气-固相光催化反应器及其在空气净化中的应用研究进展

介绍了光催化氧化过程的基本原理 ,特别是其中涉及到的表面与界面现象等问题。在此基础上对目前研究中应用较多的几类气 固相光催化反应器的特性及相关问题进行了评述 ,展望了光催化氧化过程在挥发性有机化合物 (VOCs)除去及空气净化方面的应用前景。

超重力反应器用于产物为气-液-固三相的催化剂制备

通过讨论CuO/ZnO/Al2O3催化剂的合成机理研究了超重力旋转床制备产物为气-液-固三相的材料的可行性以及存在的问题,并提出了解决办法,在超重力旋转床改造意见的指导下建造了年产50t的CuO/ZnO/Al2O3催化剂的大型超重力机并用于催化剂的制备。催化剂的表征结果表明,所制备的催化剂的各项理化性能优于现有的醛加氢催化剂。

新型气固相光催化反应器的应用研究进展

本文对气固相光催化反应器的主要类型进行了概述,并较全面的综述了近年来国内外气固相光催化反应器的研制及应用情况,同时探讨了光催化反应器中存在的问题及发展趋势。

金属氧化物半导体对庚烷的气固复相光催化反应

制备 Ti O2 ,Fe2 O3 ,Zn O超细粉 ,采用 XRD对制得的超细粉进行结构、粒径表征 .考察不同粒径的超细粉和普通商品 (体相 ) Fe2 O3 ,Ti O2 ,Zn O对庚烷的光催化反应 .结果表明 ,光催化活性大小的顺序为 Ti O2 (锐态矿型 ) >Zn O>Fe2 O3 ,锐钛矿型 Ti O2 光催化活性较金红石型 Ti O2 好 ,对于同一结构的粒子来说 ,粒径越小 。

半导体气固相光催化氧化反应介绍

介绍了气固相光催化氧化过程的基本原理、反应动力学 ,探讨了反应器模拟和设计计算以及反应器的型式 ,综述了多相光催化反应半导体光催化剂的制备、使用和失活 ,以及大量的光催化制品。

纳米氧化铋气-固复相光催化剂的制备、表征与光催化活性

采用多元醇介质法和氨水沉淀法制备了Bi2O3半导体纳米粒子光催化剂,运用XRD,BET和XPS等手段对其进行表征,以甲苯的气相光催化氧化为探针反应,考察了不同制备方法、不同温度焙烧处理的Bi2O3纳米粒子的光催化活性.结果表明,以多元醇介质法和氨水沉淀法制备的Bi2O3微粒均为纳米晶粒,其晶型主要为四方型;随焙烧温度的升高固体表面电子结合能增大,导致光催化活性升高;其光催化活性多元醇介质法优于氨水沉淀法.

气固相光催化氧化反应动力学分析

对气固相光催化氧化基元反应进行了动力学分析 ,建立了简单适用的动力学模型 .理论分析表明 ,在较低的紫外光强度下 ,光催化反应速率与光强成正比 ;在较高的光强度下 ,速率与光强的平方根成正比 ;在极高光强度下 ,速率与光强无关 .因此将光催化反应简单分解为 3个速率步骤 ,即光子传递步骤、表面作用步骤、扩散步骤 .设计了新颖的气固相光催化反应器 ,采用三氯乙烯 (TCE)为模拟污染物 。

提升管反应器进料段气-固两相流的CFD模拟及结构优化

以数值计算为手段,选择合适的气-固两相流模型,对提升管反应器进料段内的气-固两相流进行(CFD)模拟计算。通过分析CFD模拟结果,从计算角度出发优化提升管反应器进料段结构,将混合C4进料管由直管改为环管,使催化剂颗粒分布更加均匀以保证与原料的接触,同时减少颗粒间以及颗粒与器壁间碰撞机会,减少催化剂磨损。结构优化解决了提升管反应器内催化剂破碎严重的问题,将丙烯收率由14.91%提高到19.53%,油浆固含率也大大降低。

提升管与气-固环流床层耦合反应器颗粒相循环比的模型及预测

Geldart A类颗粒气-固环流技术是一种利用气-液环流原理，并结合气-固聚式流化体系特点而开发的一种新型流态化技术，具有气固接触效率高、传质传热性能好等优点，被广泛用于石油炼制领域中的催化裂化汽提器、

低压气固相固定床催化反应器优化设计系统

介绍用C ++Builder5 .0编制的低压气固相固定床催化反应器优化设计系统 (Reactor 4.0 )的功能和物热平衡联立求解方法。经多次验证 ,本系统可用于单段或多段气固相低压催化反应器的工艺参数和设备尺寸设计 。

锡掺杂TiO_2气-固复相光催化活性的研究

本文采用溶胶凝胶法在超细TiO2表面掺杂Sn,制备了Sn掺杂TiO2的复合光催化剂。结果表明,Sn掺杂TiO2的光催化活性与纯TiO2相比有明显提高。同一种方法中,Sn最佳掺杂量是10％,在实验数据的基础上,可看出溶胶凝胶法是较优的合成方法。

凹腔构型对超声速气-固两相富燃燃气掺混燃烧的影响

凹腔作为燃烧增强装置,在超声速气-固两相富燃燃气掺混燃烧中发挥着重要作用。基于火焰稳定凹腔和斜劈装置,提出了波瓣凹腔构型,通过数值模拟深入分析了凹腔构型在超声速气流中对气-固两相富燃燃气掺混燃烧的影响。通过对流场参数、流场云图及颗粒运动轨迹等的分析,发现富燃燃气中的气相组分和凝相颗粒在空间分布和释能过程中表现出分区运动和分区燃烧的特点。结果表明:随着燃烧过程的深入,颗粒的空间分布逐渐分散;流场参数在燃气喷口附近变化剧烈、流场下游变化缓慢;波瓣结构具备增强流场湍动能和降低流场不均匀性的能力,进而促进了各组分的掺混燃烧;采用双波瓣凹腔时展现出最优的促进效果。波瓣结构能够扩大流场中高温区域的空间分布,有效延长凝相颗粒在高温区域的停留时间,为凝相颗粒的燃烧和能量释放提供了更为有利的条件。

基于顶空固相微萃取-气相色谱-质谱法分析加速氧化过程中全脂牛羊乳粉挥发性化合物

为探究全脂牛羊乳粉在储存过程中风味物质的变化,本研究采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱技术对加速氧化过程中全脂牛羊乳粉挥发性化合物进行分析。研究表明,全脂牛乳粉和全脂羊乳粉中分别鉴定出56、63种挥发性物质,主要为酸类、醇类、羰基类、酯类、芳香族类、杂环类等挥发性化合物。通过主成分分析和聚类热图分析,在全脂牛羊乳粉中筛选出10种显著性差异挥发性化合物,全脂牛乳粉在储存过程中丁酸相对含量降低,2-壬酮、1-氯戊烷相对含量升高;全脂羊乳粉中壬醛、辛酸、丙酸、丁羟甲苯相对含量降低,苯甲醛、2-庚酮、烯丙基正丙酯相对含量升高。

基于固相微萃取-气相色谱-质谱联用和气相色谱-离子迁移谱分析不同等级郫县豆瓣煸炒后风味特征差异

为研究不同等级郫县豆瓣煸炒后风味差异,采用固相微萃取-气相色谱-质谱联用(solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry,SPME-GC-MS)和GC-离子迁移谱(GC-ion mobility spectrometry,GCIMS)技术,使用主成分分析、正交偏最小二乘判别分析(orthogonal partial least squares discrimination analysis,OPLS-DA),结合气味活性值(odor activity value,OAV)确定关键化合物。结果表明:SPME-GC-MS鉴定出88种化合物,包含醛类15种、醇类11种、酯类17种、酮类13种、酸类5种、烯烃类5种、烷烃类6种、杂环类7种、苯酚类2种、醚类及其他化合物7种,其中34种为共有化合物;GC-IMS鉴定出57种化合物,并经OPLS-DA得到变量投影重要性值大于1的16种关键化合物;OAV结果表明,丁酸乙酯使特级豆瓣呈现苹果香,异戊醛带来麦芽香,异戊酸乙酯使一级豆瓣呈现果香,3-甲硫基丙醛带来烤土豆香和酱香,异丁酸乙酯使二级豆瓣呈现果香,异戊醛、异丁醛带来麦芽香,最终确定煸炒后豆瓣整体呈现果香、酒香、麦芽香、酸香、草香、可可香、杏仁香及酱香。研究结果可用于判定煸炒后豆瓣香气特征,并为感官定量描述法前期设计感官属性描述词汇提供参考依据。

固相微萃取-气相色谱-质谱法分析油莎豆中挥发性成分

以油莎豆为研究对象,采用固相微萃取-气相色谱-质谱联用法(SPME-GC-MS)测定其挥发物成分。通过优化前处理过程中萃取头类型、萃取温度、萃取时间,确定最佳萃取条件。利用质谱数据库对挥发物成分进行鉴定,并采用归一化法进行含量分析。结果表明:最佳萃取条件为采用DVB/CAR/PDMS萃取头、萃取温度110℃、萃取时间30 min,在此条件下,油莎豆中共检测出27种挥发物,其主要特征挥发物为醇类和醛类物质,其相对含量分别为32.30%和43.56%。

提升管反应器进料混合段内气固两相流动特性(Ⅰ)实验研究

根据实际工业的操作条件 ,采用催化裂化催化剂及空气 ,在大型冷模实验装置上对催化裂化提升管进料混合段内射流相与颗粒相的速度场、浓度场进行了系统测试 .结果表明 ,由于旋涡场的诱导作用 ,喷嘴射流注入到提升管中以后将会产生二次流动 ,二次流先是发展扩大 ,随后又与主流逐渐汇合 .根据混合流场的分布特点 ,可以将这一极其复杂的流场由下到上分为上游影响区段、主射流影响区段、二次流影响区段、混合发展区段 4部分 ,各区段在径向上又可再分为 2或

苯在TiO_2上的气相光催化反应性能

在一个循环式光反应系统中进行了苯的气相光催化实验.考察了催化剂与反应物的接触面积,催化剂用量和苯的初始浓度对苯光催化氧化反应的影响.结果表明,催化剂与反应物的接触面积和光强度的共同作用是影响苯光催化降解速度的主要因素.实验条件下,催化剂接触面积增加2倍,反应时间缩短260min.再将光强度提高1倍,反应时间缩短320min;催化剂用量对反应过程的影响主要是催化剂层吸附能力的影响,随着催化剂用量的增加这种影响逐渐减弱.当催化剂用量从0.1g增加到0.5g时,反应时间缩短100min,而从0.5g增加到1.5g时只缩短20min;当系统中苯的浓度较低时,随着初始浓度的增加反应中苯的浓度变化增大,但在高浓度系统中初始浓度的影响不明显.

固相萃取-气相色谱-质谱法测定地表水中的氯苯类化合物

建立同时测定地表水中7种氯苯类化合物的固相萃取-气相色谱-质谱(GC-MS)法。样品中的氯苯类化合物经HLB固相萃取柱分离,通过5.0 mL乙酸乙酯和7.5 mL二氯甲烷进行洗脱提取,干燥浓缩后,选择DB-5MS毛细管柱作为分离柱,用GC-MS法测定,外标法定量。结果表明,在各自的线性范围内,氯苯类化合物的响应值与其质量浓度的线性关系良好,相关系数均大于0.9995,痕量水平下回收率为79.9%~115.7%,相对标准偏差为2.8%~10.3%(n=6),方法检出限为0.14~0.30μg/L。该方法简便、准确,灵敏度高,可以为地表水中氯苯类化合物的测定提供一定的技术支撑。

气-固环流反应器内瞬态流体力学特性的数值模拟

采用双流体模型和颗粒动力学理论,并考虑颗粒团聚现象对气固相间曳力的影响,对气-固环流反应器内的流体力学特性进行了数值模拟。模拟的时均固含率和颗粒速度与实验数据具有较好一致性,验证了模拟方法的可靠性。模拟结果表明:气-固环流反应器内瞬态固含率的分布具有典型聚式流态化的非均匀特征;压力脉动沿床层轴向的分布在一定程度上定性反映了气泡运动的信息;颗粒速度的时间序列和概率密度分布函数表明,床层各径向位置均存在颗粒的向上、向下运动,颗粒主体在床层内向上运动的同时还存在微观的内循环运动,模拟值为颗粒时均速度的径向非均一性宏观分布提供了合理的微观解释。

TiO2／AC复合催化剂光催化降解气相1，2-二氯苯

以商品活性炭(AC)为载体, 采用溶胶-凝胶法制备不同比表面积和TiO2负载量不同的光催化剂(TiO2/AC). 用氮吸附、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等表征方法, 获得了所制备的TiO2/AC性能参数; 并通过降解气相1,2-二氯苯(1,2-DCBz)的实验研究了TiO2/AC催化剂的光催化氧化性能, 主要考察参数包括催化剂使用量、比表面积、气相1,2-DCBz浓度等对光催化氧化的影响. 结果表明: 负载于AC上的TiO2颗粒粒径为10 nm左右, TiO2颗粒负载在大比表面积的载体AC上有利于光催化降解气相1,2-DCBz. 通过比较商用P25和自制TiO2/AC光催化剂对气相1,2-DCBz的降解效果, 证明了AC吸附作用和TiO2光催化降解的协同作用使TiO2/AC光催化剂对气相1,2-DCBz的降解效率有较显著的提高.