高校化学工程学报

Journal of Chemical Engineering of Chinese Universities

微信公众号

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)          

访问量:582497

化工热力学与基础数据

  • 常压下环己烯-环己酮二元体系汽液平衡研究

    王训遒;庄新亮;陈静波;蒋登高;

    H2O2氧化环己烯合成环氧环己烷有很多副产物生成,如环己酮、环己醇等,为了获得较纯的环氧环己烷需采用精馏提纯的方法将副产物分离出来。而精馏提纯需要相关体系的汽液平衡数据,为此用改进的Rose汽液平衡釜测定常压下环己烯-环己酮二元体系汽液平衡数据,并对数据进行热力学一致性检验,结果表明实验数据符合热力学一致性。以汽相组成的误差平方和作为目标函数,用Wilson方程关联实验数据,得到Wilson方程的配偶参数,并对汽液平衡计算值与实验值进行比较,发现二者偏差较小,可以满足工程上分离设计的需要。

    2011年02期 183-186页 [查看摘要][在线阅读][下载 758K]
    [下载次数:270 ] |[网刊下载次数:129 ] |[引用频次:7 ] |[阅读次数:198 ]

传递现象与单元操作

  • 气升-射流式多段环流反应器的流体力学和传质特性

    王于杰;蒋国强;丁富新;

    气升式环流反应器在气液或气液固三相反应以及分离过程应用广泛,为提高气液分布和传质性能,在气升式多段环流反应器的第2段引入射流,开发一种气升-射流式多段环流反应器。在160 L的实验装置中,以水-空气体系,研究了气升-射流式多段环流反应器的流体力学和传质特性。射流可减小上升气泡的弦长,提高总体气含率,改善下降段气液分布,增加环流液速,并最终使气液体积传质系数显著提高。射流液体量、射流角度、空气量及其分配对射流效果影响不同,选择射流角不大于45°,射流通气量占总通气量的比例不大于40%,且在能耗经济范围内提高射流量和通气量,可获得更理想的流体力学特性和高传质速率。

    2011年02期 187-192页 [查看摘要][在线阅读][下载 912K]
    [下载次数:309 ] |[网刊下载次数:165 ] |[引用频次:12 ] |[阅读次数:333 ]
  • 疏水缔合聚丙烯酰胺溶解槽内流动特性的数值模拟

    谢明辉;周国忠;龙湘犁;虞培清;

    将疏水缔合聚丙烯酰胺AP-P4溶解过程划分为三种混合状态(搅拌槽中刚加入聚合物颗粒、溶胀刚结束和溶解完成),并采用计算流体力学方法分别对采用二斜叶桨式搅拌器XJD和新型翼型上推式搅拌器KCXU时溶解聚合物AP-P4的三种混合状态的流动进行了数值模拟,获得了两种搅拌器槽内的流场特性和XJD、KCXU搅拌器不同状态时的循环流量和功率消耗。结果表明:除第一种混合状态下的流体流速外,KCXU搅拌槽内的流体流速和循环流量要大于XJD槽内所产生的,说明KCXU搅拌器比XJD搅拌器具有更好的溶解均一化及更高的循环速率。搅拌器功率模拟值与实验数据偏差在16%以内。上述研究结果对于工业搅拌器的优化具有重要的意义。

    2011年02期 193-198页 [查看摘要][在线阅读][下载 1080K]
    [下载次数:114 ] |[网刊下载次数:129 ] |[引用频次:3 ] |[阅读次数:201 ]
  • 新型结构旋转床吸收混合气中CO_2的实验研究

    谢冠伦;邹海魁;初广文;张富明;陈建峰;佘政军;

    采用一乙醇胺(MEA)水溶液为吸收剂,在含有静态环形挡板的新型结构旋转床中进行了CO2吸收实验,考察了床内静态环形挡板、超重力因子、吸收液温度、系统压力、气液比对二氧化碳吸收率的影响。结果表明:床内的静态环形挡板(新型结构)的加入使得CO2的吸收率较常规旋转床提高了10%左右;CO2的吸收率随着超重力因子的增加而上升,当超重力因子超过125以后,CO2吸收率则趋于稳定。随着吸收液温度的升高,CO2的吸收率先升后降,当吸收液温度在40℃左右吸收率达到最高;CO2的吸收率随着系统压力的升高而升高;随着气液比的增大,CO2的吸收率逐渐降低。

    2011年02期 199-204页 [查看摘要][在线阅读][下载 720K]
    [下载次数:203 ] |[网刊下载次数:161 ] |[引用频次:6 ] |[阅读次数:199 ]
  • 改进气液旋流器排气管结构的实验及CFD模拟研究

    金向红;金有海;王建军;汪秀敏;张金亮;孙治谦;

    采用RSM模型和DPM模型对轴流式气液旋流分离器内的气相流场和液滴运动轨迹进行了数值计算,发现在排气管下方有比较强的短路流,而液滴随短路流逃逸是降低旋流器分离性能的重要原因。设计了四种新型的排气管结构,并对他们进行了数值计算,计算结果发现短路流和压力降受排气管结构的影响很大,其中结构4的排气管结构产生的短路流强度最弱,压力降较小;是一种理想的结构形式。在数值计算的基础上,对四种结构进行了分离性能实验研究,发现实验结果与数值计算预测完全一致,验证了数值计算的可靠性,同时也开发出了一种新型结构。

    2011年02期 205-211页 [查看摘要][在线阅读][下载 941K]
    [下载次数:457 ] |[网刊下载次数:160 ] |[引用频次:21 ] |[阅读次数:304 ]
  • 超声功率、频率对姜黄素浸取的影响与动力学模型

    曹雁平;矫庆泽;

    以姜黄为原料,采用65%乙醇水溶液为溶剂,研究不同温度(293~353 K)、超声功率(0.05~0.45 W·cm-2)和超声频率(28 kHz、40 kHz、50 kHz、135 kHz)对姜黄素超声浸取过程的影响。基于Fick定律,采用分离变量法建立了姜黄素超声浸取动力学方程,模拟结果与实验数据吻合较好。与常规浸取相比,超声功率、超声频率使表观扩散系数Du′分别提高了17.3%~38.5%和18.3%~40.4%。增大超声功率使扩散系数Du和浓度影响系数ρu提高,但是对Du的影响比ρu大。提高超声频率使Du和ρu的增加幅度降低,影响程度比超声功率低,超声频率对Du的影响也比ρu大。探讨了超声频率影响浸取效果的可能原因。

    2011年02期 212-218页 [查看摘要][在线阅读][下载 912K]
    [下载次数:405 ] |[网刊下载次数:180 ] |[引用频次:23 ] |[阅读次数:149 ]
  • MCM-41和SBA-15动态吸附VOCs特性和穿透模型

    黄海凤;褚翔;卢晗锋;张波;李瑛;陈银飞;

    采用模板剂法制备了具有规整孔道的MCM-41和SBA-15介孔分子筛,考察了两种介孔分子筛动态吸附甲苯、邻二甲苯、均三甲苯的特性。结果表明,MCM-41平均孔径小,孔壁叠加作用力强,更适合吸附中、低浓度的VOCs,对芳烃类VOCs为典型的Ⅰ型吸附等温线;SBA-15具有微孔和介孔共存的特点,平均孔径大,对大分子和高浓度的VOCs具有更好的吸附能力,同时也可有效地吸附低浓度VOCs,对芳烃类VOCs为典型的Ⅳ型吸附等温线。通过Yoon-Nelson模型对MCM-41和SBA-15动态吸附过程的拟合,得出的吸附模型参数可以较为准确地预测VOCs在介孔分子筛上的吸附穿透曲线。

    2011年02期 219-224页 [查看摘要][在线阅读][下载 889K]
    [下载次数:947 ] |[网刊下载次数:194 ] |[引用频次:39 ] |[阅读次数:175 ]
  • 气固射流作用下可吸入燃煤飞灰颗粒的团聚

    杨振楠;郭庆杰;

    团聚室中引入气固射流,使团聚室内形成局部湍流,强化颗粒间的碰撞。以撞击式采样器测量燃煤飞灰可吸入颗粒团聚前后质量变化来反映颗粒的团聚情况。实验结果表明,引入气固射流后,颗粒在团聚室内团聚沉降,撞击式采样器收集到的颗粒质量减少,颗粒清除效率提高。加入粗颗粒可有效提高可吸入颗粒清除效率,且随粗颗粒粒径增大,清除效率提高更加明显。增大射流气体流速,颗粒清除效率明显提高。当射流垂直于主气流进入团聚室时,可吸入颗粒清除效率最高,射流逆向倾斜入射时颗粒清除效率高于射流同向入射清除效率。

    2011年02期 225-230页 [查看摘要][在线阅读][下载 870K]
    [下载次数:228 ] |[网刊下载次数:97 ] |[引用频次:20 ] |[阅读次数:203 ]

反应工程

  • 竹材热解失重动力学模型研究

    谷双;陈纪忠;

    采用热重分析仪在温度范围313~873 K和N2气流保护下,以不同升温速率(10、20、30、50 K·min-1)对两种竹材(#1和#2)进行了热解失重动力学研究,并分别采用非模型动力学法(model-free kinetics,MFK)和模型拟合法(model-fitting method)分析了热重分析结果,结果表明,#1样品在不同升温速率下的DTG曲线表现为单峰,非模型动力学法计算获得的表观活化能E值随样品失重变化很小,说明#1样品的热解过程比较简单,当采用动力学模型进行拟合时,一级简单反应动力学模型即可表征其热解失重过程;而#2样品的热解行为相对比较复杂,其DTG曲线表现为双峰,由非模型动力学计算得到的E值随α增大而单调上升,采用动力学模型拟合可得到较复杂的独立两步反应模型,第一步为一步简单反应,生成挥发物;第二步为两步平行反应,分别生成挥发物和炭。

    2011年02期 231-235页 [查看摘要][在线阅读][下载 836K]
    [下载次数:255 ] |[网刊下载次数:163 ] |[引用频次:12 ] |[阅读次数:200 ]
  • 流化床中甲醇制低碳烯烃反应-再生过程研究

    王彪;李涛;应卫勇;房鼎业;孙启文;

    在密相段为φ30 mm×320 mm及稀相段为φ68 mm×160 mm的流化床反应器中,采用SAPO-34为主要活性成分的流化床催化剂,研究了反应温度、空速(WHSV)、进料组成随反应时间对低碳烯烃(乙烯+丙烯)选择性及甲醇转化率的影响;同时在流化床中,对失活催化剂进行再生实验,考察了再生催化剂的催化性能,并用XRD,SEM,BET,NH3-TPD,TGA等手段对催化剂进行表征。实验结果表明,在450℃,空速为3 h-1,精甲醇(99.5%(mol)进料时,低碳烯烃选择性高达92.06%;再生催化剂的催化性能良好,微观结构没有发生明显变化,可以循环使用。TGA表征结果表明,600℃是较适宜的再生温度。

    2011年02期 236-241页 [查看摘要][在线阅读][下载 941K]
    [下载次数:468 ] |[网刊下载次数:92 ] |[引用频次:9 ] |[阅读次数:219 ]
  • 表面活性单体对丙烯酸酯梯度共聚物性能的影响

    魏霞;张心亚;江煜灵;裴勇兵;陈焕钦;

    采用梯度乳液聚合法,以十二烷基联苯醚二磺酸钠(DSB)为乳化剂,分别引入表面活性单体1-烯丙氧基-2-羟丙基磺酸钠(COPS-1),2-丙烯酰胺基-3-甲基丙磺酸钠(AMPS-Na)以及烯丙基烷基酚聚氧乙烯醚硫酸盐(HS-10),通过丙烯酸丁酯(BA)/甲基丙烯酸甲酯(MMA)/甲基丙烯酸(MAA)三元共聚反应,制备了具有分子间梯度结构的丙烯酸酯乳液。讨论了表面活性单体对乳液转化率、平均粒径及分布和机械稳定性、涂膜的热性能、微相分离、吸水率和拉伸强度的影响。实验结果表明当COPS-1质量分数为70%时,单体的转化率高(x=97.5%)、乳液的机械稳定性好,涂膜吸水率低(ω=4.25%),且拉伸强度高(μ=0.85 MPa)。DSC和SEM分析表明丙烯酸酯梯度共聚物的玻璃化转变区为单一的宽峰,微相分离也得到明显改善。

    2011年02期 242-247页 [查看摘要][在线阅读][下载 1036K]
    [下载次数:224 ] |[网刊下载次数:124 ] |[引用频次:3 ] |[阅读次数:166 ]
  • 双峰粒径分布的高固含量聚氨酯分散体的研究

    孙东成;董德全;

    以N-(2-氨基乙基)-2-氨基乙烷磺酸钠(AAS-Na)为亲水单体,聚己二酸新戊二醇酯(PNA)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)和乙二胺(EDA)为原料,采用丙酮法合成了固含量为50%双峰粒径分布的聚氨酯分散体(PUDs)并讨论了其形成过程。PUDs的ζ电位处于-40~-56 mV,随亲水基团含量的增加,PUDs的ζ电位绝对值增加。亲水基团含量增加,胶粒的平均粒径减小,PUDs的粒径分布由单峰变双峰,小粒子增多,大粒子减少。扩链度增加,PUDs的粒径分布由双峰变单峰,小粒子增多,大粒子减少。在合适的亲水基团含量和扩链度时,可得到有双峰粒径分布的PUDs。透射电镜(TEM)显示PUD胶粒呈大小不均的球形结构。

    2011年02期 248-253页 [查看摘要][在线阅读][下载 1059K]
    [下载次数:394 ] |[网刊下载次数:198 ] |[引用频次:17 ] |[阅读次数:287 ]
  • 脂肪族聚噁二唑的结构与性能

    马莹莹;杨潇;叶光斗;徐建军;

    为研究不同柔顺性链段对聚噁二唑结构与性能的影响,以多聚磷酸(PPA)为溶剂和脱水剂,脂肪族二羧酸和硫酸肼为单体,一步法制备了一系列分子主链中含有亚甲基柔性链段(—(CH2)n—,n=4、6、8)的脂肪族聚噁二唑,并通过傅里叶红外(FT-IR)、特性黏数([η])、热失重(TG)、差示扫描量热法(DSC)等表征方法对聚合物的结构与性能进行了初步研究。结果表明:二酸单体中亚甲基个数的增加,有利于避免聚合过程中分子链端发生副反应形成酰肼环结构,从而得到分子量较高的聚合物;与芳香族聚噁二唑相比,脂肪族聚噁二唑柔性链段烷基的引入,利于分子链排列形成有序结构,从而具有良好的结晶性,熔点在130℃左右,同时热稳定性降低。

    2011年02期 254-258页 [查看摘要][在线阅读][下载 917K]
    [下载次数:145 ] |[网刊下载次数:130 ] |[引用频次:2 ] |[阅读次数:204 ]
  • 低温陈化法制备的SO_4~(2-)/SnO_2-Al_2O_3固体超强酸催化剂表征与评价

    吴文莉;万辉;管国锋;

    采用FT-IR、XRD、BET、NH3-TPD、NH3吸附红外和TG等表征低温陈化法制备的固体超强酸SO42-/SnO2和SO42-/SnO2-Al2O3,考察Al的引入对SO42-/SnO2表面结构、晶体结构、比表面积、酸量、酸性位和热稳定性的影响。结果表明:Al的引入会阻止SnO2晶化,减小催化剂的晶粒尺寸,增大了催化剂的比表面积;增加了固体超强酸表面B酸、L酸强度和酸总量;提高SnO2表面结合SO42-的能力。将SO42-/SnO2和SO42-/SnO2-Al2O3分别应用于乙二醇丁醚乙酸酯(BGA)的合成,重复使用6次后,BGA收率分别为58.9%和81.2%,表明Al的引入显著延长了催化剂的寿命。

    2011年02期 259-263页 [查看摘要][在线阅读][下载 920K]
    [下载次数:364 ] |[网刊下载次数:207 ] |[引用频次:17 ] |[阅读次数:222 ]
  • La_2O_3/USY催化剂催化甲苯与叔丁醇的烷基化反应

    徐卫敏;周志伟;华丽;武文良;赵彦平;

    以超稳Y沸石分子筛(USY)负载La2O3作为催化剂,在100 mL高压釜反应器中进行了甲苯与叔丁醇的烷基化反应。考察了不同La2O3负载量对甲苯与叔丁醇烷基化反应的影响,并用XRD、NH3-TPD等手段对几种负载型催化剂的物化性质进行了表征。当La2O3的负载量为20%时,La2O3仍在USY表面上高度分散,催化剂焙烧温度为573 K时,对叔丁基甲苯的选择性最高为88.05%,叔丁基甲苯的选择性达到99.68%。采用20%La2O3/USY作为催化剂,研究了各种反应条件对催化剂性能的影响。实验结果发现,在适宜的反应条件下,即催化剂的焙烧温度573 K、反应温度453 K、反应时间3 h、叔丁醇与甲苯的摩尔比为3,甲苯转化率达48.59%,对叔丁基甲苯的选择性为85.29%。

    2011年02期 264-268页 [查看摘要][在线阅读][下载 834K]
    [下载次数:204 ] |[网刊下载次数:182 ] |[引用频次:8 ] |[阅读次数:218 ]
  • Pd/C催化剂上松香加氢制备二氢和四氢枞酸的本征动力学

    韦小杰;李前;陈小鹏;阳承利;王琳琳;周龙昌;

    采用FYX-2G型高压搅拌釜,以Pd/C为催化剂进行松香催化加氢制备二氢和四氢枞酸本征动力学的研究。通过减小催化剂粒度、加入200号溶剂油和增加高压釜的搅拌转速,消除了加氢过程内外扩散的影响,在温度403~433K、压力3.0~7.0 MPa下,在线跟踪了反应物和产物的浓度随时间的变化关系,采集动力学数据,使用EVIEWS软件对17种可能的反应机理模型进行筛选,结果表明,枞酸加氢生成二氢枞酸和四氢枞酸是并行反应;最可几的反应机理为:松香中的主要成分枞酸分子不吸附,枞酸分子与催化剂表面上被吸附的氢原子进行反应,氢原子的吸附为控制步骤,生成二氢枞酸和四氢枞酸的活化能分别为27.758 kJ·mol-1和237.12 kJ·mol-1。

    2011年02期 269-275页 [查看摘要][在线阅读][下载 859K]
    [下载次数:273 ] |[网刊下载次数:102 ] |[引用频次:12 ] |[阅读次数:307 ]
  • 气固流化床内宽筛分硅粉颗粒流化特性的数值模拟

    王伟文;董海红;陈光辉;李建隆;

    为了探索气固流化床内宽筛分硅粉颗粒的流化特性,作者利用计算流体力学CFD软件,采用Eulerian气固多相流模型及SIMPLE算法,模拟了二维气固流化床内不同粒级硅粉颗粒在不同操作件下的气固流化特性;分析了气泡生成、长大和破裂的过程,研究了床内气固两相的流动特性。结果表明:模拟计算值与实验值吻合较好,最大相对误差为10%,最小误差不到1%;模型能够较好地预测不同粒径固体颗粒体系的流化特性;流化床内的流体动力学特性受颗粒尺寸分布以及颗粒间能量耗散和传递的影响,细颗粒的加入可明显改变硅粉颗粒的流化特性。

    2011年02期 276-282页 [查看摘要][在线阅读][下载 1022K]
    [下载次数:396 ] |[网刊下载次数:165 ] |[引用频次:12 ] |[阅读次数:191 ]

生物化工

  • 通过定向进化策略提高酯酶立体选择性的研究

    汤晓玲;于洪巍;

    对菌株Rhodobacter sphaeroides的RSP-2728酯酶基因进行立体选择性定向进化研究,建立了有效的定向进化策略,以及通过扁桃酸甲酯水解反应所产生的酸根离子浓度来监测酶活的高通量筛选方法。利用易错PCR技术,进行了三轮突变,获得了突变株A6A5,B7F11和C8G1,对映体选择性(E值)从3.13分别提高到5.32,8.77和14.01;提高了1.7倍,2.8倍和4.5倍。序列分析表明,突变体A6A5有一个62位上的氨基酸发生了改变,由原先的天冬酰胺变成了酪氨酸;突变体B7F11的62位的天冬酰胺变成了酪氨酸,145位上的亮氨酸变成了组氨酸;突变体C8G1的62位的天冬酰胺变成了半胱氨酸,145位的亮氨酸变为组氨酸。利用定向进化策略能够有效地提高酶的立体选择性。

    2011年02期 283-288页 [查看摘要][在线阅读][下载 778K]
    [下载次数:339 ] |[网刊下载次数:131 ] |[引用频次:7 ] |[阅读次数:174 ]
  • 径向流色谱模型及其在灵芝多糖脱蛋白中的应用

    林炳谊;邵平;胡灵;姜慧燕;孙培龙;

    建立了径向流色谱数学模型,应用MATLAB仿真软件讨论了体积流速和色谱柱高对流出曲线和柱效的影响;应用数学模型指导试验操作参数选择,将径向流色谱应用于灵芝多糖脱除蛋白质的研究。研究结果表明:体积流速F(mL·min-1)和色谱柱高h(cm)的比值(F/h)需要达到10时柱效才会稳定并且高效;且当F/h为定值时,柱效保持不变,因此,径向流色谱体积流速可随柱高进行线性放大。通过验证试验,模型值与试验值最大误差低于8.8%。根据模型指导及试验设备,确定在F/h=10的情况下,径向流色谱脱除灵芝多糖蛋白质试验的体积流速为50 mL·min-1;径向流色谱蛋白脱除率及多糖回收率比传统化学方法分别高出38.2%和30.5%。论文工作为径向流色谱的线性放大提供了理论依据,并为灵芝多糖的规模化生产提供了参考。

    2011年02期 289-295页 [查看摘要][在线阅读][下载 779K]
    [下载次数:181 ] |[网刊下载次数:126 ] |[引用频次:3 ] |[阅读次数:189 ]

化学工艺

  • 黄姜皂素提取新工艺研究

    潘鹤林;陈晨;商利容;

    以酒精为溶剂提取黄姜干粉中的皂苷,皂苷经水解、过滤、中和、干燥、石油醚抽提、结晶、重结晶得到纯度较高的黄姜皂素。实验中采用热提取和高压均质提取两工艺。研究了热提取工艺中溶剂用量、料液比、温度、时间和次数等对皂素收率的影响:溶剂为95%(v)的酒精,料液比为5:1,提取温度为60℃,提取3次,提取时间分别为2 h、1 h、0.5 h时,皂素收率可达2.45%。在此基础上,为提高提取效率,也考察了高压均质提取工艺过程,60 MPa压力下均质提取可达到与热提取同等效果。热提取和高压均质提取工艺因预先分离了皂苷、淀粉和纤维素等,因此大大降低了酸解工艺的处理量,使得皂苷酸解耗酸量和废水量较传统工艺大幅下降,且皂素收率有所提高。

    2011年02期 296-301页 [查看摘要][在线阅读][下载 793K]
    [下载次数:647 ] |[网刊下载次数:138 ] |[引用频次:7 ] |[阅读次数:180 ]

化工系统工程

  • 双酚A合成催化剂失活模型的混合建模

    成亮铖;李雅芹;杨慧中;冯雪峰;薛子敬;

    双酚A合成反应使用的阳离子树脂催化剂会随温度、时间、负荷和酚酮比的变化而失活;为实现对催化剂活性的在线检测,结合数学回归方法和支持向量机方法,对催化剂失活过程进行混合建模。首先采用数学回归方法描述催化剂活性随使用时间累积而变化的总体趋势,随后在此基础上采用支持向量机拟合温度、负荷和酚酮比对催化剂活性的影响,完成建模过程。运用此方法,针对一个实际的双酚A生产装置建立了生产过程的在线软测量模型,采用该模型对双酚A合成反应过程进行了在线推理估计。仿真及现场运行结果表明,这种基于数学回归和支持向量机混合建模的双酚A合成反应催化剂失活模型的估计精度较高,能够满足实际生产对软测量模型的要求。

    2011年02期 302-307页 [查看摘要][在线阅读][下载 729K]
    [下载次数:185 ] |[网刊下载次数:141 ] |[引用频次:10 ] |[阅读次数:228 ]

材料科学与工程

  • 全钒液流电池复合材料双极板研究

    徐冬清;范永生;刘平;王保国;

    研究导电性高、耐腐蚀性强的双极板对发展全钒液流电池等大规模蓄电储能装备具有重要意义。在聚偏氟乙烯(PVDF)高分子基体中加入炭黑(CB)、鳞片石墨(GP)、膨胀石墨(EG)等导电填料,均匀分散后制备导电双极板,考察了导电填料种类、含量、粒度大小、分散方式对双极板导电性能的影响规律,利用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征导电填料本体和微观分散形态。结果表明使用粒径较小的可膨胀石墨有利于提高导电率,溶解法和悬浮液法均能保证导电填料的良好分散,所制备的双极板具有相近的导电性能,但后者易于进行大规模工业化生产。使用400目可膨胀石墨为导电填料制作双极板,当其质量含量为50%时,电导率达到92 S·cm-1,弯曲强度为52 MPa。所研究的导电塑料双极板能够完全阻隔钒离子渗透,具有良好抗氧化性能,有望在全钒液流电池的实际开发过程中应用。

    2011年02期 308-313页 [查看摘要][在线阅读][下载 913K]
    [下载次数:471 ] |[网刊下载次数:131 ] |[引用频次:11 ] |[阅读次数:183 ]
  • 新铁源制备高振实密度LiFePO_4/C正极材料

    郭孝东;赵浩川;文嘉杰;钟本和;刘恒;唐艳;

    以铁粉为铁源,LiH2PO4和酒石酸分别作为锂源和络合剂,采用机械活化法制备磷酸亚铁锂正极材料,制备出的材料具有振实密度较高的特点,有利于提高材料的体积能量密度。同其它制备高振实密度磷酸亚铁锂的方法相比较,该方法无需预先将原料制备成高振实密度、球形的中间体,因此大大地简化了工艺,易于实现工业化。研究认为机械活化时间对材料的影响较大,因此重点考查了制备过程中机械球磨活化时间对材料物化性质的影响,发现球磨时间过短导致原材料反应活性较低、产物中出现杂相物质、颗粒粒径较大且分布不均,从而导致电化学性能较差,而球磨时间对材料的振实密度影响不大。在球磨活化原料6 h,于700℃高温反应10 h后制得的磷酸亚铁锂正极材料振实密度到达1.84 g·cm-3,正极材料的体积能量密度高达870 W·h·L-1,具有较高的实用价值。

    2011年02期 314-318页 [查看摘要][在线阅读][下载 955K]
    [下载次数:340 ] |[网刊下载次数:131 ] |[引用频次:4 ] |[阅读次数:225 ]
  • 添加剂对ABS/APP/PETA体系协同阻燃作用的研究

    易江松;鲁成祥;任显诚;蔡绪福;

    为了提高膨胀型阻燃体系聚磷酸胺(APP)/聚对苯二甲酰乙二胺(PETA)对苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物(ABS)的阻燃效果,并研究一些常用添加剂的协效阻燃机理,采用极限氧指数法、垂直燃烧法、热失重探讨了添加剂4A分子筛、次磷酸铝、有机蒙脱土(OMMT)和双噁唑啉(BOZ)对ABS/APP/PETA膨胀型阻燃复合物的协效阻燃效应。结果表明,这些添加剂显著地改善了ABS/APP/PETA体系的阻燃性能。当四种添加剂分别以2%(wt)的用量加入到ABS/APP/PETA(70/25/5)体系中时,阻燃复合物的极限氧指数由未加添加剂的29分别提高到32、33、32及30,UL-94测定都能达到V-0级。热失重分析表明添加剂的加入提高了阻燃体系的热稳定性和高温残炭率。进而分析了协效阻燃机理。

    2011年02期 319-324页 [查看摘要][在线阅读][下载 953K]
    [下载次数:298 ] |[网刊下载次数:108 ] |[引用频次:8 ] |[阅读次数:173 ]
  • Ⅱ型噁唑烷-儿茶素固化皮胶原的特性表征

    王亚娟;周国权;邵双喜;郭军;单志华;

    选用儿茶素和Ⅱ型噁唑烷为基本交联剂交联动物皮胶原,通过对交联后胶原热变性温度的考察探索了双组分交联剂的加入顺序、样品湿含量及溶剂处理对其热稳定性的影响;根据扫描电镜图像对热变性前后交联胶原的组织形态进行了观察,进而推测了交联胶原的热变性机理。结果发现:先儿茶素后噁唑烷顺序交联的胶原热稳定性较高,其热变性温度可达113.5℃;交联后胶原湿含量对其耐热稳定性有较大影响,在一定范围内胶原的热稳定性随着湿含量的增加而降低;交联后胶原的贮存环境的pH对其热稳定性影响较明显,pH为10.0时其热变性温度可降低多达20℃;无论何种顺序处理,热变性后的胶原纤维杂乱而分散地堆积在皮内。

    2011年02期 325-330页 [查看摘要][在线阅读][下载 902K]
    [下载次数:106 ] |[网刊下载次数:144 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:147 ]

环境化工

  • AS/PDM对夏季太湖预氯化高藻水的除藻效果

    张跃军;赵晓蕾;李潇潇;刘程;朱玲玲;

    研究了硫酸铝(AS)与聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDM)制成的AS/PDM复合药剂对夏季太湖预氯化高藻水的除藻效果。通过混凝除藻实验,考察了PDM质量分数(5%~20%)与特征黏度(0.55~3.99 dL·g-1)对除藻效果的影响。结果表明,对温度29~30℃,浊度50~53 NTU,藻含量6.88×104个.mL-1的加氯水,使用AS、AS/PDM(0.55/5%~3.99/20%)复合药剂后的余浊达到2 NTU的水厂沉淀出水浊度标准时,其加药量(Al2O3计)分别为5.86 mg·L-1、4.84~2.97mg·L-1,除藻率分别为90.67%、91.80%~96.90%。因此,使用AS/PDM复合药剂可明显提高AS对夏季太湖加氯水的处理效果:与单独使用AS相比,余浊达标时节省加药量,加药量相等时提高处理效果;PDM质量分数或特征黏度越大,复合药剂的处理效果越好;其优势还体现在降低沉淀出水COD和NH3-N,并有可能减少出厂水加氯量等方面。

    2011年02期 331-336页 [查看摘要][在线阅读][下载 754K]
    [下载次数:180 ] |[网刊下载次数:98 ] |[引用频次:14 ] |[阅读次数:130 ]

研究简报

  • 十字型微通道内气泡形成的实验观察

    付涛涛;惠晓荣;朱春英;马友光;李怀志;

    采用高速摄像仪对聚焦十字型微装置内分散小气泡的生成进行了研究。方形截面微通道的尺寸分别为400μm×400μm和600μm×600μm。氮气为气相,加入表面活性剂十二烷基硫酸钠(sodium dodecyl sulfate,SDS)(0~0.5%(wt))的水—甘油(25%(wt),50%(wt),62%(wt))溶液为液相。考察了不同的操作条件如液体流速、黏度和表面张力对气泡生成尺寸的影响。泡状区内生成的气泡尺寸随连续相流体流量和黏度的增大而减小,随表面张力的增大而增大。讨论了气泡的生成机理,提出了一个新的指数模型来描述气泡生成尺寸与局部毛细管数的关系。

    2011年02期 337-340页 [查看摘要][在线阅读][下载 1799K]
    [下载次数:345 ] |[网刊下载次数:137 ] |[引用频次:10 ] |[阅读次数:223 ]
  • 硫酸铵热分解反应动力学研究

    范芸珠;曹发海;

    己内酰胺生产中副产大量的硫酸铵,而硫酸铵的热分解产物能作为己内酰胺的生产原料。利用热重分析研究了硫酸铵热分解的反应动力学。硫酸铵的热分解包括三个步骤:硫酸铵脱氨生成硫酸氢铵、硫酸氢铵失水生成焦硫酸铵以及焦硫酸铵的分解。研究首先用Malek法限定了各分解步骤机理函数的选择范围,然后用微分-积分法精选机理函数并计算得到了各分解过程的动力学参数。不同的分解步骤遵循不同的反应机理:硫酸铵脱氨为相界面反应机理,符合收缩球体方程,活化能E=110.02 kJ·mol-1,频率因子lgA=10.36 s-1;硫酸氢铵的失水为晶核生成与随后增长机理,符合Avrami-Erofeev方程,E=127.95 kJ·mol-1,lgA=9.90 s-1;焦硫酸铵的分解为三维扩散控制机理,符合反Jander方程,E=161.04 kJ·mol-1,lgA=12.51 s-1。作者研究了硫酸铵各分解步骤的温度、产物、反应机理以及动力学参数,为硫酸铵在己内酰胺生产工艺中的循环利用提供了理论基础。

    2011年02期 341-346页 [查看摘要][在线阅读][下载 1208K]
    [下载次数:1764 ] |[网刊下载次数:161 ] |[引用频次:90 ] |[阅读次数:301 ]
  • 聚乙二醇-双-全氟2-[(2-丙氧基)-丙氧基]丙酸酯的合成与性能

    吴美宁;程海军;史鸿鑫;刘秋平;项菊萍;武宏科;陈立军;

    制备了聚乙二醇-双-全氟2-[(2-丙氧基)-丙氧基]丙酸酯(Ⅰ),并考察其表面活性。全氟-2-[(2-丙氧基)-丙氧基]丙酰氟和聚乙二醇-400,在有机碱三乙胺的存在下,发生酯化反应,得到聚乙二醇-双-全氟2-[(2-丙氧基)-丙氧基]丙酸酯,并以红外光谱和核磁共振进行表征。结果表明:Ⅰ水溶液的临界胶束浓度为0.54 g·L-1,在此浓度下的表面张力γCMC为17.69 mN·m-1。温度升高,Ⅰ水溶液的CMC值和γCMC均呈现明显下降趋势;Ⅰ的表面张力和临界胶束浓度受溶液pH的影响较少,在酸、碱溶液中都具有良好的表面活性;Ca2+、Mg2+对Ⅰ水溶液的CMC值影响不大;无机盐的正离子Na+对I的表面活性影响也不大,即对Ⅰ非离子表面活性剂的盐效应不大。Ⅰ具有较高的表面活性,较好的耐盐、耐硬水、耐酸、耐碱的能力。

    2011年02期 347-350页 [查看摘要][在线阅读][下载 712K]
    [下载次数:121 ] |[网刊下载次数:98 ] |[引用频次:1 ] |[阅读次数:201 ]
  • 玉米芯填料生物过滤法净化含氨废气研究

    李顺义;杨松波;李红丽;张华新;王岩;

    以玉米芯填充生物过滤塔并用于净化含氨废气。着重研究了填料类型、含水率、进气流量、填料高度等因素对净化效果的影响。结果表明:天然玉米芯的饱和吸附容量比珍珠岩高221.4 g-NH3·m-3-填料,净化效果优于珍珠岩;当含水率为41.25%时,天然玉米芯的吸附容量最大,为308.3 g-NH3·m-3-填料;进气NH3质量浓度低于271.2 mg·m-3时,0.3、0.5、0.8 m3·h-1三种进气流量下的净化效率均高于93%,考虑去除负荷,0.8 m3·h-1为最佳进气流量;生物滤塔的去除率随填料高度变化,当进气NH3浓度低于121.1 mg·m-3时,上、中、下部对去除率的贡献率分别为16.7%、53.7%、90.5%;微生物对净化效果起关键作用,试验运行期间挂膜滤塔净化效率稳定在95%以上。

    2011年02期 351-355页 [查看摘要][在线阅读][下载 755K]
    [下载次数:306 ] |[网刊下载次数:104 ] |[引用频次:10 ] |[阅读次数:185 ]
  • 离子交换纤维吸附二氢辣椒碱的动力学研究

    张阳;王立升;周永红;刘雄民;

    首先采用SEM和IR方法表征了吸附二氢辣椒碱前后的ZB-2强碱性阴离子交换纤维,确定了可以吸附;然后测定了离子交换纤维吸附二氢辣椒碱的速率,确定了吸附在3 min时由液膜扩散控制转入离子交换纤维内扩散控制;最后考察了搅拌速度、溶液浓度、吸附温度和离子交换纤维直径对离子交换速率的影响,得到了离子交换纤维内扩散控制交换过程的表观活化能、反应级数、速率常数和动力学方程式。

    2011年02期 356-360页 [查看摘要][在线阅读][下载 1504K]
    [下载次数:204 ] |[网刊下载次数:111 ] |[引用频次:7 ] |[阅读次数:194 ]
  • Ru[(bipy)_3]~(2+)-PMMA温敏漆的制备及性能研究

    孙晶;金光勇;李昌立;范薇;董艳丽;翟晓杰;

    以三氯化钌和2,2′-联吡啶为原料制备了发光探针分子Ru[(bipy)3]2+,然后将探针分子与甲基丙烯酸甲酯(MMA)混合进行聚合,获得Ru[(bipy)3]2+-PMMA温敏漆。对探针分子Ru[(bipy)3]2+的结构和性能进行了红外光谱(IR),X-射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)及差热-热重(TG-DTA)测试。SEM照片显示探针分子样品呈现规则的层状六边形结构,六边形中对边的距离约为7μm左右;XRD测试结果表明探针分子的结晶性能良好,并在2θ=8.5℃方向优先生长,利用Scherrer公式计算的晶粒平均尺寸与SEM测试结果一致;TG-DTA分析结果表明,在560℃以下探针分子能够稳定存在。温敏漆在不同温度下的发射光谱测试结果表明,温敏漆随着温度的升高最强发射峰强度逐渐减弱,而最强发射峰波长不随温度变化,均在582 nm左右,说明PMMA基温敏漆在30~50℃范围内有良好的温度猝灭性能。

    2011年02期 361-364页 [查看摘要][在线阅读][下载 849K]
    [下载次数:127 ] |[网刊下载次数:136 ] |[引用频次:11 ] |[阅读次数:122 ]