MOF类功能材料

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光合成清洁燃料虚拟仿真软件

时间:2022-12-06   访问量:363

实验编号:U19S10500

关键词:光伏发电,水分解制氢气,金属有机框架,清洁燃料

实验标签:材料科学基础(功能无机材料)

实验类别:新能源相关


(一)内容介绍

本虚拟仿真实验包含:

1)光能转化电能反应

2)电催化水分解制氢反应

3)气相色谱检测分析原理及应用

4MOF材料的溶剂热合成

5X-射线单晶衍射和粉末衍射分析

6)二氧化碳气体静态容量吸附表征

7)共沉淀反应及高温高压合成

8)多相催化二氧化碳加氢反应

wps43.png 

人工光合成清洁燃料综合化学虚拟仿真实验内容框架图

本虚拟仿真实验分为3个模块,模块1,光伏发电驱动高效催化水分解制氢气;模块2,金属有机框架(MOF)材料高效捕获CO2;模块3,固溶体催化CO2加氢制备清洁燃料甲醇。

模块1,光伏发电驱动高效催化水分解制氢气

wps44.jpg 

模块2,金属有机框架(MOF)材料高效捕获CO2

wps45.jpg 

模块3,固溶体催化CO2加氢制备清洁燃料甲醇

wps46.jpg 

(二)实验的特色和亮点

wps47.jpg 

人工光合成清洁燃料综合化学虚拟仿真实验总体设计思路图

该设计对应的实体实验涉及电催化水分解反应、高温高压合成反应、X-射线单晶结构测试分析、气固热多相催化反应等多个复杂过程,特别是实体实验过程涉及氢气的制备存储,属于易燃易爆气体,危险性很大;制备的化合物需要反复使用X-射线单晶衍射和X-射线粉末衍射等表征手段确认化合物的晶体结构,仪器操作复杂也具有一定的危险性;催化反应的实现需要在高温高压条件进行(压力:1.0-5.0MPa,温度:180-400℃),且反应时间较长。这些实验在本科基础化学实验室因时间较长、过程存在危险因素及对实验条件和教学设施要求高而难以完全开展。


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