【摘 要】
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反应器是化工生产中实现反应过程的关键设备,反应器的过程强化机理一直是化工界研究的热点及重点.撞击流、/微通道反应器、毛细管反应器和旋转填充床等各类反应器相继得到发展.相比于传统搅拌反应器,这些反应器能实现快速过程强化,提高微观混合性能,从而被广泛应用于纳米材料制备、萃取、吸收、聚合等方面.然而,上述反应器存在设计加工困难、成本高、管路易堵塞等问题,以至于限制了它们的工业应用.本文基于微化工技术和撞
【机 构】
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北京化工大学有机无机复合材料国家重点实验室,北京化工大学教育部超重力工程研究中心,北京,100029
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反应器是化工生产中实现反应过程的关键设备,反应器的过程强化机理一直是化工界研究的热点及重点.撞击流、/微通道反应器、毛细管反应器和旋转填充床等各类反应器相继得到发展.相比于传统搅拌反应器,这些反应器能实现快速过程强化,提高微观混合性能,从而被广泛应用于纳米材料制备、萃取、吸收、聚合等方面.然而,上述反应器存在设计加工困难、成本高、管路易堵塞等问题,以至于限制了它们的工业应用.本文基于微化工技术和撞击流技术,利用商用三通、不锈钢毛细管(～1 mm)成功构建了微撞击流反应器(Microimpinging Stream Reactor,MISR),并将其应用于纳米CuO/ZnO/Al2O3 催化剂的制备.MISR 能强化传递过程,实现沉淀法制备CuO/ZnO/Al2O3 催化剂过程所需的反应物料快速、均匀的微观混合,很好地控制沉淀过程中pH、浓度和流速等实验参数,而且,MISR 还具有易构建,堵塞问题小等优点,在制备纳米材料方面具有广阔的应用前景.实验结果表明,相比于在传统搅拌槽中并流沉淀法制备的CuO/ZnO/Al2O3 催化剂,在MISR 中制备的催化剂颗粒较小,比表面积和孔体积较大,Cu/Zn 分散性好,在CO 加氢制甲醇反应中的催化活性更高.另外,实验结果还发现反应液浓度和MISR 的流量对制备的CuO/ZnO/Al2O3 催化剂及其前驱体的结构和性质有很大的影响.
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