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半圆管曲面涡轮搅拌槽内混合特性的数值模拟 被引量：10
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作者 齐娜娜 吴桂英 +2 位作者 王卉 张锴 张虎 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期2305-2313,共9页
在商业化软件ANSYSCFX10.0平台上,采用多重参考系法来解决挡板与桨叶之间的相对转动问题,由标准k-ε模型对半圆管曲面涡轮搅拌槽内流动和混合过程进行了详细的数值模拟,本模拟所得的功率准数和设计值以及相关文献值吻合良好。结果表明:... 在商业化软件ANSYSCFX10.0平台上,采用多重参考系法来解决挡板与桨叶之间的相对转动问题,由标准k-ε模型对半圆管曲面涡轮搅拌槽内流动和混合过程进行了详细的数值模拟,本模拟所得的功率准数和设计值以及相关文献值吻合良好。结果表明:当搅拌桨离底距离由搅拌槽直径的1/2处变为1/3处时,搅拌槽内的流型均为典型的'双循环流型',而当搅拌桨离底距离由搅拌槽直径的1/3处降低至1/6处时,槽内流型由典型的'双循环流型'转变为'单循环流型';通过对不同时刻不同桨叶离底距离下的示踪剂浓度分布图分析表明槽内的混合过程与流动场密切相关;加料点位置对于最终的流场混合效果有着显著影响,对于混合时间数据的采集应注意不同加料位置时监测点的选取。CFD模拟结果表明本文所采用的模型可以很好的预测半圆管曲面涡轮搅拌槽内的混合特性,为进一步改进和优化半圆管曲面涡轮的设计提供了一定的参考。 展开更多
关键词 搅拌槽 曲面涡轮 混合特性 数值模拟
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共价有机框架基光催化剂合成过氧化氢和高价值化学品的最新进展
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作者 刘高雄 陈润东 +4 位作者 夏兵全 吴珍 刘善堂 Amin Talebian-Kiakalaieh 冉景润 《Chinese Journal of Catalysis》 SCIE CAS CSCD 2024年第6期97-110,共14页
过氧化氢(H_(2)O_(2))广泛用于废水处理、燃料电池及漂白剂等领域.尽管传统生产H_(2)O_(2)的蒽醌法拥有成熟的技术基础,但存在能耗高、爆炸风险、毒气排放以及环境污染等问题.太阳能驱动的光催化合成H_(2)O_(2)作为一种绿色、无污染、... 过氧化氢(H_(2)O_(2))广泛用于废水处理、燃料电池及漂白剂等领域.尽管传统生产H_(2)O_(2)的蒽醌法拥有成熟的技术基础,但存在能耗高、爆炸风险、毒气排放以及环境污染等问题.太阳能驱动的光催化合成H_(2)O_(2)作为一种绿色、无污染、可持续的能源转换技术,展现出替代传统的蒽醌工艺的巨大潜力.共价有机框架(COFs)作为光催化合成H_(2)O_(2)的新兴催化剂,以可调节的能带结构、宽光吸收范围及高光催化效率在克服传统无机光催化剂低转化效率方面显示出优势.通过合理的结构设计调整氧还原反应(ORR)途径,COFs可提升光催化合成H_(2)O_(2)的产率,并可同时促进高附加值化学品的合成.本文综述了基于COFs的光催化剂在H_(2)O_(2)合成及选择性氧化高价值化学品领域的最新研究进展.首先,详细讨论了COFs基光催化剂在合成H_(2)O_(2)过程中的三种主要途径:(1)单步两电子氧还原反应;(2)两步单电子氧还原反应;(3)双通道反应机制.同时,强调了牺牲剂对光催化合成H_(2)O_(2)和高附加值化学品的影响.其次,总结了多种新颖的COF基光催化剂合成策略,包括静电自组装、原位合成、蒸汽辅助工艺、孔隙划分和界面聚合等,这些策略在光催化生产H_(2)O_(2)及高价值化学品方面发挥了关键作用.接下来,深入探讨了提升COFs在H_(2)O_(2)和高价值化学品生成效率方面的策略,主要包括单原子生长、异质结构建、活性位点调节和催化环境控制等四种修饰策略.这些策略涉及材料的贵金属改性、材料相互作用促进、官能团设计以及反应界面的亲疏水性质,旨在从整体上推动COFs在光催化的可持续性和增值化学合成方向的研究与创新.最后,提出了COFs基光催化剂面临的挑战与当前进展.其中,COFs的薄膜制备和多相体系构建对于解决催化剂的分离与回收问题至关重要.同时,强调了机理表征在提升COF基光催化 展开更多
关键词 共价有机框架 光催化 过氧化氢合成 高价值化学品 设计策略
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基于单原子铁催化剂的过一硫酸盐高级氧化过程: 配位结构和活性组分
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作者 程成 任伟 +2 位作者 张晖 段晓光 王少彬 《Chinese Journal of Catalysis》 SCIE CAS CSCD 2024年第4期15-37,共23页
随着全球工业化的迅速发展,大量有毒污染物不断排入水体中,对水生态系统和人类健康构成了严重威胁.为应对这一挑战,人们发展高级氧化技术,其通过产生活性自由基,能够氧化并矿化有毒污染物.其中,利用非均相催化剂活化的过一硫酸盐高级氧... 随着全球工业化的迅速发展,大量有毒污染物不断排入水体中,对水生态系统和人类健康构成了严重威胁.为应对这一挑战,人们发展高级氧化技术,其通过产生活性自由基,能够氧化并矿化有毒污染物.其中,利用非均相催化剂活化的过一硫酸盐高级氧化过程可产生多种非自由基活性物种,如单线态氧、催化剂-过硫酸盐复合体和高价态金属,这些物种具有选择性氧化特定污染物的能力.为了实现对污染物的精准处理,需要合理设计与调控非均相催化剂的结构,以选择性地产生自由基/非自由基物种.单原子催化剂具有较高的原子利用效率和明确可调控的活性位点结构,可高效且选择性活化过一硫酸盐,并产生多种活性组分.然而,由于活性组分多元的生成路径及其之间复杂的相互作用,目前对于单原子催化剂在过一硫酸盐活化过程中的结构-活性/选择性关系尚未得到深入揭示.因此,本研究旨在通过深入探究单原子催化剂的结构与性能关系,为优化催化剂设计、提升污染物处理效率提供科学依据.本文围绕最具代表性的单原子铁系催化剂,系统分析并总结了在过一硫酸盐高级氧化过程中的结构-活性/选择性关系.首先,简要介绍了单原子铁催化剂的制备方法和表征手段,以及活性位点结构的生成过程.然后,深入分析了单原子铁催化剂活化过一硫酸盐过程的研究进展和反应特性.从理论与实验角度,详细阐述了过一硫酸盐活化过程中活性物种产生的反应原理.具体来说,探讨了自由基、单线态氧、催化剂-过硫酸盐复合体和高价铁组分在不同单原子铁位点上的生成机理及鉴别方法.进一步地,分析了单原子铁催化剂活性位点的几何结构和电子结构性质对活性物种产生的影响,总结了调控活性位点的有效手段.在此基础上,建立单原子铁催化剂结构与产生活性组分之间的结构-活性/选 展开更多
关键词 过一硫酸盐活化 单原子铁催化剂 自由基 非自由基 水处理 环境修复
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