《能源化學工程專業實驗》緊扣國家“十四五”期間“發展壯大新能源、新材料及新能源汽車”等戰略性新興產業的主題，從培養相關產業人纔需求出發而編寫。全書共收錄了31個實驗，主要內容涉及能源材料制備及表征、傳統能源清潔化及能源高效轉化，以及新能源開發與利用等相關領域。在能源材料制備方面介紹了溶膠-凝膠法、浸漬法等材料制備方法；在化石能源利用方面，介紹了選擇性催化還原脫硝、費-托反應制汽柴油等過程；在新能源開發與利用方面，介紹了太陽能、生物質能以及氫能、風能的利用與測試。本書在實驗項目的選擇上突出能源工程和化學工程知識的交叉；在實驗項目過程設計上，突出基礎理論的運用和實驗技能的培養，以及學生自主創新能力的開發。

本書可作為高等學校能源化學工程專業本科生的實驗教學參考書，也可供相關專業高年級學生及其他相關科技人員使用和參考。

實驗安全守則 1

一、實驗守則 1

二、安全守則 1



部分  能源材料制備及表征 3

實驗1  沉澱法制備多孔氧化鋁 4

實驗2  溶膠-凝膠法制備納米氧化物 6

實驗3  真空浸漬法制備負載型催化劑 8

實驗4  佩基尼法制備固體氧化物材料 10

實驗5  X射線衍射表征 11

實驗6  材料織構性質表征 14

實驗7  程序升溫還原表征 16

實驗8  熱重法表征 17

實驗9  吸附等溫線測試 19

實驗10  脂肪酸甲酯內標法定量分析 21



第二部分  傳統能源清潔化及能源高效轉化 24

實驗11  燃料油加氫脫硫 25

實驗12  氨選擇性催化還原脫硝 27

實驗13  離子液體捕集CO2 29

實驗14  CO2加氫制甲醇 31

實驗15  CO2與甲烷重整制合成氣 32

實驗16  甲烷氧化偶聯制烯烴 34

實驗17  費-托反應制汽柴油 36

實驗18  生物質制乙醇 39



第三部分  新能源開發與利用 42

實驗19  太陽能光伏電池組裝及性能測試 43

實驗20  染料敏化太陽電池組裝及性能測試 46

實驗21  太陽能光還原CO2催化劑性能測試 48

實驗22  太陽能光解水催化劑性能測試 51

實驗23  聚光太陽能光伏電池組裝及性能測試 53

實驗24  聚光太陽能熱解CO2材料性能測試 55

實驗25  微藻油脂提取 57

實驗26  微藻油脂組成成分的測定 60

實驗27  微藻油脂催化酯交換反應制備生物柴油 62

實驗28  生物質熱解性能測試 65

實驗29  質子膜氫燃料電池組裝及性能測試 68

實驗30  甲醛光催化降解 71

實驗31  風機組裝及風力發電性能測試 73



附錄 77

附錄1  固定床高壓微型反應裝置簡介 77

附錄2  固體催化劑制備方法簡介 78

附錄3  色譜的內標法與外標法 79

附錄4  常見半導體參數一覽表 80

附錄5  實驗報告主要內容與要求 83

附錄6  實驗報告參考模板 84

《能源化學工程專業實驗》是根據能源化學工程專業培養目標和教學大綱的要求，結合浙江工業大學工程類專業的特點和幾年來能源化學工程專業實驗教學經驗編寫而成。教材共收入了31個實驗，分為能源材料制備及表征、傳統能源清潔化及能源高效轉化、新能源開發與利用三部分。教材在實驗項目的編排上，突出能源工程和化學工程知識的交叉；在實驗項目的設計上，突出基礎理論的運用和實驗技能的培養，以及學生自主創新能力的開發。

能量作為國民經濟和社會發展的動力提供者，其來源和利用形式均十分復雜。如能量的來源形式有核能、熱能和化石能等，而利用形式則有電能、熱能和機械能等，在使用和轉換過程中規模和層次也各不相同，牽涉到許多不同學科和專業知識。能源化學工程作為能源工程與化學工程的交叉學科，從化學工程角度來審視能源的各種來源和轉換過程，研究涉及化學反應的能量轉換過程。筆者在把握專業定位的基礎上，精選實驗內容，力求反映本領域相關研究和教學特色。

本書是浙江工業大學能源化學工程繫教師和實驗技術人員集體智慧的結晶。參加編寫的人員有張澤凱、朱秋蓮、劉華彥、倪 、寧文生、楊霞珍，全書由張澤凱統稿。

本書在編寫和出版過程中得到了浙江工業大學教務處的大力支持，並獲得浙江工業大學重點教材項目（編號201601）資助，對此我們表示衷心的感謝。

限於編者水平，書中難免有不妥之處，敬請讀者批評指正。



編者    

2021年7月