李白滔
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罗歆
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黄静
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王秀军
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梁振兴
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(17)62767-0
苯乙烯侧链C=C的选择性氧化一直是烯烃环氧化研究领域关注的热点之一.近几十年来,苯乙烯环氧化研究主要集中于多相过渡金属催化剂的开发与应用;以铜为主要活性物种的催化剂因具有较高的环氧苯乙烷选择性而备受瞩目.然而,采用pH调节法将铜离子引入三维六方介孔材料KIT-6阵列尚未见报道,尤其是pH值对合成材料的形貌、结构以及催化活性的影响尚未可知.基于此,本文采用pH调节法合成了铜嵌入KIT-6介孔材料Cu-KIT-6x(x代表初始溶胶的pH值,x=1.43,2.27,3.78,3.97,4.24,6.62),并将其应用于苯乙烯环氧化反应.采用X射线粉末衍射、氮气吸附脱附、透射电子显微镜以及X射线光电子能谱等手段对Cu-KIT-6x的表面结构及形貌进行了细致表征.结果表明,随着pH的变化,Cu-KIT-6x催化剂的物理特性、表面结构尤其是铜物种种类和含量均变化较大.较低的pH导致铜物种主要以Cu2+形式存在,难以引入到KIT-6骨架中,且不利于介孔材料的合成,最终导致产生无序介孔结构.当pH增大到3.78时,约有4.6 wt%的Cu(II)以?Cu?O?Si?形式成功引入KIT-6骨架中,获得了具有较高比表面积且有序的孔结构.此外,由于Cu2+的引入,骨架内部分Si4+被取代,促使Cu-KIT-63.78拥有可与载体KIT-6相媲美的大孔径.然而,当pH继续增大时,过量的Cu2+从KIT-6骨架中析出,以CuO形式存在于载体表面,从而导致Cu-KIT-6的孔径逐渐增大;同时NaOH对三维立方介孔结构的破坏,使得介孔结构坍塌及比表面积显著降低.以苯乙烯环氧化反应评价了Cu-KIT-6x系列催化剂的催化活性.当以叔丁基过氧化氢为氧化剂,乙腈为溶剂,在70 oC反应6 h后,Cu-KIT-63.78表现出最优的苯乙烯转化率(43.5%)及环氧苯乙烷选择性(86.6%).使用4次后,Cu-KIT-63.78展示了稳定的苯乙烯转化率、环氧苯乙烷选择性及有序的孔结构,充分表明其具有出色的稳定性.各表征结果揭示了在适宜pH下合成的Cu-KIT-63.78催化剂具有较高的铜含量、有序的立方Ia3d介孔结构及合适的结构参数,因而在苯乙烯环氧化反应中表现优异活性和良好稳定性.
关键词:
介孔材料
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KIT-6
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苯乙烯环氧化
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pH调节
陈永
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罗歆
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沈厚发
钢铁
针对攀钢大方坯连铸机投产初期铸坯表面角部纵裂缺陷，建立了大方坯连铸结晶器内铜板与铸坯间的热力耦合模型，应用模型分析了大方坯连铸结晶器内的传热过程和坯壳的应力分布。在传热模型中，以稳态模型分析结晶器的传热过程，以瞬态模型分析铸坯的传热过程；在力学模型中，考虑铸坯和结晶器的接触边界以处理结晶器角部的气隙，以热弹塑性模型分析铸坯的变形和应力场。2种结构的连铸结晶器中大方坯温度场和应力场计算结果表明，结晶器倒角从25 mm×45°变为12 mm×45°时，可改善铸坯角部的传热条件，降低凝固坯壳角部温度，增加凝固坯壳厚度，有利于减轻和防止铸坯角部裂纹。
关键词:
大方坯连铸;结晶器;传热;热力耦合分析;有限元
陈永
,
罗歆
,
沈厚发
钢铁
针对攀钢大方坯连铸机投产初期铸坯表面角部纵裂缺陷,建立了大方坯连铸结晶器内铜板与铸坯问的热力耦合模型,应用模型分析了大方坯连铸结晶器内的传热过程和坯壳的应力分布.在传热模型中,以稳态模型分析结晶器的传热过程,以瞬态模型分析铸坯的传热过程;在力学模型中,考虑铸坯和结晶器的接触边界以处理结晶器角部的气隙,以热弹塑性模型分析铸坯的变形和应力场.2种结构的连铸结晶器中大方坯温度场和应力场计算结果表明,结晶器倒角从25 mm×45°变为12 mm×45°时,可改善铸坯角部的传热条件,降低凝固坯壳角部温度,增加凝固坯壳厚度,有利于减轻和防止铸坯角部裂纹.
关键词:
大方坯连铸
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结晶器
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传热
,
热力耦合分析
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有限元
陈永
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罗歆
,
沈厚发
钢铁
以铸坯和结晶器之间的间隙热阻为纽带,考虑保护渣凝固对接触热阻和渣膜热阻的影响,建立了连铸结晶器与铸坯热力耦合模型并编写了相应的有限元仿真程序.模型预测的坯壳厚度和实验结果吻合良好,两者差值≤2 mm.应用模型分析了大方坯连铸结晶器内的传热过程和坯壳的应力分布.结果表明,随着拉速提高,凝固坯壳厚度减薄,铸坯产生角部裂纹的趋势增加.
关键词:
大方坯连铸
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结晶器
,
传热
,
热-力变形
,
有限元法
