构型对溶质分子在微孔中扩散行为的影响

发布时间：2023-09-29 00:13

　　重质油的高效催化转化已成为当今炼油工业面临的重要挑战之一。在非均相催化反应过程中,重油在催化剂孔道内的扩散传质受到较为严重的阻力,限制了催化剂性能的有效发挥和重质油的高效转化。当前,研究者以重油、窄馏分或其中的模型化合物为研究对象,考察其在多孔膜孔或催化剂孔道中的扩散规律,并多将重油分子视为球形或类球形构建受阻扩散关联模型。由于重油是大量尺寸和结构各异的化合物组成的复杂混合物体系,这些受阻模型忽略了重油多分散性和分子构型的影响,难以获得重质油在孔道中扩散传质的准确结果。在石油及其馏分相关的扩散研究中,鲜有考虑分子构型对其影响的报道。基于此,本论文选取球状、盘状、棒状和柔性四种构型,包括富勒烯、卟啉类、多环芳烃、噻吩类在内的十种模型化合物,在常温下利用隔膜池法考察了它们在孔径为1000 nm、50 nm和15 nm三种孔径聚碳酸酯膜中的扩散行为,同时考察了甲苯和四氢萘两种粘度差距较大的溶剂对扩散规律的影响。结果发现,化合物分子尺寸和孔径大小是影响其在孔道中扩散的两个主要因素。对比同一孔径下各模型化合物的实验结果发现,扩散受阻程度同时受相对分子质量和分子构型的影响,构型不同的模型化合物在孔...

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
引言
第1章 文献综述
    1.1 液相扩散系数
        1.1.1 自由扩散
        1.1.2 受阻扩散
    1.2 重油扩散行为的研究方法
        1.2.1 隔膜池法
        1.2.2 吸附-扩散法
        1.2.3 反应动力学法
        1.2.4 其它研究方法
    1.3 扩散规律关联研究
        1.3.1 经验关联式
        1.3.2 分子特征尺寸
        1.3.3 重油尺寸
    1.4 分子构型对扩散规律的影响
    1.5 小结
第2章 实验部分
    2.1 实验原料
        2.1.1 膜材料
        2.1.2 原料性质
        2.1.3 溶剂
    2.2 隔膜池实验装置
    2.3 隔膜池实验原理
    2.4 分析方法及分析仪器
        2.4.1 分析方法
        2.4.2 分析仪器
    2.5 实验操作
    2.6 膜池常数的标定
第3章 不同构型模型化合物的扩散行为
    3.1 各模型化合物的特征波长
    3.2 标准曲线的绘制
    3.3 扩散系数测定实验的可靠性
    3.4 各模型化合物的扩散规律
    3.5 小结
第4章 模型化合物的受阻扩散规律
    4.1 模型化合物的受阻扩散
        4.1.1 模型化合物在不同膜孔中的扩散规律
        4.1.2 相对分子质量对受阻扩散的影响
    4.2 分子构型对受阻扩散的影响
        4.2.1 球形分子的受阻扩散
        4.2.2 盘状分子的受阻扩散模型建立
        4.2.3 棒状分子的受阻扩散模型建立
        4.2.4 柔性大分子的受阻扩散模型建立
    4.3 受阻扩散模型汇总比较
    4.4 溶剂对受阻扩散的影响
    4.5 渣油窄馏分硫化物通过有机膜孔的受阻扩散
    4.6 小结
第5章 结论
参考文献
致谢



本文编号：3848895