填充床电极反应器中典型有机电合成反应系统的选择性分析

典型的有机电合成反应,常伴有相互竞争的电极副反应和均相反应,增加电极极化以提高反应速率会使选择性明显降低。填充床电极具有大的内表面,能在相对低的极化下,达到较高的表观电流密度,有利于缓解反应速率和选择性之间的突出矛盾。本文对填充床电极微分反应器（PBEDR）中典型有机电合成反应过程进行了理论分析,重点在于床层内超电势横向分布对选择性的影响。建立了描述超电势分布的普遍化数学模型,归纳出表征电极极化和副反应影响的量纲1数μ和ω,并用ADM（Adomian’s decomposition method）对该非线性微分方程模型求解;所获得的逼近解代数表达式,可方便地计算不同参数下超电势分布对平均选择性的影响,而毋需反复求解模型微分方程。最后给出了PBEDR硝基苯电还原制对氨基苯酚选择性分析实例,优化了反应器特征尺寸（填充床电极厚度）。结果证明：理论计算与实验数据令人满意地一致。     

填充床电渗析器制备纯水的研究

本文介绍了离子交换树脂在填充床电渗析器中的脱盐及电再生机理，实验研究了一价离子及二价离子在设备内的操作参数。一价离子与二价离子相比，树脂使用周期长，操作范围宽，对于一价离子，树脂可在低电压下（〈２５Ｖ）再生，在较高电压下（〉２５Ｖ），树脂内的一价离子及二价离子均可再生。操作电流应略大于极限电流，以保护产水质量。     

填充床反应器中酶法合成生物蜡酯

研究了填充床式反应器酶法合成生物蜡酯的生产工艺。以大豆油、十六醇为原料,在石油醚体系中,使用实验室自制的固定化Candida sp.99-125为催化剂。对操作参数,如填充高度、进料速度、固定化酶用量、底物摩尔比进行了研究。结果表明,固定化酶质量为47 g,填充高度40 cm（内径3.5 cm）,油醇摩尔比1∶2.4,以4 mL/min速度进料保留时间4 h,产率可达83%。固定化酶在使用16批时,产率仍保持在70%以上。同时,对于填充床的填充方式作了初步探索。     

旋转填充床反应器流体流动可视化研究进展

旋转填充床反应器是一种典型过程强化装置,对化工过程中的传质与混合过程具有较好的强化作用。流体流动作为旋转填充床反应器中最为基础的性质,对研究、优化旋转填充床反应器的结构和性能至关重要。光学成像技术与数值模拟作为研究旋转填充床反应器中流体力学性质的重要手段在近年来得到了飞速发展。对近三十年来,旋转填充床反应器可视化研究进行了综述,从早期光学成像开始,在此基础上引入早期计算流体力学模拟,直至现在高速数码摄像可视化和基于真实结构的模拟。对旋转填充床的可视化观测从填料表面逐渐向填料内部发展,对其数值模拟从初步的数学模型发展到包含详细填料几何结构、详细流体特性的流动模拟。现有研究已对填料区、空腔区中的流体流动有了较为详细的描述。     

填充率对紊动床生物膜反应器生物量影响的研究

对外表面载体紊动床生物膜反应器进行了不同填充率条件下的平行试验,研究了填充率对紊动床生物膜反应器处理效果、附着性能及悬浮生物量的影响。结果表明：当反应器中填充率从10％增高至20％时,系统对COD和氨氮的去除效率提高,且COD的比降解速率提高了2、85倍、生物膜胞外蛋白质含量较10％填充率时稳定,后者悬浮生物量浓度为前者的1．67倍以上,而单位载体上的生物膜量则减至前者的65％以下。因此,外表面载体的紊动床生物膜反应器中填充率越高,生物膜脱附量越大,悬浮微生物浓度越大,生物膜活性越高。     

两级泡沫镍填料旋转填充床压降及精馏研究

在两级逆流式旋转填充床(TSCC-RPB)的基础上,采用简单结构的整体泡沫镍填料替代其相对复杂的动静环结构填料,从而构建新型两级整体泡沫镍填料旋转填充床(TSNF-RPB)。采用空气-水体系,研究了TSNF-RPB的压降特性,并以甲醇-水为工作体系,对TSNF-RPB进行了连续精馏实验研究。结果表明:虽然TSNF-RPB的湿床压降比TSCC-RPB高出了20%—30%,但TSNF-RPB的分离效率提高了20%,且TSNF-RPB结构简单、安装方便,更利于工业推广应用。     

新颖填充床光催化反应器的辐射能分布模拟

采用以玻璃弹簧为载体的新颖负载型光催化剂 ,设计实验测试该催化剂的辐射能分布状况 ,通过实验测量修正双通量模型的参数 ,并使用修正双通量模型进行计算 ,上述实验值与理论计算值吻合较好 ,说明修正双通量模型可准确模拟多相光催化反应器的辐射能传递行为 .最后 ,采用该模型描述了由此负载型催化剂构成的平板式填充床光催化反应器内的辐射能分布和吸收状况     

固定式填充复合床光催化反应器降解亚甲基蓝的研究

设计了一种固定式填充复合床光催化反应器,以普通玻璃片和玻璃螺旋圈为载体,用溶胶-凝胶法制备了负载型TiO2薄膜光催化剂。利用紫外光为光源,采用难降解物质亚甲基蓝在不同初始浓度、pH值和光强等因素下的光催化降解脱色反应速率考察了该反应器的工艺特性,试验结果表明:该种反应器的最佳操作条件为反应器中同时放置普通玻璃片TiO2薄膜光催化剂和玻璃螺旋圈TiO2薄膜光催化剂,溶液pH值为7.5,光源光强为650W,光照时间为180min。当进水亚甲基蓝的质量浓度为8.0mg/L时,在此条件下的降解脱色效率为93.83%,且其设计易于实现产业化。     

填充床中空隙率分布的研究综述

综述了充床中空隙率径向分布的几种主要测量技术和数学模型,概括了空隙率分布的一般规律,为试验研究和工程设计工作提供重要依据。     

Electrocatalytic removal of dissolved oxygen from seawater in a packed-bed electrode

Oxygen dissolved in seawater is the source of severe corrosion issues in off-shore platforms for oil exploitation. The electrocatalytic reduction of dissolved oxygen from seawater was investigated at laboratory scale as an alternative to the current processes for the removal of oxygen. Due to the low concentration of dissolved oxygen and the very high conversion required before use of seawater in off-shore platforms, the reduction has been carried out in a packed–bed electrode consisting of carbon-based particles of various nature. The reduction involves the intermediate formation of peroxide species whose further reduction into hydroxyl ion is a slow process on Pt-free surfaces. A continuous laboratory packed-bed electrode was designed and tested in long-term operations for the assessment of the production and the reaction selectivity. The removal of oxygen from seawater can be inhibited by the formation of a solid CaCO₃–Mg(OH)₂ film at the carbon particles, which favours the accumulation of peroxide species. However, this electrode deactivation can be avoided at sufficient polarisation.     

蔗糖电化学还原合成甘露醇、山梨醇的研究

用蔗糖作原料,经水解生成转化糖(等量的葡萄糖和果糖),再经钼酸铵转化成葡萄糖、果糖、甘露糖的混合物。RaneyNi粉电极做阴极,DSA(钌/钛)电极做阳极在隔膜电解槽中电解还原制取甘露醇、山梨醇,考察了pH、电流密度、总糖浓度、温度和通电量等因素对电解还原反应的影响,确定了最佳工艺条件为:总糖浓度0 50mol/L、电流密度3 0A/dm2、pH=9、θ=35℃、通电量1 3F/mol。转化率可达84%,总醇中甘露醇质量分数为46%。在阴极同时得到两种产品(甘露醇和山梨醇),甘露醇含量显著地增加。     

芳樟醇减压精馏残液合成四氢芳樟醇工艺

以脱氢芳樟醇选择性加氢合成芳樟醇减压精馏残液为原料,在不同反应温度、氢气压力、催化剂用量等实验条件下,考察Lindlar催化剂、RaneyNi、5%Pd/C对残液中的芳樟醇、二氢芳樟醇加氢反应合成四氢芳樟醇的影响,通过GC/MS、1HNMR确定了反应主要产物。以5%Pd/C为催化剂,反应温度90～92℃,氢气压力2.0MPa,反应时间4h,m(催化剂)∶m(芳樟醇减压精馏残液)=1.2∶100,残液中的芳樟醇、二氢芳樟醇质量分数分别为59.2%、38.3%,残液合成四氢芳樟醇反应收率96.3%,反应液中的四氢芳樟醇质量分数为96.5%。     

果葡糖浆加氢制备甘露醇的选择性

研究了不同催化剂和工艺条件对果葡糖浆加氢反应制备甘露醇的选择性的影响。采用自制的Ni(I)催化剂 ,在pH 6、90℃、5 .0MPa和果葡糖浆浓度 2 0 0g/L条件下 ,果葡糖浆加氢反应制备甘露醇的反应选择性可达到 70 % ,与文献报道的选择性最好的铜催化剂相当 ,在酸性溶液和较低温度下进行该反应 ,有利于提高反应的选择性     

(3,4-二氨基苯基)(4-氟苯基)酮的合成

报道了(4 氨基 3 硝基苯基)(4 氟苯基)酮经RaneyNi催化加氢制备(3,4 二氨基苯基)(4 氟苯基)酮的合成工艺。该方法优点是收率高(93%),无污染,操作简单,产品纯度高(≥98%),适合工业生产。     

Optimal feed temperature for an immobilized enzyme packed-bed reactor

Optimal feed temperature was determined for a nonisothermal immobilized enzymatic reaction with enzyme deactivation in a packed-bed reactor. The optimal feed temperature was obtained by maximizing the average substrate conversion over a given reaction period. Simulation showed the optimal feed temperature to be strongly dependent on the flow dispersion, the reaction activation energy, the corresponding enzyme inactivation energy and the heat of reaction. It was also observed that in a plug flow reactor the enzyme reaction generally exhibited a lower optimal feed temperature and higher substrate conversion than in a continuously stirred tank reactor.     

NiCo2O4/Ni复合电极的制备及电催化性能研究

采用共沉降法制备了以Ni为载体的NiCo2O4/Ni的电催化剂,分别用TG、XRD、SEM对NiCo2O4粉末的结构和形貌进行了表征,研究了不同温度下NiCo2O4/Ni复合电极在碱性水溶液中的催化性能.结果表明,热处理温度对NiCo2O4粉末的结构、电催化性能有重要的影响,当热处理温度为300%时NiCo2O4/Ni...     

Reaction Selectivity Improvement for Reduction of Nitrobenzene in a Packed-Bed Electrode Reactor under Periodic-Current Control

Rectangular wave current control of the electrochemical reduction of nitrobenzene im-proves the selectivity for p-aminophenol(PAP) compared to direct current(d.c.) control at thesame average current density in a flow-by packed-bed reactor.Optimal increase in PAP selectivitycan be obtained at about a frequency of 50Hz and a duty cycle of 0.2.A mathematical model isset up to incorporate the effects of mass transfer,hydrogen evolution and double layer charging,and is solved using the Duhamel's superposition principle and the modified Crank-Nicolson methodwith the upwind scheme.The conventional d.c.control cases are also calculated for comparison.Calculations can be applied to predict the reaction results under periodic current and d.c.control,but both display the same trends compared to experimental data.