微圆盘电极上耦合一级均相反应的稳态电流

在电极表面反应物浓度均匀的近似假设下, 得到了微圆盘电极上暂态可逆反应的一般解. 然后利用该一般解得到了微圆盘电极上耦合一级均相反应的可逆电极反应CE、EC、EC′和ECE 的稳态电流计算公式.     

均相催化反应在任一给定形状微电极上的稳态电化学行为

根据反应层的概念对在任一给定形状微电极上进行的准一级和二级均相催化反应机理(EC'')的稳态电化学行为进行了研究。本方法简便易行,不需要解复杂方程的数学技巧。利用推导出的这些方程,可计算准一级和二级均相催化反应的动力学常数。     

均相催化反应在任一给定形状微电极上的稳态电化学行为

根据反应层的概念对在任一给定形状微电极上进行的准一级和二级均相催化反应机理(EC')的稳态电化学行为进行了研究。本方法简便易行,不需要解复杂方程的数学技巧。利用推导出的这些方程,可计算准一级和二级均相催化反应的动力学常数。     

有限圆盘电极上计时电流方程式

本文报道一个形式简单、结果准确、适用于任何时间的有限圆盘电极上计时电流方程式,结果为i_t=4nFD_RT₀[θ/(1+θ)]C_R^*,f(τ)[式中 ,τ=4D_Rt/r₀²,r₀为电极半径,t为时间,0=expnF(E-E⁰)/RT]。     

微反应技术在均相反应中的应用

微反应技术是研究和开发新型化学过程的合适方法,能够精准控制混合时间和反应温度,获得高重复性结果,提高反应效率。微反应技术可应用于均相和多相反应体系,尤其适合处理高温、高压、强放热反应和易燃、易爆、有毒有害原料或中间体。本文总结了近年来微反应技术应用在不同均相反应中的研究,包括酸催化反应、光化学反应、不对称催化反应、其他液-液相及临界反应。提出了目前微反应技术在工程应用的主要问题和相关解决方案。模拟及研发新型微通道反应系统的关键在于统筹多尺度界面强化效果,结合其他使能技术避免潜在通道堵塞,通过破乳技术改善微界面反应条件,开发用于特殊复杂环境的新型复合通道材料,为今后微反应系统的工业化设计和优化提供参考。     

圆盘微电极的稳态电化学行为

本文利用“均匀表面浓度”处理法研究了微盘电极稳态电化学行为, 给出了溶液中O和R均存在时可逆极化曲线的精确式, 及仅有O存在时不可逆和准可逆极亿曲线的近似式。还讨论了微电极的半径与速率常数K°的测量上限之间的关系。     

利用K-L方程估算旋转圆盘电极体系反应动力学电流的误差来源分析

旋转圆盘电极（RDE）体系主要用于低溶解度反应物的电极过程动力学研究. 在利用RDE技术研究不可逆电极反应动力学时,人们常利用Koutecky-Levich方程排除传质的影响,从总电流估算反应的动力学电流. 由于K-L方程是建立在系统满足稳态扩散模型的基础上,实际运用时如果体系偏离稳态扩散,就有可能对估算的动力学参数造成很大误差. 本文以氧气在多晶铂电极上的还原反应为例系统地估算了不同氧气浓度与电极转速下的误差,结果表明低氧气浓度与低圆盘转速的情况不满足稳态扩散条件,若此时仍根据K-L方程利用外推法进行分析,误差可达30%. 因此作者建议,在RDE体系中利用K-L方程估算动力学参数时,最好忽略低浓度与低转速下的数据,直接使用较高浓度与较高转速下的数据进行计算与分析.     

微通道反应器中均相催化制备乙酸酯的研究

以对甲苯磺酸为催化剂,在内径为0.25 mm的石英毛细管中分别合成了乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯,利用正交实验考查了催化剂的用量、停留时间、反应温度和醇酸初始摩尔比对不同酯化反应的影响。结果表明,通道尺寸对产品收率影响较大,减小微通道毛细管的管径能显著提高酯的收率。随着催化剂用量的增加,乙酸酯的收率随之增大,在催化剂浓度小于1%时,乙酸丙酯的初始反应速率最大,乙酸乙酯的初始反应速率最小。在毛细管中,醇酸摩尔比、停留时间、催化剂用量分别为3∶1、14.7 min、3 wt%,反应温度分别为55、85、100、100℃时,乙酸酯的收率依次为:74.0、70.1、97.2、92.2%。     

均相催化体系对CO2与环氧化物耦合反应的研究进展

二氧化碳(CO₂)是造成温室效应的主要因素,同时也是集储量丰富、无毒和可再生等优点的C1资源。其与环氧化物的耦合反应具有高的原子经济性,产物环状碳酸酯作为高极性、低挥发性和良好生物降解性溶剂,可广泛应用于萃取剂、医药中间体和聚合物单体等研究方向。本文首先对CO₂与环氧化物耦合反应发生的机理进行了分析,然后鉴于均相催化体系易制备、高活性等优点,重点从设计思路、催化参数、催化效率等方面,系统综述了催化该耦合反应的不同均相催化体系。最后,总结了为实现均相催化体系可长久发展所必须逾越的阻碍和后续研究方向,希望能够为探索新型、高催化性能的催化体系提供一定的参考价值。     

气体电极反应动力学的薄膜旋转圆盘电极方法研究

薄膜旋转圆盘电极方法是一种常用的评价气体物质在纳米电催化剂上的反应活性的方法,但是在数据分析过程中经常忽视了气体反应物在催化剂层中到活性位点的传质可能对估算的反应动力学参数的影响.本文以氧电极反应为例,使用薄膜旋转圆盘电极研究了不同担载量Pt/C电极的氧还原活性.实验结果表明,根据Koutecky-Levich方程求算相同电位下的"表观动力学电流密度"(对Pt活性面积归一化的mA/cm2Pt)或比质量电流(mA/μg Pt)随Pt担载量的减小而增大,说明在估算动力学电流时不能忽略O2在催化剂层中的扩散传质,而气体在催化剂层中的传质与催化剂层的结构、厚度、纳米催化剂的分散度等密切相关.建议在使用薄膜旋转圆盘电极方法来研究纳米催化剂气体电极反应活性时,首先系统考察担载量、分散度与催化剂层厚的影响,然后根据不同担载量催化剂归一化后的动力学电流密度(或比质量电流)-电势曲线是否重合来验证得到的是否是真实的动力学电流,从而得到更为准确的评价结果.