反应工程中一类二阶常微分方程边值问题的初值化及求解

对于在反应工程中常见的一类特殊的二阶常微分方程边值问题,给出了二分法初值化求解的一种新方法。具体求解了多孔催化剂和多孔电极两个数学模型,给出了在不同参数下二者解的曲线。与传统的打靶法相比,此方法回避了复杂的迭代运算,只需用简单的二分法求解一个变上限函数表达的初值满足的方程。此方法利用MATLAB计算广义积分精度高的特点所确定的初值也可以达到很高的精度。     

碱性介质中硼氢化物铜阳极氧化动力学初探

鉴于BH-4阳极氧化反应涉及一个复杂的氢负离子H--氢单原子H0*-质子H+之间价态转化的新颖反应体系,在循环伏安和极化实验研究基础上,提出了NaOH溶液中BH-4在Cu电极上氧化反应的多步骤机理,导出了包含表面吸附态BH-4,ad和OH-ad覆盖率θB和θOH的电极反应动力学方程.XRD测试显示,由于BH-4的还原作用,在整个极化实验过程中电极始终为Cu单质.由极化实验数据归纳出各基元反应步骤的动力学参数,进而计算出理论极化曲线并与极化实验数据进行了比较,二者吻合良好.实验结果和理论分析均表明:超电势较低时,反应级数n对BH-4近似为0;超电势较高、电流密度接近极值时,n近似为1;在中等超电势时,n在0与1之间.本工作可为直接硼氢化物燃料电池(DBFC)阳极的研发提供动力学依据.     

超细TiO2粉末的应用和制备

根据国内外发表的有关研究成果，并结合作者使用高频等离子化学气相沉积法制制备超细ＴｉＯ２的工作，简要综述了超细ＴｉＯ２粉末的性能，应用及各种制备方法。     

SO_2氧化用K-V催化剂低温活性的研究

本文提出“壳层钝化”模型,对 K-V 催化剂上 SO_2氧化反应“表现活化能”在低温下急剧增加的现象进行了数学描述。作者认为,低温下催化剂活性组分熔盐所析出的固相无活性化合物斑驳相问地分布于熔盐表面附近,对液相扩散的影响相当于液相表面存在厚度为ωδ的饨化壳层,大大增加了气相反应物的液相扩散阻力,致使催化剂低温活性急剧下降.用一维模型处理,建立了包含钝化因子ω的低温反应速度表达式.在400—500℃的温区,0.2—0.9的 SO_2转化率范围内,测定了排除内、外扩散影响的小颗粒催化剂样品上的氧化反应速度,并用“壳层钝化”模型同速度数据进行了关联。     

固定床电化学反应器模型数值求解方法

文中给出描述固定床电化学反应器内两维电势和浓度分布的普遍化数学模型。该模型为具有混和边界条件的抛物线及椭园微分方程组。作者开发一种新的具有正交配置及有限差分二法优点的数值计算方法,求得了这组非线性偏微分方程的解。文中给出该数值方法的细节及计算程序框图。     

受液相扩散影响的SO_2催化氧化动力学

本文从动力学实验入手,探讨了K-V催化剂活性组分熔盐中的SO_2氧化本征动力学方程、液相扩散模型、影响液相效率的因素等问题。最后提出包含液相效率因子的SO_2催化氧化拟本征动力学方程;该方程可作为SO_2转化器最佳化的动力学依据。     

硫脲对BH-4在铜电极上电化学氧化行为的影响

使用循环伏安法、电化学交流阻抗法研究了铜电极上BH4-在不同硫脲浓度时的电化学氧化行为。实验结果表明在扫描速率40 mV/s时,硫脲存在时BH4-氧化峰比没有硫脲存在时明显增大;根据DBFC电池特征设计出等效电路(R(Q(RW))),对交流阻抗实验数据进行了拟合,结果表明,该等效电路与实际测量结果基本一致,具有较高的精确性;循环伏安和交流阻抗实验均表明,适当的硫脲可抑制DBFC阳极的析氢副反应。     

纳米TiO2的制备及光催化性能

采用RF-PCVD法，以TiCl4 O2为反应体系，制备出了球状纳米级TiO2粉体。经TEM，XRD，BET测试表明，粉体为锐钛型金红石型的混晶体，粒径范围为20-60nm，平均粒径45nm。苯酚降解实验表明，TiO2粉体具有明显的光催化活性，并就光催化效率与德国产TiO2进行了比较。     

苯酚的TiO2薄膜光电催化降解及反应产物的分布

采用ＴｉＯ２薄膜光电催化法,借助于ＨＰＬＣ测试技术研究了苯酚的降解及氧化产物的 分布。研究结果表明,苯酚的降解以及中间产物的分布与苯酚的外加电压、ＴｉＯ２薄膜电极的制膜条件、样品处理量等因素有关,在适当的光电催化条件下,可以将苯酚全部分解为无毒无害的低分子化合物。     

旁流式多孔电极非稳态行为数学分析

根据 Newman 的多孔电极理论,本文给出旁流式多孔电极非稳态行为数学模型。该模型涉及三个区域,即:液相主体、多孔区和界面。为了获得解析解,该模型被化简为两个较简单的模型:多孔区模型和液相主体模型。前者仅考虑多孔区的积累项,属于微分方程的本征值问题;后者仅考虑液相主体的积累项,属于非稳态的 Leveque 问题。文中给出旁流式多孔电极内进行 Br_2/Br-氧化还原反应时非稳态行为的计算实例。该实例表明:本文给出的简单模型的解析解,在处理更复杂问题时,可用于判断所使用技巧的正确性。