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微反应器在铜锌共沉淀过程中的运用

近年来,微反应器在微化工系统和工艺强化等方面受到广泛关注。该反应器与传统的搅拌反应器相比,具有类似于“微米”尺度的变化。一般而言,微反应器是指当量通道直径小于0.1mm的反应器序列。

因其微尺寸特性,征反应器具有如下所述的特征:a)快速混合特性,区别于常规搅拌釜反应器;通常,霉菌反应器中的混合靠分子扩散进行,因此浓度梯度的问题可相应避免;由于通道尺寸较小,尽管扩散混合本身效率较低,但在微通道中扩散混合时间却大大减少,因而征通道具有极高的混合效率

微反应器.jpg

b)高比表面积,征通道极小的尺寸使微通道具有极大的表面积比,这使得微反应器内部有很大的传热面积,10-1000倍,更有利于加热

c)停留时间长,霉菌反应器的流道内部的流场结构,流道长度等,均可由流道长度决定。是啊。

以上结果表明,共沉淀铜锌反应并非同时进行,即铜锌离子有不同程度的沉淀。虽然铜锌共沉淀在表面上只是一个瞬时过程,但从离子沉淀的性质来看,其发生有其必然性。常规搅拌釜反应局部浓度不均匀,说明局部区域铜锌离子浓度分布梯度大。因此,即使在“恒定”沉淀的条件下,所得化学沉淀物的空间和时间分布也是不恒定的,即沉积物中的铜、锌分布存在着微观上的不均一性。

但对于这一现象,微通道连续反应技术的应用则为其提供了具体的解决方法,在微通道反应器中,铜-锌沉淀在很短的时间内就能形成,反应器也能迅速转移。结果表明,pH值、温度等对沉淀过程有很大的影响,且反应溶液浓度梯度较小,在反应过程中由于反应通道内极小的反应空间,使反应液浓度梯度较小,更有利于反应物的混合,从而形成更为均匀的共沉淀产物。Hinrichsen等对t1G7进行了初步研究,IG8l人已用霉菌通道反应器合成了高活性的铜锌催化剂。

在微反应器中合成铜锌催化剂方面,国内蒋新安也做了进一步的探索和研究。通过改变霉菌反应器的形态,提高溶液的流动速度,以及采用超声-11%外置的方法,集中在微反应器中提高溶液的混合状态,从而合成出更均匀分布的沉淀物,这种沉淀物通过“化学记忆”的作用机制,可以影响后续前驱体到氧化物的结构演变,最终作用于催化剂的催化活性。


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