天津科技大学：《生物反应工程》课程教学资源（教案讲义）04 微生物反应动力学

生物过程反应原理_生物过程反应原理1/2

碘化铅是有机无机杂化钙钛矿太阳能电池的关键原料, 其使用方法为溶解在二甲基甲酰胺(DMF)中然后制成膜.碘化铅在DMF中的溶解性对电池器件的性能有重要影响.本文经实验判断, 造成碘化铅在DMF中溶解性差的原因是H2O、PbO、PbO2等氧化物在碘化铅晶体表面形成氧化物薄膜, 阻碍其溶解.在一定范围内, 碘化铅在DMF中溶解性取决于碘化铅合成过程中反应溶液的pH值.经过扫描电镜、X射线衍射、X射线光电子能谱等分析检测, 确定有机无机杂化钙钛矿太阳能电池用碘化铅最佳合成pH值为2;且在一定范围内反应溶液pH值、滴速和溶液浓度不会影响碘化铅的微观形貌及其在DMF中的溶解性; 同时发现重结晶、热反应以及慢滴速反应条件会使碘化铅样品在(001)面择优生长

目前我国大型冶炼企业产生的污酸均被当做一种高浓度重金属废水来处理，不仅需要高额的废水处理费用，而且还会产生大量的废水处理渣。结合污酸及氧化锌烟灰的主要成份，采用循环浸出工艺，利用污酸对氧化锌烟灰进行浸出，浸出完全后，综合回收浸出液中的Cu、Zn、As。实验研究了终点pH、浸出温度、浸出时间对污酸一次浸出和二次循环浸出的影响，以及双氧水加入量、温度、时间对一次除As的影响和硫化钠加入量、温度、时间对二次除As的影响。实验表明：最佳一次浸出条件为终点pH值为1.5、反应温度为85 ℃、反应时间为5 h；最佳二次循环浸出条件为终点pH值为4、反应温度为85 ℃；最佳一次除As条件为每毫升二次循环浸出液添加0.067 mL双氧水、反应温度为40 ℃、反应时间为1.5 h；最佳二次除As条件为每毫升一次除As后液添加0.02 g硫化钠、反应温度为35 ℃、反应时间为2 h。污酸综合利用后, 原来的高浓度重金属废水变成了中性废水，其中的重金属（As、Cu、Zn）质量浓度分别降至3.26、2.63和50.63 mg·L?1，稍加处理即可达到污水综合排放标准。此工艺既综合回收了污酸和氧化锌烟灰中的有价成份，又集中处理了有害元素As，消减了危险废物的产生量，达到了节能减排的目的

以秸秆热解产生的焦油为原料,在固定床反应器实验台上进行了催化裂解实验,研究了反应温度和催化剂种类对生物质焦油的裂解反应产物——二次焦油成分的影响规律.在高铝砖作为催化剂作用下,随着温度的升高,二次焦油构成有芳香化的趋势,多环芳烃的种类和含量都在增加.反应温度的提高有利于焦油的深度转化,二次焦油产率降低;但是高温下生成的二次焦油芳化程度更高,更容易引起催化剂积炭失活.当反应温度为900℃时,碱性催化剂白云石和石灰岩作用下二次焦油成分相似,以复杂的大分子环烃为主,而且焦油成分种类减少到10种左右;酸性催化剂高铝砖作用下焦油成分仍然很复杂,有将近30种,除了含有大分子环烃外,还含有部分石蜡烃,芳香族种类很多,多以双环、三环以及四环的形式存在

采用微波加热对高碳铬铁粉固相脱碳进行了动力学研究.以碳酸钙粉为固体脱碳剂,按高碳铬铁粉中碳与碳酸钙粉完全分解后产生的CO2的摩尔比为1︰1和1︰1.4混合,在微波场中对内配碳酸钙高碳铬铁粉加热到不同温度并保温脱碳一定时间,测定其碳含量并计算固相脱碳反应的表观活化能.实验表明:提高内配碳酸钙的比例,物料的脱碳率会相应提高,但混合物料的微波加热升温速率会变小;对于脱碳摩尔比相同的物料,随着脱碳温度的提高和保温时间的延长,物料的脱碳率随之提高.当1200℃保温脱碳60 min时,两种脱碳摩尔比下物料脱碳效果最好,脱碳率分别为65.56%和82.96%.微波场能促进高碳铬铁粉中碳的活化扩散和CO2的吸附扩散.微波加热内配碳酸钙高碳铬铁粉固相脱碳反应近似为一级反应,脱碳反应的表观活化能为68.43 kJ·mol-1

研究了红格钒钛磁铁矿(HCVTM)球团等温氧化动力学及其矿物学特征. 在不同的温度(1073~1373 K)和不同的时间(10~60 min)范围内,对HCVTM球团矿进行了等温氧化动力学实验. 首先分析了球团在不同温度和时间下的微观结构和矿物组成规律. 然后根据定义的氧化率,计算和分析了氧化率及其变化规律,以及矿相结构对氧化率的影响. 最后结合缩核模型、修正的氧化率函数和阿伦尼乌斯公式,计算了反应速度常数、修正系数和反应活化能,并判断了反应限制性环节. 研究表明:随温度的提高,低熔点液相增加,赤铁矿晶粒的生成、长大和再结晶,形成连续的黏结相,空隙数量减少. 随时间的增加,生成的液相促进了赤铁矿晶粒间的黏结和长大,但是晶粒间硅酸盐相和钙钛矿类物相恶化了球团结构. 同时,钙钛矿和铁板钛矿相生成. HCVTM球团矿空隙数量的减少和黏结相的生成,表现在氧化速率随时间增加而减慢. HCVTM球团氧化反应主要受扩散控制,球团氧化前期的反应活化能为13.74 kJ·mol-1,氧化后期的活化能为3.58 kJ·mol-1,氧化率函数的修正参数u2=0.03

10.1 醚和环氧化合物的命名 10.2 醚和环氧化合物的结构 10.2.1 醚的结构 10.2.2 环氧化合物的结构 10.3 醚和环氧化合物的制法 10.3.1 醚和环氧化合物的工业合成 10.3.2 Williamson 合成法 (1) 醇钠对RX的SN2反应合成醚 (2) 合成环醚——生成环的大小与反应 速率的关系 (3) 立体专一性——邻基参与作用 10.3.3 不饱和烃与醇的反应 10.4 醚的物理性质 10.5 醚的波谱性质 10.6 醚和环氧化合物的化学性质 10.6.1 盐的生成 10.6.2 酸催化碳氧键断裂 10.6.3 碱催化碳氧键断裂 10.6.4 环氧乙烷与Grignard试剂的反应 10.6.5 Claisen 重排 10.6.6 过氧化物的生成 绿色化学简介

利用菱铁矿和赤铁矿在酸性体系中的溶解特性,无需添加任何铁离子,只需调节矿浆的pH值,然后通过控制反应温度即可实现矿物表面的自磁化.实验考察了反应时间、铁离子浓度、过氧化氢添加量和反应温度等因素对菱铁矿在酸性体系中溶解行为的影响.在100℃条件下,通过表面自磁化反应,菱铁矿磁选回收率从53.8%提高到94.6%,因此可以确定反应温度是影响自磁化的重要因素.利用赤铁矿和菱铁矿的混合矿物重复菱铁矿单矿物的自磁化实验,混合矿物回收率从66.8%提高到了72.6%.最后利用含有赤铁矿和菱铁矿的实际矿石进行自磁化实验,结果与单矿物实验和混合矿物实验相一致,磁选回收率从46.3%提高到了63.1%,实现了样品的自磁化

设计了非反应性保护渣,利用热丝法和渣膜热流模拟仪研究了Li2O含量对其结晶行为和渣膜传热特性的影响.结果表明:在小于2%的范围内增加Li2O的质量分数可减弱非反应性保护渣的结晶性能;而在2%~5%范围内增加Li2O的质量分数,则渣系晶体析出孕育时间缩短,结晶温度升高,临界冷却速度增大,结晶速率常数增大,即促进了非反应性渣系的结晶.同时发现,在2%~5%范围内增加Li2O的质量分数,非反应性保护渣的最大热流密度、平均热流密度及特征时间均减小