[发明专利]一种利用生物质制备氢气和碳电极材料的方法

权利要求书

1.一种利用生物质制备氢气和碳电极材料的方法，其特征在于，其包括如下步骤：

S1：将粉碎并干燥后的生物质与绿色活化剂进行充分混合，得到反应原料，

S2：待一级固定床反应器达到550℃～650℃的反应温度，将水蒸气与惰性气体通入反应器内，并将反应原料放入反应器内，生物质发生气化活化反应，反应时间为20min～60min，

S3：将步骤S2获得的气化气通入二级固定床反应器，在催化剂作用下，进行甲烷二氧化碳重整反应，反应温度为400℃～500℃，反应时间为20min～60min，

S4：将步骤S3重整后的气化气通入三级固定床反应器，在催化剂作用下，进行水气转换反应，反应温度为400℃～500℃，反应时间为20min～60min，

S5：将步骤S4得到的富氢气化气经冷却后，获得得富氢气体产品，

S6：步骤S2获得的固体产物即为多孔碳，反应完成后，经自然冷却至环境温度，

S7：将步骤S6中的多孔碳进行酸洗，然后用过量的去离子水过滤冲洗，直到滤液成中性后再干燥，获得多孔碳电极材料，

其中，富氢多孔碳电极材料制备和多孔碳电极材料制备不分先后，

绿色活化剂包括KHCO₃、NaHCO₃、CaCl₂中的一种或多种，绿色活化剂加入量占生物质总质量的比例为10％～50％。

2.根据权利要求1所述的一种利用生物质制备氢气和碳电极材料的方法，其特征在于，所述步骤S1中的生物质包括：竹子、木屑、稻壳中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种利用生物质制备氢气和碳电极材料的方法，其特征在于，所述步骤S1中的生物质的干燥温度均为100℃～110℃，干燥时间均为12h～24h。

4.根据权利要求1所述的一种利用生物质制备氢气和碳电极材料的方法，其特征在于，所述步骤S2中水蒸气的流速为0.2mL/min～0.5mL/min，惰性气体为氮气或氩气，惰性气体的流速为100mL/min～200mL/min。

5.根据权利要求1所述的一种利用生物质制备氢气和碳电极材料的方法，其特征在于，所述步骤S3中的催化剂为Ni/NiO₂、Ni/Al₂O₃、Ni/TiO₂中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的一种利用生物质制备氢气和碳电极材料的方法，其特征在于，所述步骤S4中的催化剂为Cu-Zn、Fe-Cr、Co-Mo中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的一种利用生物质制备氢气和碳电极材料的方法，其特征在于，所述步骤S7中酸洗的盐酸浓度为1mol/L～2mol/L，干燥温度和时间分别为100℃～110℃和12h～24h。