空气污染组分H2O和CO2对乙烯燃烧性能的影响(II)——反应机理和动力学模拟

超燃冲压发动机在高空工作时, 以高温高速纯净空气作氧化剂使燃料燃烧. 但在地面实验中, 高温空气往往通过燃烧加热方式获得, 会使空气中含有H2O和CO2等污染组分. 本文用活塞流反应器进行动力学模拟, 研究在不同初温、压强和燃气比的条件下, H2O和CO2污染组分对乙烯燃烧的温度、压强和点火延迟时间等特性的影响. 模拟结果表明: 乙烯在含有H2O/CO2污染物的空气中燃烧, 相比纯净的空气而言, H2O对乙烯的点火有一定的促进作用, 而CO2有一定的抑制作用; 空气中含H2O和CO2污染物使乙烯燃烧的平衡温度和压强降低, 在污染物浓度相同时, CO2引起的下降幅度比H2O的大. 模拟结果能较好地解释现有的实验现象.     

空气污染组分H_2O和CO_2对乙烯燃烧性能的影响(Ⅱ)——反应机理和动力学模拟

超燃冲压发动机在高空工作时,以高温高速纯净空气作氧化剂使燃料燃烧.但在地面实验中,高温空气往往通过燃烧加热方式获得,会使空气中含有H2O和CO2等污染组分.本文用活塞流反应器进行动力学模拟,研究在不同初温、压强和燃气比的条件下,H2O和CO2污染组分对乙烯燃烧的温度、压强和点火延迟时间等特性的影响.模拟结果表明:乙烯在含有H2O/CO2污染物的空气中燃烧,相比纯净的空气而言,H2O对乙烯的点火有一定的促进作用,而CO2有一定的抑制作用;空气中含H2O和CO2污染物使乙烯燃烧的平衡温度和压强降低,在污染物浓度相同时,CO2引起的下降幅度比H2O的大.模拟结果能较好地解释现有的实验现象.     

空气污染各组分对甲烷超声速燃烧性能的影响

在与甲烷详细化学反应机理对比验证基础上,采用18组分24步简化反应机理模拟甲烷超声速燃烧过程,从化学动力学和热力学角度用数值方法研究了乙醇燃烧加热空气中的七种主要污染组分(H2O,CO2,O,OH,CO,H,H2)对甲烷超声速燃烧性能的影响.分析结果表明:在一定条件下,进口空气中污染组分H2O的增加造成平均比热容增加,总温降低,并作为第三体抑制甲烷的燃烧过程,使超燃室的性能下降;CO2因大分子量特性使燃气平均分子量增大,降低超燃室做功能力,H2O和CO2两组分对甲烷超燃性能都起消极作用;污染组分自由基H、O、OH和燃烧中间产物CO、H2使燃烧室燃烧效率上升,对甲烷超燃性能起积极作用.     

·C2H3+O2→HC·O+H2CO 的密度泛函理论研究

应用密度泛函理论研究了@C2H3+O2→HC@O+H2CO的反应机理.在DFT(B3LYP/6-31G*)水平上对反应过程中所有反应物、中间体、过渡态和产物的几何构型进行优化,通过频率振动分析确认中间体和过渡态.计算IRC反应路径的能量,分析了中间体的异构化过程和各主要原子的自旋密度.     

乙烷与CO2制乙烯反应的热力学和动力学研究

乙烷与ＣＯ２的主要反应及其热力学研究表明，乙烷与ＣＯ２反应很复杂，提高ＣＯ２氧化乙烷脱氢生成乙烯的选择，关键在一催化剂的开发；ＣＯ２不但可提高乙灶脱氢制乙烯的热力学平衡转化率，而且可与催化剂表面的积碳发生反应，延长催化剂的使用寿命。研究了催化剂上乙烷与ＣＯ２制乙烯反应的动力学，确定了ＣＯ２氧化乙烷脱氢反应的动力学方程及参数，表明乙烷与ＣＯ２制乙烯的反应速度比乙烷热裂解制乙烯的反应速度要大得多。     

二茂铁在汽油抗爆剂组分中电子转移性能及H2O2的影响

二茂铁在汽油抗爆剂组分中电子转移性能及H2O2的影响;二茂铁;过氧化氢;电子转移机理;抗爆剂     

热力学数据精度对正庚烷燃烧模拟结果的影响

为了探讨热力学数据的精度对正庚烷燃烧模拟结果的影响,本文分别在B3LYP/6-31G(d,p)水平和G3水平上计算了正庚烷燃烧反应机理中物种的热力学数据,分别用这些数据模拟了正庚烷在不同条件下的绝热火焰温度和点火延时。同时对正庚烷燃烧反应的点火延时做了敏感度分析,探讨了对点火影响较大的物种。模拟结果表明:核心机理(C0-C4)的物种的热力学数据精度对正庚烷燃烧的模拟结果具有较大影响,而C4以上物种的热力学数据精度对结果影响不大。     

甲烷催化燃烧中制备参数对NiO/CuO-ZrO2催化剂高温反应性能的影响

采用溶胶凝胶－超临界干燥的方法制备了NiO/CuO-ZrO2催化剂，分别考察了焙烧温度、活性组分含量对催化剂甲烷燃烧性能的影响，并利用XRD、物理吸附等手段考察了两个参数对催化剂性能影响的本质原因，发现NiO/CuO-ZrO2催化剂具有较高的催化活性，较好的高温（1 000 ℃）反应稳定性，焙烧温度对催化剂的影响很大，500 ℃是合适的焙烧温度，通过试验发现活性组分NiO为5 mol％时催化剂适于在相对较低的温度下使用，而NiO为15 mol％时，催化剂具有较好的高温稳定性。     

阶跃过渡应答技术研究Mo-V/Al2O3催化剂上乙烷氧化脱氢制乙烯反应的暂态动力学Ⅰ.C2H6,O2,C2H4和CO2的催化剂上的吸附行为

用阶跃过渡应答技术研究了乙烷氧化脱氢反应的反应物Ｃ２Ｈ６，Ｏ２，产物Ｃ２Ｈ４和主要副产物ＣＯ２在ＭｏＯ３－Ｖ２Ｏ５／Ａｌ２Ｏ３催化剂上的吸附行为。结果表明：Ｃ２Ｈ６和Ｃ２Ｈ４在该催化剂上不吸附；氧为慢吸附、不可逆吸附；ＣＯ２为可逆吸附，吸附量较小。并发现在无氧的条件下，乙烷能与催化剂表面上的晶格氧反应生成乙烯。这些结果对乙烷氧化脱氢反应机理的探讨有重要意义。     

Mg-MOF-74对CO2/H2O的吸附性能

以Mg(NO₃)₂·6H₂O和2,5-二羟基对苯二甲酸为原料, 采用溶剂热法制备了金属有机骨架材料Mg-MOF-74. 利用X射线衍射(XRD)、 红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)等测试手段对其结构、 形貌和性能进行了分析, 并利用自制穿透实验装置研究了产物吸附CO₂/H₂O的性能. 结果表明: 合成的样品纯度高, 结构完整, 形貌规则有序, 具有较高的CO₂吸附量. 双组分CO₂/H₂O穿透实验结果证实, 在水蒸气存在情况下, 与沸石13X相比, Mg-MOF-74仍具有较高的CO₂吸附能力, 可用于分离高湿烟道气中的CO₂.     

CO2和环氧乙烷直接制备碳酸乙烯酯的研究进展

本文综述了利用CO₂和环氧乙烷（EO）直接催化合成碳酸乙烯酯（EC）的研究进展,详细讨论了各种催化剂活化EO和CO₂,完成环加成反应的催化机理,并展望了该领域的研究前景。     

线性低密度聚乙烯的合成研究——乙烯-1-丁烯共聚反应促进剂的作用

本文研究乙烯与1-丁烯共聚反应时,添加硅化合物、苯基氯化镁、苯乙烯等促进剂对共聚作用的影响。考察乙烯与1-丁烯共聚衰减动力学行为,并用~(13)C-NMR测定共聚物组成、竞聚率及序列分布。     

Combustion of aluminum particles in a high-temperature furnace under various O2/CO2/H2O atmospheres

The study focusing on the combustion of flowing aluminum particles and the properties of condensed phase products has important guiding significance for the practical application of aluminum-based propellants. Based upon an in-house built dynamic combustion experimental system, the dynamic combustion process of aluminum particles and the properties of condensed phase products under different atmospheres were studied in detail. The microstructure, size distribution and active aluminum content of samples were analyzed by field emission scanning electron microscopy, laser particle analyzer and inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy. By monitoring the temperature distribution at different points in the furnace, the heat release of the samples at different positions is approximated, and the combustion efficiency is calculated. In the atmosphere containing CO₂, the maximum combustion efficiency can reach the value of 94.41%, followed by that in H₂O atmosphere, which had the value of 81.19%. Finally, under the N₂ containing atmosphere, the combustion is the weakest, and has the value of only 53.91%, confirming that the combustion followed the following descending order: CO₂?>?H₂O?>?N₂. The condensed phase products were mainly composed of agglomerates formed by the aggregation of particles and alumina smoke. It is well known that the reaction of the sample in the furnace not only follows the melt-dispersion mechanism, but also the diffusion mechanism. The high-speed camera captured four typical combustion forms of aluminum particles during flow, which are stable combustion, release of alumina smoke, crushing and extinction. The average burning time of four stages were studied. The two reaction mechanisms occurring under the same reaction conditions are determined by the nature of aluminum particles themselves.

     

SnO2-Nb2O5/MgAl2O4/α-Al2O3催化环氧乙烷水合制乙二醇

采用水热稳定的MgAl2O4尖晶石对-αAl2O3载体表面进行修饰,采用具有较强亲水性能的SnO2对活性组分Nb2O5进行修饰,制备了SnO2-Nb2O5/MgAl2O4/-αAl2O3催化剂,并用于环氧乙烷水合制乙二醇反应.采用X射线衍射、红外光谱和程序升温脱附研究了Sn/Nb摩尔比对催化剂酸性、环氧乙烷在催化剂表面的吸附状态和吸附强度以及催化剂性能的影响.结果表明,Sn/Nb摩尔比明显影响催化剂的组成和结构;催化剂的结构不同,环氧乙烷在催化剂表面的吸附强度存在明显差别,催化剂的催化性能明显不同.     

气相法钛系乙烯聚合催化剂的研究──催化剂性质、颗粒形态对乙烯气相聚会及产物颗粒形态的影响

研究了研磨法(CM型)和结晶沉淀反应法(MG－2型)制备的2种乙烯聚合钛系载体催化剂.CM型催化剂含钛3.4％～4.0％,三价钛占总钛含量15％～25％,比表面积为130m₂/g,催化剂活性为9.20kgPE/gTi·h,聚合反应衰减快.MG－2型催化剂含钛7.0％～8.0％,三价钛占总钛含量55％～69％,比表面积为78m₂/g,催化活性为4.45kgPE/(gTi·h),聚合反应衰减慢,反应平稳.对催化剂和聚合产物的扫描电镜和图象分析研究发现,催化剂颗粒小,颗粒分散度小,则聚会产物颗粒及颗粒分散度就小;反之亦然.当CM型和MG－2型催化剂平均粒径(D_av)和颗粒分散度(D_avmax/D_avmin)分别为6.8、33μm和9.2、7.0时,相应聚合产物平均粒径和颗粒分散度分别为155、263μm和10.8、9.0.结果表明,聚合产物颗粒形态复现催化剂颗粒形态。     

Competition Between O2 and H2O2 in the Oxidation of Fe(II) in Natural Waters

The oxidation rates of nanomolar levels of Fe(II) in seawater (salinity S = 36.2) by mixtures of O₂ and H₂O₂ has been measured as a function of pH (5.8–8.4) and temperature (3–35∘C). A competition exists for the oxidation of Fe(II) in the presence of both O₂ (μ mol⋅L⁻¹ levels) and H₂O₂ (nmol⋅L⁻¹ levels). A kinetic model has been applied to explain the experimental results that considers the interactions of Fe(II) with the major ions in seawater. In the presence of both oxidants, the hydrolyzed Fe(II) species dominate the Fe(II) oxidation process between pH 6 and 8.5. Over pH range 6.2–7.9, the FeOH⁺ species are the most active, whereas above pH 7.9, the Fe(OH)⁰₂ species are the most active at the levels of CO²⁻₃ concentration present in seawater. The predicted Fe(II) oxidation rate at [Fe(II)]₀ = 30nmol⋅L⁻¹ and pH = 8.17 in the oxygen-saturated seawater with [H₂O₂]₀ = 50nmol⋅L⁻¹ (log ₁₀ k = −2.24s⁻¹) is in excellent agreement with the experimental value of log ₁₀ k = −2.29s⁻¹ ([H₂O₂]₀ = 55nmol⋅L⁻¹, pH = 8).