UV/Fe3+/H2O2体系降解活性艳橙X-GN废水的动力学研究

在自制的光催化反应器中，采用UV/Fe³⁺/H₂O₂体系光解活性艳橙X-GN模拟废水，考察了X- GN、Fe³⁺和H₂O₂初始浓度、初始pH值及温度对光解过程的影响。结果表明，在8 W低压汞灯(λ＝254 nm)照射下，UV/Fe³⁺/H₂O₂能够有效地降解结构稳定的X-GN，在pH=3.0、温度50 ℃、时间120 min、Fe³⁺和H₂O₂初始浓度分别为2.5×10^－5 mol·L^－1和1.5×10^－4 mol·L^－1时，含200 mg·L^－1X GN模拟废水的色度去除率和TOC去除率分别达到100%和90.15%。在此基础上得到了该催化氧化反应的一级动力学模型，求得X-GN氧化和TOC降解动力学模型的表观活化能分别为867 kJ·mol^－1和25.38 kJ·mol^－1。同时依据离子色谱 (IC)、GC/MS对X-GN降解中间产物和最终产物的进行了鉴定，证实有导致X-GN氧化和TOC降解不同步的中间产物存在。     

还原气氛中γ-906型催化剂上拨基硫水解动力学研究

于30~70℃ 、常压及还原气氛下, 采用内循环无梯度反应器研究了γ-906型催化剂上COS水解反应过程, 实验数据以多元拟线性回归法处理得到本征动力学方程为：r_cos=4.593×10⁶exp（-35370/RT）y^0.66_COSy^0.06_H2O 宏观动力学方程为:r_cos=1.025×10⁵exp(-31266/RT)y^0.66_COSy^0.06_H2O 确定COS和H₂O的反应级数分别为0.66和0.66。     

活性炭负载钌催化剂上氨合成反应动力学研究

在固定床反应器中对Ba-Ru-K/AC催化剂在相应的工业条件下［温度(350~450) ℃,压力10 MPa,V(H₂)∶V(N₂)=1.0、1.5、2.0、2.5和3.0,空速(60 000~180 000) h^－1］,进行了系列动力学测试。采用改进的Temkin动力学方程对实验数据进行拟合,考虑到H₂和NH₃的吸附对催化剂作用的阻碍效应,优化得到动力学模型参数n、α、w₁和w₂分别为1、0.15、0.5和1.4。结果表明,在Temkin方程中加入H₂和NH₃的吸附项能够获得可靠的动力学模型,用Arrhenius和Van’t Hoff方程对动力学和热力学参数k、K_H2和K_NH3进行线性拟合,得到氨合成反应的活化能为90.2 kJ·mol^－1,远低于铁基催化剂,说明Ru上N₂的解离吸附活化能垒远低于传统磁铁矿基催化剂和维氏体基催化剂。H₂的吸附热为76.2 kJ·mol^－1,证明Ba-Ru-K/AC催化剂上H₂的吸附较强烈,对N₂的吸附有强烈的抑制作用。改进的Temkin动力学方程能应用于使用Ru/C催化剂的氨合成反应器的设计和操作。     

甲烷在Ｚ１１０y型催化剂上转化反应的宏观动力学及有效因子

在３.１２ＭＰａ（绝压）下,反应温度５５０～７５０℃,Ｈ_２Ｏ／ΣＣ＝２.０～４.０（摩尔比）,甲烷碳空速３０００～１００００ｈ^－１范围内,采用内循环无梯度反应器研究了Ｚ１１０y型催化剂上甲烷蒸汽转化反应的宏观动力学。以平行反应模型表示转化反应,用非线性参数估值法处理实验测得数据,得到ＣＯ和ＣＯ_２的生成速率方程为：r_ＣＯ＝７.８９６×１０^７exp（－４６８９６／ＲＴ）Ｐ^０.７_ＣＨ４Ｐ^０.５_Ｈ２Ｏ（１－β_ＣＯ）r_ＣＯ２＝１.９３７×１０^５exp（－３６２８１／ＲＴ）Ｐ^０.７_ＣＨ４Ｐ^0.９_Ｈ２ＯＰ^{－０.３５}_Ｈ２（１－β_ＣＯ２）建立了Ｚ１１０y五筋车轮型催化剂数学模型,推导出了计算其有效因子的解析计算式,由此得到该催化剂的有效因子为：０.１３～０.２１。     

氢氟酸改性USY分子筛催化合成ETBE反应本征动力学

以乙醇和叔丁醇为原料、氢氟酸改性USY分子筛为催化剂合成乙基叔丁基醚，建立了反应动力学模型。反应过程在钢密封间歇反应釜中进行，且消除了内、外扩散的影响。改变原料浓度和反应温度得到醚化反应本征动力学实验数据。实际动力学线性回归方程约为is_r=k_c^1.5A_c^-0．5B，频率因子A=1.4×10⁸h^-1，反应活化能Ea=72.51 kJ·mol^-1。依据L-H和R-E机理推导出的模型方程约为is_r=k_c^1.5A_c^-0．5B，频率因子A′=1.3×10⁸h^-1，活化能Ea=70.47 kJ·mol^-1。因此，可近似认为表面反应是反应的速率控制步骤。     

橡胶改性尼龙6动力学

采用酰基己内酰胺封端的丁腈橡胶(CHTBN)或丁苯橡胶(CHTBS)与NaOH作为引发催化体系,反应温度在145～160℃之间,通过绝热法测定反应过程的温升曲线,计算得到了动力学参数。采用CHTBN/NaOH时反应级数为一级,活化能在72.91～73.16 kJ·mol-1之间,指前因子在3.22×10¹¹～3.38×10¹¹mol ^1-n·s^-1范围内;采用CHTBS/NaOH时反应级数在1.23～1.34之间,偏离了1级反应,活化能在85.55～86.88 kJ·mol-1之间,指前因子在4.52×10¹¹～5.09×10¹¹mol ^1-n·s^-1范围内。在前人工作的基础上建立了阴离子聚合绝热反应动力学模型并对反应过程进行了模拟,结果与实验温升曲线具有很好相关性,从而证明了模型的合理。     

反相乳液五元体系淀粉接枝共聚反应动力学

研究了在淀粉/单体/乳化剂/油/水五元反相乳液体系中引发淀粉和丙烯酰胺接枝共聚反应的动力学,考察了引发剂和乳化剂浓度、单体和淀粉浓度、反应温度等因素对表观聚合速率的影响.结果表明：在本实验考察范围内单体浓度和淀粉浓度对聚合速率影响明显,聚合过程中快速链终止和慢速链终止反应同时存在,动力学关系式为：R_p∝［I］^0.93［M］^1.28［St］^1.47［E］^0.61,聚合速率随体系温度的升高而加快,在35～55℃范围内,聚合反应的表观活化能为82.01 kJ•mol^-1.     

柑青醛合成新铃兰醛水合反应宏观动力学模型研究

研究了以柑青醛为原料合成新铃兰醛的水合反应宏观动力学。探讨了反应条件对反应速率常数的影响,较佳工艺条件为反应温度338K、柑青醛初始浓度0.5346mol/L和流化速率3.58×10^-3 m/s。采用拟均相反应模型对柑青醛合成新铃兰醛反应动力学数据进行拟合,得实验条件下宏观动力学模型:-r_A=1.26×10⁷C_AC_H2Oexp(-66670/RT)-3.68×10⁶C_Bexp(-57939/RT),正反应活化能(E_a+)为66.670 kJ/mol,逆反应活化能(E_a-)为57.939 kJ/mol。用动力学模型求得的计算值与实验值的相对误差均小于5%,验证了所建动力学模型是适当的, 能较好的描述柑青醛水合反应过程。     

等转化率法研究蔗渣热解过程动力学

运用热重分析法在4个不同升温速率下研究了蔗渣在氮气中的热解过程,用等转化率法计算出热解的活化能(E_a)从102.40 kJ/mol逐渐增大到161.24 kJ/mol。用主曲线法判断活化能不变区域的动力学模型机理函数为1/2级简单反应,机理函数F_0.5(α)=1-(1-α)^1/2,指前因子A=(5.991±0.947)×10⁶ s^-1。     

烟气脱硫活性炭纤维毡催化剂的研究

将活性炭纤维毡用浸渍法进行处理,实验确定的浸渍条件为：浸渍混合液中含NH₄VO₃ 质量分数为197%, CsNO₃质量分数为068%,浸渍液温度70 ℃,1 250 mL浸渍液浸渍活性炭纤维（ACF） 20 g,每次浸渍时间6 h,重复浸渍3次。随后在N₂保护下于250 ℃焙烧50 min,冷却至室温得到ACF催化剂。在实验室模拟试验装置上对ACF催化剂的烟气脱硫反应特性进行测试。实验结果表明,对烟气脱硫的反应活性次序为：KI-ACF＞V₂O₅-Cs₂O-ACF＞空白-ACF。并且在烟气中含 SO₂0.225 mol·m^－3,空速为2 400 h^－1,反应温度348 K,测取实验数据,回归得到烟气在V₂O₅-Cs₂O-ACF上脱除硫的反应动力学方程:dc_SO2/dt=0.072exp(－7.843×10³/RT)c_SO2^1.025·c_O2^0.579。     

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。     

不同沉淀剂对制备邻苯基苯酚的Cu-Mg催化剂性能的影响

采用共沉淀法制备了用于环己烯基环己酮脱氢合成邻苯基苯酚的Cu-Mg催化剂,考察了不同共沉淀剂Na₂CO₃、NaOH、NaHCO₃、（NH₄）₂CO₃和H₂C₂O₄ 制备的Cu-Mg催化剂对催化活性和选择性的影响,利用XRD、BET、H₂-TPD、NH₃-TPD和CO₂-TPD等手段对催化剂进行表征。研究表明,催化剂制备中共沉淀剂种类对催化剂晶形结构、比表面积、表面酸、碱性和对氢吸附能力等影响显著,从而影响催化剂的活性和选择性;采用NaCO₃作共沉淀剂制备的Cu-Mg催化剂具有较大的比表面积,有利于MgO和活性组分Cu的分散,催化剂表面低温吸氢中心多,因而催化剂活性大,反应物转化率高,有利于降低催化剂表面强酸和强碱中心数,有利于抑制副反应,从而有利于提高生成邻苯基苯酚的选择性,在空速0.12 h^-1、H₂空速33 mL·（g·h）^-1和反应温度360 ℃条件下,环己烯基环己酮转化率达99.95%,邻苯基苯酚收率达95.23%。     

高分子载体负载Cp2ZrCl2/MAO催化剂及其催化乙烯聚合的研究

苯乙烯、2-乙烯基苯和烯丙基取代的茂金属催化剂进行共聚,合成高分子化的茂金属催化剂。该茂金属催化剂用于乙烯聚合反应活性较高,在聚合工艺条件为75 ℃,压力1.4 MPa,n(Al)∶n(Zr)=400时,活性可达1.95×10⁷ g·（mol·h）^－1,并可控制聚合物的形态。     

功能化离子液体催化邻苯二甲酸二辛酯的合成及其工艺

利用功能化酸性离子液体催化合成邻苯二甲酸二辛酯(DOP), 结果表明,其催化效果比非功能化的中性离子液体好,催化剂循环使用率高,其中,功能化酸性离子液体［HSO₃-PMIM］［HSO₄］的催化活性最好,并确定了用其催化合成DOP的优化工艺条件:酐醇物质的量比1∶3,反应温度140 ℃,反应时间2.5 h, 离子液体最佳用量为反应体系总质量的15%,环己烷作带水剂,此条件下,酯化率可达98.6%以上 。     

中粘度聚α-烯烃合成基础油Mo-Ni-P/γ-Al2O3加氢催化剂的研究

采用Mo-Ni-P/γ-Al₂O₃加氢催化剂, 对中粘度的聚α-烯烃合成基础油进行加氢精制, 精制前对加氢催化剂进行合理的预硫化。研究了加氢精制的工艺条件, 考察了反应温度、氢压、体积空速和氢油比对聚α-烯烃合成基础油加氢效果的影响, 确定了最佳的加氢精制工艺。结果表明，对于该实验原料和催化剂，采用反应温度280 ℃、氢压6.0 MPa、空速0.5 h^－1和氢油体积比800∶1的工艺条件，加氢效果非常理想, 溴值由1.4 g-Br·(100 g油)^－1降至0.22 g-Br·(100 g油)^－1、残炭由0.105%降至0.012%、硫含量由0.9 μg·g^－1降至0.4 μg·g^－1、比色由2.5降至＜0.5, 聚α-烯烃合成基础油的性能有了较大提高。     

含［N,O］配体的镍配合物/烷基铝催化甲基丙烯酸甲酯的聚合

制备了两种镍配合物二［N-(2-氧基-1-萘甲醛)缩-2,6-二异丙基苯胺］合镍［Ni(L₁)₂］和二［N-(2-氧基-1-萘甲醛)缩-邻甲基苯胺］合镍［Ni(L₂)₂］。研究了它们以普通烷基铝为助催化剂催化甲基丙烯酸甲酯(MMA)的聚合。结果表明,镍配合物的结构、聚合条件如单体浓度、Al与Ni物质的量比、聚合温度和聚合时间等对甲基丙烯酸甲酯聚合反应活性有很大的影响，当甲基丙烯酸甲酯浓度为0.8 mol·L^-1、n(Al)∶n(Ni)=400、温度为0 ℃时,催化活性达到110.7 kg-PMMA·(mol-Ni·h)^-1。随着聚合时间的延长，催化活性下降，而转化率则随着聚合时间的延长而缓慢增加。