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2025-623
一、引言在現(xiàn)代化學(xué)合成領(lǐng)域，提升反應(yīng)效率、增強(qiáng)過程可控性以及實(shí)現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展是核心追求。電化學(xué)合成作為一種環(huán)境友好且具有反應(yīng)路徑的技術(shù)，正受到越來越多的關(guān)注。然而，傳統(tǒng)的電化學(xué)裝置在傳質(zhì)效率、反應(yīng)速率和產(chǎn)物選擇性等方面存在一定局限，限制了其大規(guī)模應(yīng)用。多層電合成流動反應(yīng)池的出現(xiàn)，為突破這些瓶頸提供了新的解決方案。多層電合成流動反應(yīng)池通過巧妙設(shè)計堆疊式電極結(jié)構(gòu)，并將流動化學(xué)原理與電化學(xué)過程深度融合，展現(xiàn)出性能優(yōu)勢。當(dāng)反應(yīng)液在外部壓力驅(qū)動下有序地流經(jīng)各層電極表面時，電極所施加的...
查看更多2025-623
一、技術(shù)核心架構(gòu)與反應(yīng)機(jī)理（一）反應(yīng)器三維結(jié)構(gòu)創(chuàng)新液固連續(xù)流光反應(yīng)器突破傳統(tǒng)間歇式反應(yīng)局限，采用同軸嵌套式微通道結(jié)構(gòu)：內(nèi)核為多孔TiO?@ZIF-8光催化涂層（厚度50-100μm），中層為螺旋狀導(dǎo)流槽（內(nèi)徑2-5mm），外層包裹復(fù)合拋物面聚光器。這種設(shè)計使光催化劑比表面積達(dá)300-500m2/g，光利用率提升至65%以上。德國卡爾斯魯厄理工學(xué)院（KIT）開發(fā)的第三代反應(yīng)器，通過3D打印構(gòu)建蜂窩狀通道陣列，流體停留時間分布標(biāo)準(zhǔn)差（二）光催化-流體動力學(xué)協(xié)同機(jī)制光生載流子調(diào)控：...
查看更多2025-620
一、引言光催化效率的提升是多相光催化技術(shù)從實(shí)驗室走向工業(yè)化的核心瓶頸。反應(yīng)器設(shè)計作為光催化系統(tǒng)的“硬件基礎(chǔ)”，其結(jié)構(gòu)合理性直接決定了光吸收、傳質(zhì)效率與催化劑活性的協(xié)同匹配。本文聚焦反應(yīng)器設(shè)計的關(guān)鍵維度，解析如何通過光學(xué)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、流體力學(xué)調(diào)控及智能系統(tǒng)集成，突破效率提升的技術(shù)壁壘。二、光學(xué)結(jié)構(gòu)優(yōu)化：光能量捕獲（一）光源與反應(yīng)器的空間耦合設(shè)計1、內(nèi)置光源vs.外置光源內(nèi)置光源（如管式反應(yīng)器內(nèi)置UV/LED燈）：縮短光傳輸路徑，減少外壁折射損失，但需解決光源散熱與防腐問題（如采用石...
查看更多2025-620
一、引言隨著全球工業(yè)化進(jìn)程的加速，CO?排放過量引發(fā)的氣候危機(jī)日益嚴(yán)峻。據(jù)國際能源署（IEA）數(shù)據(jù)顯示，近年來全球CO?年排放量持續(xù)攀升，對生態(tài)環(huán)境和人類社會可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成嚴(yán)重威脅。在此背景下，實(shí)現(xiàn)CO?的資源化利用成為應(yīng)對氣候變化的關(guān)鍵策略之一。電催化CO?還原（ECR）技術(shù)作為CO?資源化利用的重要途徑，具有反應(yīng)條件溫和、可利用可再生能源等優(yōu)勢，備受關(guān)注。然而，傳統(tǒng)電催化體系在CO?轉(zhuǎn)化過程中面臨諸多挑戰(zhàn)，如傳質(zhì)效率低（CO?在電解液中溶解度有限）、產(chǎn)物選擇性差（多路徑競...
查看更多2025-618
一、協(xié)同創(chuàng)新的理論基礎(chǔ)與機(jī)制（1）能量耦合機(jī)制連續(xù)流氫化反應(yīng)與光/電催化的協(xié)同創(chuàng)新，其核心在于能量耦合機(jī)制的突破。在傳統(tǒng)氫化反應(yīng)中，氫氣的活化往往需要較高的溫度或壓力，以克服反應(yīng)的能壘。而光催化過程中，光子的能量可以激發(fā)催化劑表面的電子，形成光生電子-空穴對，這些高能載流子能夠有效地活化氫氣分子，降低反應(yīng)的活化能。同樣，電催化通過外部電場的作用，為氫氣的活化提供了額外的能量來源，促進(jìn)了氫原子的吸附和解離。當(dāng)連續(xù)流技術(shù)與光/電催化相結(jié)合時，能量的傳遞和利用效率得到了顯著提升。連...
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