气,为燃料电池提供高纯度燃料。硼氢化钠储氢方式不但具有金属氢化物储氢的优点,而且质量储氢密度大幅度提高,具有溶液无可燃性,储运和使用安全、制得的氢气纯度高、不需要纯化过程、氢气的生成速度容易控制、氢的储存效率高、催化剂可循环使用、常温甚至0℃下也可生成氢气、过程无污染等特点。这使得硼氢化钠制氢技术的开发研究具有十分重要的意义,成为后续能源的研究内容之一。应用范围:可作为高纯氢气来源,用于固体燃料电池,质子交换膜燃料电池,车载燃料电池或其他高纯氢需求场合。生产条件工艺条件:常压,反应温度100℃以下。主要设备:固定床反应器、分离器、泵和加料系统。市场与经济效益预测:不回收利用水解产物时,制氢原料成本约2.40元/立方米纯氢。采取低成本硼氢化钠合成工艺或水解产物回收利用工艺,制氢原料成本低,且设备投资省,具有很好的经济效益和社会效益及应用前景。合作方式:技术转让转让金额:面议项目负责人:郭瓦力
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强制传质金属膜电解法生产硼氢化钠新技术
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
项目概述(功能、用途等)国际能源署指出:实用的储氢系统必须达到5%(质量分数)及62kg/m3(体积储氢量)指标。硼氢化钠作为储氢材料,具有氢的储存效率高。硼氢化钠自身储氢质量分数为10.6%,在释放氢气时,NaBH4使水成为氢源,其理论储氢质量分数达21.2%。在实际应用中,以35%的硼氢化钠碱溶液为例,其储氢效率达7.4%,体积储氢量达78kg/m3,通过改变储存条件可以近一步提高其储氢质量分数接近其理论值21.2%。作为一种新型的制氢/储氢载体,利用NaBH4制氢/储氢具有突出的优势,但硼作为稀有资源制约基于硼氢化钠燃料电池的产业化发展,已探明的全球硼矿总储量约有4.5亿吨,中国探明的硼矿储量约4500万吨,硼矿主要分布在辽宁、吉林、青海等省区,由此可见,基于硼氢化钠燃料电池硼资源的循环再生技术迫在眉睫。硼氢化钠制氢原理是:NaBH4+2H2O→NaBO2+4H2。硼氢化钠的制氢过程产生NaBO2碱性溶液,实现硼氢化钠的制氢副产物NaBO2碱性溶液直接"充电"再生为NaBH4溶液具有重要意义:(1)实现硼资源的直接循环利用;(2)为移动燃料电池直接通过"充电"技术获得"氢燃料",特别对于数码产品和汽车用燃料电池意义重大。项目背景硼氢化钠的水溶液能以可控的方式安全地释放气态氢。水溶液中硼氢化物的自发水解一般可以通过加入NaOH加以抑制,这些溶液在催化剂如Ru或Ni的存在下可以有效地释放出氢气。从碱性NaBH4水溶液中产生氢气有很多吸引人的优点,比如:(1)NaBH4溶液可在空气中稳定达数月,只需要常规的塑料容器储运,具有质量轻,无须高压,体积小,效率高的优势;(2)氢气的产生仅在指定的催化剂存在下发生,甚至在0℃也可以进行;(3)制氢纯度高,可直接用于燃料电池即时供氢;(4)制氢速率可控,可即时按需供氢;(5)制氢无污染,安全可靠,适合车载氢源;(6)单位体积和单位重量的储氢容量很高。以上各点说明,从商业观点来看,硼氢化物水溶液是一种非常有前途的高密度氢源。硼氢化钠作为储氢材料主要应用于燃料电池直接供氢,随着硼氢化钠供氢系统(HydrogenonDemandTM)成功应用于戴姆勒-克莱斯勒公司的"钠"概念车和标志-雪铁龙汽车公司燃料电池汽车,日本佳能已经把基于硼氢化钠储氢技术的燃料电池应用于专业级DV以及户外摄影新闻级DC等器材领域。随着基于硼氢化钠的燃料电池技术日益成熟和在实践中的应用,其副产物NaBO2的直接回收利用引起各国政府和企业的重视。2001年,千年电池公司与美国硼砂公司合作共同开发NaBH4低成本生产工艺,日本的精工仪器、氢能源研究所也将制备NaBH4列为研究重点。世界各大汽车公司如标志-雪铁龙公司,通用,丰田,戴姆勒-克莱斯勒公司等均在致力于NaBH4新型生产工艺研究,中国清华大学徐柏庆等人也向国家有关部门建议组织力量攻关硼氢化钠制氢副产物NaBO2的回收技术。硼氢化钠的制备方法按照原料分类主要有(1)以有机硼为原料;(2)以三卤化硼和四氟硼酸钠为原料;(3)以硼酸脂为原料(Schlesinger法);(4)以氧化硼、磷酸硼及硼砂(Bayer法)为原料,到目前为止,硼氢化钠的放氢后NaBO2的回收方法有:化学还原法,机械和化学结合法,这些方法在制备过程总要引入还原剂碱金属氢化物如LiH,CsH,MgH2等,此外,Zhou等人申请专利,采用具有特殊结构的能产生质子氢的储氢合金载体,利用质子氢与NaBO2结合合成NaBH4的工艺路线。所有这些工艺成本高且需要引入还原剂和处理由此产生的副产物,需要回收NaBO2,返回合成车间制备NaBH4,无法现场直接实现NaBO2循环再生。电化学方法无须引入还原剂,采用最清洁的"电子"为还原试剂,实现NaBO2在阴极还原得到NaBH4。Cooper和Hale首先报道了电解法制备NaBH4的方法,但反应速率慢,电流效率低(25%),中国的孙彦广等人在前述专利的基础上,研究了电解法制备NaBH4的可能性。而这些技术存在如下缺点:电化学反应速率低,电流效率低,与实现低成本制备NaBH4有很大距离。众所周知电化学反应发生在导体(电极)与离子传导介质(电解液)之间的界面上,因此,电化学过程受到电子传递和质量传递的影响,电子传递是快速过程,质量传递受电极材料结构和反应器的影响,反应底物能否与电极有效接触将是影响反应速率和电流效率的重要因素。所有的电化学合成硼氢化钠的研究都未解决带负电荷BO2-输送到阴极的关键问题,武汉大学的杨汉西利用电场作用下负电荷BO2-向阳极运动,在BO2-向阳极运动方向上设置多孔Ni阴极,期望实现被输送到阴极,并申请了专利,从专利设计的电解槽来看,其阴极对BO2-排斥力远远对于阳极对于吸引力,从而导致BO2-在多孔Ni阴极的积累无法输送到阴极,本课题针对目前普遍存在的问题,巧妙采用强制传质多孔金属膜无隔膜电化学反应器,采用压力驱动,合理设计阴极和阳极的面积以及传质的方向和速度,从而避免还原生成的BH4-在阳极被氧化导致产率下降的缺点,其优点表现在(1)从本质上考虑和解决了BO2-被输送到阴极被还原的关键问题。(2)从电极材料结构设计和工程角度解决了BH4-在阳极被氧化的难题,从而可以使用无隔膜电解槽,大大降低生产成本。预期目标通过对金属膜电化学反应器、电极材料的研究,建立强制传质金属膜电化学反应器生产硼氢化钠的一整套新工艺。主要技术指标:电流效率达到60%以上,NaBO2回收率达到80%以上,吨NaBH4的综合生产成本降低20%以上,实现硼氢化钠燃料电池放氢后的废料直接"充电"循环再生。经济、社会和环境效益分析本项目主要是针对化学法制硼氢化钠需耗用大量贵重的金属钠,成本高,同时也限制了该产品的应用。为节省大量贵重的金属钠,降低生产成本,研究开发电解法合成硼氢化钠的新工艺。在工艺路线上,国内外最常用的方法是硼酸三甲酯-氢化钠法、硼砂-金属氢化还原法、氢化钙、偏硼酸钠-金属钠法,氢化钠-三氟化硼法。德国较早开发了第二种生产方法,相继日本也采用了这个工艺。日本的生产厂家有川岩、茂岛公司等。德国早在60年代就用这条工艺建立了年产40t的生产装置。而美国主要是采用第一种工艺。而上述方法均为化学法,或需消耗大量的有机溶剂,三废污染严重;或对设备要求较高;并且有个最大的共同点:耗用大量贵重的金属钠,成本高,限制了该产品的广泛应用。而我们的环保型"绿色"生产新工艺却很好地解决了这些问题。该成果非常适用于有丰富水电资源的地方。本研究的技术及方案具有独创性,可降低成本,便于形成产业化。具有很强的国内外两个市场竞争力。

