TiCl_4气相氧化制备TiO_2颗粒的粒径控制研究

在氧化反应器中,利用TiCl_4氧化反应制备TiO_2颗粒,研究了甲苯流量、反应温度、反应停留时间、KCl的加入等对TiO_2颗粒粒径和粒径分布的影响.结果表明,TiO_2粒径随甲苯流量增大、反应温度升高和停留时间延长而增大,KCl的加入有利于控制TiO_2粒径.     

预热催化氧化反应器的变参数模拟计算

对预热催化氧化反应器进行了变运行参数和陶瓷参数的模拟计算,分析其参数变化对甲烷氧化过程的影响规律.结果表明:气流速度增大将会缩短甲烷分子在壁面的驻留时间,导致温升缓慢、降低甲烷转化率;适当提高入口温度和甲烷浓度有利于反应初期吸附基元反应的发生,对壁面催化反应具有促进作用;在其它条件不变的情况下,增大陶瓷床的比表面积可以增加甲烷分子与活性微粒触碰的频率,加快某些关键基元反应的速率.     

秸秆类生物质成型燃料氧化过程特性

对玉米秸秆颗粒在不同升温速率和不同氧体积分数下进行热重实验和对照实验,了解外界因素对玉米秸杆颗粒表观质量增加的影响程度以及分析颗粒质量增加的主要原因,同时对不同升温速率和不同氧体积分数下玉米秸秆颗粒氧化反应特征温度的变化规律进行分析。研究结果表明:生物质颗粒与氧的吸附作用是导致颗粒质量增加的主导因素;随着升温速率的增大,玉米秸秆颗粒氧化反应总区间延长,干燥峰值温度θ1、临界温度θ2、着火温度θ4和最大质量损失峰值温度θ5逐渐增大,吸附峰值温度θ3逐渐减小;随着氧体积分数的提高,玉米秸秆颗粒氧化反应总区间缩短,干燥峰值温度θ1保持不变,临界温度θ2先降低再保持不变,吸附峰值温度θ3先降低再上升,着火温度θ4和最大质量损失峰峰值温度θ5随氧体积分数的增加而降低。     

在Pt/Al_2O_3催化剂上内扩散对异丁醇完全氧化动力学的影响

用外循环无梯度反应器研究了内扩散对异丁醇完全氧化动力学的影响。当催化剂颗粒在30～40目时反应在动力学区域进行。异丁醇完全氧化的动力学方程服从异丁醇及O_2吸附,CO_2吸附阻碍的L-H模型。当催化剂颗粒增大到4mm时,异丁醇完全氧化发生在内扩散区域。催化剂有效因子在0.47～0.75之间。它表明反应受内扩散控制。内扩散区域的表观活化能为动力学表观活化能及O_2分子扩散活化能之和的一半。用常微分方程的试射法及梯形法标出O_2在催化剂孔内的压力分布。     

反循环钻进中水龙头弯管磨损数值模拟

针对反循环钻进中水龙头弯管磨损失效问题,应用计算流体动力学方法对水龙头弯管内气固两相流场进行数值模拟,研究弯管内岩屑颗粒的运动轨迹及壁面磨损分布,并进一步分析岩屑特性对壁面磨损的影响.研究结果表明:气固两相流经过弯管时,岩屑与壁面在弯管30°,90°和150°转角位置存在碰撞集中区,对应形成3个壁面磨损区,其中30°转角位置磨损最严重,形成刺漏点;此外,岩屑颗粒特性对弯管磨损存在影响,随颗粒速度或质量流量的增大,弯管磨损速率显著增大;随颗粒直径增大,磨损速率先增大后减小;颗粒密度对弯管磨损影响不明显.     

活性炭－水－SO_2三相反应动力学及传质特性研究

ＳＯ_２在活性炭淤浆反应器中的催化氧化反应的传质阻力难以消除。当反应器进口中微溶性限制组分氧相对ＳＯ_２大大过量时，通过改变反应物的进口浓度来测小颗粒的反应器体积积分平均的氧化反应速率，可间接验证推断的本征反应动力学；这一过程同时也是气体反应物在活性炭浆液中的化学吸收过程，因此可通过改变活性炭催化剂的淤浆浓度、粒径及反应温度，测得各动力学参数、传质参数及增强因子。     

活性炭—水—SO2三相反应动力学及传质特性研究

ＳＯ２在活性炭淤浆反应器中的催化氧化反应的传质阻力难以消除，当反应器进口中微溶性限制组分氧相对ＳＯ２大大过量时，通过改变反应物的进口浓度来测小颗粒的反应器体积积分平均的氧化反应速率，可间接验证推断的本征反应动力学，这一过程同时也是气体反应物在活性炭浆液中的化学吸收过程，因此可通过改变活性炭催化剂的淤浆浓度，粒径及反应温度，测得各动力学参数，传质参数及增强因子。     

基于随机孔模型的单颗粒多孔焦炭富氧燃烧特性

针对多孔焦炭颗粒富氧气氛中燃烧时,反应气体在颗粒孔结构中的扩散传质,内外表面上氧化还原的化学反应,孔隙结构变化等这些过程的分析,建立了以改进的随机孔模型为基础的物理和数学模型。研究了在不同浓度、温度下焦炭颗粒燃烧时,孔内化学反应速率、反应气体内扩散浓度和颗粒转化率等参数随内径的变化特性。结果表明,在研究工况的过渡控制区(1 200 K),氧化反应速率比还原反应速率高达3个数量级,随着氧浓度的增加,颗粒内部转化率变化率的拐点内移。     

基于随机孔模型下的单颗粒多孔焦炭富氧燃烧特性

针对多孔焦炭颗粒富氧气氛中燃烧时,反应气体在颗粒孔结构中的扩散传质,内外表面上氧化还原的化学反应,孔隙结构变化等这些过程的分析,建立了以改进的随机孔模型为基础的物理和数学模型。研究了在不同浓度、温度下焦炭颗粒燃烧时,孔内化学反应速率、反应气体内扩散浓度和颗粒转化率等参数随内径的变化特性。结果表明,在研究工况的过渡控制区(1 200 K),氧化反应速率比还原反应速率高达3个数量级,随着氧浓度的增加,颗粒内部转化率变化率的拐点内移。     

TEMPO-NaOCl-NaBr氧化体系氧化再生纤维素的动力学研究

研究了2，2，6，6—四甲基哌啶氧化物自由基(TEMPO)—NaOCl—NaBr氧化体系氧化再生纤维素的动力学。研究结果表明TEMPO—NaOC1—NaBr氧化体系对再生纤维素的氧化可近似地用关于纤维素基质的一级反应动力学来描述。在本研究所用的TEMPO浓度范围内，氧化反应速率与TEMPO的浓度成正比。在较低浓度时，氧化反应速率与NaBr用量也成正比，但浓度较大时，氧化反应速率基本不随NaBr浓度增大而增大。温度对氧化反应速率常数的影响符合Arrhenius方程的规律，由此求得的粘胶纤维的表观活化能为66．2kJ／mol。这里还讨论了反应液pH值，纤维素的形态和结晶度对氧化反应速率的影响。     

化学气相合成TiO2过程中的冷壁凝结机理

研究了化学气相合成制备ＴｉＯ２粉末反应器管壁结疤问题，提出了冷壁凝结抑制产物粉末产生硬疤的方法和作用机制。采用ＴＥＭ，ＳＥＭ，光学显微镜和ＸＲＤ分析了不同条件下ＴｉＯ２产物粉末，热壁硬疤和冷壁凝结软疤的形态和结构。     

RF-PCVD法制备锐钛型TiO2超细粉的研究

以ＴｉＣｌ４＋Ｏ２为反应体系,从热力学和动力学的角度出发,讨论了ＲＦ－ＰＣＶＤ法制备ＴｉＯ２超细粉成核过程的温度范围。设计了实验用反应器和冷却器,测量了冷却器中的温度分布及ＴｉＯ２超细粉的晶型、粒径和分布,表明ＴｉＯ２成核长大、晶型转变过程发生在反应器内。制备了平均粒径为３０ｎｍ、用作光催化材料的纯锐钛ＴｉＯ２超细粉。     

Synthesis of TiO2 supported on activated carbon by MOCVD： operation parameters study

The metallo-organic chemical vapor deposition (MOCVD) technique has been applied to the preparation of the photocatalyst titanium dioxide supported on activated carbon. The effects of various condition parameters such as carrier gas flow rate, source temperature and deposition temperature on the deposition rate were investigated. The maximum deposition rate of 8.2 mg/(g x h) was obtained under conditions of carrier gas flow rate of 400 ml/min, source temperature of 423 K and deposition temperature of 913 K. The deposition rate followed Arrhenius behavior at temperature of 753 K to 913 K, corresponding to activation energy E(a) of 51.09 kJ/mol. TiO(2) existed only in anatase phase when the deposition temperature was 773 K to 973 K. With increase of deposition temperature from 1073 K to 1273 K, the rutile content sharply increased from 7% to 70%. It was found that a deposition temperature of 773 K and a higher source temperature of 448 K resulted in finely dispersed TiO(2) particles, which were mainly in the range of 10-20 nm.     

掺铟TiO_2/蒙脱土复合光催化剂的制备及光催化性能研究

以TiCl4为前驱物,采用溶胶凝胶法结合超临界流体干燥法(SCFD),制备纳米级In/TiO2/MMT复合光催化剂,采用XRD,TEM,XRF、紫外漫反射光谱等手段对催化剂进行了表征,TiO2以锐钛矿型存在,催化剂粒径在13～18nm之间.以亚甲基蓝溶液的脱色降解为反应模型,对催化活性进行了评价,当In掺杂量为2%(质量百分数),煅烧温度为700℃时,In/TiO2/MMT复合光催化剂的催化活性最好,亚甲基蓝降解率达99.2%,总有机碳(TOC)的去除率为63.9%.     

CdS/TiO2复合纳米管制备和光催化性能的研究

采用阳极氧化法在纯钛箔上制备TiO2纳米管,再通过连续离子层沉积法在TiO2纳米管上沉积CdS粒子,沉积3层CdS后,进行退火处理,退火后再沉积3层CdS.利用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和拉曼光谱对纳米管的形貌、物相结构和元素价态等特性进行分析.结果表明:经阳极氧化法制备的TiO2纳米管为锐钛矿结构,随后沉积的CdS同时出现了立方相与六方相晶格结构,400℃退火可以显著增加立方相CdS的结晶程度;纳米管中CdS粒子的直径均小于5 nm,CdS粒子由一大一小2个纳米粒子组成,大粒子由退火过程形成.光催化实验表明:经过退火处理的CdS/TiO2复合纳米管的可见光光催化能力约是未退火样品的3倍,说明退火处理可以有效提高TiO2可见光光催化能力.     

AlCl_3-NH_3-N_2体系化学气相淀积AIN超细粒子 Ⅱ.AIN的粒度及分布模型

考虑轴向温度分布和浓度分布,建立了热化学气相淀积反应器中描述粒子粒度及分布的一维反应-凝并模型。研究了AlCl_3-NH_3-N_2体系物系参数和操作参数对AlN超细粒子粒度及分布的影响。温度通过改变反应速率、气体粘度和平均分子自由程等影响AlN粒子的合成,并存在最佳温度分布;随停留时间的增加,AlN粒子粒度增大,几何标准方差GSD减小;反应物浓度升高时,AlN粒子粒度增大,但GSD变化不大。模型化研究结果和实验结果相一致。     

油田注水结垢影响因素研究

模拟某油田注水环境,通过测定模拟水样失钙率和SEM观察垢物晶型,分析常压静态和高温、高压动态条件下油田结垢的影响因素．试验结果表明：在常压静态条件下,随着矿化度的提高,水样中NaCl浓度提高,失钙率先提高后下降;在高温、高压动态条件下,随着温度的升高和pH值的增加,模拟水样的失钙率提高,油田结垢趋势增强;随着压力、流速的增加,模拟水样的失钙率下降,油田结垢趋势减弱．SEM观察结果表明：某油田结垢的主要原因是温度变化和注水与地层水混合后pH值的变化,阻垢措施应为：调节注水的酸碱度和选用耐温性好的阻垢剂．     

化学气相合成AIN超细粒子过程模型研究

基于化学气相(CVD)合成超细粒子过程的反应、成核、生长和凝并,考虑CVD反应器中的轴向温度分布,建立了CVD反应器中描述超细粒子粒度及分布的一维过程模型。针对AlCl_3-NH_3-N_2体系化学气相合成AlN超细粒子的过程,研究了AlN粒子形成过程特征和操作参数对其粒度及分布的影响。CVD反应器中的轴向温度分布严重影响AlN粒子合成过程中的化学反应速率、成核速率和生长速率;AlN超细粒子的粒度随AlCl_3浓度的减小和总流量的增加而减小,其粒度分布宽度则随总流量的增加而增大。     

用激光化学反应制备非晶态TiO2及其性质初探

用ＴＥＡ ＣＯ２中激光聚焦辐照ＴｉＣｌ４＋Ｏ２体系，制得了非晶态ＴｉＯ２粉末。对粉末作了ＸＲＤ，ＸＰＳ，ＴＧＡ，ＤＴＡ和ＴＥＭ分析。并研究了制得非晶态ＴｉＯ２的微观过程，讨论了它的一些特殊性质。     

用TiO_2-Al_2O_3混合载体提高镍催化剂抗结碳性能的研究

用混合法制备一系列α-Al_2O_3 TiO_2的混合载体,用湿浸法制成Ni/(α-Al_3O_3-TiO_2)催化剂。在动态热重装置上,利用正庚烷的蒸汽转化反应考察载体中不同的TiO_2含量对积碳速率的影响。结果表明,载体中适当的TiO_2加量(TiO_2含量占30％左右)能明显地改善催化剂的抗结碳性能。本文根据积碳机理对实验得出的积碳速率与载体中TiO_2含量之间的“V”形曲线关系,进行了初步探讨,并对Ni/TiO_2上积碳的负活化能进行了讨论。