表2-3 元素成分 10

1 绪论

1.1 氢能源

随着全球工业化的发展，人们对能源的需求越来越高[1]，但是传统能源已经很难满足工业的需求，为了应对这一问题，不少科学家都把他们的目光看向了氢能源。

氢能一般是通过氢气和氧气发生反应从而释放能量。氢能是氢的化学能，氢往往是以化合态的形式存在于地球上，也是宇宙中广泛存在的物质[2]，宇宙质量中有百分之七十五与氢有关，可以说有很大的发展前景。

1.2开发氢能源的意义

    能源是我们人类生产力得以发展的必需品，而传统能源往往污染较大，但是氢能却与传统能源相反，它以清洁著称，不仅如此氢能在大自然中储量丰富，倘若能把海洋中的氢全部提炼出来[3]，不但可以减轻传统能源的压力，而且可以保护环境。对于我们人类而言，绝对是不可错过的宝藏。

（1） 氢几乎没有毒害，燃烧氢气时虽然会产生物质，但是那些物质对于人类生活是基本没有毒的。所以相较于其他能源，氢能是绿色的能源。与此同时，通过一些化学处理，氮化氢是可以对环境无害[4]。

（2） 有许多方式都能使用氢能，氢能可以在电动机中做功，并且也可以做成燃料电池供无人机使用[5]，同时使用氢能的技术简单便利，没有太多复杂的工序。

（3） 氢质量小，氢可以以多种方式存在，固态，液态都可以，并且储备充足。

1.3产氢技术现状

产氢技术目前已有不少，但大体还不完善。水解产氢虽然简单，但是能耗非常高，需要的很大的成本，所以只有少数情况下才会使用，比如氯碱工业。化工厂和一些化工过程中也会生产一些氢气，但这些都不是目前的生产氢的主流方式，所以我们研究关于硼氢化钠水解产氢的催化剂还是相当有意义的。

这次实验我是以硼氢化钠水解产氢，在室温下，氢气可以通过硼氢化钠水解来制得，若要加快产氢速度，则需要在产氢液中放入一些特定催化剂，而我的本次实验就是围绕不同电镀条件下制备的碳纤维催化剂对产氢速度的影响。同时加入催化剂硼氢化钠产氢优势明显[6]，不仅反应简单，容易控制，而且生产的氢气纯度高，且制备氢气过程中非常安全。

1.4催化剂

1.4.1非贵金属催化剂

由于贵金属催化剂往往比较昂贵，且副产物一般无法循环使用，所以并不利于工业生产，于是不少专家学者研究了其他方法制备产氢催化剂 [7]，有不少非贵金属也可以作为产氢催化剂，而本次实验便是以碳纤维为载体，将钴，钼，硼等元素通过电镀镀在碳纤维上，将其制作成产氢催化剂。

1.4.2贵金属催化剂

许多金属都可以作为硼氢化钠水解产氢的催化剂，例如，Ru、Pt、Pt–Pd，合金负载型和非负载型是贵金属催化剂的主要两个类型，而可以作为产氢催化剂的贵重金属往往是过渡和铂系金属[8]。但是实验室由于成本原因，往往不使用贵金属作为产氢催化剂

1.5镀液

1.5.1电镀

    电镀的主要原理就是将待做的催化剂放入电镀液中，通入电流使其表面镀上其他金属，这次实验，我使用铁片作为阳极，电镀阴极连接已经预处理过的碳纤维，镀液中的金属离子经过脉冲整流机的电镀[9]，转移至碳纤维的表面，从而完成电镀。