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的發(fā)展，人們對碳氫燃料的換熱性能研究越來越重視。本文圍繞模型燃料乙基環(huán)己烷的基礎物性、熱裂解反應及親油性納米顆粒對其催化裂解反應的影響等進行了詳細的研究，為提升碳氫燃料的換熱性能提供一定的實驗基礎和理論依據(jù)。主要的研究工作及成果如下：
　　經過與實際燃料的密度、凈熱值等關鍵性質的對比，篩選出乙基環(huán)己烷作為碳氫燃料的模型化合物，并考察其基礎物性。在293.15～343.15 K的溫度范圍內，測定了乙基環(huán)己烷的密

2、度、黏度、折光率和表面張力等基礎性質;為吸熱型碳氫燃料的配伍研究提供了數(shù)據(jù)信息。對乙基環(huán)己烷的靜態(tài)熱裂解反應進行了研究，利用一級動力學對裂解轉化率進行關聯(lián)，得熱裂解反應的表觀活化能為Ea=209.40 kJ·mol-1，指前因子為A=1.56×1014 h-1;結合裂解轉化率、氣體收率和氣液產物等分析結果，探討了乙基環(huán)己烷熱裂解反應的機理。
　　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，能均勻分散在碳氫燃料等非極性體系中

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，實現(xiàn)“擬均相”條件下的催化反應。本文對四-十一烷基間杯[4]芳烴（C11-C[4]R）進行化學修飾得到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、元素組成等性質進行表征。結果表明: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乙基環(huán)己烷化學反應過程的催化作用，其中Pt@C11-SC3的催化效果最好;并對其裂解反應的轉化率、氣體收率、氣液產物分布等進行分析。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)己烷的裂解轉化