聚苯乙烯在超临界甲苯中的可视降解及动力学

采用微型可视反应器考察了在超临界甲苯中聚苯乙烯降解的相变过程. 随温度升高聚苯乙烯在甲苯中迅速溶解,体系在略高于甲苯临界点处气液两相界面消失,且伴随着临界乳光现象,随后反应体系呈均相. 考察了聚苯乙烯超临界降解和热降解的反应特性,结果表明,聚苯乙烯超临界降解转化率明显高于热降解转化率;聚苯乙烯超临界降解初期分子量迅速降低的同时转化率也快速上升,而聚苯乙烯热降解初期分子量迅速降低过程中转化率很低. 由于聚苯乙烯在超临界甲苯中降解是均相反应,显著降低了反应体系的密度和粘度,改善了传递效果,因此超临界降解速率明显提高. 聚苯乙烯降解反应为一级反应,在温度为330~370℃时热降解活化能为186.1 kJ/mol,超临界体系改善了降解环境,活化能明显降低,为143.5 kJ/mol.     

超临界甲苯中聚苯乙烯的降解研究

随着塑料使用量的大增,废旧塑料如聚苯乙烯的回收利用问题已经引起广泛关注。苯类物质是聚苯乙烯的优良溶剂,在超临界条件下其优异的传质、传热性能使聚苯乙烯快速降解。在高压反应釜中,反应温度350~390℃下以甲苯为超临界溶剂考察了聚苯乙烯(PS)的降解特性,分析了温度、原料配比和催化剂对聚苯乙烯降解过程的影响,结果表明温度对降解过程影响最大,是影响苯乙烯收率的最主要的因素,反应温度达到360℃时聚苯乙烯几乎完全降解。     

聚苯乙烯超临界催化降解

以氧化钡为催化剂分别在超临界甲苯和正己烷的介质中考察了聚苯乙烯(PS)的降解过程,结果表明甲苯的效果优于正己烷.在超临界甲苯介质中考察了反应温度和原料配比对聚苯乙烯转化率、苯乙烯收率和产物分布的影响,并确定了聚苯乙烯在超临界甲苯中催化降解的适宜工艺条件为:反应温度340℃,反应时间30 min,甲苯和PS质量比为15.0.     

聚苯乙烯的超临界降解及其相关降解机理

介绍了超临界流体在聚苯乙烯降解中的应用及其相关的降解机理,分析了超临界流体降解聚苯乙烯的优缺点,指出超临界流体降解聚苯乙烯是一种全新的方法,具有广阔的发展前景。     

在超临界水中聚苯乙烯泡沫的降解

本文研究了聚苯乙烯泡沫在超临界水中的降解反应。考查了反应时间、温度和添加剂对降解反应的影响。实验结果显示,超临界水能将聚苯乙烯泡沫降解为油状产物。在反应的前３０ｍｉｎ内,分子量降低了约９８％;提高温度对反应时间短的和／或无添加剂的配方有明显的促降解作用;添加剂用量在５％左右时,可得到更大的效率／成本比。     

在超临界水中聚苯乙烯泡沫的降解

本文研究了聚苯乙烯泡沫在超临界水中的降解反应。考查了反应时间、温度和添加剂对降解反应的影响。实验结果显示,超临界水能将聚苯乙烯泡沫降解为油状产物。在反应的前30min内,分子量降低了约98％;提高温度对反应时间短的和/或无添加剂的配方有明显的促降解作用;添加剂用量在5％左右时,可得到更大的效率/成本比。     

气相甲苯光催化降解反应动力学及机理

以紫外光为光源,锐钛矿型TiO2为催化剂,研究了气相甲苯光催化降解过程,并探讨了降解机理. 结果表明,甲苯光催化降解过程符合一级反应动力学方程,甲苯初始浓度越高,反应速率常数越小. 甲苯光催化降解的主要中间产物为己烷和苯. 在紫外光和TiO2作用下,甲苯经脱甲基反应生成苯和甲基,甲基可与甲苯分解产生的3-戊烯炔生成2,4-己二烯,经加氢转化为己烷.     

甲苯的复合氧化反应动力学及其降解的研究

在停止流动光谱仪反应器中研究了污水中的甲苯在3种氧化剂H2O2、O3和O3/H2O2、温度298K及pH=3~11时的氧化反应动力学及其降解过程。实验结果表明,甲苯在H2O2中氧化速率很慢,在O3中的氧化速率较快,当两种强氧化剂H2O2与O3耦合,构成高级氧化过程(AOP),甲苯的氧化速率最快。随着pH值增加,甲苯在O3和O3/H2O2中的氧化速率进一步加快。通过理论分析,初步探讨了有机污染物降解过程的机理;通过对实验数据的回归分析,获得了反应动力学常数。     

聚苯乙烯在空气中热降解的化学动力学研究

研究了聚苯乙烯在空气中的热降解化学动力学机理。实验结果显示,聚苯乙烯在空气中热降解存在两个失重阶段:第一阶段,温度范围从250.59℃开始至397.41℃,在此范围内,大约有85%的聚苯乙烯发生了分解;第二阶段为397.41～515.29℃,大约有15%的聚苯乙烯发生分解。动力学计算拟合结果表明,聚苯乙烯的主要失重阶段(第一阶段)的热解符合二级化学反应方程,其平均表观活化能Ea值为166.19kJ/mol,lnA值为32.15。     

甲苯的光催化降解及其动力学研究

进行了以自制锐钛型Fe3+-TiO2催化降解甲苯的研究,在自制的光催化反应器中,室温下以40 W白炽灯为光源,分析了TiO2的掺Fe3+量、催化剂投放量、甲苯初始浓度和溶液初始pH等因素的影响.结果表明:自制锐钛型Fe3+-TiO2能较有效地催化降解甲苯.在pH为2,TiO2掺Fe3+量为5％(物质的量分数)、催化剂投放量为2.0 g/L时对1.2 g/L甲苯的去除率在5h内可达60％以上.甲苯的降解过程表现为一级反应,表观反应速率常数k为0.0666 h-1,反应可用Langmuir-Hinshelwood动力学方程描述.     

Kinetic study on the first stage during thermal degradation of polystyrene

The kinetic parameters of the first stage of polystyrene degradation have been investigated to elucidate the reaction mechanisms using the flow reactor system. The decrease in molecular weight of polystyrene was recorded at minute intervals over the temperature range 310°–390°C. Generally, the first and second stages were observed by thermogravimetric analysis (t.g.a.), however in the early stage of the degradation volatile yields of at least 5% occurred. Therefore, using t.g.a. analysis it is difficult to detect this earlier stage. It became evident that the first stage in the earlier part of the reaction could be detected by g.p.c. analysis. We have observed the hidden kinetic parameters of the nature of the first stage of the polystyrene degradation. The results indicate that the main chains were degraded randomly with the small quantitative volatile groups in the first stage and the rates of decrease in molecular weight in the first stage against reaction temperatures were evaluated as log k_s = 12.0 ? 41300/RT.     

溴化聚苯乙烯协同三氧化二锑阻燃PA66热分解动力学研究

利用热失重分析法(TG)研究了聚酰胺(PA)66及溴化聚苯乙烯(BPS)、BPS协同Sb2O3阻燃PA66在不同升温速率下的热稳定性及热分解动力学,采用Kissinger及Flynn-Wall-Ozawa方法分析了PA66和阻燃PA66的热分解活化能;利用Coats-Redfern方法确定了PA66和阻燃PA66的热分解动力学机理及其模型,得出了聚合物主降解阶段的非等温动力学方程。结果表明,BPS协同Sb2O3阻燃体系阻燃PA66的效果最好,体系的降解模式发生了变化,PA66和BPS阻燃PA66的机理方程为g(α)=-ln(1-α),反应级数n=1,而BPS协同Sb2O3阻燃PA66的机理方程为g(α)=(1-α)-1-1,反应级数n=2。     

乙酸在超临界水中氧化分解的动力学研究

乙酸被认为是含碳氢有机物在超临界水中氧化降解的中间产物,甚至是关键的反应速率控制产物.今对影响超临界水中乙酸氧化降解的因素进行了实验研究,用总有机碳(TOC)含量来表示浓度,用幂指数方程来描述反应速率, 通过多参数曲线拟合, 求得了动力学参数; 反应活化能为144.8kJ@mol-1, 潜力因子为5.09×1010,对乙酸TOC浓度的反应级数为1.28, 对氧为0.4.结果表明超临界水氧化法可以有效地去除水中的乙酸,去除率最高可达99%以上.在实验的条件范围, 氧气过量倍数和温度越高, 乙酸水溶液质量流量越小, 乙酸的降解率也越高.求得的动力学方程能较好地预测实际结果.     

Supercritical toluene and ethanol extraction of an Illinois No. 6 coal

The effect of temperature, pressure, solvent/coal ratio and reaction time on supercritical toluene dissolution of an Illinois No. 6 are reported in this Paper. The experiments were conducted in a batch autoclave operating at temperatures ranging between 350 and 450 °C and pressures between 5.89 and 16 MPa. Low liquid yields in the range of 5–20% were obtained during toluene extraction. The liquid yields increase with temperature and total pressure, and only slightly with hydrogen partial pressure. Ethanol extraction gives better yields but significant solvent losses also occurred. The low liquid yield obtained can be attributed to the nature of the coal and the contacting batch mode used.     

超临界丙烷分级聚苯乙烯

利用超临界流体的溶剂强度随温度、压力的变化而变化和超临界流体泄压至常压时溶质完全析出的特点;采用超临界丙烷取代常规溶剂对聚苯乙烯进行分级研究;以期柔性地调节操作温度和压力;获得分子量分布较窄的聚合物级分.结果表明;对多分散系数为4.225的聚苯乙烯进行等温超临界分级和等压超临界分级实验能够得到多分散系数分别为1.0～2.0和1.3～2.0的级分.并且发现;压力和温度越高;溶剂的溶解能力越大;分级得到的级分分子量越大.同时;从高聚物溶液理论出发;结合超临界溶液的溶解特性;建立了超临界流体分级高聚物的级分分子量的预测模型.利用实验数据对模型参数优化结果表明;当压力大于25 MPa时;超临界等温分级模型的平均相对误差为5.32％;当温度大于413.15 K时;超临界等压分级模型的平均相对误差为18.03%.     

Kinetic model for noncatalytic supercritical water gasification of cellulose and lignin

This article reports the first kinetics model for Supercritical Water Gasification (SCWG) that describes the formation and interconversion of individual gaseous species. The model comprises 11 reactions, and it uses a lumping scheme to handle the large number of intermediate compounds. We determined numerical values for the rate constants in the model by fitting it to experimental data previously reported for SCWG of cellulose and lignin. We validated the model by showing that it accurately predicts gas yields at biomass loadings and water densities not used in the parameter estimation. Sensitivity analysis and reaction rate analysis indicate that steam‐reforming and water–gas shift are the main sources of H₂ in SCWG, and intermediate species are the main sources of CO, CO₂, and CH₄. © 2010 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2010     

生物法处理苯、甲苯废气的工艺性能及动力学研究

研究了生物滴滤塔处理低质量浓度苯、甲苯混合废气的工艺性能及动力学模型拟合效果。在进气量600 L/h,循环液喷淋量20 L/h的操作条件下,生物滴滤塔对低质量浓度苯、甲苯混合气体有很好的去除效果,苯的去除率在65%左右,甲苯的去除率在93%左右。从生物反应器中分离筛选出1株能够降解苯、甲苯污染物的高效菌L4,通过Sherlock脂肪酸鉴定系统分析,匹配值SI为0.884,基本确定该菌株属于Bacillus.sp。采用吸附-生物膜理论进行动力学分析,与实验数据相比有良好的相关性,相关系数苯R2=0.999 5、甲苯R2=0.999 6。