在涂层催化剂上甲烷蒸汽重整的本征动力学研究

采用冷喷涂技术在不锈钢薄板上制备了涂层催化剂,研究了在涂层催化剂上甲烷蒸汽重整的本征动力学.涂层催化剂为Ni/γ-Al2O3,在消除内外扩散影响的条件下,在859.7～1 018.7 K范围内进行甲烷水蒸气重整的实验,并利用最小二乘法,由实验数据确定双速率动力学模型参数.一氧化碳生成速率指前因子为1.08×108 mol/(h·g·kPa0.89),活化能为178.98 kJ/mol;二氧化碳生成速率指前因子为1.73×104mol/(h·g·kPa2.06),活化能为139.00kJ/mol.F统计检验的结果表明,所得本征动力学模型的复相关指数大于0.9,且F统计量大于置信域为99%的临界F统计量的10倍以上,适用于涂层催化剂.     

针铁矿非均相Fenton法对抗生素的降解特征及其动力学研究

采用合成的针铁矿为催化剂与H2O2构成非均相Fenton试剂,开展对盐酸四环素（TC）的氧化分解特征及其动力学研究.考察pH、H2O2 浓度、催化剂投加量、TC初始浓度、温度对TC氧化分解过程的影响.研究结果表明,在优化条件下,针铁矿催化对TC的Fenton氧化分解效果明显,240 min后氧化分解率达到97.2%.而且,针铁矿氧化分解TC的反应仍主要是通过?OH作用, 因为加入叔丁醇自由基捕获剂后,TC的氧化分解率明显降低.此外,动力学模型拟合结果表明,针铁矿表面催化氧化分解TC是符合准一级动力学反应（R2＞0.97）,其表观活化能为Ea=31.86 kJ/mol.可见,该氧化分解反应表观活化能相对比较低,说明该反应比较容易进行,温度升高也有助于提高反应速率.     

TS-1催化丁酮氨氧化合成丁酮肟的本征动力学

丁酮肟是一种性能优良的精细化学品,钛硅分子筛TS-1催化丁酮(MEK)氨氧化是合成丁酮肟的绿色工艺。本文研究了TS-1催化丁酮氨氧化直接合成丁酮肟的动力学。在实验条件下,当搅拌速率大于600 r/min时,外扩散的影响基本消除;TS-1催化剂的平均粒径约为170 nm,其内扩散的影响可以忽略,反应进入动力学控制区。本征动力学方程中丁酮、NH_3和H_2O_2的反应级数分别为0.807、1.151和0.391,反应活化能为67.45 k J/mol,反应指前因子为9.392×107L1.349/(mol1.349·min)。研究结果可为TS-1催化丁酮氨氧化合成丁酮肟工艺设计提供依据。     

超声强化纳米固体碱催化大豆油酯交换制备生物柴油的动力学

以大豆油为原料,以纳米KF/γ-Al2O3为催化剂催化酯交换反应制备生物柴油;考察超声和机械搅拌对酯交换反应的影响,并在酯交换反应机理的基础上探讨超声强化纳米KF/γ-Al2O3催化酯交换反应动力学.研究结果表明:机械搅拌下纳米KF/γ-Al2O3催化大豆油酯交换反应在反应初始阶段是拟二级反应,而后为一级反应,后期转为零级反应,反应初期的反应活化能Ea为21.03 kJ/mol,指前因子K0为846.49 L/(mol·min):超声强化纳米KF/γ-Al2O3催化酯交换反应动力学过程与常规法的动力学过程基本一致,反应初始阶段为拟二级反应,而后转为一级和零级,反应初期的K0为76.33 L/(mol·min),活化能Ea为12.99kJ/mol,该活化能比机械搅拌下酯交换反应的略低,表明在超声作用下,酯交换反应更容易进行;超声强化酯交换反应速率常数比常规方法的高,从而反应能够短时间内达到平衡.     

用阳离子树脂催化酯化合成乙酸异戊酯的动力学研究

本文研究了用强酸性阳离子树脂K2641作为催化剂,由乙酸与异戊醇酯化反应合成乙酸异戊酯的动力学行为。实验在一个间隙反应器中进行。通过测定反应体系中乙酸浓度随时间的变化,对实验数据进行拟合,应用Arrhenius公式,得到了反应动力学方程:r=-dc乙酸dt=0.3656 dm3/mol.se-30120RT J/molc乙酸c异戊醇-8.44.04 mol/dm3.se-49750RT J/mol。正反应的表观活化能和指前因子分别为:30.12 kJ/mol和0.365 mol.dm3/mol.s。逆反应的表观活化能和指前因子分别为:49.75 kJ/mol和844.04 mol/dm3.s。     

三氯氢硅歧化反应动力学研究

在高压间歇釜式反应器中,考察了6种催化剂对三氯氢硅(TCS)歧化反应的催化效果.选取催化效果最佳的大孔弱碱性阴离子交换树脂PA100为催化剂,研究了催化剂用量、颗粒尺寸、温度和反应时间对三氯氢硅歧化反应的影响,并通过测定不同反应条件下三氯化硅转化率随时间的变化,获得三氯氢硅歧化反应的动力学模型.结果表明,在催化剂用量为0.133,4,gcat/gTCS、温度为343.15,K的条件下PA100的催化活性最好.获得的动力学模型表明,三氯氢硅歧化反应为二级反应,正反应的指前因子和活化能分别为5.292,m3/(kmol·s)和38.498,k J/mol,逆反应的指前因子和活化能分别为4.779,m3/(kmol·s)和27.387,k J/mol.在实验条件范围内对获得的动力学方程进行了验证,误差小于5%,表明模型具有较好的拟合精度,能准确反映三氯氢硅歧化反应过程及其动力学特征.     

超强酸对甲苯磺酸催化合成丙二醇甲醚乙酸酯的研究

开发了以超强酸对甲苯磺酸为催化剂合成丙二醇甲醚乙酸酯的新工艺,考察了原料醇酸的摩尔比、催化剂用量、带水剂用量、反应时间等因素对转化率的影响,得到原料醇完全转化的适宜反应条件:原料乙酸与醇的摩尔比2.0,带水剂用量8%,催化剂用量5%,反应时间6h。实验得到反应表观动力学的活化能为E=0.1040×106J.mol-1,指前因子为k0=0.789 0×104L.mol-1.h-1,反应服从二级动力学模型。     

城市生活垃圾热解气化动力学参数的实验确定

在常压、400～1 200℃温度下测定了天津市典型城市垃圾在热天平及小型气化反应装置上的热解与气化反应动力学参数.采用热天平进行了热解处理,得出了垃圾热解的动力学参数,其活化能为15 061 J/mol,指前因子为15.237 h-1.以水蒸气和二氧化碳为气化剂,对经过热解处理的垃圾焦进行气化反应,测得垃圾焦气化的动力学参数,垃圾焦与二氧化碳气化反应的活化能为188 838 J/mol,指前因子为9.032×107 h-1;与水蒸气反应的活化能为81 797 J/mol,指前因子为1.229×103 h-1;并对测得参数进行了初步评估.确定的动力学参数可为实际垃圾热解气化反应装置的设计、建造与运行提供依据.     

CH3COOH/H2O2体系氧化苯乙烯制苯甲醛

在合适条件下CH3COOH与H2O2反应生成过氧乙酸(CH3COOOH),过氧乙酸氧化苯乙烯生成苯甲醛.研究了反应温度、反应时间、过氧化氢用量、加料顺序及添加乙腈和水等对CH3COOH/H2O2体系氧化苯乙烯制苯甲醛反应的影响.结果表明:当苯乙烯为0.5mL,乙酸5mL,H2O22mL,反应时间为5h,反应温度为60℃,苯乙烯的转化率可以达到99.6%,苯甲醛的过氧乙酸选择性大于60%.     

NaVO3+H2SO4溶液中氧气气氛下甲酸分解的研究

研究了在氧气存在下生物质催化氧化制甲酸体系中甲酸的稳定性,主要考察了反应温度、反应时间、氧气初始压力、硫酸浓度、催化剂等因素对于甲酸分解的影响。研究结果表明,温度、反应时间、硫酸浓度对甲酸的分解速率有显著的影响;氧气的初始压力对于甲酸的分解影响较小;催化剂NaVO3的存在会加速甲酸的分解。生物质催化氧化体系中,甲酸的分解反应为二级反应,甲酸分解反应的表观活化能为85.1 k J/mol。提出了在H2SO4溶液中氧气气氛下NaVO3催化甲酸分解的机理。     

玉米粉炭基固体酸催化合成生物柴油动力学研究

以玉米粉炭基固体酸作为催化剂,催化油酸与甲醇进行酯化反应制备生物柴油,在催化剂和甲醇用量一定的条件下,考察了不同反应温度下不同反应时间对油酸转化率的影响;并根据油酸浓度与时间的关系曲线,用微分法建立油酸酯化反应动力学的数学模型,计算相关的动力学参数。实验结果表明：在剂油比9%（催化剂质量占油酸质量的分数）、醇酸物质的量比8∶1、反应温度68 ℃、反应时间10 h时,油酸转化率最高可达到90.09%。该反应的反应级数为1.683,活化能为6.23×10⁴ J/mol,频率因子为2.17×10¹³ mol^-0.683·L^0.683·h^-1。     

微反应器中他达拉非的高效合成及其动力学研究

他达拉非是一种重要的医药原料,其传统的合成工艺是在间歇反应釜中进行,具有产率低和反应时间长等缺点.为提高他达拉非的生产效率,该文研究了在微反应器中由(1R,3R)-1,2,3,4-四氢-2-氯乙酰-(3,4-亚甲基苯基)-9H吡啶并[3,4-b]吲哚-3-羧酸甲酯(四氢咔啉衍生物)与甲胺反应制备他达拉非.结果表明,与间歇反应釜相比,微通道反应器显著提高了他达拉非的产率,缩短了反应时间.当温度为65 ℃,四氢咔啉衍生物浓度为2.5 mmol·mL－1,甲胺与四氢咔啉衍生物物质的量的比为5,停留时间为20 min时,他达拉非产率达到88.3%.而在间歇釜中,他达拉非最佳产率仅为79.7%,反应时间为2 h.同时该文建立了该反应简化动力学模型,确定该反应总级数为2,指前因子为6.27×1011 mL·mol－1·s－1,活化能为38.92 kJ·mol－1.     

新型Al-Ti／C催化剂制备及催化EA合成研究

制备了新型AlCl3·6H2O-TiCl3/C（Al-Ti/C）复合催化剂,分别以AlCl3·6H2O/C、TiCl3/C、AlCl·6H2O-TiCl3/C为催化剂,乙酸和乙醇为原料,一步酯化法合成乙酸乙酯（EA）。讨论了醇酸物质的量比、反应温度、回流时间以及催化剂用量、种类与配比等因素对酯化反应的影响,并得出最佳反应条件。结果表明,AlCl3·6H2O-TiCl3/C复合型催化剂的催化活性优于AlCl3·6H2O／C和TiCl3/C,进一步提高了反应产率。     

无水醋酸锌与无水草酸固相反应动力学的研究

用等温热重法研究了无水醋酸锌与无水草酸的固相化学反应,反应分2步进行,通过对转化率数据α进行动力学拟合得到了反应的动力学方程.转化率α较低时发生第一步反应,动力学方程(1－α)－1/2=Ae－E/RTt式中E=70.72kJ/mol、A=4.43×108min－1;转化率α较高时发生第二步反应,动力学方程(1－2α/3)－(1－α)2/3=Ae－E/RTt式中E=122.7kJ/mol、A=9.81×1014min－1.     

Study on Non-Isothermal Decomposition Kinetics of Ephedrini Hydrochloridum

The thermal decomposition processes of ephed-rini hydrochloridum and its kinetics are studied by TG-DTG techniques. A combined method, which includes Achar method, Coats-Redfern method, and Ozawa method, is put forward for determining kinetic model under non-isothermal conditions. By applying the combined method, it is determined that the thermal decomposition of ephedrini hydrochloridum is subjected to cylindrical symmetric diffusion. And the reactionfunction is f(α) = 2(1 -α)1/2 , apparent activation energy (115. 26±3. 55) kJ·mol-1 , pre-exponential factor 4. 62×108 s-1. Results show that the combined method is feasible and simple.     

H_4PMo_(11)VO_(40)催化氧化2-甲基萘制备甲萘醌

以磷钼钒杂多酸H4PMo11V1O40为催化剂、乙酸为溶剂,用双氧水氧化2-甲基萘制备2-甲基萘醌.实验表明:H4PMo11V1O40具有一定的催化活性.通过正交试验和单因素试验考察了催化剂用量、乙酸用量、双氧水用量、反应时间、反应温度等对收率的影响,获得较佳的合成条件:杂多酸∶2-MN(质量比)=7%,乙酸∶2-MN(质量比)=10.5∶1,双氧水∶2-甲基萘(摩尔比)=4.2∶1,较适宜的温度为40~50℃,反应时间为30 min.     

多组分钼铋系催化剂补氧再生本征动力学

利用热重法研究了一种用于生产丙烯腈的多组分钼铋催化剂的补氧再生本征动力学。通过应用Achar-Brindley-Sharp微分和Coats-Redfern积分对照的方法得到了动力学三因子,分别为：活化能125.4kJ/mol,指前因子(A)为1.82×10⁸min^-1,动力学机理函数的积分形式为g(α)= ln1-α),表明再氧化反应机理为单分子成核生长。     

沉淀法合成的纳米CeO2前驱体的热分解动力学

以Ce(NO3)3.6H2O为铈源,(NH4)2 CO3.H2O为沉淀剂,加入少量PEG4000作为分散剂,采用化学沉淀法并经水洗、超声波醇洗,70℃干燥后得到CeO2的前驱体Ce2(CO3)3.H2 O。对Ce2(CO3)3.H2 O样品运用差示/热重分析(DSC/TG)和X射线衍射(XRD)方法进行其热分解过程研究,并通过多重速率扫描法记录样品在不同升温速率下的DSC/TG曲线,采用Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)法和Coats-Redfern法进一步研究Ce2(CO3)3.H2 O的热分解动力学。研究结果表明:Ce2(CO3)3.H2 O热分解反应过程分2步进行,主要反应阶段的反应动力学参数是:反应活化能为105.51 kJ/mol,反应级数为2,频率因子为3.61;由此推断出可能的Ce2(CO3)3.H2 O热分解机理函数为Anti-Jander方程,受三维扩散机制控制。     

烧结矿应用于化学链燃烧的反应特性

本文通过热重实验研究了烧结矿作为载氧体的H2还原反应特性,将其与通过溶解法制备的Fe2 O3/Al2 O3载氧体进行了氧化还原反应性比较,在500~1250℃范围内研究了温度对于烧结矿还原反应过程的影响,在950℃下进行了30次循环反应实验,采用四种模型进行了反应动力学分析.结果表明,烧结矿的H2还原转化率大于80%,可以完全再氧化,并具有良好的循环反应性能.在500~950℃范围内,随温度升高还原反应速率及最终转化率都显著增加;而当温度高于1100℃时,在反应后期还原反应速率和最终转化率有下降的趋势.在500~950℃范围内,对烧结矿的还原过程第一反应阶段( Fe2 O3-Fe3 O4/FeO,还原转化率<25%)可采用二阶反应模型( M2)拟合,得到表观活化能为E=36.018 kJ·mol-1,指前因子为A0=1.053×10-2 s-1;第二反应阶段(Fe3O4/FeO-Fe,还原转化率>25%)采用收缩核模型(M4)拟合,得到的表观活化能为E=51.176 kJ·mol-1,指前因子为A0=1.066×10-2 s-1.