實驗室電催化氧化裝置

① 過氧化氫制氧氣的實驗裝置有哪些

錐形瓶、長頸漏斗、雙孔橡皮塞、導管、集氣瓶、水槽，過氧化氫溶液等。

檢查裝置氣密性。方法是向長頸漏斗中加水直至浸沒長頸漏斗的下端管口，然後將導管的一端浸入水中，用手緊握錐形瓶的外壁，若長頸漏斗下端形成一段水柱，導管口有氣泡冒出，則證明裝置氣密性良好，再錐形瓶中裝入二氧化錳，倒入過氧化氫溶液，收集氧氣即可。

過氧化氫製取氧氣裝置禁忌

分液漏斗可以用長頸漏斗代替，但其下端應該伸入液面以下，防止生成的氣體從長頸漏斗中逸出。

導管只需略微伸入試管塞，用止水夾關閉，打開分液漏斗活塞，向漏斗中加入水，水面不持續下降，就說明氣密性良好。

裝葯品時，先裝固體後裝液體。

該裝置的優點：可以控制反應的開始與結束，可以隨時添加液體。

以上內容參考網路-過氧化氫、網路-實驗室制氧氣

② 電催化氧化的作用是什麼作用原理是什麼

電催化氧化技術是通過在外加電場作用下的電極反應直接降解有機污染物，或是利用電極回或催化材料答具有的催化活性，產生大量具有強氧化性的自由基對有機污染物進行降解。電催化氧化技術因為具有突出的氧化能力，對反應條件要求不高，不易造成二次污染等優點，被認為是最具應用前景的方法。

（1）本模塊化設備僅消耗電能，不投加任何化學葯劑，無二次污染；

（2）反應為常溫常壓條件下進行，操作安全、簡單、靈活；

（3）多種類組合電能激發催化劑，可根據客戶需求自由組合，高效穩定；

（4）催化劑載體為穩定態合金無消耗，組分化學性質穩定無毒，壽命長可重復使用，保證催化反應持久高效；

（5） LEC催化氧化裝置模塊化組裝，可快速實現工程應用，系統運行自動化程度高，無人力操作負擔；

（6） 反應設備體積緊湊，佔地面積小，基礎土建施工周期短，節省土建投資；

（7）LEC催化氧化降解速度快，能耗低。應用於預處理可分解轉化有毒污染物，提高廢水可生化性，應用於深度處理出水可實現達標排放或回用。

③ CO2怎樣回收和捕集技術介紹

回收設備常用的CO2回收利用方法有：

1.溶劑吸收法。使用溶劑對CO2進行吸收和解吸，CO2濃度可達98％以上。該法只適合於從低濃度CO2廢氣中回收CO2，且流程復雜，操作成本高。

2.變壓吸附法。採用固體吸附劑吸附混合氣中的CO2，濃度可達60％以上。該法只適合於從化肥廠變換氣中脫除CO2，且CO2濃度太低不能作為產品使用。

3.有機膜分離法。利用中空纖維膜在高壓下分離CO2，只適用於氣源干凈、需用CO2濃度不高於90％的場合。目前該技術在國內處於開發階段。

4.催化燃燒法。利用催化劑和純氧氣把CO2中的可燃燒雜質轉換成CO2和水。該法只能脫除可燃雜質，能耗和成本高，已被淘汰。

上述方法生產的CO2都是氣態，都需經吸附精餾法進一步提純凈化、精餾液化，才能進行液態儲存和運輸。吸附精餾技術是上述方法在接續過程中必須使用的通用技術。

美國電力研究院（EPRI）所作的研究指出，在發電廠中採用氨洗滌可使CO2減少10%，而較老式的MEA（胺洗滌）法可使CO2減少29%。

世界新的CO2回收和捕集技術正在加快發展之中。

1.脫除CO2新溶劑巴斯夫公司和日本JGC公司已開始聯合開發一種新技術，可使天然氣中含有的CO2脫除和貯存費用削減20%。該項目得到日本經濟、貿易和工業省的支持。CO2可利用吸收劑如單乙醇胺（MEA）從燃燒過程產生的煙氣中加以捕集。然而，再生吸收劑需額外耗能，對於MEA，從煙氣中回收CO2需耗能約900千卡/千克CO2，這通常是不經濟的。日本三菱重工公司（MHI）與關西電力公司（KEPCO）合作，開發了新工藝，可給CO2回收途徑帶來新的變化。MHI發現的CO2新吸收劑是稱為KS-1和KS-2的位阻胺類，其回收所需能量比MEA所需能量約少20%。因為KS-1和KS-2對熱更穩定、腐蝕性也比MEA小，因此操作時胺類的總損失約為常規吸收劑的1/20。對於能量費用不昂貴的地區，大規模裝置使用新的工藝，CO2回收費用（包括壓縮所需費用）約為20美元/噸CO2，它比基於MEA的常規方法低約30%。MHI已在馬來西亞一套尿素裝置上驗證了這一技術，可從煙氣中回收200噸CO2/日。

2.基於氨的新工藝美國Powerspan公司開發了ECO2捕集工藝，可使用含水的氨（AA）溶液從電廠煙氣（FG）中捕集CO2。這是該公司與美國能源部國家能源技術實驗室（NETL）共同研究的成果。BP替代能源公司與Powerspan公司正在開發和驗證Powerspan公司稱為ECO2基於氨的CO2捕集技術，並將使其用於燃煤電廠從而推向商業化。這種後燃燒CO2捕集工藝適用於改造現有的燃煤發電機組和新建的燃煤電廠。ECO2捕集工藝與Powerspan公司的電催化氧化技術組合在一起，使用氨水吸收大量SO2、NOx和汞。CO2加工步驟設置在ECO的SO2、NOx和汞脫除步驟的下游。根據美國國家能源技術實驗室（NETL）等對使用含水的氨吸收CO2進行的研究表明，傳統的MEA工藝用於CO2脫除，CO2負荷能力（吸收每千克CO2/千克吸收劑）低，有高的設備腐蝕率，胺類會被其他煙氣成分降解，同時吸收劑再生時能耗較高。比較而言，氨水有較高的負荷能力，無腐蝕問題，在煙氣環境下不會降解，可使吸收劑補充量減少到最小，再生所需能量很少，而且成本大大低於MEA。尤其是NETL採用的Powerspan公司開發的氨水工藝與常規胺類相比，有以下優點：蒸汽負荷小（500Btu/磅被捕集的CO2）；產生較濃縮的CO2攜帶物；較低的化學品成本；產生可供銷售的副產物，實現多污染物控制。

3.CO2吸附技術近年來工業級和食品級CO2的標准要求越來越高，而通常採用的溶劑吸收法、變壓吸附法、有機膜分離法和催化燃燒法等回收的CO2產品無法達到食品級標准要求，在工業領域的應用也受到限制。美國新開發的一種超級海綿狀物質可吸收發電廠或汽車尾管排放的大量CO2。這種超級海綿狀物質作為可用於凈化溫室氣體的新方法，比現用方法（包括水溶液處理）更為有效和價格低廉。美國密歇根大學的研究人員採用化學合成方法，製取了這類海綿狀物質。這種材料稱為金屬有機骨架（MOF）混合物，為穩定的、結晶型多孔物質，由有機鏈接基團組合金屬簇構成。據報道，這種MOF能很好地捕集CO2。其化合物之一MOF?177在中等壓力（約3.0兆帕）下，可捕集140w%（33.5毫摩爾/克）室溫下的CO2，遠遠超過任何其他多孔材料的CO2貯存能力。超級綿狀MOF-177由正八面體Zn4羧基化物簇與有機基團鏈接而成，這種材料有極高的表面積，達4500平方米/克，相當於每克材料有約4個足球場大小的面積。在捕集CO2後，氣體在稍微加熱的情況下會很容易地釋放出來，然後可用於各種反應的試劑，包括製取聚碳酸酯建築材料的聚合過程和軟飲料的碳酸化。

4.利用LSCF管使CO2易於捕集一項最近的科研成果表明，採用先進陶瓷材料製作的微細管，通過控制燃燒過程，可望使發電站的溫室氣體排放減少至近乎於零。這種稱為LSCF的材料具有從空氣中過濾氧氣的顯著特徵。這樣，通過在純氧中燃燒燃料，就可產生近乎純CO2的氣流，純CO2具有可再加工為有用化學品的潛在商業化用途。LSCF是相對較新的材料，它原為燃料電池技術而開發，許多國家已研究了數十年之久，主要用作燃料電池的陰極。

5.分離CO2的膜法技術美國得克薩斯大學的工程技術人員開發的改進型塑料材料可大大改進從天然氣中分離CO2的能力。這種新的聚合物膜可自然地仿製電池膜中才有的小孔，基於它們的形狀，其獨特的沙漏形狀可有效地分離分子。科學工業研究組織2007年10月的評價表明，它可從甲烷中分離CO2。像海綿一樣，它僅吸收某些化學品。新的塑料允許CO2或其他小分子通過沙漏形狀的小孔，而天然氣（甲烷）則不會通過這些相同的小孔運移。這種熱重排（TR）塑料通過小孔分離CO2要優於常規膜。BennyFreeman教授的實驗室研究也表明，熱重排塑料膜的分離速度也較快，比常規膜去除CO2要快幾百倍。

6.從大氣中直接捕集CO2的技術美國哥倫比亞大學的科學家於2007年10月中旬宣布，正在加快開發從大氣中直接捕集CO2的工業技術。分析認為，這樣可從分散和移動的排放源中捕集全球溫室氣體中50%的CO2，甚至無需完全採用碳捕集和貯存（CCS）技術，據統計，大的靜止點排放源產生超過0.1兆噸/年的CO2。由FrankZeman提出的技術基於KlausLackner以前在哥倫比亞大學所做的工作，已確立了這一特定的空氣捕集工藝過程的熱動力學的可行性。KlausLackner於1999年首次提出從空氣中去除CO2以達到碳捕集和貯存的目的。新的研究成果已在美國《環境科學和技術》2007年11月版上發布。

7.海藻生物反應器去除CO2開發Chinchilla地下煤氣化（UCG）從合成氣制油的澳大利亞Linc能源公司2007年11月底宣布，與BioCleanCoal公司組建各持股60%和40%的合資企業，開發將工藝過程CO2轉化為氧氣和生物質用的海藻生物反應器。該合資公司將開發生物反應器，通過光合作用將CO2轉化為氧氣和固體生物質，以持久地和安全地從大氣中去除CO2。Linc能源公司將在今後一年內投入100萬澳元，開發原型裝置，用於在Chinchilla地區運行。BioCleanCoal公司是生物技術公司，專長於利用海藻將CO2轉化為氧氣和生物質。

④ 實驗室若用過氧化氫和二氧化錳製取氧氣，應該用什麼儀器和裝置原理是什麼

反應容器可以是大試管
、錐形瓶和廣口瓶等，配以單孔或雙空橡皮塞（與分液漏斗或長頸漏斗）、導管、橡皮管等，反應原理:二氧化錳催化過氧化氫分解，生成氧氣和水。

⑤ 製取氧氣的反應裝置

裝置選擇

用高錳酸鉀或氯酸鉀制氧氣選甲裝置:固體與固體加熱制氣體（實驗室常用說法：固固加熱型）

高錳酸鉀製取氧氣

步驟：查—裝—定—點—收—離—熄

查----檢查裝置的氣密性

高錳酸鉀製取氧氣實驗示意圖

高錳酸鉀製取氧氣實驗示意圖

裝----裝葯品

定----把試管固定到鐵架台上

點----點燃酒精燈加熱(先預熱，注意：一律先讓試管均勻受熱，否則會因冷熱不均炸裂試管)

收----收集氣體（可以使用排水法、向上排空氣法）

離----把導管從水槽中取出（如果使用向上排空氣法，此步驟基本不需要，但是最好先取出導管再蓋上玻片）

熄----熄滅酒精燈

（可方便記憶為：茶莊定點收利息）

注意點

1.試管口略向下傾斜：防止冷凝水倒流回試管底部使炸裂試管；

2.葯品平鋪在試管的底部：先預熱（均勻受熱），之後可以將酒精燈的外焰對准裝有葯品部位定向加熱

3.鐵夾夾在離管口約1/3處；

4.導管應稍露出橡皮塞：便於氣體排出（大約0.5cm）；

5.試管口應放一團棉花：防止高錳酸鉀粉末進入導管並堵塞導管，使所製得氣體無法較好排出；

6.排水法收集時，待氣泡均勻連續冒出時再收集（剛開始排出的是試管中的空氣，防止收集氣體不純）；

7.實驗結束時，先導氣管出水，再滅酒精燈：防止冷凝水迴流試管炸裂；

8.用向上排空氣法收集氣體時，導管伸到集氣瓶底部：以便把空氣排盡。

過氧化氫（雙氧水）制氧氣

步驟:查---裝---收

過氧化氫（雙氧水）制氧氣實驗示意圖

過氧化氫（雙氧水）制氧氣實驗示意圖

查---檢查裝置的氣密性：用夾子把導管夾上（應使用兩節導管，中間用較短橡皮管連接，便於檢查），然後往長頸漏斗中加水，長頸漏斗的頸部中的水柱如不下降，則說明氣密性良好

裝---裝葯品，先裝固體，後裝液體（防止液體飛濺）

收---收集氣體（同上高錳酸鉀收集法）

注意點

①長頸漏斗的頸部應在液面以下（液封）：防止氣體從長頸漏斗泄露，可用分液漏斗代替（控制反應速率）；

②導管應稍露出橡皮塞：便於氣體排出。

氧氣檢驗

檢驗方法：

檢驗：用帶火星的木條伸入集氣瓶內，如果木條復燃，證明是O2。

驗滿：用帶火星的木條放在集氣瓶瓶口，如果木條復燃，證明O2已滿。

排水法：

剛開始排出的是試管中的空氣，等氣泡連續均勻冒出時，才是純氧

實驗室製取氧氣是初級化學的一個實驗，通常二氧化錳是催化劑，實驗完畢後，可以用過濾法回收。