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

  • 碳酸丙烯酯与1,2-丙二醇二元体系UNIQUAC模型参数的估算与实验修正

    李德良;易碧红;张冰剑;陈清林;

    在碳酸二甲酯的转酯化工艺过程模拟、设计与优化研究中,缺少与碳酸丙烯酯(PC)和1,2-丙二醇(PG)二元体系相关的相平衡实验数据及UNIQUAC模型参数。今通过实验数据推算和基团贡献法估算两种方法进行了PC和PG二元体系的UNIQUAC模型参数的估算;利用自行设计的汽液平衡装置实验测定了该二元体系的常压汽液平衡数据,通过绘制T-x-y曲线对比对估算结果的准确性进行验证,结果显示实验数据推算办法获得的UNIQUAC模型参数精度较高;最后借助流程模拟软件Aspen Plus,通过数据回归对该二元体系的UNIQUAC模型参数进行了修正,使用修正后的UNIQUAC模型参数对PC和PG二元体系汽液平衡的温度、液相PC摩尔分数和气相PC摩尔分数计算的平均绝对偏差分别是0.5、0.0124%和2.3035%,表明修正后的UNIQUAC模型参数能够用于高精度要求的工艺过程模拟计算。

    2014年02期 v.28 207-211页 [查看摘要][在线阅读][下载 225K]
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  • [Epy]BF_4-(NH_4)_3C_6H_5O_7-H_2O双水相体系液液相平衡测定及其关联

    李宇亮;赵学伟;杨丽衡;关卫省;

    实验测定了298.15K,离子液体N-乙基吡啶四氟硼酸盐([Epy]BF4)与(NH4)3C6H5O7形成的双水相体系的液液相平衡数据。采用三个经验方程对得到的双节线数据关联,实验得到的双水相体系的系线数据,利用Setschenow-type方程进行关联,关联结果较为满意。利用双节线模型,计算了该体系的有效排除体积(EEV)。结果表明,双水相体系上相富含[Epy]BF4,下相则富含(NH4)3C6H5O7,该体系既能用于萃取分离,也可以用于从水溶液中分离回收离子液体。

    2014年02期 v.28 212-217页 [查看摘要][在线阅读][下载 181K]
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传递现象与单元操作

  • 弯曲微通道中液滴内混合过程的数值模拟研究

    王佳男;王嘉骏;冯连芳;顾雪萍;

    微混合器内采用多相流操作条件使混合在液滴中进行,能有效提高微混合器的混合效率以及消除单相流操作条件下所存在的分散效应。在流体体积函数法(VOF)的计算流体力学基础上,分别采用欧拉-示踪剂法以及拉格朗日-示踪粒子法对弯曲微通道中液滴内部的混合状态演变过程进行模拟研究,得到了液滴经过通道不同位置其内部的混合快照图并计算了其混合程度的变化。两种方法都显示在液滴通过蛇形弯曲微混合器时,液滴内部产生了混沌流。正是由于混沌混合现象的存在,使得液滴内混合组分能够达到快速有效地混合,混合效率较高。对两种不同模拟方法及实验结果的比较发现,欧拉-示踪剂法能够更好地模拟实际的混合效果,而拉格朗日-示踪粒子法能够更清晰地模拟混合组分界面的变化情况,适用于研究液滴内混沌混合现象。

    2014年02期 v.28 218-222页 [查看摘要][在线阅读][下载 360K]
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  • 天然气水合物热水分解前缘一维质量传递数学模型

    李明川;樊栓狮;鲁明晶;

    将天然气水合物体看作一流场,运用Darcy线性渗流规则建立了水合物热水分解前缘的一维三相质量传递数学模型,对其进行数值求解和线性化处理并给出了迭代计算过程。结合一维分解模型算例得出了水合物分解过程规律:水合物储层渗透率随着距离增加而降低至未分解区域渗透率12.5×10?9m2,随着分解时间增加渗透率增大到多孔介质渗透率55×10?9m2。储层水合物饱和度随着距离增加而增加至初始饱和度45%,随着分解时间增加而降低。含水饱和度随着距离增加而降低至束缚水饱和度17%,随着时间增加而增大。水合物储层压力随着距离增加而增加,但由于边界作用低于初始压力3.0MPa,随着时间增加压力降低,下降幅度减慢。

    2014年02期 v.28 223-228页 [查看摘要][在线阅读][下载 205K]
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  • SAPO-34分子筛-水工质对吸附制冷性能研究

    芮征球;李全国;崔群;陈海军;王海燕;

    选取SAPO-34分子筛作为吸附剂,与水组成吸附制冷工质对。采用真空重量法测定SAPO-34对水的吸附等温线;用热分析天平测定水在SAPO-34上的脱附温度;在吸附制冷循环模拟实验装置上测试不同再生温度对SAPO-34-水工质对吸附制冷性能的影响。结果表明,SAPO-34对水的吸附等温线属于Ⅴ型等温线,吸附温度30℃时,SAPO-34对水的平衡吸附量达0.35 kg?kg?1;水在SAPO-34上的DTA脱附峰顶温度为105℃,完全脱附温度为155℃;蒸发温度10℃工况下,再生温度80~120℃,SAPO-34-水工质对的吸附制冷量为354~430 kJ?kg?1,是硅胶-水的1.1~1.2倍;再生温度150~300℃,SAPO-34-水工质对的吸附制冷量为465~523 kJ?kg?1,是13X-水的1.1~1.7倍。SAPO-34-水工质对既可用于发动机尾气等较高温热源驱动的吸附制冷系统,也可用在以太阳能等低温热源驱动的吸附制冷过程。

    2014年02期 v.28 229-233页 [查看摘要][在线阅读][下载 292K]
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  • 新型分段进液式旋转填充床气相压降特性研究

    邢子聿;罗勇;初广文;邹海魁;向阳;陈建峰;

    作为一种新型过程强化设备,分段进液式旋转填充床充分利用端效应原理对液相进行有效分散和细化,进而强化混合及传递过程。今采用空气-水体系对新型分段进液式旋转填充床气相压降特性进行实验研究。考察转子转速、气体流量、液体流量对分段进液式旋转填充床气相压降的影响规律。实验研究结果表明,分段进液式旋转填充床气相压降随转子转速、气体流量的增大而增大。在低气体流量情况下,随液体流量的增大,气相压降变化不大;在高气体流量下,气相压降随着液体流量的增大而增大。同时,本研究还对转子尺寸大小与分段进液式旋转填充床相同的传统旋转填充床的压降进行了对比研究,结果表明在相同操作条件下分段进液式旋转填充床的压降与传统旋转填充床相比有明显下降。

    2014年02期 v.28 234-239页 [查看摘要][在线阅读][下载 265K]
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  • 帘式折流片换热器壳程流体流动和传热周期性充分发展区域长度界定研究

    古新;郝建设;刘敏珊;朱培纳;

    为了能清晰地了解帘式折流片换热器的壳程特性,采用数值模拟的方法对帘式折流片换热器三维实体模型壳程流体流动和传热性能进行研究。分别从压力梯度、无因次温度、速度三个主要特征,分析具有不同壳程流体流量,不同折流栅装配方式下帘式折流片换热器壳程流体流动与传热周期性充分发展区域的长度范围。在所研究范围内得出当折流栅同向装配时,流体在翻过第三块折流栅后到倒数第一块折流栅之间,流体的流动和传热为周期性充分发展状态;折流栅对称装配时,流体在翻过第二块折流栅后到倒数第一块折流栅之间为周期性充分发展段。帘式折流片换热器几何结构一定的情况下,周期性充分发展区域的长度与壳程流体流量的变化无关。

    2014年02期 v.28 240-245页 [查看摘要][在线阅读][下载 801K]
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  • 气体分布器孔径对泡沫分离过程影响的研究

    胡滨;朱海兰;吴兆亮;

    气体分布器孔径是控制气泡大小的重要因素,也是制约泡沫分离效率的重要因素。开发了一种高分子膜材料用于泡沫分离气体分布器,以十二烷基硫酸钠(SDS)为体系,研究了气体分布器孔径对表面过剩,质量流率,消泡液的表观液体流速,泡沫排液速率以及泡沫分离效率的影响。结果表明高分子膜材料适合用于泡沫分离塔的气体分布器。气体分布器孔径对表面过剩影响不明显,而对质量流率有显著影响。当平均孔径从23μm增大到165μm时,消泡液的表观液体流速降低89%,泡沫排液速率降低93%;SDS富集比从1.14增大到2,提高75%,回收率下降80%。由导出的富集比和回收率计算式得出的计算值与实验值吻合很好。

    2014年02期 v.28 246-251页 [查看摘要][在线阅读][下载 272K]
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反应工程

  • MgSO_4/离子交换树脂催化合成醋酸正丁酯动力学

    任晓乾;刘艳秋;梁金花;陈刘龙;孙守飞;姜岷;

    在间歇釜式反应器中研究了用负载MgSO4改性强酸性大孔离子交换树脂来催化合成醋酸丁酯。在消除内外扩散的条件下,测定了催化剂用量和反应温度对反应体系中醋酸浓度随时间的变化的影响。在催化剂用量与反应物总质量比为0.005~0.04,温度为353.2~373.2 K和常压下,建立了可逆二级反应动力学方程,用初始速率法回归出催化剂用量的影响函数?(x),确定了指前因子k0为5.84×1010 L?(mol?min)?1,活化能Ea为87409.57 J?mol?1,温度对平衡常数影响不大,平衡常数为3.86。在实验范围内对获得的动力学方程进行了验证,计算值与实验值符合良好。

    2014年02期 v.28 252-257页 [查看摘要][在线阅读][下载 305K]
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  • 维他命C绿色还原制备石墨烯/Pt复合材料

    袁文辉;顾叶剑;李莉;

    以氧化石墨和氯铂酸作为初始反应物,采用环境友好型还原剂Vitamin C,绿色还原制备了石墨烯/Pt(GNS/Pt)纳米复合材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、X射线光电子能谱(XPS)和拉曼光谱(RS)等分析手段对石墨烯/Pt样品进行了表征。结果表明:氧化石墨还原彻底,铂离子和氧化石墨在反应过程中同时被Vitamin C还原,样品的无序度增加,平均晶粒尺寸逐渐减小,Pt粒子的大小和分布受氯铂酸用量的影响,在一定的铂离子浓度下,粒径为7~10 nm的铂纳米粒子均匀分布于石墨烯片层之间,有效地减少了石墨烯片层间的团聚现象。此外,GNS/Pt可稳定分散于水、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)等多种溶剂中,且导电率高达12630 S?m?1。

    2014年02期 v.28 258-263页 [查看摘要][在线阅读][下载 482K]
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  • 组合型Pt-K-Ce/γ-Al_2O_3催化剂的邻苯基苯酚的催化合成性能

    华焱祥;许响生;陈梅;陈傲昂;严新焕;

    采用金属有机化合物Pt2(dba)3(dba为二亚苄基丙酮)氢气分解法制备Pt纳米颗粒,直接吸附到K-Ce/γ-Al2O3上制得组合型Pt-K-Ce/γ-Al2O3催化剂。利用透射电子显微镜、X射线衍射、差热-热重对催化剂进行表征。以邻环己烯环己酮(二聚酮)为原料,经组合型催化剂催化合成邻苯基苯酚。在LHSV为0.48 h?1、反应温度355℃、无外加氢气的条件下二聚酮的转化率为98.0%,OPP的选择性达97.7%。催化剂失活的原因有积炭、团聚、氧化铝及CeO2的结构破坏、载体比表面积下降、覆盖等,其中结构破坏和覆盖是催化剂失活的主要原因。

    2014年02期 v.28 264-269页 [查看摘要][在线阅读][下载 502K]
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  • 凹凸棒负载KF催化合成乙二醇烯丙基醚

    郭登峰;赵会晶;赵文;符孟乐;于鼎杰;朱煜;

    采用浸渍法制备氟化钾/凹凸棒(KF/ATP)固体碱催化剂,催化丙烯醇与环氧乙烷(EO)反应合成乙二醇烯丙基醚。考察了催化剂焙烧温度、KF负载量对催化性能的影响,采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、Hammett指示剂法等手段对催化剂进行表征。结果表明:焙烧温度为400℃,KF负载量为30%时,生成的活性组分K2MgF4均匀分散在ATP表面,K2MgF4与KF的协同作用使得催化剂对烯丙醇和EO反应的催化活性最高。KF/ATP固体碱催化剂用于催化合成乙二醇丙烯基醚的最佳工艺条件为:反应温度100℃,反应压力为0.20~0.35 MPa,催化剂用量为1.5%,n(丙烯醇):n(EO)为5:1,反应时间为2 h,EO转化率达97.5%。

    2014年02期 v.28 270-274页 [查看摘要][在线阅读][下载 375K]
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生物化工

  • 脂肪干细胞生长特性研究

    姜丽丽;刘天庆;宋克东;关水;李香琴;葛丹;

    研究了脂肪干细胞在一个月连续培养中的生长增殖特性,及经长期连续培养后细胞的干细胞特性,同时探索了细胞周期蛋白表达与生长增殖特性之间的关系。分别采用CCK-8试剂盒与血细胞计数板来检测细胞活性与细胞数随时间的变化;用流式细胞仪检测细胞的死活情况;采用流式细胞仪和组织化学染色分析经一个月连续培养后细胞的干细胞特性;流式细胞仪和western blot分析不同时间段的细胞周期分布和细胞周期蛋白的表达。结果表明,脂肪干细胞在一个月的连续培养过程中始终保持很高的细胞活性和增殖能力。并且连续一个月培养后,仍然保持其干细胞特性。细胞周期蛋白A的增量表达,促进脂肪干细胞从S期向G2/M期过渡,使G2/M期细胞比率增加,处于分裂状态细胞含量增加,此时细胞处于快速增殖状态。因此,可以通过延长脂肪干细胞的传代培养时间来为细胞治疗提供更多高质量的移植用干细胞。并且在脂肪干细胞长期连续培养过程中,细胞周期蛋白A通过调节细胞周期分布而影响着细胞的生长增殖。

    2014年02期 v.28 275-281页 [查看摘要][在线阅读][下载 481K]
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  • 大肠杆菌和枯草芽孢杆菌来源γ-谷氨酰转肽酶的克隆表达和性质比较

    房鑫;田思思;姚忠;王浩绮;周治;熊强;孙芸;韦萍;

    γ-谷氨酰转肽酶(GGT)是生物体内谷氨酰循环的关键酶,在生物有机合成领域具有重要的应用价值。今建立了大肠杆菌和枯草芽孢杆菌GGT的克隆、重组及诱导表达方法。在此基础上,分别考察了重组大肠杆菌GGT(rE_GGT)和重组枯草芽孢杆菌GGT(rB_GGT)的催化特性和稳定性。结果表明,rE_GGT对供体对硝基苯胺(GpNA)的亲和力(Km)优于rB_GGT,但rB_GGT的催化常数(kcat)高达3.48×105 s?1,是rE_GGT的20倍。稳定性研究表明,rE_GGT在pH 6~9和T<45℃条件下的稳定性明显优于rB_GGT;但当温度超过45℃时,rB_GGT的稳定性更佳。通过对rE_GGT和rB_GGT的氨基酸组成及其大、小亚基界面相互作用力的分析表明,rE_GGT大小亚基间疏水键的数目明显多于rB_GGT,有助于稳定其四级结构,使其在中低温下具有良好的稳定性;而rB_GGT氨基酸组成中荷电残基和芳香族残基的比例较高,可有效维持其二级结构的稳定性。

    2014年02期 v.28 282-289页 [查看摘要][在线阅读][下载 324K]
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  • 细胞生长、葡萄糖代谢及副产物重新利用对法夫酵母虾青素合成的影响分析

    肖安风;洪清林;蔡慧农;倪辉;杨秋明;李利君;

    以两株产虾青素法夫酵母菌株为研究对象,分别在不同摇床转速、初始葡萄糖浓度、乙醇的存在与否等培养条件下,考察葡萄糖浓度、添加乙醇及溶氧状况对法夫酵母细胞生长、代谢副产物产生的影响及其与虾青素合成之间的关系,进一步阐明法夫酵母虾青素合成的机理。实验结果表明:法夫酵母JMU-VDL668菌株的生长速率、葡萄糖代谢速率和乙醇积累量均高于法夫酵母JMU-MVP14菌株,但前者的虾青素合成速率却远低于后者;当发酵液中的葡萄糖含量降低时,酵母细胞对糖代谢副产物进行二次利用,导致有利于虾青素合成的情况出现,虾青素产量得到进一步提高;在初始培养基中添加1 g?L?1乙醇能够在一定程度上促进虾青素的合成。

    2014年02期 v.28 290-297页 [查看摘要][在线阅读][下载 272K]
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  • 高效苯酚降解复合菌群的构建及其降解性能

    何熙璞;刘鸿杰;陈加辉;张敏;梁锦添;李俊芳;陈保善;

    通过三水平三因素的完全组合方法,对分离到的苯酚降解菌Klebsiella sp.C1、Bacillus sp.F6和Arthrobacter sp.E2进行高效苯酚降解菌群的构建和评价。最佳菌群JF的最佳体积组合比例为V(Klebsiella sp.C1):V(Bacillus sp.F6):V(Arthrobacter sp.E2)=2:1:3。与单菌株相比,菌群JF具有更强的环境适应能力,能够适应15~45℃,pH 4~10,NaCl浓度≤60 g?L?1的生长环境,最大耐受苯酚浓度可达2500 mg?L?1,能够保持长时间及较高的苯酚降解效率,且能够多周期高效运行。菌群JF降解苯酚的整个反应过程中,培养液酸碱度的变化平缓,表明其具有较好的内稳性并在处理复杂含酚废水方面具有良好的应用前景。

    2014年02期 v.28 298-304页 [查看摘要][在线阅读][下载 267K]
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  • 重组里氏木霉液体深层发酵产中性内切-β-葡聚糖酶

    顾斌涛;江守坤;夏黎明;

    中性内切-β-葡聚糖酶在纺织、食品和造纸等领域中应用广泛。研究采用一株重组里氏木霉(Trichoderma reesei)生产中性内切-β-葡聚糖酶,发酵液经SDS-PAGE检测,显示了来自特异腐质霉(Humicola insolens)内切-β-葡聚糖酶的蛋白条带(约52 kDa)。对重组里氏木霉的发酵性能进行了研究,表明碳源对内切-β-葡聚糖酶的形成有重要影响,当采用乳糖与微晶纤维素的复合碳源时,酶活力和产率都可明显提高。利用玉米浆粉作为氮源,其适宜浓度为12 g·L-1。培养基初始pH值对发酵酶活力及产率有一定影响,适宜的初始pH值为5.0。在2 m3的发酵罐进行产酶试验,发酵96 h酶活可高达8012 U·mL-1。酶学性质研究表明:该酶在50℃以下稳定,在45~55℃有明显的催化作用,其最适催化温度为50℃。在pH 5.0~7.0稳定性较好,并且有明显的催化作用,其最适催化pH值为6.0。生物整理实验结果显示重组里氏木霉所产酶液用于牛仔布水洗时反染较少,水洗效果良好。

    2014年02期 v.28 305-310页 [查看摘要][在线阅读][下载 324K]
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化学工艺

  • 乙酰丙酮盐催化甲苯液相氧化制苯甲醛的研究

    金少瑾;陈纪忠;

    以Co(acac)2为催化剂,研究其对甲苯液相空气氧化制苯甲醛的催化性能;考察了反应时间、反应温度、催化剂用量、钴锰配比等对苯甲醛浓度和收率的影响。结果表明,甲苯液相氧化反应是一平行连串的复杂反应,在反应初期(低甲苯转化率时),苯甲醛生成速率快、反应液中苯甲醛浓度迅速升高,之后趋于一稳定值,浓度变化不大,但因苯甲醛易被深度氧化生成苯甲酸,苯甲醛收率随着转化率提高而下降。反应温度对苯甲醛浓度和收率影响甚微。与醋酸钴、环烷酸钴等催化剂相比,Co(acac)2催化剂具有催化剂用量较小和腐蚀作用较轻的优点,适当添加Mn(acac)2有利于提高苯甲醛的收率。

    2014年02期 v.28 311-316页 [查看摘要][在线阅读][下载 244K]
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  • 基于辣素衍生物结构阳离子聚电解质的新型抑菌超滤膜的制备及性能表征

    蒋钰烨;徐佳;张丽丽;李明明;高从堦;

    辣素是一种环境友好的天然防污剂,具有优良的抑菌性能。研究首先将含有辣素衍生物结构的N-(2-羟基-3-叔丁基-3-甲基苯甲基)丙烯酰胺(MBHBA)和三甲基烯丙基氯化铵(TM)光聚合,合成出具有辣素衍生物结构的阳离子聚电解质P(M-co-T);采用自组装方法将其引入聚丙烯腈(PAN)超滤膜表面进行改性,从而首次制备出新型抑菌荷正电超滤膜。结合接触角、红外光谱、扫描电镜等现代表征手段对膜表面性质进行表征,并考察了该抑菌超滤膜的分离性能和抑菌性能。结果表明,以腐殖酸(HA)溶液为污染物模拟料液,改性膜的截留性能和抑菌性能较原膜均有较大改善。当P(M-co-T)浓度为1000 mg·L-1时,改性膜的截留率和抑菌率分别为95.98%和87.90%;抑菌率随着P(M-co-T)浓度增大而提高,当P(M-co-T)浓度为1500 mg·L-1时,抑菌率高达91.50%。可见,含辣素衍生物结构的新型超滤膜在保证良好分离性能的同时,具有较强的抑菌能力,为高性能膜材料的开发开辟了一条新路径。

    2014年02期 v.28 317-324页 [查看摘要][在线阅读][下载 313K]
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  • 阻燃环氧树脂乳液的制备及其阻燃性能研究

    魏健雄;徐桂龙;胡健;杨进;

    通过反应性阻燃剂DOPO(9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物)和二乙醇胺对邻甲基酚醛环氧树脂进行接枝改性,然后用冰乙酸中和后制备得到阻燃环氧树脂乳液。研究反应温度、反应时间和催化剂用量等因素对DOPO接枝环氧树脂反应的影响;考察二乙醇胺用量、中和度等因素对环氧树脂水性化结果的影响;通过燃烧法、LOI值和热重表征制备得到阻燃环氧树脂乳液固化物的阻燃性能。结果表明,在催化剂三苯基磷用量为环氧树脂2.0%(wt),150℃条件下反应4 h为DOPO接枝改性的最优条件。二乙醇胺改性环氧树脂水性化开环率为25.0%,中和度为95.0%时,可以得到稳定性能优良的阻燃水性环氧树脂乳液。当树脂磷元素质量含量为3.0%时,其固化物LOI值可以达到39.2,700℃残碳率达到30.0%(wt),具有优良的阻燃性能。

    2014年02期 v.28 325-329页 [查看摘要][在线阅读][下载 227K]
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  • EVA的熔体皂化及其与PP动态硫化共混物的研究

    夏英;翁伟明;郭静;张鸿;管福成;

    为研究乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)的熔体皂化并拓展其应用,直接将氢氧化钠和EVA熔体共混进行皂化反应制备皂化EVA,并以马来酸酐为交联剂,采用动态硫化技术将其同聚丙烯(PP)共混制备PP/EVA共混物。结果表明:熔体皂化可在EVA的侧链上生成游离的羟基;通过改变混炼时间、混炼温度和碱用量可实现EVA的可控熔体皂化。以皂化EVA为原料制备的PP/EVA共混物拉伸、冲击性能均高于PP/未经皂化处理的EVA共混物。当EVA的皂化度为49.5%时,PP/EVA共混物具有最佳的力学性能和熔体流动性。经EVA熔体皂化、动态硫化技术制备的PP/EVA共混物中EVA具有更好的分散效果。

    2014年02期 v.28 330-335页 [查看摘要][在线阅读][下载 298K]
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  • β-环糊精包合柠檬醛及包合物稳定性研究

    魏磊;刘晓丽;吴克刚;柴向华;于泓鹏;陈林;

    为实现柠檬醛的控制性释放,扩大其在食品工业中的应用范围,以β-环糊精(β-CD)为壁材,采用沉淀法制备柠檬醛包合物,探讨工艺条件对包合效果的影响,并对柠檬醛包合物结构和释放规律进行研究。正交实验表明,在包合温度为50℃、包合时间为60 min、柠檬醛与β-CD比例为1:11(w/w)的条件下包合物的包合率可达到85.62%。通过扫描电镜观察(SEM),柠檬醛包合物呈均匀的不规则板状,颗粒直径在0.5~8μm。红外光谱(FT-IR)分析表明柠檬醛通过疏水键与β-CD作用形成包合物,热分析表明包合物已经形成一种新的物相。通过β-CD包合可以实现柠檬醛控制释放,随着温度的升高,释放速率加快,其释放规律符合一级动力学方程。同时也可有效减缓柠檬醛的氧化速度,提高其稳定性。

    2014年02期 v.28 336-341页 [查看摘要][在线阅读][下载 391K]
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  • 5-二氯乙酰基-6-甲基-9-氧杂-1,5-二氮杂二环[4.3.0]壬烷的一锅法合成

    叶非;王滨;丁丽;付颖;岳明丽;曲丹丹;

    探索了以廉价的乙酰丙酸(1)、1,3-丙二胺(2)和二氯乙酰氯为原料,利用环合及酰基化反应,一锅法合成5-二氯乙酰基-6-甲基-9-氧杂-1,5-二氮杂二环[4.3.0]壬烷(4)。利用正交实验设计研究了反应过程中溶剂效应、反应温度、搅拌时间、和原料物质的量比对化合物产率的影响,确定了合成标题化合物的优化实验条件为:以甲苯为溶剂,反应温度为35~40℃,搅拌时间1 h,乙酰丙酸与1,3-丙二胺的物质的量比为1:1时产率达到66.3%。产物结构经红外光谱、核磁共振、元素分析和质谱进行表征。所用方法原料廉价易得、反应条件温和、操作简便,适于工业化生产。

    2014年02期 v.28 342-345页 [查看摘要][在线阅读][下载 245K]
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  • 端羟基超支化聚酯的稳定化改性及热分解行为

    刘晶如;巢玲玲;丁镜;俞强;

    以长链烷基酸为改性剂,对以三羟甲基丙烷为核、二羟甲基丙酸为支化单体合成的端羟基超支化聚酯进行端基稳定化改性。采用羟值滴定和核磁共振氢谱(1H-NMR)表征超支化聚酯的改性程度;采用热重-微商热重分析(TG-DTG)研究了代数、端基类型以及改性程度对超支化聚酯热稳定性和热分解行为的影响。结果表明,将不稳定的端羟基转变为热稳定的端烷基后,超支化聚酯的热稳定性明显提高,且改性程度越高,或长烷烃链越短,聚合物的热稳定性越好。超支化聚酯的热分解主要包括两个失重阶段,分别对应于由大量端基所组成的"壳"的破坏以及由大量C-C单键所组成的骨架(即"核")解体。极性端羟基的含量越小或非极性端烷基的含量越大,第一失重峰越不明显。

    2014年02期 v.28 346-351页 [查看摘要][在线阅读][下载 353K]
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  • 微通道中由二氯丙醇连续合成环氧氯丙烷的工艺研究

    严生虎;张稳;沈卫;沈介发;马兵;刘建武;张跃;

    环氧氯丙烷是一种用途广泛的化工原料,工业上由二氯丙醇在塔式反应器中经皂化环合反应生产。为了简化反应系统的连续控制、提高装备生产率,选择了一种具有脉冲混合结构的微通道反应器,设计了连续合成环氧氯丙烷的新工艺。研究了物料摩尔配比、反应温度、停留时间、碱液浓度等工艺参数的影响。结果表明,当n(NaOH):n(二氯丙醇)为1.1:1,反应温度为60℃,停留时间为10 s,NaOH原料浓度为20%(wt)时,二氯丙醇的转化率达到99.6%,环氧氯丙烷的收率达到98.5%。与传统塔式反应工艺相比,微通道反应工艺提高了环氧氯丙烷的收率,缩短了反应时间。微通道结构对反应也存在影响,脉冲混合式微通道连续反应工艺的原料消耗较低,装置效率较高,产品收率较高。

    2014年02期 v.28 352-357页 [查看摘要][在线阅读][下载 306K]
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  • 落叶松树皮粉、尿素改性酚醛树脂的制备与性能

    张伟;马玉峰;赵临五;王春鹏;储富祥;

    以落叶松树皮粉为生物质原料,采用碱性、酸性酚化改性或直接共聚方式替代石化原料苯酚,并通过低成本原料尿素的高配比使用,在碱性条件下与甲醛发生逐步共聚,制备了经济环保型落叶松树皮粉、尿素改性酚醛树脂(PBUF)胶黏剂。通过化学分析方法研究了落叶松树皮粉原料成分,发现木质素为其主要有效成分。利用傅里叶红外光谱(FT-IR)和激光粒度仪分别研究了落叶松树皮粉在碱性、酸性酚化改性前后分子结构和颗粒形态的变化。结果表明,在树皮粉对苯酚替代率为30%条件下,碱性酚化改性效果更好,并通过FT-IR、热失重分析(TGA)得以印证,其树脂胶合强度达到Ⅰ类板要求。直接共聚方式具有操作简便、生产效率高、树皮粉、尿素对苯酚替代率高、树脂耐水性好的优点,所制备的树脂可替代三聚氰胺改性脲醛树脂。

    2014年02期 v.28 358-364页 [查看摘要][在线阅读][下载 319K]
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  • AGET-ATRP法制备苯乙烯/丙烯腈共聚物

    王国祥;刘永兵;

    以苯乙烯(St)和丙烯腈(AN)为单体,2-溴代异丁酸乙酯(EBiB)为引发剂,三氯化铁(FeCl3)-丁二甲酸(SA)为复合催化体系,抗坏血酸为还原剂,采用电子活化再生原子转移自由基聚合(AGET-ATRP)法对苯乙烯、丙烯腈进行溶液聚合,得到了苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)。采用红外、核磁表征共聚物结构;凝胶渗透色谱测定了共聚物的相对分子量及分子量分布。研究了聚合反应动力学。实验结果表明:聚合反应体系符合一级动力学规律,该聚合反应具有可控性。考察了还原剂用量、溶剂对聚合反应速率、SAN的数均相对分子质量及其分布的影响。在n(AN):n(St)=50:50、n(EBiB):n(FeCl3):n(SA):n(VC)=1:1:2:1、反应温度为75℃时,聚合反应速率最快,SAN的相对分子质量分布小于1.25(单体转化率大于30%之后),此时聚合反应的可控性较好。

    2014年02期 v.28 365-369页 [查看摘要][在线阅读][下载 241K]
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  • 双频超声对红薯淀粉结构和性质的影响

    胡爱军;李倩;郑捷;杨林;卢静;安莉莉;张同存;

    研究了单频40 kHz、80 kHz以及双频40 kHz+80 kHz超声处理对红薯淀粉结构和性质的影响。扫描电镜分析表明,超声处理能够使淀粉颗粒表面出现损伤甚至有孔洞出现。红外光谱分析表明,超声作用没有改变淀粉的分子基团,但破坏其结晶结构,使红外结晶指数下降。淀粉-碘复合物吸收光谱分析表明,超声破坏淀粉支链结构和淀粉长链,直链淀粉含量增加。Brabender曲线表明,淀粉经超声处理后黏度降低,双频超声处理后的淀粉峰值黏度比原淀粉降低15.66%。此外,超声处理后淀粉的透明度提高,双频超声处理30 min时,透射比最大,比原淀粉增加5.3%,但是随着超声时间继续增加,透明度呈现减小的趋势。单频40 kHz、80 kHz和双频40 kHz+80 kHz比较,双频超声处理对淀粉的结构和性质影响效果最明显,80 kHz次之,40 kHz影响程度最小。

    2014年02期 v.28 370-375页 [查看摘要][在线阅读][下载 449K]
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化工系统工程

  • 安全阀开启过程的瞬态模拟与试验验证

    郭崇志;幸莎;

    采用ANSYS CFX数值模拟方法对安全阀开启的瞬态过程的流动机理进行了研究,通过路径分析法和流线分析法讨论了泄放口及泄放流道中流场参数的变化。研究发现在稳定排放阶段,安全阀喉部并非像以前的研究者预测的那样处于超音速状态。同时发现,安全阀密封面外侧和反冲盘出口流道局部处于超音速流态。这说明传统喷管理论并不完全适用于安全阀开启过程的描述。利用所开发的实验装置对开启过程进行的测试表明,三维模拟和实验数据非常吻合,为进一步研究安全阀超压开启机理奠定了坚实的基础。

    2014年02期 v.28 376-383页 [查看摘要][在线阅读][下载 441K]
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  • 基于混合建模技术的聚氯乙烯粒径分布预测

    朱鹏飞;夏陆岳;周猛飞;潘海天;

    针对聚氯乙烯粒径分布在线软测量问题,提出了一种基于机理分析和神经网络的混合建模方法,并将该建模方法应用于聚氯乙烯粒径分布建模研究中。混合模型由机理模型和误差补偿模型所组成。通过机理分析建立氯乙烯悬浮聚合过程的单体液滴群体平衡(Population Balance Equation,简称PBE)模型,由于聚氯乙烯成粒过程的复杂性和强非线性,单纯的机理模型预测与实际分析值相比仍存在一定偏差,因此利用人工神经网络建模方法建立了基于BP神经网络的单体液滴群体平衡模型修正模型,对单体液滴群体平衡模型的输出进行修正,由此建立起聚氯乙烯粒径分布混合模型。由于混合模型既能按照液滴分散与聚并机理对聚氯乙烯颗粒的成长过程进行描述,同时又充分利用了生产现场数据对模型误差进行修正,应用到聚氯乙烯生产过程的测试结果表明,与单纯机理模型相比,聚氯乙烯粒径分布混合模型具有更佳的预测效果。

    2014年02期 v.28 384-389页 [查看摘要][在线阅读][下载 289K]
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  • 基于小波多尺度分解的液固体系声发射信号特征分析

    黄春燕;蔡小舒;苏明旭;

    在玻璃微珠-水两相搅拌体系中,利用宽带声发射传感器高速采集声发射信号,选择Db8小波基函数对信号进行10层分解,提取各尺度信号能量及能量占比等特征量,研究了特征量随搅拌速度、测量点位置、玻璃微珠质量和粒径的变化规律。结果表明,由玻璃微珠碰撞内壁面造成的声发射信号能量主要集中在D7~D10等四个尺度;随玻璃微珠质量增加,多测量点各尺度信号能量值较单测量点值显示出更良好的线性关系,且不同粒径下的能量占比特征量均各自趋于一个较为稳定的数值范围,可用来表征粒径变化的规律性。实验结果为后续利用声发射信号测量多颗粒系粒径提供了的实验依据。

    2014年02期 v.28 390-395页 [查看摘要][在线阅读][下载 273K]
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材料科学与工程

  • 离子液体催化合成乙酰柠檬酸三丁酯

    郭康斌;钱超;陈新发;何潮洪;

    目前广泛使用的邻苯二甲酸酯类增塑剂有一定的毒性,并有可能诱发癌症。乙酰柠檬酸三丁酯有很好的安全性与出色的增塑性,被认为是邻苯二甲酸酯类增塑剂的合格替代品。以乙酸酐和自制的柠檬酸三丁酯为原料,以[NH(CH2)5CO]HSO4酸性离子液体为催化剂合成乙酰柠檬酸三丁酯,研究了原料摩尔配比、反应温度、反应时间和催化剂用量对乙酰柠檬酸三丁酯收率的影响。优化反应条件后,在乙酸酐用量较少的情况下,反应的收率可达到98.7%。此外,催化剂重复回收使用5次后,收率仍可达98.2%。表明该酸性离子液体在此反应中具有较高的催化活性和良好的重复使用性,是催化合成乙酰柠檬酸三丁酯的良好催化剂。

    2014年02期 v.28 396-400页 [查看摘要][在线阅读][下载 258K]
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  • 超临界流体技术制备辛伐他汀/PLLA-PEG缓释复合微球

    颜庭轩;王志祥;黄德春;宋杏芳;

    采用超临界流体(SCF)技术制备具有缓释效果的辛伐他汀/左旋聚乳酸(PLLA)-聚乙二醇(PEG)复合微球,以载药量和粒径为指标考察了结晶压力、结晶温度以及辅料浓度等操作参数对复合微球的影响。由单因素实验得到较优工艺条件为:结晶压力12 MPa,结晶温度45℃,PEG浓度6 mg?mL?1。在此工艺条件下制备得到的复合微球载药量为12.65%,粒径为6.24μm;通过红外(IR)、差示扫描量热法(DSC)以及扫描电镜(SEM)分析表明辛伐他汀可能与PLLA形成氢键结合,并以无定型形式复合于微球中;PEG均匀复合于微球骨架中。体外溶出实验表明辛伐他汀/PLLA-PEG缓释微球具有良好的缓释效果。实验结果表明,采用SCF技术可制备得到辛伐他汀/PLLA-PEG缓释微球,添加适量PEG可有效增加载药量,提高药物溶出速率。

    2014年02期 v.28 401-406页 [查看摘要][在线阅读][下载 484K]
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研究简报

  • 乙腈-1-丙醇-3-甲基丁醇体系的等压汽液平衡的研究

    王卓端;朱堂峰;钱国飞;曹宇;宋航;

    用改进的Rose釜测定了在101.3 kPa下乙腈-1-丙醇、乙腈-3-甲基丁醇、1-丙醇-3-甲基丁醇、乙腈-1-丙醇-3-甲基丁醇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相平衡数据进行关联,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气液平衡数据,乙腈、1-丙醇及3-甲基丁醇汽相组成的平均绝对偏差分别小于0.0055、0.0044、0.0052,温度的平均绝对偏差小于1.00 K。研究结果为加入3-甲基丁醇的萃取精馏分离乙腈和1-丙醇混合物提供了重要的基础数据。

    2014年02期 v.28 407-411页 [查看摘要][在线阅读][下载 247K]
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  • 2-甲基丁烷、2,2-二甲基丁烷-苯-环丁砜体系液液平衡数据的测定与关联

    孙晓岩;项曙光;

    用平衡釜法测定了常压下,297.15 K下2-甲基丁烷-苯-环丁砜体系以及313.15 K下2,2-二甲基丁烷-苯-环丁砜体系三元液液平衡数据,并应用Othmer-Tobias关联式对数据质量进行检验。然后,分别用NRTL和UNIQUAC模型对所测数据进行了热力学关联,得到了相应的二元能量交互作用参数,并由这些参数对实验点进行理论计算,由均方误差以及平均绝对误差值结果显示,计算值与实验值吻合良好,说明NRTL和UNIQUAC模型均可适用于芳烃抽提过程的模拟和计算。

    2014年02期 v.28 412-415页 [查看摘要][在线阅读][下载 201K]
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  • 乙氧羰基化-β-环糊精的合成工艺优化

    张毅民;王娜;黄德超;白家瑞;

    选用环境友好的碳酸二乙酯为原料,研究了乙氧羰基化-β-环糊精的绿色合成新工艺。β-环糊精和碳酸二乙酯在无水碳酸钾的作用下经酯交换反应生成了乙氧羰基化-β-环糊精。研究了反应物的摩尔比、反应温度、反应时间和催化剂用量四个参数对反应的影响。利用响应曲面试验设计法进行试验设计,建立乙氧羰基化-β-环糊精的合成工艺模型。通过回归方程和响应曲面,得到乙氧羰基化-β-环糊精最佳合成工艺:10 gβ-环糊精溶于80 mLDMF中,反应温度126℃,催化剂用量(相对于β-环糊精的质量百分数)为12%,n(DEC):n(β-CD)=20.2:1,反应时间8.5 h。验证试验结果显示,在此条件下,乙氧羰基化β-环糊精的收率达到98%。通过高效液相色谱分析反应结果并利用半制备色谱分离获得纯产物,对其进行了FT-IR,MS,1H-NMR表征。

    2014年02期 v.28 416-420页 [查看摘要][在线阅读][下载 326K]
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  • 高压二氧化碳作用下聚苯乙烯薄膜表面链段运动研究

    杨晋涛;李景菲;陈枫;钟明强;

    采用改进的纳米孔洞愈合法考察了高压二氧化碳作用下聚苯乙烯薄膜表面的链段运动能力。研究表明,在高压二氧化碳作用下,纳米孔洞愈合到平衡深度所需要的时间大大降低,说明表层链段的运动能力大大增加,同时愈合的深度也有所增加,说明二氧化碳同样增加了具有高运动能力的表面层的厚度。利用薄膜表面层的高运动能力,在高压二氧化碳作用下对聚苯乙烯薄膜进行粘结,采用胶带剥离的方法定性地考察了粘结强度,同时采用原子力显微镜考察了粘结面的形貌特征。结果表明,真空及70℃作用下,聚苯乙烯薄膜无粘结,粘结面光滑;在2.07 MPa二氧化碳及70℃下,粘结膜经剥离后表面粗糙度为几个纳米,粘结强度较低;在相同压力的二氧化碳及80oC下,粘结膜经剥离后表面粗糙度为十几个纳米,具有一定的粘结强度。将具有高运动能力表面层厚度与粘结实验相对比,发现当具有高运动能力的表面层厚度超过约7.0 nm时,聚苯乙烯薄膜才具有一定的粘结强度,孔洞愈合法的实验结果能够很好地解释聚合物薄膜在不同条件下的粘结情况。

    2014年02期 v.28 421-425页 [查看摘要][在线阅读][下载 359K]
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  • 甲基丙烯酸甲酯对阳离子型丙烯酰胺双水相共聚合过程的影响

    王刚;单国荣;

    以2,2’-偶氮二异丙基咪唑啉二盐酸盐(VA-044)为引发剂,在聚乙二醇(PEG)水溶液中采用双水相聚合法进行了丙烯酰胺(AM)/甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)/甲基丙烯酸甲酯(MMA)的三元共聚合,与AM/DMC共聚进行对比,系统研究了疏水单体MMA在双水相聚合过程中所起的作用。通过紫外分光光度计在线检测双水相聚合的相分离过程,发现当MMA浓度增大时,分相时的临界转化率和临界分子量均减小,说明MMA具有促进相分离的功能。通过改进溴化法确定单体转化率,发现MMA能加速双水相聚合反应速率。通过旋转黏度计测试聚合体系的表观黏度,发现MMA的引入会增大体系的表观黏度。通过激光粒度仪检测聚合体系的液滴尺寸及分布,发现MMA能加快聚合物液滴的成长。

    2014年02期 v.28 426-430页 [查看摘要][在线阅读][下载 222K]
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  • 一株降解1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐微生物的筛选与鉴定

    吴梦瑶;胡翔;

    利用驯化活性污泥法进行离子液体的生物降解性研究较少,而传统的OECD(Closed Bottle Test Method)法测定离子液体的生物降解性显示其很难被降解。用驯化活性污泥法考察1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([HMIM][PF6])的降解性,研究活性污泥的驯化时间、[HMIM][PF6]的初始浓度对降解的影响。结果显示用用驯化活性污泥降解[HMIM][PF6],其降解率可达90%以上。为了进一步明确在活性污泥中起降解[HMIM][PF6]作用的微生物的种类,对其特定的降解菌进行筛选与鉴定。通过绘制菌株的生长曲线和其对[HMIM][PF6]的底物降解曲线,研究不同生长因素对菌株生长的影响,得其最佳反应pH值为7,可耐受的[HMIM][PF6]浓度为300 mg?L?1;进而通过16SrDNA基因序列的同源性分析,对菌株进行系统分类鉴定。

    2014年02期 v.28 431-437页 [查看摘要][在线阅读][下载 298K]
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  • 吸收液对电化学氧化吸收甲苯废气的影响

    许青枝;黄立维;蒋廉颖;

    对采用溶液吸收结合电化学氧化联合处理甲苯废气进行了实验研究。电化学反应器尺寸为110 mm×110mm×500 mm,反应器内采用5对网状电极叠加分布,阳极材料为网状钌钛电极,共5块,阴极材料为网状不锈钢电极,共5块,两相邻极板间距为45 mm。甲苯模拟废气由化学反应器底部通过气体分布器进入反应器。实验发现吸收液为NaCl时甲苯的去除效果要好于吸收液为Na2SO4的效果。在气体流量为1500 mL·min-1,吸收液为1%NaCl溶液,甲苯废气浓度约为2000 mg·m-3,电流密度0.08 A·cm-2时,甲苯的去除率可以达到80.1%。实验还发现pH值降低有利于提高甲苯的去除率,表明在酸性溶液中更有利于甲苯的氧化反应。通过对反应后吸收液的分析,发现甲苯吸收反应后的产物主要为苯甲酸。

    2014年02期 v.28 438-442页 [查看摘要][在线阅读][下载 277K]
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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《高校化学工程学报》对论文的撰写要求:一、论文内容1)论文内容应是由作者独立完成的具有理论意义或应用价值的最新研究成果。论文的文字应简洁、流畅、可读性强,语法与标点符号正确。

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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六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)的收录期刊,且已被"全数收录"。同时还被美国《化学文摘》核心(CAS);俄罗斯《文摘杂志》(AJ);科技部中国科技信息分析中心《万方数据库》;中科院《中国科学引文索引》;中国化工信息中心《中国化学化工文摘》等多家国

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