规则网络中的扩散和反应──MonteCarlo模拟研究（Ⅰ）规则网络中的扩散

建立了一个较简单的、能比较有效地研究规则网络中分子扩散的随机游动试验方法。并用这一方法考察了规则网络中随机孔道堵塞和均匀孔道堵塞对分子扩散的影响。     

规则网络中的扩散和反应：Monte Carlo模拟研究（Ⅱ）规则…

对Ｔｅｏｄｏｒｏｕ和Ｗｅｉ所建立的模拟规则网络中简单异构化反应Ａ－Ｂ的Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ方法作了某些改进后，考察了随机孔道堵塞和均匀孔道堵塞对反应表观速率和有效因子的影响，以及网络大小，网络占有率因子的影响。     

规则网络中的扩散和反应──MonteCarlo模拟研究（Ⅱ）规则网络中的反应

对Ｔｈｅｅｄｏｒｏｕ和Ｗｅｉ所建立的模拟规则网络中简单异构化反应ＡＢ的Ｍｏｎｔｅｃａｒｌｏ方法作了某些改进后，考察了随机孔道堵塞和均匀孔道堵塞对反应表观速率和有效因子的影响，以及网络大小、网络占有率对有效因子的影响。     

随机游动法研究沸石晶内扩散

用随机游动方法研究了在简化的二维网络中的扩散过程，考察了沸石晶内的两种孔堵塞分布和晶内次级孔道对扩散的影响。结果表明，无因次晶内扩散系数随孔堵塞率的增加而迅速下降。对均匀孔堵塞分布，这是由于孔堵塞破坏了晶内的连续性网络；而对边缘孔堵塞分布则是由于减少了整个网络对外界通道的开放程度。沸石晶内次级孔的存在可以大大改善扩散性能，次级孔百分数与扩散系数之间有良好的线性关系。     

C4烷烃在ZSM-5分子筛和Y分子筛上的吸附和扩散研究

采用气相色谱法研究了正丁烷和异丁烷在ZSM-5分子筛和Y分子筛上的扩散性能。烃分子的吸附平衡常数随温度的升高而降低，而扩散系数随温度的升高而增大。研究发现，烃分子的有效分子直径和分子形状是决定其扩散快慢的主要因素，同时分子筛孔道的大小对烃分子的扩散也存在影响，分子筛孔道越大，烃分子的扩散越快。     

重质油在催化剂孔道内受限扩散及其关联模型研究进展

重质油分子结构复杂、尺寸较大且容易聚集形成缔合体,致使在加氢及催化裂化催化剂孔道内存在明显的扩散阻力,显著阻碍了反应物分子与催化剂孔道内部活性位的接触,导致反应速率与转化率明显低于轻质原料。因此,研究重油分子在催化剂孔道内扩散受阻情况可以为催化剂的设计优化提供信息与指导。尽管借助仪器或膜材料能获得溶质分子的扩散性能,但与反应条件下扩散规律差别较大,因此在实际反应体系下获得重油分子在催化剂孔道中的扩散传质具有重要的现实意义。综述采用反应动力学手段获得扩散传质数据并建立受限因子关联模型及其影响因素的研究进展,从反应物选择、反应条件及催化剂等因素的优化角度对重油分子受阻扩散研究进行展望。     

多孔球形催化剂颗粒的随机网络模型

提出了一种多孔球形催化剂颗粒随机网络构造方法,并以等温一级不可逆反应为例,对催化剂孔道网络内发生的反应扩散过程进行了模拟计算。模拟结果表明,计算出的曲折因子既是孔网络配位数的函数,又随Thiele模数的变化而不同,在纯扩散条件下测得的有效扩散系数只能应用于扩散影响不严重的反应扩散区域。同时对在不同的网络模型上的模拟结果进行了分析,并对各自得出的结论之间存在的分歧进行了解析。     

烃类分子在分子筛中扩散行为研究进展

综述了分子在分子筛中的扩散行为及研究进展,包括分子筛的结构与扩散、扩散系数的测量方法和原理等,概括了孔道结构、分子吸附量、活性位及共存组分等影响因素对扩散的影响。在目前的研究中,不同测量手段所得的扩散系数存在较大差异,且催化反应条件下的扩散研究存在一定难度,指出建立统一的扩散测量标准及研究分子在催化反应条件下的扩散行为是未来的发展方向。     

ZSM-5沸石分子筛的择形催化及其应用

<正> 分子的择形催化是Weisz 和Frilette于1960年首次报道的。他们认为催化活性中心是在沸石分子筛晶体内部的孔道之内。并提出,只有那些分子大小和形状合适的反应物,才能进入分子筛孔道中进行反应;同时,生成的产物只有能够顺利地通过分子筛孔道扩散出去,产物才可连续不断地生成,该     

重油分子的孔内受限扩散研究进展

随着常规石油资源日趋紧张和原油重质化,重油加氢处理过程越来越受到重视。由于重油分子在催化剂孔道中的受限扩散阻力影响着催化加氢反应速率和催化剂的利用率,因此研究重油分子在催化剂孔道中的内扩散行为及规律对指导加氢催化剂优化设计和加氢催化剂有效利用具有重大意义。本文介绍了重油分子孔内受限扩散研究的膜池法、吸附-扩散法和扩散-反应动力学法,指出相较于膜池法和吸附-扩散法,由扩散-反应动力学法研究所得结果更能反映在反应条件下重油孔内的受限扩散行为及规律,具有更广泛的应用价值;并简述了重油分子孔内扩散受限因子的研究进展,分析了用于重油孔内扩散行为及规律研究的多孔材料,指出孔结构均一的模型催化剂是一种利于扩散研究的理想多孔材料。     

曲折因子与多孔介质微观结构的定性关系

采用三维网络模型对多孔介质中的两组分气体扩散过程进行了计算机模拟 .在考虑了多孔介质微观结构的前提下 ,分析了外界因素和多孔介质结构对曲折因子的影响 .结果表明 ,曲折因子仅与多孔介质的孔道连通性———网络配位数密切相关 ,而与孔道的几何尺寸、扩散温度、扩散物种及浓度无关 .经过Wicke -Kallenbach定态扩散实验验证了这一定性结论的可靠性 .     

媒体荟萃

纳米限域研究取得新进展分子在纳米孔道限域环境中扩散和反应显示了非常独特的物理化学特性,理论工作者已经进行了大量的计算和模拟。最近,中国科学院大连化物所包信和研究员     

重质油在孔道内扩散传质的研究进展

内扩散广泛存在于非均相催化反应过程中。重质油因为具有更大的分子尺寸和复杂的组成结构,其在催化转化过程中通过孔道的扩散传质受到显著影响,极大降低了重质油的高效转化和催化剂的有效利用。本文重点对重质油在孔道内扩散传质的主要研究方法(隔膜池、吸附扩散和反应动力学法)和现状、孔内扩散的影响因素以及内扩散对重质油催化转化的影响等方面进行了综述,还探讨了重质油催化转化过程中扩散传质研究的发展方向。     

有序介孔碳载金属催化剂用于择形催化

择形催化在精细化学合成等领域发挥着重要作用。有序介孔材料具有相对大的孔径以及规整的孔道结构,探究其在有机合成中择形催化性能具有重要意义。本研究考察了有序介孔碳载AuPd合金催化剂的孔径对苄醇选择氧化和喹啉选择加氢反应中分子尺寸选择催化性能的影响。结果表明：有序介孔碳催化剂介孔孔径与反应物分子尺寸之间存在明显的正依存关系。苯甲醇和喹啉等尺寸较小的底物分子可扩散进入3.5 nm的介孔孔道,在合金表面反应;而尺寸较大的分子如2-甲基苄醇和3,5-二叔丁基苄醇,内扩散受到限制,几乎不能发生转化。当孔径扩大至5.0nm时,2-甲基苄醇可扩散进入孔道,催化氧化的转化频率(TOF_Pd)可达307 h^-1;进一步扩大孔径至6.0 nm,尺寸更大的分子如3,5-二叔丁基苄醇也能被氧化,TOF_Pd达到140 h^-1。     

凝胶网络中溶质分子扩散特性的Monte Carlo模拟

基于凝胶的三维网络模型 ,利用MonteCarlo模拟研究了凝胶网络中溶质分子的扩散特性 ,考察溶质分子与网络纤维之间引力和斥力对溶质分子扩散特性的影响 .发现凝胶网络中溶质分子的运动不是Markoff过程 ,具有明显的相关性 .溶质分子越大 ,其运动的异常扩散指数越大 ,相关性越强 .当溶质分子和凝胶网络纤维之间存在引力和斥力等相互作用时 ,溶质分子的运动受到明显阻滞 ,扩散系数显著降低 .增强相互作用和减小溶质分子尺寸均可增强相互作用对溶质分子扩散的阻滞作用     

多孔介质干燥孔道网络模型的研究进展

建立在物质微观传输基础上的孔道网络干燥理论，通过完全离散化的方法在孔道等级上对干燥过程进行研究，描述了多孔介质内部结构参数对干燥过程的影响。介绍了建立孔道网络模型的原理和方法，阐述了基于单元体上孔道网络研究的内容及目的，综述了基于产品等级上孔道网络研究的最新进展，阐明了孔道网络模型方法对干燥理论研究的重要意义。指出，进一步提高网络模型中孔道的拓扑等价性、形状的不规则性及尺寸的相关性，探索网络构建新方法以及增加孔道网络信息量，是孔道网络干燥理论的主要发展方向，并应加强同分形、渗流理论的进一步结合。     

沸石分子筛的择形催化效应

<正> 一、引言: 分子解的择形催化是Weisz和Frilette于1960年首次报道的。当时他们认为催化活性中心是在沸石分子筛晶体内部的孔道之内。还提出只有那些反应物和生成物分子在通过分子筛孔道扩散时不受阻碍,而且从反应物到形成产物分子仅需较小的过渡态反应,才可顺利进行下去,这称之为择形催化。     

多孔介质干燥的孔道网络试验及模拟

结合孔道网络及侵入渗流理论。试验并模拟研究了刚性多孔介质的干燥过程。观察了孔道网络内部湿组份的分布状态，孔道网络干燥前沿的形成及发展过程。验证了多孔介质在干燥过程出现的蒸发前沿及其具有的不规则特征。模拟研究了多孔介质在等温条件下不考虑重力时的干燥过程。通过模拟给出了多孔介质在干燥过程内部相的动态分布。模拟结果显示，干燥前沿具有非常不规则的特征。通过相图分析。干燥中内部涅分的迁移不仅是一个从里到外的过程。也同时存在逆向扩散。     

多级孔道沸石用于甲醇制丙烯反应研究进展

综述了多级孔道沸石结构、性能及制备方法的最新研究进展。多级孔道沸石因为介孔的引入强化了分子在孔道内的扩散,提高了目标产物的收率和选择性,在催化反应领域具有非常大的应用潜力。针对ZSM-5和SAPO-34两种不同的分子筛体系,介绍了多级孔道沸石制备的后处理法与模板法,指出控制后处理脱硅脱铝的程度以及探寻合适且廉价的模板剂是发展多级孔道材料的关键技术。最后对多级孔道沸石在甲醇制丙烯反应中的应用前景作了展望,得出保证分子筛合理的微孔/介孔比例、分布及催化剂合适的强度,是该材料应用于甲醇制丙烯反应的关键。     

给水处理中氯苯在活性炭上脱附规律研究

给水处理中污染物在活性炭上的脱附是造成水质二次污染的原因之一。以氯苯作为目标污染物,研究了在强竞争性吸附、孔道堵塞和浓差驱动作用下,氯苯在活性炭表面的脱附速率和脱附量,并采用无量纲的均质表面扩散模型(HSDM)对污染物在活性炭表面的脱附扩散系数进行了计算。结果表明,强竞争性吸附和浓差驱动作用会造成氯苯明显脱附,脱附量和脱附速率与强竞争性吸附物质浓度和浓差梯度具有正相关性;孔道堵塞作用对氯苯脱附量影响不大,但会降低氯苯脱附速率。水处理过程中,应采取必要的技术措施,避免或减少污染物在活性炭上的脱附,保证供水水质安全。