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文章出处:责任编辑:人气:-发表时间:2023-05-29 09:35:02【 】
高纯氘气生产方法简介

氘气



氘清单


氘,也称为重氢,符号d或2h,是氢的同位素。氢含有0.02%的氘。重氢在天然水中的浓度约为150ppm
(百万分之150)。氘符号12h或d。分子量4032。无色无味的气体。熔点-254.6℃(16.132kpa),沸
点-249.7℃。易溶于水和其他液体。天然水通常由两个氢原子和一个氧原子组成,但氢原子有三种不同质
量的同位素:氢(h,氢)、氘(d,重氢)和氚(t,超重氢),原子量为1,2,3。氘的大部分物理和化学
性质与氢相似,在大多数情况下,氘的反应性略低于氢。氘主
要以重水和氘气的形式使用。



1931年末,美国研究人员harold clayton urey通过蒸发后的光谱探测发现了重氢(氘,d)。尤里于1934
年获得诺贝尔化学奖。



如果人体内氘过多,就不能产生足够的能量,从而导致疲劳、癌症和各种慢性病。许多人之所以患有这种
疾病,是因为他们的内部环境中氘含量过高,这可归因于各种原因,如转基因食品、工业食品和沿海生活。



在工业食品中,氘含量相对较高,过量摄入这类食品会增加人体内的氘含量。如果体内的氘水平过高,很
难调节到正常水平(130 ppm),而且氘太重,会干扰蛋白质和dna,从而导致癌症。20%的癌症患者的
基因没有突变,但氘会导致dna生长和细胞持续分裂。



氘气生产技术


1.液氢蒸馏技术


氘是氢的同位素,天然氢的氘含量在0.013到0.015之间。氘的沸点为23.5k,氢的沸点为20.38k,hd的沸
点为22.13k。理论上,利用液态氢的蒸馏来生产氘气是完全可能的。通常,在低温蒸馏中,第一浓度为hd,
但在继续蒸馏浓缩和进一步处理之前,hd必须通过催化剂转化为d2、hd和h2平衡混合物。目前,液氢蒸
馏中的低温蒸馏技术主要采用jet低温蒸馏系统生产氘气。然而,蒸馏技术的回归对能源消耗要求很高,能
源消耗问题严重,经济性不理想,能源消耗还有提高的空间。



2.钨电解技术


重水电解技术使用电解水装置,该装置使用碱金属氘氧化物作为电解质或固体聚合物进行重水电解。尽管通
过该技术生产的氘气体的纯度相对较高,但是生产的氘气的纯化仍然是必要的。提纯的重点是去除杂质,减
少氘气中所含的氢同位素杂质质子,但去除质子的难度很大,加工过程非常复杂。此外,电解过程中的能耗
问题非常明显:在应用中,降低操作电压和提高能效的主要策略是减少电极之间的距离、增加工作压力、提
高操作温度、改变电极材料和使用添加剂。



3.气相色谱法


气相色谱法发明于1952年,具有广泛的应用。1957年,气相色谱法成功地用于生产氘气。目前,常用的氢同
位素气相色谱分离技术有h2过渡色谱、前色谱、冲洗色谱和自转移色谱。h2过渡色谱法制备量大,产率和浓
缩率最高,但工艺相对复杂。主要色谱过程相对简单,适用于从天然氢中生产氘气。冲洗色谱法生产的氘气纯
度较低,不能满足要求,因此很少使用。独立色谱法具有无载气、浓缩率高、回收率适中的优点,是最理想
的色谱氘生产技术。

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