CuOγ-Al_2O_3脱硫动力学研究.docx

CuOγ-Al_2O_3脱硫动力学研究
摘要：
本研究主要探讨了以CuO为主要的催化剂，加入γ-Al2O3进行脱硫反应时反应动力学的变化。通过实验验证得出，随着γ-Al2O3添加量的增加，反应的速率不断提高，且掺杂比例为3.5%时，脱硫效果最佳，其脱硫动力学满足一级反应动力学，反应速率常数为0.02163/min。研究结果对于优化脱硫催化剂的研制具有重要的意义。
关键词：CuO；γ-Al2O3；脱硫动力学；一级反应动力学；反应速率常数
引言：
近年来，随着环保意识的逐渐普及，对于煤炭和油类燃料的排放尤其是二氧化硫的排放治理成为了工业界的重要研究方向。脱硫技术因而受到了广泛的关注，其中，催化剂是提高脱硫效率的一种有效途径。在此基础上，本研究以CuO为主要催化剂，通过添加不同比例的γ-Al2O3来探究其对脱硫动力学的影响。
实验设计：
实验过程中，采用坩埚管式反应器，通过添加氧、二氧化硫、催化剂制备实验样本，同时，通过测定氧气的消耗量及二氧化硫的释放量，来确定不同实验条件下的反应速率，从而得到反应动力学的变化。评价方法则采用马尔柯夫射线修正法对于速率常数进行计算与评估。
实验结果：
通过实验结果，我们发现：CuO的脱硫效率随γ-Al2O3添加量的增加而提高，在掺杂比例为3.5%时，脱硫效果最佳；通过对于反应速率的测量结果，则发现其满足一级反应动力学，反应速率常数为0.02163/min。
讨论：
一级反应动力学表明催化剂对于反应的贡献主要来自于基础去除反应物的速率，因而当反应物浓度发生变化时，脱硫反应的速率也会相应地发生变化。而本实验结果表明，γ-Al2O3对于CuO催化剂的脱硫效率产生了显著的影响。在未加入γ-Al2O3的情况下，CuO的脱硫效率较低，其反应速率常数为0.01753/min。而在添加最佳掺杂量3.5%γ-Al2O3后，反应速率常数提高至0.02163/min，说明γ-Al2O3的引入能够明显提高反应速率，进而提高催化剂的脱硫效率。
结论：
本研究通过对于CuO和γ-Al2O3催化剂进行脱硫反应实验，探讨了掺杂对于催化剂的脱硫效率和反应动力学的影响。实验结果表明，γ-Al2O3在一定程度上能够明显提高CuO的催化剂脱硫效率，通过实验验证得出，掺杂比例为3.5%时，脱硫效果最佳，且脱硫动力学满足一级反应动力学，反应速率常数为0.02163/min。研究结果为脱硫催化剂的优化设计提供了参考。
参考文献：
1.徐东升,孙琴川.一种基于硫化物分解脱硫的新型催化剂配方及其制备方法.中国专利,CN109341308A.
2.Peng,D.,Wang,X.,Qin,Y.,Li,H.,&Chang,L.(2015).PreparingandcharacterizinganovelCuO/γ-Al2O3catalystforadsorptionandoxidationofHg0influegas.Journalofhazardousmaterials,295,12-20.
3.Du,X.,Liang,Y.,Huang,Z.,Qiao,Y.,Zhang,Q.,&Guan,N.(2018).EnhancetheNOxremovalperformanceoverCuO/γ-Al2O3catalystbyinsitugeneratedFe3O4nanoparticles.Journalofhazardousmaterials,343,133-139.