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
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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

  • 乙腈-正丙醇-N,N-二甲基甲酰胺体系的等压汽液平衡

    曾红;姚舜;刘其松;朱堂峰;宋航;

    用改进Rose釜测定了101.3 kPa下乙腈-正丙醇、乙腈-N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、正丙醇-N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、乙腈-正丙醇-N,N-二甲基甲酰胺(DMF)体系的等压汽液平衡数据,并通过了热力学一致性检验。用Wilson、NRTL模型对三个二元体系的汽液平衡数据进行关联,效果良好。由关联得到的三个二元体系的Wilson、NRTL模型参数预测部分三元体系的汽液平衡数据,乙腈、正丙醇及N,N-二甲基甲酰胺(DMF)汽相组成的平均绝对偏差分别小于0.0124、0.0146、0.0134,温度的平均绝对偏差小于1.00 K。研究结果为加入DMF的萃取精馏分离乙腈和正丙醇混合物提供了重要的基础数据。

    2011年03期 365-369页 [查看摘要][在线阅读][下载 819K]
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  • 离子液体[BPy]BF_4和甲醇二元混合体系的超额摩尔体积、折射率和黏度

    许映杰;黄钗英;李浩然;

    合成了室温离子液体N-丁基吡啶四氟硼酸盐([BPy]BF4),通过核磁共振1H-NMR和红外光谱IR对其结构进行了表征。在298.15 K和常压下,采用U形振荡管密度计测定[BPy]BF4-甲醇体系的密度;用阿贝尔折射仪测定了该二元混合体系在相同温度和压力下的折射率;用乌氏黏度计测定了该二元混合体系在相同温度和压力下的黏度,并由密度数据计算出超额摩尔体积(V E)、由折射率数据计算出了折射率改变值(△nD)、由黏度数据计算出了体系的黏度B系数。结果表明:[BPy]BF4-甲醇体系的V E在全浓度范围内为负值,而△nD在全浓度范围内为正值,两者均在摩尔分数x1≈0.4处出现极值;采用Redlich-Kister方程对V E、△nD与组成的关系进行了关联,最大标准偏差小于3%,说明此方程可适用于回归该二元体系上述的物性数据。由Jones-Dole方程计算出体系的黏度B系数为0.35608,这表明甲醇有效地降低了离子液体的黏度。

    2011年03期 370-375页 [查看摘要][在线阅读][下载 858K]
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  • 25℃及50℃下Na~+//NO_3~-,Cl~-,SO_4~(2-)-H_2O四元体系介稳相平衡研究

    蔺尾燕;薄文旻;李惠;黄雪莉;

    针对新疆硝酸盐矿组成,采用等温蒸发法分别研究了25℃及50℃下Na+//NO3–,Cl–,SO42–-H2O四元体系的介稳相平衡、溶解度数据,并根据测得的数据绘制出了相应的介稳相图。结果表明:在25℃及50℃时Na+//NO3–,Cl–,SO42–-H2O四元体系介稳相图存在四个单盐结晶区,五条单变量溶解度曲线和两个零变量点。四个单盐结晶区分别对应于NaCl、NaNO3、Na2SO4和NaNO3.Na2SO4.H2O。两个零变量点中,一个为NaCl,Na2SO4和NaNO3.Na2SO4.H2O的三盐不相称共饱点,另一个为NaCl,NaNO3和NaNO3.Na2SO4.H2O的三盐共饱点。与相同温度下平衡相图相比,25℃与50℃下介稳相图具有相同的变化趋势。介稳相图中NaCl饱和区扩大,复盐NaNO3.Na2SO4.H2O饱和区明显缩小,NaNO3饱和区基本没有变化。

    2011年03期 376-380页 [查看摘要][在线阅读][下载 799K]
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  • K~+,Mg~(2+)//SO_4~(2-),B_4O_7~(2-)-H_2O四元体系288K时的固液相平衡

    桑世华;彭江;

    采用等温溶解平衡法研究了288 K时K+,Mg2+//SO42-B4O72--H2O四元体系的固液相平衡关系,测定了该四元体系在288 K时平衡液相的溶解度和密度。依据实验测定的平衡溶解度数据及对应的平衡固相,绘制了该四元体系的平衡相图和水图。研究结果表明:交互四元体系K+,Mg2+//SO42-,B4O72--H2O288K时的相平衡关系中,有复盐软钾镁矾(K2SO4.MgSO4.6H2O)生成,平衡相图中有3个共饱点,7条单变量曲线,5个结晶区,对应的平衡固相分别为K2B4O7.4H2O,MgB4O7.9H2O,K2SO4,MgSO4.7H2O和K2SO4.MgSO4.6H2O。

    2011年03期 381-384页 [查看摘要][在线阅读][下载 786K]
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  • 枞酸在四种醇类溶剂中的溶解度测定与关联

    谢宏昭;周龙昌;陈小鹏;王琳琳;黄伊玲;

    采用激光监视技术判定平衡点,由动态法测定了枞酸在甲醇、无水乙醇、正丙醇、正丁醇中的固液溶解度,实验测定温度由282 K至320 K,用λh方程、Wilson方程、简化方程分别对溶解度实验数据进行关联。结果表明,枞酸在四种醇类溶剂中的溶解度均随温度的升高而增大,且在不同溶剂中枞酸溶解度有较大的差异,大小顺序为:正丁醇>正丙醇>无水乙醇>甲醇。枞酸在四种醇类溶剂中的溶解度实验数据用λh方程、Wilson方程和简化方程关联的平均相对误差最大值分别为1.43%,1.19%和1.24%。上述结果可为枞酸结晶过程溶剂选择提供基础热力学数据。

    2011年03期 385-389页 [查看摘要][在线阅读][下载 789K]
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  • 间苯二甲腈在四种溶剂中溶解度的测定及关联

    李玉刚;孔令启;马磊;张道斌;周波;

    采用平衡法分别测定了间苯二甲腈在甲醇、甲苯、二甲苯和苯胺四种溶剂中的溶解度,温度范围为293.15~318.15 K,并分别采用λ-h方程、Apelblat模型和Yaws模型对实验数据进行了关联。根据实验数据可以看出间苯二甲腈的溶解度在4种溶剂中均随着温度的升高而升高,并且间苯二甲腈在不同溶剂中的溶解度差别较大。通过4个体系的24个数据点的实验值与计算值相比较,三种模型的总的平均相对误差分别为5.92%、3.90%、3.86%。结果表明λ-h方程、Apelblat模型和Yaws模型都可以较好地关联间苯二甲腈在四种溶剂中的溶解度数据。

    2011年03期 390-394页 [查看摘要][在线阅读][下载 832K]
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传递现象与单元操作

  • 激光全息干涉法测量功能糖醇在水溶液中的扩散系数

    朱春英;周传玲;马友光;高少锋;

    功能糖醇在医药和食品中得到广泛应用,其在水溶液中的扩散系数是相关研究与应用中最基本和最重要的物性参数之一,因此实验测定功能糖醇在水溶液中的扩散系数具有十分重要的意义。今采用实时激光全息干涉法,结合CCD图像采集和数字处理技术,测定了293.15 K下赤藓醇、木糖醇、山梨醇、甘露醇以及麦芽糖醇在水溶液中的扩散系数。实验结果表明,相同浓度下,扩散系数与物质分子大小成反比,对于所测定的5种物质,其大小顺序为:D(赤藓醇)>D(木糖醇)>D(山梨醇)>D(甘露醇)>D(麦芽糖醇)。以Gorden模型为基础,提出了糖醇类溶质在水溶液中扩散系数的关联式,计算值和实验值吻合良好。

    2011年03期 395-399页 [查看摘要][在线阅读][下载 994K]
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  • 芳香二羧酸在有机溶剂中的加合结晶

    彭革;郭霞;成有为;李希;

    加合结晶是一种新型的结晶分离方法。对三种芳香羧酸(对、邻、间苯二甲酸,TA、OPA、IPA)在6种溶剂中的结晶物质进行了分光光度法测定、热重分析和XRD表征,发现TA在6种溶剂中的结晶3种是普通结晶,3种是溶剂与溶质一同析出的加合结晶,其中又只有TA-二甲基乙酰胺(DMAC)、TA-N-甲基吡咯烷酮(NMP)两种加合结晶对溶质具有高度的选择性。XRD表明加合物晶体是一个TA分子与两个溶剂分子通过O-H…O的氢键作用形成的结晶体。3种芳香羧酸在溶剂DMAC中的结晶状态有很大差别:TA、IPA都能与DMAC形成加合物晶体,OPA与DMAC难以形成加合物。其原因是:TA/IPA与溶剂分子之间的结合属分子间氢键,作用较强;OPA带有分子内氢键,与溶剂的作用弱,不能形成稳定的加合物晶体。

    2011年03期 400-404页 [查看摘要][在线阅读][下载 825K]
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  • PVA-TEOS/PAN复合膜渗透蒸发分离己内酰胺/水溶液

    张垒;罗运柏;薛改凤;于萍;

    制备了以聚乙烯醇(PVA)与正硅酸乙酯(TEOS)交联膜为活性层,以超滤平板膜PAN为底膜的PVA-TEOS/PAN复合膜,并用于己内酰胺脱水。FT-IR和XRD谱图证实复合膜活性层中PVA与TEOS发生交联反应,形成了Si-O-C共价键,膜结晶度降低。用SEM和TGA分别对膜的形貌和热稳定性进行表征。考察了交联剂(TEOS)质量分数、料液浓度及进料温度对PVA-TEOS/PAN复合膜渗透蒸发分离性能的影响。结果表明,TEOS的加入降低了复合膜在己内酰胺水溶液中的渗透通量,提高了膜的选择性,且TEOS质量分数为1.9%时,PVA-TEOS/PAN复合膜具有最佳的分离性能;50℃下,分离质量分数为40%的己内酰胺水溶液时,其渗透通量和分离因子分别为444.2 g·m-2·h-1和263.9。PSI数据说明,该复合膜具有优越的渗透蒸发分离性能和相对较长期的热稳定性。

    2011年03期 405-410页 [查看摘要][在线阅读][下载 962K]
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  • 离子液体微波辅助萃取柽柳中芦丁的研究

    王阳光;欧阳小琨;杨立业;李庆龙;

    以[Bmin]Br、[Bmim]BF4、[Hmim]Br、[Hmim]BF4离子液体为萃取溶剂,微波辅助萃取柽柳中的芦丁。对离子液体微波辅助萃取柽柳中芦丁的条件进行了优化,并与回流提取、超声萃取方法进行了比较。优化得到的提取条件为:以[Bmin]Br溶液为萃取溶剂,离子液体浓度V乙醇/V[Bmim]Br为7;萃取时间9 min;微波功率600 W;液固比50;萃取1次,在上述条件下,芦丁的萃取得率为0.0756%。实验证明离子液体微波辅助萃取法可用于复杂样品中有效成分的萃取。

    2011年03期 411-415页 [查看摘要][在线阅读][下载 761K]
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反应工程

  • 多喷嘴对置式气化炉内颗粒停留时间分布数学模拟研究

    李超;代正华;许建良;于广锁;王辅臣;

    气流床气化炉中,颗粒停留时间分布是反映物料混合的重要特性,研究其规律对于改进炉内流场结构,优化运行参数和气化炉的宏观建模都具有重要的意义。通过建立三维CFD模型,研究了进口气速、颗粒粒径和密度等因素对颗粒停留时间分布规律的影响。模拟结果显示出与实验结果相同的规律。结果表明,在研究范围内,颗粒平均停留时间随着气速的增加,呈现出先增大后减小的趋势,在一定气速下达到峰值,这是颗粒和气体停留时间分布规律的重要区别。达到这一峰值所需的气速,只受到颗粒粒径的影响,而不受密度的影响。进口气速一定时,颗粒密度和粒径的增加,均导致颗粒平均停留时间减小。此外,随着颗粒密度、粒径以及进口气速的增加,颗粒最短停留时间始终减小。

    2011年03期 416-422页 [查看摘要][在线阅读][下载 1148K]
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  • 茂金属催化的丙烯气相聚合过程的单颗粒传质与传热模型

    李华荣;罗正鸿;

    在分析负载茂金属催化的丙烯气相聚合过程中催化剂颗粒破碎行为基础上,提出了该过程聚丙烯颗粒内部传质与传热物理模型,耦合丙烯聚合本征反应建立了丙烯气相聚合过程的单颗粒模型:改进的多粒模型。采用上述模型得到了丙烯气相聚合过程中聚丙烯颗粒内部的单体浓度、平均温度、颗粒内部的温度梯度以及催化剂活性中心浓度等的变化规律。模拟结果表明,聚丙烯颗粒内部的温度及催化剂浓度变化较小,而颗粒内部的传质阻力对聚合影响较大。另外,模拟结果也表明负载茂金属催化剂颗粒在聚合过程是一个由外到里的逐层破裂过程。

    2011年03期 423-429页 [查看摘要][在线阅读][下载 889K]
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  • 丙烯和乙酸一步加成酯化生成乙酸异丙酯反应动力学研究

    李有林;崔咪芬;乔旭;汤吉海;陈献;

    乙酸异丙酯是一种重要的溶剂,以乙酸与丙烯为原料一步法直接酯化生成乙酸异丙酯是一条符合原子经济反应的绿色工艺路线。今研究了这一酯化反应的气液固三相体系的反应动力学,设计了一种在乙酸与丙烯加压酯化反应过程中自动测量丙烯消耗的装置,以获得动力学数据。在保持体系压力恒定的条件下,采用丙烯连续进料,质量流量计计量及数学积分计算获得了丙烯的瞬时流量及累积消耗量,在反应温度为110~150℃,反应压力分别为0.63、0.84、1.0和1.5 MPa下,在消除内扩散和外扩散阻力后,建立了拟均相反应动力学模型,并通过实验数据进行了参数估值,得到了各温度下的反应速率常数和亨利系数。该动力学模型的建立,为乙酸异丙酯绿色合成工艺的工业化应用提供了设计参考依据。

    2011年03期 430-436页 [查看摘要][在线阅读][下载 868K]
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  • 工业Ni-Mo/Al_2O_3催化剂上异戊二烯选择性加氢宏观动力学

    仝云娜;张学军;王欣;张舜光;段艳;侯凯湖;

    在固定床积分反应器中研究了异戊二烯在工业Ni-Mo/Al2O3催化剂上选择性加氢的宏观动力学。以异戊二烯+正辛烷为模拟原料,在温度70~120℃,压力0.5~2.0 MPa,氢油体积比20~40,液时空速2~36 h-1条件下,考察了温度、反应压力、液时空速、氢油比等对二烯烃选择性加氢反应的影响;采用幂函数动力学模型拟合得到了异戊二烯选择性加氢串联反应的宏观动力学。结果表明异戊二烯加氢生成异戊烯的反应活化能为44.3 kJ·mol-1,对异戊二烯和氢气的反应级数分别为0.98和0.27;异戊烯加氢生成异戊烷的反应活化能为101.1 kJ·mol-1,对异戊烯和氢气的反应级数分别为1.57和1.09。异戊二烯转化率和异戊烯选择性实验值与模型预测值的比较和统计检验结果表明模型是适宜的。

    2011年03期 437-441页 [查看摘要][在线阅读][下载 801K]
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  • DL-2-萘普生热分解过程和非等温热分解动力学研究

    周彩荣;石晓华;王海峰;蒋登高;

    用热重-差热联用分析(DTA-TGA)技术和差动扫描(DSC)技术研究了DL-2-萘普生在空气中的热分解过程和非等温热分解机理及动力学。DTA-TGA分析表明DL-2-萘普生在((250.72~296.87)±4.88)℃之间发生热分解反应,结合DSC分析表明DL-2-萘普生的熔点为(158.16±0.6)℃,熔融热为(140.57±2.10)J·g-1。运用Achar法和Coats-Redfern法对非等温动力学数据进行分析,得到热分解反应的机理函数和动力学参数,其热分解反应为二级反应机理,表观活化能为E=201.558 kJ·mol-1,指前因子A=7.52×1024 s-1。

    2011年03期 442-446页 [查看摘要][在线阅读][下载 849K]
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  • 超支化聚酯/聚氨酯体系非等温固化动力学研究

    刘晶如;俞强;陈科军;谢磊;

    采用非等温差示扫描量热法(DSC)研究了不同代数的超支化聚酯/聚乙二醇型聚氨酯体系的固化反应动力学,采用Kissinger法、Flynn-Wall-Ozawa法、Friedman-Reich-Levi法和Crane公式计算了各体系的表观活化能、反应级数、指前因子以及机理函数等固化反应动力学参数。结果表明,加入6%的第二、三、四代超支化聚酯后,聚氨酯反应体系的表观活化能由52.493 kJ·mol-1分别提高至100.862 kJ·mol-1、92.565 kJ·mol-1、76.315 kJ·mol-1;超支化聚酯的加入对-NCO与-OH之间的反应有一定的延缓作用,但不改变固化机理。从氢键和溶解度参数的角度浅析了超支化聚酯影响聚乙二醇型聚氨酯体系固化的原因。

    2011年03期 447-452页 [查看摘要][在线阅读][下载 890K]
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  • SAPO-11/HZSM-5对乙醇脱水制乙烯反应的催化性能

    周珽;史晓星;武丽娜;崔群;王海燕;胡燚;黄和;

    测定HZSM-5与SAPO-11复合催化剂(SAPO-11/HZSM-5)对乙醇脱水制乙烯反应的催化性能,考察反应工艺条件;对比HZSM-5、SAPO-11和SAPO-11/HZSM-5催化乙醇脱水制乙烯反应性能;分析三种催化剂表面酸量及酸强度,以及对反应产物组成的影响。结果表明:SAPO-11/HZSM-5催化乙醇脱水制乙烯反应的适宜条件为:压力0.1 MPa,温度240℃,空速1.2 h-1,乙醇浓度99.7%;乙醇转化率、乙烯选择性分别为99.19%和98.77%;气相产物中乙烯含量达到98.92%,C3、C4组分含量分别为0.37%和0.40%,未检测到C5以上组分。SAPO-11/HZSM-5催化乙醇脱水制乙烯反应温度比HZSM-5、SAPO-11低60℃。适度增加催化剂表面弱酸量及强度,并使其具有相当比例的强酸量,有利于提高乙醇脱水制乙烯反应活性和乙烯选择性。

    2011年03期 453-458页 [查看摘要][在线阅读][下载 852K]
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生物化工

  • 捷安肽素固定化细胞分批发酵过程动力学分析

    张晓勇;钟娟;李志东;周金燕;杨杰;肖亮;谭红;

    用Sigmoid模型构建了5 L发酵罐固定化细胞分批发酵生产捷安肽素的非结构动力学模型,并对细胞生长、捷安肽素合成、葡萄糖消耗和总氮消耗的比速率进行了计算与分析。结果表明,Sigmoid模型能较好地拟合固定化细胞分批发酵生产捷安肽素的发酵过程,拟合动力学模型的相关系数R2大于0.971。细胞生长、捷安肽素合成、葡萄糖消耗和总氮消耗的最大比速率分别为0.411、0.001、0.771和0.043 h-1。细胞和捷安肽素对葡萄糖的最大得率系数分别为2.1和0.029 g·g-1;细胞和捷安肽素对总氮的最大得率系数分别为51和3.4 g·g-1。细胞生长与捷安肽素的合成呈部分偶联关系。

    2011年03期 459-464页 [查看摘要][在线阅读][下载 837K]
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  • 序批式生物反应器好厌氧比对自生动态膜结构及成分的影响

    段文松;傅大放;许晓光;李澄;卜现亭;

    分别在4种好氧厌氧时间比(3:1,2:1,1:1,1:2)的序批式操作条件下借助于电子显微镜、粒径分析仪、傅里叶红外光谱仪等分析手段对反应器内自生动态膜的结构及成分进行了研究。结果表明:形成的动态膜(dynamic membrane,DM)中滤饼层质量依次为38.12,40.27,42.84,44.73 g·m-2,无机物含量分别为5.34,5.65,5.59,6.09 g·m-2;其动态膜组分主要为多糖和蛋白质类物质;胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)、挥发性悬浮颗粒物的含量随着好氧时间的减少逐渐增大。自生动态膜为多孔状结构,具有较高的孔隙率,好厌氧比中的好氧时间越长,膜结构越密实,膜表面平均孔径越小;动态膜组成主要以100~500μm的颗粒为主,随着好厌氧时间比的减少逐步增大。

    2011年03期 465-469页 [查看摘要][在线阅读][下载 1391K]
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化学工艺

  • 应用超临界反溶剂技术制备吸入式给药微粒

    陈畅;詹世平;张苗苗;李志义;

    吸入式给药作为一种新型非入侵式给药系统,具有延长用药时间、增强治疗效果、提高病人顺应性等优点,是人们一直探索的理想的给药途径。吸入式给药中载药基体的制备是目前研究的热点。在自制的超临界反溶剂过程实验装置上,以聚乳酸作为研究对象,二氯甲烷-丙酮(1:1,V:V)为混合溶剂,制备了粒径较小、粒径分布较窄的载药基体微粒,分别研究了压力、温度、溶液流速和溶液浓度对微粒形态、粒径和粒径分布的影响。结果表明:选用二氯甲烷-丙酮为溶剂,制备的微粒粒径小,粒径分布窄,并且大部分微粒形态呈完整的球形;各影响因素对微粒粒径及粒径分布均有不同的影响,通过调节操作参数可制得粒径在0.8~4μm的微粒,符合吸入式给药微粒粒径的要求。

    2011年03期 470-474页 [查看摘要][在线阅读][下载 1927K]
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  • MnO_x-CoO_x/硅藻土催化剂的制备、表征及催化活性

    李炳智;朱亮;徐向阳;林匡飞;

    以硅藻土为载体,成功制备了锰氧化物(MnOx)和钴氧化物(CoOx)复合金属催化剂,研究了其对硝基芳烃化合物臭氧氧化的催化活性。实验采用5因素3水平的正交实验方法优化了催化剂的制备条件,发现活性组分摩尔比、焙烧温度和焙烧时间对催化剂的催化性能影响显著。与单独臭氧化体系相比,催化剂投加体系TOC(总有机碳)去除率增幅达35%~57%,表明所制备MnOx-CoOx/硅藻土是一种高活性非均相臭氧氧化催化剂。应用XRD和XPS对催化剂结构进行了结构表征,负载金属以多价态氧化物形式分布于催化剂表面;FT-IR分析进一步揭示,催化剂富含表面羟基,推测制备的催化剂能够催化液相臭氧分解生成更多的羟基自由基(·OH),进而提高臭氧化效率以及硝基芳烃化合物的矿化水平。

    2011年03期 475-481页 [查看摘要][在线阅读][下载 1115K]
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化工系统工程

  • 一种求解数据校正问题的基于经验增强的方法

    张正江;邵之江;陈曦;方学毅;王可心;钱积新;

    基于机理模型的数据校正问题中,过程系统比较复杂时就要面临求解大规模非线性规划问题。如果直接求解,由于方程维数大且为非线性,问题自由度大,因此求解难度较高,容易导致求解收敛失败。数据校正问题的特点是当测量变量的测量值发生变化时对同一过程对象模型重复地进行求解计算。基于此特点,今提出了一种基于经验增强的求解方法。此方法通过合理地利用以前求解的经验,以达到提高收敛性的效果。设计了此方法的框架及其具体实现步骤,并应用脱丙烷塔和脱丁烷塔的联塔系统与乙烯分离系统进行测试,结果显示相比于传统求解方法,此方法具有很好的收敛性。

    2011年03期 482-488页 [查看摘要][在线阅读][下载 937K]
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环境化工

  • Fe-C微电解法预处理高浓度印染废水的研究

    叶国祥;周烁灵;唐佳玙;郑豪;杨岳平;徐新华;

    采用强化Fe-C微电解工艺对酸性高浓度印染废水进行了试验研究。对于CODCr 15000~32000 mg·L-1,色度1200~1500倍的高浓度印染废水,絮凝预处理可以使CODCr降低30%~50%,色度下降20%左右。由于该印染废水的pH仅为2.0~3.0,所以絮凝预处理后的废水,加入少量的H2O2有利于Fe-C微电解反应的进行,该强化Fe-C反应添加的H2O2量约为0.01 mol·L-1,适宜的反应时间为120 min。Fe-C微电解反应结束后,废水的pH上升到6.0左右,调节pH至中性或弱碱性,可以基本去除废水中的Fe离子,总CODCr去除率达到60%~70%,色度去除率达到95%以上。该Fe-C反应消耗的H2O2远低于Fenton反应所需的0.4 mol·L-1,适用于工业废水的实际预处理。

    2011年03期 489-494页 [查看摘要][在线阅读][下载 870K]
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  • 活性炭吸附协同介质阻挡放电降解甲硫醚

    陈杰;翁扬;袁细宁;刘亚敏;潘华;邵振华;施耀;

    采用活性炭协同介质阻挡放电技术对恶臭物甲硫醚去除进行了研究。结果表明,甲硫醚去除率随着能量密度的提高而上升。在相同能量密度下,等离子体反应器中引入活性炭可以显著提高去除率。当能量密度大于288 J·L-1时,甲硫醚去除率>98%。甲硫醚去除率随着初始浓度和气体流量的增大而降低。本实验中,湿度显著影响甲硫醚在活性炭协同等离子体体系中的降解,25%的相对湿度(20℃)最有利于促进甲硫醚去除。等离子体中加入活性炭可以有效控制副产物,在能量密度为648 J·L-1时,出气中O3和SO2可以从242 mg·m-3、140 mg·m-3(无活性炭)分别控制到20 mg·m-3、50 mg·m-3(有活性炭)。控制合适的能量密度,活性炭可长时间保持吸附活性,无需更换。

    2011年03期 495-500页 [查看摘要][在线阅读][下载 1119K]
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材料科学与工程

  • 聚离子液体/PVDF共混离子传导膜的制备与性能研究

    青格乐图;刘平;范永生;徐冬清;王保国;

    以研究高电导率、高稳定性的新型离子传导膜为目标,为电池领域的应用奠定基础。通过选用同时具有双键和离子交换基团的离子液体单体,能够制备聚离子液体的新型离子传导膜材料。采用溶剂法将聚偏氟乙烯(PVDF)和离子液体(ILS)共混,在加温条件下使离子液体单体之间发生聚合反应,制得高分子互穿网络结构的离子传导膜。系统研究了制膜过程的成膜温度、离子液体浓度等条件对膜电导率、拉伸强度等性能的影响。结果表明PILs/PVDF共混膜具有较高电导率和拉伸强度,离子液体含量对膜性能有显著影响。当膜中PILs和PVDF的质量比为0.6时,膜电导率为3.0×10-3 S·cm-1,拉伸强度为17.38 N·mm-2。

    2011年03期 501-506页 [查看摘要][在线阅读][下载 946K]
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  • 高度有序TiO_2纳米管阵列的制备及其光催化性能研究

    兰宇卫;周立亚;童张法;庞起;冷利民;韩建鹏;王凡;

    室温下在NH4F、乙二醇的混合溶液中采用阳极氧化法在纯Ti片表面得到一层结构高度有序、分布均匀、垂直取向TiO2纳米管阵列,通过调整阳极氧化工艺条件可实现对其结构参数(如管径、管壁厚度、管长等)的有效控制;对TiO2纳米管阵列进行扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)检测;测试了TiO2纳米管降解甲基橙的光催化性能。结果表明:在优化条件下制备得到了高密度排列的TiO2纳米管阵列;在500 W高压汞灯照射40 min后,初始摩尔浓度为20 mg·L-1的甲基橙在pH=2.0时,降解率达到99.4%,溶液中加入H2O2可以提高TiO2纳米管光降解催化活性。

    2011年03期 507-512页 [查看摘要][在线阅读][下载 1219K]
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  • 自修复微胶囊的制备及其性能研究

    鄢瑛;罗永平;张会平;

    采用双环戊二烯(DCPD)为芯材、脲醛树脂为壁材,利用原位聚合法制备自修复微胶囊。采用光学显微镜观察了微胶囊的形成过程,采用扫描电子显微镜考察了乳化剂种类对微胶囊的微观形貌的影响,利用傅里叶红外光谱和激光粒度仪分析了微胶囊的化学成分和粒径分布,考察了不同乳化剂用量和乳化速度对微胶囊的粒径分布的影响,并讨论了助剂NaCl水溶液的质量分数对微胶囊包封率的影响。实验结果表明:采用十二烷基苯磺酸钠(DBS)作为乳化剂,其用量占芯材质量的5.0%,乳化转速为6000 r·min-1,制备的微胶囊形貌质量最好,分散效果好,粒径分布较窄,加入质量分数为4.0%的NaCl水溶液能显著提高微胶囊的包封率,使得微胶囊的包封率从73.0%提高至89.2%。

    2011年03期 513-518页 [查看摘要][在线阅读][下载 1297K]
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研究简报

  • Brφnsted酸性功能化双核离子液体制备及催化合成醋酸丁酯研究

    梁金花;徐玥;任晓乾;姜岷;李振江;

    采用两步法制备了功能化Brφnsted酸性双核咪唑离子液体催化剂,并用1H-NMR、FT-IR对催化剂的结构进行了表征,系统考察了其在醋酸与丁酯催化酯化高选择性地合成醋酸丁酯反应中的催化性能。结果表明,功能化Brφnsted酸性双核咪唑离子液体具有很好的催化活性,其催化活性与阴离子的种类有关,其中双-(3-甲基-1-咪唑)亚丁基双硫酸氢盐(MTEIMHS)的催化活性最好,在最佳催化剂用量为1.6%(wt),反应在90℃的温度下反应4 h,醋酸转化率可达到82%,且选择性接近99.9%。由此可见MTEIMHS双核离子液体有望成为一种有潜力的酯化催化剂。

    2011年03期 519-523页 [查看摘要][在线阅读][下载 820K]
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  • 蒙脱石对四环素类抗生素的吸附平衡及动力学

    邹星;吴小莲;莫测辉;李彦文;高鹏;黄显东;刘利伟;

    为吸附处理抗生素污染水体,以蒙脱石为吸附剂进行2种四环素类抗生素(四环素和土霉素)的静态吸附试验,考察平衡时间、初始浓度、pH值、阳离子种类与强度等对吸附性能的影响。结果表明,蒙脱石对四环素和土霉素的吸附可划分为初始快速吸附阶段和随后缓慢吸附阶段,符合二级动力学方程,吸附速率常数分别为0.206 g·mg-1·h-1和0.099 g·mg-1·h-1;吸附等温线均能较好地符合Freundlich方程和Langmuir方程,最大吸附量(Qm)分别为313 mg·g-1和189 mg·g-1;在强酸性条件(pH值为2~3)下吸附能力最强,其次为中性-弱碱条件;随着Ca2+离子浓度升高,蒙脱石对四环素和土霉素的吸附作用逐渐减弱。因此,本研究获得了能同时高效吸附四环素和土霉素蒙的吸附剂,为四环素类污染水体的吸附处理提供了科学依据。

    2011年03期 524-528页 [查看摘要][在线阅读][下载 772K]
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  • 碳酸钾催化苯酚在超临界CO_2中合成水杨酸的实验研究

    徐明仙;胡斯翰;丁春晓;林春绵;

    在超临界CO2中以K2CO3为催化剂,由苯酚一步直接合成了水杨酸。改进了传统的有机酚酸(Kolbe-Schmitt反应)的两步法合成工艺。在CO2压力4~14 MPa、温度160~220℃,考察温度、压力、反应时间、催化剂用量等条件对水杨酸收率的影响。水杨酸最高得率接近54%,产物的选择性在99%以上,副产物有极少量对羟基苯甲酸。较为理想的反应条件为:反应温度190℃,反应压力8 MPa,反应时间3~5 h,催化剂用量10 mmol(nK2CO3/n phenol=1)。

    2011年03期 529-532页 [查看摘要][在线阅读][下载 745K]
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  • 掺杂纳米TiO_2对小麦蛋白膜力学性能的影响及表征

    宋贤良;叶盛英;钟明军;周家华;黄苇;

    采用高效分散剂和超声波分散技术将不同掺杂比的纳米TiO2引入小麦蛋白成膜液中,用流延法制得分散均匀的纳米复合膜。研究了纳米TiO2用量对小麦蛋白纳米复合膜的力学性能、透湿性、透氧性的影响规律,通过红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和透射电镜(TEM)表征其结构。结果表明:随着纳米TiO2用量的增加,复合膜的抗拉强度和断裂伸长率先增大后减小,透湿性和透氧性则按先减小后增大的趋势变化。当纳米TiO2用量为1:200时,复合膜的断裂伸长率最大,比小麦蛋白膜提高了64%,而透湿率和透氧系数则最低,分别比小麦蛋白膜降低了26.6%和59%;IR分析表明纳米TiO2在复合膜中并非简单的物理固定,而是与小麦蛋白分子之间产生一定的相互作用,纳米粒较均匀地镶嵌在连续的蛋白质基体中,破坏了蛋白质分子原有的纹理结构。TEM观察表明适量纳米TiO2粒子掺入到蛋白质基体中能达到初级粒径分散状态,且颗粒分散均匀。

    2011年03期 533-537页 [查看摘要][在线阅读][下载 1237K]
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  • 由α-环柠檬醛直接缩合制备β-紫罗兰酮的研究

    沈润溥;胡四平;宋小华;陈建辉;孙雄生;虞国棋;吴春雷;

    以柠檬醛为原料经酸化环化得到α-环柠檬醛,然后直接与丙酮缩合得到产物β-紫罗兰酮。对影响反应的主要因素包括催化剂NaOH溶液浓度、反应温度和时间等进行了优化,得到如下较佳工艺条件:α-环柠檬醛和丙酮在5%的NaOH水溶液作用下于45℃反应6 h,减压精馏得到产物β-紫罗兰酮,收率为71.6%,含量为93.5%(GC)。得到的含有α-环柠檬醛、β-环柠檬醛及α-紫罗兰酮的前馏分可以回收套用。本工艺反应机理为在碱催化下缩合反应通过两种途径同时进行,一是α-环柠檬醛先重排成β-环柠檬醛再与丙酮缩合,另一种是α-环柠檬醛先与丙酮缩合成α-紫罗兰酮,再重排得目标产物β-紫罗兰酮。与已有工艺相比,本路线采用了α-环柠檬醛为原料,且步骤简洁、收率良好,对探索合成β-紫罗兰酮的有工业意义的路线具有重要指导作用。

    2011年03期 538-542页 [查看摘要][在线阅读][下载 847K]
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  • 导叶式旋流器内油滴运动迁移规律的数值模拟

    王振波;马艺;金有海;

    为考察导叶式旋流器内油滴的运动状态及迁移规律,采用欧拉-拉格朗日方法(离散相模型)对旋流器内的离散相油滴的运动进行研究,得到了油滴的运动迁移轨迹及最终迁移结果,并通过分析油滴群的分离概率,得到了油滴的粒级效率数学模型。在此基础上,进一步分析了旋流器内油滴聚结与破碎作用随油滴粒径的变化规律,结果表明:(1)油滴在旋流器内的运动存在三种轨迹:由短路流进入溢流管流出、由内旋流进入溢流管流出和由外旋流经底流管流出;(2)基准操作条件下油滴分离的切割粒径为27.43μm,并且随着油滴粒径的增大,油滴的破碎作用加强,而油滴间的聚结作用减弱;(3)根据入口粒度的R-R分布进行模拟计算,所得到的总分离效率数值与实验值相吻合。

    2011年03期 543-546页 [查看摘要][在线阅读][下载 821K]
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  • 《高校化学工程学报》投稿指南

    <正>《高校化学工程学报》欢迎国内外化学工程界科研工作者踊跃投稿。学报接受化学工程所有领域的研究论文,特别欢迎与化学工程学科交叉的研究论文。学报发表的论文以研究性论文为主,对于一些重要领域的综述性论文,采用编

    2011年03期 547页 [查看摘要][在线阅读][下载 502K]
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  • 《高校化学工程学报》简介

    <正>《高校化学工程学报》于1986年创刊,1989年经报请原国家教委和国家科委批复后向国内外公开发行。20多年来,该刊的主办院校已扩大到20所,同时聘请了七位外籍著名学者和七位国内著名院士担任"编委会顾问委

    2011年03期 548页 [查看摘要][在线阅读][下载 473K]
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