异质反应中的气体的热图
Nanette N Jarenwattananon1, Stefan Glöggler, Trenton Otto
1Department of Chemistry and Biochemistry, University of California at Los Angeles, 607 Charles E. Young Drive East, Los Angeles, California 90095-1569, USA.
一种新的非侵入性NMR温度计技术绘制了催化反应器中的气体温度. 这种方法克服了现有工具的局限性,允许精确的温度测量以优化化学过程.
科学领域:
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 物理化学 物理化学
背景情况:
- 不同质的催化剂对于超过85%的化学产品至关重要,在气体-固体接口上运行.
- 催化反应器的优化包括热传递,流体动力学和反应动力学的复杂建模.
- 准确的温度测绘对于反应堆的性能至关重要,但由于侵入性测量技术而具有挑战性.
研究的目的:
- 开发一种新的,非侵入性的NMR温度测量技术,用于在催化反应堆内精确地绘制气体温度.
- 为了克服传统温度计方法的局限性,例如信号弱,扩散衰减和流动干扰.
- 在现实世界催化反应环境中验证该技术的有效性.
主要方法:
- 在弱磁场梯度的运动平均下利用了NMR线宽和温度之间的反向关系.
- 应用了该技术,在装有金属纳米粒子和金属有机框架催化剂的反应堆中在烯化过程中绘制气体温度图.
- 量化测量误差,达到绝对温度不到百分之四.
主要成果:
- 成功展示了高精度的非侵入性气体温度映射 (误差<4%).
- 确定了堆反应堆内的温度梯度和热/冷点.
- 为验证反应堆建模近似提供了前所未有的数据.
结论:
- 开发的NMR温度计是一种强大的,非侵入性的工具,用于表征气体固体催化反应器.
- 能够进行精确的温度测量,这对于优化催化剂设计和反应堆运行至关重要.
- 为测试和完善化学工程中的计算模型提供了重大进展.
更多相关视频
07:24Combustion Chemistry of Fuels: Quantitative Speciation Data Obtained from an Atmospheric High-temperature Flow Reactor with Coupled Molecular-beam Mass Spectrometer
Published on: February 19, 2018
06:51Quantitative Analysis by Thermogravimetry-Mass Spectrum Analysis for Reactions with Evolved Gases
Published on: October 29, 2018
相关概念视频
Applications of the Ideal Gas Law: Molar Mass, Density, and Volume
Thermochemical Equations
Homogeneous Equilibria for Gaseous Reactions
For gas-phase reactions, the equilibrium constant may be expressed in terms of either the molar concentrations (Kc) or partial pressures (Kp) of the reactants and products. A relation between these two K values may be simply derived from the ideal gas equation and the definition of molarity. According to the ideal gas equation:
Thermal Sigmatropic Reactions: Overview
Sigmatropic shifts are classified based on an order term [i, j ], where i and j indicate the number of atoms across which each end of the σ bond migrates. Below are examples of a [3,3] sigmatropic shift in...
The Thermodynamics of Mixing
Heterogeneous Catalysis
