Atmospheric heterogeneous reaction of acetone:Adsorption and desorption kinetics and mechanisms on SiO_2 particles

Acetone plays an important role in photooxidation processes in the atmosphere. Up to date, little is known regarding the heterogeneous fate of acetone. In this study, the adsorption and desorption processes of acetone on SiO2 particles, which are the major constituent of mineral dust in the atmos-phere, have been investigated for the first time under the simulated atmospheric conditions, using in situ transmission Fourier transform infrared spectroscopy. It is found that acetone molecules are ad-sorbed on the surfaces of SiO2 particles by van der Waals forces and hydrogen bonding forces in a nonreactive and reversible state. The rates of initial adsorption and initial desorption, initial uptake coefficients and adsorption concentrations at equilibrium have been determined at different relative humidity. The presence of water vapor cannot result in the formation of new substances, but can de-crease the adsorption ability by consuming or overlapping the isolated OH groups on the surfaces of SiO2 particles. In the desorption process, a considerable amount of acetone molecules will remain on SiO2 particles in dry air, whereas acetone molecules are almost completely desorbed at a high relative humidity. In order to evaluate the role of heterogeneous reactions of acetone and other carbonyl compounds in the atmosphere, a new model fitting the atmospheric conditions is needed.     

Mechanism of the heterogeneous reaction of carbonyl sulfide with typical components of atmospheric aerosol

Carbonyl sulfide (COS) is one of the most abundantsulfur-containing species in the troposphere and lowerstratosphere. The atmospheric average concentration ofCOS is about 500 pptv with relatively little variation[1,2].In the stratosphere, where photochemical reactions occur,carbonyl sulfide can be oxidized into sulfur dioxide andfurther to sulfate aerosol[3—6]. The sulfate aerosol plays animportant role in heterogeneous chemical processes,ozone depletion and atmospheric radiation balance wh…     

Heteroseneous oxidation of carbonyl sulfide on mineral oxides

Heterogeneous oxidation of carbonyl sulfide （OCS） on mineral oxides including SiO2, Fe2O3, CaO, MgO, ZnO and TiO2, which are the main components of atmospheric particles, were investigated using in situ diffuse reflectance infrared Fourier transform spectroscopy （in situ DRIFTS）, ion chromatography （IC）, temperature-programmed desorption （TPD）, X-ray diffraction （XRD） and Brunauer-Emmett-Teller （BET） methods. The main products and intermediates of the heterogeneous oxidation of OCS on these oxides were identified with in situ DRIFTS and IC. The reaction mechanism and kinetics were also discussed. It is found that the reaction mechanism on these mineral oxides is the same as that on Al2O3 for the same final products and the intermediates at room temperature. Namely, OCS can be catalytically oxidized to produce surface SO4^2- species and gaseous CO2 through the surface hydrogen thiocarbonate （HSCO2-） and HSO; species. The activity series for heterogeneous oxidation of OCS follows： Al2O3 ≈ CaO 〉 MgO 〉 TiO2 ≈ ZnO 〉 Fe2O3 〉 SiO2. The specific area, basic hydroxyl and surface basicity of these oxides have effect on the reactivity. This study suggests that heterogeneous reactions of OCS on mineral dust may be an unneglectable sink of OCS.     

Heterogeneous oxidation of carbonyl sulfide on mineral oxides

Heterogeneous oxidation of carbonyl sulfide (OCS) on mineral oxides including SiO2,Fe2O3,CaO,MgO,ZnO and TiO2,which are the main components of atmospheric particles,were investigated using in situ diffuse reflectance infrared Fourier transform spectroscopy (in situ DRIFTS),ion chromatography (IC),temperature-programmed desorption (TPD),X-ray diffraction (XRD) and Brunauer-Emmett-Teller (BET) methods. The main products and intermediates of the heterogeneous oxidation of OCS on these oxides were identified with in situ DRIFTS and IC. The reaction mechanism and kinetics were also discussed. It is found that the reaction mechanism on these mineral oxides is the same as that on Al2O3 for the same final products and the intermediates at room temperature. Namely,OCS can be catalytically oxidized to produce surface SO42- species and gaseous CO2 through the surface hydrogen thiocarbonate (HSCO2-) and HSO3- species. The activity series for heterogeneous oxidation of OCS follows: Al2O3 ≈ CaO > MgO > TiO2 ≈ ZnO > Fe2O3 > SiO2. The specific area,basic hydroxyl and surface basicity of these oxides have effect on the reactivity. This study suggests that heterogeneous reactions of OCS on mineral dust may be an unneglectable sink of OCS.     

用非均相形核法制备Cu包裹MoSi2复合粉体

采用非均相形核法制备铜包裹MoSi2的复合粉体.利用场发射扫描电镜、X射线衍射仪、电子探针等分析手段对复合粉体进行表征,并讨论包裹结构的形成机制和影响因素.结果表明,采用非均相形核法可以制备出MoSi2颗粒表面被细小的铜微晶包裹的复合粉体;用壬基酚聚氧乙烯醚作为分散剂有助于提高纳米铜的稳定性,并能有效防止复合粉体的团聚,MoSi2颗粒的分散性得到显著改善,包裹效果较好;MoSi2颗粒大小和形状对复合粉体的包裹情况有较大影响;包裹结构取决于铜在MoSi2颗粒表面的沉积以及对复合粉体团聚的控制.     

ZnFe2O4与CaCl2氯化反应机理

利用CaCl2为氯源与含锌冶金粉尘的重要组分ZnFe2O4进行反应,并利用扫描电镜(SEM)和能量色散谱仪(EDS)分析了ZnFe2O4粉体与CaCl2反应面和反应产物微观形貌的变化,讨论了ZnFe2O4与CaCl2的反应机理.认为反应过程包括一个固液反应和气体挥发过程.ZnFe2O4颗粒被熔融CaCl2包裹,在固液界面发生氯化反应,生成的ZnCl2溶解在CaCl2液膜中,并在气液界面挥发逸出,而CaFe2O4的产物层不断增大,同时伴随着多个颗粒间的黏结和融合长大.     

SiO2颗粒对甲醛及NO的吸附特性研究

利用自行设计并搭建的流态化颗粒吸附性能实验台,对SiO2吸附甲醛和NO的特性进行了实验研究。结果显示:在无氧干态流动条件下,SiO2颗粒能够吸附空气中的甲醛和NO;在实验条件(20～60℃)下,随着温度的升高,SiO2颗粒对甲醛的吸附能力增大,对NO的吸附能力增加不明显,说明对于不同的吸附质,SiO2颗粒表面的吸附规律及吸附机理均不同;系统的循环流量对SiO2颗粒吸附甲醛及NO的能力影响不大;SiO2颗粒对甲醛的吸附能力高于对NO的吸附能力;颗粒堆积可导致单位质量颗粒物对甲醛及NO的吸附能力下降。     

以不同温度处理的SiO2载体制备的Cu/SiO2催化剂在NO+CO反应中的活性

以不同温度处理SiO2为载体,用交换法制备Cu／SiO2催化剂．催化剂的表面结构用UV-VIR,TPR等方法进行表征．结果表明,不同温度焙烧的SiO2表面的-OH有差异．在NO＋CO的反应中,以500℃焙烧处理的SiO2为载体制备的催化剂显示了更高的催化活性,说明催化剂表面的结构对催化剂的制备有一定的影响．     

玉米芯热重分析及气化反应动力学研究

利用热重分析实验得出玉米芯气化可大致分为3个阶段：水分蒸发、挥发分析出和焦炭阶段．研究表明,当升温速率为20℃／min时,物料的最大失重率只有85．75％,在所有的升温速率中最小;当升温速率为10℃／min时,物料的最大失重率可达到97．94％．以升温速率为5℃／min的热重曲线研究玉米芯气化过程中的挥发分析状况,当温度在250℃-330℃时,气化反应属于2级反应,其拟合方程Y=-2332．3x-7．9534,活化能E和指前因子A分别为19．4kJ／mol和3．4×10^4min;温度在330℃～530℃时,气化反应属于1级反应,其拟合方程Y=-1960．5x-9．7076,活化能E和指前因子A分别为16．3kJ／mol和5．0×10^1min^-1．     

分段尝试法研究半焦/CO2气化反应过程动力学

为了深入了解半焦与CO2的气化反应过程动力学,本文通过不同升温速率下的非等温实验,确定在不同阶段下富鼎半焦与CO2的气化机理.采用分段尝试法研究富鼎半焦与CO2气化反应过程动力学,确定反应过程前期与后期的机理函数分别为f(α)=(1-α)[1-ψln(1-α)]1/2和f(α)=(3/2)[(1-α)-1/3-1]-1,从而建立相应动力学模型,计算反应过程不同阶段的动力学参数.通过对不同阶段的动力学模型进行数据拟合,实验数据与模型吻合较好,相关系数都大于0.98.最后,根据求得的动力学参数,确定不同升温速率下活化能的补偿效应,即活化能与指前因子的关系式.     

SiO2/Ta interface reaction in magnetic multilayers and its influence on Ta buffer layers

Ta is often used as a buffer layer in magnetic multilayers. In this study, Ta/Ni81Fe19/Ta multilayers were deposited by magnetron sputtering on sing-crystal Si with a 300-nm-thick SiO2 film. The composition and chemical states at the interface region of SiO2/Ta were studied using the X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and peak decomposition technique. The results show that there is an "intermixing layer" at the SiO2/Ta interface due to a thermodynamically favorable reaction: 15 SiO2 + 37 Ta = 6 Ta2O5 + 5 Ta5Si3. Therefore, the Ta buffer layer thickness used to induce NiFe (111) texture increases.     

碳酸苯甲酯歧化反应动力学的研究

碳酸二甲酯(DMC)与苯酚酯交换反应合成碳酸二苯酯(DPC)技术,已逐渐成为有机合成工业中的热门课题之一,而碳酸苯甲酯(MPC)既是该反应的中间产物又是主要副产物,其本身又发生歧化反应生成DPC和DMC。碳酸苯甲酯歧化反应的速率和转化率直接影响碳酸二苯酯的产率。研究碳酸苯甲酯歧化反应动力学,不仅有助于对DMC与苯酚酯交换反应规律的深入了解,而且可以从理论上指导该反应催化剂的筛选。实验结果表明,碳酸苯甲酯歧化反应动力学方程为:rMPC=0.0146CMPC-0.0577CDMC(mol·L-1·min-1),说明正、逆反应均为一级。     

详细化学反应模型中温度修正项特性研究

本研究主要讨论了爆轰过程中混合气体比热比的变化、详细化学反应模型中温度修正项的函数表达形式、以及活化能对化学反应动力学特性的影响.通过对传统Arrhenius定律的分析完善,提出了具有温度指数修正的总包一步爆轰计算模型.采用几个常用的爆轰计算模型,对满足化学当量比的H2/Air混合气体,开展了爆轰特性的数值模拟对比研究.计算结果表明,新提出的爆轰计算模型能够得到的胞格尺度与实验值符合良好,首次实现了爆轰波胞格尺度的定量数值模拟.论文进一步建立了总包反应模型与详细化学反应模型之间的关系,讨论了详细化学反应模型中温度修正项的物理意义.     

耐高温乙烯基酯树脂固化反应动力学研究

通过差热分析，计算了耐高温乙烯基酯树脂的固化反应动力学参数，提出了树脂成型过程的动力学模型，并制定了合理的树脂固化工艺制度。用红外分析方法对树脂固化前后的样品进行了测试，验证了合成反应和固化形式，并从结构的角度对树脂性能特征进行了分析。     

ZA-2型丝光沸石催化剂上甲苯歧化反应本征动力学和反应机理的研究

在高压液相进料型催化微型反应器-色谱联合装置中,于温度340℃、350℃、360℃、370℃;临氢化压3MPa;催化剂装填量0.1—0.2克:颗粒40—60目;接触时间6—20g·h·mol~(-1);氢烃摩尔比为32:1、29:1、26:1等条件下,得到ZA-2型丝光沸石催化剂上,甲苯歧化反应本征动力学方程为r_J=K·P_J~(0.5),K=3.077×10~6exp(103 320/RT)。反应机理符合L-H的双位吸附机理,表面反应为控制步骤,机理模型为r_J=K_2[K_J P_J/(1+K_J P_J)]~2(式中r_J为甲苯的消耗速率,速度常数K_2=9.196×10~(12)exp(-7460 666/RT)(mol·g~(-1)·h~(-1));吸收常数K_J=1.347×10~(12)exp(623267/RT)(Pa~(-1));P_J为甲苯分压,Pa。     

臭氧氧化MTBE反应动力学及其特性研究

文章针对汽油添加剂甲基叔丁基醚对环境日益严重的污染问题,在臭氧氧化MTBE反应机理研究的基础上,对反应特性及其中间产物进行了研究。动力学研究与实验结果均表明,O3氧化MTBE为准二级反应,加入H2O2,能降低反应活化能,提高反应速率,减少臭氧投加量;采用GC/FID检测MTBE及其氧化产物,以GC保留时间确定臭氧氧化MTBE的可能中间产物为叔丁醇、叔丁基甲酯及丙酮等。     

F原子与CH2CO反应体系过渡态的确定和动力学研究

使用Gaussioan94程序包,在B3LYP 6-311G 基组水平对F CH2CO反应体系的各物种进行全优化.我们用虚频的数目(0或1)来判断物种是稳定构型还是过渡态,并用电子布居分析来阐明反应过程.在此基础上,我们计算出各反应通道的反应速率,从而验证了F CH2CO→CH2FCO→TS1→CO CH2F是主产物通道和CO CH2F是主要产物的结论.     

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.     

氯化铵氯化氧化镧氧化铈混合物及其动力学

研究了氯化铵氯化氧化镧氧化铈混合物的适宜条件及其氯化反应动力学 研究表明:在氯化铵用量为nNH4Cl/n(La2O3+CeO2) =12∶1的物质的量比、氯化焙烧温度 390~400℃、氯化时间 25min的条件下,稀土的氯化率在 80%以上;氧化镧与氧化铈混合物的氯化反应动力学遵从Erofeev方程,氯化反应的表观活化能Ea为 13. 49kJ·mol-1,动力学方程为k=1. 6e-13490 /RT,属于内扩散控制 CeO2 与NH4Cl的反应是混合氧化稀土氯化的控速步骤,反应程度决定混合氧化稀土氯化率的大小 混合氧化稀土的组成与配分,是影响氯化铵氯化氧化稀土氯化率和氯化反应速率的重要因素     

SiO2-钛酸钾晶须复合微粒的制备及性质研究

通过溶胶一凝胶法制备了SiO2均匀包覆钛酸钾晶须（PTW）的核-壳式复合微粒，并通过SEM、EDS、XRD、fT—IR对这种复合微粒进行了表征。未处理的PTW在pH=2．0的酸性溶液中开始被腐蚀，并能被煮沸的浓硫酸所溶解；而SiO2-PTW复合微粒耐酸性增强，在浓硫酸中煮沸40min后，仍能保持纤维形貌。PTW表面的SiO2壳层可以阻碍PTW中水溶性钾离子的析出.