CoOx/CeO2催化剂上的CO低温氧化反应

 采用沉淀氧化法制备了CoOx/CeO2催化剂, 并分别在干燥和含有水汽的原料气中进行了CO的氧化反应. 结果发现, CoOx/CeO2复合氧化物催化剂具有良好的CO低温氧化活性和抗水性. 在干燥的原料气中和196 K的条件下,该催化剂催化氧化CO的转化率可连续400 min以上保持在99%; 当温度升高到298 K反应 2400 min后, CO的转化率可达到94%. 而当反应气中含有3.1%的水汽时, 在383 K下反应2400 min后, CO的转化率仍可保持在79%.     

介质阻挡放电等离子体催化天然气偶联制C2烃

在常压、室温的介质阻挡放电连续流动反应器中, 对介质阻挡放电等离子体作用下天然气偶联反应制C₂烃进行了研究. 考察了放电频率、放电的电极结构、放电电压、放电的电极数目、氢气、甲烷进料流量和催化剂等参数对甲烷转化率和产物(碳二烃和碳三烃)的选择性影响规律, 同时探讨了反应过程. 结果表明合适的工艺条件为: 电源频率20 kHz, 电极结构为两个电极上都覆盖绝缘介质的b型, 放电电压20~40 kV, 进料流量20~60 mL·min^-1, H₂/CH₄为1/4; 甲烷的转化率随电压的升高而增大, 随甲烷进料流量的增大而减小, 碳二烃的选择性随电压的升高而减小, 随甲烷进料流量的增大而增大. 甲烷的转化率可达45%, 碳二烃选择性可达76%, 产品(碳二烃和碳三烃)的总选择性接近100%; 连续反应100 h无积碳; 催化剂可改善产品碳二烃的选择性; 碳二烃和碳三烃的生成主要是通过自由基和甲烷分子反应获得的.     

TiNi合金表面原位热氧化膜的结构与光电性能的研究

采用AFM、XRD和EDS等手段,对TiNi合金在空气中、400—800℃下形成的氧化膜组织结构进行了分析,并对TiNi合金表面原位热氧化膜的光电性能进行了研究.结果表明,TiNi合金在空气中氧化原位形成的氧化膜的结构主要为金红石型二氧化钛,不同温度下生长的氧化膜存在择优取向;随着氧化温度的升高,所制备的TiO2/TiNi电极的稳态光电流和开路光电压随氧化温度的升高先增大后减小,在700℃所制备的TiO2/TiNi电极的稳态光电流最大.     

介质阻挡放电等离子体甲烷部分氧化重整制氢

在自制的介质阻挡放电等离子体重整制氢装置上进行了甲烷部分氧化重整制氢的实验研究. 本文研究了氧碳(O/C)摩尔比, 进气流量, 放电间隙, 放电区间长度, 填充物的直径、形状和材料, 放电电压和放电频率对甲烷转化率、氢产率和产物的选择性(H₂、CO和CO₂)的影响. 实验结果表明: 放电区域的参数对甲烷转化率有较大的影响. 甲烷转化率随着放电区域长度的增大而增大, 当放电区域长度从5 cm增大到20 cm时, 甲烷转化率从6.87%增大到22.26%, 增大率为224%. 同时, 放电区域的填充物对产氢效果有较大的影响. 当反应器填充颗粒时, 甲烷转化率比无填充物时高. 选择适当介电常数的填充物具有巨大的实际工程意义. 另外, 氢产率和氢气的选择性随着放电频率的增大而增大, 当放电频率从1.5 kHz 增大到7.0 kHz 时, 氢产率从1.10%增大到9.49%, 氢气的选择性从21.18%增大到30.06%. 实验结果将对碳氢燃料等离子体重整制氢的车载应用提供实验依据.     

丙烯和氧等离子体直接气相合成环氧丙烷

在室温和大气压下,在针板式反应器中,通过脉冲电晕放电等离子体对分子氧和丙烯直接合成环氧丙烷的活化作用,考察了放电电极间距、电晕放电脉冲电压以及电晕放电重复频率参数对丙烯转化率、环氧丙烷产率和其选择性的影响,反应物及各产物通过在线色谱法进行分析.实验结果表明,在室温和大气压下,用脉冲电晕等离子体法可转化丙烯和氧气直接生成环氧丙烷,适当调节上述各参数可提高环氧丙烷的收率.当反应气总流速为200mL/min,极间距为4mm,脉冲放电电压为18kV,放电频率为120Hz时,环氧丙烷的收率、丙烯的转化率及环氧丙烷的选择性分别为5.15%,19.15%和26.89%.     

介质阻挡放电条件下甲烷水蒸气重整和部分氧化反应制氢

构建了CH_4-O_2-N_2-H_2O反应体系,对介质阻挡放电条件下甲烷水蒸气重整和部分氧化制氢反应过程进行了研究,考察了H2O/CH4物质的量比、O_2/N_2物质的量比、气体总流量、放电电压及放电频率等参数对制氢效率的影响,并基于发射光谱原位诊断法分析了反应机理。结果表明,甲烷转化率和氢气产率随着H_2O/CH_4物质的量比、O_2/N_2物质的量比和放电电压的增加而增加,而随着反应气体总流量的增加而减小,随着放电频率的增加先增大后减小,在9.8 kHz处取得最大值。在H_2O/CH_4物质的量比1.82、O_2/N_2物质的量比2.1、总流量136 mL/min、放电电压18.6 kV及放电频率9.8 kHz的条件下,甲烷转化率与氢气产率分别达47.45%和21.33%。甲烷和水蒸气等反应物分子通过电子解离产生CH_x·、H·、OH·、O·等自由基,进而通过自由基间的碰撞反应生成H_2;H·自由基一方面来源于CH_4的电子解离;另一方面来源于水蒸气一次解离以及OH·的进一步离解。部分氧化反应主要表现为O_2电子解离形成的O·自由基以及水蒸气一次反应产物OH·自由基进一步离解形成的O·自由基对CH_2·自由基的氧化。     

苯乙烯在TiO2／SiO2催化剂上氧化制苯甲醛的研究

在TiO2/S iO2催化的苯乙烯氧化反应中采用空气作为氧化剂,苯乙烯被氧化,生成的苯甲醛和甲醛为主要产物.反应可以在低于100℃的温和条件下进行.在较低的苯乙烯转化率(18.0%)下,可以得到较高的苯甲醛选择性(95.0%).对于此反应,苯乙烯的转化率随催化剂中TiO2含量的增加而增加,但是苯甲醛的选择性随苯乙烯的转化率升高而下降.反应中还考察了加入的溶剂甲苯的体积含量、空气流速、液体流速和催化剂焙烧温度对该氧化反应的影响.在一定的反应条件下,实验发现加入甲苯的体积含量在20%时存在一个最佳值;空气的空速对反应的影响存在极限值,当空气的空速大于一定值(571 mL/g.h)时,不再影响反应的转化率和选择性;一般在液体(苯乙烯和甲苯)的流速增加时,苯乙烯的转化率下降同时苯甲醛的选择性增加.在催化剂的制备过程中,在具有不同TiO2含量的催化剂TiO2/S iO2上,苯乙烯的转化率随TiO2含量增加而增加,此时比表面是影响苯乙烯转化率的次要因素;但是在催化剂的组成相同时,比表面随焙烧温度增加而降低,此时比表面是影响苯乙烯转化率的主要因素,比表面减小导致催化活性降低.     

Ti-MWW催化氧化脱除轻油中苯并噻吩和二苯并噻吩

 以Ti-MWW为催化剂,研究了轻油中的有机硫模型化合物苯并噻吩和二苯并噻吩的氧化脱除. 结果表明,在343 K和乙腈为溶剂的条件下,苯并噻吩的转化率可达100%, 二苯并噻吩的转化率可达95%以上. 溶剂对苯并噻吩的氧化有很大影响,在相同的反应条件下,三种溶剂中苯并噻吩的转化率为乙腈＞甲醇＞水. 讨论了Ti-MWW催化氧化苯并噻吩的反应历程和溶剂效应.     

介质阻挡放电等离子体甲烷/水蒸气重整制氢

采用自制的介质阻挡放电实验系统,进行了甲烷/水蒸气大气压下重整制氢实验研究。考察了水碳比（水蒸气/甲烷物质的量比）、气体总流量、放电电压和放电频率对甲烷转化率及氢气等主要产物产率的影响。结果表明,甲烷转化率和氢气产率随着水碳比和放电电压的增加而增大,随着气体总流量和放电频率的增加呈现先增大后减小的变化规律。在放电电压18.6 kV、放电频率9.8 kHz、水碳比3.4、反应气体总流量79 mL/min时,获最大氢气产率（14.38%）。此外,利用发射光谱对放电过程中的活性基团进行了原位诊断,得到了CH·、OH·、H₂及H_α活性粒子的光谱信号强度随实验参数的变化规律,并结合放电机理推测了氢气的生成路径。     

形态结构和光电特性对纳米TiO2光催化性能的影响

采用sol-gel法制备了系列纳米TiO2光催化剂,运用X射线衍射、BET比表面测定、紫外漫反射吸收光谱和表面光电压谱等手段对催化剂进行表征,并以乙烯作为光催化反应的指标反应分子,研究了TiO2纳米晶的性质对于光催化活性的影响.随着焙烧温度的升高,TiO2的晶粒逐渐增大,比表面积下降,晶相由锐钛矿向金红石转变,其吸收带边与光伏响应阈值向长波方向移动,氧化－还原能力降低,降解乙烯的转化率迅速下降.     

流光放电等离子体液相氧化亚硫酸铵

在氨-硫铵法烟气脱硫中, 一个关键环节是将副产物的四价硫S(IV)氧化为六价硫S(VI). 采用可规模化的流光放电液相氧化技术, 通过交直流叠加(AC/DC)电源, 激发气体放电产生等离子体对氨法脱硫高浓度的亚硫酸铵进行氧化. 实验测量了该氧化过程与溶液浓度、放电功率密度、溶液pH值、温度以及传质效率因子等各种参数的关系. 研究表明, 在亚硫酸铵摩尔浓度为3 mol·L-1时, 可以获得有实用价值的反应速率, 摩尔能耗减低到50 Wh·mol-1以下, 显示出很好的应用前景.     

气体放电对SO_2和SO_3~(2-)氧化的影响

研究气体放电对SO2和亚硫酸盐氧化的影响,采用了直流电源和交直流叠加电源进行气体放电.结果表明,气体放电对于SO2氧化促进作用很少;但对溶液中的SO2-3的氧化则有明显促进作用.通过对两个反应过程的机理分析,认为亚硫酸盐溶液氧化快是因为气体放电产生的OH等自由基和液相里的亚硫酸根起作用,引发链反应,促进了溶液中四价硫被空气中的O2氧化为六价硫的过程.而气相中的SO2与OH等自由基作用不能形成链反应,所以影响不明显.实验表明,选择交直流叠加电源进行气体放电比用纯粹直流电源放电效果更好.     

一种酚类抑制剂对亚硫酸镁氧化反应动力学的影响及作用机理

亚硫酸镁的氧化是湿式镁法烟气脱硫过程中的重要步骤. 通过实验筛选出一种新型酚类抑制剂(T), 可显著延缓亚硫酸镁的氧化反应速率. 在接近实际工况条件下, 研究了抑制剂浓度、亚硫酸镁浓度、氧分压、pH、温度等条件对亚硫酸镁氧化速率的影响. 结果表明, 抑制剂T、溶解氧及亚硫酸镁的分级数分别为－0.25, 0.5和0, 反应的表观活化能为48.2 kJ•mol^－1. 结合建立的三相反应模型, 对T抑制条件下的总反应过程进行了推断, 认为亚硫酸镁氧化的本征化学反应在贫氧区进行, 而总反应速率受氧的传质扩散过程控制. 与非抑制条件下的结果相比, T的存在降低了本征反应速率, 进而使氧的传质速率减小. 研究结果为利用抑制氧化手段实现脱硫副产物回收提供了有益参考.     

气体放电对SO2和SO32－氧化的影响

研究气体放电对SO2和亚硫酸盐氧化的影响,采用了直流电源和交直流叠加电源进行气体放电.结果表明,气体放电对于SO2氧化促进作用很少;但对溶液中的SO32－的氧化则有明显促进作用.通过对两个反应过程的机理分析,认为亚硫酸盐溶液氧化快是因为气体放电产生的OH等自由基和液相里的亚硫酸根起作用,引发链反应,促进了溶液中四价硫被空气中的O2氧化为六价硫的过程.而气相中的SO2与OH等自由基作用不能形成链反应,所以影响不明显.实验表明,选择交直流叠加电源进行气体放电比用纯粹直流电源放电效果更好.     

多相条件下亚硫酸镁非催化氧化反应动力学及机理

副产物的氧化回收利用是影响镁法脱硫工艺发展的关键.本文通过真空旋转蒸发的方式制备了高纯度的亚硫酸镁样品,并利用鼓泡式反应装置,研究了亚硫酸镁非催化氧化的反应动力学,考察了pH、氧分压、亚硫酸镁浓度、气体流量、温度等因素对亚硫酸镁氧化反应速率的影响,得到了各反应物的分级数及表观活化能.结合三相反应过程的数学模型推断出亚硫酸镁氧化的本征反应在慢反应区进行,且氧的传质扩散是总反应的速率控制步骤.研究结果为氧化回收镁法脱硫副产物提供了理论依据.     

湿法脱硫中亚硫酸盐非催化氧化本征动力学

亚硫酸盐的氧化是湿法烟气脱硫工艺中的重要过程. 利用间歇式反应装置, 研究了亚硫酸盐非催化氧化的本征反应动力学. 结果表明, 该反应分为两个阶段进行, 即富氧区的快速反应和贫氧区的慢速反应. 在富氧区, 亚硫酸盐和溶解氧的分级数分别为1.0和1.0, 反应的表观活化能为49.3 kJ•mol^－1; 在贫氧区, 亚硫酸盐和溶解氧的分级数分别为2.0和0, 反应的表观活化能为122.6 kJ•mol^－1. 对反应的机理进行了预测, 结果与实验现象有较好的吻合.     

苯酚抑制条件下亚硫酸盐氧化的本征反应动力学

亚硫酸盐的氧化是湿法烟气脱硫工艺中的重要过程. 利用间歇式反应装置, 研究了苯酚抑制条件下亚硫酸盐氧化的本征反应动力学. 结果表明, 该复杂的反应过程分两个阶段进行, 即富氧区的快速反应和贫氧区的慢速反应. 在富氧区, 苯酚、亚硫酸盐和溶解氧的分级数分别为－0.5, 1.0和2.0, 反应的表观活化能为99.2 kJ•mol－1; 在贫氧区, 苯酚、亚硫酸盐和溶解氧的分级数分别为－0.5, 1.5和0, 反应的表观活化能为 129.7 kJ•mol－1. 结合实验结果, 对苯酚抑制条件下亚硫酸盐氧化的宏观反应动力学过程进行了推断.     

Cross-talk Between (Hydrogen)Sulfite and Metalloproteins: Impact on Human Health

Sulfite is a potent toxic substance causing harm to multi-organ in human. Despite toxicity, it is widely used as preservative, anti-browning and anti-oxidant in foods, beverages, and pharmaceuticals, which cause easy admission of sulfite in human. Sulfite is also produced endogenously during the catabolism of cysteine and methionine. In vivo, the serum sulfite level at physiological range is strictly maintained by a molybdenum dependent sulfite oxidase (SO), which catalyzes sulfite to sulfate oxidation via a two-electron oxidation pathway. The loss of SO activity causes high serum sulfite level that fosters several diseases, including asthma, neurological dysfunction, birth defects, and heart diseases. The cytotoxicity of (bi)sulfite is implicated as sulfite radicals, which are generated by mainly heme-peroxidases via a one-electron oxidation pathway. On the other hand, the toxic sulfite radicals are neutralized to sulfite by heme-globins. The enzymatic reduction of sulfite to sulfide is catalyzed by sulfite reductase, which contains an unusual metal cofactor, siroheme-[4Fe4S]-cluster. Overall, the interaction of sulfite with various metalloproteins in vivo is a close relation with human health. Therefore, this review describes the metabolic conversion of (bi)sulfite to sulfate, sulfite radical or sulfide via oxidation or reduction pathways by various metalloproteins (specially SOs, peroxidases, heme-globins, and sulfite reductases), and the potential applications of sulfite in biosensors/biofuel cells, anti-browning, and advance oxidation process.     

Electrochemical determination of sulfide and sulfite ions by pneumatoamperometry

Sulfide and sulfite ions in aqueous solution are converted through acidification to hydrogen sulfide and sulfur dioxide, which are purged from solution with nitrogen carrier gas. The volatile species are detected through oxidation in 1 M sulfuric acid at an anodically polarized platinum electrode separated from the gas stream by a gas-permeable polymer membrane. Mixtures of sulfide and sulfite are separated and determined independently through pH control during acidification. Interferences from metal ions, which form sulfide precipitates, and other anions, which form volatile species on acidification, are discussed.     

不同进气方式对热等离子体应用于CH4-CO2重整的影响

采用大功率双阳极热等离子体装置, 对CH4-CO2重整制合成气进行实验研究. 实验采用两种不同的原料气输入方式: 一种是使原料气(CH4和CO2的混合气体)作为等离子体放电气体全部通入第1阳极与第2阳极间的放电区, 直接参与放电; 另一种是保持前述状态, 再附加另一部分原料气通入从等离子体发生器喷出的等离子体射流区. 实验表明: 第1种方式下, CH4和CO2同时具有很高的单程转化率和反应选择性, 但能量转化效率较低; 第2种方式下, 尽管CH4和CO2单程转化率和选择性有所降低, 但由于进料量增加, 所得合成气摩尔量较大, 因此能量转化效率高于第1种进气方式所得结果. 实验还发现, 保持放电电流恒定的情况下, 等离子体放电电压随通入第1阳极与第2阳极间放电区的原料气流量增加而增加, 与通入等离子体射流区的流量无关, 同时实验未发现等离子体发生器阴极和阳极被氧化或出现碳沉积现象.