一氧化碳添加对甲烷/空气贫燃预混火焰的影响(英文)

通过对贫燃条件下(燃料与空气化学计量比φ=0.60-0.80)的甲烷/一氧化碳/空气火焰结构进行数值模拟,研究燃料中一氧化碳添加量对层流燃烧速度、氮氧化合物的排放以及熄火拉伸率的影响.随着燃料中一氧化碳添加量的不断增加,层流燃烧速度有所下降,这与燃料中加入氢气产生的现象有所不同.为了解释这一现象,本文深入探讨了层流燃烧速度与H+OH浓度峰值之间的关系,结果表明,一氧化碳的增加导致H+OH浓度峰值呈线性下降,与层流燃烧速度下降趋势完全一致.随着一氧化碳的增加,氮氧化合物排放量有所下降.探讨了NO的生成机理,且由敏感性分析得到生成NO的重要反应,分析当一氧化碳量增大时,NO的浓度以及重要反应的NO生成率均下降.此外,利用数值模拟求解径向拉伸率,深入分析燃料中添加一氧化碳时拉伸率对贫燃火焰稳定性的影响.由计算结果得到熄火拉伸率,发现燃料中一氧化碳的添加在一定程度上能够增强火焰的稳定性.     

微波等离子体下一氧化碳氢化制乙炔反应中产物的选择性研究(英文)

采用微波等离子体技术研究了一氧化碳氢化制乙炔反应的产物选择性。对影响乙炔选择性的几个因素,如微波输入功率、反应物的比例和体系压力进行了研究。乙炔的选择性随着微波输入功率的增加,反应物比例和体系压力的降低而增大。在最佳条件下,乙炔的选择性可达到９５．８７％,甲烷选择性的变化规律和乙炔相反,乙烯和乙烷的选择性很低。等离子体中的电子温度（或能量）和密度采用了静电悬浮双探针诊断,电子密度和能量受微波输入功率和体系压力的影响。在反应中,电子能量决定化学反应是否进行,电子密度决定产物的组成。根据自由基反应理论解释了乙炔选择性在Ｈ２＋ＣＯ等离子体化学反应中随影响因素的变化规律。     

添加氢气对LPG/空气预混火焰结构的影响

针对氢气添加的LPG(液化石油气)+空气预混火焰结构进行了数值研究, 详细计算了在含氢比a为0%到45%、稀释引子D为21%到16%条件下的自由蔓延火焰, 得到了不同燃烧条件(φ=0.7-1.4)下的绝热燃烧速率变化规律. 由于LPG中的主要成分为丙烷和丁烷, 作者针对C3和C4物质提出了详细化学反应动力学系统, 并针对氢气添加的丁烷燃烧过程进行了数值计算, 得到了与实验相一致的结果, 验证了改进的详细化学机理的有效性. 此外, 进一步计算了对撞双火焰的加氢LPG火焰, 更加深入地探讨了火焰拉伸对燃烧稳定性和温度的影响, 重点研究了φ在0.5到0.7的稀薄燃烧, 验证了氢气添加可以有效提高稀薄燃烧条件下熄火拉伸率, 扩大稀薄燃烧的极限, 增加火焰的稳定性.     

复合氧化物载体对镍基催化剂上CO甲烷化反应性能的影响(英文)

采用改良的粉末混合法制备了系列经过其它金属氧化物改性的NiO/Al2O3催化剂,并运用X射线衍射、透射电子显微镜、N2低温物理吸附-脱附、程序升温还原、程序升温脱附、拉曼以及X射线光电子能谱对催化剂进行了表征.结果显示,在300~700oC经MgO修饰的NiO/Al2O3催化剂上CO甲烷化反应活性比NiO/ZrO2-Al2O3和NiO/SiO2-Al2O3的高.另一金属氧化物的加入削弱了NiO/Al2O3催化剂中Ni-Al间相互作用,形成更多的活性Ni物种,从而促进了反应的进行.     

Fe/炭黑、Ni/炭黑催化剂对渣油加氢反应的影响

使用模型化合物在微型反应釜中研究了载体炭黑对渣油内部氢转移反应的影响。结果表明,炭黑可以明显地促进四氢萘到蒽的氢转移反应。使用等体积浸渍法制备了Fe/炭黑、Ni/炭黑催化剂并对Fe/炭黑催化剂进行了XRD、SEM表征,结果表明,金属硫化物附着在炭黑颗粒的表面,直径为1μm左右。在高压反应釜中研究了载体炭黑和以炭黑为载体的催化剂对克拉玛依常压渣油430℃加氢反应的影响,并于传统的水溶性分散型催化剂的抑焦性能进行了对比。 结果表明,Fe/炭黑、Ni/炭黑催化剂可以明显地抑制渣油加氢反应的生焦,水洗后的催化剂效果比未经水洗的催化剂抑制生焦的效果好;Ni/炭黑催化剂抑焦效果比Fe/炭黑催化剂好;Fe/炭黑催化剂比同等浓度的水溶性Fe催化剂抑焦效果好。对反应产物馏分的分析表明,Fe/炭黑催化剂可以有效地抑制渣油缩合生焦,同时在一定程度上抑制裂化反应。     

二氧化碳甲烷化机理的研究(英文)

首先对二氧化碳甲烷化的二种机理进行了回顾,并对这二种机理存在的可能性进了探讨。结果表明,二氧化碳甲烷化经过一氧化碳加氢的可能性不大,而经过甲酸根中间体加氢的可能性极大。同时对在一氧化碳与二氧化碳共存时,一氧化碳对二氧化碳甲烷化的影响进行了动力学分析。     

电动势法测定Cu(Ⅰ)与乙炔生成配合物的热力学函数

乙炔与Cu(I)生成配合物的热力学函数文献报道鲜见,且不同作者的测定结果差异较大。本文用改进的电动势法。对在氯丁橡胶、聚氯乙烯,乙醛等工业过程有重大意义的Cu(I)与乙炔配合物进行测定,得到更合理的结果。     

Pd/ZnO在乙炔选择加氢反应中的不同催化机制研究(英文)

化学选择性是评价催化剂性能最重要的参数之一,它直接决定了产物的经济价值及后续的分离成本.传统的负载型金属催化剂由于其金属粒径分布不均,且不同原子数组成的粒子通常具有特征产物选择性,从而限制化学选择性的提高;另一方面,对于金属多原子活性中心,反应物在催化剂表面可以存在多种吸附构型进而衍化为不同产物,产物可控性差.因此,获得金属尺寸均一,且具有原子分散的活性中心,即单原子催化剂,成为官能团多相催化转化高选择性的迫切需求.本课题组通过400 oC还原1%-Pd/ZnO得到PdZn金属间化合物,依据其规律排布的Pd-Zn-Pd单元获得Pd基单原子催化剂.该催化剂在乙烯化工中少量乙炔的加氢转化反应中获得令人欣喜的催化性能——兼具有乙炔的高转化率和乙烯的高选择性.结合微量吸附量热、理论计算等表征,Pd活性中心在PdZn金属间化合物中的特殊空间排布是其优异催化性能的根源,即乙炔以较强的σ键吸附在两个相邻的单Pd金属中心,易吸附活化加氢生成乙烯,而乙烯则吸附于单Pd金属中心,较弱的π键形式吸附有利于其脱附避免过渡加氢.基于前期研究,构筑具有均一单金属中心的负载型单原子催化剂是获得高选择性的另一有效方法,且较之于PdZn金属间化合物催化剂,该类单原子催化剂兼具有原子利用率最大化的优点.本文采用等体积浸渍法制备Pd/ZnO催化剂,通过降低Pd金属含量(1 wt%→0.1 wt%→0.01 wt%)并在较低的温度下(100 oC)还原(H2-TPR表明高温还原形成PdZn金属间化合物型合金)得到负载型单原子催化剂(Pd1/ZnO SAC).高分辨电镜结果表明,当Pd负载量由1%降至0.1%,金属纳米颗粒的粒径尺寸显著降低,而在0.01%-Pd/ZnO催化剂表面,Pd活性中心则以单原子状态分散于载体ZnO表面.X-射线吸收光谱及电子能谱表明,随着负载量的降低,Pd活性物种具有更高的正电性.该催化剂在乙炔选择性加氢反应中表现出更加优越的催化性能,具有与PdZn催化剂相当的高选择性,而更优的比活性.这归结于Pd1/ZnO单原子催化剂的Pdδ+单原子活性中心有助于其与乙炔的静电相互作用并吸附活化加氢生成乙烯,并促使乙烯以较弱的π键吸附,从而易于从催化剂表面脱附获得高选择性.     

La2O3对Ni-Mo/γ-Al2O3催化剂CO和CO2甲烷化的影响

采用浸渍法制备了一系列Ｎｉ－Ｍｏ－Ｌａ／γ－Ａｌ２Ｏ３催化剂并测定了催化剂的ＣＯ和ＣＯ２甲 化活性采用ＴＥＭ,ＸＰＳ和ＣＯ化学吸附等手段研究了表面性质。结果表明,Ｌａ２Ｏ３的咖入提高了Ｎｉ－Ｍｏ／γ／Ａｌ２Ｏ３催化剂的ＣＯ和ＣＯ２甲烷化活性,增加了催化剂中Ｎｉ的分散度,活性表面积及催化剂表面Ｎｉ原子的浓度,降低了电子结合能。     

制备条件对Cu2O结构及甲醛乙炔化性能的影响

以Cu（NO₃）₂·3H₂O为铜源,在液相还原过程中,调变沉淀剂NaOH、还原剂L-抗坏血酸钠的加入顺序制备了Cu₂O,借助X射线粉末衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、拉曼光谱（Raman）、俄歇电子能谱（XAES）和H₂程序升温还原（H₂-TPR）等手段研究了制备条件对Cu₂O结构及催化甲醛乙炔化性能的影响.结果表明,调变NaOH及L-抗坏血酸钠的添加方式改变了Cu₂O的结晶度与粒径尺寸,从而使Cu₂O表现出不同的炔化性能.先加入NaOH,后加入抗坏血酸钠,Cu₂O结晶度高,粒径大,难以转化为活性物种炔化亚铜;先加入抗坏血酸钠,后加入NaOH,Cu₂O被过度还原为非活性的金属Cu,两者均造成催化剂活性较低.而NaOH和抗坏血酸钠混合后添加的方式制备出表面Cu₂O结晶完整而体相Cu₂O分散度高的样品,这使得Cu₂O高效转化为炔化亚铜活性物种,表现出最优的炔化性能,在适宜的反应条件下,1,4-丁炔二醇收率达到71.7%,经6次循环后,仍保持在56.5%.     

顶空法测定海水中一氧化碳

建立了顶空分析法结合ta3000痕量气体分析仪测定海水中CO浓度的方法,对实验条件进行了选择,确定了环境温度、平衡时间和液气相比等最佳实验条件。结果表明,在20℃的环境温度下采用50mL玻璃注射器进行测定,液气相比为44∶6和平衡时间为5min能够较好地测定出海水中CO的浓度。在优化实验条件下,CO测定的线性范围为0～2.7×10-6(V/V),r=0.999,P<0.0001;相对标准偏差<4.4%;回收率为90.5%;检出限为0.02nmol/L。同时应用该方法测定了北黄海海水中的CO,测得CO的浓度是0.20～3.13nmol/L,表明该方法能够满足于海水中CO浓度的测定。     

一氧化碳与烯烃共聚及其功能高分子

本文综述了一氧化碳与烯烃共聚合成聚酮的方法，共聚反应机理以及聚酮在合成其他功能高分子方面的应用。     

AlOOH结构对甲醇和一氧化碳反应性能的影响

利用水热法制备了3种AlOOH催化剂,对其进行了表征,并用于催化甲醇和一氧化碳反应.结果表明,适宜的AlOOH结构有利于催化甲醇和一氧化碳反应生成高选择性(≥97.28%)的乙醛,且AlOOH结构的差异会导致反应产物分布出现明显区别.其中,结晶度高、孔径较大、能提供CO解离吸附中心且表面具有适宜酸碱性的AlOOH催化剂表现出高的乙醛选择性,推测乙醛的生成是通过中间体CH_3与HCO的偶联实现的.     

Growth of Single-walled Carbon Nanotubes on Substrates Using Carbon Monoxide as Carbon Source

The growth of single-walled carbon nanotubes(SWCNTs) on substrates has attracted great interests because of the potential applications in various fields. Carbon monoxide(CO) was used as the carbon source for the growth of SWCNTs on silicon substrates. Random or oriented SWCNTs can be produced by varying the CO flow rate. When the flow rate of CO was as low as 20 sccm(sccm:standard cubic centimeter per minute), dense SWCNT networks with clean surface were produced. When the flow rate was above 50 sccm, vertically aligned SWCNT(VA-SWCNT) arrays were grown. Well-aligned VA-SWCNT arrays were obtained in the temperature range of 650-800℃ and the content of large-diameter(above 1.7 nm) tubes in the array increased with the temperature. The height of the array was affected by the growth temperature, the CO flow rate, and the growth time. These findings indicate CO can be used as an efficient carbon source for the growth of SWCNTs on substrates under low flow rates.     

New Catalyst for the Copolymerization of Styrene with Carbon Monoxide

Carbonmonoxide(CO)witholefinscanbec0p0lymerizedwithfreeradicalinitiatorsorn0bletransitionmetalc0mpoundcatalystS.Thefreeradicalinitiatedcopolymerizationunderhighgaspressure(upt0l(X)Mpa)andl2O-l65oC',whereasthemostusednobletransitionmetalcompoundsf0rthec0polymerizati0nofcarbonmonoxidewitholefinsarepalladiumorrhodiumcompounds"'.In0urw0rk,theneodymiumcomp0undcatalystsystemswerefoundt0beactiveforthecopolymerizationofstyreneandcarbonm0noxide.Thecopolymerizationofstyreneandcarbonm0n0xidewascAned0u…     

一氧化碳参与不饱和烃类化合物羰基化反应的研究进展

不饱和烃类化合物的羰基化反应是指在过渡金属催化剂存在条件下, 将一氧化碳(CO)分子以羰基的形式插入到烯烃(或者炔烃)与不同的亲核试剂中, 合成更高附加值化学品的转化过程. 本文综合评述了羰基化反应合成高附加值化学品的重要性, 介绍了几种不同类型的羰基化反应(氢甲酰化反应、 氢酯化反应、 氢酰胺化反应和氢羧基化反应)在发展新型催化剂体系及高效合成目标产物方面的研究进展, 并对羰基化反应存在的问题及未来发展方向和趋势进行了展望.     

Effects of Hydrogen Enhancement in LPG/Air Premixed Flame

A numerical study of hydrogen-enhanced liquefied petroleum gas (LPG) + air flames was presented. The variations of the adiabatic burning velocity in different conditions of combustion (?=0.7-1.4) were studied extensively. The hydrogen content in the fuel was varied from 0% to 45% and the dilution factor was from 21% to 16%. Since the major components of LPG are butane and propane, an appropriate chemical kinetic model must be chosen to solve the chemical reaction of C3 and C4 species. Validation of the chemical kinetic model against the fundamental combustion data was performed to insure accuracy. In addition, independent simulations were conducted in the opposed-jet, symmetric, twin-flame configuration. The effects of fluid mechanics, as manifested by the induced strain rate, were also considered. The effects of extinction strain rate on flame temperature and the flammability limits were calculated and the results showed that hydrogen-enhanced LPG/air premixed flames were more stable at high flame strain. The lean flammability limits were extended by the H₂ addition.     

Palladium‐Promoted Carbon Monoxide/Ethylene/Styrene Terpolymerization Reaction: Throwing Light on the Different Reactivity of the Two Alkenes

The catalytic behavior of dicationic bis‐chelated Pd^II complexes, [Pd(N? N)₂][PF₆]₂, in the CO/ethylene/styrene terpolymerization reaction is studied in detail. The bidentate N‐donor ligands were chosen among 2,2′‐bipyridine ( 1 ), 1,10‐phenanthroline ( 3 ), their symmetrically substituted derivatives 2, 4 , and 5 , and 3‐alkyl‐substituted 1,10‐phenanthrolines 6 – 10 . The effect of several parameters (like temperature, CO/ethylene pressure, styrene content, reaction time) was investigated and related to the productivity of the catalytic system, to the relative content of the two olefins in the polymeric chains, and to the molecular mass of the synthesized polyketones. The presence of 1,4‐benzoquinone was necessary to reach productivities as high as 16 kg of terpolymer (TP) per gram of Pd. ¹³C‐NMR spectroscopy was useful to characterize the distribution of the two repetitive units along the polymer chain. Terpolymers with prevailingly isolated CO/styrene units in CO/ethylene blocks as well as terpolymers with CO/styrene and CO/ethylene blocks were obtained by varying the reaction conditions. Detailed MALDI‐TOF‐MS analysis was performed on the CO/ethylene/styrene terpolymers for the first time, and it allowed us to characterize the end groups of the terpolymer chains. The presence of different chain end groups was found to be related to the initial amount of the two alkenes, thus suggesting that different reactions are involved in the initiation and termination steps of the terpolymerization catalytic cycle.