過(guò)渡金屬修飾ZSM-5及其協(xié)同催化碳?xì)淙剂系牧呀鈱?shí)驗(yàn)研究
發(fā)布時(shí)間:2022-09-29 18:52
超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí),產(chǎn)生大量的熱量,從而使發(fā)動(dòng)機(jī)承受很大的熱負(fù)荷,為了對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和飛行器進(jìn)行保護(hù),研究人員引入了碳?xì)淙剂显偕鋮s技術(shù)。當(dāng)碳?xì)淙剂显诶鋮s通道中流動(dòng)時(shí),可通過(guò)物理熱沉或化學(xué)熱沉形式,帶走燃燒室壁面的熱量。然而物理熱沉主要是由燃料的物理性質(zhì)決定,其最大值是固定的。而化學(xué)熱沉部分則因化學(xué)反應(yīng)程度和化學(xué)路徑的不同而不同。增加燃料的化學(xué)熱沉的方法應(yīng)該是增加化學(xué)反應(yīng)速率或者使反應(yīng)生成更多的有利于吸熱的產(chǎn)物。催化裂解因?yàn)榭梢允谷剂显谳^低的溫度下裂解,從而使燃料在較低的溫度下就可以顯現(xiàn)出化學(xué)熱沉,同時(shí),由于催化裂解可以調(diào)節(jié)產(chǎn)物的分布,從而有可能使燃料在相同油溫下具有更好的吸熱能力。本文將研究過(guò)渡金屬改性的ZSM-5對(duì)碳?xì)淙剂系拇呋呀。本文首先以ZSM-5為基礎(chǔ)催化劑,用等體積浸漬法往ZSM-5中負(fù)載上Co氧化物和Ni氧化物,制備出不同金屬氧化物負(fù)載率的負(fù)載型ZSM-5。并對(duì)制備出的催化劑進(jìn)行檢測(cè)和評(píng)價(jià)。然后進(jìn)行了正癸烷熱裂解和質(zhì)量濃度為0.1%的ZSM-5正癸烷懸濁液催化裂解實(shí)驗(yàn),通過(guò)分析裂解產(chǎn)物和產(chǎn)氣率,總結(jié)熱裂解和ZSM-5催化裂解時(shí)對(duì)提高燃料熱沉的影響。隨后用制備出的負(fù)載Co氧化...
【文章頁(yè)數(shù)】:94 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題背景與研究意義
1.1.1 高超聲速飛行器的研究現(xiàn)狀
1.1.2 再生冷卻的研究進(jìn)展
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 碳?xì)淙剂系难芯楷F(xiàn)狀
1.2.2 催化裂解的研究現(xiàn)狀
1.3 本文的研究?jī)?nèi)容
第2章 過(guò)渡金屬修飾的ZSM-5催化劑的制備表征和實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)介紹
2.1 引言
2.2 實(shí)驗(yàn)材料
2.3 催化劑的制備
2.3.1 催化基本原理
2.3.2 催化劑的表面有機(jī)化改性
2.3.3 過(guò)渡金屬修飾的ZSM-5的制備
2.4 催化劑的表征
2.4.1 催化劑的SEM掃描
2.4.2 催化劑的XRD檢測(cè)
2.4.3 催化劑的XPS檢測(cè)
2.5 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
2.5.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)介紹
2.5.2 實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物收集和檢測(cè)
2.5.3 氣態(tài)產(chǎn)物定量分析方法
2.6 本章小結(jié)
第3章 ZSM-5 催化正癸烷裂解實(shí)驗(yàn)研究
3.1 引言
3.2 正癸烷熱裂解實(shí)驗(yàn)
3.2.1 數(shù)據(jù)處理方法
3.2.2 正癸烷的裂解實(shí)驗(yàn)分析
3.3 ZSM-5 催化碳?xì)淙剂狭呀鈱?shí)驗(yàn)分析
3.4 本章小結(jié)
第4章 過(guò)渡金屬修飾的ZSM-5催化正癸烷裂解實(shí)驗(yàn)研究
4.1 引言
4.2 不同負(fù)載率下Co氧化物修飾的ZSM-5 對(duì)正癸烷裂解的影響
4.2.1 Co(1%)/ZSM-5催化正癸烷裂解實(shí)驗(yàn)研究
4.2.2 Co(3%)/ZSM-5催化正癸烷裂解實(shí)驗(yàn)研究
4.2.3 Co(9%)/ZSM-5催化正癸烷裂解實(shí)驗(yàn)研究
4.3 不同負(fù)載率下Ni氧化物修飾的ZSM-5 催化正癸烷裂解
4.4 最優(yōu)負(fù)載率下不同催化劑濃度的催化裂解實(shí)驗(yàn)
4.4.1 Co氧化物最優(yōu)負(fù)載率下不同催化劑濃度的催化裂解
4.4.2 Ni氧化物最優(yōu)負(fù)載率下不同催化劑濃度的催化裂解
4.5 正癸烷最優(yōu)催化作用下裂解實(shí)驗(yàn)分析
4.6 催化作用下的燃油結(jié)焦分析
4.7 本章小結(jié)
第5章 過(guò)渡金屬修飾的ZSM-5催化不同碳?xì)浔热剂系牧呀庠囼?yàn)研究
5.1 引言
5.2 正十二烷的催化裂解實(shí)驗(yàn)研究分析
5.3 正辛烷的催化裂解實(shí)驗(yàn)分析
5.4 不同碳?xì)浔日龢?gòu)烷烴催化裂解的比較
5.4.1 不同碳?xì)浔热剂洗呋呀鈺r(shí)氣態(tài)產(chǎn)物分布的比較
5.4.2 不同碳?xì)浔热剂洗呋呀鈺r(shí)熱沉的比較
5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]吸熱型碳?xì)淙剂涎芯楷F(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 許瀅,劉衛(wèi)華,劉文怡,王洋洋,馮詩(shī)愚. 中國(guó)民航飛行學(xué)院學(xué)報(bào). 2017(02)
[2]超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)再生冷卻技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 金烜,沈赤兵,吳先宇,楊鈞,陳越. 火箭推進(jìn). 2016(05)
[3]納米催化劑在碳?xì)淙剂虾蜕锊裼皖I(lǐng)域中的應(yīng)用[J]. 張傳峰,趙靜,方文軍,郭永勝. 石油學(xué)報(bào)(石油加工). 2015(02)
[4]2013年世界高超聲速飛行器發(fā)展總結(jié)[J]. 李文杰,牛文,張洪娜,王琳. 飛航導(dǎo)彈. 2014(02)
[5]碳?xì)淙剂蠠崃呀馀c引發(fā)裂解換熱對(duì)比實(shí)驗(yàn)[J]. 賈貞健,周偉星,黃洪雁,于文力. 化工學(xué)報(bào). 2014(S1)
[6]親油性納米ZSM-5分子篩的制備及其對(duì)碳?xì)淙剂系拇呋阅躘J]. 劉家珍,許莉,方文軍,郭永勝,尚忠進(jìn). 浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版). 2013(06)
[7]吸熱型碳?xì)淙剂险锿闊崃呀鈾C(jī)理、熱沉及產(chǎn)物分布的理論研究[J]. 李國(guó)娜,李春迎,王渭娜,沈文,呂劍,王文亮. 燃料化學(xué)學(xué)報(bào). 2013(09)
[8]助劑改性Ru-Ni-CeO2/HZSM-5催化劑裂解秸稈氣化焦油性能研究[J]. 李順清,雷廷宙,朱金陵,李波,楊延濤,李在峰. 太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2012(08)
[9]改善吸熱型碳?xì)淙剂蠠峁芾砟芰Φ难芯窟M(jìn)展[J]. 郭永勝,張玲玲,魏會(huì),方文軍,林瑞森. 石油學(xué)報(bào)(石油加工). 2011(05)
[10]ZSM-5分子篩的合成與應(yīng)用[J]. 任瑞霞,劉姝,宋雯雯,劉海蓮. 化工科技. 2011(01)
博士論文
[1]正癸烷熱裂解/引發(fā)裂解模型及其化學(xué)熱沉特性研究[D]. 賈貞健.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
碩士論文
[1]負(fù)載型ZSM-5催化劑用于正己醇催化氧化反應(yīng)的研究[D]. 劉雪松.西北大學(xué) 2016
[2]吸熱型碳?xì)淙剂险锿楦邷亓呀鈾C(jī)理研究[D]. 賈貞健.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[3]吸熱型碳?xì)淙剂蠠岢恋臏y(cè)定及影響因素[D]. 朱丹陽(yáng).天津大學(xué) 2004
本文編號(hào):3683125
【文章頁(yè)數(shù)】:94 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題背景與研究意義
1.1.1 高超聲速飛行器的研究現(xiàn)狀
1.1.2 再生冷卻的研究進(jìn)展
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 碳?xì)淙剂系难芯楷F(xiàn)狀
1.2.2 催化裂解的研究現(xiàn)狀
1.3 本文的研究?jī)?nèi)容
第2章 過(guò)渡金屬修飾的ZSM-5催化劑的制備表征和實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)介紹
2.1 引言
2.2 實(shí)驗(yàn)材料
2.3 催化劑的制備
2.3.1 催化基本原理
2.3.2 催化劑的表面有機(jī)化改性
2.3.3 過(guò)渡金屬修飾的ZSM-5的制備
2.4 催化劑的表征
2.4.1 催化劑的SEM掃描
2.4.2 催化劑的XRD檢測(cè)
2.4.3 催化劑的XPS檢測(cè)
2.5 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
2.5.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)介紹
2.5.2 實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物收集和檢測(cè)
2.5.3 氣態(tài)產(chǎn)物定量分析方法
2.6 本章小結(jié)
第3章 ZSM-5 催化正癸烷裂解實(shí)驗(yàn)研究
3.1 引言
3.2 正癸烷熱裂解實(shí)驗(yàn)
3.2.1 數(shù)據(jù)處理方法
3.2.2 正癸烷的裂解實(shí)驗(yàn)分析
3.3 ZSM-5 催化碳?xì)淙剂狭呀鈱?shí)驗(yàn)分析
3.4 本章小結(jié)
第4章 過(guò)渡金屬修飾的ZSM-5催化正癸烷裂解實(shí)驗(yàn)研究
4.1 引言
4.2 不同負(fù)載率下Co氧化物修飾的ZSM-5 對(duì)正癸烷裂解的影響
4.2.1 Co(1%)/ZSM-5催化正癸烷裂解實(shí)驗(yàn)研究
4.2.2 Co(3%)/ZSM-5催化正癸烷裂解實(shí)驗(yàn)研究
4.2.3 Co(9%)/ZSM-5催化正癸烷裂解實(shí)驗(yàn)研究
4.3 不同負(fù)載率下Ni氧化物修飾的ZSM-5 催化正癸烷裂解
4.4 最優(yōu)負(fù)載率下不同催化劑濃度的催化裂解實(shí)驗(yàn)
4.4.1 Co氧化物最優(yōu)負(fù)載率下不同催化劑濃度的催化裂解
4.4.2 Ni氧化物最優(yōu)負(fù)載率下不同催化劑濃度的催化裂解
4.5 正癸烷最優(yōu)催化作用下裂解實(shí)驗(yàn)分析
4.6 催化作用下的燃油結(jié)焦分析
4.7 本章小結(jié)
第5章 過(guò)渡金屬修飾的ZSM-5催化不同碳?xì)浔热剂系牧呀庠囼?yàn)研究
5.1 引言
5.2 正十二烷的催化裂解實(shí)驗(yàn)研究分析
5.3 正辛烷的催化裂解實(shí)驗(yàn)分析
5.4 不同碳?xì)浔日龢?gòu)烷烴催化裂解的比較
5.4.1 不同碳?xì)浔热剂洗呋呀鈺r(shí)氣態(tài)產(chǎn)物分布的比較
5.4.2 不同碳?xì)浔热剂洗呋呀鈺r(shí)熱沉的比較
5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]吸熱型碳?xì)淙剂涎芯楷F(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 許瀅,劉衛(wèi)華,劉文怡,王洋洋,馮詩(shī)愚. 中國(guó)民航飛行學(xué)院學(xué)報(bào). 2017(02)
[2]超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)再生冷卻技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 金烜,沈赤兵,吳先宇,楊鈞,陳越. 火箭推進(jìn). 2016(05)
[3]納米催化劑在碳?xì)淙剂虾蜕锊裼皖I(lǐng)域中的應(yīng)用[J]. 張傳峰,趙靜,方文軍,郭永勝. 石油學(xué)報(bào)(石油加工). 2015(02)
[4]2013年世界高超聲速飛行器發(fā)展總結(jié)[J]. 李文杰,牛文,張洪娜,王琳. 飛航導(dǎo)彈. 2014(02)
[5]碳?xì)淙剂蠠崃呀馀c引發(fā)裂解換熱對(duì)比實(shí)驗(yàn)[J]. 賈貞健,周偉星,黃洪雁,于文力. 化工學(xué)報(bào). 2014(S1)
[6]親油性納米ZSM-5分子篩的制備及其對(duì)碳?xì)淙剂系拇呋阅躘J]. 劉家珍,許莉,方文軍,郭永勝,尚忠進(jìn). 浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版). 2013(06)
[7]吸熱型碳?xì)淙剂险锿闊崃呀鈾C(jī)理、熱沉及產(chǎn)物分布的理論研究[J]. 李國(guó)娜,李春迎,王渭娜,沈文,呂劍,王文亮. 燃料化學(xué)學(xué)報(bào). 2013(09)
[8]助劑改性Ru-Ni-CeO2/HZSM-5催化劑裂解秸稈氣化焦油性能研究[J]. 李順清,雷廷宙,朱金陵,李波,楊延濤,李在峰. 太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2012(08)
[9]改善吸熱型碳?xì)淙剂蠠峁芾砟芰Φ难芯窟M(jìn)展[J]. 郭永勝,張玲玲,魏會(huì),方文軍,林瑞森. 石油學(xué)報(bào)(石油加工). 2011(05)
[10]ZSM-5分子篩的合成與應(yīng)用[J]. 任瑞霞,劉姝,宋雯雯,劉海蓮. 化工科技. 2011(01)
博士論文
[1]正癸烷熱裂解/引發(fā)裂解模型及其化學(xué)熱沉特性研究[D]. 賈貞健.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
碩士論文
[1]負(fù)載型ZSM-5催化劑用于正己醇催化氧化反應(yīng)的研究[D]. 劉雪松.西北大學(xué) 2016
[2]吸熱型碳?xì)淙剂险锿楦邷亓呀鈾C(jī)理研究[D]. 賈貞健.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[3]吸熱型碳?xì)淙剂蠠岢恋臏y(cè)定及影響因素[D]. 朱丹陽(yáng).天津大學(xué) 2004
本文編號(hào):3683125
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