[发明专利]一种镍掺杂磁性炭制备方法及其在暗发酵制氢中的应用

权利要求书

1.一种镍掺杂磁性炭的用途，其特征在于，利用镍掺杂磁性炭提高暗发酵产氢性能，以获得更高的H₂产率和发酵效率；所述镍掺杂磁性炭，其主要组分为活性炭、NiFe₂O₄和少量的Ni(OH)₂，且NiFe₂O₄和Ni(OH)₂均匀附着在活性炭表面及孔隙中，C、O、Cl、Fe和Ni的原子百分率分别为70~80%、15~25%、0.1~0.3%、1~5%和1~5%。

2.根据权利要求1所述的一种镍掺杂磁性炭的用途，其特征在于，所述的镍掺杂磁性炭的X射线衍射图谱显示，2ϴ=15~35°处衍射峰为活性炭无定型结构特征衍射峰；2ϴ=11.56°处的衍射峰为Ni(OH)₂的特征峰；2ϴ=30.21°、35.56°、43.18°、53.76°、57.22°、62.82°和74.37°出现的衍射峰为NiFe₂O₄的特征峰。

3.根据权利要求2所述的一种镍掺杂磁性炭的用途，其特征在于，镍掺杂磁性炭中，C、O、Cl、Fe和Ni的原子百分率分别为73.62%、21.65%、0.27%、2.38%、和2.08%。

4.根据权利要求1所述的一种镍掺杂磁性炭的用途，其特征在于，镍掺杂磁性炭的饱和磁化强度、矫顽力和剩余磁化强度分别为1.5~3emu·g^-l、0.5~1.1emu·g^-l和50~120oe。

5.权利要求1~4任一项所述镍掺杂磁性炭的用途，其特征在于，镍掺杂磁性炭的制备方法包括以下步骤：

（1）将铁盐和镍盐溶解于水中，得到铁镍混合溶液；

（2）将活性炭加入到铁镍混合溶液中，浸渍一段时间，得到含有活性炭、Fe³⁺和Ni²⁺混合悬浮液；

（3）将混合悬浮液在反应器中进行加热回流反应，混合悬浮液沸腾后，用NaOH溶液调节体系的pH为10~14，保持沸腾回流反应一段时间；

（4）反应完成后冷却并用水洗涤反应产物至中性，干燥反应产物，获得镍掺杂磁性炭。

6.根据权利要求5所述镍掺杂磁性炭的用途，其特征在于，步骤（1）中，所述镍盐为乙酸镍、氯化镍、硝酸镍和硫酸镍中的一种或几种；所述铁盐为氯化铁、硫酸铁、硝酸铁或醋酸铁中的一种或几种。

7.根据权利要求5所述镍掺杂磁性炭的用途，其特征在于，步骤（1）中镍盐、铁盐和步骤（2）中活性炭的摩尔比为1:2~4:50~200。

8.根据权利要求5所述镍掺杂磁性炭的用途，其特征在于，步骤（3）中，所述回流反应温度为100~130℃，所述沸腾回流反应时间为1~4h，使用油浴加热；步骤（3）所述回流反应温度为110~120℃。