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金属氧化物能催化臭氧产生羟基自由基,羟基自由基对难降解有机物有很强的氧化能力,能氧化大部分的有机物。催化臭氧氧化的金属氧化物被认为是一种非常有前景的应用于水处理技术的氧化剂。近几十年来,许多金属氧化物如二氧化锰,二氧化钛,FeOOH和氧化铝,已被证明具有较高的氧化效率。然而到目前为止,在催化臭氧化过程中产生的羟基自由基的机制仍然十分模糊。其主要原因之一是在水溶液中催化过程的复杂性。第一,臭氧分子和水分子,在金属氧化物催化剂的反应活性中心相互竞争,臭氧分解的中间体和自由基的难以捕捉;第二,臭氧和有机分子在固-液界面的吸附在实验中难以检测。 研究表明有效的氧化过程,并不一定要求有机物质吸附在催化剂的表面上,事实上吸附在催化剂表面上的有机物反而抑制了催化效果。实验在废水中并没有检测到有机化合物吸附在金属氧化物催化剂上(二氧化钛,氧化铝,氧化锰),说明有机物与表面没有相互作用。因此,在一定反应条件下。有机物不会吸附在催化剂表面,或有限的吸附未必能导致催化反应的发生。一个具有催化活性的催化臭氧化反应,必须具备至少一种反应物吸附于催化剂表面的条件。因此本课题主要考虑与水有强烈相互作用的臭氧吸附于催化剂表面的机制。 在本课题中,基于DFT方法的大量计算详细地阐明产生羟基自由基的机理,研究了水分子在γ-Al2O3表面的吸附类型,水和臭氧的竞争行为,表面羟基对臭氧的吸附影响,详细探讨了生成羟基自由基的过程和生成自由基的反应位点,同时计算了甲酸,乙二酸和吡啶在γ-Al2O3(110)面上的吸附,解释了三种有机物不同吸附能力的原因,最后分析了臭氧在γ-Al2O3(110)面,γ-AlOOH(100)面 和 α-FeOOH(100)面的吸附行为。本课题认为在γ-Al2O3(110)面上吸附的水分子解离成表面羟基,不同位点的羟基具有不同的反应活性,且表面羟基密度的增加有利于分子的吸附,臭氧在0.375ML的表面的AlI-OH和AlIII-OH上最易生成O2-OH,O2-OH会进一步生成羟基自由基和氧气。有机物在γ-Al2O3(110)面上既有物理吸附也有化学吸附,有机物的化学性质对吸附有重要影响。计算表明γ-Al2O3表面比γ-AlOOH和α-FeOOH表面具有较强的吸附臭氧能力。 2100433B
近年来金属氧化物催化臭氧降解水中有机物受到了广泛关注,但反应环境复杂及缺乏有效检测手段导致其催化机理不清晰。为解决目前实验机理研究存疑的问题,本项目拟以密度泛函理论(DFT)方法为研究手段,以具有不同催化活性且催化机理存在争议的γ-Al2O3和γ-AlOOH为催化剂模型,以相对氧化铝表面具有不同吸附能力的水中典型难降解有机物草酸和苯酚为待降解有机分子,通过建立固-液界面模型,探讨水、臭氧和有机分子在界面竞争吸附关系,模拟羟基自由基生成及有机分子分解过程,揭示表面水合结构、固-液界面作用和表面羟基形态对反应机理的影响因素。利用从头算分子动力学模拟两种金属氧化物催化臭氧降解有机分子过程,将其结果与DFT机理互相印证,寻找可能存在的新反应途径。本研究将为实验寻找、设计新型高效催化剂、增加臭氧使用效率提供理论依据,也可为今后多相催化臭氧机理模拟提供合理的理论模型。
金属氧化物避雷器的非线性电阻阀片主要成分是氧化锌,氧化锌的电阻片具有极为优越的非线性特性。正常工作电压下其电阻值很高,实际上相当于一个绝缘体,而在过电压作用下,电阻片的电阻很小,残压很低。 核心工作元...
闭雷器是向天空不断发射电子,电流顺着它进入大地,我没明白你说的什么正反之分
原因是湿敏电阻是利用湿敏材料吸收空气中的水分而导致本身电阻值发生变化这一原理而制成的。湿敏电阻的特点是在基片上覆盖一层用感湿材料制成的膜,当空气中的水蒸气吸附在感湿膜上时,元件的电阻率和电阻值都发生变...
海水电解用金属氧化物阳极的失活机理
海水电解制氯用钛基金属氧化物阳极的等效电路可用LRs(QdlRct)(QfRf)来描述,L反映了阳极涂层复杂的微观结构,(QdlRct)对应电极/溶液体系的电化学特征,(QfRf)反映了涂层内表面/钛基体之间的物理阻抗。在阳极失效前后,Qdl和Rct没有发生突变,而Qf和Rf发生了突变,EIS谱图上发生明显的变化。SEM和EPMA分析表明,失活后表面还有一定的活性组分存在。阳极失活的主要原因是在钛基体和涂层之间形成了不导电的TiO2层,而阳极活性组分的电化学溶解和涂层的机械脱落不是阳极失活的主要原因,但对生成不导电TiO2有促进作用。
金属氧化物避雷器爆炸原因
武汉华能阳光电气有限公司 金属氧化物避雷器爆炸起因 爆炸事故特点 由于金属氧化物避雷器具有保护比小、 通流容量大、 稳定 性好等优点, 从而取代传统碳化硅避雷器已是大势所趋, 目前在 我国高压、超高压领域,金属氧化物避雷器已处于垄断地位。然 而,在运行中,金属氧化物避雷器的爆炸事故时有发生,例如, 某供电 1986年安装了国产 FYS一 10型无间隙金属氧化物避雷器 33只,投运不到一年就爆炸了 8~9只,大部分是在雷雨天气损 坏,个别也有正常运行情况下损坏的。 再如某变电所采用 ABB公 司的 MWPO12型无间隙金属氧化物避雷器,持续运行电压 12kV, 1988年 3月 I 段母线 B相避雷器击穿,当时天气晴朗,系统无 操作; 1989年 8月,雷雨时, I 段母线 C相避雷器爆炸; 1990 年 6 月,在倒闭操作时, I 段母线避雷器爆炸,三相避雷器均损 坏。又如,持续运行电压
一般来说,催化裂解过程既发生催化裂化反应,也发生热裂化反应,是碳正离子和自由基两种反应机理共同作用的结果,但是具体的裂解反应机理随催化剂的不同和裂解工艺的不同而有所差别。
在Ca-Al系列催化剂上的高温裂解过程中,自由基反应机理占主导地位;在酸性沸石分子筛裂解催化剂上的低温裂解过程中,碳正离子反应机理占主导地位;而在具有双酸性中心的沸石催化剂上的中温裂解过程中,碳正离子机理和自由基机理均发挥着重要的作用。
金属氧化物在催化领域中的地位很重要,它作为主催化剂、助催化剂和载体被广泛使用。就主催化剂而言,金属氧化物催化剂可分为过渡金属氧化物催化剂和主族金属氧化物催化剂,后者主要为固体酸碱催化剂(见酸碱催化作用)。
碱金属氧化物、碱土金属氧化物以及氧化铝、氧化硅等主族元素氧化物,具有不同程度的酸碱性,对离子型(如正碳离子)反应有催化活性,还可用作载体或结构助催剂。主族金属氧化物催化剂为酸碱催化剂。过渡金属氧化物催化剂的金属离子有易变价的特性,广泛用于氧化、脱氢、加氢、聚合、合成等催化反应。
实用氧化物催化剂,通常是在主催化剂中加入多种添加剂制成的多组分氧化物催化剂。金属氧化物很多是半导体,因此,能带概念被用来解释催化现象,电导率、逸出功等金属氧化物整体性质被用来解释催化活性,离子的 d电子组态、晶格氧特性、表面酸碱性等氧化物的局部性质也被用来解释催化活性。
各种现代物理化学实验方法,如扫描显微镜、X射线光电子能谱仪程序升温脱附技术穆斯堡尔共振仪X射线衍射、红外或激光曼光谱、核磁共振、顺磁共振等,可用来研究催化剂的结构,包括表面结构、组成、活性中心种类、活性组分价态和所处化学环境、吸附态的构型等性能。
由多种金属氧化物组成的催化剂进行选择氧化,是金属氧化物催化的主要内容。
在有机化学中,氧化是指:①脱氢,如CH─→CH=CH─→CH≡CH;②电负性大的元素(如氮、磷、氧、硫、氟)取代与碳结合的氢原子,如 CH─→CHOH─→CHO─→HCOOH─→CO,如果原料完全转化为二氧化碳和水,则称为完全氧化或深度氧化;如果反应在中途停止,则称为选择氧化或部分氧化;烃类(特别是烯烃)在氨存在下进行的反应称氨氧化:
2R[557-01]CH+3O+2NH─→2RCN+6HO它也是一种选择氧化。反应物分子与氧结合时,首先要发生键的断裂,氮分子的键能为226千卡/摩尔,氧分子为119千卡/摩尔,氢分子为104千卡/摩尔,氟分子为38千卡 /摩尔,碳-碳键为88千卡/摩尔。键断裂总是首先断裂弱键。因此,氟分子参与氧化时首先断裂氟-氟键,生成自由原子。氧参与氧化时,首先不是断裂氧-氧键,而是:①氢的氧化首先断裂氢-氢键;②饱和烃的氧化首先断裂碳-碳键或在催化剂作用下首先断裂碳- 氢键。不是氧先吸附在催化剂上,与反应物直接作用;就是氧化物催化剂中的氧先与反应物作用,缺氧的催化剂再与氧作用而恢复原状。
应具有如下功能:①为反应物提供的氧量足以形成产物,但又不致使其完全氧化;②能为反应物提供吸附(或配位)部位,使之变形,成为活化状态;③能在反应物之间传递电子。以上这些要求使选择氧化催化剂在使用上受到极大限制,催化剂的选择性对反应条件十分敏感,与催化剂本身以及载体和助催化剂的结构也很有关系。氨氧化催化的特点是:①选择氧化的选择性很高,但即使在500℃的高温下完全氧化的活性也很小;②没有氧时,能被反应物还原。
工业上使用的选择氧化催化剂大都由多种金属氧化物组成,这些氧化物可以是固溶体或复合氧化物(见表[常用金属氧化物催化反应及催化剂。(以上内容有缺失,参考请仔细)
本书介绍了水中有机物及分类、水中有机物检测、水中有机物相对分子质量分布(超滤法及凝胶色谱法)、水中有机物的三维荧光光谱、工业水处理流程中各处理单元对有机物的去除,以及水中有机物的吸附处理。本书侧重水中有机物问题的基础知识和研究方法,有较强的实用性。