竹浆纤维甲酸水解特性研究

探讨甲酸反应体系中,盐酸浓度、固液比、反应温度、反应时间对竹浆纤维水解的影响,以及在该体系中葡萄糖的降解情况,得到了竹浆纤维素在含4%盐酸的甲酸体系中不同温度下(55~75℃)的水解速率和葡萄糖的降解速率。竹浆纤维水解的Arrhenius方程指前因子为1.48×1014h-1,葡萄糖降解的Arrhenius方程指前因子为2.32×1020h-1。竹浆纤维水解的表观活化能为87.65 kJ/mol,葡萄糖降解的表观活化能为141.44 kJ/mol。     

农业废弃物高温液态水水解动力学

以木聚糖、稻秆和棕榈壳为原料,采用间歇水解实验台,在压力4.0 MPa、液固质量比20:1、搅拌转速500 r/min的条件下,在温度160~220℃、时间0~60 min范围内进行了水解动力学研究,经数据拟合得到水解反应动力学参数. 研究表明,3种原料的水解行为大致遵循一级连续反应动力学模型,温度和时间是影响水解效果的主要因素. 木聚糖水解反应活化能约为65.58 kJ/mol,糖降解活化能达147.21 kJ/mol,故水解产物中的还原糖能不断累积. 稻杆和棕榈壳组分相对复杂,水解活化能分别为68.76和95.19 kJ/mol,均高于相应的糖降解活化能(47.08和79.74 kJ/mol),在水解过程中必须严格控制反应时间,减少糖的降解.     

用DSC法研究聚苯乙烯磺酸钠阳离子交换树脂热分解反应的非等温动力学

用DSC法研究了粉状聚苯乙烯磺酸钠阳离子交换树脂受热反应的非等温动力学。在温度区间为390~500℃,先发生一个放热反应,其后是吸热反应。测定了这两个表观受热反应的动力学基础数据-表观活化能和频率因子分别为:(2.8±0.4)×102kJ/mol,278±17 kJ/mol和(2.4±0.4)×1020/min,(5.2±0.4)×1019/min(99%置信度)。还测定了上述两个表观反应的反应热,前者为-8±3 J/g,后者为77±8 J/g(390℃时无水树脂重)(95%置信度)。     

重氮盐制备间甲酚的水解动力学研究

对间甲苯胺重氮盐的水解反应动力学进行了研究,考察了重氮盐浓度及反应温度对反应速率的影响,测定了反应级数及表观活化能。结果表明,间甲苯胺重氮盐的水解反应近似于一级反应,温度对反应速率的影响符合阿伦尼乌斯方程,表观活化能为98.3 kJ/mol。     

氯化四-(对氯苯基)铁卟啉催化氧化邻硝基甲苯的表观动力学研究

研究了氯化四-(对氯苯基)铁卟啉T(p-Cl)PPFeCl催化氧化邻硝基甲苯的表观动力学.在确定邻硝基苯甲醛和邻硝基苯甲酸为主要产物的基础上,建立了连串反应模型和速度方程.根据不同温度条件下所测得的反应速率常数,确立了邻硝基甲苯氧化生成邻硝基苯甲醛的第一步反应为一级反应,且表观活化能为99.5 kJ/mol;而邻硝基苯甲醛氧化生成邻硝基苯甲酸的第二步反应为1/2级反应,且表观活化能为82.9 kJ/mol.通过比较两步反应的表观活化能和反应速率常数,发现升高温度有利于邻硝基苯甲醛的生成,且反应速率较快.     

农业废弃物葵花秆热解过程几种动力学模型结果比较

利用同步热重分析仪考察了不同升温速率下葵花秆的热失重行为并进一步研究了其热解特性,根据热重数据采用四种热分析动力学模型:Friedman法、Doyle法、Flynn-wall-Ozawa(F-WO)法和DEAM法研究了葵花秆的热分解动力学,估算出热解反应的表观活化能。结果表明:葵花秆的主要失重区间为200~400℃,随着升温速率的提高,葵花秆热解的初温度升高,热解向高温方向移动。同时四种方法获得的葵花秆活化能值分别为519.1kJ/mol,235.33kJ/mol,223.8kJ/mol和224.9kJ/mol。采用Friedman法得到的活化能值高于其它三种方法。葵花秆热解是包含了分子键能断裂的一系列复杂、连续反应过程。     

水热处理对含油污泥热解特性及动力学影响

利用热重分析仪研究了水热处理对含油污泥（OS）热解特性的影响,并使用Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)和Ozawa-Flynn-Wall (FWO)的方法对其热解动力学进行了分析,确定了经过不同水热温度处理后的含油污泥在不同热解阶段的表观活化能,考察了水热处理及其水热温度对含油污泥热解特性及动力学参数的影响。热分析的结果表明：水热处理使得含油污泥在热解不同阶段的终止温度向较低温度区间移动,在相同的转化率下经过水热处理后的OS在不同热解阶段的表观活化能均低于原样。随着水热反应温度从160℃增加到240℃,根据FWO法估算的OS在热解第一阶段的平均表观活化能从75.20kJ/mol增加到78.28kJ/mol,热解第二阶段的平均表观活化能从151.04kJ/mol降低到144.18kJ/mol,热解第三阶段的平均活化能从171.12kJ/mol增加到了192.59kJ/mol。     

氯化铁催化木糖降解制备糠醛反应动力学

研究了温度在443.15～483.15K时0.1mol/L氯化铁催化木糖降解生成糠醛的反应动力学过程。首先建立并验证了反应的动力学模型,根据模型得到了木糖降解、糠醛降解和缩合反应的速率常数。由阿伦尼乌斯方程拟合得到其表观活化能分别为107.94kJ/mol、65.86 kJ/mol和26.36kJ/mol。结果表明,高温和较短反应时间有利于糠醛收率的提高,在反应温度483.15K、60min条件下,最大糠醛收率可达78%。     

微晶纤维素在甲酸体系中的水解试验研究

主要研究了微晶纤维素在甲酸体系中的水解动力学。探讨了甲酸体系中盐酸质量分数、微晶纤维素加入量、反应温度、反应时间对微晶纤维素水解的影响。分析了在该体系中葡萄糖的降解情况,结果表明葡萄糖的降解反应与纤维素的水解反应相比是个快速反应。微晶纤维素在甲酸体系中的水解速率55℃时为6.34×10^-3 h^-1,65℃时为2.94×10^-2 h^-1,75℃时为6.84×10^-2 h^-1。葡萄糖的降解速率55℃时为0.01h^-1, 65℃时为0.14h^-1, 75℃时为0.34 h^-1。微晶纤维素水解的表观活化能为105.61kJ/mol,葡萄糖的降解表观活化能131.37kJ/mol。     

空气中PE-LD与PE-LD-g-HEA的非等温热分解行为研究

采用固相接枝法制备了丙烯酸-2-羟乙酯（HEA）接枝低密度聚乙烯（PE-LD）共聚物（PE-LD-g-HEA）,通过X射线衍射仪、傅里叶红外光谱仪分析了不同温度处理下PE-LD、PE-LD-g-HEA的结构变化,并用热重分析法研究了二者的热分解动力学。结果表明,热处理时PE-LD-g-HEA较PE-LD的结晶度变化小,主链断裂缓慢,热稳定性提高;Kissinger法和Crane法计算了PE-LD表观活化能为88.63 kJ/mol、指前因子1.17×106 s-1、反应级数为0.88,接枝产物的表观活化能为217.35 kJ/mol、指前因子5.92×1015 s-1、反应级数为0.95,Ozawa法计算的表观活化能值与Kissinger法相相近。     

用离子交换树脂催化水解醋酸甲酯的反应动力学研究

研究了在常压下、温度为３０８～３２８Ｋ的范围内，用阳离子交换树脂作催化剂的醋酸甲酯催化水解宏观反应动力学。建立了实验条件下的动力学模型。研究了反应温度、催化剂浓度、水酯比、催化剂装填方式及进料中含甲醇等因素对催化水解的影响。实验数据采用拟均相二级反应动力学模型进行回归，得出醋酸甲酯催化水解的正逆反应活化能为３５．５和２９．５ｋＪ／ｍｏｌ。与催化剂浓度关联的最终速率表达式为：ｋ＋＝（５．３９２７９×１０－１０Ｃ－２．０７２０５９×１０－８）ｅｘｐ（－４．２７０／Ｔ）ｋ－＝（５．９１０６６×１０－１０Ｃ－１．５１５４３×１０－８）ｅｘｐ（－３．４２８／Ｔ）     

Kinetic study of retro‐aldol condensation of glucose to glycolaldehyde with ammonium metatungstate as the catalyst

The kinetics of the retro‐aldol condensation of glucose to glycolaldehyde was studied in a batch reactor at 423–453 K using ammonium metatungstate (AMT) as the catalyst. Three consecutive reactions were considered: retro‐aldol condensation of glucose to erythrose and glycolaldehyde (R1), retro‐aldol condensation of erythrose to two moles of glycolaldehyde (R2), and further conversion of glycolaldehyde to side products (R3). Fitting of the experimental data showed that R1 was first‐order reaction while R2 and R3 were 1.7th‐ and 2.5th‐order reaction, respectively. Conversely, the reaction rate of R1 was 0.257th‐order dependence on the concentration of AMT catalyst. The apparent activation energies for R1, R2, and R3 were 141.3, 79.9, and 52.7 kJ/mol, respectively. The high activation energy of R1 suggests that a high temperature is favorable to the formation of glycolaldehyde. The experimental C–t curves at different temperatures and initial glucose concentrations were well predicted by the kinetic model. © 2014 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 60: 3804–3813, 2014     

甲基丙烯醛一步氧化酯化制备甲基丙烯酸甲酯

制备了用于甲基丙烯醛(MAL)一步氧化酯化为甲基丙烯酸甲酯(MMA)的新型催化剂. 在常压和连续搅拌的条件下,考察了反应条件对MAL转化率和MMA选择性的影响,并对反应动力学进行了初步研究. 实验结果表明：当反应温度50℃、氧气流速6 mL/min、甲醇与甲基丙烯醛的摩尔比75、催化剂在反应物中含量2.4%、反应时间60 min时,MAL的转化率可达99.4%, MMA的选择性为95.7%.     

高直链淀粉的醋酸酯化反应动力学

基于二级反应动力学机理,研究了以甲基磺酸为催化剂的高直链淀粉醋酸酯化动力学过程。讨论了不同温度、催化剂用量以及醋酸与酸酐比例等反应条件对酯化反应速率常数k的影响,求得酯化反应活化能E=43.88kJ/mol。     

硫酸铵与钛酸钙焙烧动力学

近年来,以硫酸铵为助剂,采用含钛高炉渣矿化CO₂同时提取其中的有价钛铝组分的研究日益受到关注。钛酸钙是含钛高炉渣的主要物相之一,其与硫酸铵焙烧过程的机理及动力学研究有助于深刻理解含钛高炉渣分解过程。本文分别采用等温法和非等温法研究了硫酸铵与钛酸钙的焙烧动力学,考察了焙烧反应的动力学参数和控制步骤。等温动力学结果表明,硫酸铵与钛酸钙的焙烧过程分为两步,即硫酸铵分解和硫酸氢铵与钛酸钙反应,其中硫酸铵分解为限制环节,受化学反应控制。单一硫酸铵分解反应活化能为65.56kJ/mol,加入钛酸钙后促进硫酸铵的分解,活化能降低至50.15kJ/mol。采用基辛格法、FWO法、KAS法三种非等温动力法测得整个焙烧过程的表观活化能分别为53.96kJ/mol、76.67kJ/mol和71.05kJ/mol,其中基辛格法的表观活化能结果与等温动力学相一致,而FWO法和KAS法所得表观活化能变化趋势验证了等温动力学结果对焙烧过程中控制步骤的选择。     

羟基新戊醛合成工艺及其动力学

羟基新戊醛是合成多种精细化学品的重要中间体。以叔胺溶液为催化剂,利用正交实验法优化了甲醛异丁醛缩合制备羟基新戊醛的工艺条件,并考察了缩合反应动力学。由正交实验结果得到最佳反应条件为:催化剂的用量为3%质量分数,反应温度75℃,甲醛与异丁醛的物质的量之比为1.1:1,反应压力0.3 MPa,反应时间80 min,在此条件下产物收率可达98.33%。动力学的研究结果表明:缩合主副反应的表观活化能分别为40.801 k J/mol和64.088 k J/mol;主反应对异丁醛、甲醛反应级数分别为1和1.2,副反应对羟基新戊醛的反应级数为2。通过残差分析和统计检验,表明动力学模型是适定的。     

酸掺杂聚苯胺催化马来酸丁酯化及动力学

用对甲苯磺酸作为搀杂剂对水相氧化法合成的盐酸搀杂的聚苯胺(HC l/PANI)进行搀杂,制备了由聚苯胺(PANI)负载对甲苯磺酸的固体酸催化剂(PTSA/PANI)。以PTSA/PANI为催化剂、马来酸酐和正丁醇为原料合成马来酸二丁酯。考察了原料配比、催化剂用量和反应时间等因素对反应的影响以及催化剂的重复使用性能,测定了反应动力学。最佳反应工艺条件为:n(正丁醇)∶n(马来酸酐)=3.33∶1、w(PTSA/PANI)=3.81%、反应温度≤130℃、反应时间3 h。结果表明,在该条件下马来酸酐的转化率为96.23%;催化剂经重复使用5次后,马来酸酐的转化率为90.82%;确定反应级数为二级,表观活化能为41.0 kJ/mol。对甲苯磺酸搀杂聚苯胺催化剂具有催化活性高、稳定性好、容易制备、无环境污染等优点。     

氧化还原引发乳液聚合单体水溶性与动力学之间的关系

本文研究了以过硫酸钾／焦亚硫酸钠为氧化还原引发体系，在苯乙烯、醋酸乙烯酯为具体单体的乳液聚合中，单体水溶性与动力学之间的关系。通过实验考察了聚合温度、搅拌速率、电解质浓度对聚合反应转化率～时间关系的影响，并讨论了单体水溶性、自由基水相反应和聚合速率等之间的内在联系。同时得出该氧化还原引发下苯乙烯和醋酸乙烯酯体系的表观活化能分别为４７．０６ｋｊ／ｍｏｌ和约７０ｋＪ／ｍｏｌ。     

醋酸甲酯水解的反应动力学

针对醋酸甲酯水解悬浮催化蒸馏工艺的要求,对杂多酸铵盐用作醋酸甲酯水解反应催化剂的反应动力学做了研究。研究表明,磷钨酸铵催化醋酸甲酯水解反应为二级可逆反应,采用拟均相模型回归了该水解反应的动力学方程,求得其活化能为E₊=52.02 kJ·mol^-1,E_-=44.7 kJ·mol^-1。使用磷钨酸铵在100 ℃下醋酸甲酯水解正反应速率常数k₊=12.84 L²·（mol·min·g）^-1,明显高于现有工业催化剂强酸性阳离子交换树脂在其最高使用温度下的速率常数值6.453 L²·（mol·min·g）^-1,有望开发成为悬浮催化蒸馏醋酸甲酯水解催化剂良好前景,为以后的工业试验提供了依据。