MCM-48中孔分子筛的合成

在文献报道的水热法合成MCM 48中孔分子筛的基础上,针对在不同时期合成MCM 48合成重复性不好的问题,系统地考察了滴加正硅酸乙酯(TEOS)时溶液的温度,发现在溶液温度为20℃时滴加TEOS时配制的合成液能合成出有序性较高的MCM 48,并考察了焙烧温度及气氛对合成MCM 48中孔分子筛的影响,通过XRD、TG/DSC等对合成的产物进行了表征。     

面向应用过程的陶瓷膜设计方法

无机陶瓷膜以其优良的材料性能获得了广泛的应用。由于膜品种的定型化 ,使膜应用研究受到一定的限制。面向应用过程来设计最优性能陶瓷膜将会是一个重要的发展方向。在提出面向应用过程的陶瓷膜设计基本研究框架基础上 ,以颗粒体系为对象 ,建立起包含膜结构参数的微滤模型 ,考察膜孔径、厚度、孔隙率等结构参数对微滤性能的影响 ,从而从理论上建立颗粒体系微滤过程中最优膜的选择方法     

扩散渗析法从钛白废酸中回收硫酸

针对钛白废酸的回收,在静态扩散条件下测定了硫酸、硫酸亚铁在阴离子交换膜中的渗析系数以考察膜的分离性能。进一步考察动态扩散操作参数如流量、流量比、停留时间等对回收率及回收酸浓度的影响。研究表明,使用的阴离子交换膜具有良好的分离性能,酸盐分离系数达23.6,在水酸流量比维持在1～1.1,废酸流量维持在0.6L·h-1左右的条件下,硫酸回收率大于85%,硫酸亚铁透过率小于7%。     

CoX催化苯乙烯氧化-膜分离耦合连续反应工艺的研究

将细小的CoX催化苯乙烯氧化悬浮体系与无机膜分离耦合,实现了反应的连续操作,考察了温度、催化剂用量、溶剂量和搅拌速度对反应结果和膜通量的影响。结果表明膜分离过程不会对反应活性造成影响,操作过程中各因素对膜通量的影响归因于此条件下催化剂对膜孔的堵塞及其在膜表面的沉积程度,而超声是一个很好恢复膜通量的手段。在m(CoX)∶m(苯乙烯)=0.16、V(溶剂)∶V(苯乙烯)=3、反应温度100℃、停留时间6 h、搅拌速度800 r/min,跨膜压差0.03 MPa的条件下,苯乙烯的转化率达54.3%,环氧苯乙烷的选择性达到51.4%,苯甲醛选择性达到31.0%,膜通量为28.9 L/(m2.h)。     

H2, CO, N2, O2和CH4在碳膜中的扩散

Diffusion of pure H2, CO, N2,O2 and CH4 gases through nanoporous carbon membrane is investigated by carrying out non-equilibrium molecular dynamics （NEMD） simulations. The flux, transport diffusivity and activation energy for the pure gases diffusing through carbon membranes with various pore widths were investigated. The simulation results reveal that transport diffusivity increases with temperature and pore width, and its values have a magnitude of 10^-7 m^2·s^-1 for pore widths of about 0.80 to 1.21 nm at 273 to 300 K. The activation energies for the gases diffusion through the membrane with various pore widths are about 1-5 kJ·mol^-1, The results of transport diffusivities are comparable with that of Rao and Sircar （J. Membr. Sci., 1996）, indicating the NEMD simulation method is a good tool for predicting the transport diffusivities for gases in porous materials, which is always difficult to be accurately measured by experiments.     

以油菜花粉为模板水热法制备TiO2中空微球

以油菜花粉为模板,先用超声使花粉分散在无水乙醇中,再通过水热法制备了TiO2前驱体/花粉壳-核微球;550℃焙烧脱除花粉核后得到了TiO2中空微球.采用SEM,TG,XRD,FTIR和N2吸附对TiO2前驱体/花粉壳-核微球及TiO2中空微球进行了表征.结果表明:在TiO2前驱体/花粉壳-核微球的制备过程中,超声波诱导能使TiO2前驱体较均匀的负载在花粉表面,适宜的钛酸丁酯用量为6.6 g/g花粉,适宜的水热处理温度为105℃.在此条件下得到的TiO2前驱体/花粉壳-核微球经550℃焙烧即可制得形状完整、大小约18μm的锐钛矿型TiO2中空微球.具有较窄的中孔结构,平均孔半径为1.9nm,比表面积为26.76 m2·g-1.     

陶瓷膜通道相互作用的实验分析及CFD优化

提出陶瓷膜过滤时,通道之间存在3种效应关系（壁厚效应、干扰效应、遮挡效应）,并用实验进行了验证。对于多通道陶瓷膜构型的设计,要考虑3种效应。膜孔径小于200 nm的陶瓷膜,可以增大其通道的排布密度,通过提高装填密度可以提高单位体积的处理量;膜孔径大于500 nm的陶瓷膜,中间的通道对通量几乎没有贡献,提高装填密度意义不大。固定膜元件的外径,选取通道直径a_c和壁厚a_w,并设定两参数的比值为α,采用计算流体力学（CFD）软件进行模拟计算,获得了通量与处理量随孔径与α值的变化关系。     

利用高酸值餐饮废油脂制备生物柴油

以高酸值餐饮废油脂为原料,在酯化反应后再经两步酯交换反应制备生物柴油。在酯化反应中添加吸水剂可降低油脂的酸值,经一次酯化反应即可将油脂的酸值降至2m g/g左右,满足酯交换反应的要求。考察了酯化反应中吸水剂的添加方式、种类及其用量对酯化反应的影响,以及酯交换催化剂的种类及用量对脂肪酸甲酯(FAME)收率和产物组成的影响。实验结果表明,以凹凸棒土为吸水剂(用量为餐饮废油脂中游离脂肪酸质量的3%),且在酯化反应30m in时加入,酯化效果较好;以质量比为1∶1的NaOH和KOH混合物为催化剂进行两步酯交换反应时,催化剂的最佳用量依次为1.00%和0.75%(质量分数,基于油脂的质量),FAME收率最高达到96.33%。     

甘油三乙酸酯超临界酯交换反应及其动力学研究

研究了在超临界条件下甘油三乙酸酯与甲醇或乙醇的酯交换反应,分别考察了超临界状态下醇油摩尔比和温度对反应的影响。实验结果表明,甲醇或乙醇与甘油三乙酸酯的摩尔比为14、反应温度为350℃、反应时间为20m in时,乙酸甲酯或乙酸乙酯的收率分别达100%和60%。对超临界状态下动力学的研究结果表明,甘油三乙酸酯与甲醇或乙醇的酯交换反应为拟一级反应,在相同的反应条件下,采用甲醇时酯交换反应速率比用乙醇时快,相应的甘油三乙酸酯的转化率也高;甘油三乙酸酯在超临界甲醇或乙醇中酯交换反应的表观活化能分别为58.7 kJ/mol和75.1 kJ/mol,甘油三乙酸酯与甲醇酯交换反应的活化能低于与乙醇酯交换反应的活化能,表明碳链短的醇更易进行酯交换反应。     

面向过程的无机膜透氧工艺设计

根据无机膜通氧过程的高温特点，并结合工业应用的经济性要求，对机膜道氧过程的工艺路线进行了探索性研究，初步实现了无机膜道氧过程与能量回收和高温过程的藕合，构筑了面向过程的无机膜透氧工艺设计，为实现无机膜透氧过程的工业化应用提供了指南。