期刊信息
主  编:谢在库
执行主编:
杨为民 阳永荣
副  主 编:
吴德荣 周兴贵
     胡晓萍(常务)
 
2017年 33卷 4期
刊出日期:2017-08-25

研究论文
 

      研究论文
王达锐 1,2,王振东 1,张 斌 1,孙洪敏 1,吴 鹏 2,高 滋 3,杨为民 1
贵金属负载型核壳结构催化剂的制备及其催化性能
2017 Vol. 33 (4): 289-297
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:以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面活性剂,尿素为碱源,正硅酸四乙酯(TEOS)为硅源,在 环己烷和正戊醇组成的微乳体系中制备了以微孔 ZSM-5 分子筛为核,树枝状介孔 SiO2为壳的多级孔核壳结 构分子筛。考察制备温度、时间、尿素添加量以及 TEOS 添加量等制备条件对制备催化剂所需载体的影响, 并采用 X 射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和 N2 吸附-脱附等手段对分子筛样品进 行了表征。结果表明,制备温度为 100~120 ℃,时间为 4 h,尿素与 TEOS 物质的量之比为 1 和 TEOS 与 ZSM-5物质的量之比为0.9~1.2时,得到的核壳结构分子筛呈现出优良的单分散性、完整性以及水热稳定性。 最终在树枝状介孔 SiO2壳层负载高分散贵金属 Pt,得到的双功能催化剂 Pt/ZSM-5@MS 在催化丙酮一锅法制 备甲基异丁基酮(MIBK)反应中表现出较高的活性及良好的循环使用性能。
王 言,邱一洋,李自航,李 健,王小龙,蓝国钧,李 瑛
煤质柱状活性炭的尿素改性及其乙炔氢氯化性能
2017 Vol. 33 (4): 298-304
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采用价格低廉的煤质柱状活性炭,分别通过硝酸和尿素液相浸渍后焙烧改性的方法,在活性炭的表面引入氧原子和氮原子,考察了氧和氮掺杂对乙炔氢氯化的影响。结果表明,硝酸改性后,活性炭的表面酸性基团大量增加,转化率及稳定性明显下降,而尿素改性的方法可成功地将氮掺入到活性炭的表面,氮掺杂量随焙烧温度的降低而提高,乙炔氢氯化活性随氮含量的增加而增加,和未改性的活性炭相比,其初始乙炔转化率从55%提高到70%,稳定性也得到了提高。
赵 多 1,2,王建强 2,刘仲能 2,周兴贵 1,袁渭康 1
硫改性镍催化剂丁烯-1 双键临氢异构性能
2017 Vol. 33 (4): 305-311
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将Ni/Al2O3催化剂浸渍于有机多硫化物(TPS-37)中制备得到硫改性 Ni/Al2O3催化剂。采用 X射线荧光光 谱(XRF)、热重-质谱(TG-MS)联用、X 射线光电子能谱仪(XPS)和程序升温还原(TPR)等方法对催 化剂进行表征,并考察了硫改性 Ni/Al2O3催化剂上丁烯-1 双键临氢异构性能。结果表明,硫改性 Ni/Al2O3催化剂经高温氢气活化及甲苯萃取后,催化剂上硫含量基本不变。硫与催化剂之间存在较强的相互作用,使氧 化镍在相对较低的温度下被 H2还原;硫改变了 Ni 金属周围电子环境,从而显著改善催化剂的双键临氢异构 性能。在反应温度 60 ℃,氢压 1.6 MPa,氢气和碳四烃物质的量之比(氢烃比)为 0.013 的条件下,硫改性 Ni/Al2O3催化剂催化丁烯-1 双键临氢异构反应,丁烯-1 转化率可达 92.6%,丁烯-2 选择性为 97.5%。催化剂稳 定性实验结果表明,硫改性催化剂催化性能好,稳定性优良。
于清跃1,3,孙 飞2,朱新宝3
ZrO2/TiO2催化剂上一步法合成乙二醇二甲醚
2017 Vol. 33 (4): 312-318
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采用共沉淀法制备了ZrO2/TiO2催化剂,在固定床反应器上考察其催化二甲醚(DME)与环氧乙烷(EO)一步法合成乙二醇二甲醚(DMG)的性能,并采用X射线衍射(XRD)、氮气吸附(BET)、氨气化学吸附和氨气傅立叶红外(NH3-FTIR)等对催化剂进行表征。结果表明,当ZrO2质量分数为25%时,催化剂呈现无定形态,最可几孔径分布为7.5 nm,NH3吸附酸量670 μmol/g,表面分布B酸与L酸。在反应温度80 ℃,压力0.6 MPa,DME与EO物质的量之比为3,气体空速(GHSV)为1 800.0 h-1的条件下,EO转化率100.0%,DMXG(乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚和多乙二醇二甲醚)选择性89.5%以上。催化剂连续使用720 h,EO转化率99.7%,DMG选择性为71.7%。

高 锐1,蒋红华2,钱 超1,陈新志1
氯化氢催化法合成氨基酸酯盐酸盐
2017 Vol. 33 (4): 319-325
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以氨基酸与苯甲醇的酯化反应为模型反应,研究了氯化氢催化下的氨基酸酯化工艺。采用1,2-二氯乙烷作为溶剂,共沸蒸馏带出生成的水,以促进酯化反应完成,再经重结晶后得到目标产物氨基酸苄酯盐酸盐。当氨基酸与苯甲醇物质的量之比为1.00:1.08,反应温度83 ℃,反应时间4~6 h时,收率可达65%左右。此外,在氨基酸与甲醇等低沸点醇进行酯化时,采用醇同时作为反应物和带水剂的方法,提高反应的平衡转化率,并将蒸馏出的醇经过除水处理后重新加入反应体系中,氨基酸酯盐酸盐收率在75%~85%。利用反应-分离耦合技术提高了产物的收率与纯度,缩短了反应时间,减少了原料的用量。
何文军,费泰康,王嘉华,杨为民
环氧乙烷非均相催化水合动力学及均温反应器热稳定性分析
2017 Vol. 33 (4): 326-334
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采用碳纳米管增强复合材料催化剂,在等温积分反应器中获得环氧乙烷非均相催化水合宏观反应动力学实验数据,建立了幂函数型宏观反应动力学方程,采用Levenberg-Marquardt法对动力学模型参数进行估算,并以该动力学模型为基础,分析了均温反应器的热稳定性。结果表明,生成乙二醇主反应的表观活化能为71.7 kJ/mol,与两个典型的串联副反应的活化能接近。模型参数统计检验结果表明,该宏观动力学方程参数是适定的,可用于工业反应器的设计。给出的反应器关键参数的计算方法,可为乙二醇合成反应器的模拟计算和设计开发提供必要的依据。
张 博,秦玉建,靳海波,杨索和,何广湘,罗国华,徐 新,郭晓燕
加压气液鼓泡塔的CFD数值模拟与ERT实验验证
2017 Vol. 33 (4): 335-342
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在内径0.3 m,高6.6 m的加压鼓泡塔内,采用计算流体力学(CFD)数值模拟与气泡群平衡模型(PBM)耦合法进行塔内流体力学模拟,并将数值模拟结果与基于电阻层析成像技术(ERT)的实验结果对比分析,将通过ERT实时采集的横截面气含率分布和时间序列图与模拟结果进行比较。结果表明:ERT技术测量结果与CFD计算结果吻合良好,能很好地表示鼓泡塔内气液流动状态,进一步表明ERT技术对加压鼓泡塔内气液两相流进行可视化与实时测量是可行的。
陈翠玲,马梦祥,于 洋,杨浩楠,孔 禹
基于图像法喷动床内空隙率研究
2017 Vol. 33 (4): 343-348
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利用图像二值化方法处理图片,并采用Matlab编程实现空隙率的测量,从微观层次分析空隙率对喷动流化床内流动状态的影响。研究了颗粒粒径、喷口数量和表观气速对空隙率分布的影响。结果表明,增大表观气速使床层底部的稀相区增大,床层膨胀高度增加,空隙率也随之增加。增大颗粒粒径会增大最小临界流化速率,所以在其达到流化状态后流化床内颗粒粒径增大,床内喷动区空隙率减小比较明显。在相同条件下,与单喷口相比双喷口在床层底部附近存在合并射流,同时颗粒能到达的高度显著增加,底部两侧停滞区面积减小。结合对空隙率的分析,提出一种新的表征流化床内流化状态的参数(流化指数),可以直观地表示流化床内颗粒的流化状态。
范 勇1,荣 蕾2,聂永广3,范书虎1,周 琳1
加氢反应器气液分配盘数值模拟
2017 Vol. 33 (4): 349-355
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以加氢反应器UOC(Union Oil Company)型气液分配盘为对象,利用计算流体力学(CFD)方法对分配盘内的气液两相流动进行了研究。根据某工厂数据确定了分配盘的几何尺寸,应用原油和氢气为介质,使用群体平衡模型(PBM)等多种计算模型进行计算。计算结果表明,UOC型气液分配盘是依据分配盘上单个分配器的内外压力差作为动力,氢气与原油在分配器内外进行充分的碰撞,达到混合及分配效果。原油通过分配盘后以多个点状峰值状态存在,分配器存在中心聚集现象,消除分配器的中心汇聚现象为其结构改进的主要方向。
杨 凯1,2,丁志江3,肖立春3,李 强1
基于双外推法的污泥锯末共热解动力学分析
2017 Vol. 33 (4): 356-363
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利用热重分析仪对污泥、锯末及其混合物进行了热重分析实验。基于双外推法,结合几种常规固体热解机理函数确定了污泥与锯末共热解过程最概然机理函数。结果表明:污泥与锯末按质量比9:1混合共热解热重(DTG)曲线存在两个失重峰,主要热分解温度区间为230~500 ℃,失重量约47.1%;锯末的加入使混合物的表观活化能(E)降低,波峰出现右移;DTG波峰前后E值随升温速率增大有微小变化,且E与指前因子(A)之间具有动力学补偿效应;污泥与锯末共热解DTG峰前(230~350 ℃)最概然机理函数为Nucleation-Growth(n=4)模型,峰后(350~500 ℃)为Chemical reaction(second order)模型。
陆诗建1,2,耿春香1,李世霞1,2,李欣泽1,2,赵东亚1,朱全民1
羟乙基乙二胺与单乙醇胺吸收低分压CO2降解
2017 Vol. 33 (4): 364-372
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有机胺捕集燃煤烟气CO2过程中,吸收溶剂会发生降解。以探究醇胺吸收CO2过程中可能发生的降解机理为目的,选取乙醇胺(MEA)和N-(2-羟乙基)-乙二胺(AEEA),在吸收温度40 ℃,解吸温度120 ℃条件下,研究了质量分数同为10%的MEA和AEEA循环吸收和解吸性能。结果表明,AEEA 6次循环吸收负荷和吸收速率都优于MEA,AEEA再生温度都低于MEA,但AEEA循环再生速率和再生率不如MEA。第3次循环实验过程中,AEEA产生降解物N-(2-羟乙基)-二乙烯三胺,MEA产生降解物AEEA,这两种降解产物都会提高再吸收负荷。
卜婷婷,苟文甲,周金波,马艳捷,董炳利
铁酸盐系列丁烯氧化脱氢催化剂研究进展
2017 Vol. 33 (4): 373-379
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综述了铁酸盐系列催化剂(Fe系催化剂)在丁烯氧化脱氢反应中的应用研究进展,介绍了Fe系催化剂的活性中心和氧化脱氢机理,分析了催化剂的失活原因,详述了助剂对Fe系催化剂催化性能的影响,并对Fe系催化剂的发展方向进行了展望。开发出高反应活性、高选择性和高强度的新一代Fe系丁烯氧化脱氢制丁二烯的高效催化剂,是今后的主要研究方向,同时,开发资源利用率高、低投资、低生产成本和废水量少的丁烯氧化脱氢工艺也非常关键。
于清波,许杞祥,方宋辉
银复合对石墨型氮化碳结构及光催化性能的影响
2017 Vol. 33 (4): 380-384
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为了提高石墨型氮化碳(g-C3N4)的可见光催化性能,利用水热合成,通过片状g-C3N4自组装法制备了银复合的石墨型氮化碳材料,研究了不同硝酸银加入量对Ag/g-C3N4复合材料的结构与光催化性能的影响。采用紫外-可见(UV-Vis)分光光度计、X射线衍射光谱(XRD)、红外傅立叶变换光谱(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)对材料的结构与性能进行表征。结果表明:所得复合材料由于g-C3N4自组装行为而形成球状结构,其球形的直径随着硝酸银加入量的增加而减小;与g-C3N4相比,复合材料具有高的催化性能,可能由于其银的均匀复合以及所形成的3维结构;而Ag(60)/g-C3N4表现出最高的催化活性,原因在于银离子浓度对制备的复合催化剂的光学性质、能带及结构的影响。

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