| 致谢 | 第5-7页 |
| 摘要 | 第7-9页 |
| Abstract | 第9-11页 |
| 1 绪论 | 第16-48页 |
| 1.1 引言 | 第16-20页 |
| 1.2 氢能制备方法 | 第20-26页 |
| 1.2.1 热化学制氢 | 第21-24页 |
| 1.2.2 电化学制氢 | 第24-25页 |
| 1.2.3 生物制氢 | 第25-26页 |
| 1.3 热化学水分解循环制氢 | 第26-33页 |
| 1.3.1 金属卤化物体系 | 第28-29页 |
| 1.3.2 金属氧化物体系 | 第29-31页 |
| 1.3.3 硫化物体系 | 第31页 |
| 1.3.4 热电耦合杂化体系 | 第31-33页 |
| 1.4 热化学硫碘循环水分解制氢 | 第33-46页 |
| 1.4.1 Bunsen子系统 | 第34-36页 |
| 1.4.2 硫酸分解子系统 | 第36-37页 |
| 1.4.3 氢碘酸分解子系统 | 第37-42页 |
| 1.4.4 全循环系统的建设及发展 | 第42-46页 |
| 1.5 本文研究内容 | 第46-48页 |
| 2 实验系统及分析方法 | 第48-58页 |
| 2.1 商业软件Aspen Plus介绍 | 第48页 |
| 2.2 EED浓缩HI实验系统 | 第48-49页 |
| 2.3 HI精馏实验系统 | 第49-51页 |
| 2.4 电化学HI分解实验系统 | 第51-52页 |
| 2.5 HI电解池电压测量实验系统 | 第52-53页 |
| 2.6 碳纸的亲水处理和膜电极组件的制备 | 第53-54页 |
| 2.7 HI电催化分解性能研究实验系统 | 第54页 |
| 2.8 溶液组分测定分析方法 | 第54-55页 |
| 2.9 化学试剂及实验仪器 | 第55-58页 |
| 3 HI分离流程模拟计算研究 | 第58-83页 |
| 3.1 引言 | 第58-59页 |
| 3.2 HI-I_2-H_2O三元溶液的物性模型 | 第59-65页 |
| 3.2.1 基于状态方程的HI-I_2-H_2O三元体系模型 | 第61-62页 |
| 3.2.2 基于活度系数法的HI-I_2-H_2O三元体系模型 | 第62-65页 |
| 3.3 氢碘酸相纯化模拟 | 第65-70页 |
| 3.3.1 HIx相溶液中硫酸的纯化模拟 | 第66-67页 |
| 3.3.2 纯化反应器气相出料中各组分比例 | 第67-69页 |
| 3.3.3 纯化反应器热负荷和冷凝器冷负荷 | 第69-70页 |
| 3.4 碘沉积回收对HI分离子系统的影响 | 第70-82页 |
| 3.4.1 碘在氢碘酸溶液中的溶解度模型 | 第71-72页 |
| 3.4.2 EED的模拟计算 | 第72-75页 |
| 3.4.3 进料中碘的浓度和操作压力对精馏的影响 | 第75-78页 |
| 3.4.4 三种不同HI分离系统路径 | 第78-82页 |
| 3.5 本章小结 | 第82-83页 |
| 4 HI浓缩、精馏试验研究 | 第83-100页 |
| 4.1 引言 | 第83-84页 |
| 4.2 EED浓缩HI实验研究 | 第84-92页 |
| 4.2.1 非对称与对称结构EED的比较 | 第84-85页 |
| 4.2.2 操作温度对EED浓缩HI性能的影响 | 第85-88页 |
| 4.2.3 电流密度对EED浓缩HI影响 | 第88-90页 |
| 4.2.4 两种不同极板流道形式对EED浓缩HI影响 | 第90-92页 |
| 4.3 HI精馏实验研究 | 第92-98页 |
| 4.3.1 低共沸溶液进料 | 第93-96页 |
| 4.3.2 超共沸溶液进料 | 第96-98页 |
| 4.4 本章小结 | 第98-100页 |
| 5 电化学HI分解实验基础研究 | 第100-114页 |
| 5.1 引言 | 第100-101页 |
| 5.2 电化学HI分解制氢 | 第101-103页 |
| 5.3 碘分子的渗透 | 第103-105页 |
| 5.3.1 阳极溶液组分浓度及电流密度的影响 | 第104-105页 |
| 5.3.2 温度的影响 | 第105页 |
| 5.4 电流效率 | 第105-109页 |
| 5.4.1 阳极溶液组分浓度的影响 | 第106-107页 |
| 5.4.2 电流密度的影响 | 第107页 |
| 5.4.3 温度的影响 | 第107-109页 |
| 5.5 电池电阻 | 第109-110页 |
| 5.6 硫酸对于电解HI的影响 | 第110-112页 |
| 5.7 本章小结 | 第112-114页 |
| 6 HI电解池电压研究 | 第114-131页 |
| 6.1 引言 | 第114-115页 |
| 6.2 HI电解池电势实验 | 第115-117页 |
| 6.2.1 I_2浓度的影响 | 第115-116页 |
| 6.2.2 HI摩尔浓度的影响 | 第116页 |
| 6.2.3 温度的影响 | 第116-117页 |
| 6.3 计时电势法测量HI电解池电势组成 | 第117-122页 |
| 6.3.1 计时电势测量原理 | 第117-120页 |
| 6.3.2 低电流密度下电解池电势组成 | 第120-122页 |
| 6.4 电解池开路电势实验研究及理论建模 | 第122-129页 |
| 6.4.1 开路电压模型建立 | 第122-125页 |
| 6.4.2 开路电压实验研究 | 第125-127页 |
| 6.4.3 开路电势模型验证 | 第127-129页 |
| 6.5 本章小结 | 第129-131页 |
| 7 膜电极组件(MEA)在电解HI反应中的性能研究 | 第131-143页 |
| 7.1 引言 | 第131-133页 |
| 7.2 膜电极组件对电解HI电压的影响 | 第133-135页 |
| 7.2.1 不同阳极液I_2浓度的影响 | 第133-134页 |
| 7.2.2 不同阳极液HI浓度的影响 | 第134-135页 |
| 7.2.3 不同电解温度的影响 | 第135页 |
| 7.3 膜电极组件对电解HI电流效率的影响 | 第135-138页 |
| 7.3.1 不同阳极液I_2浓度的影响 | 第135-136页 |
| 7.3.2 不同电流密度的影响 | 第136-137页 |
| 7.3.3 不同电解温度的影响 | 第137-138页 |
| 7.4 能耗计算 | 第138-141页 |
| 7.4.1 HI电解池能耗计算 | 第138-140页 |
| 7.4.2 硫碘循环制氢系统效率分析 | 第140-141页 |
| 7.5 本章小结 | 第141-143页 |
| 8 全文总结及工作展望 | 第143-150页 |
| 8.1 全文总结 | 第143-148页 |
| 8.2 本文创新之处 | 第148页 |
| 8.3 工作展望 | 第148-150页 |
| 参考文献 | 第150-161页 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的科研成果 | 第161页 |
