华体会双催化剂体系空间排布优化理论研究获进展—新闻—科学网

中国科学院广州能源研究所生物资催化转化研究室于国度天然科学基金等工程的资助下，于双催化剂系统的宏不雅空间排布优化理论研究方面取患上新进展。相干结果近日揭晓在《化学项目科学》（Chemical Engineering Science）。该论文第一作者为中国科学院广州能源研究所玻士研究生刘思炜，通信作者为中国科学院广州能源研究所研究员王晨曦。

双催化剂系统中存于的空间排布问题。

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作为能源范畴的研究热门之一，双催化剂系统的引入为温室气体的捕集转化提供了新的路径，也为可再生能源燃料及化学品合成提供了全新思绪。同时，双催化剂系统依附其非均相的特色，可用在固定床等持续流反映器中，于相干范畴具备较年夜的工业运用潜力，是以被广泛运用在石油化工、生物资转化、合成气转化及其它能源化工范畴中，尤为于一氧化碳/二氧化碳加氢天生甲醇/烯烃/芳烃等高值产物方面遭到广泛存眷。

然而，以往接纳双催化剂系统的相干研究每每聚焦在微不雅上催化剂布局设计或者宏不雅上反映前提的优化，略过了介在二者之间的反映器标准上物理化学历程存于的空间异质性是以，于反映器标准上，双催化剂的空间排布优化问题仍缺少体系的理论引导。该问题直不雅反应于相干研究中，两种催化剂于反映器内每每局限在简朴的双层排布或者随机混淆装填，缺少对于其它双催化剂排布体式格局的深切探究，极年夜减弱了双催化剂系统的反映潜力，同时势限了双催化剂系统的进一步工业化运用。

催化剂替代差的计较体式格局。

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针对于上述科学问题，研究职员构建告终合遗传算法及呆板进修要领的排布优化理论模子，实现了差别反映参数组合下双催化剂的倏地排布优化。研究进一步构建了催化剂替代差（DS）作为双催化剂系统的新型描写符，量化了差别空间位置上接纳对于应催化剂品种的须要水平。相干模子及描写符为进一步的研究提供了理论东西。

据先容，接纳该理论东西的进一步研究发明，两种催化剂的副反映别离具备差别的作用。于底物-中间产品-方针产品的抱负模子中，当副反映仅发生于S0（底物-中间产品对于应催化剂）而不发生于S1（中间产品-方针产品对于应催化剂）上时，对于应的最优排布出现S0-S1-S0高分离布局，切合传统的“越近越好”理论；而慢慢引入S1上的副反映时，这类纪律布局将逐渐崩溃，同时最优床层长度区间迅速缩小，对于总反映时间的节制提出了更高的要求。此外，对于在非纪律摆列，摸索了基在替代差阐发的简化摆列体式格局，同时最年夜水平保留了优化效果。

双催化剂系统空间排布优化及简化计谋框架。本文由研究团队供图

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于此根蒂根基上，研究职员搭建了完备的双催化剂系统空间排布优化及简化计谋框架，弥补了双催化剂于反映器标准的空间排布优化理论方面的空缺。其焦点包孕三方面：一是，划分优化摆列及简朴双层摆列的合用区间，用在确定是否需要接纳优化摆列；二是，需要接纳优化摆列时，经由过程替代差特性判定是否切合S0-S1-S0纪律布局；三是，无纪律布局时，接纳基在替代差值的简化要领。

相干论文信息：https://doi.org/10.1016/j.ces.2024.120500

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