氢—水液相催化交换法脱氚

对疏水催化剂的设计与制备方法及氢－水液相交换反应过程进行了讨论,并概要评述了以常温氢－水催化交换法进行重水脱氚的液相催化交换（LPCE）及其联合电解的催化交换（CECE）工艺流程。     

Pt-Ru疏水催化剂制备及氢-水液相交换催化性能

用乙二醇为还原剂和碳黑分散溶剂,微波快速加热,1～2 MPa压力下制备了Pt/C和Pt-Ru/C催化剂,用XRD、TEM和XPS对其进行了表征.Pt/C和Pt-Ru/C催化剂活性金属平均粒径为1.9～2.0 nm.随Ru的加入,活性金属粒子的面心立方结构逐渐不明显.Pt-Ru/C中Pt以Pt(0)、Pt(Ⅱ)和Pt(Ⅳ)形式存在,Ru以Ru(0)和Ru(Ⅳ)形式存在.再将Pt/C、Pt-Ru/C催化剂与聚四氟乙烯一起负载于泡沫镍,得到疏水催化剂,研究了其对氢-水液相交换反应的催化活性.研究中观察到,Pt中掺入适量Ru可提高单一Pt基疏水催化剂的催化活性.其可能的原因是:水在Pt表面不解离,Pt表面氢气与水间同位素交换通过形成中间体(H2O)nH+(ads)(n≥2)进行,而水在Ru表面会发生解离,Pt-Ru疏水催化剂同时存在另一条反应路径.     

液体喷淋密度对氢-水液相催化床压力降和传质系数的影响

在24 mm×1 000 mm玻璃柱中,用氢/氘气-水考察了液体喷淋密度对混装催化交换床的压力降和传质系数的影响。结果表明:床层压力降(Δp)随液体喷淋密度(l)的增大而升高,当操作气速较低时,l对Δp的影响不很明显,随着操作气速的增大,l对Δp的影响程度明显增强;低气速下,l对床层的传质系数(Kya)影响小,气液夹带量(δ)对Kya的影响不大;较高气速下,Kya随l的增加而增大,δ对Kya的影响较大。     

Ni基催化剂的氢-水汽相催化交换性能

汽相催化交换(VPCE)是水除氚的重要手段之一,本研究采用金属Ni替代常用的贵金属Pt作为逆流型VPCE工艺的催化剂,研究了其在多种实验条件下HDO-H2反应体系中的静态及动态催化交换性能。实验结果表明:静态实验时,催化剂在温度大于200℃、压力和反应物浓度的摩尔比值(HDO∶H2)越大的条件下,催化交换反应向正方向移动,催化性能更好;在Ni高负载率的情况下,其催化性能优于Pt基催化剂。动态实验时,产物平衡氘浓度与静态实验一致,H2中氘摩尔浓度均为1%左右;且进料比例对结果的影响规律与静态实验一致,反应物HDO越多,产物氘浓度越大。本研究表明了纯Ni催化剂在HDO-H2催化交换反应体系中有着较为明显的催化作用,可以替代传统贵金属Pt作为逆流型VPCE工艺的催化剂。     

氢-水同位素交换及其应用研究进展

简要介绍了氢气与水之间的氢同位素交换(氢—水同位素交换)的原理和相关理论研究,重点阐述了几种主要氢—水同位素交换工艺的研究和应用进展,并对氢—水同位素交换工艺在氢同位素分离中的应用前景进行了评述。     

~5H-川芎1号碱的标记中金属催化剂催化氢-氚同位素交换反应的研究

制备高比度氚标记化合物的方法主要有催化加氚法,催化卤-氚交换法和催化氢-氚同位素交换法。催化剂本身并不参加化学反应,只在其表面吸附氚气从气相进入液相或固相,改变反应速度,提高标记物的比度。常用的催化剂有钯、铂、铑等过渡金属元素。李志敏的工作证明钯-碳催化剂在催化加氚反应中不仅有催化作用,而且对氢-氚体系而言,还有明显的分离作用。     

Pt-SDB憎水催化剂氢-水液相催化交换工艺研究

研究了以贵金属铂为活性成分、聚苯乙烯 二乙烯基苯为载体的憎水催化剂Pt SDB的氢 水液相催化交换工艺条件 ,讨论了催化剂与亲水填料在催化反应床中的填装方式、填装比例以及反应温度、交换方式等工艺条件对氢 水催化交换反应总体积传质系数的影响。结果表明 :催化剂与填料混合填装时体积比 1∶1和分层有序填装时体积比 1∶4的效果最佳 ,总体积传质系数随反应温度升高而提高 ,交换反应温度以 60℃为宜     

PTFE含量对Pt/C/PTFE疏水催化剂氢水液相催化交换性能的影响

研究采用液相还原法制备10％Pt/C催化剂，再将其与PTFE一起负载于多孔金属载体，制备Pt/C/PTFE疏水催化剂。用XRD表征Pt/C催化剂上Pt晶相结构和粒径大小，Pt粒子平均粒径为3.1nm；SEM表征PTFE与Pt/C催化剂的分散状态，二者基本混合均匀，局部地方有因未均匀分散而形成的PTFE膜。由于催化剂疏水性不够，PTFE与Pt/C质量比为0.5∶1时，Pt/C/PTFE催化剂活性较低，比例增至1∶1，催化剂活性明显增加，而继续增加PTFE比例，有更多的Pt活性位被包覆在PTFE中，同时催化剂内扩散效应增加，催化剂活性又逐渐降低。对多孔金属载体预处理，PTFE与Pt/C质量比为0.5∶1时，Pt/C/PTFE催化剂活性增加，而比例升为1∶1时，催化剂活性降低。     

Pt/C催化剂的高压微波法制备及氢同位素交换性能研究

以异丙醇为分散溶剂与还原剂,采用高压微波加热法制备了Pt/C催化剂,研究了不同实验条件对Pt尺寸的影响,利用XRD、TEM对催化剂进行了表征。再将Pt/C催化剂和聚四氟乙烯混合,负载至泡沫镍上得到疏水催化剂,研究其对氢 水液相催化交换反应的催化性能。结果表明：加入保护剂乙酸钠、羟基乙酸钠、柠檬酸氢二钠后,Pt/C催化剂的活性金属团聚现象减少,Pt平均尺寸明显减小（由4.4 nm分别降低到2.3、2.5、2.3 nm）;升温速率对Pt尺寸影响较大,随着升温速率的提高,活性金属Pt的尺寸减小;而pH的变化对Pt粒子的尺寸影响较小。加入保护剂有利于氢 水交换反应的催化剂活性,Pt尺寸为2.3～4.4 nm时,催化剂活性随Pt尺寸减小而提高。     

疏水载体和填料对氢-水液相催化交换床传质性能的影响

以疏水催化剂与填料分层装填催化交换床，研究催化剂的疏水载体、惰性填料及二者的装填比对氢-水液相催化交换床传质性能的影响。结果表明：C-PTFE是适宜的催化剂载体；Al2O3填料床操作弹性差，螺旋填料的床层传质优于θ填料装填的床层；填料用新配制的王水处理后，床层的可操作性和传质性能有较大改善；催化剂与填料的装填比为1：4时，床层传质性能较好。     

DVB用量对SDB结构和Pt-SDB催化性能影响研究

以苯乙烯(St)为单体,共聚单体二乙烯基苯(DVB)为交联剂,通过悬浮聚合法制备了不同交联结构的大粒径(2~5mm)多孔聚苯乙烯-二乙烯基苯(SDB)小球,并用浸渍还原法制备了Pt-SDB疏水催化剂。采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、热重(TG)、N2吸附-解吸、微机控制电子万能试验机、静态水接触角(CA)、场发射扫描电镜(FSEM)和氢-水催化交换实验等手段分析了DVB用量对SDB的分子结构、热稳定性、孔结构、抗压强度、疏水性、Pt的分散度及催化活性的影响。结果表明:随着DVB用量的增大,热稳定性、抗压强度以及疏水性明显提高,Pt的分散度显著增大,比表面积和孔容逐渐增大,平均孔径则逐渐减小。当DVB与St的摩尔比(n(DVB)∶n(St))=1∶1时,SDB疏水催化剂载体性能优异,孔结构、Pt的分散度及疏水性最佳,制得的Pt-SDB催化剂柱效率达95.6%(65℃)、96.1%(80℃)。     

外置吹气杯测量折流板脉冲萃取柱柱重压降

在内径为0.3 m和高度为5.6 m的折流板脉冲萃取柱中,分别采用内置吹气杯和外置吹气杯对柱重压降信号进行了测量和比较。实验结果表明,两种吹气杯安装方式所测量的结果一致。因此,为了避免由于内置吹气杯所造成的钚纯化循环脉冲萃取柱异形下澄清段的设计和加工难度,推荐可使用外置吹气杯来测量该工段的脉冲萃取柱柱重压降。     

吹气法直接确定折流板脉冲萃取柱液泛特征

当脉冲萃取柱处于液泛操作状态时,理论分析表明,吹气法所测量的柱重时均压降信号随时间延长而增大,这一结果在以30%TBP/煤油溶液和1mol•L^-1HHNO₃溶液为体系的50mm折流板脉冲萃取柱中得到了验证。在此基础上,给出了工业上应用吹气法直接确定液泛特征的实验步骤。     

Preliminary Analysis of Liquid Metal MHD Pressure Drop in the Blanket for the FDS

Preliminary analysis and calculation of liquid metal Li17Pb83 magnetogydrodynamic (MHD) pressure drop in the blanket for the FDS have been presented to evaluate the significance of MHD effects on the thermal-hydraulic design of the blanket.To decrease the liquid metal MHD pressure drop,Al2O3 is applied as an electronically insulated coating onto the inner surface of the ducts.The requirement for the insulated coating to reduce the additional leakage pressure drop caused by coating imperfections has been analyzed.Finally,the total liquid metal MHD pressure drop and magnetic pump power in the FDS blanket have been given.     

吹气管长度对脉冲萃取柱柱重瞬间压降信号测量的影响

本文从理论和实验两方面对吹气法测量中吹气管长度的影响问题进行系统研究，主要包括吹气管长度对柱重压力波动幅值测量的影响和对柱重压力波动的相位延迟作用两个方面。结果表明，在吹气管长度不大于17 m时，柱重压力波动幅值的变化可忽略，而大于17 m时，则有明显的衰减，需通过模型计算的衰减系数进行实际波动幅值的计算；吹气管长度对压力波动的相位有明显的延迟作用，延迟时间随吹气管长度的增大而增大，这个延迟作用在压差测量中如果吹气管长度不一致，会对测量结果有很大影响。理论计算的气体流速为吹气杯体积的估算提供了一个重要方法，计算表明，本实验中50 mL的吹气杯可满足吹气法要求。本文的理论与实验结果为吹气法的设计应用提供了基础。     

气容和气阻对脉冲萃取柱柱重瞬间压降信号测量的影响

本文从理论和实验两方面对吹气法测量中气容和气阻的影响进行了系统研究。结果表明,气容和气阻对压力波动信号有明显的衰减作用,而对压力波动信号的延迟作用可忽略,随着气容体积的增大和气阻内径的减小,衰减作用增强;气容和气阻组合的衰减作用大于相应的单气容或单气阻,先气阻后气容组合方式的衰减作用大于先气容后气阻的衰减作用;气容和气阻的引入对吹气管出口处的气速影响不大,所以对吹气杯的设计没有影响。本文的理论与实验结果为吹气法中气容和气阻的设计应用提供了基础。     

Void Fraction and Pressure Drop in Liquid Metal Two-Phase Flow

This paper describes a new correlation for predicting a two-phase frictional pressure drop multiplier, and discusses the pressure level effects and the mass velocity effects. This correlation predicts satisfactorily the frictional pressure drop not only for liquid metals but also for ordinary fluid two-phase flow in a wide range of flow variables.

The authors' void fraction correlation previously proposed is also compared with published data of void fraction for liquid metal two-phase flow, and is found to represent well the mass velocity effects. Wettability and magnetohydrodynamic effects are discussed briefly in relation to the hydrodynamic characteristics of liquid metal two-phase flow.