高校化学工程学报

Journal of Chemical Engineering of Chinese Universities

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国际刊号:1003-9015
国内刊号:33-1141/TQ
主管单位: 国家教育部
主办单位: 浙江大学
主    编: 陈 纪 忠
编委会主任委员: 姚 善 泾
编辑出版:《高校化学工程学报》编辑部
地    址:杭州 浙江大学玉泉校区,化学工程与生物工程学院
邮    编:310027
电    话:0571—87951235
电子信箱:gxhgxb@zju.edu.cn
网    址:gxhx.cbpt.cnki.net 

国内发行:《高校化学工程学报》编辑部
国外发行:中国国际图书贸易集团有限公司 (北京市海淀区车公庄西路35号,邮编100048)          

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化工热力学与基础数据

  • 1-乙基-3-甲基咪唑二氨腈盐中各类溶质无限稀释活度系数的测定

    马利娜;计伟荣;计建炳;

    采用反相气相色谱法将离子液体作为固定相测定了27种溶质(烷烃、芳烃,卤代甲烷、醇、酮、醚、酯、三乙胺、二硫化碳、四氢呋喃、乙腈、吗啡啉、吡啶和水)在离子液体1-乙基-3-甲基咪唑二氨腈盐([EMIM][N(CN)2])323.15K,333.15K,343.15K和353.15K下的无限稀释活度系数γ1,3∞。通过计算不同溶质无限稀释活度系数的比值,探讨了[EMIM][N(CN)2]作为共沸、萃取精馏和萃取操作中的夹带剂或萃取剂的可行性。结果显示[EMIM][N(CN)2]在含水以及极性不对称性较大的共沸二元体系中有很好的选择性。此外,通过温度与γ1,3∞值的关系得到溶质的无限稀释偏摩尔焓。

    2008年04期 547-552页 [查看摘要][在线阅读][下载 822K]
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  • 离子液体-水体系的相平衡

    田勇;王秀芳;王键吉;

    通过对1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([bmim][PF4])离子液体+水体系相平衡及NaCl、NaBF4和氯化1-丁基-3-甲基咪唑([bmim]Cl)对离子液体+水体系相平衡的影响进行了研究,结果表明:离子液体[bmim][BF4]+H2O二元体系具有典型的最高上临界溶解温度(UCST)行为,其最高上临界温度为5.3℃左右,临界组成为50%(水的质量分数);NaCl和NaBF4降低[bmim][BF4]+H2O体系的混溶性,而[bmim]Cl增加该体系的混溶性。由此得到一种简单定性地判断离子液体[bmim][BF4]中可能存在的杂质种类和水平的方法,并利用此结果可设计纯化该离子液体的绿色工艺。

    2008年04期 553-556页 [查看摘要][在线阅读][下载 771K]
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传递现象与单元操作

  • 两相闭式热虹吸管的流动与传热特性研究

    袁达忠;马学虎;房正;

    对两相闭式热管内的流动与传热特性进行数值模拟。分段建立热管内的流动与传热方程,通过编写程序对控制方程进行求解。采用离散液膜下降高度方法,联合利用复合辛普森数值积分和四阶龙格库塔数值微分方法成功地实现模型求解过程。将热管内充液量、饱和蒸汽温度和加热段热流密度作为影响因素进行数值计算。在分析中考虑下降液膜和上升蒸汽之间界面剪切力的影响。数值计算结果发现,尽管界面剪切力有时对传热过程的影响不大,但冷凝段和蒸发段的液膜都有所增厚,模型预测结果与实验测量值吻合程度有所改善。数值模拟结果表明,综合考虑热管内界面剪切力和总体充液量对热管流动与传热特性的影响是有必要的,由此获得的传热特性关联式更符合实际情况,可以为热管换热器的性能计算和设计提供指导。

    2008年04期 557-562页 [查看摘要][在线阅读][下载 811K]
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  • 基于超熵产生分析的反应精馏系统多稳态研究(Ⅰ)定态稳定性判据模型的建立

    雷震;路士庆;杨伯伦;王华军;吴江;

    为对反应精馏系统中的多稳态现象进行深入分析,提出了利用超熵产生进行定态点稳定性分析和判定的新思路。根据反应精馏质热传递的特征以及熵流熵产分析,建立了该过程的热力学模型;定义系统的二阶变分为超熵,由非平衡热力学定态点的里亚普罗夫稳定性分析理论,取二级超熵δ2S为里亚普罗夫函数,将此函数对时间求导,得到了系统的超熵产生;将系统在扰动情况下的变化转化为超熵产生的变化,根据超熵产生的正负性即可判断系统的稳定性。

    2008年04期 563-568页 [查看摘要][在线阅读][下载 797K]
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  • 错流碟片旋转超重力场中液膜体积分率的实验研究

    陈明功;陈晶铃;T.Takashima;A.Mizuno;

    错流碟片旋转填充床反应器可有效脱除燃煤烟道气中的二氧化碳和其它有害成分,但液体分布状态对反应速率有很大影响,研究液膜的体积分率可为该类型反应器的设计提供有效的依据参数;实验研究了碟片转速、液体流量、气体流量、碟片间距和碟片开孔率与液膜体积分率的关系,用每张碟片底部对应液体收集器储存并测量碟片表面液膜的体积流量,用高速摄像机记录不同条件下液膜的存在状态和变化规律。研究表明随碟片转速增加液膜分率降低,增强的离心力促使液膜破裂,但液滴的甩出速率增加,促使液滴二次聚并,有不连续液丝产生。增大入口液体流量,液膜分率减小,液膜厚度变化缓慢,空间液滴增大。增大气体流量,液膜分率减小,厚度变薄,碟片表面附着液膜被吹散,促使液体雾化。液膜分率随碟片间距增加减小,提高碟片间距可有效减少液滴二次聚并;碟片开孔率增大液膜分率减小,提高碟片开孔率可有效降低碟片表面液膜的连续性,促使液膜分裂。

    2008年04期 569-573页 [查看摘要][在线阅读][下载 914K]
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  • 湍流分散系统中液滴尺寸的模拟与研究

    于水波;赵宗昌;尹曹勇;

    在考虑分散相黏度对液滴破碎频率影响的基础上,进一步研究了分散相黏度对液滴聚并的影响。在液膜排液时间的计算式中,引入了分散相黏度,建立了新的液滴聚并频率的表达式。通过数值求解群体平衡方程,得出搅拌槽内液-液湍流分散系统的Sauter平均直径。与实验数据比较发现,改进模型可以较好地预测分散系统的Sauter平均直径,其结果优于Coulaloglou和Tavlarides模型。计算结果表明分散相黏度对液滴平均直径有着双重影响,抑制破碎,导致液滴直径增大;抑制聚并,从而导致液滴直径减小。

    2008年04期 574-579页 [查看摘要][在线阅读][下载 812K]
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  • 吸附-热再生法回收废水中醋酸的研究

    侯宝军;乐清华;周全;施云海;

    针对浓度为3%的醋酸废水,选用YK-15椰壳炭为吸附剂,采用吸附和分步热再生法从废水中分离醋酸,达到了废水处理和醋酸回收的双重目的。系统地考察了动态吸附和分步热再生的工艺条件,结果表明,在温度为30℃,废水流速为7.3×10-5m·s-1的适宜条件下,YK-15椰壳炭对醋酸的动态吸附容量为161.0mg·g-1,穿透点处废水的处理能力为4.7g(废水)·g-1(活性炭)。对吸附剂进行分步热再生的适宜条件是,第一步控制温度为110~130℃,脱除吸附柱内35%~40%的残余水,以浓缩醋酸。第二步继续升温至320℃,脱附并回收醋酸,醋酸的脱附率可达96%以上,收率为87%,回收醋酸的浓度为30%左右。吸附–脱附的循环实验表明,活性炭的吸附和脱附性能稳定,数据重现性好。

    2008年04期 580-584页 [查看摘要][在线阅读][下载 803K]
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  • 超声对穿心莲内酯溶析结晶的影响

    杭方学;丘泰球;

    研究了超声波对穿心莲内酯溶析结晶过程的影响,考察不同超声功率对均相成核诱导期、介稳区、晶体粒度和晶形的影响。实验结果表明,超声波显著降低了结晶诱导期,诱导期随着超声功率的增加而缩短。分析了超声对均相成核影响的机理,在相同过饱和度条件下,诱导期缩短的主要原因是超声波提高了成核过程中的扩散系数,而表面张力受到声场的影响较小,基本保持不变。超声波引入溶析结晶体系后,晶体的粒度减小,在高功率超声作用下,溶液中产生了更多晶核降低了晶体生长的速度。经超声波作用的晶体外形发生变化,并且减少了晶体间的聚集。同时超声波的作用使介稳区宽度明显变窄,表明在超声场中过饱和溶液变得更不稳定。

    2008年04期 585-590页 [查看摘要][在线阅读][下载 1234K]
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反应工程

  • 近临界水体系中添加物促进的二甘醇脱水环化研究

    杨艳;吴良春;戴立益;

    考察了一缩二乙二醇(又名二甘醇DEG)在近临界水体系中两种不同添加物存在下的反应活性,并测定了在不同时间、温度、物料/水比、压力以及添加物浓度下二甘醇脱水环化产物—1,4-二氧六环(Dioxane)的产率。实验结果表明,在无任何添加物存在的近临界水体系中,二甘醇可以进行环化脱水生成1,4-二氧六环,但产率相对较低。当温度为340℃,反应时间为240min,1,4-二氧六环的产率仅为9.84%(wt)。向反应体系引入ZnCl2,所得1,4-二氧六环产率较纯水条件下有很大提高。在浓度为0.5%(wt)的ZnCl2溶液中,当温度为340℃,反应时间为120min,1,4-二氧六环的产率最高可达50.89%(wt);在浓度为1.0%(wt)ZnCl2溶液中,相同反应温度和时间下,1,4-二氧六环的产率最高可达36.18%(wt)。在相同反应条件下,向反应体系中引入Na2CO3,二甘醇几乎没有转化,检测不到1,4-二氧六环。根据产物产率变化规律和传统条件下二甘醇脱水机理,提出了近临界水中引入少量添加物情况下DEG脱水反应可能的反应历程。

    2008年04期 591-596页 [查看摘要][在线阅读][下载 821K]
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  • 临界区乙醇中聚碳酸酯解聚研究

    潘志彦;邹霞;金红茂;李华明;林函;周红艺;林春绵;

    在温度160~260℃、压力1.4~8.5MPa、反应时间15~60min条件下,研究聚碳酸酯(PC)在超、亚临界乙醇中的解聚反应,着重考察反应温度、反应时间等条件对聚碳酸酯解聚行为的影响。结果表明:随温度的升高、反应时间的延长,解聚率增加;随温度的升高,主产物双酚A(BPA)产率先升高,之后下降;随着反应时间的延长,双酚A产率下降。其中温度对双酚A产率的影响最大。当投料比为8.0,反应温度为220℃,反应时间为15min时,主产物双酚A产率可达到80.4%,此时解聚率为98.8%。根据聚碳酸酯在超亚临界乙醇中解聚产物的分析,并结合聚碳酸酯的链节特点,提出聚碳酸酯的解聚机理。通过实验数据关联,得出解聚反应级数为一级,解聚反应活化能为58.03kJ·mol-1。研究结果为选择解聚介质和工艺参数提供依据。

    2008年04期 597-603页 [查看摘要][在线阅读][下载 838K]
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  • 分子氧存在下镁铝水滑石负载高锰酸钾活化醇类液相氧化反应研究

    刘宝生;王洪艳;纪红兵;

    用共沉淀和浸渍法分别制得镁铝水滑石固载MnO4-催化剂HT-MnO4-,并将该催化剂在温和条件下、以分子氧为氧化剂用于催化醇的液相氧化反应。以苯甲醇氧化反应为模型探讨了不同制备方法制得的催化剂以及温度、溶剂等条件对反应的影响,结果显示两种制备方法对催化性能影响的差别不大,非极性溶剂更有利于反应进行,苯甲醇转化率随着温度上升明显提高。XRD表征给出水滑石经过MnO4-阴离子交换以后,X射线衍射峰中最强峰对应晶面的平均粒径减小,但结构仍然完整;XPS表征表明HT-MnO4-中Mn的结合能较之KMnO4中的Mn有所降低。说明镁铝水滑石负载高锰酸钾远比高锰酸钾温和,在醇的液相氧化中同时起着催化剂和氧化剂的作用。

    2008年04期 604-610页 [查看摘要][在线阅读][下载 901K]
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  • 正丁醇乙氧基化反应动力学研究

    安维中;董凤蕾;刘兆滨;朱建民;

    研究了固体碱催化下、半间歇操作正丁醇乙氧基化的动力学问题。在2L反应釜中测定了动力学及环氧乙烷在反应混合物中的溶解度数据。依据SN2反应机理和各步加成反应速率相等的假设,建立了动力学模型。在模型参数求解时,将环氧乙烷的液相主体浓度视为其在反应混合物中的溶解度,用Aspen plus软件考查了体系的相平衡关系,建立了基于Wilson方程的环氧乙烷溶解度的计算方法和关联模型。利用数值方法求解动力学模型得到动力学参数,利用实验数据验证了其可靠性。

    2008年04期 611-617页 [查看摘要][在线阅读][下载 1028K]
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生物化工

  • γ-氨基丁酸液体发酵过程的条件优化及补料研究

    黄俊;梅乐和;盛清;许静;吴晖;

    为了提高γ-氨基丁酸(GABA)的发酵水平,在3.7L发酵罐中考察了不同操作条件(通气和pH控制)对短乳杆菌CGMCCNO.1306分批发酵生产GABA的影响。结果表明,不同操作条件对GABA的发酵产量有显著影响。好氧发酵有利于菌体的生长,最大菌体干重达到2.78g·L-1,而厌氧发酵有利于产物GABA的生成,发酵72h时GABA的产量达到23.94g·L-1。在兼性厌氧条件下,研究了pH控制对GABA分批发酵的影响,实验发现pH控制在5.0时,GABA产量最高,发酵72h时GABA的产量达到40.73g·L-1.对GABA的补料发酵进行了初步研究,发酵108h时GABA产量达到76.36g·L-1,分别比摇瓶发酵、厌氧发酵以及控制pH5.0发酵提高128.6%、219%和87.5%。

    2008年04期 618-623页 [查看摘要][在线阅读][下载 842K]
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化学工艺

  • 2-氨基-5-氟吡啶的合成

    马振萍;戴立言;王晓钟;陈英奇;

    2-氨基-5-氟吡啶是合成肽脱甲酰基酶抑制剂LBM415的重要中间体。以2-氨基吡啶为原料,经过混酸硝化,氨基乙酰化保护,硝基还原,重氮化及席曼反应引入氟原子以及水解脱乙酰基等步骤合成2-氨基-5-氟吡啶。该路线简化了实验操作,避免了文献报道的在原料2-氯-5-氨基吡啶的合成、中间产物的分离和最终产品的纯化过程中出现的收率低以及纯度不高的问题。各步反应比较适宜的工艺条件(反应温度,反应时间,摩尔收率)分别为,硝化反应:45℃,2h,41%;氨基保护:回流,1h,96.3%;硝基还原:回流,1h,90%;重氮化:-5~0℃,2h,81.4%;席曼反应:130℃,0.5h,乙酰基水解:回流,2.5h,两步反应总收率为51.6%。产物熔点与文献报道一致,并通过1H-NMR和IR确认了2-氨基-5-氟吡啶的结构。

    2008年04期 624-629页 [查看摘要][在线阅读][下载 798K]
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  • 间/对混合二乙炔基苯的合成

    蔡良珍;裘海啸;王洪太;杨苗;沈永嘉;

    混合二乙炔基苯在药物合成,液晶材料,航天航空材料等方面具有十分重要的用途,因而较大规模地合成二乙炔基苯受到广泛的关注。今从工业级二乙烯基苯(含间二乙烯基苯59.5%,对二乙烯基苯21.8%,间乙基苯乙烯11.3%,对乙基苯乙烯7.4%)出发,经溴化加成反应得到二(α,β-二溴乙基)苯(或相应的溴化物),冷却后分离出部分对二(α,β-二溴乙基)苯,残余物经减压蒸馏分离出沸点小于160℃/1~2mmHg的间/对乙基-α,β-二溴乙基苯,使间/对二(α,β-二溴乙基)苯的含量达到98%以上。后者在乙醇钠/乙醇介质中脱去溴化氢,经纯化处理后得到含量98%的间/对混合二乙炔基苯。讨论了影响各步反应及分离的因素,给出了较佳的反应参数,使用上述条件实现了50kg/批规模的生产。

    2008年04期 630-633页 [查看摘要][在线阅读][下载 742K]
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  • 用氯仿萃取4-硝基吡啶的工艺条件研究

    陈海群;万利兵;李定龙;黄荣荣;

    合成并用氯仿作萃取溶剂来萃取分离4-硝基吡啶。考察了原料液酸碱度、萃取温度、萃取时间等因素对氯仿萃取4-硝基吡啶过程的影响,结果表明该萃取过程分配比随pH的升高而增大,在pH=9~10时分配比最大,再升高pH分配比又开始减小,萃取过程为一快速过程;水相中亚磷酸铵和氯化铵对萃取过程有盐析效应,使分配比增大;该萃取过程受温度影响不大,热效应为5.410kJ·mol-1。同时确定了pH=9~10时4-硝基吡啶在有机相与水相中分配平衡关系,当有机相和水相间体积比为3时,5级错流萃取的回收率为95%以上;当体积比为5时,7级逆流萃取4-硝基吡啶的回收率也可达96%以上。

    2008年04期 634-639页 [查看摘要][在线阅读][下载 831K]
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  • 3-二氯乙酰基-2,5-二甲基-2-正丙基-1,3-噁唑烷的合成工艺研究

    付颖;付宏刚;叶非;杨蕾;李海涛;

    为了探索合成N-二氯乙酰基噁唑烷类除草剂安全剂的合成工艺,合成了3-二氯乙酰基-2,5-二甲基-2-正丙基-1,3-噁唑烷。以异丙醇胺、2-戊酮和二氯乙酰氯为原料,以氢氧化钠水溶液为缚酸剂,合成了标题化合物。采用红外光谱、核磁共振谱和元素分析对产品进行了结构表征。研究了合成过程中溶剂、反应温度、搅拌时间、摩尔比及缚酸剂对产物产率的影响,确定了合成标题化合物的较优反应条件为:以氢氧化钠为缚酸剂,三氯甲烷作溶剂,反应温度3~8℃,搅拌时间2h,异丙醇胺与2-戊酮的摩尔比为1:1.3,产率为50.0%。本方法原料价廉易得、路线简单、反应条件温和,适于工业化制备目标产物。

    2008年04期 640-643页 [查看摘要][在线阅读][下载 740K]
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  • 有序性中间相焦的制备研究

    金鸣林;陈静;周晓龙;房永征;

    如何实现中间相的受控生长一直是中间相炭材料领域的热点问题之一。本研究以预处理后的FCC油浆为原料,采用一种带气流导向作用的变径管式反应器通过热聚合实现了中间相的有序生长与融并,最终形成有序结构的中间相焦。试验选择的条件为:变径管式反应器:中段Φ8mm×200mm、端部Φ20mm×50mm;程序升温、多管井式坩埚炉,450℃恒温热转化反应35h止;反应产物(中间相焦)在氮气氛中进行1200℃煅烧实验。实验结果表明:高温热聚合产生的气流单向流动促进了中间相微晶的均匀生长、有序融并,最终形成有序性好的中间相焦。由此进一步证实了热聚合过程中中间相的有序生长与融并是一个非自发过程,体系黏度的增加和气流的单向流动是促进其非自发有序生长的关键所在。合理的煅烧温度制度不仅不会破坏中间相焦的有序结构,反而使有序结构得到进一步发展,而且中间相焦的有序程度对煅烧后中间相焦的有序性发展有一定的影响。本试验得到的煅烧焦与国外商品焦的组织结构类似,碳原子层面堆积高度与片层数比商品针状焦小,碳原子层片之间的距离比商品针状焦大,说明煅烧温度低于国外商品针状焦。

    2008年04期 644-649页 [查看摘要][在线阅读][下载 2657K]
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  • L-α-(3,4-二甲氧基苄基)-α-脲基丙酸的合成新工艺

    李坚军;孙秀玲;江灵波;钟为慧;苏为科;

    研究了卡比多巴中间体L-α-(3,4-二甲氧基苄基)-α-脲基丙酸(1)的合成新工艺。以L-α-(3,4-二甲氧基苄基)-α-氨基丙酸盐酸盐(2)为起始原料,首先在甲醇中氯化氢气体催化下进行氨基酸的酯化反应,得到L-α-(3,4-二甲氧基苄基)-α-氨基丙酸甲酯(3),收率90.7%;然后在三乙胺存在下,用双(三氯甲基)碳酸酯(BTC)法对氨基进行氯甲酰化、用氨气进行氨解,得到L-α-(3,4-二甲氧基苄基)-α-脲基丙酸甲酯(4),收率77.7%;最后用浓盐酸水解得到目标产物(1),收率91.5%,三步总收率达64.5%。重点考察了氯化氢气体、BTC及盐酸用量对反应收率的影响。采用核磁共振氢谱和碳谱,质谱对有关化合物进行了结构表征。该工艺条件温和,操作简便,环境友好,收率良好,具有潜在的工业应用前景。

    2008年04期 650-654页 [查看摘要][在线阅读][下载 880K]
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  • 硬脂酸对纳米Al_2O_3的有机表面修饰研究

    聂天琛;姚超;李锦春;杨绪杰;陆路德;汪信;

    为提高纳米α-Al2O3粒子在有机体系中的分散性和相容性,对纳米α-Al2O3进行了有机表面改性。首先制备了纳米α-Al2O3水分散液,然后把纳米Al2O3水分散液转移到溶有硬脂酸的正丁醇溶液中,升温到一定温度,将纳米Al2O3浆体中的水分蒸馏出去,使纳米Al2O3在有机相中进行表面改性,使得纳米Al2O3有机表面改性和防团聚处理一步完成,得到了团聚程度较小的纳米Al2O3粉体。采用红外光谱(IR)、热分析(TG-DTA)、透射电镜(TEM)、润湿性实验、分散性实验等手段对表面改性前后的纳米Al2O3进行表征。红外光谱和TEM表明,在纳米Al2O3表面包覆有硬脂酸的有机层,并且可能有硬脂酸铝的生成。热分析显示,包覆量约为16.7%。润湿性实验及分散性实验表明,经硬脂酸改性的纳米Al2O3的表面性质由亲水变为疏水。

    2008年04期 655-658页 [查看摘要][在线阅读][下载 1196K]
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  • 初乳乳化工艺对W/O/W型复乳稳定性和药物包埋率的影响研究

    魏慧贤;钟芳;麻建国;

    研究了用两步乳化法制备W/O/W型复合乳状液的过程中,初乳制备时的乳化工艺参数(分散速度和分散时间)对复乳的稳定性和药物包埋率的影响规律。用离心分层稳定性评价复乳的稳定性,高效液相法测定胰岛素在复乳中的包埋率,初乳的黏度和粒度分布也被测定。实验结果表明,相同的配方下,初乳制备时的乳化工艺参数对复乳的稳定性没有显著影响,但对复乳的药物包埋率影响显著。主要影响规律是:乳化强度的提高使初乳的粒径减小,黏度增大,对药物的包埋率提高,但是过高的乳化强度使初乳的分散相液滴发生絮凝和聚结,初乳黏度反而降低,复乳的药物包埋率随之下降。结论:复乳的药物包埋率与初乳相的黏度呈明显的正相关关系,相关系数达到0.9137,而复乳的分层稳定性与初乳的制备工艺没有明显的关系。在本研究中使复乳的药物包埋率最高的初乳制备工艺参数为:Ultra-TurraxT25高速分散乳化器分散速度9500r·min-1,分散时间6min;此工艺下胰岛素的包埋率达到84.4%。

    2008年04期 659-665页 [查看摘要][在线阅读][下载 1602K]
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  • 直接硼氢化钠燃料电池在不同运行条件下的放电特性研究

    王广进;高云智;王振波;蔡克迪;张健;尹鸽平;

    研究了以Ni粉为阳极催化剂、Pt/C为阴极催化剂、Nafion117为电解质膜的直接硼氢化钠燃料电池(DSBFC),通过电池的极化曲线、功率密度曲线,研究了DSBFC在不同阴极供料方式、不同温度和硼氢化钠浓度等条件下的放电特性。结果表明:阴极通加湿氧气有利于提高电池性能;随着硼氢化钠浓度的增加和温度的升高,电池性能都会提高;50℃时NaBH4浓度对电池性能影响更大,NaBH4浓度为0.5mol·L-1时温度对电池的性能影响更大。通过电流-时间曲线考察了电池的库仑效率及短期运行的稳定性。结果显示:在高温时电池放电相对平稳;NaBH4浓度越大,库仑效率越低;温度对库仑效率影响不大。以加湿氧气为氧化剂、硼氢化钠浓度为1.0mol·L-1、电池运行温度为80℃时,DSBFC性能最佳,最大功率密度为39.5mW·cm-2(0.5V)。

    2008年04期 666-671页 [查看摘要][在线阅读][下载 986K]
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  • 无介体微生物燃料电池性能研究

    李浩然;连静;冯雅丽;李顶杰;

    分别以Geobacter metallireducens、海底沉积物和厌氧污泥中微生物为模式微生物;用醋酸、人工海水和生活污水为底物构建直接微生物燃料电池,进行了生物膜的形成过程及影响因素的分析。结果表明:阴阳极间电势差不是生物膜形成的主导因素,阳极搅拌作用影响生物膜的生长状况,进而影响电能输出,短暂断路对生物膜无影响。将石墨电极更换为涂有碳载铂催化剂的碳纸电极,输出电能密度增加了70%。同时证明无介体微生物燃料电池可利用微生物和底物的多样性。

    2008年04期 672-678页 [查看摘要][在线阅读][下载 2826K]
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化工系统工程

  • 中空纤维支撑液膜技术处理含铜废水

    崔春花;任钟旗;张卫东;杨彦强;郝子苏;

    重金属废水的处理在环境保护和重金属资源综合利用方面都受到广泛的关注。采用中空纤维支撑液膜技术,用CuSO4水溶液模拟工业含Cu(II)废水,二(2-乙基己基)磷酸(D2EHPA)/煤油为液膜相,盐酸为接受相,研究了液膜相组成、两相流速、流动方式等因素对中空纤维支撑液膜过程传质性能的影响。结果表明,料液相在管程流动时的传质通量大于料液相在壳程流动时的传质通量,传质通量随着管、壳程两相流速的增大及液膜相中载体浓度的增加而增大。模拟实验结果表明,中空纤维支撑液膜技术可同时实现废水中Cu(II)的去除与浓缩,处理效果好。废水中Cu(II)的去除率达97%以上,富集液中Cu(II)浓缩倍数达5倍以上。

    2008年04期 679-683页 [查看摘要][在线阅读][下载 752K]
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  • 纳滤法处理低浓度全氟辛酸铵废水的研究

    王钦;南碎飞;窦梅;

    采用传统方法处理含低浓度全氟辛酸铵的废水存在能耗大、工艺复杂、二次污染等问题。为此采用芳香聚酰胺纳滤膜对处理含低浓度全氟辛酸铵废水进行了实验研究。考察了操作压力、料液浓度、pH值、无机盐等因素对截留率和透过通量的影响;结果表明:在操作压力为0.5MPa,料液pH值大于7的条件下纳滤分离效果较佳,截留率达到88.7%以上;而料液浓度降低及无机盐的加入对膜分离不利。对聚四氟乙烯生产过程中产生的全氟辛酸铵浓度为450mg·L-1的废水进行纳滤处理,结果表明经过二级纳滤即可降低至10mg·L-1以下,达到国家一级排放标准(废水中全氟辛酸铵浓度<10mg·L-1)。根据实验结果设计出处理低浓度全氟辛酸铵废水的纳滤工艺,为工业规模的全氟辛酸铵废水处理提供参考。

    2008年04期 684-689页 [查看摘要][在线阅读][下载 823K]
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  • 甘氨酸钠溶液吸收CO_2及再生实验研究

    赵伟;施耀;魏建文;叶青;

    鉴于CO2大量排放引起的温室效应问题日益严重,开发出一种新型高效的有机胺溶液富集烟道气中CO2,日益受到世界各国的关注。今采用双搅拌釜吸收反应器,对甘氨酸钠(SG)溶液吸收模拟烟道气中的CO2进行实验研究;并采用加热再生的方法对甘氨酸钠溶液的再生性能进行研究。考察了不同浓度(1.0~4.0mol·L-1)的SG溶液吸收速率、吸收量、吸收负荷随时间的变化关系,温度对于SG溶液对吸收CO2的影响,并且与常用的醇胺溶液进行对比。实验结果显示,SG溶液对CO2的吸收速率比常用的醇胺快;温度对SG的吸收速率的影响较为明显;SG溶液的浓度越高吸收量也越大,但吸收负荷却越小;随着再生温度从363K增加到403K,SG溶液的再生效率从80.0%增加到92.6%;SG溶液的最佳再生温度和再生时间为383~388K和76~82min。

    2008年04期 690-696页 [查看摘要][在线阅读][下载 821K]
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  • 猪场废水厌氧生物处理FAN抑制及其调控对策的研究

    唐崇俭;郑平;金仁村;胡宝兰;余燚;陈建伟;黄武;

    通过稀释降低废水浓度和采用磷酸铵镁沉淀法除铵预处理,研究了猪场废水厌氧生物处理的运行性能。UASB(upflow anaerobic sludge blanket)反应器的运行结果表明,游离氨氮(free ammonia nitrogen,FAN)是猪场废水厌氧生物处理的重要障碍因子,其临界抑制浓度为100~120mgN·L-1;猪场废水FAN浓度为140~230mgN·L-1,高于临界FAN抑制浓度;对猪场废水直接进行厌氧生物处理,COD(chemical oxygen demand)去除率为8.1%~15.6%,容积产气率为0.32L·L-1·d-1,反应液挥发性脂肪酸(volatile fatty acid,VFA)浓度高达2000mg·L-1,表现出典型的运行障碍;FAN超过临界抑制浓度后,可触发对厌氧生物处理过程的抑制,致使反应液VFA高于2000mg·L-1,进而加剧抑制效应,引起反应器功能崩溃。将pH控制在适宜厌氧生物处理的下限区间,稀释进水将FAN降低到临界抑制浓度以下,以及采用磷酸铵镁沉淀法进行除铵预处理,均可缓解猪场废水厌氧生物处理的运行障碍,COD去除率升至60.0%~72.2%,VFA去除率高达90.0%,容积产气率升高至1.50~1.92L·L-1·d-1。

    2008年04期 697-702页 [查看摘要][在线阅读][下载 841K]
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研究简报

  • 碱处理对X沸石孔结构影响的研究

    颜春香;姚建峰;张利雄;徐南平;

    研究了X型沸石经碱溶液处理后介孔的形成,考察了碱溶液浓度、碱处理温度和时间对形成介孔的影响。并采用ICP、N2吸附-脱附、SEM、XRD等进行表征。结果表明:碱处理抽提沸石骨架上的硅使处理后样品硅铝比发生变化,从而改变了X型沸石的性能;浓度为0.05mol·L-1的NaOH溶液70℃下处理30min是形成介孔的最佳条件,在此条件下形成介孔孔容为0.24cm3·g-1,孔径分布为2.3~8nm的介孔,比表面积从处理前的352.69m2·g-1升高到443.11m2·g-1。而碱处理温度低于70℃,沸石骨架上硅不易抽提;碱溶液浓度高于0.05mol·L-1或碱处理时间长于30min,X型沸石则易形成大孔。样品经亚甲基蓝吸附测试,证实X型沸石碱处理后确实形成了一定量的介孔。

    2008年04期 703-708页 [查看摘要][在线阅读][下载 1616K]
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  • 胸腺五肽的分离新工艺

    贺沁婷;李振江;李鑫;张磊;熊健;应汉杰;

    胸腺五肽(TP5)能增进机体免疫力,已被用做抗感染、抗肿瘤和抗艾滋病的治疗药物。今以胸腺五肽(TP5)为研究对象,采用离子交换、纳滤和结晶相结合的新工艺分离制备TP5,有效地克服了传统工艺污染大、成本高的缺点。新工艺条件为:将TP5粗肽溶液以低流速通过NH-1树脂柱,采用NH4Cl与NaCl溶液洗涤杂质,选择氨水为洗脱剂,回收率为90.51%,TP5纯度为96.65%;采用SPT-100-150的纳滤膜对离子交换洗脱液进行浓缩脱盐,脱盐率为98.21%,TP5损失率为1.34%;建立乙醇/氯化钠协同作用的低温静态结晶工艺,TP5的一次循环结晶收率为48.35%,其纯度达到99.12%。

    2008年04期 709-713页 [查看摘要][在线阅读][下载 799K]
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  • 聚己二酸二元醇酯合成研究与表征

    蒋平平;费柳月;蒋春林;

    以己二酸、1,2-丙二醇、1,3-丁二醇和1,4-丁二醇为原料,钛酸四正丁酯为催化剂,2-乙基己醇为封端剂,经酯化、缩聚合成己二酸系列聚酯产品。考察了反应时间、催化剂、原料配比和封端剂用量等因素对聚己二酸类酯合成的影响。采用旋转黏度计、红外光谱仪(IR)、核磁共振仪(1H-NMR,13CNMR)、凝胶渗透色谱(GPC)和热重分析仪(TG-DSC)分别对产物的黏度、结构、分子量和热稳定性进行了系统的表征,实验表明:合适的反应条件为聚己二酸1,2-丙二醇酯原料二元醇/二元酸的摩尔比为1.14:1、催化剂为原料总量的0.03%、反应温度为200~220℃、反应时间为6h,此时产物分子量为1.90×103,分布指数为1.4、聚合度n为10的聚酯。聚己二酸1,2-丙二醇酯、聚己二酸1,4-丁二醇酯和聚己二酸1,3-丁二醇酯的分解温度为334℃、349℃和358℃,产物具有较高的热稳定性。

    2008年04期 714-719页 [查看摘要][在线阅读][下载 915K]
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  • 离子液体催化大豆异黄酮醇解反应工艺研究

    黄勇;魏作君;刘迎新;任其龙;

    以离子液体为酸性催化剂,对天然产物大豆异黄酮糖苷在正丁醇溶剂中的醇解反应进行了研究。对离子液体的种类及用量、催化反应时间、温度等工艺条件进行了优化。确定最适宜的工艺条件是:采用[BIM]HSO4离子液体为催化剂,用量为0.036g·mL-1;反应温度为(104±1)℃,反应时间为100min。在此条件下,三种异黄酮糖苷的转化率均接近100%;另外,离子液体催化剂的稳定性测试结果表明,离子液体经3次循环使用,活性未见明显变化。采用浸渍法将离子液体固定化后用于催化醇解反应,结果表明,该固定化离子液体在首次使用时也具有较高催化活性,但稳定性差,难以重复使用,有必要进一步研究固定化离子液体的方法。

    2008年04期 720-724页 [查看摘要][在线阅读][下载 813K]
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  • 改性海藻酸钠/壳聚糖双极膜成对电解制备乙醛酸

    黄振霞;郑曦;陈日耀;陈晓;陈震;

    以镍网电极-改性海藻酸钠/壳聚糖双极膜(Ni-mSA/mCS BM)作为阴阳两室间的隔膜,利用双极膜的中间界面层水解离特性成对电解制备乙醛酸。水解离特性分析结果表明,双极膜中水解离后生成的H+透过mSA阳离子膜进入阴极室中,可及时补充草酸电还原生成乙醛酸过程中的H+消耗;OH-透过mCS阴离子膜进入阳极室中,与乙二醛电氧化生成乙醛酸过程中产生的H+结合生成H2O,可促进正向反应的速度。以饱和草酸和盐酸的混合液作阴极液,以10%乙二醛和10%KBr的混合液作阳极液,镍网为阴极,二氧化铅为阳极,在电流密度为20mA-cm-2常温下电解,阴极电流效率达82.9%,阳极电流效率达75.7%,电解电压低于2.7V。

    2008年04期 725-728页 [查看摘要][在线阅读][下载 971K]
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