乙基環(huán)己烷的熱裂解和催化裂解研究.pdf

1、隨著高超聲速飛行器技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)碳?xì)淙剂系膿Q熱性能研究越來(lái)越重視。本文圍繞模型燃料乙基環(huán)己烷的基礎(chǔ)物性、熱裂解反應(yīng)及親油性納米顆粒對(duì)其催化裂解反應(yīng)的影響等進(jìn)行了詳細(xì)的研究，為提升碳?xì)淙剂系膿Q熱性能提供一定的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和理論依據(jù)。主要的研究工作及成果如下：
　　經(jīng)過(guò)與實(shí)際燃料的密度、凈熱值等關(guān)鍵性質(zhì)的對(duì)比，篩選出乙基環(huán)己烷作為碳?xì)淙剂系哪Ｐ突衔?，并考察其基礎(chǔ)物性。在293.15～343.15 K的溫度范圍內(nèi)，測(cè)定了乙基環(huán)己烷的密

2、度、黏度、折光率和表面張力等基礎(chǔ)性質(zhì);為吸熱型碳?xì)淙剂系呐湮檠芯刻峁┝藬?shù)據(jù)信息。對(duì)乙基環(huán)己烷的靜態(tài)熱裂解反應(yīng)進(jìn)行了研究，利用一級(jí)動(dòng)力學(xué)對(duì)裂解轉(zhuǎn)化率進(jìn)行關(guān)聯(lián)，得熱裂解反應(yīng)的表觀活化能為Ea=209.40 kJ·mol-1，指前因子為A=1.56×1014 h-1;結(jié)合裂解轉(zhuǎn)化率、氣體收率和氣液產(chǎn)物等分析結(jié)果，探討了乙基環(huán)己烷熱裂解反應(yīng)的機(jī)理。
　　親油性納米顆粒是指在納米金屬表面修飾有親油性包裹劑，能均勻分散在碳?xì)淙剂系确菢O性體系中

3、的一種納米催化劑，該催化劑能與溶劑相互作用形成納米流體，實(shí)現(xiàn)“擬均相”條件下的催化反應(yīng)。本文對(duì)四-十一烷基間杯[4]芳烴（C11-C[4]R）進(jìn)行化學(xué)修飾得到C11-SC3，并以此作為包裹劑制備了四種親油性納米顆粒，分別命名為Ni@C11-SC3、Ni&Pd@C11-SC3、Pd@C11-SC3和Pt@C11-SC3，對(duì)納米顆粒的分散性、顆粒形貌、粒徑大小分布、納米金屬含量、元素組成等性質(zhì)進(jìn)行表征。結(jié)果表明:C11-SC3是一種非常優(yōu)良

4、的納米顆粒表面包裹劑，制備的四種納米顆粒粒徑均在10nm以下，尤其以鈀、鉑納米顆粒粒徑最小，粒徑平均2～4 nm，在模型燃料乙基環(huán)己烷中皆表現(xiàn)出優(yōu)良的分散性。
　　采用靜態(tài)熱裂解（恒容熱裂解）的方法考察了幾種親油性納米顆粒對(duì)乙基環(huán)己烷化學(xué)反應(yīng)過(guò)程的催化作用，其中Pt@C11-SC3的催化效果最好;并對(duì)其裂解反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率、氣體收率、氣液產(chǎn)物分布等進(jìn)行分析。研究表明:親油性納米顆粒Pt@C11-SC3能夠有效地提高乙基環(huán)己烷的裂解轉(zhuǎn)化