微反應(yīng)器在銅鋅共沉淀過(guò)程中的運(yùn)用
近年來(lái),微反應(yīng)器在微化工系統(tǒng)和工藝強(qiáng)化等方面受到廣泛關(guān)注。該反應(yīng)器與傳統(tǒng)的攪拌反應(yīng)器相比,具有類似于“微米”尺度的變化。一般而言,微反應(yīng)器是指當(dāng)量通道直徑小于0.1mm的反應(yīng)器序列。
因其微尺寸特性,征反應(yīng)器具有如下所述的特征:a)快速混合特性,區(qū)別于常規(guī)攪拌釜反應(yīng)器;通常,霉菌反應(yīng)器中的混合靠分子擴(kuò)散進(jìn)行,因此濃度梯度的問(wèn)題可相應(yīng)避免;由于通道尺寸較小,盡管擴(kuò)散混合本身效率較低,但在微通道中擴(kuò)散混合時(shí)間卻大大減少,因而征通道具有極高的混合效率。
b)高比表面積,征通道極小的尺寸使微通道具有極大的表面積比,這使得微反應(yīng)器內(nèi)部有很大的傳熱面積,10-1000倍,更有利于加熱。
c)停留時(shí)間長(zhǎng),霉菌反應(yīng)器的流道內(nèi)部的流場(chǎng)結(jié)構(gòu),流道長(zhǎng)度等,均可由流道長(zhǎng)度決定。是啊。
以上結(jié)果表明,共沉淀銅鋅反應(yīng)并非同時(shí)進(jìn)行,即銅鋅離子有不同程度的沉淀。雖然銅鋅共沉淀在表面上只是一個(gè)瞬時(shí)過(guò)程,但從離子沉淀的性質(zhì)來(lái)看,其發(fā)生有其必然性。常規(guī)攪拌釜反應(yīng)局部濃度不均勻,說(shuō)明局部區(qū)域銅鋅離子濃度分布梯度大。因此,即使在“恒定”沉淀的條件下,所得化學(xué)沉淀物的空間和時(shí)間分布也是不恒定的,即沉積物中的銅、鋅分布存在著微觀上的不均一性。
但對(duì)于這一現(xiàn)象,微通道連續(xù)反應(yīng)技術(shù)的應(yīng)用則為其提供了具體的解決方法,在微通道反應(yīng)器中,銅-鋅沉淀在很短的時(shí)間內(nèi)就能形成,反應(yīng)器也能迅速轉(zhuǎn)移。結(jié)果表明,pH值、溫度等對(duì)沉淀過(guò)程有很大的影響,且反應(yīng)溶液濃度梯度較小,在反應(yīng)過(guò)程中由于反應(yīng)通道內(nèi)極小的反應(yīng)空間,使反應(yīng)液濃度梯度較小,更有利于反應(yīng)物的混合,從而形成更為均勻的共沉淀產(chǎn)物。Hinrichsen等對(duì)t1G7進(jìn)行了初步研究,IG8l人已用霉菌通道反應(yīng)器合成了高活性的銅鋅催化劑。
在微反應(yīng)器中合成銅鋅催化劑方面,國(guó)內(nèi)蔣新安也做了進(jìn)一步的探索和研究。通過(guò)改變霉菌反應(yīng)器的形態(tài),提高溶液的流動(dòng)速度,以及采用超聲-11%外置的方法,集中在微反應(yīng)器中提高溶液的混合狀態(tài),從而合成出更均勻分布的沉淀物,這種沉淀物通過(guò)“化學(xué)記憶”的作用機(jī)制,可以影響后續(xù)前驅(qū)體到氧化物的結(jié)構(gòu)演變,最終作用于催化劑的催化活性。
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