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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化工热力学与基础数据

  • 链甾醇在五种有机溶剂中溶解度的测定、关联及预测

    许青青;苏宝根;陈蔚;杨亦文;任其龙;

    实验测定了链甾醇在正己烷、丁酮、正丁醇、DMSO、乙酸等五种有机溶剂中的溶解度,填补溶解度数据空白。采用理想溶液、Apelblat和COSMO-RS模型对链甾醇的溶解度进行了关联和预测,通过平均相对偏差(ARD)评价各模型的关联或预测效果。理想溶液和Apelblat模型对实验数据关联的ARD均小于11.0%,但都没有预测新系统溶解度的能力。COSMO-RS预测结果误差大。通过改进,预测时输入一个实验数据,结果预测值与实验值吻合得较好,总的ARD从304.30%降为26.98%。上述结果表明只需一个实验数据的COSMO-RS(ref)可用于链甾醇溶解度的预测,为工业分离纯化过程中的溶剂快速筛选提供重要的理论依据。

    2014年03期 v.28 443-448页 [查看摘要][在线阅读][下载 714K]
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  • 263~373K温度区间2-氯-3,3,3-三氟丙烯饱和蒸气压的实验研究

    张伟;杨志强;吕婧;吕剑;

    采用静态法,测定了2-氯-3,3,3-三氟丙烯(HCFO-1233xf)的饱和蒸气压97个数据点,温度263.15~372.90 K,温度不确定度小于±2 mK,压力不确定度小于±1.2 kPa,并用Antoine方程lnP=A-B/(T+C)进行关联,确定了蒸气压方程的三个参数A、B、C的值分别为15.119、3070.575和7.198。Antoine方程计算得到的饱和蒸气压与实验数据吻合较好,相对误差均在±1%以内。通过Clausius—Clapeyron方程计算得到HCFO-1233xf在263.15~372.90 K的平均摩尔蒸发热为24363.31 J?mol-1,通过Antoine方程计算得到的常压沸点为285.22 K。

    2014年03期 v.28 449-453页 [查看摘要][在线阅读][下载 602K]
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  • SO_2在N,N’-二(2-羟丙基)哌嗪硫酸盐水溶液中气液平衡数据的测定

    崔鹏;王婷婷;王琪;李博;

    采用静态法,在耐高浓度SO2腐蚀的常压装置中,测定SO2在N,N′-二(2-羟丙基)哌嗪(HPP)硫酸盐水溶液中的气液平衡数据。实验温度283.15~323.15 K,SO2分压7.50~101.12 kPa,HPP浓度5%~30%。研究结果表明,SO2溶解度随HPP浓度增大而显著增大,随气相中SO2浓度的增大而增大,随温度的升高而降低。在实验浓度范围内,同一温度及HPP浓度下,SO2分压增大,溶解度系数值相应增大,SO2在HPP硫酸盐溶液中的溶解过程不符合亨利定律。

    2014年03期 v.28 454-459页 [查看摘要][在线阅读][下载 605K]
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  • 环丁砜抽提重石脑油芳烃体系相平衡研究

    王云芳;袁倩;迟正伟;

    采用液-液萃取技术脱除重石脑油中的芳烃。常压下,测定了含水量为0.02%、0.3%、0.5%及0.8%的环丁砜与重石脑油在剂油比1:1~5:1及温度为313.15、323.15、333.15、343.15、353.15 K的液-液相平衡数据,全面考察了环丁砜的芳烃抽提性能。结果表明,在环丁砜抽提体系中,轻质芳烃的分配系数与温度呈正比而与剂油比呈反比。环丁砜对轻质芳烃的选择性系数随温度升高而减小,随轻相中芳烃含量的降低而变大。但重质芳烃的分配系数和环丁砜对其选择性系数则随温度和剂油比变化不大。环丁砜含水量为0.5%时,在基本不改变其溶解性能的基础上使其选择性得到了明显改善。

    2014年03期 v.28 460-465页 [查看摘要][在线阅读][下载 739K]
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  • 2kPa下γ-丁内酯-二乙二醇二元系汽液平衡研究

    闫炳利;王训遒;蒋元力;张浩勤;陈卫航;

    采用自制的Rose釜在绝压2 kPa下测定γ-丁内酯-二乙二醇二元系的汽液平衡数据,并对所测得的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,分别用Wilson和NRTL方程关联实验数据,得到分子交互作用能量参数,并对汽液平衡计算值与实验值进行比较,发现二者最大偏差为0.0143,平均偏差0.0063。采用溶液浓度三次方程分别对Wilson和NRTL方程进行修正,修正后二者最大偏差0.0094,平均偏差0.0036,明显优于修正前的结果,可满足工程上分离设计的需要。

    2014年03期 v.28 466-471页 [查看摘要][在线阅读][下载 671K]
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  • 烟酸锶[Sr(C_6H_4NO_2)_2·3H_2O]的热解动力学

    廖辉伟;潘雅妹;周远;

    采用TG-DTG/DTA等方法对新合成的烟酸锶[Sr(C6H4NO2)2·3H2O]的热解过程及其动力学行为进行了研究,并利用非等温动力学原理,通过Flynn-Wall-Ozawa,Kissinger,Friedman和Freeman-Carroll等方法,计算得到烟酸锶三步热解过程的动力学参数。结果表明烟酸锶的热解分为三步,第一步为失去结晶水的过程,第二步和第三步为配体失去和配合物结构坍塌的过程;活化能(E)分别为(68.03±0.38),(369.98±9.76),(255.53±7.53)kJ·mol-1;指前因子(lgA)分别为7.68,24.69,12.88;反应级数(n)分别为1.1,2.8,1.4。同时采用Coats-Redfern法确定了烟酸锶三步热解阶段可能的机理函数及热解动力学方程。通过多步线性回归方法,确定烟酸锶三步热解过程的最佳动力学模型分别为F1(n=1),2D(n=2),AE4(n=4)。

    2014年03期 v.28 472-476页 [查看摘要][在线阅读][下载 809K]
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传递现象与单元操作

  • 折流板除雾器力学性能数值模拟研究

    刘丽艳;孔庆森;谭蔚;

    工业应用较广的折流板除雾器在使用过程中经常出现坍塌、断裂等失效问题,造成设备分离效率下降,影响整个生产工艺流程。今采用有限元分析软件ANSYS中的Mechanical与CFX模块对折流板除雾器的力学性能进行了流固耦合数值模拟,并用实验对模拟结果进行了可靠性验证。结果表明,模拟和实验结果之间最大相对误差11%,平均相对误差4%。流固耦合结果中最大应力maxσ出现在折流板约束处,是工程实际中主要失效位置。选取折流板除雾器约束处最大应力maxσ,进口第一块折板的最大应力max1σ和最大挠度totalw为控制指标,设计L9(34)正交试验研究级数、间距、折角、进口气速对maxσ、max1σ和totalw的影响规律,结果表明对maxσ的影响由强到弱依次为:折角>风速>级数>间距;对max1σ的影响由强到弱依次为:折角>级数>风速>间距;对totalw的影响由强到弱依次为:风速>折角>间距>级数。根据正交分析确定最优的条件为:折角120°、间距10 mm、级数1级、风速3 m?s-1。

    2014年03期 v.28 477-483页 [查看摘要][在线阅读][下载 1031K]
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  • CH_4/N_2在炭分子筛上的吸附平衡与扩散模型

    王鹏;石耀琦;马正飞;刘晓勤;

    使用高精密质量吸附仪(IGA-100,HIDEN)测定了CH4和N2纯组分在炭分子筛上于298、313和328 K温度下的吸附等温线及吸附动力学曲线,研究了CH4和N2在炭分子上的吸附热力学及动力学性质。选择Double Langmuir模型(DL)对吸附等温线数据进行了模拟;选择Fick扩散模型进行了吸附动力学的模拟。结果表明,DL模型可以准确地描述CH4和N2在炭分子筛上的吸附,拟合相关系数都非常接近1,N2在该炭分子筛上的吸附量大于CH4的吸附量;通过Fick扩算模型计算得:2 4N CHD/D=7.26,N2在该炭分子筛上的扩散速率大于CH4,所以该炭分子筛可以实现固定床出口直接富集CH4的目的。

    2014年03期 v.28 484-488页 [查看摘要][在线阅读][下载 725K]
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  • 改进CBY桨搅拌釜内单相流体流动与传热特性研究

    车圆圆;周俊超;毕纪葛;何潮洪;

    使用计算流体力学软件FLUENT(V6.3)对自行设计的开槽式翼型搅拌桨—CBY-H桨搅拌釜内单相体系的流动性能进行了数值研究,采用多重参考系法(MRF)和RNG k-ε湍流模型模拟搅拌釜内液体的流动情况,并将研究结果与标准的CBY桨的轴流特性进行了对比。结果表明,CBY-H桨可提高流体轴流循环性能,在桨叶下方和桨叶区流体的轴向速度比CBY桨大,高速运动的流体区域覆盖范围更广,釜内速度分布更均匀。同时CBY-H桨消耗的功率低于CBY桨,节能18.4%。论文还进行了传热实验研究,发现CBY-H桨的釜内对流传热系数略大于CBY桨,获得了传热系数Nu的关联式。

    2014年03期 v.28 489-496页 [查看摘要][在线阅读][下载 1048K]
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  • 螺旋盘管反应器内黏性流体微观混合性能研究

    何爽;罗勇;初广文;邹海魁;向阳;陈建峰;

    螺旋盘管反应器无内插件及扰流部件,通过流体流动过程产生的二次流来提高微观混合效果,比较适合于黏性流体混合过程。今采用碘化物-碘酸盐平行竞争反应体系为工作体系,以甘油调节体系黏度,对螺旋盘管反应器内黏性体系的微观混合性能进行研究。考察了物料体积流量、H+浓度、体积比、体系黏度、盘管内径对微观混合性能的影响,并与内径及有效长度相同直管的微观混合性能进行对比研究。结果表明,在实验研究范围内,提高物料体积流量可以增强混合效果,随H+浓度增加,离集指数显著增大。反应物摩尔比相同的前提下,微观混合性能随体积比增加而变差。随体系黏度增大,微观混合性能降低。减小螺旋盘管内径,微观混合性能提高,与直管相比,螺旋盘管反应器微观混合效果明显增强。

    2014年03期 v.28 497-502页 [查看摘要][在线阅读][下载 741K]
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  • 凝胶色谱法分离纯化棉籽低聚糖和蛋白

    刘聪;鲍宗必;邢华斌;杨亦文;苏宝根;任其龙;

    棉籽低聚糖是一种功能性低聚糖,可应用于食品、化妆品、医疗等方面。目前,棉籽低聚糖与蛋白的分离是最大的技术难点之一。作者研究了棉籽低聚糖和蛋白的凝胶色谱法分离。以棉籽糖和牛血清白蛋白混合溶液为原料,采用Sephdex G-10、Sephdex LH-20和Toyopearl HW-40C三种不同凝胶制备柱为固定相,考察了凝胶种类、温度、流动相组成、进样浓度等因素对分离的影响,确定了适宜的工艺操作条件:以去离子水为流动相,HW-40C凝胶为固定相,柱温40°C,上样浓度100 mg?mL-1,进样体积1 mL,流速为1.82 BV?h-1。在该工艺条件下,脱脂棉粕提取液经凝胶色谱分离可得到纯度达89.1%的棉籽糖,收率为64.8%。本方法具有操作简便,分离效率高,产品质量好,为棉籽低聚糖和棉籽蛋白的制备研究提供了一种新的方法。

    2014年03期 v.28 503-509页 [查看摘要][在线阅读][下载 909K]
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  • FCC提升管两股催化剂混合预提升结构内颗粒混合特性的研究

    朱丽云;刘泽田;范怡平;卢春喜;

    在催化裂化工业中,将部分温度较低的待生剂与高温再生剂作为两股进料引入提升管可实现增加剂油比、提高目标产品收率的目标。今在一套大型冷模实验装置上,采用热颗粒示踪技术考察了一种能够实现冷、热两股催化剂混合的FCC提升管预提升结构内冷、热颗粒的混合特性;采用混合指数来量化冷、热颗粒在预提升段内的混合行为;并分析了操作条件对冷、热颗粒混合的影响。研究结果表明,在预提升底部,温度分布明显不均,混合指数偏小,随着提升管预提升轴向高度的提高,温度分布逐渐趋于均匀,混合指数也变大,说明冷热颗粒混合得越好;而中心管表观气速较低时,混合指数相对较大,冷、热颗粒混合较好;当冷颗粒与热颗粒循环强度比例接近3:2时,冷、热颗粒混合较为理想。

    2014年03期 v.28 510-517页 [查看摘要][在线阅读][下载 1106K]
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  • 立体传质塔板CTST喷射特性的研究

    刘继东;谢振山;贺亮;刘哲;

    立体喷射型塔板的喷射状况对气液两相接触面积有重要影响。在直径570 mm的冷模实验塔内,采用高速摄像仪对CTST的喷射过程参数进行了实验研究,并且基于不稳定波动理论建立了液滴群平均粒径的计算模型。结果表明:喷射孔气速是影响喷射锥角的关键因素,随着喷射孔气速的增加喷射锥角逐渐增大,当喷射孔气速超过7.5 m?s-1时,喷射锥角趋于恒定,其数值稳定在55°左右。随着气速的增加喷射孔处液膜速度显著增大,而液体流量增加时液膜速度略有减小,越靠近喷射孔顶端液膜速度越大。喷射区域内液滴的分布密度接近于Rosin-Rammler分布,在喷射锥角为[20o,40o]区间内的液滴数量比较集中,随着气速和液体流量的增大,液滴分布密度逐渐趋于均匀。液滴群平均粒径随气速的增加而减小,随液量的增加略有增大。正常工作范围内,液滴群平均粒径为1.0~2.5 mm。

    2014年03期 v.28 518-523页 [查看摘要][在线阅读][下载 801K]
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  • 多级逆流微萃取系统开发与传质性能研究

    罗强;李少伟;郭绪强;景山;

    为开发多级逆流微萃取系统,实现稳定逆流操作,研究液-液两相在此系统中的传质规律,以及探索传质性能的最优化操作条件。以双向四缸往复泵和四个缓冲室通过单向阀与料液罐相连,构成脉冲进料出料系统,以单向阀控制两相单向流动,实现微萃取系统的逆流操作;以30%(v/v)TBP-煤油/水体系为研究对象,选择硝酸为待萃取物,以平行并列微通道为微萃取设备,进行单级微萃取实验,研究脉冲频率、脉冲体积、浓度等操作条件对传质性能的影响;在此基础上,进行四级逆流微萃取的研究,总结出最优化操作条件。结果表明,在两相脉冲冲程均为80μL,脉冲频率为0.13 Hz时,单级微萃取的萃取级效率达到最大;在四级逆流微萃取系统中,总萃取效率超过90%。

    2014年03期 v.28 524-529页 [查看摘要][在线阅读][下载 1240K]
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  • 高效澄清萃取槽内搅拌对液液分离特性的影响

    赵秋月;张廷安;刘燕;王淑婵;谢超亚;

    针对传统稀土萃取混合澄清槽存在的问题,提出了在澄清室增加搅拌装置以提高澄清效率的方法。通过对四斜叶搅拌桨、Intermig桨及框式搅拌桨等不同桨型搅拌对澄清度影响的研究,证实四斜叶桨是合适的桨型,经搅拌之后,澄清室两相分离效果明显优于传统混合澄清槽,澄清度平均提高30%以上。在转速20,30,40和50 r·min-1条件下,搅拌桨离底距离分别为4.0,5.5,7.0,8.5和10.0 cm,搅拌桨距溢流口距离分别为10,13和16 cm时,对四斜叶桨搅拌澄清度的研究结果表明,低转速下澄清效果更好,搅拌桨距离溢流口越近澄清效果越好,而搅拌桨离底距离8.5cm,即处于两相混合带附近时澄清效果最佳。在此基础上,根据因次分析原理和试验数据建立了澄清度因次公式。

    2014年03期 v.28 530-534页 [查看摘要][在线阅读][下载 690K]
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  • 高温高压CO_2泡沫性能评价及实验方法研究

    章杨;张亮;陈百炼;李海奎;王玉婷;任韶然;

    CO2驱和CO2泡沫驱是提高采收率的有效技术。研究利用改进的高温高压可视化CO2泡沫仪,针对不同表面活性剂,在不同CO2相态、温度和压力条件下进行了CO2泡沫性能测试实验。根据泡沫性能的不同评价指标,分析了影响CO2泡沫性能的主要因素,及其不同实验条件和实验方法下测得的泡沫性能参数的相关性。结果表明,CO2的相态(气态、液体和超临界状态)对产生泡沫的形态和泡沫性能影响很大。泡沫的起泡体积和稳定性主要受表面活性剂的类型和性能、温度和压力的影响。利用填砂管驱替实验装置,在不同压力、温度和渗透率条件下进行了CO2泡沫流动实验,根据测试的阻力因子评价CO2泡沫的封堵剂流度控制能力,并与高温高压泡沫仪的测试参数进行对比和关联。实验结果表明,填砂管的渗透率对CO2泡沫的封堵和流度有很大影响,渗透率越大,泡沫的封堵能力越强,有利于提高波及效率和降低CO2的流度。驱替实验所测得的CO2泡沫的流动阻力因子与泡沫仪测试的起泡体积和半衰期正相关,但泡沫的半衰期对泡沫的封堵和流度影响更大,即泡沫的稳定性是影响其在地层内流度控制作用的主要因素。

    2014年03期 v.28 535-541页 [查看摘要][在线阅读][下载 636K]
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  • 60℃静态时碳酸钙析晶污垢初始阶段生长机理

    盛健;张华;赵萍;史雪菲;

    以余热利用换热器为研究对象,在60℃CaCl2-Na2CO3溶液中改变浓度、pH值和材料,通过静态反应生长法,采用称重法和扫描电子显微镜分别获得不同浸入时间挂片的结垢量和污垢形貌。结果表明:较高的浓度、pH值和材料表面自由能,会产生较高的晶体生长动力和能量,前者促进细长的柱状或针状晶体形成并提高其生长速率;后者使系统能量降低,促进其他晶相转变为方解石。碳酸钙析晶污垢生长可分为结垢前期(表面反应机理),结垢中期(表面反应机理与颗粒粘附机理竞争期)和结垢后期(颗粒粘附机理)。结垢前期和结垢中期在诱导期内,污垢热阻为负值或零且对流体还没有阻力,而结垢后期则对应生长期,属于污垢快速生长阶段。

    2014年03期 v.28 542-548页 [查看摘要][在线阅读][下载 1342K]
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  • 超临界CO_2中分散红54在涤纶织物中的扩散研究

    李雁;徐明仙;董萍;沈元;林春绵;

    超临界CO2染色技术是一种新型的绿色环保染色技术,超临界CO2中分散染料在涤纶织物中的扩散性能是超临界CO2染色技术的一个重要基础。为了研究超临界CO2中分散染料在涤纶织物中的扩散性能,研究采用"卷层法",在温度70~110℃,压力16~24 MPa下,选用分散红54在自行研制的超临界CO2染色装置中对涤纶织物进行超临界CO2染色扩散实验。实验结果表明,染料在涤纶织物中的扩散过程是一边上染纤维一边向纤维内部扩散的过程,所建立的染色—扩散模型成功地描述了这一过程。随着温度的升高,染色速率系数与扩散系数之比随之增大,随着压力的升高,两者之比先升后降。

    2014年03期 v.28 549-552页 [查看摘要][在线阅读][下载 732K]
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反应工程

  • 载体SiO_2孔径及助剂对Co/SiO_2催化剂微观结构及费托合成反应性能的影响

    江云辉;付廷俊;吕静;李振花;

    以三种不同孔径的SiO2为载体,等体积浸渍法制得三种Co/SiO2催化剂用于费托合成反应,采用氮气物理吸附、H2-TPR、H2-TPD、XRD、SEM和TEM等手段对催化剂的微观结构进行了表征。结果表明,载体的孔径对催化剂中钴的分散度和还原度有显著影响。小孔径SiO2为载体时,钴颗粒多堆积在孔外部,不利于钴颗粒的分散,还原度低;大孔径SiO2为载体时,钴颗粒粒径较大,致使钴分散度降低;两者均不利于CO的转化。而孔径适中的B型SiO2为载体制备的催化剂有较高的钴还原度和分散度,具有较高的费托反应活性和链增长能力。以孔径适中的SiO2为载体,进一步考察了助剂La、Ce和Zr对催化剂微观结构及催化性能的影响。结果表明,三种助剂的加入均改变了SiO2表面的性质,C5+选择性均有所提高,其中以锆为助剂效果最佳。研究表明钴锆界面的生成促进了钴颗粒的分散,提高了催化剂的活性,且有利于重质烃的生成。

    2014年03期 v.28 553-560页 [查看摘要][在线阅读][下载 1404K]
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  • 乙酰乙酰基丙烯酸酯聚合物乳液的合成及室温交联改性

    雷亮;夏正斌;邢俊恒;钟理;

    采用半连续种子乳液聚合法合成了核壳型乙酰乙酰基丙烯酸酯聚合物乳液,并采用1,6-己二胺对其进行了室温交联改性。探讨了乳液聚合反应条件和交联单体甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯(AAEM)用量对乳液及乳胶膜性能的影响。结果表明:当乳化剂十二烷基联苯醚二磺酸钠(DSB)、引发剂过硫酸钾(KPS)用量分别为单体总量的1.5%(wt)和0.5%(wt)时,单体转化率高,凝胶率低。透射电镜(TEM)分析显示乳胶粒呈明显的核壳结构,粒径约为130 nm。DSC、TGA和力学性能测试表明交联提高了乳胶膜的玻璃化转变温度、热稳定性及力学性能。随着AAEM用量的增加,乳胶膜的性能逐渐得到提高。当AAEM用量为单体总量的7%(wt)时,加入己二胺的乳液仍贮存稳定,可以单组分包装,并且交联后的乳胶膜性能优异。

    2014年03期 v.28 561-566页 [查看摘要][在线阅读][下载 624K]
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  • 反相乳液法mSt-g-AM接枝共聚反应的动力学模型

    谢新玲;童张法;黄祖强;张友全;

    采用反相乳液法进行淀粉与丙烯酰胺接枝共聚反应的机理研究,考察以过硫酸铵引发机械活化淀粉(mSt)与丙烯酰胺(AM)接枝共聚反应速率Rg与引发剂浓度[I]、乳化剂浓度[E]、单体浓度[M]和淀粉浓度[mSt]的关系,推导并验证该反应体系的动力学模型及反应机理。结果表明,本实验得出的动力学关系式为:[][][][]1.24 0.76 1.54 0.33gR∞mSt I M E,与理论推导出的动力学关系式:[][][][]0.5~1 0.5~1 1~1.5 0.6pR∞mSt I M E基本一致,机械活化淀粉与丙烯酰胺在反相乳液中进行接枝共聚反应符合自由基聚合机理;在聚合过程中,引发剂分解副反应、诱导分解及"笼壁效应"导致引发效率降低,单基终止和双基终止反应同时存在;推导出共聚物消耗单体量与参加反应单体总量的比值(X):[][][][][][][]0.5 0.50.5 0.5 0.5 0.51 2 31/X=1+KM/mSt+KmSt I/M+KI/mSt,单体浓度、淀粉乳浓度和引发剂浓度对其有重要影响。

    2014年03期 v.28 567-573页 [查看摘要][在线阅读][下载 689K]
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  • 引发体系对细乳液聚合制备PAN纳米粒子的影响

    沈慧芳;高强;朱爱玉;

    为制备出规则球形的聚丙烯腈(PAN)纳米粒子,探究水溶性较大的单体的细乳液聚合机理,分别采用过硫酸钾(KPS)、偶氮二异丁腈(AIBN)和双氧水/L-抗坏血酸(H2O2/LAA)氧化还原引发剂进行丙烯腈(AN)的细乳液聚合。通过乳液外观的变化比较了三种引发剂对聚合过程的影响,对比了三种PAN纳米粒子的形态、粒径和结晶情况。结果发现;采用热引发剂时,由于AN的水溶性增大,单体扩散明显,所制备出的PAN纳米粒子为不规则颗粒;而采用氧化还原引发剂能够获得规则球形的PAN纳米粒子。说明了水溶性较大的单体进行细乳液聚合时,温度是影响液滴成核主导地位的关键因素;均相成核是造成PAN颗粒表面结晶进而导致PAN粒子形状不规则的主要原因。

    2014年03期 v.28 574-579页 [查看摘要][在线阅读][下载 892K]
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  • 碳酸二甲酯与乙醇酯交换反应动力学

    王红星;李海勇;张希;黄智贤;邱挺;

    在间歇反应釜内,以甲醇钠为催化剂,对碳酸二甲酯与乙醇酯交换合成碳酸二乙酯反应进行了研究,考察了催化剂浓度、反应温度、乙醇与碳酸二甲酯的摩尔配比等因素对酯交换反应的影响,通过数据校正优化了实验原始数据,建立了动力学模型并进行严格的模型检验,得到了可靠的模型参数。结果表明,该反应为连串反应,中间产物为碳酸甲乙酯,反应焓分别为ΔH10=-1.595 kJ?mol-1,ΔH20=0.809 kJ?mol-1;两个反应均为可逆反应,活化能分别为Ea1+=45.633 kJ?mol-1和Ea1-=47.228 kJ?mol-1、Ea2+=55.058 kJ?mol-1和Ea2-=54.249 kJ?mol-1。

    2014年03期 v.28 580-585页 [查看摘要][在线阅读][下载 742K]
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  • 链转移剂单体存在下自由基NaSCN溶液聚合制备支化聚丙烯腈

    张岩;崔逸;黄文艳;薛小强;杨宏军;蒋必彪;

    以偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,醋酸乙烯酯(VAc)为第二单体,甲基丙烯酸-3-巯基丙酰氧基乙酯(MMPOE)为链转移剂单体,45%硫氰酸钠(NaSCN)水溶液为溶剂,进行常规自由基共聚反应合成支化聚丙烯腈(BPAN);研究了链转移剂单体含量对聚合物的影响。通过气相色谱(GC)、核磁共振氢谱(1H-NMR)、三检测凝胶渗透色谱(TD-GPC)、旋转流变仪分别对聚合反应过程和聚合产物进行了表征分析。结果表明:在NaSCN水溶液体系中,以MMPOE为链转移剂单体制得了较高支化程度的支化PAN,其支化程度随MMPOE含量的增加而提高,分子量随MMPOE含量的增加而降低;25℃下,15.7%固体含量的支化PAN溶液的零剪切黏度(η0=3.52 Pa·s)仅为其同分子量的线型聚合物溶液黏度(η0=27.7 Pa·s)的12.7%。

    2014年03期 v.28 586-591页 [查看摘要][在线阅读][下载 733K]
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生物化工

  • 可降解导电PEDOT/PLLA复合材料的制备及其性能的研究

    王树萍;关水;徐超;张晓庆;刘天庆;马学虎;

    采用化学聚合方法制备透明质酸(HA)掺杂的聚3,4-乙撑二氧噻吩(PEDOT)导电材料,通过正交实验优化反应条件(掺杂剂、氧化剂、反应时间)提高其电导率,将其与聚左乳酸(PLLA)结合,制得一种导电性良好且可生物降解的PEDOT/PLLA复合材料,考察了PC12细胞在PEDOT/PLLA膜上的粘附生长等生物相容性指标。四探针电导率仪检测表明,当HA为0.05 g,过硫酸铵(APS)为0.015 mol,反应时间为24 h,制备的PEDOT电导率可达0.36 S?cm-1;通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、能谱(EDS)分析掺杂所得PEDOT纳米材料成分,以及扫描电镜(SEM)观察PEDOT颗粒和PEDOT/PLLA复合薄膜的表面形态,表明HA已成功掺杂到PEDOT,且制得的PEDOT/PLLA复合薄膜中PEDOT分散性较好;荧光显微镜、金相显微镜观察及CCK-8分析表明,PEDOT颗粒有利于PC12细胞的粘附及突触伸长,且在包被层粘连蛋白(LN)的PEDOT/PLLA膜(质量浓度为30%(wt))培养72 h后,细胞存活率增加至对照的(116.6±3.2)%。以上结果初步表明,PEDOT/PLLA膜具有较好的生物相容性,且利于PC12细胞突触的伸长,这为进一步神经组织工程导电生物支架的研究制备提供了实验支持。

    2014年03期 v.28 592-599页 [查看摘要][在线阅读][下载 996K]
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  • 以甘油为碳源分批补料高密度发酵产环氧化物水解酶

    陈冠宇;袁建锋;吴绵斌;林建平;杨立荣;

    环氧化物水解酶能够立体选择性地催化环氧化合物生成相应的二醇,具有重要的工业应用价值。通过摇瓶实验研究了不同甘油浓度对重组大肠杆菌Rosetta(DE3)/pET28(a)-CESH生长的影响,确定了IPTG最佳诱导时机、诱导浓度和诱导后培养温度。在15 L发酵罐进行放大培养,对比分批补料和批次发酵,前者生产率达6.71×105 U·(L·h)-1,比批次发酵提高了33.3%,酶活达到2.0×107 U·L-1,所用的时间,比批次发酵缩短了10 h,适合于工业应用。

    2014年03期 v.28 600-605页 [查看摘要][在线阅读][下载 787K]
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化学工艺

  • (1R,2R)-2-((R)-3-(苄氧基)吡咯烷基)环己醇的合成研究

    叶海伟;俞传明;钟为慧;苏为科;

    报道了一种维纳卡兰关键中间体(1R,2R)-2-((R)-3-(苄氧基)吡咯烷基)环己醇(RRR-2)的合成方法。以(R)-3-羟基吡咯烷(3)为原料,先经氨基选择性保护和脱保护反应,再与环氧环己烷开环反应制得混旋体2,最后经化学拆分制得光学纯的目标产物RRR-2,总收率达38%(文献收率15%);同时研究了将拆分母液中异构体SSR-2转化为混旋体2的有效方法,即异构体SSR-2与二氯三苯基膦/三乙胺体系(摩尔比=1:2.1:2.5)在回流的乙腈中发生SN2取代反应,然后直接水解可重新制到混旋体2,收率为75%。中间体及产物的结构经核磁共振、质谱和手性液相确证。该法反应条件温和,收率良好,操作简便,异构体SSR-2可再生利用,原料成本较低,具有工业化应用前景。

    2014年03期 v.28 606-611页 [查看摘要][在线阅读][下载 672K]
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  • 阴离子型聚氨酯制备石蜡乳液的研究

    刘尧;魏燕彦;孔维良;宗成中;

    为了获得不含小分子乳化剂的石蜡乳液,合成了一组不同结构的阴离子型聚氨酯,考察了其乳化能力,并用阴离子型聚氨酯制备出稳定的石蜡/正十八烷乳液。用红外光谱(FT-IR)和凝胶渗透色谱(GPC)表征了聚氨酯的分子结构,对石蜡乳化过程的电导率进行跟踪,研究了聚氨酯分子结构和用量对乳液粒径和乳液稳定性的影响。研究发现:亚硫酸氢钠封端的聚氨酯乳化过程中的电导率远大于甲乙酮肟和甲醇封端的聚氨酯,其乳液稳定性较差。当聚氨酯含量小于30%(wt)时,只用实验合成的聚氨酯无法得到稳定的石蜡乳液。研究得到甲乙酮肟封端聚氨酯制备的石蜡乳液稳定性最佳,其石蜡乳液平均粒径为300~500 nm。

    2014年03期 v.28 612-617页 [查看摘要][在线阅读][下载 631K]
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化工系统工程

  • 球形扩散控制体系中药物释放的建模及优化

    黄建敏;王文俊;李伯耿;朱世平;

    针对球形扩散控制体系中的药物释放,通过建立数学模型,借鉴反问题求解思路,利用混合Newton-Tikhonov正则化方法,优化体系中初始药物浓度分布以及扩散系数分布,实现不同的目标药物释放。在固定扩散系数条件下,优化了实现拟恒速、速率线性降低及先增后恒速的非线性释放目标的初始药物浓度分布;还优化了不同初始药物浓度分布条件下的体系扩散系数分布,以期达到拟恒速释放。研究表明:通过优化球形基质体系中药物的初始浓度分布或扩散系数分布,体系的药物释放可达到释放的目标要求;通过简单的外层无/少药物负载的初始浓度设计,优化扩散系数的体系可有效解决"突释"问题。

    2014年03期 v.28 618-625页 [查看摘要][在线阅读][下载 758K]
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  • 基于免疫机理的化工园区安全生产预警预测模型研究

    陈清光;陈国华;段伟利;叶青;

    引入免疫机理对化工园区安全生产预警预测模型进行了研究。基于生物免疫系统与化工园区安全生产管理体系的相似性,借鉴抗原(Ag)与抗体(Ab)相互作用的机制,构建了化工园区安全生产预警指标体系,应用改进的层次分析法得到各指标权重,结果表明,影响较大的Ag指标有AgⅤ(企业生产危险性状况)、AgⅥ(企业间相互影响状况)、AgⅣ(整体规划水平);影响较大的Ab指标有AbⅠ(安全生产监管机构与人员配置)、AbⅣ(安全生产监管力度)、AbⅡ(安全生产规章制度)。结合Mamdani模糊模型、Elman网络算法分别建立了化工园区安全生产现状预警和未来预测模型,选取典型化工园区进行应用,获得其事故免疫力值。应用表明,该模型可对化工园区安全生产现状进行预警,对未来状态进行预测,预警预测结果与实际情况相符,并可根据模型预测结果采取相应的措施预防安全生产事故,为化工园区安全生产管理提供一种新的预警技术和方法,提升重大事故的预防预警能力。

    2014年03期 v.28 626-633页 [查看摘要][在线阅读][下载 840K]
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  • 气液两相流参数测量中弧状电极电磁流量计理论分析

    施艳艳;王萌;沈明辉;王海明;

    常用电磁流量计的电极为点状形式,广泛用于管道流体速度分布呈轴对称的单相流参数测量,当流速呈非轴对称分布时则引起测量误差。为满足两相流参数测量要求,改善点状电极结构对流速分布的敏感性,提出了采用弧状电极结构形式电磁流量计对两相流参数进行测量。采用解析计算法研究了弧状电极电磁流量计的特性:对弧状电极测量敏感场的权重函数分布进行了计算,同时为降低管道流体流速分布对测量准确性的影响,根据权重函数分布均匀性,确定了弧状电极电磁传感器的结构参数;分析了垂直上升管气液两相流典型流型时弧状电极电磁流量计的响应特性。分析结果表明,弧状电极电磁流量计的权重函数分布相比点状结构形式要均匀得多,其响应特性分析给出了两相流测量中电极之间测量电压与流体速度之间的关系,从而为弧状电极电磁流量计在气液两相流参数测量中的应用提供了理论基础。

    2014年03期 v.28 634-640页 [查看摘要][在线阅读][下载 803K]
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  • 一种微流控系统仿真的新方法

    曾议;孙友文;

    针对复杂的大规模微流控芯片,提出了一种新的通用微流控系统行为模拟方法,计算芯片中由压力驱动的,线性和非线性的,静态和动态的溶液、溶质传输。对芯片中溶液/溶质传输的对流-扩散方程进行了分析,定义新的节点变量,抽象出系统集总模型,通过空间离散化处理,考虑了管壁柔性对模型参数的影响,建立毛细管传输的数值模型。新方法可以避免复杂解析解的求解,计算时间短。利用Verilog-AMS语言实现了模型建立和求解,开发了具体应用程序,对自制微流控开关梯度发生器及脉冲编码调制器进行模拟和分析,通过对比仿真和实验结果,验证了方法的有效性。

    2014年03期 v.28 641-647页 [查看摘要][在线阅读][下载 852K]
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材料科学与工程

  • 凹凸棒黏土对壳聚糖/海藻酸钠微球释放性能的影响

    吴洁;丁师杰;陈静;刘超;黄娟娟;

    将凹凸棒黏土(ATP)与海藻酸钠(SA)进行复合以改善SA的缓释性能。以ATP/SA复合物为球芯材料,壳聚糖(CS)为包覆材料,采用复凝聚法制备凹土/海藻酸钠/壳聚糖复合微球(ASCM),并以双氯芬酸钠(DS)为模型药物,考察了凹土添加量对复合微球溶胀性能、载药性能和缓释性能的影响。结果表明,凹土的加入改善了微球的溶胀性能和缓释性能,而对微球载药性能影响不大。与海藻酸钠/壳聚糖微球(SCM)相比,当复合微球中ATP/SA(w/w)为20%时,其在pH6.8的磷酸缓冲溶液中2 h的累积释放率由58.8%减小到38.7%。复合微球体外释放动力学数据表明,其释药行为可以很好地用一级动力学方程拟合。凹土的加入有效改善了SA的缓释性能,ASCM可作为缓释药物的载体材料。

    2014年03期 v.28 648-653页 [查看摘要][在线阅读][下载 975K]
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  • 端基含希夫碱配合物的聚苯乙烯的合成及其荧光性能的研究

    杨珍;路建美;李娜君;

    通过原子转移自由基聚合(ATRP)方法合成了含水杨醛端基的聚苯乙烯(PSt-S),并分别与对氨基苯甲酸、对甲氧基苯胺、苯胺以及对硝基苯胺反应,使其水杨醛端基转变成希夫碱可配位基团。这类含希夫碱端基的聚苯乙烯在微波辐射条件下分别与Zn(II)配位,得到端基为希夫碱—Zn(II)配位基团的聚苯乙烯配合物,具有良好的成膜性,并能发射较强的绿色荧光。考察了取代基、聚合物分子量、微波辐射强度和时间对聚苯乙烯配合物荧光强度的影响,结果表明供电子基团的引入使得荧光发射峰红移,且荧光强度增大;控制聚合物的分子量可以调控荧光强度;相对于常规条件,微波辐射有助于配位反应。

    2014年03期 v.28 654-658页 [查看摘要][在线阅读][下载 729K]
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环境化工

  • 铁锆柱撑蒙脱土的制备及其催化湿式过氧化氢氧化染料废水的研究

    孙甜;赵彬侠;王琪;孙烨;王蒙;高敏;张小里;

    采用离子交换法制备了用于催化湿式过氧化氢氧化(CWPO)处理酸性橙II染料废水的铁锆柱撑蒙脱土(Fe-Zr-MMT)系列催化剂,利用比表面测定仪(BET)、X-射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)等方法分别表征催化剂的比表面积特性、活性组分结构形态及表面形貌,研究了不同制备方法(超声波法和传统法)、Fe/Zr摩尔比及焙烧温度对催化剂的催化活性和稳定性的影响。结果表明:采用超声法制备,Fe/Zr摩尔比2/8和400℃下焙烧的Fe-Zr-MMT催化剂中出现有效晶型羟基氧铁(FeOOH),比表面积最大,催化剂颗粒分散性较好。使用该催化剂催化湿式过氧化氢氧化废水时,当催化剂用量为0.5 g?L-1,入水pH=3.0,反应温度60℃,30%H2O2加入量为2.4 mmol,反应3 h时,废水COD去除率高达83.5%,活性组分溶出量仅为2.09 mg?L-1。该催化剂与用于CWPO处理染料废水的同类催化剂相比,具有更高的催化活性和稳定性。

    2014年03期 v.28 659-664页 [查看摘要][在线阅读][下载 943K]
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  • 臭氧氧化炼厂反渗透浓水的有机组成及特性研究

    李英芝;詹亚力;张华;吴百春;

    采用XAD-8树脂对臭氧氧化前后炼厂反渗透(RO)浓水中的有机物进行组分分离,并采用紫外分光光度法(UV)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、三维荧光光谱(3D-EEM)等方法对不同组分的结构进行表征。结果表明,RO浓水中含有大量的富里酸类腐殖质和腐殖酸类腐殖质等荧光物质;原水溶解性有机物(DOC)含量为(46.1±0.5)mg?L-1,其中疏水酸性有机物(HoA)、疏水碱性有机物(HoB)、疏水中性有机物(HoN)及亲水性物质(HiM)四种组分的比例分别为20.8%、4.5%、27.3%及47.5%。臭氧氧化后各组分比例分别为21.5%、2.6%、15.1%及60.6%,亲水性物质增加了13.1%,但DOC去除率仅为2.5%;HoA和HoN中大量含有C=C、C=O等不饱和键和芳香结构物质,而HiM中含量很少,但含有大量含C-O键及脂肪烃类物质;臭氧氧化可以降低RO浓水中有机物的芳香性构化程度,破坏其中难以被降解的不饱和键,使疏水性物质大量被氧化成亲水性物质。

    2014年03期 v.28 665-670页 [查看摘要][在线阅读][下载 663K]
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研究简报

  • 一种新型共混复合纳滤膜的制备及性能研究

    高复生;高从堦;高学理;王志宁;王剑;都娟成;

    以海藻酸钠(ALG)和羧甲基纤维素钠(CMC)共混液为活性层铸膜液,聚砜(PSF)超滤膜为基膜,环氧氯丙烷(ECH)的乙醇溶液为交联剂,采用涂敷和交联的方法制得一种新型复合纳滤膜,利用红外光谱仪、扫描电子显微镜、原子力显微镜和接触角测量仪等检测手段对复合膜进行了结构和性能的表征。结果表明,在1.0 MPa压力和30 L?h-1料液流量操作条件下,该复合纳滤膜对1000 mg?L-1 Na2SO4溶液的截留率为97.1%,通量17.3 L?m-2?h-1。以ALG和CMC共混液制备的复合纳滤膜比单一材料膜有更致密的膜面结构,截留率更高。该纳滤膜对不同无机盐的截留性能不同,表现出荷负电膜截留性能,这主要决定于荷电膜与电解质离子之间的静电作用力。

    2014年03期 v.28 671-675页 [查看摘要][在线阅读][下载 839K]
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  • 无机物液体等压热容的关联

    王双成;

    根据液体等压热容的定义,在修正的Rackett方程的基础上,导出了无机化合物液体等压热容的关联式。利用该模型计算了14种无机物102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3.21%,计算准确性优于文献方法;该方法适用于各种无机化合物在不同温度下液体等压热容的估算;方法简单方便,根据摩尔质量、临界温度、临界压力、标准沸点、标准熔点和偏心因子等易查取的物性数据,不需要理想气体等压热容数据就可以直接估算该无机物液体不同温度下的等压热容。

    2014年03期 v.28 676-679页 [查看摘要][在线阅读][下载 582K]
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  • 中极性大孔吸附树脂分离纯化菊米总黄酮

    周苏果;李大方;沈忱;熊春华;

    比较了8种大孔吸附树脂D101、AB-8、NKA-9、D4020、S-8、200702、H103、NKA-Ⅱ对菊米总黄酮的吸附性能,以大孔吸附树脂对菊米总黄酮的吸附率、洗脱率为评价指标,筛选出合适的大孔吸附树脂分离纯化菊米总黄酮,并以静态实验、动态试验考察大孔树脂对菊米总黄酮的分离纯化效果及影响因素,优化吸附和解吸条件。结果表明:200702中极性树脂分离纯化菊米总黄酮效果较好,其最佳吸附工艺为:上样液pH 5~6,质量浓度0.35 mg?mL-1,上样液流速3.0 mL?min-1,最佳洗脱工艺为:70%乙醇溶液30 mL,洗脱速率2.5 mL?min-1,通过本工艺菊米总黄酮纯度达83.5%。

    2014年03期 v.28 680-684页 [查看摘要][在线阅读][下载 726K]
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  • 石墨烯-纳米金修饰电极的制备及其对痕量铅(Ⅱ)的测定

    刘艳;牛卫芬;

    通过一步电沉积技术在玻碳电极表面构建了石墨烯-纳米金复合材料。将该复合材料与铋膜相结合,采用阳极溶出伏安法实现了对Pb(II)的检测。通过SEM对制备的石墨烯-纳米金复合材料进行了微观结构表征。拉曼光谱及电化学研究表明,石墨烯-纳米金复合材料具有良好的导电性和大的比表面积,修饰电极的电化学信号得到较明显增强,同时促进了铋膜预富集铅的能力,对Pb(II)检测灵敏度高,检测范围宽。在最佳实验条件下,其对Pb(II)浓度的定量测定线性范围为1~220μg?L-1,R=0.9987,检出限为0.1μg?L-1(S/N=3)。实际样品中铅的测定结果表明,该方法简便、可靠,具有实际应用价值。

    2014年03期 v.28 685-689页 [查看摘要][在线阅读][下载 745K]
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  • 等离子体改性技术在碳纤维/PEK-C复合材料中的应用研究

    李伟;姚树勇;马克明;陈平;杨浩志;杨森;

    利用低温氧等离子体处理技术对碳纤维进行表面改性,采用X射线光电子能谱、原子力显微镜等手段对碳纤维的表面性质进行表征,考察了等离子体功率和处理时间对碳纤维/PEK-C树脂基复合材料的界面黏结性能和力学性能的影响。结果表明,等离子体处理能够增加碳纤维表面的活性含氧基团含量和粗糙度,复合材料的界面黏结性能得到明显改善。在应力作用下,复合材料的破坏模式由未处理的界面脱黏破坏转变为等离子体处理后树脂基体的破坏。碳纤维在200 W的等离子体功率下处理12.5 min时,复合材料的层间剪切强度(ILSS)和弯曲强度分别达到最大值94.12MPa和1316.76 MPa。

    2014年03期 v.28 690-694页 [查看摘要][在线阅读][下载 668K]
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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。2)论文的前言应该反映所研究领域的最新进展,对已有的研究成果要进行充分论述,对本文工作的创新思想和意

    2014年03期 v.28 695页 [查看摘要][在线阅读][下载 72K]
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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

    2014年03期 v.28 696页 [查看摘要][在线阅读][下载 39K]
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