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

  • N,N-二甲基甲酰胺-三氯甲烷-水体系液液相平衡数据的测定与关联

    叶长燊;林诚;邱挺;

    为获得进一步研究DMF废水萃取回收工艺所需的基础数据,利用液液平衡釜在常压下温度分别为30℃、35℃、40℃时进行N,N二甲基甲酰胺-三氯甲烷-水体系的液液相平衡实验,各物质的平衡组成由气相色谱分析,所得液液相平衡数据用NRTL和UNIQUAC模型进行关联,应用单纯形法求得相应的模型参数。计算值与实验值比较结果表明:NRTL与UNIQUAC模型的计算值与实验数据吻合良好,模型计算的总平均绝对误差分别为0.0032和0.0033,总平均相对误差分别为2.60%和2.97%。

    2009年02期 183-186页 [查看摘要][在线阅读][下载 618K]
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传递现象与单元操作

  • 刮膜式分子蒸馏中液体流动形态的研究

    郭凯;员玫;许松林;

    分子蒸馏是一种高效的液液分离技术,但由于缺乏对其流体力学性质的认识,使得该项技术还多停留在实验室阶段。本实验通过高速摄像法,以水和丙三醇溶液作为测试液体,在冷模常压下,对在不同操作工况下蒸发壁面上的液膜形态进行图像记录,来研究刮膜式分子蒸馏设备内的流体力学性质。实验发现在整个操作过程中壁面主要出现4种不同的液膜形态:点状分布、线状分布、部分成膜和整体成膜。根据实验数据作出的壁面液体流型图证实了液膜形态与过程的转速,进料速度及物料性质有关。除此之外利用量纲分析法对影响成膜的各因素进行分析,得到与成膜过程相关的三个无量纲数Π1、Π2和Π3。使用非线性最小二乘法对实验数据进行拟合,得到整体成膜状态下方程Π3=f(Π1,Π2)的具体形式,再利用丙三醇作为测试液体验证了方程Π3=f(Π1,Π2)的准确性。结果表明成膜临界速度u*cr(Π3)作为判断壁面流型的标准是可行的,其大小与过程的雷诺数、韦伯数及设备的高径比有关。成膜临界速度u*cr经验关联式的提出为分子蒸馏设备的理论研究和工业应用提供了参考。

    2009年02期 187-192页 [查看摘要][在线阅读][下载 883K]
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  • 钢质管型对蒸发式冷凝器传热的影响

    李元希;蒋翔;朱冬生;张景卫;王长宏;

    蒸发式冷凝器是一种高效冷却散热设备,其传热性能目前还需要深入研究。在总结蒸发式冷凝器传热特点的基础上,提出了采用新的钢质弹形管、扭曲管和弹形-扭曲间断管强化传热的新结构,并测试了它们应用于蒸发式冷凝器的流动与传热性能,与传统的圆管和椭圆管进行了对比。研究结果表明,在冷却水喷淋密度为0.06kg·m-1s-1、管截面风速为3.4m·s-1时,椭圆管、弹形管、扭曲管和间断管比圆管总传热系数K分别高19.2%、24.4%、26.8%和31.2%。管内冷凝、管外水和空气的传热过程对总传热性能均有重要影响,弹形管可有效强化管外水膜与空气间的传热,同时降低空气流动压降;扭曲管可改善水膜分布,强化水膜传热,同时会增大空气流动压降;弹形-扭曲间断管可同时强化水膜、水膜与空气间的传热,略为减小空气流动压降。

    2009年02期 193-198页 [查看摘要][在线阅读][下载 847K]
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  • 根类中药材孔隙结构及其分形特征

    章宇宁;吕阳成;骆广生;

    认识和表征中药材的孔隙结构,对优化其中有效成分的提取过程有指导作用。今利用SEM、压汞法等考察了根类中药材甘草、黄芪、丹参的饮片及粉末在不同溶剂环境下的孔隙结构。研究结果表明,三种药材的粉末均主要由致密组织和薄壁组织组成,与未处理的情况相比,水溶胀会使薄壁组织含量增加,孔容和比表面积增大,乙醇溶胀不会带来明显的显微结构变化,孔容和比表面积有所减小。对压汞法实验数据的拟合证实三种药材均具有典型的热力学分形特征,分形维数在2.30~2.90之间。对于同一种药材,在水中的分形维数比未处理和在乙醇中的大。中药材分形维数是孔隙结构的综合反映,分形维数越大,孔径的分布范围越宽、小孔越多,越有利于传质。测定分形维数为表征中药材的整体孔隙结构提供了一种手段。

    2009年02期 199-204页 [查看摘要][在线阅读][下载 1363K]
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  • 对叔丁基杯[4]芳烃乙酸萃取磷酸二氢铵溶液中Mg~(2+)的研究

    罗建洪;李军;钟本和;尤彩霞;

    通过考察对叔丁基杯[4]芳烃乙酸,以及与其它萃取剂形成酸加酸、酸加碱、酸加中性混合萃取剂对磷酸二氢铵溶液中Mg2+萃取分配比的影响,选出萃取Mg2+的适宜萃取剂对叔丁基杯[4]芳烃乙酸;通过考察杯芳烃及其衍生物分子结构,研究了对叔丁基杯[4]芳烃乙酸从磷酸二氢铵溶液中萃取Mg2+的反应机理,通过考察溶液pH值对萃取平衡分配比的影响,证明了对叔丁基杯[4]芳烃乙酸萃取Mg2+符合阳离子交换机理;通过考察反应温度对分配比的影响,求得了萃取热焓为16.23kJ·mol-1,自由能为-31.24kJ·mol-1和熵变为138.40kJ·mol-1·K-1。同时考察了萃取剂初始浓度、水相Mg2+浓度、相比等影响因素对萃取分配比的影响,得到了萃取Mg2+的适宜工艺条件;经用实际湿法磷酸的氨中和液实验,结果表明,在最佳工艺条件下,经过二级萃取,就可以制取优品级NH4H2PO4(MAP)。

    2009年02期 205-209页 [查看摘要][在线阅读][下载 788K]
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  • 气固流化床中双组分混合颗粒密相床的膨胀

    刘伟伟;范怡平;卢春喜;

    在一套Φ500mm×12500mm大型冷模实验装置上对大差异双组分混合颗粒体系的密相床床膨胀规律进行了实验研究,考察了表观气速、床层高径比和小颗粒质量分率对混合颗粒体系床膨胀的影响。实验结果表明:基于空隙率表示的床膨胀系数随床层高径比的增大而减小,在床层高径比为2.4后基本不再变化;小颗粒质量分率在0.4附近时,基于空隙率的床膨胀系数达到一最小值。通过对实验数据的分析,得到了基于空隙率的床膨胀系数的数学模型,模型计算值与实验值吻合较好。

    2009年02期 210-215页 [查看摘要][在线阅读][下载 802K]
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  • 定标粒子理论在加盐萃取分离醋酸丙酯-丙醇-水中的应用

    陈玉珍;邱学青;楼宏铭;杨东杰;欧阳新平;

    采用选择性溶剂化模型和定标粒子理论计算了七种盐类萃取剂在醋酸正丙酯-正丙醇-水三元体系中的标准摩尔溶剂化自由能,结合萃取分离实验进行验证,结果表明,随着盐的标准摩尔溶剂化自由能绝对值的增大,有机相中酯的质量分数呈线性增大,而有机相中水的质量分数则呈线性降低。静电相互作用力是影响加盐萃取效果的主要原因,盐与水(或醇)分子之间的静电自由能绝对值越大,盐对酯的萃取效果越好。采用标准摩尔溶剂化自由能的计算值可从理论上定性选择适宜的盐类作为萃取剂。

    2009年02期 216-222页 [查看摘要][在线阅读][下载 845K]
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  • 严重段塞流周期特性实验研究

    何利民;马华伟;罗小明;

    为探索流动参数对周期特性的影响规律,在中国石油大学(华东)油气储运实验室的下倾-立管实验系统上对严重段塞流进行了实验研究。实验管道的内径为0.051m,其中下倾管段长10.4m,立管高度4.0m。实验介质为水和空气。实验发现,严重段塞流的周期随气相折算流速的增大而减小;随液相折算流速的增大而减小;随下倾管倾角的增大而减小。气相折算流速较大的工况下液相折算流速和下倾管倾角变化对严重段塞流周期的影响要小于气相折算流速较小的工况。气相折算流速变化对严重段塞流周期的影响大于液相折算流速和下倾管倾角变化产生的影响,是严重段塞流周期的主要影响因素。文中还给出了严重段塞流周期的实验关联式,与实验数据符合很好。

    2009年02期 223-229页 [查看摘要][在线阅读][下载 843K]
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反应工程

  • Rh负载的泡沫独石上甲烷部分氧化的基元反应动力学模拟

    丁石;阳宜洋;王琦;胡蓉蓉;王德峥;程易;

    Rh负载的泡沫独石催化剂上进行的甲烷催化部分氧化反应,能够在自热、毫秒级接触的条件下达到接近平衡的转化率和选择性。采用CH4在Rh催化剂上发生部分氧化反应的基元反应动力学网络结合平推流模型,进行了一维的反应流模拟,揭示了毫秒级催化反应的反应历程。CH4/O2摩尔比在1.7~2.3,外界温度550~800℃的范围内,模拟结果和实验结果能够很好地吻合。模拟不仅给出了催化剂床层内气相和表面物种的变化情况,还揭示了催化剂有效内表面积和甲烷吸附能力对反应的影响,发现一定程度下有效内表面积的增加和甲烷吸附能力的增强,能够大幅度地提高反应的转化率和选择性。

    2009年02期 230-235页 [查看摘要][在线阅读][下载 874K]
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  • 高空速条件Zn改性Co/H-beta催化剂上C_3H_8催化还原NO_x

    张燕婷;潘华;李伟;施耀;

    采用浸渍法制备了双组分Co-Zn/H-beta催化剂,考察了其在富氧(4%)和高空速(20000h-1)条件下丙烷选择性催化还原NOx的性能。结果表明,双组分Co-Zn/H-beta催化剂催化活性高于单组分Co/H-beta和Zn/H-beta的催化活性。在20000h-1的高空速条件下,Co-Zn/H-beta催化剂在723K时NOx转化率达到最高值95%。Co-Zn/H-beta催化剂中Zn的作用是抑制丙烷的燃烧反应,Co的作用是促进NO的氧化反应。高空速范围内(10000~100000h-1),空速对Co-Zn/H-beta催化剂活性的影响不大,在Co-Zn/H-beta催化剂上丙烷能有效地消除NOx。

    2009年02期 236-239页 [查看摘要][在线阅读][下载 688K]
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  • 光固化超支化聚氨酯丙烯酸酯的合成及其固化膜性能

    肖文清;涂伟萍;

    以新戊二醇为核,二羟甲基丙酸为支化单体合成得到每个分子中含有16个端羟基的超支化脂肪族聚酯,将其与自制甲苯-2,4-二异氰酸酯·丙烯酸羟丙酯单体的NCO端基团反应,获得新型可紫外光固化的超支化聚氨酯丙烯酸酯。应用红外光谱分别对超支化聚酯、超支化聚氨酯丙烯酸酯及其紫外光固化胶膜的化学结构进行分析,同时应用力学性能测试、差示扫描量热分析、热重分析等手段对单体官能度及用量对固化膜物理性能和热性能的影响进行研究。结果表明:随着活性单体用量的增加,固化膜的抗冲击强度增加,硬度减小,活性单体官能度的增加有利于提高其硬度;热重分析结果表明固化膜具有两个热分解温度,初始分解温度大于200℃,另一分解温度约为375℃;差示扫描量热分析结果显示,固化膜具有两个玻璃化转变温度(Tg.s,Tg.h),随着活性单体官能度的增加,Tg.s降低,Tg.h升高,有利于相分离,而其用量的增加却不利于相分离;利用红外和凝胶法分析对比研究超支化聚氨酯丙烯酸酯的光固化行为,结果表明其不饱和双键的最终转化率高达90%。

    2009年02期 240-245页 [查看摘要][在线阅读][下载 772K]
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  • 多重改性水性聚氨酯的力学性能和粘接性能研究

    郭文杰;傅和青;李付亚;黄洪;陈焕钦;

    以聚已内酯二醇、甲苯二异氰酸酯、二羟甲基丙酸为基料,以三羟甲基丙烷(TMP)为交联剂,采用环氧树脂和松香对水性聚氨酯进行改性,制备出环氧树脂和松香改性的聚氨酯复合乳液。重点考察了环氧树脂、松香和三羟甲基丙烷用量对水性聚氨酯粘接性能和力学性能的影响。红外光谱分析表明,环氧树脂和松香参与了体系的反应,最终形成环氧树脂和松香改性水性聚氨酯。胶膜拉伸试验表明,环氧树脂的引入增加了水性聚氨酯胶膜的韧性;向聚氨酯体系中引入松香降低了聚氨酯胶膜的杨氏模量和拉伸强度,同时胶膜的断裂伸长率有所增加;在适宜的用量范围内,三羟甲基丙烷可大大提高水性聚氨酯胶膜的杨氏模量及拉伸强度。粘接试验表明,环氧树脂对聚氨酯胶粘剂的T型剥离强度有显著影响;随松香用量的增加,聚氨酯胶粘剂的初粘力和T型剥离强度均出现峰值;TMP对聚氨酯胶粘剂的T型剥离强度有很大影响,在实验范围内,TMP用量越大,聚氨酯胶粘剂的T型剥离强度越大。当环氧树脂用量为5.65%、松香用量为8.92%、三羟甲基丙烷用量为2.7%时,水性聚氨酯胶膜的力学性能最佳,用该乳液配制的胶粘剂可满足复合软包装对胶粘剂的要求。

    2009年02期 246-251页 [查看摘要][在线阅读][下载 674K]
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  • 近临界水中苯乙腈无催化水解反应动力学

    石超君;吕秀阳;

    为了开发苯乙酸的绿色制备工艺,系统地研究了近临界水中苯乙腈的无催化水解反应动力学。在研究了实验数据的重现性以及苯乙腈初始浓度对反应动力学影响之后,系统地测定了523.15~563.15K下苯乙腈及其分解的中间产物苯乙酰胺的水解反应动力学数据,结果表明苯乙腈水解反应是典型的连串反应,以苯乙酰胺为中间产物,且能高选择性地得到最终产物苯乙酸。并以一级连串反应动力学模型对实验数据进行了拟合,得到了苯乙腈和苯乙酰胺水解反应活化能分别为64.4kJ·mol-1和82.4kJ·mol-1。论文工作为苯乙酸的绿色制备提供了重要的基础数据,同时能为其他腈类物质在近临界水中的水解提供参考。

    2009年02期 252-257页 [查看摘要][在线阅读][下载 759K]
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  • 环管反应器中聚丙烯颗粒内部的质量与热量传递模型

    罗正鸿;温少桦;苏培林;王炜;

    针对环管反应器中Ziegler-Natta催化剂催化的聚丙烯颗粒增长过程,采用多层模型建立了聚丙烯颗粒内部的质量与热量传递预测模型。通过模型模拟得到聚丙烯颗粒内部的丙烯单体浓度梯度和温度梯度。此外,通过模型分析了聚丙烯颗粒的增长规律。结果表明,环管反应器中的聚丙烯颗粒内部的单体浓度梯度明显,该浓度梯度值随扩散系数的增大而减小,随催化剂初始粒径减小而减小;相比于浓度梯度而言,聚丙烯颗粒内部的温度梯度并不明显,温度值随聚合进行而增加,温度梯度则随催化剂初始粒径的增加而增加;不同大小的催化剂颗粒增长得到的聚丙烯颗粒的增长倍数不同。

    2009年02期 258-262页 [查看摘要][在线阅读][下载 855K]
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生物化工

  • 一种新型多节隔板-平板式光生物反应器的数值和实验研究

    林晨;李元广;王伟良;沈国敏;陈剑佩;吴洪喜;黄建科;

    光是影响光生物反应器培养效率的最主要因素之一。而在一定的外部光强下,光生物反应器内部的混合状况对微藻细胞生长有重要影响。采用CFD(Computational Fluid Dynamics)模型对一种新型多节隔板-平板式光生物反应器在不同通气量下的流场分布进行了模拟并与PIV(Particle Image Velocimetry)测量结果进行比较,结果表明CFD模型可用于光生物反应器流场的模拟;利用CFD模型对不同隔板节数的平板式光生物反应器的内部流场进行了模拟,对光照方向混合进行定量研究,并通过分析光照方向径向速度U、下降通道体积平均湍动能ADT、流体(藻液)绕隔板循环一周所用时间tc、下降通道(光区)停留时间占藻液绕隔板循环一周所用时间的比例ε四个参数来优化光生物反应器的隔板节数。理论分析表明,三节隔板-平板式光生物反应器为最佳选择,并通过球等鞭金藻3011培养实验对此进行了验证。

    2009年02期 263-269页 [查看摘要][在线阅读][下载 910K]
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  • 利用葡萄糖转苷酶制备纤维素酶可溶性诱导物的研究

    黄振艳;夏黎明;

    在纤维素酶生产中,常用的诱导物纤维素是不溶性的固体高分子化合物,存在着传质阻力大、不易于流加培养、产酶效率低等问题。今以葡萄糖为原料,利用葡萄糖转苷酶的催化作用,定向合成纤维素酶的可溶性诱导物。经高效液相色谱分析,发现转糖苷产物中含有纤维素酶的强诱导物槐糖。在50℃下,转糖苷反应的适宜葡萄糖浓度为300~500mg·mL-1,pH3~4.5,反应100h,产物中槐糖含量可达40mg·mL-1。将葡萄糖经转苷酶作用后的复合物用于纤维素酶的生产,与直接采用葡萄糖相比,产酶时间提前25h,滤纸酶活力提高14倍。该研究结果为酶法制备纤维素酶的高效可溶性诱导物探明了一条新途径,对于提高纤维素酶的生产效率、加速其工业化应用具有重要意义。

    2009年02期 270-274页 [查看摘要][在线阅读][下载 734K]
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化学工艺

  • 分子蒸馏技术提纯茄尼醇的工艺研究

    钱超;张坚国;陈新志;

    分子蒸馏技术是一种在高真空条件下进行的连续蒸馏过程,适合于分离高沸点、高粘性、热敏性及具有生物活性的混合物。应用刮膜式分子蒸馏装置对茄尼醇的提纯进行了研究,实验过程中茄尼醇粗品不需要进行脱色等方法预处理,通过两次分子蒸馏,即可得到高纯度茄尼醇。考察了多种分离工艺参数对茄尼醇纯度和收率的影响。得到了用分子蒸馏技术提纯茄尼醇的最佳工艺条件:进料速度350~400mL·h-1,进料温度100℃,蒸馏温度为200~220℃,蒸发压力为10Pa,刮膜器转速300~400r·min-1,最终产品纯度和收率分别达到97.6%和77.1%,达到了用分子蒸馏分离茄尼醇的目的,说明采用分子蒸馏设备提纯茄尼醇粗品是可行的。

    2009年02期 275-278页 [查看摘要][在线阅读][下载 717K]
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  • 新型模板法制备ZnO纳米结构薄膜及其光学性能研究

    郑华均;钟金环;郑正德;王醒东;

    通过电化学阳极氧化-化学溶蚀技术制备了一种由无数纳米凸点和凹点所构成的新型铝基纳米点阵模板。采用直流反应磁控溅射法在这种新型模板上沉积得到氧化锌纳米结构薄膜。在室温下观察了氧化锌纳米结构薄膜的形貌,测定材料的晶体结构和光致发光(PL)性能,并讨论了不同溅射时间下制备的氧化锌纳米阵列结构以及其对氧化锌PL谱的性能影响。结果表明,采用直流反应磁控溅射-铝基纳米点阵模板可以制备ZnO纳米结构薄膜;PL谱表明溅射时间为10min得到的氧化锌薄膜在396.5nm和506.4nm处分别出现紫外发射峰和蓝绿色荧光发射峰;随着溅射时间延长,氧化锌薄膜PL谱伴有红移现象且强度逐渐增强。这可能是由于改善了晶粒结构导致不能观测到ZnO薄膜的深能级发射峰所致。

    2009年02期 279-283页 [查看摘要][在线阅读][下载 1217K]
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  • Ag纳米粒子生长动力学的局域表面等离子体共振研究

    陈丽华;徐刚;徐雪青;王春平;

    采用Meisel方法利用氧化还原反应制备Ag纳米粒子溶胶,通过对Ag纳米粒子局域表面等离子体共振(SPR)吸收光谱的实时观测,研究了Ag纳米粒子形成的动力学过程,并着重探讨了温度对Ag纳米粒子生长过程的影响。实验发现,SPR吸收峰的移动与实验条件有密切关系。采用恒温磁力搅拌直接加热的方式,Ag纳米粒子的SPR吸收峰在整个反应过程中主要体现为红移,其反应动力学主要表现为零级反应,反应速率与温度符合Arrhenius关系,并粗略估算了一定反应条件下的反应活化能;而采用恒温磁力搅拌水浴加热方式,SPR吸收峰则呈现红移→蓝移→红移交替移动现象。初步探讨了SPR吸收峰的红、蓝移影响因素及其移动机理,得出SPR峰的移动方向是粒径大小与电荷转移相互竞争的结果。

    2009年02期 284-289页 [查看摘要][在线阅读][下载 819K]
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  • 制冷用凹土-氯化钙复合吸附剂的制备和吸水性能

    陈海军;崔群;陈修军;唐颖;姚虎卿;

    制备了凹土-氯化钙复合吸附剂,通过静态称重法测定了其吸水性能。考察了制备方法、焙烧温度和时间以及原料比例等制备工艺条件对复合吸附剂性能的影响,优化了制备工艺。采用X射线衍射和低温氮吸附对复合吸附剂进行了表征。结果表明:焙烧温度对复合吸附剂吸水性能影响较大,较佳的制备工艺条件是采用溶解-混合法、焙烧温度300℃、焙烧时间2h。低相对湿度时(<20%)吸附剂吸水受微孔和氯化钙含量共同作用,高相对湿度(>30%)时吸水性能主要和氯化钙含量有关。20%氯化钙含量的凹土吸附剂,在相对湿度为20%,吸水量为0.30kg·kg-1;相对湿度80%,吸水量超过0.65kg·kg-1;该吸附剂可反复再生。

    2009年02期 290-296页 [查看摘要][在线阅读][下载 891K]
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  • 新型胶质液体泡沫的制备及其用于含油污泥中的原油回收

    张科良;张宁生;屈撑囤;

    通过两步反应制备了一种新型Gemini型磺酸盐阴离子表面活性剂。即二苯并-18-冠-6在多聚磷酸的存在下与壬烯发生烷基化反应,得到4(5),4′(5′)-二壬基-二苯并-18-冠-6;再与氯磺酸发生磺化反应,经中和得到一种新型的Gemini型磺酸盐阴离子表面活性剂。应用红外光谱、元素分析等手段对中间体、最终产品进行了结构表征;应用电导法测定了其临界胶束浓度。接着,应用自制的新型Gemini型表面活性剂构筑了一种新型的胶质液体泡沫(CLAs)体系。实验发现,胶质液体泡沫(CLAs)的粒径及稳定性主要受相比影响。利用电导率仪对胶质液体泡沫体系的稳定性进行初步研究。应用电子摄影显微镜技术对胶质液体泡沫体系的结构进行了表征。最后,应用构筑的新型胶质液体泡沫体系对含油污泥原油的回收进行了研究。正交试验的结果表明:自制的、稳定的、胶质液体泡沫体系可以有效地脱除含油污泥中的原油。适宜的条件是:含油污泥处理量0.6g,胶质液体泡沫稀释比为10:1,处理温度45℃,处理时间20min,此条件下含油污泥中原油的脱除率可达99.65%。并应用光学显微镜技术对原油脱除机理进行了初步探讨。

    2009年02期 297-302页 [查看摘要][在线阅读][下载 903K]
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  • 间歇色谱与模拟移动床色谱分离奥美拉唑对映体的比较

    危凤;赵迎宪;

    用纤维素三苯基氨基甲酸酯涂敷型手性固定相和含0.1%二乙胺的乙醇溶液,研究了模拟移动床色谱和间歇色谱对奥美拉唑对映体的拆分。其中,间歇色谱分离过程采用基于线性推动力模型的动力学模型研究,优化出生产能力最大的操作条件。以生产能力、溶剂消耗和回收率三个指标比较了这两种色谱操作模式。结果表明:模拟移动床色谱分离效果优于间歇色谱,生产能力为间歇色谱的5倍以上,回收率则高出1.28倍以上,溶剂消耗则可节省约22%,

    2009年02期 303-308页 [查看摘要][在线阅读][下载 820K]
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  • 锆改性氧化铝负载的纳米金催化剂上环己烷氧化研究

    许立信;何潮洪;朱明乔;吴可君;徐亚兰;赵静;

    通过浸渍法制备氧化锆改性的氧化铝载体,并采用改进的阴离子交换法(DAE)制备了负载型纳米金催化剂。以分子氧为氧化剂,考察了金催化剂在环己烷选择性氧化制环己酮和环己醇反应中的催化性能。结果表明,提高锆含量,环己烷转化率保持稳定,环己酮和环己醇总选择性,尤其是环己酮的选择性明显提高。随着金负载量增加,金颗粒增大,催化剂的活性降低,金颗粒在6nm以下的催化剂具有很高的催化活性。在423K、1.5MPa、3h反应条件下,0.6%(wt)金和17%(wt)锆含量的催化剂上环己烷氧化得到9.5%的转化率,环己酮和环己醇的选择性分别为38.8%和51.5%。

    2009年02期 309-313页 [查看摘要][在线阅读][下载 1153K]
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  • 壳聚糖保鲜涂膜纳米SiO_x修饰工艺优化的研究

    王明力;陶希芹;王文平;沈丹;赵德刚;

    为了提高壳聚糖涂膜的力学性能和降低其透水率,实验先以十二烷基磺酸钠(SDS)活化纳米SiOx,随后将其加到壳聚糖乙酸溶液中,并用流延法制得分散比较均匀的壳聚糖纳米复合膜。此外采用二次回归旋转正交组合试验设计方法,优化了壳聚糖/纳米SiOx(CTS/SiOx)复合涂膜的制备工艺条件,并通过红外(IR)、X射线衍射(XRD)和电镜透射(TEM)手段对CTS/SiOx复合涂膜的性能和结构进行表征。优化结果表明,当壳聚糖(CTS)、活化纳米SiOx和单甘酯(Glyc)添加量分别为1.547g、0.028g和0.015g时,CTS/SiOx复合涂膜的性能达到最优,其拉伸强度和撕裂强度分别为54.85MPa和51.77kN·m-1,分别比未修饰壳聚糖单膜提高了63%和12%,而透水率却下降了73%。将制备的CTS/SiOx复合涂膜用于果蔬室温保鲜,保鲜质量和保鲜时间比对照组均有明显提高。

    2009年02期 314-320页 [查看摘要][在线阅读][下载 973K]
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  • NKC-9型树脂催化合成单新戊二醇缩1,4-环己二酮

    宋晓亮;尹明辉;张国亮;张凤宝;

    以阳离子交换树脂为固体酸催化剂,新戊二醇与1,4-环己二酮在二氯甲烷溶剂中脱水缩合合成了单新戊二醇缩1,4-环己二酮(单缩酮)。实验考察了不同类型阳离子交换树脂的催化效果,结果表明,NKC-9型树脂具有良好的催化作用。通过单因素分析及正交试验,获得了该催化剂催化合成单新戊二醇缩1,4-环己二酮的最佳条件:在二氯甲烷溶液中,于25℃和反应液浓度为1.3mol·L-1,催化剂用量为反应物总质量的15.4%,反应110min,新戊二醇的转化率达94%,所得目标产物单缩酮收率达74.8%,气相色谱测定其纯度为96%。通过红外光谱分析、核磁共振谱图分析验证了所合成的产物为目标产物单缩酮。与传统酸性催化剂相比,采用树脂NKC-9作为反应催化剂不仅提高了反应收率,简化了反应工艺流程,无酸腐蚀和污染问题,且催化剂无需处理可重复使用多次。

    2009年02期 321-325页 [查看摘要][在线阅读][下载 740K]
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化工系统工程

  • 基于免疫机制的多目标蚁群算法用于间歇反应器的约束动态多目标优化

    贺益君;陈德钊;

    含路径和终端约束的动态多目标优化是过程系统工程的一个重要研究方向,难度较高。传统蚁群算法仅适于离散问题,今采用混合正态分布描述信息素分布,并设计相应的解构造操作,使之拓宽至连续优化问题。通过对目标函数和约束矩阵的非劣排序,确定解的等级,用以克服传统约束处理方法的局限性。借鉴了免疫系统的浓度概念,将其与解的等级结合,共同确定解的适应度,有助于保持种群的多样性。在更新信息素时将利用外部优解库和种群信息,可加快收敛速度。基于拥挤度距离更新外部优解库可更均匀地逼近Pareto最优解集。由此构建了一种基于免疫机制的多目标蚁群算法(Immune Mechanism based Multi-Objective Ant Colony Algorithm,IM-MOACA),并用于间歇反应器的动态多目标优化问题,效果良好,显示出较强的全局优化性能,能以较快的速度逼近真实的Pareto最优前沿,可为用户进行合理的决策分析提供有效的支持。

    2009年02期 326-332页 [查看摘要][在线阅读][下载 784K]
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材料科学与工程

  • 反应挤出两次分段加料法合成苯乙烯/异戊二烯共聚物

    周颖坚;张锴;孙刚;郑安呐;

    为了克服传统阴离子溶液聚合工艺高能耗高污染等缺点,得到兼具强韧性的苯乙烯(S)/异戊二烯(I)共聚物,以双螺杆挤出机为反应器,苯乙烯/异戊二烯混合单体为原料,有机锂为引发剂,以两次分段加料反应挤出聚合技术合成了结构如S/I-S的共聚物,并与分子量和异戊二烯含量分别相近的一次加料工艺合成的S/I共聚物进行了结构性能的比较,GPC、DMA、TEM和力学性能等测试的结果表明,两次分段加料工艺合成的S/I-S共聚物链段中的长嵌段聚苯乙烯的长度和含量大幅度提高,相分离程度增加,材料拉伸强度和弯曲强度都得到了明显改善。

    2009年02期 333-338页 [查看摘要][在线阅读][下载 931K]
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环境化工

  • 钨酸铅光催化降解糖蜜酒精废水的研究

    秦祖赠;刘自力;杨克迪;韦江慧;

    糖蜜酒精废水是一种难降解的有机废水,主要成分为焦糖等色素类物质。利用沉淀法制备了PbWO4光催化剂,将其应用于光催化降解糖蜜酒精废水降解反应中,考察了催化剂用量,空气流量,溶液pH值,助氧化剂及光照强度对糖蜜酒精废水脱色率的影响。研究表明,在紫外光辐照下,PbWO4能有效地对糖蜜酒精废水进行光催化作用,过程为一级动力学反应。对于经30倍稀释的糖蜜酒精废水,添加4.0g·L-1的PbWO4光催化剂,通入126L·h-1的空气,不改变废水的pH值及不添加助氧化剂H2O2的条件下,在300W高压汞灯照射下反应120min,PbWO4光催化降解糖蜜酒精废水的脱色率为90.2%,COD去除率为78.6%,得到了较好的降解。

    2009年02期 339-344页 [查看摘要][在线阅读][下载 765K]
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研究简报

  • 含聚结构件油水分离器性能研究

    张黎明;何利民;王涛;吕宇玲;何兆洋;

    由沉降和聚结机理可知选取适当的聚结构件可增加油水乳状液的粒径,加快沉降速度,从而提高分离器性能。今设计了一种含聚结构件的分离器,在长为1800mm,内径为384mm的重力式分离器内安装入口构件和聚结板,通过测量不同流速和工况条件下四种聚结板对油水乳状液的粒径质量分离效率,研究分离器性能。结果表明,倒T型入口构件可有效减少分离器流场中的回流和二次涡流,还引入了重力消能和水洗作用。聚结板可显著提高油水分离效率,在流量较大的时候,聚结板分离效果下降,出现对粒径选择性的单一分离作用。聚结板的结构和材质对液滴的聚结沉降影响很大,应根据工况和处理条件进行合理选择。

    2009年02期 345-350页 [查看摘要][在线阅读][下载 924K]
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  • 雾化Span 80溶液对甲烷吸收作用及其抑爆效果试验研究

    张增志;谷娜;张际飞;刘铭;

    采用顶空气相色谱法测定溶液吸收甲烷的含量,研究了Span80溶液在雾化状态下对甲烷的吸收作用及碱性盐NaHCO3、NaClO和CH3COONa对Span80溶液吸收作用的影响。并在爆炸罐中模拟瓦斯爆炸试验,以爆炸后剩余甲烷浓度和最高爆炸压力作为抑爆参数,对Span80与盐复配溶液的抑爆效果进行初步研究。结果表明Span80溶液及其与盐复配溶液对甲烷的吸收效果比纯水好,盐的加入可以增加Span80在水中的分散状态同时促进对甲烷的吸收;另外在点燃甲烷和空气混合物前,喷入一定量雾化Span80复合吸收液或纯水雾可使爆炸后剩余甲烷浓度增加、最高爆炸压力降低,且复合吸收液对抑爆参数的影响大于纯水雾,说明Span80复合吸收液对甲烷与空气混合物爆炸的抑制作用优于纯水雾。

    2009年02期 351-354页 [查看摘要][在线阅读][下载 648K]
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  • 盐酸克伦特罗完全抗原的合成及其偶联工艺的优化

    杨香瑜;黄鹤;

    为获取用于快速免疫分析的免疫抗原和包被抗原,本实验采用重氮化反应制备盐酸克伦特罗(Clenbuterol hydrochloride,CL)完全抗原,在强酸条件下CL先经重氮化,再与鸡卵清白蛋白(OVA)发生共价取代制备了盐酸克伦特罗包被抗原(OVA-CL),并以正交实验确定了共价取代反应的关键影响因素,进一步采用单因素实验确定了反应所需的最佳条件,并通过紫外扫描对制得的包被抗原进行了鉴定。结果表明,投料比例是盐酸克伦特罗完全抗原合成的关键因素,搅拌转速和反应时间也起着至关重要的作用。而且偶联反应在1h内基本完成,延长反应时间对提高产物偶联比影响不大。当投料比例为30:1,pH值约为8,低速搅拌状况下,包被抗原和免疫抗原的偶联比分别高达29:1和48:1,盐酸克伦特罗完全抗原合成条件的优化筛选取得了预期的效果。

    2009年02期 355-359页 [查看摘要][在线阅读][下载 780K]
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  • 木犀草素分子印迹聚合物的分子识别特性及固相萃取研究

    潘浪胜;刘敏敏;田红锦;刘跃进;

    采用分子印迹技术,以木犀草素为模板分子,丙烯酰胺为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,通过热引发聚合,制备了木犀草素分子印迹聚合物,并通过装入固相萃取柱研究了聚合物对木犀草素的选择性能。结果表明,该分子印迹聚合物对模板分子具有高度选择性和识别能力,而空白聚合物却不具备这样的特性。将木犀草素分子印迹聚合物用于固相萃取花生壳提取物,分离富集其中的木犀草素活性成分,在萃取柱上载样品之后,先用V(乙醇):V(水)=1:1溶液进行清洗,再用V(乙醇):V(水)=7:5溶液进行目标分子的洗脱,木犀草素的纯度可由1.6%提高到94.1%,回收率90.0%。木犀草素分子印迹固相萃取柱具有较好的稳定性和耐用性能,使用4次后其选择识别性能仍未降低,显示该聚合物具有直接作为复杂天然产物中木犀草素分离提取材料的潜能。

    2009年02期 360-364页 [查看摘要][在线阅读][下载 762K]
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