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
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化工热力学与基础数据

  • 有机化合物液体等压热容的关联和预测

    王双成;

    根据液体等压热容的定义,在Rackett方程的基础上,导出了有机化合物液体等压热容的关联式。利用该模型计算了46种有机物318个数据点的液体等压热容,计算值与实验值的总平均相对偏差为3.92%,计算准确性优于文献方法;该方法适用于各种有机化合物在不同温度下液体等压热容的预测;方法简单方便,利用被估算有机化合物的摩尔质量、临界温度、临界压力、标准沸点、标准熔点、临界压缩因子和偏心因子等易查取的物性数据,不需要物质理想气体等压热容数据就可以直接预测该液体物质在不同温度下的等压热容。

    2013年06期 v.27 919-924页 [查看摘要][在线阅读][下载 161K]
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传递现象与单元操作

  • 用于双水相萃取的混合模式配基制备及对IgG分配的影响

    武强;林东强;翁叶靖;姚善泾;

    以2-巯基-1-甲基咪唑(MMI)为混合模式配基,人血免疫球蛋白G(IgG)为模型蛋白,探讨混合模式配基双水相系统分离抗体的新方法,主要包括MMI-聚乙二醇(PEG)的制备和IgG分配研究。首先优化了PEG4000的环氧氯丙烷活化反应条件,环氧氯丙烷和PEG比例为3.5:1,三氟化硼乙醚溶液加量为0.05 mL g 1PEG,开环反应时间为8 h;40%氢氧化钠溶液加量为0.15 mL g-1PEG,闭环反应时间为4 h,环氧基团接入量可达到460μmol g-1PEG,偶联配基MMI,得到MMI-PEG混合模式配基。进一步考察了IgG在PEG4000/(NH4)2SO4双水相系统中的分配,发现添加MMI-PEG配基有效提高了IgG分配系数,加入适量NaCl,分配系数达到了17.1。结果表明,混合模式配基双水相萃取可以实现IgG的上相富集,为抗体分离提供了一个新途径。

    2013年06期 v.27 925-930页 [查看摘要][在线阅读][下载 261K]
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  • 新型动态扫流板框压滤机滤室流动形态研究

    谭蔚;耿亚梅;冯国红;贺仲宪;

    板框压滤机是固液分离过程应用较为广泛的一种过滤设备。面对工业化的迅猛发展,为了适应发展的需要,板框压滤机的结构也在进行不断地改善。开发了一种新型动态扫流板框压滤机,通过采用对角切向进料的进料方式以期提高过滤速率、改善过滤效果。文中采用计算流体力学(CFD)方法对对角切向进料板框压滤机滤室内的流动形态进行了模拟研究,得到滤室内的颗粒轨迹、滤饼形成规律。同时,建立了小试实验装置,实验测定了滤室内的颗粒轨迹,并对比分析了新型对角切向进料和传统中心进料的优势。结果表明,利用泵压使流体切向进入滤室圆框内,形成涡流状转动,推动滤布上截留的细小颗粒固体形成的薄层滤饼向涡流中心结集,沿途经过扫流的区域只能形成薄饼,过滤阻力减小,薄饼又被后面的流体带动流向中心区域,过滤初始阶段的过滤速度大为加快。数值模拟得到的滤室内的颗粒轨迹、滤饼形成规律、过滤时间等都与实验测得的基本一致,研究结果为后续进行新型板框压滤机的优化设计提供了依据和方法。

    2013年06期 v.27 931-936页 [查看摘要][在线阅读][下载 396K]
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  • 新型逆喷式洗涤喷嘴气液两相传质特性研究

    陈昇;范怡平;卢春喜;

    针对工业中湿法烟气净化工艺,结合现有的逆流接触式洗涤技术,提出了一种三路进液的新型洗涤喷嘴,并采用溶氧法,通过冷模实验考察了其在逆喷式洗涤器内的流体力学特性和气液两相传质性能;分析了操作条件对该喷嘴出口流型、传质效果、压降损失的影响,并与目前公认性能较佳的动力波喷嘴进行了对比。结果表明,研究提出的新型喷嘴具有传质效果好、操作弹性大等优点;并且,当其液气质量流量比大于1.2,液体轴切质量流量比在0.4~2.2时,会出现理想"泡沫型"流型,此时传质效果最佳。

    2013年06期 v.27 937-944页 [查看摘要][在线阅读][下载 272K]
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  • 新型大双叶片搅拌器的实验研究与结构优化

    刘宝庆;钱路燕;刘景亮;徐妙富;林兴华;金志江;

    针对过程工业体系复杂多变的特点,开发了新型大双叶片宽适应性搅拌器,且通过实验建立了不同结构参数下的单位体积功率与混合时间数的关系曲线,确定了新型大双叶片搅拌器的优化结构,并与目前工业上应用较广的双螺带搅拌器和FZ搅拌器进行了对比。实验结果表明,新型大双叶片搅拌器的混合时间数随单位体积功率的增加而下降,但下降幅度在高黏体系中会变小;在消耗相同单位体积功率的前提下,当新型大双叶片搅拌器的结构为上下叶片全开栅格、互成45°夹角、轴向间距比0.09、离底距离比0.19~0.24时,其混合时间数较小,混合速率较快;在达到相同混合效果的前提下,新型大双叶片搅拌器较同规格的双螺带搅拌器和FZ搅拌器的功率消耗更少,节能效果明显。此外,新型大双叶片搅拌器开设栅格必须兼顾强度的要求。

    2013年06期 v.27 945-951页 [查看摘要][在线阅读][下载 298K]
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  • 套管式微通道反应器内传递-反应性能研究

    张建文;田小花;况春江;

    针对Villermaux/Dushman反应体系,研究套管式微反应器内错流流动与反应传质过程。采用雷诺平均湍流传递方程描述流体区的传递过程,由达西模型确定丝网区的流动阻力。研究获得反应器内组分分布、有效扩散速率分布以及流体在丝网内的停留时间分布特征,发现在套管式微反应器内存在两个决定组分在丝网区浓度扩散分布规律的关键因素,丝网内流体停留时间分布和环隙内错流流动效应。相同进料比下,随着总雷诺数的增大,离集指数在整体呈下降的趋势下存在一转折点,雷诺数较小时组分扩散受分子扩散和湍流扩散控制,停留时间较长,副产物生成较多,离集指数受雷诺数的影响较大;当总雷诺数大于491后,错流流动起主要作用,组分扩散主要受湍流扩散控制,停留时间小于0.02 s,副产物生成较少,离集指数基本不随雷诺数变化。

    2013年06期 v.27 952-959页 [查看摘要][在线阅读][下载 493K]
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  • 二(2-乙基己基)磷酸钠对氨基葡萄糖盐酸盐的离子交换萃取与反萃

    黄捷;罗能镇;沈剑;相咸高;钱超;徐义明;周俊超;何潮洪;

    水解法制备氨基葡萄糖盐酸盐的产品初浓度只有3%(wt)左右,需采用重结晶等传统工艺提纯,十分耗能。若能利用萃取-反萃工艺进行浓缩或提纯,在节能降耗方面将有重要意义。今研究了离子交换萃取法在氨基葡萄糖盐酸盐提纯上的应用。选用工业级二(2-乙基己基)磷酸制备钠盐作为萃取剂,以工业无味煤油作为稀释剂,研究了萃取剂初始浓度、NaCl浓度、温度和水相pH等因素对分配系数的影响,结果表明,分配系数随氯化钠初始浓度的增加而降低,随初始萃取剂浓度和温度的增加而升高,随平衡pH的降低而降低。此外,利用pH摆动效应,用浓盐酸实现了离子交换萃取的反萃过程,对比了有机相络合物浓度对反萃分配系数、反萃率等参数的影响,并实现了萃取剂的皂化再生。

    2013年06期 v.27 960-966页 [查看摘要][在线阅读][下载 243K]
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  • 木质素磺酸钠在固体平板上的吸附特征

    邓永红;肖亮;庞煜霞;吴渊;邱学青;

    为了探究木质素磺酸钠(木钠,SL)在固体平板上的吸附特征,利用层析分离和透析法得到不含无机盐的窄分子量分布的SL,然后将SL与聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDAC)在固体平板上逐层吸附得到多层膜,利用紫外-可见光光谱仪、椭圆偏振仪、原子力显微镜、接触角仪表征了SL的吸附特征。结果表明,疏水作用在SL的吸附中起了关键的作用。SL的吸附层较薄,10层SL/PDAC自组装膜的厚度不超过18 nm。SL/PDAC自组装膜的表面形貌较平整,其亲水疏水性能随聚阴、阳离子交替而呈现链齿形变化,其中SL层的平均接触角为50°。SL在阳离子表面的吸附包含单分子吸附和聚集体吸附两方面的贡献。低浓度条件下,SL的单分子吸附占主导地位,吸附速率较快,吸附速率随浓度的增加没有明显的变化。高浓度时,SL的吸附行为是单分子吸附和聚集体吸附的共同结果,所以吸附速率较慢,吸附速率随浓度的增加而降低。

    2013年06期 v.27 967-973页 [查看摘要][在线阅读][下载 321K]
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  • 分散液液微萃取-气相色谱联用检测果汁中有机磷类农药残留

    张雪莲;张耀海;焦必宁;苏学素;艾春平;

    如何检测果汁中的痕量农药残留是一个重要问题。今研究建立了分散液液微萃取(DLLME)结合气相色谱-火焰光度检测(GC-FPD)法检测果汁中8种有机磷农药残留新方法,并对影响液液微萃取效果的因素(如萃取剂和分散剂类型及用量、萃取时间和盐浓度等)进行了优化。在优化条件下,8种有机磷的富集倍数可达106~147;检出限(S/N=3)介于0.034~0.153μg L 1。建立的新方法可用于多种果汁中农药多种残留检测,其平均加标回收率在74.7%~128.0%,相对标准偏差小于5.6%,完全满足果汁中有机磷类农药多种残留的检测要求。

    2013年06期 v.27 974-979页 [查看摘要][在线阅读][下载 320K]
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  • 表面活性剂对丁二酸冷却结晶动力学的影响研究

    于秋硕;马晓迅;徐龙;

    杂质可以影响结晶过程中晶体的成核与生长,其影响一般由杂质在晶面上的吸附而导致的溶质固液界面能改变引起。本文基于表面活性剂双亲结构所具有的界面效应,以丁二酸冷却结晶体系作为研究对象,考察了表面活性剂对晶体生长过程的影响。发现表面活性剂可以明显地抑制晶体的生长速率;运用Malkin提出的描述过饱和度和晶体生长速率关系的理论模型对表面活性剂的影响过程进行分析,发现在表面活性剂存在下晶体表面被吸附的溶质分子的密度要明显小于纯水体系。

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  • 环境友好型生物表面活性剂对浮选气泡动力学的影响研究

    裴明敬;朱婷婷;杨晶晶;阮晓东;李彦鹏;

    为了考察生物表面活性剂替代化学表面活性剂调控浮选气泡的能力,采用高速摄影技术,对比研究了茶皂素、鼠李糖脂和曲拉通3种表面活性剂溶液中单个气泡的变形、终速度与运动轨迹,以及气泡群的尺寸分布特征。结果表明,类似于化学表面活性剂,生物表面活性剂对单气泡的浮升运动和气泡群的尺寸分布均有重要的影响。少量的茶皂素就可以有效地抑制气泡变形、降低气泡终速度、增强气泡的稳定性、减小气泡群的特征尺寸和增大气泡群的比表面积。另外,生物表面活性剂对气泡的影响取决于生物表面活性剂的种类和浓度。茶皂素的调控效果强于鼠李糖脂。单从对气泡动力学行为的影响效果来看,生物表面活性剂可能成为化学表面活性剂的替代品或升级换代品。

    2013年06期 v.27 985-990页 [查看摘要][在线阅读][下载 446K]
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反应工程

  • 食品中常见有机物还原Cr(Ⅵ)反应动力学

    梅喜艳;祝巨;傅杰;姜仁禹;张淹;郭尚伟;尤金花;吕秀阳;

    采用二苯碳酰二肼分光光度法,测定了食品中15种常见有机物在不同pH值、不同温度下还原Cr(Ⅵ)的动力学数据,结果表明:L-抗坏血酸、L-半胱氨酸盐酸盐、L-甲硫氨酸表现出较强的还原Cr(Ⅵ)能力,其余12种有机物在5 h内基本未还原Cr(Ⅵ)。L-抗坏血酸在短时可将Cr(Ⅵ)全部还原,L-半胱氨酸盐酸盐在60 min内可将Cr(Ⅵ)全部还原,L-甲硫氨酸在5 h内能将Cr(Ⅵ)还原23%,其还原能力次序为:L-抗坏血酸>L-半胱氨酸盐酸盐>L-甲硫氨酸。pH值对还原反应动力学影响较大,L-半胱氨酸盐酸盐对Cr(Ⅵ)的还原作用随pH的升高而增强,而L-甲硫氨酸对Cr(Ⅵ)的还原作用则随pH的升高而减弱直至不反应。以零级反应动力学方程拟合了pH=3.0时L-甲硫氨酸还原Cr(Ⅵ)的动力学数据,得到L-甲硫氨酸还原Cr(Ⅵ)的表观活化能为35.5 kJ mol 1;以一级反应动力学方程拟合了L-半胱氨酸盐酸盐还原Cr(Ⅵ)动力学数据,得到pH=3.0、5.0和7.0时,L-半胱氨酸盐酸盐还原Cr(Ⅵ)的表观活化能分别为34.4,45.3,34.9kJ mol 1。

    2013年06期 v.27 991-997页 [查看摘要][在线阅读][下载 272K]
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  • 酸碱双功能催化剂CaO/HMCM-22催化Knoevenagel缩合反应

    任晓乾;张文飞;梁金花;孙守飞;刘艳秋;姜岷;

    以Ca(NO3)2为钙源,采用浸渍法制备了一系列Ca改性MCM-22分子筛催化剂,并采用XRD、FT-IR、TPD对催化剂进行了表征。结果表明,钙改性后MCM-22分子筛仍保持原有的结构;当负载量较低时,CaO在MCM-22分子筛表面高度分散;随着CaO负载量的增加,催化剂的碱强度和碱含量显著增加,而强酸含量明显减少,弱酸酸位有所增加。以苯甲醛与氰乙酸乙酯的Knoevenagel缩合反应为探针反应,考察了催化剂的性能。结果发现,当负载量为5.0%,反应物摩尔比1:1,催化剂用量为总反应物质量的3.0%,乙醇为溶剂,353 K下反应4 h时,苯甲醛转化率高达88.9%,优于未经改性的HMCM-22(6.6%)和单一钙改性的CaO/MCM-22(62.4%),体现出明显的酸碱协同催化作用。

    2013年06期 v.27 998-1003页 [查看摘要][在线阅读][下载 247K]
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  • γ-Al_2O_3催化苯胺、尿素和甲醇一步合成苯氨基甲酸甲酯反应

    窦凌云;安华良;李群;王桂荣;赵新强;王延吉;

    苯氨基甲酸甲酯(MPC)是非光气合成MDI的重要中间体,苯胺(AN)、尿素和甲醇一步合成MPC是一条绿色的反应工艺。首先考察了部分金属氧化物和Lewis酸对该反应的催化性能,发现经400℃焙烧2 h的γ-Al2O3催化活性最好。其次,确定了γ-Al2O3催化合成MPC的适宜反应条件:n(AN):n(γ-Al2O3):n(Urea):n(MeOH)=1:0.12:5:75,初压0.6 MPa,反应温度180℃,反应时间2 h。在此条件下,苯胺转化率为88.4%,MPC选择性为84.6%。在此基础上,考察了γ-Al2O3的催化稳定性,发现重复使用五次后,其催化性能没有明显的下降。最后,对γ-Al2O3的催化机理进行了研究,发现γ-Al2O3催化苯胺、尿素和甲醇一步合成MPC反应主要沿着以氨基甲酸甲酯为中间产物的路径进行。并据此提出了催化反应机理。

    2013年06期 v.27 1004-1011页 [查看摘要][在线阅读][下载 329K]
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  • WO_3/HMS催化氧化裂解环氧油酸甲酯制备壬醛酸甲酯

    马利娜;计建炳;于凤文;

    采用原子层沉积法(ALD)法制备出一系列不同WO3含量的WO3/HMS催化剂,通过电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)、X射线衍射(XRD)、BET表征、透射电镜(TEM)等技术对制备的催化剂进行了详细表征,在以双氧水为氧化剂的环氧油酸甲酯(MES)氧化裂解制壬醛酸甲酯(MAA)反应中考察了催化剂性能,并与以SBA-15和MCM-41为载体的催化剂进行了比较。表征结果证实,对于载体HMS,WO3含量小于5%时钨物种能均匀地分散在HMS的孔道中,而采用SBA-15和MCM-41为载体时,以WO35%(wt)的比例制备时,WO3的实际含量明显低于5%(wt),并且钨物种出现了团聚现象。反应结果表明,以HMS为载体,WO3含量小于5%(wt)的WO3/HMS表现出较好的选择性,MAA的产率可达80%以上;溶剂对反应选择性影响较大,以t-BuOH和二氧六环作为溶剂有利于反应进行;随着反应温度的升高,MES的转化率明显提高。另外,催化剂2-WO3/HMS重复使用3次后催化活性仍能基本保持。

    2013年06期 v.27 1012-1019页 [查看摘要][在线阅读][下载 532K]
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  • 污泥基载体负载Co基催化剂催化NaBH_4水解制氢反应性能研究

    张璇;付国家;田红景;郭庆杰;

    污水处理厂的污泥经NaOH溶液浸泡去除灰分开孔后用作载体,通过多步浸渍–还原法负载Co制得Co基催化剂。采用XRD、SEM和N2吸附测试对该催化剂进行表征分析,结果表明:Co成功负载到了污泥基载体上,催化剂表面孔结构发达,具有较大比表面积和分布较均一的孔径。今系统性考察了催化剂用量、反应温度和循环次数对污泥基催化剂催化性能的影响;实验证明该催化剂稳定性及活性均较高,在循环使用9次后,催化产氢产率仅由179.2mL min-1 g-1催化剂下降至106.7 mL min-1 g-1催化剂。催化剂催化产氢反应的活化能为55.12 kJ mol-1。污泥来源广泛,以其为载体制备产氢催化剂可应用于便携式氢燃料电池领域,具有很好的环境、社会和经济效益。

    2013年06期 v.27 1020-1026页 [查看摘要][在线阅读][下载 444K]
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  • Cu-Zn-Al-MCM-41介孔分子筛的合成、表征及催化性能研究

    杨蓓玉;顾剑江;赵峰;姚娟;菅盘铭;

    采用水热合成法,以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,硅酸钠为硅源,硝酸铜、硫酸锌、硝酸铝为金属源,合成了不同铜含量的Cu-Zn-Al-MCM-41介孔分子筛。利用XRD、TEM、FT-IR、UV-vis和BET技术手段对合成样品进行表征,并考察其对CO加氢反应的催化性能。结果表明,合成的Cu-Zn-Al-MCM-41介孔分子筛具有典型的六方介孔结构,孔径均一,平均直径在2.5 nm左右,且金属离子进入分子筛骨架结构中。随着铜含量的增加,孔径增大而比表面积降低。该催化剂具有加氢脱水双功能催化作用,在异丙醇存在下,对CO加氢反应生成仲丁醇具有良好的催化性能。随着铜含量的增加,CO转化率增大;当合成催化剂的nSi:nCu:nZn:nAl为40:4:1:1,反应温度为493 K下反应4 h后,CO转化率可达到89%。

    2013年06期 v.27 1027-1031页 [查看摘要][在线阅读][下载 423K]
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生物化工

  • 抗体高产中国仓鼠卵巢细胞细胞株生理生化特征、糖代谢及单克隆抗体基因表达量的分析

    张存超;赵亮;陈飞;范里;王泽宋;谭文松;

    产物比生成速率是衡量细胞株表现的重要指标,研究产物比生成速率有差异的细胞株有助于深入理解此参数,进而为获得具有高产物比生成速率的细胞株提供借鉴。以表达单克隆抗体的中国仓鼠卵巢(CHO)细胞为研究对象,通过有限稀释法筛选获得了抗体比生产速率比对照提高57.8%的亚克隆。以此为基础,对其生理生化特征、葡萄糖代谢以及抗体轻重链基因表达量进行了详细的分析。此亚克隆在Hyclone SFM4CHO培养基批次培养中,最高活细胞密度比对照降低了68.6%,其在指数生长期细胞干重、细胞直径、胞内总蛋白含量及胞内总蛋白和细胞直径比与对照相比均有不同程度的增加,且其表达产物的轻重链基因和信使RNA相对含量均有所提高。代谢方面,此亚克隆的葡萄糖比消耗速率比对照增加了77.9%,指数生长期线粒体相对合成活性比对照增加了172.5%,有助于增加产物的翻译速率。通过研究对表达单克隆抗体的高产亚克隆生理生化特征、葡萄糖代谢以及抗体轻重链基因表达量的分析,可为深入理解细胞培养过程中产物比生成速率的提高提供借鉴,同时为高产细胞株的构建和筛选提供指导。

    2013年06期 v.27 1032-1038页 [查看摘要][在线阅读][下载 263K]
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  • 三孢布拉氏霉菌番茄红素环化酶多克隆抗体的制备及鉴定

    李晔;危晴;金丽华;王晓杰;辛秀兰;苏东海;袁其朋;

    对三孢布拉氏霉菌番茄红素环化酶(CarRA)进行抗原表位分析并制备兔多克隆抗体。运用GOLDENKEY分子生物学软件对三孢布拉氏霉菌CarRA结构蛋白的抗原表位及其二级结构进行了分析比较,结合现有的抗原表位选取原则从中筛选了一段显示表位特征的氨基酸残基序列,应用固相合成法合成三孢布拉氏霉菌CarRA多肽,然后将其与KLH偶联制成免疫原,应用于动物免疫及多克隆抗体的制备,对该多抗与三孢布拉氏霉菌CarRA的反应性进行了检测。获得了三孢布拉氏霉菌CarRA的多抗,该抗体经间接酶联免疫吸附测定法检测其效价为1:32000,Dot blot检测在三个稀释度下都出现了目的条带,证实该抗体具有较好的反应性和特异性。成功制备了三孢布拉氏霉菌CarRA多抗,为进一步明确发酵促进剂的作用机制及其对三孢布拉氏霉菌代谢网络的影响,对CarRA进行定量以及对其相关功能进行深入研究提供了有利条件。

    2013年06期 v.27 1039-1044页 [查看摘要][在线阅读][下载 277K]
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化学工艺

  • 粉煤灰制备聚硅酸铁铝的结构特征与混凝机理

    唐海;冯玲;颜酉斌;刘桂中;

    以粉煤灰为原料制备聚硅酸铁铝(PSFA)混凝剂,在单因素试验的基础上采用响应面法对关键工艺参数进行了优化,用Box-Behnken建立并分析了二次多项式数学模型的有效性及各因素与浊度去除率(PNR)的交互作用。结果表明:3个因素对PNR的影响大小为粉煤灰/Na2CO3(w/w)>pH>熟化时间,最佳工艺参数为:粉煤灰/Na2CO3(w/w)=1.51,pH=3.13以及熟化时间=25.79 h,该条件下模型预测值PNR=94.46%,实际PNR为95.67%,该回归模型具有较好的预测性能,可用于指导生产实践。优化条件下,溶出液中Al、Fe平均浓度分别为4725 mg L 1和4236 mg L 1,相应的平均溶出率为32.8%、54.3%。由FT-IR推断PSFA是由多种金属元素构成单核或多核羟基配合物形成的无机高分子聚合物,由ζ-电位及激光衍射粒度分析表明PSFA具有很强中和胶体电荷以及吸附架桥能力。PSFA处理焦化废水相比聚合硫酸铁有更宽的pH适用范围(6~10)及更高的COD去除率。

    2013年06期 v.27 1045-1050页 [查看摘要][在线阅读][下载 499K]
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  • 强碱处理Ti片制备TiO_2薄膜的研究

    陈静允;刘宗健;周环;郑遗凡;

    通过在较低碱浓度(0.5~4 mol L-1NaOH或KOH)、较短时间(0.5~7 h)及较低温度(20~80℃)条件下处理钛片,用扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)考察了反应温度、碱浓度及时间对所形成薄膜形貌及组成的影响。结果发现,在上述实验条件下,生成薄膜的主要成分是TiO2;随着温度、碱浓度及时间的增加,钛酸盐的含量略有增加;同时在温度较低时,还有少量低价钛氧化物存在。研究结果还表明,低浓度的碱液、低反应温度和短的反应时间有利于形成线状网状结构的薄膜,高浓度的碱液、高反应温度和较长的反应时间有利于形成带状多孔网状结构的薄膜,甚至形成花簇状结构。对TiO2薄膜的形成机制进行了探讨,并从动力学角度解释了生成薄膜的成分是TiO2而非钛酸盐的原因。

    2013年06期 v.27 1051-1057页 [查看摘要][在线阅读][下载 553K]
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环境化工

  • 改性SCR催化剂对逃逸氨的催化分解作用

    陈万苗;刘庆航;杨昌涛;瞿赞;杨士建;谢江坤;晏乃强;

    为减少烟气氨法选择性还原催化脱硝(NH3-SCR)过程氨的逃逸问题,提出了在SCR催化单元尾部增设对氨具有高效分解作用的改性SCR催化剂的方法。分别考察了Cu及Ru等金属元素对W/V/Ti型SCR催化剂的改性效果。结果表明,Cu、Ru两种金属元素改性后的催化剂对逃逸氨均有较好的脱硝还原效果及强化氨的催化分解作用。对氨分解产物分析表明,Cu改性催化剂对氨的分解产物中NOx转化率较高,而Ru改性SCR催化剂不仅具有非常高的氨催化氧化活性,同时其分解产物对N2的选择性能够达到90%以上。另外,考察了温度、催化剂预硫化处理、NO等因素对逃逸氨的分解作用的影响,催化剂在300~400℃具有最好的活性,预硫化对氨的分解作用具有抑制作用,尤其对Cu系催化剂。Ru/SCR催化剂具有很好的抗硫性能,经过预硫化处理后,在NO存在的条件下,NH3去除率能够达到80%以上,在逃逸氨控制方面具有应用前景。

    2013年06期 v.27 1058-1063页 [查看摘要][在线阅读][下载 274K]
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  • 浸没式MBR中溶解性微生物产物聚集态演变影响膜污染机理研究

    孙飞云;李晓岩;

    膜污染是限制膜生物反应器(MBR)广泛应用的主要技术瓶颈之一。今通过研究浸没式MBR中溶解性微生物产物(SMP)及其聚集尺度的演变过程,深入解析SMP对膜污染的作用机理。在单膜丝微滤膜分离实验中考察了MBR污泥特性,包括污泥浓度(MLSS)、胞外聚合物(EPS)和SMP及其有机物组分等对膜污染的影响行为。结果表明,MLSS、EPS和SMP浓度与膜污染发展速率(ΔTMP/Δm)均呈正向相关。膜污染发展速率与MBR中活性污泥混合液(AS)中SMP的相关性(rp=0.126)远小于滤饼层污泥混合液(CS)中的SMP(rp=0.871)。SMP中的蛋白类和多糖类物质是造成膜污染的主要成分。MBR中的SMP在膜截留作用下出现显著的聚集结构变化和聚集尺度增加的现象。通过荧光光谱指纹图谱(EEMs)对比和共聚焦荧光显微镜(CLSM)观测发现:相比MBR出水,AS中的SMP存在显著的类蛋白峰和较高荧光强度的类腐殖酸峰,CS中的SMP聚集尺度显著增大,粒度可达100μm以上,并具有较强的疏水性能和黏度,可加快膜表面滤饼层(或凝胶层)的生成进程,导致膜污染的发生。通过对膜表面滤饼层结构和组分的分析,当AS中的SMP浓度低于0.4 mg TOC(g SS)1时,膜表面较易形成污泥滤饼污染层,反之,则倾向于生成凝胶污染层。因此,SMP及其聚集态物质是造成膜污染的主要因素,应在膜污染控制方面予以重要关注。

    2013年06期 v.27 1064-1071页 [查看摘要][在线阅读][下载 524K]
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  • 套管式空气脱气填料层磷回收装置对CO_2的脱除效果和磷回收实验

    林金清;李超群;张玉生;

    将填料层二氧化碳脱气柱合建在套管式磷回收装置的内套管上部,建立了一种新型的套管式空气脱气填料层鸟粪石法磷回收装置及其工艺,并详细研究了其脱气性能和磷回收效率。结果表明:该装置对废水中二氧化碳的脱除速度快、效果好,废水的pH值可从7.0迅速提升至8.0左右;废水中的氮磷对pH的提升都有抑制作用,磷的抑制作用尤为明显,但氮磷的存在对耗碱量的减少比例都没有影响,碱用量平均节省约20%;该工艺可提高磷回收率2%~5%,并可在较低的pH值-氮磷比和镁磷比的条件下实现磷回收,节省磷回收成本。研究结果还表明:磷回收率随pH值、磷初始浓度、氮磷和镁磷摩尔比的增大而升高,当后三个参数分别小于77.5 mg-L-1、2和1.2时,磷回收率随参数值的增大都迅速升高,但当这些参数大于其拐点值后,磷回收率继续升高的幅度都不大。

    2013年06期 v.27 1072-1077页 [查看摘要][在线阅读][下载 263K]
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  • 高脱氮效能厌氧氨氧化反应器颗粒污泥特性及控制

    李祥;黄勇;袁怡;李大鹏;朱莉;张丽;

    采用厌氧反应器接种厌氧氨氧化污泥,研究了脱氮效能提高过程中颗粒污泥的沉淀性能及不同策略对增强颗粒污泥沉淀性的影响。结果表明:当反应器氮去除速率达到3.2 kg m-3 d-1时,产气量的增加使得颗粒污泥出现大量流失。采用"粉碎-回流-重新形成颗粒污泥"方式不能完全有效地改善颗粒污泥的沉降性能。通过对反应器内和流失的污泥进行测定发现,相同粒径的反应器内颗粒污泥的MLVSS/MLSS值要明显低于流失的颗粒污泥。通过CaSO4颗粒投加,回流的流失污泥会以CaSO4作为颗粒污泥的核。经过48 d的培养,污泥的沉降性能得到良好的改善,反应器氮去除速率从5.23 kg m-3 d-1上升到9.2 kg m-3 d-1。同时该研究还发现当进水总氮浓度达到1320 mg L-1时,厌氧氨氧化颗粒污泥活性并未受到影响,说明厌氧氨氧化颗粒污泥对进水基质浓度具有较强的耐受性。

    2013年06期 v.27 1078-1083页 [查看摘要][在线阅读][下载 222K]
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研究简报

  • 新型聚四氟乙烯微孔膜的油水分离特性研究

    彭洪祥;于志家;孙晓哲;

    通过喷涂-高温塑化的方法,在400目不锈钢网上复合PPS(聚苯硫醚)-PTFE(聚四氟乙烯)涂层,构造微米级细长纤维结构,制成一种新型聚四氟乙烯微孔油水分离膜。该油水分离膜具有良好的疏水性和亲油性,并且能够承受较高的压力而不发生透水。经接触角测量仪测定,水滴在网膜上的接触角可达131.6°,柴油滴一接触网膜就铺展开来,接触角接近0°,具有良好的疏水亲油性。随着膜的厚度增加,膜与水的接触角略有降低。新型油水分离膜可以应用到浮油及分散油的分离中,正交试验表明水的流量对分离膜的分离效果影响最大,油流量影响次之,分离压力影响最小。在水流量10 L h-1、油流量1.02 L h-1、分离器进出口压力差10 kPa条件下,油水混合物经六级分离,含油量可降低到8.75 mg L-1,达到国家污水综合排放标准中的二级标准(10 mg L-1)。

    2013年06期 v.27 1084-1088页 [查看摘要][在线阅读][下载 340K]
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  • 不同电解质对SDS/正丁醇/煤油/水微乳液体系的影响

    张孝坤;刘会娥;丁传芹;陈爽;齐选良;

    通过改变盐的种类,研究其对十二烷基硫酸钠(SDS)/正丁醇/煤油/水微乳液转相过程的影响。实验中微乳液在盐扫和醇扫过程中发生Winsor Ⅰ→Ⅲ→Ⅱ的相转变。形成Winsor Ⅲ型微乳液时,不同种类、价态的盐对微乳液的转相影响不同。实验中以不同种类的电解质,通过增溶参数(SP)的计算,对比其最佳用量,发现在强电解质盐中,阳离子对微乳液作用强度Al3+>Ca2+>Na+且K+>Na+,阳离子价态越高,对微乳液作用强度越大;阳离子相同时,阴离子价位越高,导致阳离子活度下降的程度越大,使其对微乳液作用强度下降,相同价位的阴离子作用效果相当。

    2013年06期 v.27 1089-1093页 [查看摘要][在线阅读][下载 356K]
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  • 新型三次采油用环烷基磺酸盐的制备与评价

    郑学芳;廉琪;朱红;王芳辉;贾丹丹;王东军;

    在实验室用发烟硫酸对环烷基润滑油进行磺化反应,然后经过氨水中和,制备新型环烷基磺酸盐驱油剂。最佳反应条件为:反应温度为70℃,发烟硫酸与环烷基润滑油体积比为1:4,反应时间为10 h。对产物用红外光谱、核磁共振1H、元素分析进行结构分析后显示,产物为饱和的环烷基磺酸盐。对产物进行界面活性性能测试,结果表明该驱油剂在不加碱及其他助剂的情况下,能使胜利油田孤东三区、四区、六区、七区的油水界面张力降低到超低值10 3mN m-1及以下,最低值达到6×10 4mN m-1。该驱油剂抗盐能力优异,在NaCl浓度为(2.5~17)×103mg L-1以及Ca2+、Mg2+离子浓度低于500 mg L-1时都有较好的驱油能力。

    2013年06期 v.27 1094-1099页 [查看摘要][在线阅读][下载 229K]
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  • 《高校化学工程学报》二○一三年第27卷总目次

    <正>~~

    2013年06期 v.27 1100-1108页 [查看摘要][在线阅读][下载 206K]
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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,采用编辑部约稿的方式。学报反对一稿多投和弄虚作假。投稿网址:gxhx.cbpt.cnki.net

    2013年06期 v.27 1109页 [查看摘要][在线阅读][下载 47K]
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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,同时聘请了六位外籍著名学者和七位国内著名院士担任"编委会顾问委员",使该刊"编委会国际化"迈出了可喜的一步。该刊一直受到国内外学术界的重视。目前是国际权威检索机构美国《工程索引》核心(Ei Compendex)的收录

    2013年06期 v.27 1110页 [查看摘要][在线阅读][下载 54K]
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