污水处理制氢_制氢的全部方法

1. 水制取氢气的化学方程式

2 H2O==2 H2+O2
制取氢气的一些新方法
近年来，各国科学家研究出一些制取氢的新方法，我国科学家也试验出一些制取氢的新方法，现在把这些新方法的一部分介绍如下：

一.用氧化亚铜做催化剂从水中制氢气
通常，用电解水生产氢的方法比较昂贵。过去，也曾有人研究过用氧化亚铜催化剂从水中制取氢的方法，但在实验中氧化亚铜在阳光的作用下很容易还原成金属。日本研究人员发现，将氧化亚铜制成粉末，可以避免发生这个问题。他们的具体方法是，将0.5克氧化亚铜粉末添加入200立方厘米的蒸馏水中，然后用一盏玻璃灯泡中发出的460纳米～650纳米的可见光进行照射，在氧化亚铜催化剂的作用下，水分解成氢和氧。日本的研究人员利用这项技术共进行了30次实验，从分解的水中得到了不同比例的氢和氧。试验中发现，如果得到的氧的压力增加到500帕斯卡，水的分解过程就减慢。氧化亚铜粉末的使用寿命可达1900小时之久。东京技术研究所计划进一步研究如何提高氢的产生效率，同时研制能够在波长更长的可见光照射下发挥活性的催化剂，该研究所正在试验一种新的含铜铁合金的氧化物。
二、用新型的钼的化合物从水中制氢气
西班牙瓦伦西亚大学的两位科学家发明了一种低成本的从水中制取氢的方法。他们对催化转化器进行改造，使水分解时仅需很少的成本。他们用一种从钼中获取的化学产品做催化剂，而不使用电能。他们说，如果用氢作原料，从半升水中制得的氢足以使一辆小汽车行驶633公里。
三、用光催化剂反应和超声波照射把水完全分解的方法
60年代末，日本两位科学家发现二氧化钛经光（紫外线）照射可分解水的现象。他们本拟应用这一方法制氢，但由于氢和氧的生成量较少，在经济上不合算而中断了这一研究。最近，据《日本工业新闻》报道，日本明星大学元田久志教授等人同时使用光催化剂反应和超声波照射的方法把水完全分解。这种“超声波光催化剂反应”所以能使水完全分解，是由于在超声波的作用下，水可被分解为氢和双氧水，而双氧水经光催化反应又可分解成氧和氢。不过超声波照射和二氧化钛光催化剂虽然获得了完全分解水的结果，但氧的生成量却较少。在添加二氧化锰后，再用超声波照射，二氧化锰分解后的锰离子可溶解到溶液中，使双氧水产生大量的氧。
四、陶瓷跟水反应制取氢气
日本东京工业大学的科学家在300 ℃下，使陶瓷跟水反应制得了氢。他们在氩和氮的气流中，将炭的镍铁氧体（CNF）加热到300 ℃，然后用注射针头向CNF上注水，使水跟热的CNF接触，就制得氢。由于在水分解后CNF又回到了非活性状态，因而铁氧体能反复使用。在每一次反应中，平均每克CNF能产生2立方厘米～3立方厘米的氢气。
五、甲烷制氢气
1.日本京都大学教授乾智行用镍铂稀土元素氧化物多孔催化剂，使甲烷、二氧化碳和水生成了氢气。催化剂中镍、稀土元素氧化物和铂的组成比例为10:65:0.5。其制备过程是，先将镍、稀土元素氧化物等原料加热熔解，然后导入氨气，使熔解物成为凝胶状，再进行干燥、热处理。这种催化剂微粒孔径为2纳米～100纳米，具有很高的催化活性。乾智行教授将该催化剂装进反应塔，然后加入二氧化碳、甲烷和水蒸气。结果，在常压及550 ℃～600 ℃条件下，生成物为氢气和一氧化碳，升温至650 ℃，其转化率为80%；温度为700 ℃时，转化率几乎达到100%。
2.用C60作催化剂从甲烷制氢气
日本工业技术院物质工学工业技术研究所用C60作催化剂，从甲烷制得氢气。
在现阶段，C60在高温条件下才能发挥功能，不能立刻达到实用，必须加以改良，制成在低温条件下也能工作的节能催化剂。他们开发的催化剂，是在碳粉里掺10%的C60。在加热到1000 ℃的容器里，放入0.1克催化剂，以1分钟流入20毫升甲烷的速度作实验，结果90%的甲烷分解成氢和碳。C60用作催化剂，可用水洗净表面，除去附着的残存碳素，理论上可半永久使用。由于形状独特，粒子表面面积为活性炭的5倍到10倍，因而作催化剂用时功能较强。
六、从微生物中提取的酶制氢气
1.葡萄糖脱氧酶。美国橡树岑国家实验室从热原体乳酸菌中提取葡萄糖脱氧酶。热原体乳酸菌首先是在美国矿井中的低温干馏煤渣中发现的。葡萄糖脱氧酶在磷酸烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADP）的帮助下，能从葡萄糖中提取氢。在制取氢的过程中，NADP从葡萄糖中剥取一个氢原子，使剩余物质变成氢原子溶液。
2.氢化酶。这种酶是从曾在海底火山口附近发现的一种微生物中提取的。氢化酶的作用是使NADP携载的氢原子结合成氢分子，而NADP还原为它原来的状态继续再次被利用。除美国发现这种酶外，俄罗斯的科学家也在湖沼里发现了这种微生物。他们把这种微生物放在适合于它生存的特殊器皿里，然后将微生物产出的氢气收集在氢气瓶里。
七、从细菌制取氢气
1.许多原始的低等生物在其新陈代谢的过程中也可放出氢气。例如，许多细菌可在一定条件下放出氢气。日本已发现一种名为“红极毛杆菌”的细菌，就是制氢的能手。在玻璃器皿里，以淀粉作原料，掺入一些其他营养素制成培养液，就可以培养出这种细菌。每消耗5毫米淀粉营养液，就可以产生出25毫升的氢气。
2.美国宇航部门准备把一种光合细菌—红螺菌带到太空去，用它放出的氢气作为能源供航天器使用。
八、用绿藻生产氢气
科学家们已发现一种新方法，使绿藻按要求生产氢气。美国伯克利加州大学科学家说，绿藻属于人类已知的最古老植物之一，通过进化形成了能生活在两个截然不同的环境中的本领。当绿藻生活在平常的空气和阳光中时，它像其他植物一样具有光合作用。光合作用利用阳光，水和二氧化碳生成氧气和植物维持生命所需要的化学物质。然而当绿藻缺少硫这种关键性的营养成分，并且被置于无氧环境中时，绿藻就会回到另一种生存方式中以便存活下来，在这种情况下，绿藻就会产生氢气。科学家介绍，1升绿藻培养液每小时可以产生出3毫升氢气，但研究人员认为，绿藻生产氢气的效率至少可以提高100倍。
九、有机废水发酵法生物制氢气
最近，以厌氧活性溶液为生产原料的“有机废水发酵法生物制氢技术”在我国哈尔滨建筑大学通过中试研究验证。我国工程院院士李圭白教授介绍，该项研究在国内外首创并实现了中试规模连续非固定化菌种长期持续生物制氢技术，是生物制氢领域的一项重大突破，其成果处国际领先地位。生物制氢思路1966年提出，90年代受到空前重视。从90年代开始，德、日、美等一些发达国家成立了专门机构，制定了生物制氢发展计划，以期通过对生物制氢技术的基础性和应用性研究，在21世纪中叶实现工业化生产。但时至今日，研究进程并不理想，许多研究还都集中在细菌和酶固定化技术上，离工业化生产还有很大差距，迄今尚无一例中试结果。哈尔滨建筑大学的教授突破了生物制氢技术必须采用纯菌种和固定技术的局限，开创了利用非固定化菌种生产氢气的新途径，并首次实现了中试规模连续流长期持续产氢。在此基础上，他们又先后发现了产氢能力很高的乙醇发酵类型，发明了连续流生物制氢技术反应器，初步建立了生物产氢发酵理论，提出了最佳工程控制对策。该项技术和理论成果在中试研究中得到了充分验证：氢气产率比国外同类的小试研究高几十倍；开发的工业化生物制氢系统工艺运行稳定可靠，且生产成本明显低于目前广泛采用的水电解法。

2. 生物制氢的方法有哪些

生物制氢的方法：
1、生物发酵制氢装置
2、高效发酵法生物制氢膨胀床设备
3、高效微生物制氢及氢能-电能转化一体化装置
4、利用农作物生物质制氢及氢能发电装置
5、从生物质制取富氢气体的方法和装置
6、利用再生资源制备乙炔气体的方法
7、串行流化床生物质气化制氢装置及方法
8、折流发酵制氢反应设备
9、一种利用污水厂剩余污泥厌氧发酵制氢的方法与装置
10、有机固态物质的连续式超临界水气化制氢方法与装置
11、植物秸秆生物制氢发酵液的制备方法
12、一种生物质制取含氢气体的方法
13、固体热载体催化气化生物质制取富氢气体的方法
14、天然混合厌氧产氢微生物的筛选方法
15、利用工业有机废水生物制氢的方法
16、使用汽爆植物秸秆发酵制备氢气的方法
17、一种海洋绿藻两步法生物光解水制氢方法
18、用农业固体废弃物生产氢气的方法
19、一种生物质下吸式气化炉催化制氢的方法及其装置
20、有机废水处理生物制氢方法与设备
21、一种生物制氢发酵液的制备方法
22、糖类、蛋白质、有机酸生物制氢发酵液的制备方法

3. 韩国研发低成本耐腐蚀催化剂可降低电解水制氢的成本

盖世汽车讯推动以氢燃料汽车为代表的氢经济发展的关键是以低成本生产可以发电的氢气。制氢的方法有很多，如捕获副产品氢气、重组化石燃料获取氢气以及电解水制氢。其中，电解水制氢的方法是一种环保的方法，但是其中催化剂的使用是决定其效率和价格竞争力最重要的因素。因为，电解水装置需要使用铂（Pt）催化剂，以加速产氢反应以及提升耐用性。不过，虽然该催化剂的性能很好，但其成本很高，在价格方面不如其他制氢方法有竞争力。

（图片来源：韩国科学技术研究院）

根据电解质在水中的溶解状况，电解水装置也会不同。例如，采用质子交换膜（PEM）的装置，即使采用过渡金属制成的催化剂，而不是昂贵的铂基催化剂，也能够实现高速率的产氢反应。因此，有很多研究都专注于将该技术实现商业化。不过，虽然此类研究专注于实现高反应活性，但是提高此类易在电化学环境中腐蚀的过渡金属耐久性的研究却被忽视了。

据外媒报道，韩国科学技术研究院（KIST）的一个研究小组研发了一种催化剂，由具备长期耐久性的过渡金属制成，可以提高制氢效率，而且还通过克服非铂催化剂的耐久性问题，无需使用到铂。

该研究小组利用喷雾热解工艺，将少量钛（Ti）注入到低成本过渡金属磷化钼（MoP）中。由于钼价格低廉，且易于处理，因而常被用作能量转换和储能设备的催化剂，但是其弱点是容易被氧化，进而腐蚀。

研究人员发现，在催化剂合成过程中，每种材料的电子结构完全得以重构，最终实现了与铂催化剂相同的析氧反应（HER）活性。电子结构的改变解决了高腐蚀性的问题，因此该催化剂比现有的过渡金属基催化剂的耐久性提高了26倍，可加速实现非铂催化剂的商业化。

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

4. 制氢的全部方法

1、太阳能电解水制氢。电解水制氢是目前应用较广且比较成熟的方法，效率较高，但耗电大，用常规电制氢成本比较高。

2、太阳能热分解水制氢。将水或水蒸气加热到3000K(K是热力学单位，3000K约等于3273℃)以上，水中的氢和氧便能分解。这种方法制氢效率高，但需要高倍聚光器才能获得如此高的温度。

3、太阳能热化学循环制氢。在水中加入一种或几种中间物，然后加热到较低温度，经历不同的反应阶段，最终将水分解成氢和氧，而中间物不消耗，可循环使用。产生污染是这种制氢方法的主要问题。

4、太阳能光化学分解水制氢。这一制氢过程与上述热化学循环制氢有相似之处，在水中添加某种光敏物质作催化剂，增加对阳光中长波光能的吸收，利用光化学反应制氢。

(4)污水处理制氢扩展阅读

太阳能制氢方法步骤

典型的光电化学分解太阳池由光阳极和阴极构成。光阳极通常为光半导体材料，受光激发可以产生电子空穴对，光阳极和对极(阴极)组成光电化学池，在电解质存在下光阳极吸光后在半导体带上产生的电子通过外电路流向阴极，水中的氢离子从阴极上接受电子产生氢气。

半导体光阳极是影响制氢效率最关键的因素。应该使半导体光吸收限尽可能地移向可见光部分，减少光生载流子之间的复合，以及提高载流子的寿命。光阳极材料研究得最多的是TiO2。TiO2作为光阳极，耐光腐蚀，化学稳定性好。而它禁带宽度大，只能吸收波长小于387nm的光子。

5. 生物制氢的生物制氢

6. 电解水制氢龙头

中国的氢能龙头企业有亿华通。中氢科技等。
作为氢能行业的先行者，北京亿华通科技有限公司已形成自主研发氢燃料电池发动机，完成国家技术目标，达到国际先进水平。2019年，加入国际氢能委员会，多次参与国际事务。在最高级别演示和操作重大活动，为主流商用车公司的燃料电池实验室提供完整的支持解决方案。上市时，亿华通被资本市场称为“中国首个氢能股”。据了解，上市首日最高每股261.11元，涨幅240.65%，市值112亿元。
拓展资料：
1、随着人们对低碳减排要求的不断提高，绿色制氢技术受到了广泛关注。在众多氢源解决方案中，利用可再生能源通过电解水生产氢气的过程碳排放量最低。氢在储能、化工、冶金、分布式发电等领域的推广应用已成为控制温室气体排放、减缓全球气温上升的有效途径之一。坚持氢能绿色利用的初衷，积极发展以质子交换膜电解水制氢为代表的绿色制氢技术，实现可再生能源的整合与发展。
2、近日，中国工程院易宝莲院士科研团队在《中国工程科学》杂志上撰文，结合氢能需求与规划进展、电解制氢示范项目现状，重点分析了电解制氢技术。包括技术分类、碱性水制氢的应用和质子交换膜电解水制氢。文章认为，提高电催化剂的活性，提高催化剂在膜电极中的利用率，改进双极板的表面处理工艺，优化电解槽结构有助于提高质子交换膜电解槽的性能，降低设备成本；质子交换膜电解水制氢技术具有工作电流密度高、能耗低、制氢压力高、适应可再生能源发电的波动性特点，且易于与可再生能源消耗相结合。这是一种通过电解水制氢的合适溶液。

7. 光解水制氢的光催化剂的研究

钽酸盐ATaO3(A =Li,K) ,A2SrTa2O7 · nH2O (A = H, K, Rb) 等虽然化学成分不同，但是它们的晶体结构类似，共同点是都具八面体TaO6。Kato H等对钽酸盐系列的LiTaO3 、NaTaO3、KTaO3的光催化活性进行了研究，发现无负载的LiTaO3、NaTaO3在紫外光的照射下均取得了较好的光催化效果，而负载NiO的NaTaO3，在紫外光的照射下，其分解水的活性显著提高，量子效率达到了28%，然而当LiTaO3和KTaO3负载NiO后，其光催化活性反而降低了，其原因可从钽酸盐的导带位置得到解释，NaTaO3的导带位置比NiO的导带高，因此，在NaTaO3的导带产生的光生电子很容转移到NiO的导带上，从而增强了电子和空穴的分离，提高了光催化活性。KTaO3的导带位置比NiO的导带位置低，不能产生这种效果；而LiTaO3在负载NiO以后，Li+掺杂到NiO当中，造成NiO催化剂的失活，使LiTaO3的光催化活性降低了。Kudo A发现碱金属、
碱土金属钽酸盐作为一种在紫外光线下分解水的催化材料，在没有负载物的条件下表现出很高的活性，在该类催化剂中掺杂La后，NiO / NaTaO3表现出最高的活性。Ikeda S等用水热法合成了Ca2Ta2O7、Na2Ta2O6、K2Ta2O6，将负载NiO的Ca2Ta2O7和纯Ca2Ta2O7分别放在0.1 mmol dm3的NaOH溶液中，通过紫外光的照射，发现到反应结束时，NiO/Ca2Ta2O7比纯Ca2Ta2O7节省了6小时，反应前后分别用XRD进行分析，表明Ca2Ta2O7没有发生晶型结构变化。将NiO/Na2Ta2O6、 NiO/ K2Ta2O6 、NiO/ Ca2Ta2O7三者进行对比实验，发现NiO/ Na2Ta2O6 和NiO/K2Ta2O6比NiO/ Ca2Ta2O7的催化能力强，这可能是由于Ca2Ta2O7的能隙比Na2Ta2O6、K2Ta2O6的窄，也可能是由于Ca2Ta2O7的晶体化程度没有Na2Ta2O6、K2Ta2O6高。Yoshioka K等研究了SrTa2O6、Sr4Ta2O9、Sr5Ta4O15 、Sr2Ta2O7 对水的催化活性，发现它们的催化活性依次为Sr2Ta2O7 > Sr5Ta4O15 > SrTa2O6 > Sr4Ta2O9，这主要是由于它们的晶型结构的不同。 ZnSeS类化合物能够形成固溶体，且能隙较窄，许云波等采用化学共沉淀法制备了掺杂Cu、In的ZnSeS光催化剂，研究发现:在ZnSeS中掺杂Cu、In的摩尔分数为2%时其光吸收性能最好，最大吸收边红移至700nm；紫外光照射下该催化剂光分解水产氢的量子效率达到4.83%；催化剂具有良好的热稳定性和光学稳定性，反应100h其产氢性能没有衰减。具有立方晶型的Znln2S4，其带宽为2.3eV，具有可见光响应特征，且稳定性良，可用作光催化材料。Lei Z..等通过水热合成法制备了高比表面积的立方尖晶石结构的Znln2S4，负载2%Pt后在0.43mol/LNa2S-0.5mol/L Na2SO3溶液中的产氢率最大可达213µmol/h。Kudo A.等研究发现AgInZn7S9在无Pt助催化剂的情况下，可受可见光激发从含有SO32-或S2-的水溶液中制氢;负载Pt后催化活性更佳，最大产氢率可达970µmol/h。杨运嘉制备了Zn0.957Cu0.043S 和Zn0.999Ni0.001S，其中
Zn0.957Cu0.043S在可见光照射下，自K2SO3和Na2S
水溶液中释放出H2，Zn0.999Ni0.001S在N2流下、于770K热处理也可自K2SO3和Na2S水溶液中释放出H2。文丽荣等制备C60水溶液后，将其与Zn0.999Ni0.001S混合，并采用气相色谱法跟踪反应，发现氢气释放量是未加C60时的4倍多。由于C60为强电负性物质，与Zn0.999Ni0.001S混合后，可作为电子的浅势捕获阱，有效地抑制了电子和空穴的复合，从而促进了反应的发生。

8. 制氢装置脱氯反应器现在的常用脱氯反应器有哪些

鲁瑞脱氯机介绍 1.脱氯范围.5-50mg/L。2.概述：根据最新实施的《医疗机构水污染物排放标准》（GB18466-2005）的规定：采用氯化消毒的医院污水执行一级标准时，余氯<0.5mg/l，消毒后必须进行脱氯处理，才能达到本标准。LR系列脱氯机是潍坊鲁瑞环保设备工程有限公司针对医疗污水处理的需要，最新开发的脱氯装置，其主要的设计技术特点是： 1、结构合理，性能稳定可靠，故障率低，使用寿命长； 2、使用方便，操作简单，计量准确，可调性好，适用在各种条件与环境下工作； 3、无昂贵的易损件，维护方便； 4、本产品技术工艺先进，为组合式结构，运输安装方便； 5、运行费用低廉； 6、脱氯范围：水体余氯0.5-50mg/l.3、工作原理：氯系消毒剂用于水体消毒，一般都会有余氯存在，医疗污水中余氯应是化合氯与游离氯的总和。无论游离氯还是化合氯都有一定的氧化能力。需要执行污水排放一级标准的区域，需进行脱氯处理，否则，会形成二次污染。脱氯的原理是：向水体中投加一定量的强还原剂使之与水体中的氧化剂发生氧化还原反应，以达到脱氯的目的。免责声明：以上所展示的信息由企业自行提供，内容的真实性、准确性和合法性由发布企业负责。共0条[查看全部] 相关评论

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任何废水都可以制氢
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