天然气掺氢研究生学位论文

我们都知道小孩子喜欢的氢气球具有一定的危险性，因为它遇到火花就会发生爆炸，这是由氢气遇到火之后和空气中的氧气发生了剧烈的氧化反应，发生了燃烧现象，并且生成了水蒸气，这一过程还会放出很多能量，那么如果没有氧气，氢气还会发生燃烧现象吗？我们常见的燃烧现象大都是可燃物发生氧化还原反应后剧烈释放能量的化学现象，然而燃烧现象并非只发生在氧气与其他材料之间，某些材料脱离氧气也是可以发生燃烧现象的。氢气就是如此，它是一种很好的可燃气体，能与所有的氧化性元素进行单质反应，也就是说氢气很容易与其他材料发生反应，多种情况下都会发生燃烧现象。比如常见的氯气，氟气等就很容易和氢气发生燃烧现象。实验发现只要在氯气中混和体积分数为5%以上的氢气时，遇强光就会有爆炸的危险，之后会生成氯化氢气体，其化学式为H2+Cl2=2HCl，反应条件是光照或点燃，氢气在氯气中燃烧的现象是安静地燃烧，发出苍白色火焰，但两者混合到一起之后遇到强光就会爆炸，这比氢气遇到氧气燃烧生成水的反应还更积极更剧烈。氢气和氯气产生出来的氯化氢气体是一种带腐蚀性的不燃烧气体，有着刺鼻的气味，将这种气体溶于水就是盐酸溶液了，另外它也易溶于乙醇和醚，还能溶于其它多种有机物。相比较而言，氢气和氟气更容易发生剧烈燃烧反应，这两者只要掺到一起，即使把它们放到阴暗的地方也会发生爆炸，放到明亮处的话反应就更快了，其化学式为H2+F2=2HF，生成的氟化氢是无色有刺激性气味的气体 ，氟化氢及其水溶液均有毒性，液态氟化氢是一种强酸，连玻璃都可以腐蚀，因为它很容易和硅发生反应。氢元素是宇宙中含量最多的元素，我们都知道恒星发光发热都是氢元素发生核聚变产生的，不过这种现象不能称为氢气的燃烧现象，因为燃烧现象都是化学反应，而核聚变却属于物理反应，相对而言，单位体积下的氢元素核聚变产生的能量要比其化学燃烧产生的能量高得多。

氢注入的三大优势首先，氢气具有选择性抗氧化作用。氢的特征是只清除最活泼的•OH，而不是•O2−和H2O2，组织中没有酶来清除•OH。与•OH相比，•O2−和H2O2的活性较低，且这些物质在较低浓度时参与细胞信号传导而不是细胞破坏，在细胞增殖和分化等主要细胞功能中充当信号传导介质。因此，它们的去除会干扰细胞功能。因此，氢的优势在于能够非常有效地抑制氧化应激而不破坏细胞功能，因为它只去除毒性最大的OH，而不去除超氧阴离子和过氧化氢。第二，氢在体内扩散非常快。因为它可以很容易地穿过脂质细胞膜，它的优点是能够迅速地送到病变部位。更重要的是，氢很容易通过线粒体膜进入线粒体，线粒体膜是产生活性氧的主要部位。因此，氢气可以立即有效地从生产源的位置去除•OH。同理，氢可以进入细胞核，保护细胞核内的遗传物质不受•OH的攻击。许多现有的抗氧化剂在治疗疾病方面存在局限性，可能是因为它们不能像氢那样轻易地穿过细胞膜。因为氢可以很容易地穿过细胞膜，它也可以很容易地穿过血脑屏障(BBB)，迅速地进入脑组织。脑组织中的血管被特殊的装置包围，血管中的物质不可能轻易进入脑组织。这是为了保护大脑。然而，当大脑疾病发生时，你想用药物治疗它，药物很难通过血脑屏障，这就很难治疗脑损伤。幸运的是，氢可以很容易地到达脑组织而不会被血脑屏障打断。第三，高浓度的氢是无毒的。它的无毒性正在深海潜水员身上得到证实。在深海潜水中，大量的气体(主要是氮气)被水压溶解在血液中(气体在高压下溶于水)。这导致潜水员陷入昏迷，一种被氮麻醉的状态，因此，它被称为氮麻醉。此外，当潜水员潜水后浮出水面时，由于压力下降，血液中的溶解气体以气泡的形式释放出来。如果气泡阻塞了进入大脑和心脏等主要器官的血管，潜水员就会处于紧急状态。这叫做减压病。为了治疗和预防危险的氮昏迷和减压病，潜水员被要求吸入一种由49%的氢、50%的氦和1%的氧组成的混合气。即使在这种高浓度的氢中，也没有氢引起的副作用或毒性作用。因此，49%的氢气已经被公认为“使用的安全标准”。“在动物和人体实验中，使用与空气的氢混合物(2%)或高达 ppm的氢水(每1000升水克氢)。”与49%的浓度相比，这些浓度非常低。因此，没有必要担心目前用于治疗这些疾病的氢气的毒性。结论作为一种无污染燃料，氢一直是工业关注的焦点。此外，氢作为活性氧清除剂也是医学研究的热点。正常情况下，体内活性氧的产生和清除是平衡的。然而，有时这种平衡被转移到活性氧的积累，给身体带来有害的影响，这被称为氧化应激。现在，人们发现，几乎所有困扰我们的疾病都与氧化应激直接或间接相关。因此，有效清除活性氧对治疗和预防疾病有很大的帮助。最近，人们发现氢是一种抗氧化剂。通过对动物和人体的大量实验，氢对涉及活性氧的疾病是有效的。此外，与传统的抗氧化剂相比，氢有许多优点:仅能清除•OH(毒性最强的活性氧)，无毒，能迅速被细胞吸收，穿透身体的各个部位。人们作出了许多努力来开发氢的治疗作用。然而，在氢成为药品之前，如果正常的健康的人吸入氢气或喝氢水(如每天服用维生素)，它将帮助我们通过消除活性氧的威胁来保持健康。参考韩国学者的最新综述。显然氢气的安全性、扩散性和选择性抗氧化，是我们一贯宣传的氢气医学的三大优势，这已经成为学术界的共识，也是氢气所以能被广泛接受的关键原因。

2H2+O2=2H2O（条件为点燃）。常温常压下，氢气是一种极易燃烧，无色透明、无臭无味的气体。氢气是世界上已知的密度最小的气体，氢气的密度只有空气的1/14，即在0℃时，一个标准大气压下，氢气的密度为。

氢气燃烧的现象应该是出现淡蓝色火焰，具体化学式，可以在百度文库中查询。

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氢注入的优势：氢能的优势是来源丰富、绿色低碳、应用广泛。氢能具有燃烧热值高的特点，是石油的3倍，煤炭的倍，其燃烧的产物是水，是世界上最干净的能源。另外，氢能能够很好地解决光伏、风力等可再生能源的时空不稳定性、波动性，帮助可再生能源大规模消纳，实现电网大规模调峰和跨季节、跨地域储能，是连接可再生能源和用户的桥梁，能够促进一次能源中可再生能源占比的提升。