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微反應器在銅鋅共沉淀過程中的運用

近年來,微反應器在微化工系統(tǒng)和工藝強化等方面受到廣泛關注。該反應器與傳統(tǒng)的攪拌反應器相比,具有類似于“微米”尺度的變化。一般而言,微反應器是指當量通道直徑小于0.1mm的反應器序列。

因其微尺寸特性,征反應器具有如下所述的特征:a)快速混合特性,區(qū)別于常規(guī)攪拌釜反應器;通常,霉菌反應器中的混合靠分子擴散進行,因此濃度梯度的問題可相應避免;由于通道尺寸較小,盡管擴散混合本身效率較低,但在微通道中擴散混合時間卻大大減少,因而征通道具有極高的混合效率。

微反應器.jpg

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,這使得微反應器內部有很大的傳熱面積,10-1000倍,更有利于加熱。

c)停留時間長,霉菌反應器的流道內部的流場結構,流道長度等,均可由流道長度決定。是啊。

以上結果表明,共沉淀銅鋅反應并非同時進行,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瞬時過程,但從離子沉淀的性質來看,其發(fā)生有其必然性。常規(guī)攪拌釜反應局部濃度不均勻,說明局部區(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,所得化學沉淀物的空間和時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。

但對于這一現(xiàn)象,微通道連續(xù)反應技術的應用則為其提供了具體的解決方法,在微通道反應器中,銅-鋅沉淀在很短的時間內就能形成,反應器也能迅速轉移。結果表明,pH值、溫度等對沉淀過程有很大的影響,且反應溶液濃度梯度較小,在反應過程中由于反應通道內極小的反應空間,使反應液濃度梯度較小,更有利于反應物的混合,從而形成更為均勻的共沉淀產物。Hinrichsen等對t1G7進行了初步研究,IG8l人已用霉菌通道反應器合成了高活性的銅鋅催化劑。

在微反應器中合成銅鋅催化劑方面,國內蔣新安也做了進一步的探索和研究。通過改變霉菌反應器的形態(tài),提高溶液的流動速度,以及采用超聲-11%外置的方法,集中在微反應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“化學記憶”的作用機制,可以影響后續(xù)前驅體到氧化物的結構演變,最終作用于催化劑的催化活性。