LPCE法同位素分离制备低氘水的工艺研究

液相催化交换(LPCE)法是一种操作方便高效的氢同位素分离方法。本文对LPCE法同位素分离制备低氘水的工艺进行了深入的实验研究。通过研究发现,在液相催化交换方法(LPCE)生产低氘水过程中,如果气液比达到1.5,随着温度的递增,总体积传质的系数Kya值会先升高后降低。而当反应温度一旦超过60℃,这一系数会持续地下降,因此,60℃被认为是最佳的反应温度。此外,LPCE方法在制备低氘水时候,最优气液比会因交换反应温度的不同而有所变化。气液比的增大会导致总体积传质系数Kya值上升,但是过高的气液比可能会导致气液带动,可能进一步引发液泛,从而使交换反应效率反而下降。

Pt-SDB憎水催化剂氢水液相催化交换工艺研究

研究了以贵金属铂为活性成分、聚苯乙烯 二乙烯基苯为载体的憎水催化剂Pt SDB的氢 水液相催化交换工艺条件 ,讨论了催化剂与亲水填料在催化反应床中的填装方式、填装比例以及反应温度、交换方式等工艺条件对氢 水催化交换反应总体积传质系数的影响。结果表明 :催化剂与填料混合填装时体积比 1∶1和分层有序填装时体积比 1∶4的效果最佳 ,总体积传质系数随反应温度升高而提高 ,交换反应温度以

Pt-SDB疏水催化剂应用于氢-水同位素交换的实验研究

采用气?液逆流方式对苯乙烯-二乙烯基苯共聚物担载金属铂(Pt-SDB)疏水催化剂应用于HD(g)/H2O(l)体系的氢同位素交换进行了实验室规模的中试实验研究;;对该实验系统和Pt-SDB的催化性能作出了评价;;得出了Pt-SDB的总体积传质系数Kya值和各种工艺条件。实验结果表明:当氢气流速为0.2m/s、温度为65℃时;;Pt-SDB与亲水性金属填料按1∶4的体积比混合装柱的Kya平均值达到41.5mol·m?·s?。

疏水催化剂用于水中氚回收的实验研究

本文简要介绍了自制的几种疏水催化剂的主要特性,采用这些催化剂进行了室温下的H—T同位素交换实验,初步考察了氢气流速对催化活性的影响。实验表明,催化剂的催化活性较高,能够用于室温下从氚水中回收氚。

疏水催化剂用于HD/H_2O同位素交换的性能研究

系统地研究了气体线速度、温度等对疏水催化剂传质系数的影响。气体线速度在2—9cm?s-1范围内,催化剂传质系数呈线性增长。气体线速度在20—90cm?s-1范围内,催化剂传质系数在40—60mol?m-3?s-1范围内,通过提高气体线速度来提高传质系数是一有效途径。降低进液位置后发现浓缩段传质系数在高气速下显著下降,从实验上证实了蒸汽在催化交换过程中具有极其重要的作用。操作温度宜在45℃左右。

耐温800℃陶瓷疏水催化剂的研制

用强酸对多孔疏水材料进行表面改性,获得疏水多孔陶瓷载体。采用浸渍法制备出耐温达800℃陶瓷基疏水催化剂,分别在低浓度氢-空气环境(φ(H2)=10-3)和低活度氚水环境(氚的放射性浓度1 570 kBq/L)中对其催化氧化效率和催化交换效率进行了测试,结果表明,在该疏水催化剂存在条件下,催化氧化反应的单程转化率为95%;同位素催化交换的单程转化率为81.7%。

高分散度Pt-Ir疏水催化剂制备及氢-水液相交换催化性能研究

用乙二醇作为碳黑分散溶剂,微波辐射快速加热,1￣2MPa压力下制备了Pt/C及不同Pt、Ir比例的Pt-Ir/C催化剂,用浸渍还原法制备了Pt-Ir/C催化剂,并用XRD,TEM和XPS对催化剂进行了表征。将两种方法制备的Pt/C,Pt-Ir/C催化剂与聚四氟乙烯(PTFE)一起负载于多孔金属载体,得到疏水催化剂,考查了其对氢-水液相交换反应的催化活性。微波辐射加热法制备的Pt/C和Pt-Ir/C催化剂活性金属粒子在碳载体上分布均匀,平均粒径大小分别为2.1nm和2.2nm,Ir的加入改变了活性金属粒子的形状和晶相结构,Pt-Ir/C中Pt以Pt(0),Pt!和Pt"形式存在,Ir以Ir(0)和Ir"形式存在。浸渍还原法制备的Pt-Ir/C催化剂活性金属粒子有明显团聚,晶粒平均大小为4.8nm。微波辐射法所得催化剂对氢-水液相交换反应有更高催化活性;Pt中掺入适量Ir,可提高单一Pt催化剂活性,Pt、Ir原子比例为4∶1时,催化剂活性最高。

用于氢-水同位素交换的Pt-PTFE类憎水催化剂的研制

研制了以铂为活性成分 ,聚四氟乙烯 (PTFE)为憎水材料 ,活性炭、二氧化硅等作载体的憎水催化剂。在滴流床上 ,进行了氢 水气液逆流氢同位素交换反应 ,讨论了载体、铂含量及PTFE量对催化剂活性的影响。结果表明 ,以活性炭为载体 ,聚四氟乙烯与Pt C粉的质量比在 1～ 2时 ,Pt C PTFE催化剂的活性高 ;

Pt—C—PTFE疏水性催化剂的H_2O—H_2同位素交换研究

本文简要介绍了Pt-C-PTFE疏水性催化剂的制备方法,采用此种催化剂进行了T-H交换实验,得到催化活性与温度、氢气流速的关系。同时对气/液并流和气/汽并流交换实验作了比较,后者活性大大高于前者。此外,在疏水性催化济中加入适量亲水性载体,可以大大提高催化剂的交换效率。

Pt-Ru疏水催化剂制备及氢-水液相交换催化性能

用乙二醇为还原剂和碳黑分散溶剂,微波快速加热,1-2 MPa压力下制备了Pt/C和Pt-Ru/C催化剂,用XRD、TEM和XPS对其进行了表征。Pt/C和Pt-Ru/C催化剂活性金属平均粒径为1.9~2.0 nm。随Ru的加入,活性金属粒子的面心立方结构逐渐不明显。Pt-Ru/C中Pt以Pt（0）、Pt（Ⅱ）和Pt（Ⅳ）形式存在,Ru以Ru（0）和Ru（Ⅳ）形式存在。再将Pt/C、Pt-Ru/C催化剂与聚四氟乙烯一起负载于泡沫镍,得到疏水催化剂,研究了其对氢-水液相交换反应的催化活性。研究中观察到,Pt中掺入适量Ru可提高单一Pt基疏水催化剂的催化活性。其可能的原因是：水在Pt表面不解离,Pt表面氢气与水间同位素交换通过形成中间体（H2O）nH＋（ads）（n≥2）进行,而水在Ru表面会发生解离,Pt-Ru疏水催化剂同时存在另一条反应路径。

H_2-H_2O气液氢同位素交换反应中Pt-SDB憎水催化剂的制备

制备了以贵金属铂为活性成分 ,聚苯乙烯 -二乙烯基苯为载体的 Pt- SDB憎水催化剂 ;在滴流床中 ,通过 H2 - H2 O气液逆流氢同位素交换实验 ,观察制备工艺对催化剂活性的影响。结果表明 :还原温度约为 2 0 0℃ ,还原时间为 8～ 10 h,制得的铂含量为 3%的催化剂 ,具有较高的活性和稳定性 ;铂含量为 1%～ 2 % ,单位铂活性较高 。

氢水液相交换反应用高分散度Pt/C/FN疏水催化剂制备及Pt粒径效应研究

以乙二醇代替常规的异丙醇为分散溶剂,H2PtCl6为前驱体溶剂,甲醛为还原剂,采用改进浸渍还原法制备Pt/C催化剂,用XRD,TEM和XPS对其进行表征.改进浸渍还原法容易制备高分散度Pt/C催化剂,催化剂Pt粒径大小可通过改变溶液pH值控制,pH值从1.6增加至11.3,铂纳米粒子的平均粒径由3.3nm减小到1.8nm.pH值11.3时催化剂中Pt(0),Pt(II)和Pt(IV)的含量分别为43.3%,30.8%和25.9%.选择不同Pt粒径大小的Pt/C催化剂与聚四氟乙烯(PTFE)一起负载于泡沫镍(FN),得到Pt/C/FN疏水催化剂,考查其对氢水液相交换反应的催化活性,Pt粒径越小,催化剂活性越高.

PTFE含量对Pt/C/PTFE疏水催化剂氢水液相催化交换性能的影响

研究采用液相还原法制备10%Pt/C催化剂,再将其与PTFE一起负载于多孔金属载体,制备Pt/ C/PTFE疏水催化剂。用XRD表征Pt/C催化剂上Pt晶相结构和粒径大小,Pt粒子平均粒径为3.1nm;SEM表征PTFE与Pt/C催化剂的分散状态,二者基本混合均匀,局部地方有因未均匀分散而形成的PTFE膜。由于催化剂疏水性不够,PTFE与Pt/C质量比为0.5∶1时,Pt/C/PTFE催化剂活性较低,比例增至1∶1,催化剂活性明显增加,而继续增加PTFE比例,有更多的Pt活性位被包覆在PTFE中,同时催化剂内扩散效应增加,催化剂活性又逐渐降低。对多孔金属载体预处理,PTFE与Pt/C质量比为0.5∶1时,Pt/C/PTFE催化剂活性增加,而比例升为1∶1时,催化剂活性降低。

氢-水液相交换疏水催化剂制备及活性影响因素研究进展

氢-水液相催化交换反应(LPCE)可用于含氚废水处理、含氚重水提氚、重水升级和重水生产等工艺,疏水催化剂是实现LPCE的关键。本文对疏水催化剂的制备方法及活性影响因素进行了综述,重点介绍了Pt/C/惰性载体类疏水催化剂的研究进展,包括惰性载体、活性金属载体的选择,碳负载Pt基催化剂制备方法,详细介绍了围绕疏水催化剂制备开展的基础研究工作,如LPCE微观反应机理,活性金属微观结构与催化活性的关系等。对疏水催化剂这一领域有待解决的问题及下一步的研究方向进行了探讨。

催化剂制备方法及高温还原对Pt/C/FN疏水催化剂活性的影响

采用常规浸渍还原法、改进浸渍还原法和高压微波加热法分别制备20%Pt/C催化剂,用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)对催化剂表征。三种方法制备的催化剂Pt粒径分别为2.9、2.0和1.9nm,标准差分别为0.8、0.7和0.5nm,高压微波加热法和改进浸渍还原法催化剂中Pt(0)含量分别为40.9%和43.3%。对高压微波加热法催化剂用H2/N2混合气300℃还原处理2h,或500℃处理1h,Pt粒径分别增至2.2和2.1nm,Pt(0)含量分别增至44.3%和49.7%。将Pt/C催化剂与聚四氟乙烯一起负载于泡沫镍(FN)载体,制备Pt/C/FN疏水催化剂,考察其对氢水液相交换反应的催化活性。影响疏水催化剂活性的因素包括Pt粒径大小及Pt(0)含量,降低Pt/C催化剂上Pt粒径大小,或提高Pt单质含量,均可提高疏水催化剂活性。

氢同位素D、T从气相到液相的氢-水交换实验研究

采用Pt-SDB疏水催化剂和亲水填料混装进行含氘、氚氢气与水的液相催化交换实验,研究反应温度、气体流量和液体流量对D、T转化率以及H-D、H-T的总传质系数Kya的影响。研究结果表明:在相同操作条件下,T的转化率η(H-T)比D的转化率η(H-T)高,H-T的总传质系数比H-D的高;从D、T转化率随气体流量和液体流量的变化趋势可知,气体流量对D、T转化率的影响较大;选择合适的反应温度即可获得较佳的转化率和总传质系数。在实际工艺中,反应温度选为45℃较适宜。

疏水催化剂用于水中氚回收的实验研究

本文简要介绍了自制的几种疏水催化剂的主要特性，采用这些催化剂进行了室温下的Ｈ－Ｔ同位素交换实验，初步考察了氢气流速对催化活性的影响。实验表明，催化剂的催化活性较高。

Pt-Ir/C/PTFE疏水催化剂及催化H-D交换研究

制备了 8种金属含量不同的Pt Ir C PTFE疏水性催化剂 ,采用这些催化剂进行了H D同位素气液对流、气汽并流交换实验 ,初步考察了温度、压力、氢气流速对催化活性的影响。实验表明 ,Ir的加入能够提高疏水催化剂的催化活性 ,当Ir在二元金属中的含量为 2 5 %时 。