高校化学工程学报

Journal of Chemical Engineering of Chinese Universities

综述

  • 铜促Ullmann C-N偶联反应的研究进展

    陈雯1;刘学民1;葛新1;2;陈新志2;钱超2

    铜催化Ullmann偶联反应是构筑C-N成键的重要方法之一。配体的引入,使得Ullmann反应更加温和,如反应温度更低、较少的催化剂负载量、绿色介质等。合适的配体能使各种芳基卤化物与含氮化合物以良好的收率生成相应的偶联产物,因此配体的设计与使用显得至关重要。研究根据配体的类型如N-N类、N-O类和O-O类等,综述了近几年来铜催化Ullmann C-N偶联反应的最新研究进展。简要介绍了不同催化体系的催化活性、底物适用性、反应选择性和反应机理的特点。

    2018年02期 243-254页 [查看摘要][在线阅读][下载 468K]
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  • 5-羟甲基糠醛选择性加氢制备2,5-二甲基呋喃研究进展

    刘迎新1;曾茂1;楼炯涛2;刘晓爽1;舒慧敏1;魏作君2

    2,5-二甲基呋喃是21世纪最有发展前景的生物质能源之一。由生物质方法制备2,5-二甲基呋喃是目前研究的热点。文章综述了近年来由碳水化合物和5-羟甲基糠醛制备2,5-二甲基呋喃的研究成果,重点讨论了反应机理、催化反应体系和常用溶剂等方面的进展。目前该反应体系中使用的催化剂以负载的单金属Ru、Pd、Ni,双金属催化剂以及金属-氧化态金属催化剂为主;常用溶剂包括四氢呋喃和醇类。从生物质一步制备2,5-二甲基呋喃有利于降低反应成本,提高碳水化合物的利用率,是未来值得研究的方向。

    2018年02期 255-265页 [查看摘要][在线阅读][下载 456K]
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化工热力学与基础数据

  • 25℃时四元体系KCl-MgCl2-NH4Cl-H2O相平衡研究及应用

    赵晓玲;秦亚欠;赵斌;谭朝阳;曹吉林

    为了降低能耗,优化光卤石为原料制备铵光卤石工艺路线,采用等温溶解平衡法测定了常压25℃时KCl-MgCl<sub>2</sub>-NH<sub>4</sub>Cl-H<sub>2</sub>O四元体系的相平衡数据,并绘制了相图。通过相图可知,该四元体系有7个共饱点8个固相结晶区,结晶区分别为:MgCl<sub>2</sub>&#183;6H<sub>2</sub>O结晶区,KCl结晶区,NH<sub>4</sub>Cl结晶区,KCl&#183;MgCl<sub>2</sub>&#183;6H<sub>2</sub>O结晶区,NH<sub>4</sub>Cl&#183;MgCl<sub>2</sub>&#183;6H<sub>2</sub>O结晶区,(K<sub>1-<i>m</i></sub>,NH<sub>4<i>m</i></sub>)Cl结晶区,(NH<sub>4<i>n</i></sub>,K<sub>1-<i>n</i></sub>)Cl结晶区和(NH<sub>4n</sub>,K<sub>1-<i>n</i></sub>)Cl&#183;MgCl<sub>2</sub>&#183;6H<sub>2</sub>O结晶区。以25℃该四元体系相图为指导优化设计了两条以光卤石为原料,氯化铵为盐析剂制备铵光卤石的工艺路线,并与文献中提到的工艺做了对比,选出了最优的工艺路线。

    2018年02期 266-274页 [查看摘要][在线阅读][下载 440K]
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  • 正十二烷-甲苯-苯酚三元体系液液相平衡数据的测定与关联

    刘兴坤;张香兰;刘潜;李响

    为获得研究中低温煤焦油典型组分之间的溶解特性以及指导煤焦油中酚类化合物提取所需的基础数据,在常压下测定了正十二烷-甲苯-苯酚三元体系在303.15、323.15和353.15 K时的液液相平衡数据,得到该体系三元相图。采用Othmer-Tobias方程对不同温度下的相平衡数据进行可靠性检验,相关性系数在0.992以上,表明实验数据可靠性较好,选取NRTL和UNIQUAC模型对所得液液平衡数据进行关联,获得了不同温度下模型参数,计算值与实验值比较表明:NTRL和UNIQUAC模型的计算值与实验值吻合良好,其相对均方根偏差均在1%以内。

    2018年02期 275-279页 [查看摘要][在线阅读][下载 314K]
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  • 乙烷-甲醇二元体系汽-液相平衡数据的测定与关联

    石晓林;李东风

    采用静态分析法相平衡装置分别测量了乙烷-甲醇二元体系在273.15、280.15、287.15和294.15 K下的汽-液相平衡数据,四个温度下的汽-液相平衡数据均符合热力学一致性检验。采用带有Wong-Sandler混合规则的Peng-Robinson状态方程对实验数据进行关联,得到浅冷条件下乙烷-甲醇体系的二元交互作用参数<i>k</i><sub><b><i>ij</i></b></sub>为0.0187。对拟合计算结果与实验数据对比分析表明,压力的平均相对偏差为1.41%,液相摩尔组成的平均相对偏差为2.53%,拟合结果与实验数据关联良好,可以满足工程上计算与设计的需求。

    2018年02期 280-285页 [查看摘要][在线阅读][下载 370K]
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传递现象与单元操作

  • 射流场中单个气泡破裂的CFD模拟与PIV实验研究

    冯俊杰1;2;孙冰1;姜杰1;蔡子琦2;高正明2

    气泡的破裂行为能够直接改变相界面积与流场分布,进而对于多相反应器中的传递与反应过程产生重要影响。由于在湍流与气泡破裂机理以及数值模拟方法上仍存在诸多不足,目前针对湍流环境中自由运动的气泡破裂过程研究仍非常欠缺。作者分别在二维与三维数值模拟条件下,利用VOF模型研究了单气泡在典型射流场中的运动、形变与破裂过程,并通过高速摄像与PIV方法同步开展了实验研究。该研究对气泡破裂过程特别是破裂前后的形态、周围流场以及与气泡间的相互作用进行了分析。结果表明,该流场条件下液相的剪切作用是气泡破裂的主要影响因素;由于二维模拟可以使用精度更高的网格,对于气泡形变与破裂过程中的界面变化模拟相对精确,而三维模拟对于流场整体结构的模拟更接近PIV实验结果,而在气泡的扭曲变形还原方面误差相对较大。该研究对于实际破裂过程具有较好的参考价值,有助于加深多相流体力学认识,为相关多相反应器的设计与优化提供理论支撑。

    2018年02期 286-294页 [查看摘要][在线阅读][下载 667K]
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  • 基于超临界流体色谱技术的赤芍活性组分分离工艺

    吕惠生;周锦怡;耿中峰;李永辉;吕春柳;刘双彦

    将超临界流体色谱技术应用于赤芍活性组分的分离。采用Zorbax SB-CN色谱柱(9.4 mm&#215;250 mm,5μm),考察了夹带剂、CO<sub>2</sub>流量、温度以及压力对组分分离度的影响,得到了适宜的分离条件:夹带剂含量13.64%(wt),CO<sub>2</sub>流量20 g&#183;min<sup>-1</sup>,柱温313.15 K,柱压12 MPa。此条件下制备了纯度为94.11%(wt)的芍药苷和85.65%(wt)的芍药内酯苷产品,收率分别为95.6%和88.3%。建立了容量因子模型,芍药苷和芍药内酯苷模型的平均相对偏差分别为1.20%和0.72%,拟合结果良好。

    2018年02期 295-301页 [查看摘要][在线阅读][下载 430K]
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  • 气液降膜流动厚度及流速分布特性

    伍子玮;王亦飞;彭昕;颜留成;于广锁

    对洗涤冷却管内垂直降膜的流动特性进行了研究,采用超声波多普勒测速仪,对气相影响下液膜的厚度和速度进行了无接触式的测量,实验液膜雷诺数为2.04&#215;10<sup>4</sup>,气相雷诺数范围0~6.83&#215;10<sup>4</sup>。结果表明:液膜在洗涤冷却管流动发展过程中明显存在中央液膜向两边铺展的现象,铺展规律受气相雷诺数及出口槽缝尺度影响显著。管内周向角8和16&#176;处局部液膜波动较其余周向位置剧烈并有增厚的趋势,且气相雷诺数和槽缝宽度的增大均使这两处液膜增厚位置向后延迟,使得管内初始段膜厚变薄。此外,气相雷诺数增大加强气液两相间的剪切作用,整体上加剧了液膜波动幅度,液膜速度波动趋势更加显著。

    2018年02期 302-311页 [查看摘要][在线阅读][下载 415K]
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  • 乳突状多尺度结构表面的池沸腾传热特性

    纪献兵1;王野2;代超1;周冬冬1;徐进良1

    为解决相变传热过程对空间尺度的矛盾性需求,通过粉末烧结和表面处理的方法制备了乳突状多尺度结构表面,研究了多尺度结构、颗粒直径和润湿性等因素对池沸腾传热特性的影响。实验结果表明,乳突状多尺度结构可有效分离气液流动路径,强化传热,临界热流密度可提高至光表面的2.2倍,且发现其传热性能随颗粒直径的增加而提高。经H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>氧化处理后,加热表面的润湿性得以改善,并构成纳-微-毫3尺度结构,其中纳米级尺度结构用于拓展相变面积,微米级尺度孔隙用于液体吸入,毫米级尺度孔隙用于蒸汽溢出,3种尺度分工合作,将不同的相变过程合理地分配到与之相适应的尺度空间内,使多尺度表面的传热性能得到进一步提高。

    2018年02期 312-318页 [查看摘要][在线阅读][下载 844K]
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  • 硬脂酸改性γ-Al2O3填充PEBAX膜渗透汽化分离苯胺

    刘琨;胡志明;方星;余秋兰;黄治

    利用硬脂酸对纳米<i>γ</i>-Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>改性,分别制备了聚醚共聚酰胺(PEBAX)均质膜、填充膜、复合膜以及填充型复合膜四种分离膜,探讨了膜在苯胺/正庚烷体系中的溶胀性能和渗透汽化性能。利用FT-IR、XRD分别考察了改性前后<i>γ</i>-Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>颗粒官能团和晶体结构的变化情况,通过SEM观察膜的形貌结构。溶胀实验结果表明:随着料液中苯胺浓度和料液温度的升高,溶胀度均持续增大,在48 h时达到溶胀平衡,填充量为2%(wt)时填充膜的溶胀效果最好;渗透汽化实验结果表明:膜的渗透通量和分离因子均随料液中苯胺浓度和料液温度的升高而持续增大,填充型复合膜的综合性能最优,其填充量为2%(wt)时分离性能最佳,当苯胺浓度为5000 μg&#183;g<sup>-1</sup>、温度为70℃时,膜的渗透总通量为5.64 kg&#183;m<sup>-2</sup>&#183;h<sup>-1</sup>,分离因子为3.07。

    2018年02期 319-329页 [查看摘要][在线阅读][下载 855K]
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  • 气体含液浓度对亲油型聚结滤芯压降及含液量的影响

    刘佳霖1;吴小林1;姬忠礼2;常程2

    针对天然气输送管路中气体含液浓度变化范围宽且严重影响滤芯正常使用的问题,为了分析气体含液浓度对滤芯压降和含液量的影响,以及研究不同层数滤芯应用于不同浓度工况下的可行性,利用滤芯过滤性能评价装置比较了0.07~1.00 g&#183;m<sup>-3</sup>不同气体含液浓度条件下不同层数滤芯的压降变化。结果表明:气体含液浓度通过改变滤材内运移液体的通道数目而对滤芯通道压降产生较大影响,浓度升高导致通道数目增多、通道形成时间缩短、滤芯各层含液量增多。同时发现,通道压降随气体含液浓度的增大呈非线性增长,其中气体含液浓度影响的滤材含液量是否达到饱和值,是通道压降急剧上升的关键。此外,滤芯层数通过影响通道数目而改变通道压降增长趋势,当气体含液浓度在0.2~0.4 g&#183;m<sup>-3</sup>时,增加滤芯层数,可以降低通道压降。建立的气体含液浓度、滤芯层数与通道压降的关系模型可为工程实际中滤芯结构优化和不同浓度工况下通道压降预测提供指导帮助。

    2018年02期 330-339页 [查看摘要][在线阅读][下载 599K]
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  • 胶凝原油非定常参量蠕变模型研究

    刘刚;刘士元;陈雷;滕厚兴;陈放;卢兴国

    胶凝原油的蠕变特性对保障管道安全流动具有重要意义。现有蠕变模型在不同剪切应力下的拟合参数显著不同,不便工程应用。为此,研究从流变参量的非定常化角度出发,对经典Maxwell模型进行扩展,利用求解微分型本构关系的方法建立非定常参量蠕变模型。利用三种胶凝原油对蠕变模型进行验证,结果表明:一个蠕变方程即可较好地描述油品在多个应力下的蠕变过程,拟合精度高,模型未知参数少,且拟合参数不随剪切应力变化。油品温度降低,胶凝原油黏弹性增强,模型拟合参数呈现单调变化趋势。借助拟合确定的模型参数对胶凝原油其它应力下的蠕变响应进行预测,预测结果与试验结果较为一致,表明模型具有良好的工程应用价值。

    2018年02期 340-346页 [查看摘要][在线阅读][下载 453K]
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  • 非均匀高频电场下W/O型乳化液动态破乳聚结特性的实验研究

    孟浩1;4;张明2;陈家庆1;4;潘泽昊3;王春升2;张龙1;4;黄松涛1;4;李玮健1;4

    采用自主设计搭建的非均匀电场动态破乳聚结特性实验装置,首次在国内配套使用高频/高压脉冲交流电源和FBRM G600型聚焦光束反射仪,建立了W/O型乳化液中分散相水颗粒粒径分布的在线测试评价方法,进而系统研究了电场参数和流动参数对W/O型乳化液在非均匀电场作用下动态破乳聚结特性的影响规律。实验结果表明,对于所配制含水率为20%的W/O型乳化液,在电场强度为2.87 kV&#183;cm<sup>-1</sup>、电场频率为2 kHz、占空比为50%时,分散相水颗粒体积平均粒径(VMD)值较初始稳定状态的增长倍数达到最大值,为3.81倍;小粒径水颗粒(粒径小于10 μm)数目较初始稳定状态减小至最小值,减少了62%;充分证明在非均匀电场下,合理电场参数的筛选对于乳化液破乳聚结具有重要意义。在实验流速范围内,VMD值增大倍数随着流速的增加先增大后减小,表明在确保足够停留时间的前提下,适度增加乳化液流速方能显著提升破乳聚结效率,因此合理流速的确定应当优先满足乳化液在电场中最短停留时间的要求。

    2018年02期 347-357页 [查看摘要][在线阅读][下载 608K]
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  • 气泡上浮运动与传热传质的耦合模型

    张志友;金良安;何升阳;苑志江

    针对舰船主机尾气消尾流技术中的气泡上浮运动,分别建立气泡非等温传热、瞬态非平衡传质及其速度、半径等各微分方程,进而构建液体中高温气泡上浮运动的耦合模型。将模型仿真结果与实验、文献研究比对,获得并分析气泡半径及运动速度的误差值,证明模型能够模拟不同温差的气泡在液体中的上浮过程,并得到气泡运动特性的影响规律:传质加速小气泡消失,使中等气泡半径持续减小,但对大气泡影响微弱;气泡运动初期为迅速的非等温传热过程,随气泡半径增大,热流密度变化幅度及热传导效率均下降;压强对气泡运动影响基本保持不变。三者综合作用使非等温传热初期气泡半径迅速下降。随后大气泡平缓增大;中等气泡缓慢地先减小后增大;而小气泡逐渐溶解在液体中。

    2018年02期 358-367页 [查看摘要][在线阅读][下载 417K]
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反应工程

  • CeO2改性的镍基白云石催化剂催化苯甲腈蒸汽裂解的反应

    孙青1;陈纪忠1;吴祖成2

    以煅烧处理后的白云石、CaO、MgO为载体制备了负载型镍基催化剂,在石英管固定床反应器中考察了其催化苯甲腈蒸汽裂解的反应特性,并用XRD、H<sub>2</sub>-TPR、BET等方法对催化剂的物化性质进行了表征,分析了金属镍在不同载体表面的负载特性和差异,发现金属镍可与MgO形成稳定的(Ni,Mg)O固溶体相,而掺杂CeO<sub>2</sub>的改性可促进金属镍在催化剂表面的分散,提升了催化剂的低温催化活性。三种载体负载的催化剂催化裂解实验表明,Ni/白云石催化剂对于苯甲腈的转化效率最高。与未掺杂的相比,10% CeO<sub>2</sub>掺杂的催化剂在500℃下苯甲腈的转化率提高了21.5%,在650℃下苯甲腈的转化率趋于100%。采用15% Ni/10% CeO<sub>2</sub>/白云石催化剂,考察了苯甲腈与蒸汽的水碳比和空时对反应的影响。当水碳比高于1.2时,对于苯甲腈的转化率没有明显的影响,但会影响到最终产物的分布。增大反应的空时,有利于提升苯甲腈的转化率,特别是减少了HCN和NH<sub>3</sub>在产物中的浓度。

    2018年02期 368-376页 [查看摘要][在线阅读][下载 462K]
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化学工艺

  • 高压均质法制备包覆防晒剂纳米结构脂质载体的研究

    凌慧1;郑成1;2;毛桃嫣1;钟景铭1

    化妆品的功效不仅在于其活性成分,也取决于载体系统。研究采用高压均质法制备包覆二苯酮-3(BP-3)和对甲氧基肉桂酸辛酯(OMC)两种紫外线吸收剂的纳米结构脂质载体(NLC),并采用扫描电镜、红外光谱、X射线衍射、差示扫描量热法等手段对其结构进行了表征分析。通过正交实验确定了最优配方为:防晒剂(OMC:BP-3=4:1)占总油相10%,总油相占配方6%,液体脂质占总脂质25%,乳化剂(A165:泊洛沙姆188:大豆卵磷脂=3:3:1)占配方4%,得到的NLC中BP-3和OMC包封率的分别为93.2%、98.8%。对紫外吸收性能和光稳定性进行测试,结果显示:包覆防晒剂的NLC比普通乳液的紫外吸收能力好,而且被包覆的防晒剂光异构化程度降低。这项研究为紫外吸收剂提供了一个合适的胶体脂质载运系统,NLC成为一个成功的光保护纳米制剂。

    2018年02期 377-385页 [查看摘要][在线阅读][下载 633K]
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  • 制备方法对Bi2WO6光催化剂结构及可见光催化降解乙烯性能的影响

    徐梅;李莹影;王佳;宋贤良;叶盛英

    通过高温固相法、微乳液法、水热法、醇水混合溶剂热法、和乙二醇溶剂热法制备出Bi<sub>2</sub>WO<sub>6</sub>光催化剂。采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)对样品的晶体结构、微观形貌、吸光性能进行表征,并考察其在可见光下降解乙烯的光催化性能。结果表明:制备方法对Bi<sub>2</sub>WO<sub>6</sub>光催化剂的微观结构和光催化性能都有明显的影响,其中高温固相法所得样品的颗粒粒径最大且易团聚,光催化活性最低,对乙烯的降解率仅为5.85%。乙二醇溶剂热法制备的Bi<sub>2</sub>WO<sub>6</sub>样品的平均粒径约为100~200 nm,禁带宽度为2.90 eV,对乙烯的降解率最高,为13.82%,比高温固相法提高了136.24%。

    2018年02期 386-392页 [查看摘要][在线阅读][下载 581K]
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化工系统工程

  • 一种化工过程故障诊断知识自动化方法研究

    李传坤1;3;赵东风2;王春利3;高新江3

    化工过程的故障诊断是典型的知识型工作,主要以人工决策方式完成,具有主观性和不一致性。此外,知识经验的学习、积累和传承也比较困难。今提出了化工过程故障诊断的知识自动化方法,以生产过程的"数据"与"信息"知识为基础,融合多种定性定量的故障监测与诊断算法,通过知识获取与融合、故障感知与识别、故障诊断与决策三个层次对故障进行监测诊断,并以专家知识库为载体进行经验的传承。工业试验表明,该方法实现了故障诊断知识的自动化,具有很好的可行性。

    2018年02期 393-400页 [查看摘要][在线阅读][下载 750K]
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材料科学与工程

  • 两亲性PNIPAM-b-PVC-b-PNIPAM共聚物的合成与自组装

    胡合成;潘鹏举;包永忠

    通过单电子转移-蜕化链转移活性自由基聚合合成不同组成的两亲性聚<i>N</i>-异丙基丙烯酰胺-<i>b</i>-聚氯乙烯-<i>b</i>-聚<i>N</i>-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM-<i>b</i>-PVC-<i>b</i>-PNIPAM)三嵌段共聚物,并制备共聚物胶束水溶液,采用荧光光谱、动态光散射、透射电镜、紫外-可见光谱等表征共聚物的临界胶束浓度、胶束结构及温度响应性。结果表明,共聚物可在水中形成以PVC为核、PNIPAM为壳的球形胶束,胶束尺寸在75~135 nm;随着共聚物亲水PNIPAM链段含量的增加,临界胶束浓度增大,而胶束尺寸减小。在升温过程中,胶束溶液的透光率逐渐降低,低临界溶解温度随着共聚物亲水链段含量的增加而增大。

    2018年02期 401-406页 [查看摘要][在线阅读][下载 512K]
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  • 聚丙烯表面共价接枝改性化学镀与性能研究

    季成1;李宾1;3;袁晓2;柳翠2;沈春银3;戴干策3

    通过对聚丙烯(PP)表面共价接枝改性,研究聚丙烯无铬无钯化学镀工艺及接枝层对镀层性能的影响。通过控制接枝时间调节PP表面接枝率,采用离子交换手段将Ni<sup>2+</sup>固定在基体表面;用NaBH<sub>4</sub>将固定的Ni<sup>2+</sup>还原为单质Ni<sup>0</sup>作为化学镀过程中的催化剂。使用红外衰减全反射光谱(ATR/FT-IR)、能谱扫描(EDS)、X射线衍射(XRD)、X-射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、电化学工作站等进行表征。结果表明:经过接枝改性的PP板可以成功进行化学镀镍磷合金,镀层与基体的结合力和镀速均随接枝率上升而增大,镀层的耐蚀性能则随接枝率上升而下降。

    2018年02期 407-413页 [查看摘要][在线阅读][下载 634K]
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  • 葡聚糖甲基丙烯酸甲酯水溶液的相变特性及其晶胶微球的制备

    高亚伟;关今韬;张颂红;朱菊香;贠军贤

    葡聚糖衍生物作为组织工程支架载体和分离介质的基质材料,在生物医学工程和生物分离领域具有重要应用。晶胶介质是近几年研究的一种新型层析分离材料,但以葡聚糖衍生物为基质的晶胶介质则鲜有研究。今利用在线温度采集系统,通过测定葡聚糖甲基丙烯酸甲酯(Dex-MA)反应水溶液体系的冷冻曲线,研究了不同条件下该体系的液-固相变特性;并通过微流控聚焦成形方法,制备得到了以葡聚糖衍生物为基质的晶胶微球介质。结果表明,浓度为2%~10%(wt)葡聚糖甲基丙烯酸甲酯反应水溶液体系的结晶点温度在&#8210;0.54~0.25℃,起始结晶相变温度在&#8210;6.32~&#8210;13.26℃间随机分布;因此,维持冷冻温度约在&#8210;14℃以下,则可实现结晶相变致孔。以葡聚糖甲基丙烯酸甲酯反应水溶液体系为水相,乙酸乙酯溶液为油相,经微流控聚焦成形方法,于水相流速0.0054~0.0087 m&#183;s<sup>-1</sup>、油相流速0.0365~0.0433 m&#183;s<sup>-1</sup>下制备得到的葡聚糖衍生物晶胶微球,具有较均匀的粒径分布,平均粒径在1000~1400 μm,随水相流速增大而增大,随油相流速增大而减小;其内部具有相互连通的超大孔隙,孔径尺寸为1~20 μm。

    2018年02期 414-420页 [查看摘要][在线阅读][下载 639K]
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  • 超细银粉及导电复合材料制备与表征

    张小敏1;赵国2;李起龙2;王斌2;周英龙3

    为了制备相对较低固化温度银导电复合材料,采用AgNO<sub>3</sub>为银源,液相还原法制备了球形超细银粉。导电复合材料主要由超细银粉和有机载体组成,并系统研究了制备工艺对银导电复合材料性能的影响。结合X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、热分析(DSC/TG)等分析手段,研究了银粉的晶体结构、形貌及导电复合材料的电性能、强度和形貌。结果表明,球形超细银粉的平均粒径为150 nm,粒径分布在50~200 nm,呈立方晶体结构。推荐最佳的导电复合材料制备薄膜工艺为:70%银粉、30%的有机载体,在150℃的温度下固化30 min,该薄膜的电阻率为5.2&#215;10<sup>-4</sup> Ω&#183;cm。

    2018年02期 421-426页 [查看摘要][在线阅读][下载 556K]
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  • 环氧腰果酚/硅氧烷对酚醛树脂及泡沫性能的影响

    薄采颖1;张猛1;胡立红2;杨晓慧1;贾普友1;周永红1

    以环氧腰果酚(ECD)为酚原,替代部分苯酚,同时引入1,3-双(氨丙烷基)四甲基二硅醚(APTMDS),合成改性酚醛树脂,进而制备改性酚醛泡沫。分析APTMDS添加量一定时,ECD替代苯酚量对改性树脂的结构、游离酚含量、游离醛含量、黏度以及热稳定性的影响,研究ECD替代苯酚量对改性泡沫压缩强度、弯曲强度、易碎性能以及燃烧性能的影响。结果表明,当APTMDS添加量一定时,改性树脂体系的游离酚含量随着ECD的替代量的增加而呈下降趋势,游离醛随着ECD的替代量的增加而呈上升趋势,改性树脂体系的黏度随着ECD的替代量的增加有所上升。改性酚醛泡沫的压缩和弯曲强度有很大程度的提高,当ECD替代量为4%(wt)时,改性泡沫的压缩和弯曲强度最大,分别为0.281和0.363 MPa,与纯酚醛泡沫相比,分别提高了91.16%和62.05%。改性酚醛泡沫粉碎率有所降低,当ECD替代苯酚量为12%时,改性酚醛泡沫的粉碎率最小,19.81%,与纯酚醛泡沫相比,下降了24.13%。改性后的酚醛泡沫的阻燃性能略有下降。

    2018年02期 427-434页 [查看摘要][在线阅读][下载 433K]
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  • 含DA键的自修复交联型聚氨酯弹性体的制备与再加工

    张士玉;白亚朋;赵凯锋;魏燕彦

    通过预聚法,制备了具有自修复性且可重新加工成型的新型交联聚氨酯(CPU-DA),利用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR),差示扫描量热仪(DSC),热台显微镜,电子万能材料试验机等对聚氨酯中的DA键的热可逆性能和该聚氨酯的热性能进行了研究。研究表明:CPU-DA具有快速自修复性和多次再加工性。在110℃下热处理10 min后,裂缝愈合且修复效率达81.6%;碾碎加热压铸再加工三次后拉伸强度不仅没有下降,反而提高了65%以上,由原样的8.56 MPa增加到14.14 MPa。

    2018年02期 435-443页 [查看摘要][在线阅读][下载 1560K]
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环境化工

  • 烟气脱硫脱硝一体化技术实验研究

    宋云华1;陈建铭1;孟宪强1;牛晓红2;李正林2;刘欣2;魏玉胜2

    自制中试规模的双级串联填料塔,以臭氧(O<sub>3</sub>)作为氧化剂,对尿素溶液吸收二氧化硫和氮氧化物的工艺条件进行了实验研究。分析了尿素脱硫脱硝的机理,考察了液体流量、停留时间、臭氧使用量、pH等因素对SO<sub>2</sub>和NO<sub><i>x</i></sub>脱除率的影响。实验结果表明,当液体流量0.8 m<sup>3</sup>&#183;h<sup>-1</sup>、停留时间40 s、尿素溶液质量分数20%、吸收温度50℃、<i>n</i>(O<sub>3</sub>):<i>n</i>(NO)=1:1、pH为7时,SO<sub>2</sub>的脱除率接近100%,NO<sub><i>x</i></sub>的脱除率可达到87.02%。在本一体化烟气脱硫脱硝过程中烟气中SO<sub>2</sub>对脱硝效果有协同作用。

    2018年02期 444-450页 [查看摘要][在线阅读][下载 286K]
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  • CaO作用下污泥的黏附-结团失效及干化特性研究

    刘亚军;邓文义;袁旻昊;苏亚欣

    污泥的黏附和结团特性对干化过程有重要影响,研究开展了市政污泥和印染污泥在热力干化过程中的黏附-结团失效特性研究,深入探讨了CaO对污泥黏附-结团特性影响的规律,并分析了CaO对污泥干化速率及表观形态的影响。实验结果表明,在含水率≤ 85%时,污泥均表现出黏附失效特性。CaO能显著提高污泥表面黏附应力,但却能降低污泥在金属壁面的黏附量(含水率≤ 85%时)。此外,CaO能促进污泥干化速率的提升,并能抑制市政污泥在热力干化过程中裂纹的产生。

    2018年02期 451-457页 [查看摘要][在线阅读][下载 389K]
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  • 紫外光辅助吸附脱硫工艺及机理

    孙雪妮1;TatarchukBruceJunior2;程新权2;迟明扬2;郑静静1;范志翔1;韶晖1

    将紫外光引入吸附脱硫技术,开发出一种新型光辅助吸附脱硫工艺。以TiO<sub>2</sub>为吸附剂,采用光辅助吸附脱硫工艺对模拟燃油进行深度脱硫研究。穿透实验结果显示,TiO<sub>2</sub>吸附剂在光辅助吸附脱硫工艺下较传统吸附脱硫条件下的性能提高了近1倍。气相色谱-脉冲火焰光度检测器(GC-PFPD)结果显示,在光辅助条件下,液相无光催化氧化产物生成。通过X射线光电子能谱(XPS)及原位红外光谱(<i>in-situ</i> IR)研究光辅助吸附脱硫机理,发现紫外光能有效降低化学吸附水分子数量,并增加活性端羟基Ti(IV)-OH的数量,有利于吸附脱硫。

    2018年02期 458-463页 [查看摘要][在线阅读][下载 385K]
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研究简报

  • 汽爆铜藻对模拟废水中Cr(VI)的吸附特性研究

    周小瑞;于凤文;韦一;计建炳

    以汽爆铜藻为吸附剂,吸附模拟废水中Cr(VI)。研究汽爆颗粒大小、压力、停留时间、pH值、吸附时间、吸附剂用量等对吸附过程的影响,探讨吸附动力学和热力学的规律,了解吸附机理。对汽爆铜藻结构进行表征可知,汽爆铜藻表面含有大量的氧、氮、硫的官能团。吸附结果显示,在压力3.0 MPa、停留时间120 s、颗粒大小0.83~1.40 mm的汽爆条件及pH为2、吸附时间为120 min、吸附剂用量为20 g&#183;L<sup>-1</sup>的吸附条件下,汽爆铜藻对模拟废水Cr(Ⅵ)的去除率为87.50%,吸附速率快、吸附效果较为理想。吸附动力学规律符合准二级动力学模型(R<sup>2</sup>> 0.99),内扩散方程模拟表明该吸附过程主要是由颗粒内扩散控制。吸附等温线用Freundlich方程进行模拟(R<sup>2</sup>> 0.99),吸附热力学性能参数说明汽爆铜藻吸附模拟废水中Cr(VI)属于自发放热的吸附过程。

    2018年02期 464-471页 [查看摘要][在线阅读][下载 527K]
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  • 兑卤法从硫酸钠亚型盐湖卤水中制备碳酸锂

    高峰1;2;3;乜贞3;郑绵平3

    为开发西藏硫酸钠亚型盐湖-扎北盐湖中的卤水锂资源,提出盐湖联合开发-碳酸盐型卤水与扎北富锂卤水兑卤提锂的新方法。实验以扎北高锂卤水(BI)为原料,扎布耶盐田富碳酸根卤水(BⅡ)为天然沉淀剂,在不同温度(5~90℃)及兑卤比(<i>V</i><sub>BⅡ</sub>/<i>V</i><sub>BI</sub>=0.5~2.5)条件下进行了碳酸锂混盐的兑卤沉淀。结果表明,在<i>V</i><sub>BⅡ</sub>/<i>V</i><sub>BI</sub>=1.75、90℃条件下进行兑卤沉淀时,锂收率82.66%,碳酸锂含量88.25%。用该法所制的碳酸锂混盐利于后续提纯,经调浆水洗、烘干研磨后可获纯度高、分散性好的碳酸锂粉末。

    2018年02期 472-477页 [查看摘要][在线阅读][下载 420K]
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  • 变压精馏分离乙酸乙酯-正己烷共沸物的动态特性

    吕利平1;2;李航2;李兵1;3;孙诗瑞1;张淑琼1;徐建华1

    乙酸乙酯和正己烷均为重要的有机溶剂,广泛应用于医药、橡胶、油漆等领域。由于乙酸乙酯和正己烷常压下形成共沸物,需采用特殊工艺对其进行分离。基于乙酸乙酯-正己烷二元共沸体系的压力敏感性,利用Aspen Plus软件,以年度总费用(TAC)最小为目标函数,模拟和优化了变压精馏稳态工艺,其中高压塔和低压塔的操作压力分别采用6 atm和1 atm,所得乙酸乙酯和正己烷产品纯度均大于99.9%。在此基础上,利用Aspen Dynamics软件考察了变压精馏工艺不同控制方案的有效性。结果表明:<i>Q</i><sub>R</sub>/<i>F</i>比例控制结构能够有效地应对进料流量扰动,且响应速度快,但在处理进料组分干扰时稍显不足。组分-温度串级控制能有效的改善进料组分扰动对产品纯度的影响。<i>Q</i><sub>R</sub>/<i>F</i>比例控制结构与组分-温度串级控制结构联用在变压精馏工艺中可实现稳健的控制,能够有效保证乙酸乙酯和正己烷产品纯度。

    2018年02期 478-486页 [查看摘要][在线阅读][下载 335K]
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