2、氢气工业上常用于干什么。
3、氢气主要用于什么。
4、氢气的主要性质和用途。
1.利用氢气可以从氧化合物中夺取氧的性质,在冶金工业可以冶炼金属。
2.例如,在军事工业和民用工业上都很重要的金属钨、钼等,就是利用氢气炼制出的。
3.电子工业可以利用氢气来制取高纯硅这种半导体材料。
4.氢气也是重要的化工原料。
5.如可以利用氢气来制造氨,并进一步制造化肥。
6.也可以用氢气制造盐酸,把液态植物油制成人造黄油等。
7.氢气还是一种理想的燃料。
8.氢气的资源非常丰富,水就是氢的仓库。
9.而氢气的燃烧产物又是水,人们一旦利用太阳能从水中制取廉价氢气的技术得以突破,氢气就将成为取之不尽用之不竭的能源。
10.在冶金工业中,氢气主要用作还原气,以便将金属氧化物还原成金属。
11.氢气除了用于还原若干种金属氧化物以制取纯金属外,在高温锻压一些金属器材时,氢气作为保护气以使金属不被氧化。
氢气的用途有:
冶炼金属
燃烧
燃料电池
人造黄油
食用油、洗发精
润滑剂、家庭清洁剂及其它产品中的脂肪氢化
氢气冶炼金属的原理:利用氢气可以从氧化合物中夺取氧的性质。在军事工业和民用工业上用氢气冶炼金属钨、钼等。在电子工业利用氢气来制取半导体材料——高纯硅。
氢燃料电池:利用氢,制造成储存能量的电池。其基本原理是电解水的逆反应,把氢和氧分别供给阳极和阴极,氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后,放出电子通过外部的负载到达阴极。
氢气还是一种理想的燃料。氢气的资源非常丰富,水就是氢的仓库。而氢气的燃烧产物又是水。
显著增强氢气产生的有机半导体光催化剂可开发更有效的能量存储技术。
化石燃料的燃烧正在导致危险的气候变化,从而推动了对更清洁可再生能源的寻找。迄今为止,太阳能是最丰富的可再生能源,但要释放其潜力,需要一种方法来存储它以备后用。
储存太阳能的标准方法是使用析氢光催化剂(hydrogen evolution photocatalysts,HEP)将能量储存在分子氢的化学键中。当前,大多数HEP由单组分无机半导体制成。这些只能吸收紫外线波长的光,这限制了它们产生氢的能力。
由KAUST太阳能中心的伊恩·麦卡洛克(Iain McCulloch)领导的团队与来自美国和英国的研究人员合作,现已开发出由两种不同的半导体材料制成的HEP。他们将这些材料掺入有机纳米粒子中,可以对其进行调整以吸收更多的可见光谱。
该研究的第一作者扬·科斯科(Jan Kosco)说:“传统上,无机半导体已用于光催化领域。但是,这些材料主要吸收紫外光,其可利用的太阳光不到太阳光谱的百分之五。因此,它们的效率受到限制。”
该团队首先使用了一种称为微乳液(miniemulsion)的方法,其中有机半导体的溶液借助稳定的表面活性剂在水中乳化。接下来,他们加热乳液以驱除溶剂,剩下表面活性剂稳定的有机半导体纳米颗粒。
通过改变表面活性剂,它们能够控制纳米颗粒的结构,将它们从核-壳结构转变为混合的供体/受体结构。共混结构使它们能够在供体聚合物和非富勒烯受体之间引入异质结。
科斯科解释说:“两种结构以相同的速率吸收光,但是在核-壳结构中,只有光生空穴到达表面;然而,在混合结构中,空穴和电子都到达纳米粒子的表面,从而增强氢气的产生。
HEP表现出的氢释放速率比单组分无机HEP所能达到的氢释放速率高一个数量级。 这为下一代储能技术奠定了基础。
麦卡洛克说:“我们目前正在研究由半导体的不同混合物形成的纳米粒子的性能,以更好地了解其结构-活性关系。我们正在寻求为其他光催化反应设计纳米粒子光催化剂,例如生成氧气或二氧化碳还原。”
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