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苯加氢制环己烯装置能量系统集成及催化剂再生周期优化

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化工学报 2022年第12期73卷 5494-5503页

作者：赵丽文刘桂莲西安交通大学化学工程与技术学院陕西西安710049

苯选择性加氢制环己烯是工业上大规模生产环己烯的最佳方法,该反应的关键在于高活性和高选择性催化剂的选用。受各种因素影响,催化剂活性随生产系统运行时间的延长不断下降,影响反应器参数及换热网络(HEN)集成。从物料平衡和能量平衡出... 详细信息

苯选择性加氢制环己烯是工业上大规模生产环己烯的最佳方法,该反应的关键在于高活性和高选择性催化剂的选用。受各种因素影响,催化剂活性随生产系统运行时间的延长不断下降,影响反应器参数及换热网络(HEN)集成。从物料平衡和能量平衡出发,基于对温焓图的分析构建反应-换热网络耦合模型,揭示催化剂失活对能量系统集成的影响。据该模型分析苯加氢制环己烯生产过程,确定催化剂活性与反应关键参数及换热网络能耗的关系,并以催化剂活性为自变量构建反应-换热网络耦合性能图,直观反映反应转化率、反应器进/出口温度、反应器热负荷、系统能耗、系统运行时间及单位产品成本随催化剂失活的变化趋势。以单位产品平均生产成本为评价指标可以确定,Ru-Zn-B/ZrO_(2)催化剂的最佳再生活性为0.5,最佳再生周期为0.92年。再生周期优化后,单位产品平均生产成本可降低19.9%。

关键词：环己烯集成催化剂活性再生优化

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多环芳烃类液体有机氢载体储放氢技术研究进展

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化工进展 2023年第2期42卷 1000-1007页

作者：周一鸣齐随涛周宇亮谭潇石利斌杨伯伦西安交通大学化学工程与技术学院陕西西安710049

基于“绿电+绿氢”的可再生能源规模化利用模式是实现碳中和目标的重要措施,然而目前现有的氢储运技术无法满足该利用模式的大规模与跨时空需求。多环芳烃类有机液体氢载体储氢被认为是最有可能实现大规模且安全高效的异地氢储运技术。... 详细信息

基于“绿电+绿氢”的可再生能源规模化利用模式是实现碳中和目标的重要措施,然而目前现有的氢储运技术无法满足该利用模式的大规模与跨时空需求。多环芳烃类有机液体氢载体储氢被认为是最有可能实现大规模且安全高效的异地氢储运技术。本文介绍了多环芳烃类不饱和有机液体储氢技术的基本原理与常用有机氢载体的物化性质,分析了作为有机氢载体的关键参数,在此基础上,从空间位阻效应的角度解释了多环芳烃类有机液体氢载体的环内与环间加脱氢反应机理,并进一步从活性组分分散度、表面电荷效应、氢溢流以及低配位数等方面对多环芳烃加脱氢催化剂的研究进展进行了总结。提出了目前多环芳烃类有机液体氢载体储氢的技术难点在于脱氢温度高、循环率低以及催化剂成本高,并对优化能量匹配、催化剂改性等未来的应用场景和发展方向进行了展望。

关键词：苯氢反应催化剂

基于反应器-换热网络耦合的C4+烯烃裂解装置催化剂再生周期优化

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高校化学工程学报 2023年第5期37卷 813-823页

作者：赵丽文刘桂莲张早校西安交通大学化学工程与技术学院陕西西安710049

为了研究烯烃催化裂解装置催化剂失活对系统的影响,优化催化剂再生周期,构建了考虑催化剂失活的反应与换热网络通用集成模型。基于反应和催化剂失活动力学、换热网络集成原理和公用工程迁移规律,构建了反应器-换热网络耦合集成模型,可... 详细信息

为了研究烯烃催化裂解装置催化剂失活对系统的影响,优化催化剂再生周期,构建了考虑催化剂失活的反应与换热网络通用集成模型。基于反应和催化剂失活动力学、换热网络集成原理和公用工程迁移规律,构建了反应器-换热网络耦合集成模型,可确定反应器参数和换热网络目标能耗随催化剂失活的变化规律,以单位产品的平均能耗为评价指标优化催化剂再生周期。据此模型探讨了烯烃催化裂解装置催化剂活性变化对反应器出料组成、温度、换热网络最小公用工程用量以及单位产品平均能耗的影响规律,确定了催化剂的最佳再生活性为0.8,最佳再生周期约为4.5天。优化后,单位产品平均生产能耗可降低41.5%。

关键词： C4+烯烃裂解换热网络催化剂失活再生周期优化反应器

活性炭负载Pt-Ni双金属催化剂上十氢化萘脱氢

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催化学报 2014年第11期35卷 1833-1839页

作者：齐随涛李迎迎岳佳琪陈昊伊春海杨伯伦西安交通大学化学工程与技术学院化工系陕西西安710049

采用等体积浸渍法制备了活性炭负载的具有脱氢活性的Pt-Ni双金属催化剂及相应的Pt单金属催化剂,并用X射线衍射、N2吸附-脱附和NH3-程序升温脱附对其进行了表征.在290°C下,研究了间歇反应条件下催化剂以过热液膜状态催化十氢化萘脱氢活... 详细信息

采用等体积浸渍法制备了活性炭负载的具有脱氢活性的Pt-Ni双金属催化剂及相应的Pt单金属催化剂,并用X射线衍射、N2吸附-脱附和NH3-程序升温脱附对其进行了表征.在290°C下,研究了间歇反应条件下催化剂以过热液膜状态催化十氢化萘脱氢活性,考察了温度、浸渍顺序和Pt/Ni摩尔比对十氢化萘脱氢活性和萘产率的影响.结果表明,与单金属催化剂相比,Pt-Ni双金属催化剂上产氢效率显著提高.当Pt/Ni摩尔比为1:1,Pt首先浸渍时,得到的催化剂上脱氢转化率和萘产率最高.将实验结果与密度泛函理论计算的氢原子在不同催化表面的结合能关联证实,具有更强原子氢结合能的双金属表面具有更高的脱氢活性.

关键词：铂镍双金属十氢化萘脱氢密度泛函理论

Ni_2P/TiO_2-Al_2O_3催化剂的放大制备及其深度加氢脱硫性能

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高校化学工程学报 2015年第2期29卷 305-311页

作者：黄志钰李英明潘延波李莎莎杨伯伦西安交通大学化学工程与技术学院化学工程系陕西西安710049

按照单位体积搅拌功率恒等的放大准则,采用不同规格的反应釜以溶胶凝胶法(sol-gel)制备Ti O2-Al2O3复合载体;依据还原气体线速度恒等的放大准则,在不同规格管式炉中以程序升温还原法(TPR)制备Ni2P/Ti O2-Al2O3催化剂,并在连续固定床反... 详细信息

按照单位体积搅拌功率恒等的放大准则,采用不同规格的反应釜以溶胶凝胶法(sol-gel)制备Ti O2-Al2O3复合载体;依据还原气体线速度恒等的放大准则,在不同规格管式炉中以程序升温还原法(TPR)制备Ni2P/Ti O2-Al2O3催化剂,并在连续固定床反应器中考察催化剂的加氢脱硫性能,以研究凝胶、TPR这两个催化剂制备关键过程的"放大效应"。结果表明,放大制备的载体物化性质与小试结果相当,放大制备的催化剂在温度603 K、压力2.5 MPa、质量空速2 h?1、氢油体积比500的条件下对含硫量为0.1%(wt)的二苯并噻吩(DBT)/环己烷溶液进行90 h的加氢脱硫反应,转化率达到99.4%,模型油品中硫含量降至6 ppm,其结果也与小试相同,表明上述载体以及催化剂制备工艺可靠、重复性好,有望实现规模化制备。

关键词：溶胶凝胶法程序升温还原磷化镍加氢脱硫制备放大

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基于磁控溅射方法制备高性能铝基催化剂

基于磁控溅射方法制备高性能铝基催化剂

PFAS及含氟气体管控下环保绝缘气体研究与电力装备应用展望

第十二届中国金属学会青年学术年会暨首届〝碳中和〞冶金青年科学家沙龙

作者：余骏刘思达西安交通大学航天航空学院

铂基催化剂广泛应用于电解水析氢催化,但由于成本问题,其应用受到限制。铝基催化剂作为一种重要的催化材料,因其丰富的储量、低成本和良好的催化性能,在析氢反应(HER)中展现出广泛的应用前景。磁控溅射法作为一种高效的薄膜制备技术,能... 详细信息

铂基催化剂广泛应用于电解水析氢催化,但由于成本问题,其应用受到限制。铝基催化剂作为一种重要的催化材料,因其丰富的储量、低成本和良好的催化性能,在析氢反应(HER)中展现出广泛的应用前景。磁控溅射法作为一种高效的薄膜制备技术,能够在控制铝基催化剂的表面结构和组成方面展现出显著优势。通过优化溅射参数,制备的铝基催化剂在催化析氢反应中表现出高效的催化性能。采用磁控溅射法制备的铝基催化剂具有高表面积、高活性位点和良好的电化学稳定性,尤其是在与其他金属或非金属材料复合后,其析氢活性和耐久性得到了显著提升。本文中催化剂表现出卓越的性能,与单原子催化剂类似,优于基于纳米簇的催化剂。我们使用铝而不是贵金属作为催化剂的主要元素,并使用比铂更便宜的钌作为贵金属成分。该设计策略为开发用于大规模制氢的电催化剂提供了一条有效途径。通过上述策略,我们发现贱金属基催化剂的应用前景广阔,其在生物催化中的潜力也逐渐显现。特别是含铝催化剂在消除生物体系中过量的ROS方面,展现出显著的催化效果。过量的ROS在生物体内会引起氧化应激,导致细胞损伤和疾病。因此,通过含铝催化剂的应用,有望开发出新型的生物催化剂,用于ROS的高效清除,从而保护细胞免受氧化应激的危害。贱金属基催化剂在医工交叉领域的应用前景,特别是在生物医学工程中的潜在用途。例如,利用贱金属基催化剂的ROS消除能力,开发新的抗氧化材料和药物输送系统,以提升干细胞保护和治疗效果。此外,结合纳米技术,将贱金属基催化剂与其他生物活性材料相结合,可以显著提升其在生物催化中的应用效果。总之,铝基催化剂在析氢和生物催化ROS方面的应用研究,不仅为新能源和环保领域提供了新的解决方案,也为生物医学工程开辟了新的研究方向。未来,通过多学科交叉合作,进一步优化铝基催化剂的设计和应用,将为推动相关技术的产业化和实际应用提供重要的科学基础。

关键词：磁控溅射铝基催化剂析氢催化 ROS催化医工交叉

来源： cnki会议评论

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中国电机工程学报 2024年第1期44卷 362-376,I0030页

作者：张晓星肖淞张博雅李祎田双双李兴文傅明利唐炬唐念赵波曾纪珺新能源及电网装备安全监测湖北省工程研究中心(湖北工业大学) 湖北省武汉市430068 电网环境保护全国重点实验室(武汉大学电气与自动化学院) 湖北省武汉市430072 电工材料电气绝缘全国重点实验室(西安交通大学) 陕西省西安市710049 南方电网科学研究院有限责任公司广东省广州市510080 广东电网有限责任公司电力科学研究院广东省广州市510699 氟氮化工资源高效开发与利用国家重点实验室(西安近代化学研究所) 陕西省西安市710065

全球气候变化背景下,SF6的使用将受到更严格的限制。以C_(4)F_(7)N和C_(5)F_(10)O等为代表的低全球变暖潜在值(global warming potential,GWP)、高绝缘强度气体得到了广泛关注,相关高压电气装备已在多个国家推广应用。然而随着2019年《... 详细信息

全球气候变化背景下,SF6的使用将受到更严格的限制。以C_(4)F_(7)N和C_(5)F_(10)O等为代表的低全球变暖潜在值(global warming potential,GWP)、高绝缘强度气体得到了广泛关注,相关高压电气装备已在多个国家推广应用。然而随着2019年《斯德哥尔摩公约》的签署,世界多国逐步出台了针对全氟烷基和多氟烷基物质(polyfluoroalkylsubstances,PFAS)以及含氟气体限制使用的法规和标准,以美国和欧盟为代表的激进PFAS政策也间接导致3M公司计划于2025年底累计停产包括C_(4)F_(7)N、C_(5)F_(10)O在内的58种含氟物质。为此,该文深入剖析PFAS及含氟气体管控背景下环保绝缘气体与装备发展面临的挑战,阐述相关政策对我国气体绝缘装备低碳发展的影响,指出氟碳类环保绝缘气体的全生命周期管控标准的制定及应用监管规范化是目前的重要工作,并对新型绝缘气体分子设计方法、绝缘与放电理论、工程应用技术及产品研发等方面的未来发展进行展望,以期为我国环保电力装备研发及相关政策的制定提供参考。

关键词：环保绝缘气体多氟烷基物质(polyfluoroalkyl substances,PFAS) 含氟气体管控政策

MnFe_2O_4的合成及其非均相Fenton法降解工业废水的性能

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化工进展 2018年第8期37卷 3021-3028页

作者：陆清华李沅瑾宋凤丹陈昊齐随涛西安交通大学化学工程与技术学院陕西西安710049

采用水热合成法制备了尖晶石铁氧体Mn Fe_2O_4磁性纳米催化剂,通过XRD、SEM、TEM、BET、TG/DTA等对其物相结构进行表征,并通过降解亚甲基蓝、罗丹明B和苯酚作为探针反应行了活性测试。结果表明,在反应溶液体系p H=7、催化剂加入量0.5g/... 详细信息

采用水热合成法制备了尖晶石铁氧体Mn Fe_2O_4磁性纳米催化剂,通过XRD、SEM、TEM、BET、TG/DTA等对其物相结构进行表征,并通过降解亚甲基蓝、罗丹明B和苯酚作为探针反应行了活性测试。结果表明,在反应溶液体系p H=7、催化剂加入量0.5g/L、过氧化氢浓度1.25mmol/L、反应温度20℃时,亚甲基蓝、罗丹明B、苯酚的降解率在130min内分别达到了97.34%、94.48%、16.63%。反应体系引入超声辅助后50min内亚甲基蓝降解率为95.61%,高于单一非均相Fenton催化体系50min内对其80%的降解率,表明超声空化与非均相Fenton反应之间具有协同效应,有助于提高反应物降解率。活性中心鉴定表明高价铁氧体为染料降解的主要活性中心,而羟基自由基则是苯酚降解的主要活性中心。循环测试实验表明,催化剂活性高、稳定性高、可再生、不易溶出失活。

关键词：催化非均相Fenton法尖晶石铁氧体自由基废水处理

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尿素电氧化镍基阳极催化剂的研究进展

化工进展 2017年第3期36卷 926-933页

作者：边路路杜庆阳田晓录杜婷婷李明涛杨伯伦西安交通大学化学工程与技术学院陕西西安710049

近年来,尿素电氧化法处理富含尿素的工业废水和生活污水得到了广泛关注。在尿素电氧化过程中,催化剂是决定尿素氧化效率和实用性的关键材料。非贵金属镍不但对尿素电氧化反应表现出较高的催化活性,而且廉价易得,近年来成为研究热点。本... 详细信息

近年来,尿素电氧化法处理富含尿素的工业废水和生活污水得到了广泛关注。在尿素电氧化过程中,催化剂是决定尿素氧化效率和实用性的关键材料。非贵金属镍不但对尿素电氧化反应表现出较高的催化活性,而且廉价易得,近年来成为研究热点。本文在简要介绍碱性环境中镍基催化剂氧化尿素机理的基础上,综述了最近尿素电氧化催化剂的研究进展,并结合本课题组的工作从镍基金属催化剂、镍基氢氧化物催化剂、镍基氧化物催化剂和负载型催化剂4个方面做了详细的评述。文中提出当前尿素电氧化催化剂存在催化活性较低、电流密度较小、起始电位较高等问题,未来尿素电氧化催化剂将朝向改变镍基催化剂的形貌和组成等方向发展。

关键词：燃料电池电化学氧化催化剂