中国博士后科学基金(2013M531340) 作品数:7 被引量:31 H指数:4 相关作者: 陈献 汤吉海 费兆阳 崔咪芬 乔旭 更多>> 相关机构: 南京工业大学 盐城工学院 更多>> 发文基金: 中国博士后科学基金 江苏省高校自然科学研究项目 国家自然科学基金 更多>> 相关领域: 理学 化学工程 更多>>
流化床串联多段冷激式绝热固定床HCl氧化反应模拟优化 被引量:2 2015年 提出了由流化床与多段冷激式绝热固定床串联的新型HCl氧化制氯反应工艺.通过物料、能量、动量衡算建立了绝热反应器一维数学模型,对绝热固定床反应器段间冷激气种类、流率、流化床反应器进口处HCl与O2摩尔配比及催化剂用量等工艺参数进行了优化计算.结果表明,液态氧为较适宜的冷激气,流化床反应器入口处最佳HCl与O2摩尔配比为1:0.7,流化床和绝热床中最佳催化剂用量分别为4.3与8.6 t,在该条件下,HCl转化率可达85%. 陈献 袁杰 费兆阳 汤吉海 崔咪芬 乔旭关键词:液态氧 HCl催化氧化制Cl_2的Cu-Ce混合氧化物催化剂研究 2015年 分别采用体相模板法和表面模板法制备了铜改性Ce O_2催化剂(Cu O-Ce O_2和Cu O/Ce O_2)。利用XRD、N2吸附-脱附、Raman、H2-TPR对催化剂进行了表征并考察了其催化氧化HCl制Cl2的性能。结果表明:体相模板法更有利于制备铜物种分散度更高的催化剂,提高催化剂表面氧空位的浓度。将催化剂表面氧空位浓度与HCl催化氧化活性关联发现,催化剂氧空位浓度是影响HCl催化氧化活性的重要因素。酸洗前后催化剂催化活性对比表明,高分散的Cu O在较低温度时对催化剂活性贡献不大,而在较高温度时可以有效促进催化剂催化性能。晶相Cu O对HCl的催化氧化活性没有贡献。 李郑州 费兆阳 戴勇 陈献 汤吉海 崔咪芬 乔旭关键词:CEO2 HCL 催化氧化 氧空位 天然粘土基催化剂的制备及HCl氧化制氯性能 被引量:8 2014年 分别以廉价易得的天然粘土为载体,制得CeCuK/高岭土、CeCuK/膨润土、CeCuK/活性白土催化剂,并进行了BET、XRD、Raman、H2-TPR、ICP、SEM等表征及HCl催化氧化性能研究.结果显示:CeCuK/活性白土具有较大的比表面积、孔容和平均孔径,活性组分CuO晶粒在活性白土载体上分散较好;在3种催化剂上CuO物种还原顺序为:CeCuK/活性白土>CeCuK/膨润土>CeCuK/高岭土;CeCuK/活性白土表现出较好的催化性能,当反应温度为430℃,HCl的质量空速为1.53 h-1时,V(HCl)∶V(O2)=1∶1,催化剂上HCl的反应能力为749 L·kg-1·h-1. 戴勇 叶宏斌 费兆阳 陈献 汤吉海 崔咪芬 乔旭关键词:活性白土 氯化氢 高比表面Ce_xTi_(1-x)O_2催化剂的结构表征及其HCl催化氧化性能 被引量:5 2014年 以硝酸铈,硫酸钛为前驱体,用氨水共沉淀法制备了一系列CexTi1-xO2催化剂.利用XRD、Raman、N2吸附-脱附、H2-TPR对催化剂进行了表征并考察了其催化HCl氧化制Cl2的性能.结果表明:复合氧化物较CeO2和TiO2更加分散甚至高度弥散,大大增加了其比表面积,最高可达170.5 m2·g-1,同时CeO2与TiO2之间的相互作用显著提高了其可还原氧物种数目,改善了其氧化还原性能.催化反应结果表明,复合氧化物的活性较CeO2和TiO2显著提升,Ce0.1Ti0.9O2表现出了良好的氯化氢催化氧化能力和较好的催化稳定性,在430℃时氯气产率可以达到0.90 gCl2·gcat-1·h-1,反应60 h后,氯气产率稳定在0.76 gCl2·gcat-1·h-1. 刘皓月 费兆阳 戴勇 陈献 汤吉海 崔咪芬 乔旭关键词:HCL 催化氧化 纳米催化剂 稀土掺杂对氯化氢氧化制氯气CuO-CeO_2-SiO_2催化剂结构和性能的影响 被引量:9 2015年 采用模板法制备了Cu O-Ce O2-Si O2和稀土掺杂的Cu O-Ce0.9M0.1O2-Si O2(M=La,Pr,Nd)催化剂.运用X射线衍射(XRD),N2吸附-脱附,透射电镜(TEM),拉曼(Raman)光谱,X射线光电子能谱(XPS)和氢气-程序升温还原(H2-TPR)等手段对催化剂的结构进行表征,并考察稀土掺杂对氯化氢催化氧化制氯气性能的影响.结果表明,稀土掺杂进入Ce O2晶格中形成良好的固溶体结构,获得更小的晶粒尺寸和更高的比表面积,并且显著提高了固溶体的表面氧空位浓度.稀土掺杂显著影响了催化剂的氯化氢催化氧化活性,活性顺序为:Cu OCe0.9La0.1O2-Si O2>Cu O-Ce0.9Nd0.1O2-Si O2>Cu O-Ce0.9Pr0.1O2-Si O2>Cu O-Ce O2-Si O2,固溶体氧空位浓度的高低与氯化氢氧化活性直接相关.通过与Ce0.9M0.1O2-Si O2催化剂的结构和性能的对比,发现氧空位浓度的提高并不能增强在固溶体表面发生的氯化氢氧化反应.动力学测试显示,稀土掺杂后,氧分子的吸附成为反应过程的决速步骤.但在V(O2):V(HCl)=1条件下,更高的氧空位浓度导致了固溶体更低的氯化氢氧化反应速率.结合机理分析认为,Cu O-Ce0.9M0.1O2-Si O2催化剂更高的氧空位浓度增强了固溶体表面的"氧溢流",加快了氯化氢氧化的整体反应速率,这是Cu O-Ce0.9M0.1O2-Si O2具备高活性的关键. 谢兴星 费兆阳 邹冲 李郑州 陈献 汤吉海 崔咪芬 乔旭关键词:稀土 氯化氢 氧空位 铈基复合氧化物的结构及其对HCl催化氧化性能的影响 被引量:16 2014年 采用氨水共沉淀法制备了一系列铈基复合氧化物(Ce0.9M0.1O2,M=Cu、Cr、Zr、Ti、La),借助XRD、Raman、N2吸附-脱附、ESEM和H2-TPR等手段对复合氧化物的结构进行了表征,并考察了其在HCl催化氧化制Cl2过程中的性能.结果显示:Cu、Cr和Zr掺杂能显著减小复合氧化物晶粒尺寸,提高复合氧化物的比表面积和孔容,并提供更多的低温可还原氧物种.而La和Ti的掺杂可以获得较大的表面氧空位浓度以及增加高温可还原氧物种数目.复合氧化物结构和表面性质的变化显著影响了其HCl催化氧化活性,在430℃下铈基复合氧化物催化剂活性顺序为:Ce0.9Cu0.1O2>Ce0.9Cr0.1O2>Ce0.9Zr0.1O2>Ce0.9Ti0.1O2>Ce O2>Ce0.9La0.1O2,低温可还原氧物种数目直接与催化剂活性有关.反应动力学测试显示催化剂低温可还原氧物种有利于HCl在催化剂表面的吸附和活化,而催化剂表面的氧空位可以促进氧分子的吸附和活化. 谢兴星 费兆阳 戴勇 徐希化 陈献 汤吉海 崔咪芬 乔旭关键词:氯化氢 催化氧化 循环利用 氯气 流化床串联多段绝热床HCl氧化反应器模拟优化 被引量:2 2015年 以Ce Cu K/Y为催化剂,提出了一种由流化床与多段绝热床串联的新型反应器用于HCl催化氧化过程。假设HCl年处理量为12万t/a,通过物料、能量、动量衡算建立反应器的数学模型,对HCl氧化工艺的操作参数进行优化。在不考虑床层压降的情况下,考察绝热床段数NAR及流化床出口HCl转化率xA,f对绝热床的最佳操作曲线和催化剂用量的影响。当NAR为3,xA,f为60%时,绝热床的最佳操作温度在380—430℃,满足了催化剂活性要求,催化剂总用量也较少。在考虑床层压降情况下,考察绝热床入口压强pin和内径Di对其催化剂用量WAR、床层压降Δp和床层高度Hi等的影响。综合反应器的操作难度及成本等因素,优选绝热床入口压强为500 k Pa,内径为1.6 m。在最佳操作条件下流化床和固定床所需催化剂分别为3.1 t和8.5 t。该研究为氯资源循环利用工业反应器的开发提供了理论依据。 袁杰 费兆阳 陈献 汤吉海 崔咪芬 乔旭关键词:间接换热