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

  • 三元体系NaBr-Na_2SO_4-H_2O和NaBr-KBr-H_2O373 K相平衡

    桑世华;崔瑞芝;胡咏霞;

    针对川西盆地富硼钾溴地下卤水组成,采用等温溶解平衡法研究了三元体系NaBr-Na2SO4-H2O和NaBr-KBr-H2O在373 K时的相平衡,测定了373 K条件下平衡溶液的溶解度和密度,根据实验数据绘制相应的相图和密度图。研究发现:两个三元体系在373 K条件下均属于简单共饱和型,无复盐及固溶体生成。相图中均有一个共饱和点,2个平衡固相结晶区和2条单变量曲线。在三元体系NaBr-Na2SO4-H2O中,平衡固相分别为:NaBr和Na2SO4,三元体系NaBr-KBr-H2O相应的平衡固相分别为:NaBr和KBr。并简单讨论了密度的变化规律。

    2014年05期 v.28 939-943页 [查看摘要][在线阅读][下载 735K]
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  • 三甲胺类非对称双阳离子型离子液体的合成及其物理化学性质研究

    王军;武金超;杨许召;王满满;苗进辉;

    研究了一类新型的非对称双阳离子型离子液体的合成及物理化学性质,为该类离子液体的工业应用奠定理论基础。以3-溴丙基三甲基溴化铵、吡啶和4-甲基吗啉为阳离子母体设计合成了一类非对称双阳离子型离子液体,产品进行了IR和H1 NMR表征。通过差示扫描量热仪(DSC)测定了离子液体1-(4-甲基吗啉鎓基)-3-(三甲胺鎓)丙烷双三氟磺酰亚胺盐([MpC3N111][NTf2]2)和1-(吡啶鎓基)-3-(三甲胺鎓)丙烷双三氟磺酰亚胺盐([PyC3N111][NTf2]2)的热力学性质,得到了其熔点、相变焓和相变熵的值。对热容数据进行多项式拟合,得到了以298.15 K为参考温度的固相区和液相区的热力学方程。利用非等温热重分析法(TG),研究了高纯氮气气氛下离子液体[MpC3N111][N(CN)2]2和[PyC3N111][N(CN)2]2的热分解动力学,通过ASTM法和Ozawa-Flynn-Wall法对不同升温速率下的热分解数据进行关联,得到了反应活化能Ea和指前因子lgA,两种方法得到的结果基本一致。

    2014年05期 v.28 944-950页 [查看摘要][在线阅读][下载 748K]
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传递现象与单元操作

  • 电渗析浓缩模拟浓盐水工艺的实验研究

    张影;马学虎;兰忠;白涛;

    海水资源的综合利用和环境保护的要求极大地促进了淡化后浓盐水的处理技术的发展。电渗析是盐水浓缩广泛关注和应用的技术之一,膜性能和操作条件对电渗析过程特性有着重要的影响。实验研究了以模拟海水淡化浓水(含盐量70 g·L-1)为原料的间歇循环电渗析过程,以浓度150 g·L-1、能耗120 kWh·(tNaCl)-1,为目标,研究了浓室流量、浓淡室流量比、操作温度、操作电压对能耗和相对浓缩率的影响。实验结果表明,温度和浓室流量对实验结果影响不大,而电压和浓淡室流量比影响比较大,实验所得最佳操作条件为浓室流量250 L·h-1,浓淡室流量比2:3,电压19V和操作温度30℃。

    2014年05期 v.28 951-956页 [查看摘要][在线阅读][下载 735K]
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  • 多喷嘴对置式气化炉内气固两相流动与炉壁的颗粒捕捉特性

    李贤斌;郭庆华;张杰;代正华;于广锁;

    对多喷嘴对置式气化炉内复杂的气固两相流动与炉壁的颗粒捕捉特性进行三维数值模拟。应用Euler-Lagrange模型模拟气固两相流动,采用Realizable k-ε湍流模型计算炉内气相湍流流场,颗粒轨迹跟踪采用随机轨道模型。模拟结果与冷模测试数据吻合,且流场与热模实验现象一致,壁面捕捉颗粒平均粒径与热态水煤浆气化实验数据吻合。工业规模模拟结果表明,壁面捕捉的颗粒平均粒径呈现一定的规律性,存在两个极大值位置,分别在喷嘴平面下方0.2 m及上方2.8 m处,在喷嘴平面上方,壁面捕捉颗粒粒径随颗粒密度的增大而减小;颗粒沉积能基本覆盖整个炉膛内壁,颗粒在撞击流股作用下在喷嘴平面上方1.8 m及下方1.9 m处沉积量最大;缩短喷嘴上方直段高度将影响炉内流场,拱顶对撞击流股产生一定的限制作用,使其变短变宽,并且使拱顶捕捉颗粒粒径增加,颗粒沉积速率增加。

    2014年05期 v.28 957-964页 [查看摘要][在线阅读][下载 1019K]
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  • 用于分离DMF/H_2O体系的Me-silicalite-1渗透汽化分子筛膜的制备

    韶晖;周轶;钟璟;吴琦刚;张琪;杨宝珠;

    采用二次生长法制备了用于渗透汽化分离DMF/H2O体系的杂原子取代Me-silicalite-1/α-Al2O3(Me=Co、Fe)分子筛复合膜,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和紫外漫反射(UV-Vis)等方法对分子筛膜进行表征,结果表明金属离子进入分子筛骨架。渗透汽化实验显示,金属离子掺杂的silicalite-1/α-Al2O3分子筛复合膜,具有较好的分离性能且优先透过有机胺,有利于工业中DMF溶剂的回收和利用。随着操作温度升高,分离因子减小,渗透通量增加。40℃分离质量分数为5%的DMF/H2O混合液时,Co-silicalite-1/α-Al2O3分子筛膜和Fe-silicalite-1/α-Al2O3分子筛膜的分离因子分别为4.4和2.9,渗透通量分别为0.66和0.84 kg·m-2·h-1。

    2014年05期 v.28 965-970页 [查看摘要][在线阅读][下载 925K]
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  • 基于希尔伯特-黄变换的撞击流混合器浓度场特性分析

    张建伟;殷婉君;孙熙同;冯颖;

    为了深入了解撞击流混合器浓度信号的能量分布及流型变化,利用平面激光诱导荧光(PLIF)测量技术对撞击流混合器内的浓度场进行测量,应用Hilbert-Huang变换(HHT)理论,对撞击流混合器内的浓度场进行分析。由希尔伯特谱分析(HSA)确定了撞击流混合器浓度信号的能量分布状况,得到了流体粒子运动产生的能量集中在低频率区,涡团整体运动能量大且稳定;在大频率下,单个粒子的振荡运动为主要运动形式,并比较了不同的喷嘴直径和喷嘴间距对撞击效果的不同影响。通过对浓度信号各阶IMF(内禀模态函数)的能量特征值提取,由高、低频段的能量变化可以验证撞击流的运动原理,并将撞击流混合器内流场由上至下分为撞击中心区、涡旋区和回流区三部分。流体流量的增加使撞击流混合器内部反应的混合效果有显著提高。

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反应工程

  • 介孔SBA-15负载磷钨酸催化四氢呋喃聚合的研究

    邓杭军;邓佳;陈纪忠;

    以SBA-15为载体负载磷钨酸(HPW),用于催化四氢呋喃(THF)开环聚合,采用在线反应红外分析仪(ReactIR)测定THF转化率,实验考察了HPW负载质量百分比、3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)/SBA-15质量比和载体SBA-15孔径等因素对催化剂的催化性能和THF转化率的影响。结果表明:采用直接浸渍法负载HPW,HPW最优负载质量百分比为40%;将SBA-15进行氨基改性后负载HPW,最优APTES/SBA-15质量比为mAPTES/mSBA-15=0.0712,且通过氨基改性可有效改善催化剂的重复利用性能;当载体SBA-15的比表面积较大时(853 m2·g-1)或孔径较大(比表面积较小498~585 m2·g-1)时,所制备的催化剂具有较高的催化效率、聚合产物平均分子量较大,催化剂的催化效率和聚合产物分子量随着孔径增大而增大。

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  • 水热沉淀法制备NiO-CaO/Al_2O_3复合催化剂及其在ReSER制氢中的应用

    张帆;吴嵘;吴素芳;

    制备了一组高催化活性的NiO-CaO/Al2O3复合催化剂并将其应用于反应吸附强化甲烷水蒸气重整制氢(ReSER)过程中。采用水热沉淀法制备了具有层状复合金属氢氧化物结构(NiAl-LDHs)的复合催化剂前驱体,高温焙烧后得到NiO-CaO/Al2O3复合催化剂hd-cat。通过传统浸渍法制备了另一组相同组分含量的NiO-CaO/Al2O3复合催化剂ci-cat作为对比。BET测得催化剂hd-cat比表面积为134.4 m2·g-1,H2-TPD测得其Ni金属分散度为9.25%,分别为催化剂ci-cat的3.8倍和1.3倍。CO2反应吸附性能(TGA)测试结果表明hd-cat吸附容量和吸附速率分别是ci-cat的1.8倍和2.7倍。在固定床反应器上,反应压力0.1 MPa、温度600℃、H2O/CH4摩尔比4:1条件下,评价了不同体积空速下复合催化剂ReSER制氢效果。hd-cat能达到的最大体积空速为2376 h-1,在此条件下能得到94.4%浓度的H2和98.4%的CH4转化率,十次反应-再生循环中,H2浓度和CH4转化率均保持在90%以上。相同反应条件下,复合催化剂ci-cat在体积空速1188 h-1时便失去制氢活性。实验结果证明水热沉淀法制备的高活性的复合催化剂hd-cat能适于高空速下的ReSER循环制氢要求。

    2014年05期 v.28 985-991页 [查看摘要][在线阅读][下载 795K]
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  • CuBr/DMAP/DMA催化乙醇氧化羰基化合成碳酸二乙酯反应的研究

    杨雄;刘定华;孙林兵;刘晓勤;

    为了提高乙醇氧化羰基化合成碳酸二乙酯(DEC)催化反应性能,考察了不同配体、催化剂配比、催化剂浓度、反应温度、反应时间等条件对乙醇转化率和DEC选择性的影响,并利用气相色谱-质谱联用(GC-MS)和气相色谱(GC)对反应产物进行了定性和定量分析。结果表明,当以4-二甲氨基吡啶(DMAP)为配体,CuBr:DMAP=1:2,在合适的反应条件下(催化剂浓度0.25 mol·L-1,反应压力3.5 MPa,反应温度100℃,40 mL N,N-二甲基乙酰胺(DMA)),乙醇转化率为28.6%,DEC选择性为99.9%。通过探讨反应机理,认为CuBr/DMAP/DMA催化体系不仅有利于主反应控制步骤CO的插入反应,有助于中间体的形成,缩短了反应的诱导期,反应时间由180 min减至90 min,也抑制了副产物乙酸乙酯中间体的形成,提高了反应的选择性。

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  • Ce~(3+)的臭氧氧化动力学研究

    潘延波;刘敬军;黄志钰;李星星;杨伯伦;

    为探究Ce3+的臭氧氧化机理,在间歇式鼓泡反应器中,研究了温度、硝酸浓度和初始Ce3+浓度等对臭氧(O3)氧化三价铈Ce3+生成四价铈Ce4+过程的影响。在对体积传质系数、液相传质系数等传质特性参数分析的基础上,证明了臭氧与Ce3+反应的过程主要发生在液相主体,反应处于慢速动力学区域,并据此建立了反应的动力学模型。通过与实验数据进行比对,拟合得到了相应的模型参数。其宏观反应速率常数与温度的关系为:k=733585.9exp(-39257.1/RT),活化能Ea为39.2571 kJ·mol-1。在实验条件下,动力学模型的计算结果与实验结果吻合较好。

    2014年05期 v.28 998-1003页 [查看摘要][在线阅读][下载 586K]
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  • SOFC中干甲烷流量对Ni-YSZ阳极上反应的影响

    由宏新;高红杰;刘润杰;陈刚;阿布里提;丁信伟;

    为为探讨SOFC中干甲烷流量对反应的影响,采用色谱在线检测阳极尾气,总结阳极尾气的变化规律,在此基础上,分析干甲烷在固体氧化物燃料电池Ni-YSZ阳极上的反应,寻找干甲烷流量与电流对电池阳极反应影响的数学关系。依据甲烷基元反应的活化能分析反应的途径,结果表明,随电流密度以及氧离子流量的增加,干甲烷与不同电流密度下的氧离子依次发生电化学反应。这些电化学反应分别是甲烷部分氧化反应生成CO、H2并产生电子,或生成CO、H2O、H2和产生电子的反应,或产生CO、H2O和产生电子的反应,或甲烷完全氧化的电化学反应。高流量甲烷只发生消耗氧离子最少的部分氧化反应,中流量甲烷发生前两个或前三个反应。依据法拉第第一定律及反应物之间的关系,确定甲烷的低、中、高流量的判定依据分别为:v(CH4)小于等于I/(4F),v(CH4)大于等于I/(4F)以及小于等于I/(2F),v(CH4)大于等于I/(2F)。

    2014年05期 v.28 1004-1009页 [查看摘要][在线阅读][下载 672K]
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  • 铈对铜硅催化剂催化草酸二甲酯加氢反应性能的影响

    何运伟;陈长林;

    采用沉淀凝胶法制备了一系列不同Ce含量的Ce-Cu-SiO2催化剂,利用N2物理吸附(BET)、X射线衍射(XRD)、N2O吸附、氢气程序升温还原(H2-TPR)和氢气程序升温脱附(H2-TPD)等方法对催化剂进行表征,并在连续流动固定床反应器中考察了催化剂催化草酸二甲酯加氢制取乙二醇的反应性能。实验结果表明,引入适量的Ce能够改善Cu-SiO2催化剂的还原性能,增加Cu0表面积,减小Cu晶粒尺寸,增加催化剂的氢吸附能力。添加适量的Ce可提高催化剂对草酸二甲酯加氢制取乙二醇的选择性和稳定性。在195℃、3 MPa和质量空速(WHSV)0.07 h-1反应条件下,0.06Ce-Cu-SiO2催化剂上草酸二甲酯转化率可达99.4%,乙二醇选择性可达99.1%,且具有良好的稳定性。

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  • 酸改性流化催化裂化废触媒催化松香裂解反应性能

    周龙昌;李掌权;王琳琳;吴嘉超;张建星;陈小鹏;

    采用浸渍法制备了硫酸改性FCC废触媒负载型催化剂,以松香裂解为探针反应进行催化性能研究,利用XRD、IR、SEM和BET对催化剂物理化学性质进行了表征。结果表明,FCC废触媒表面积炭和金属堆积严重,经活化和酸改性后,催化剂保留了Y型分子筛骨架结构,其表面片层剥离现象明显,孔道结构改善,比表面积与孔体积分别由88.048m2·g-1、0.113 cm3·g-1增加至149.528 m2·g-1、0.153 cm3·g-1,FT-IR谱显示氢键吸收峰明显增强形成了Al-O-H酸中心;FCC废触媒改性的焙烧温度、液/固质量比、硫酸浓度和烘干温度影响催化剂积炭、金属杂质的清除和活性中心的形成,导致催化剂性能不同;松香裂解的适宜反应条件是催化剂用量为12%,反应温度为543 K,反应时间为1.5 h,反应后松香酸值由169.50 mgKOH·g-1降为3.90 mgKOH·g-1,酸改性FCC废触媒对松香裂解反应显示出良好的催化活性。

    2014年05期 v.28 1016-1022页 [查看摘要][在线阅读][下载 851K]
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生物化工

  • 一种新型的负载蛋白质药物微球的制备和释药性能

    杨帆;姚善泾;

    为了制备具有蛋白药物结肠靶向释放性能的新型药物载体,采用了水相溶液滴定反应法,分别以牛血清白蛋白(BSA)和乳铁蛋白(LF)为模型蛋白质药物,制得壳聚糖/纤维素磷酸钠(NaCS)/三聚磷酸钠(TPP)载药微球。利用电镜SEM和显微镜观测拍照,对微球的表面和截面形貌进行了表征,发现微球球形规则且颗粒大小均一。同时进行了体外药物模拟释放试验,考察了载药微球先后经过模拟胃液、模拟小肠液和模拟结肠液时的释药性能,及不同的释放条件和制造条件对于微球释药性能的影响,尤其考察了不同蛋白药物和不同干燥方式的影响。结果表明由临界点干燥法制得的负载乳铁蛋白(LF)微球在模拟胃液和小肠液释放量中5 h内只释放出不到20%的蛋白药物,而后在结肠模拟液中4 h内释放出蛋白药物80%以上。这些结果表明,壳聚糖/NaCS/TPP体系具有一定的作为结肠靶向药物释放载体的应用潜力。

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  • 大肠杆菌Lin43利用甘油产丙酮醇-通过敲除gloB基因改善丙酮醛耐受性

    刘艺;朱红亮;胡洪波;张雪洪;

    采用重组大肠杆菌Lin 43利用甘油产丙酮醇。为了改善菌株对丙酮醛的耐受性,采取敲除glo B基因而不是gloA基因以阻断丙酮醛的脱毒途径。实验结果表明,菌株Lin43ΔgloB对丙酮醛的耐受性要明显优于Lin43ΔgloA。在含20 g·L-1的甘油磷酸盐缓冲液中,通过26 h静息细胞转化,菌株Lin43·gloB pCA24N-yqhE丙酮醇产量达到2.30 g·L-1,并能耐受3.5 mmol·L-1的丙酮醛。同时Lin43·gloB pCA24N-yqhE实现重复发酵,第二轮发酵的产量可达1.53 g·L-1,丙酮醇的得率与第一轮相同。

    2014年05期 v.28 1031-1035页 [查看摘要][在线阅读][下载 759K]
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  • 硅酸盐细菌的筛选、鉴定和对铝硅酸盐矿物的作用研究

    赵江曼;朱明龙;张旭;谭文松;

    为了获得能够对高硅铝土矿具有生物脱硅作用的硅酸盐细菌,通过亚历山大洛夫无氮培养基从野外采集的土壤样品中分离得到30株固氮解钾细菌。经与矿物的作用实验,选出脱硅能力较高的细菌。经过菌落形态学特征、显微镜染色观察、16S rRNA序列分析,确定该菌株为胶质类芽孢杆菌,并命名为BM-4。实验结果表明BM-4对硅酸盐矿物有一定的脱硅效果,更有利于层状结构硅酸盐矿物的脱硅。该菌株对高岭土和一水硬铝石有较强的吸附、絮凝和浮选作用。单矿物浮选试验结果表明BM-4在高岭土表面的吸附可将高岭土的浮选回收率从50%提高至75%,而对一水硬铝石的吸附可将其浮选回收率从49%降至27%。一水硬铝石:高岭石=5:1的混合矿物采用改进的哈里蒙德浮选管进行浮选试验,矿物的Al/Si由3.05升至8.6,氧化铝的回收率为83%。这说明,研究筛选出的胶质类芽孢杆菌BM-4对层状硅酸盐矿物有较好的溶蚀脱硅效果。通过对矿物表面的吸附,提高高岭土在浮选过程中的浮选回收率,降低一水硬铝石的浮选回收率,能够从两矿的混合体系中通过浮选的方法除去高岭石,提高铝土矿的铝硅比,从而实现应用生物浮选方法用于铝土矿预脱硅的的可能性。

    2014年05期 v.28 1036-1043页 [查看摘要][在线阅读][下载 653K]
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  • 高效疏水电荷诱导色谱介质的基团修饰及其色谱行为的初步研究

    郑梦杰;夏海锋;吴婷;陆杰;彭奇均;

    以粒径10μm、孔径300球形硅胶为载体,以γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)为中间偶联剂,将4-巯基吡啶键合至硅胶上,制备了高效疏水电荷诱导色谱介质。通过单因素实验,探讨了反应温度、反应时间、KH-560的浓度对活化密度的影响,结果表明,在反应温度为75℃,反应时间为10 h条件下,KH-560的利用率大,可获得较宽范围的活化密度,此外还考察了缓冲液pH、反应温度、反应时间、4-巯基吡啶浓度对偶联密度的影响。结果表明,在pH=7.5的缓冲液,反应温度40℃,反应时间6 h下,4-巯基吡啶利用率高,通过控制4-巯基吡啶的浓度,可获得较宽范围的配基密度。最后,于高效液相色谱条件下,通过等度洗脱,考察了流动相pH对牛血清蛋白和溶菌酶保留因子的影响。并通过梯度洗脱,分离了不同等电点的牛血清蛋白和溶菌酶,验证了该介质的高效疏水电荷诱导色谱行为。

    2014年05期 v.28 1044-1050页 [查看摘要][在线阅读][下载 756K]
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  • C-G-Ha-HS支架改性协同原儿茶酸对NS/PCs粘附及定向分化的影响

    张晓庆;关水;葛丹;王树萍;刘天庆;马学虎;

    通过层粘连蛋白(LN)对壳聚糖-明胶-透明质酸-硫酸肝素(C-G-Ha-HS)复合支架进行修饰,提高支架粘附率,优化神经干/祖细胞(NS/PCs)三维培养体系,同时考察了原儿茶酸(PCA)对三维条件下NS/PCs分化为多巴胺(DA)能神经元的影响。扫描电镜观察及CCK-8分析表明,C-G-Ha-HS复合支架孔径为90~130μm,孔隙内的NS/PCs伸出类似神经样的突触使支架与细胞相互连接形成网状结构;培养4 h后,LN修饰的C-G-Ha-HS(5:5)支架细胞粘附率增加至未修饰组的(113.53±4.32)%;培养96 h后,细胞活率增加至未修饰组的(120.30±6.65)%;免疫细胞化学鉴定表明,1%胎牛血清(FBS)和0.06 mmol·L-1 PCA协同作用,明显提高了NS/PCs向DA能神经元分化率,TH阳性细胞分化率达到(16.53±0.65)%,增加至空支架组的(172.72±6.79)%;Nurr1阳性细胞分化率达到(15.93±0.91)%,增加至空支架组的(181.23±1.04)%;研究结果为PCA应用于NS/PCs移植治疗PD提供了实验依据。

    2014年05期 v.28 1051-1058页 [查看摘要][在线阅读][下载 958K]
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  • 植物油与水的两相溶剂体系中壳聚糖微粒的制备及抑菌性能研究

    钱俊青;吴宏君;

    高浓度壳聚糖溶液制备得到粒径较小和均一的微粒,应用于食品的防腐与杀菌。采用壳聚糖在植物油与水的两相溶剂体系中与三聚磷酸钠(TPP)进行交联制备得到微粒,通过单因素实验确定其最适制备条件。然后通过其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的杀菌实验研究其抑菌性能。当壳聚糖溶液的浓度为12 g·L-1时,可以制备得到平均粒径为(111.3±1.06)nm,PDI值为0.21±0.011。抑菌实验结果表明,当壳聚糖微粒浓度为125μg·mL-1时,壳聚糖微粒对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的杀菌率分别达到90.54%和91.34%。高浓度壳聚糖可以在植物油与水的两相溶剂体系中制备得到粒径较小和均一的微粒,并具有很好的杀菌活性。

    2014年05期 v.28 1059-1064页 [查看摘要][在线阅读][下载 668K]
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  • 生物催化氧化锰和黄铁矿的共同浸出

    冯雅丽;刘欣伟;李浩然;张士元;杨志超;蔡震雷;

    为了探索在微生物存在的条件下氧化锰和硫化矿共同浸出的特点,进行了氧化亚铁硫杆菌在好氧和厌氧条件下对FeS2-MnO2-H2SO4体系的催化浸出实验研究。结果表明,在好氧条件和厌氧条件下,氧化亚铁硫杆菌均可以催化FeS2-MnO2-H2SO4体系的浸出。好氧条件下利于FeS2的浸出,浸出36 h时,在MnO2:FeS2质量比为1:1、5:1、6:1时的浸出率分别为:25.34%、82.89%和82.58%。厌氧条件下,利于MnO2的浸出,浸出36 h时,在MnO2:FeS2质量比为1:1、5:1、6:1时的浸出率分别为:87.76%、85.35%和75.09%。浸出机理是氧化亚铁硫杆菌催化铁离子在二价和三价之间的循环转化,根据实验结果提出了好氧和厌氧条件下,FeS2-MnO2-H2SO4体系的两矿反应模型。

    2014年05期 v.28 1065-1070页 [查看摘要][在线阅读][下载 634K]
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  • 米根霉As3.2686丙酮酸分支点代谢通量分析及相关酶活性研究

    柯玮;郑志;姜绍通;罗水忠;吴学凤;杨培周;李兴江;

    利用代谢通量分析(MFA)研究建立米根霉As3.2686的代谢通量方程,计算发酵罐不同通气条件下丙酮酸分支点的稳态代谢通量,并分别使用酶联免疫吸附法(ELISA)和分光光度法测定丙酮酸分支酶PDC(丙酮酸脱羧酶)、PC(丙酮酸羧化酶)、PDH(丙酮酸脱氢酶)和LDH(乳酸脱氢酶)活性变化情况。结果表明,通气量为0.5及1.0 L·(L·min)-1时苹果酸、富马酸和乙醇的通量相对较高;通气量为1.5和2.0 L·(L·min)-1时,丙酮酸分支点超过一半的流量流向L-乳酸;通气量达到2.5 L·(L·min)-1时,丙酮酸分支点流向TCA循环的稳态通量增多。比较不同通气条件下同一酶活性变化,PDC、PC和PDH的酶活性总体上都随通气量的增大先增加后减小,并且与乙醇、草酰乙酸和乙酰辅酶A的通量变化不一致;LDH和ADH变化随通气量的增加而逐渐增大,但ADH酶活性也与乙醇通量变化不一致。通气量为2.0L·(L·min)-1比1.5 L·(L·min)-1时丙酮酸分支点流向L-乳酸的通量多,但得到的胞外L-乳酸产量却较少。结果说明米根霉产L-乳酸丙酮酸分支点处单个酶的作用是有限的,多个酶都对物流起控制作用,存在其它因素间接影响丙酮酸转化L-乳酸。

    2014年05期 v.28 1071-1079页 [查看摘要][在线阅读][下载 733K]
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化学工艺

  • 2,2-二[4-(2-羟基乙氧基)苯基]丙烷在正丁醚中的合成研究

    尹红;郭粟;袁慎峰;陈志荣;

    以双酚A和环氧乙烷为原料在三苯基膦的催化下合成了2,2-二[4-(2-羟基乙氧基)苯基]丙烷,研究了有无溶剂对反应产物组成的影响,并在正丁醚溶剂中研究了反应原料配比、溶剂用量和溶剂套用对反应选择性的影响。结果表明:无溶剂时反应产物较为复杂、副产物较多,反应选择性低,加入溶剂后,反应选择性明显增大,正丁醚中反应选择性较高。在正丁醚中,较佳的环氧乙烷与双酚A摩尔配比为2.3,较佳的正丁醚与双酚A质量比为1.25,溶剂可以多次套用,溶剂套用对反应选择性无明显影响。研究为开发2,2-二[4-(2-羟基乙氧基)苯基]丙烷的连续生产装置和工艺提供理论和实验基础。

    2014年05期 v.28 1080-1084页 [查看摘要][在线阅读][下载 847K]
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  • 一步法合成十二烷基葡萄糖苷反应过程研究

    张永昭;计建炳;艾宁;

    以正十二醇和葡萄糖为原料一步法制备十二烷基葡萄糖苷,研究了不同反应条件(催化体系、催化剂用量、温度、醇糖比等)对反应过程转化率和选择性的影响,提出了此反应过程的物理模型。研究结果表明,合成十二烷基葡萄糖苷的反应主要由生成十二烷基葡萄糖苷的主反应和生成多糖的副反应组成。十二醇与葡萄糖反应生成烷基葡萄糖苷的主反应属于液相反应机理,首先葡萄糖溶解于十二醇中,然后与十二醇发生均相反应,碳正离子与十二醇的反应是整个反应的控制步骤。反应过程中,反应体系中部分固相葡萄糖处于熔融状态,能捕捉液相中的催化剂,生成多糖副产物。不同反应条件下的实验结果表明,此反应机理能很好地描述反应过程,为此反应过程的动力学研究提供了理论基础。

    2014年05期 v.28 1085-1090页 [查看摘要][在线阅读][下载 635K]
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  • 由乙醇和乙二醇直接法合成乙二醇单乙醚

    张栋;李刚森;章亚东;

    以乙醇和乙二醇用直接法合成乙二醇单乙醚,探索了催化剂种类、反应温度、压力等因素对反应的影响,结果表明:以无水AlCl3为催化剂,乙二醇与乙醇的摩尔比为1:4,在240℃,压力7 MPa的条件下反应4 h,当催化剂用量为反应物总量的4%时,乙二醇的转化率35.8%,乙二醇单乙醚的选择性59.5%。通过单因素正交实验优化后,仍以无水AlCl3为催化剂,乙二醇与乙醇的摩尔比为1:4,在260℃,压力6 MPa的条件下反应4 h,乙二醇的转化率提高到38.8%,乙二醇单乙醚的选择性提高到59.9%。此外,考察了AlCl3/Na2HPO4复合催化剂在不同比例时对反应的影响。当无水AlCl3与Na2HPO4的摩尔比为1:3时,乙二醇的转化率为25.1%,乙二醇单乙醚的选择性为72.3%。

    2014年05期 v.28 1091-1096页 [查看摘要][在线阅读][下载 575K]
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化工系统工程

  • 化工园区产业链风险评估方法及应用研究

    王树坤;陈国华;

    产业链规划与建设是化工园区一体化发展的核心,产业链优选决策需要科学合理的风险评估。本文分析了化工园区产业链的风险因素和风险构成,以危险物质事故易发性与事故严重度的组合为固有风险,危险设备和危险工艺修正系数为补偿,建立了一套产业链风险评估方法,结论如下:(1)产业链的主要风险因素是危险物质、危险设备和危险工艺,过程风险、物质风险、企业风险分层递进构成了产业链整体风险。(2)产业链整体风险可以是所有生产风险、储存风险和运输风险的总和,可以是所有单一危险物质风险的总和,也可以是所有企业风险的总和。(3)基于园区安全容量所建立的产业链风险判据,实现了产业链风险的分级判定。(4)实例应用中的丙烯深加工产业链单位面积风险级别为三级,是园区可以选择的产业链。

    2014年05期 v.28 1097-1104页 [查看摘要][在线阅读][下载 717K]
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材料科学与工程

  • 同轴气喷法制备海藻酸钠-十六烷相变微胶囊

    刘小萌;乐园;

    以海藻酸钠为壁材,十六烷为芯材,使用同轴气喷法制备相变微胶囊,考察了液体及气体流量对微胶囊粒径及壁厚的影响规律;采用光学显微镜、差示扫描量热(DSC)、热重分析(TG)等测试了微胶囊的平均粒径、包覆量、热稳定性及储热性能。结果表明同轴气喷法制备微胶囊的步骤简单,粒径的可控性较强。能够通过调节内、外管流量和气体流量控制微胶囊的粒径及壁厚。所制得的微胶囊粒径随液体流量减小而减小,随气体流量增大而减小。当海藻酸钠溶液流量为4 mL·h-1,十六烷的流量为2 mL·h-1,气体流量为25 L·h-1时,制得的相变微胶囊最小,其平均粒径约为90μm。相变微胶囊的囊芯包覆量随粒径的减小而减小,当微胶囊粒径约为300μm时,其包覆量达到90%以上。海藻酸钠囊壁对相变材料的储热性能不产生显著影响。

    2014年05期 v.28 1105-1111页 [查看摘要][在线阅读][下载 838K]
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  • 木质素磺酸钠Langmuir-Blodgett膜的制备与表征

    邱学青;蔡振和;杨东杰;

    为了深入研究木质素磺酸钠在气/液界面上的吸附特性,采用Langmuir-Blodgett(LB)膜天平成功地将木质素磺酸钠Langmuir膜以Y-型膜转移到固体石英玻片上,并采用紫外分光光度仪对其表征。通过研究木质素磺酸钠的π-A曲线得出其LB膜的制备条件:溶液浓度为10 g·L-1,亚相为0.01 mol·L-1 CdCl2,进样量为50μL,划障速率为10mm·min-1。通过添加5%(wt)的脂肪醇与木质素磺酸钠形成复合物,改变了木质素磺酸钠的分子构型,促使更多的木质素磺酸钠分子吸附于气/液界面,形成排列更加有序的Lamgmuir膜,长链脂肪醇对木质素磺酸钠吸附性能具有一定的促进效果,其促进效果随着醇的碳链增长而增强。

    2014年05期 v.28 1112-1118页 [查看摘要][在线阅读][下载 768K]
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  • 聚(异丙基丙烯酰胺-羟甲基丙烯酰胺)/壳聚糖水凝胶的制备及其释药性能

    王进爽;彭飞;严芳芳;方波;

    以异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)和羟甲基丙烯酰胺(NHMAm)为共聚单体与壳聚糖(CS)制备形成了温度敏感和pH敏感的互穿网络(IPN)水凝胶Poly(NIPAAm-co-NHMAm)/CS;用红外光谱表征了其结构特征,研究了不同条件下水凝胶的溶胀性能,并初步研究了水凝胶对药物双氯芬酸钠(DS)的缓释效果。结果表明,该水凝胶具有明显的温度和pH敏感性,温度越高,溶胀度越小,释药越慢;pH越小,溶胀度越大;CS含量为0.6%时溶胀度最大。在NHMAm单体质量配比为8.7%时,水凝胶的低临界溶液温度(LCST)达到38℃,且此时对DS持续释药时间可达到24 h。水凝胶的释药动力学曲线符合修正的一级动力学模型。该水凝胶体系可通过改变NHMAm单体配比来调节温敏特性,是一种潜在的温度和pH双重敏感的药物缓释载体。

    2014年05期 v.28 1119-1125页 [查看摘要][在线阅读][下载 787K]
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  • 可注射PLLA-mPEG水凝胶的制备及性能研究

    郝红;王君莲;林根尧;

    采用先核后臂方法,以季戊四醇引发丙交酯开环聚合制备了星型聚乳酸(PLLA),将末端羧基化的星型PLLA与聚乙二醇单甲醚(mPEG)反应,合成了一系列星型PLLA-mPEG共聚物。通过1H-NMR和GPC对其组成、结构及分子量进行了表征。采用试管翻转法得到了PLLA-mPEG共聚物水溶液的相转变温度,相变范围在20~66℃。水凝胶相变温度与mPEG分子量有很大关系,当mPEG分子量为350时,共聚物的相变范围为20~45℃。随着mPEG分子量增大水凝胶相变温度逐渐提高。利用激光粒度分析和染料探针方法证实了共聚物先自组装形成胶束,然后聚集使sol-gel发生相转变,疏水作用力是相变内在的驱动力。体外药物释放结果表明,星型PLLA-mPEG水凝胶对所包载的盐酸乌拉地尔具有明显的缓释作用,释药动力学满足一级动力学模型。

    2014年05期 v.28 1126-1131页 [查看摘要][在线阅读][下载 672K]
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  • 衣康酸型可聚合乳化剂的合成及在细乳液聚合法制备聚苯乙烯/氯菊酯纳米胶囊中的应用

    戴明东;周艺峰;夏春苗;徐晓玲;聂王焰;宋林勇;

    合成了可聚合乳化剂衣康酸单十二酯丙基磺酸钠,并将其应用于细乳液聚合法制备聚苯乙烯/氯菊酯纳米胶囊。考察了引发剂类型、乳化剂用量、交联剂和助稳定剂对聚苯乙烯/氯菊酯纳米胶囊粒径、包覆率的影响。采用红外光谱、核磁共振、质谱和透射电镜等表征手段对衣康酸单十二酯丙基磺酸钠的结构和聚苯乙烯/氯菊酯纳米胶囊的形貌进行了研究。研究结果表明:当衣康酸单十二酯丙基磺酸钠的用量占油相质量1.33%时,所制得的纳米胶囊粒径分布均匀,大小在500 nm左右;相比水溶性引发剂,油溶性引发剂引发聚合制得的纳米胶囊具有较大的包覆量;交联剂和助稳定剂的加入有助于对氯菊酯的包覆。

    2014年05期 v.28 1132-1138页 [查看摘要][在线阅读][下载 1203K]
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  • 端氨基超支化聚合物提高超细纤维合成革基布染色性能研究

    任龙芳;赵国徽;王学川;强涛涛;王娜;

    采用N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)和二乙烯三胺(DETA)为原料合成端氨基超支化聚合物(NH2-HBP)。以有机膦为交联剂,将NH2-HBP交联至硫酸处理的服装用聚酰胺超细纤维合成革基布上,以解决超细纤维合成革基布上染率低和色牢度差的问题。对改性前后基布的原子力显微镜(AFM)图和热重分析(TGA)图进行分析,探讨其改性效果;考察有机膦交联剂用量和NH2-HBP用量两个单因素对基布的上染率、表面色度、耐干湿擦牢度、透水汽性能及物理机械性能的影响。研究结果表明:当有机膦交联剂用量为基布中伯氨基含量的0.6倍,NH2-HBP用量为基布中伯氨基含量的2倍时,基布的上染率最好,可由59.09%提高至98.68%,耐干擦牢度能够从3级提高至4~4.5级,耐湿擦牢度能够从2级提高至3.5级,基布表面色度也有明显提高,并且对基布的物理机械性能、透水汽性能没有较大影响,改性效果十分良好。

    2014年05期 v.28 1139-1146页 [查看摘要][在线阅读][下载 717K]
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  • 新型方法制备固定化脲酶基质材料及固定化脲酶的性能研究

    郭明;燕冰宇;杨萍;

    以微晶纤维素(Microcrystalline cellulose,MCC)为原料,采用新型水热氧化方法,制备纤维素基质固定化脲酶载体材料-双醛纤维素(Dialdehyde cellulose,DAC)。采用红外光谱(IR)、固体核磁共振(CP/MAS 13C NMR)、X-射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表征产物结构。测试制备的纤维素基质固载脲酶的酶学性能,并与交联壳聚糖、双醛淀粉固载脲酶的酶学性能进行比较分析,构建酶学性能理论方程。结果表明:采用新型水热氧化反应可成功制备高醛基含量的氧化纤维素,与交联壳聚糖和双醛淀粉固定化脲酶相比,所得氧化纤维素载体材料固定化脲酶的米氏常数小(0.0108mol·L-1),对底物亲和能力强,重复使用率高,在pH=5.0~9.0能保持酶活性,建立的理论方程较好地表征了固载酶酶学性能。

    2014年05期 v.28 1147-1153页 [查看摘要][在线阅读][下载 802K]
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环境化工

  • 硅油对生物滴滤塔处理邻二甲苯废气的影响

    徐百龙;夏银锋;王向前;王俏丽;刘楠;李伟;

    研究了硅油对生物法处理有机废气的强化效果。在摇床实验中考察了硅油对邻二甲苯的增溶效果,及其对微生物降解活性的影响情况。结果表明硅油对邻二甲苯有明显的增溶效果且对微生物的活性无影响。在生物滴滤塔挂膜稳定后,考察了加入5%硅油后邻二甲苯在生物滴滤塔中的去除效率变化。相同实验条件下,当进气浓度在600 mg·m-3左右时,硅油可以使邻二甲苯的去除效率明显增加。研究结果显示,添加硅油的生物滴滤塔在去除邻二甲苯废气方面效率更高,去除效率比普通生物滴滤塔高10%左右。根据以上实验结果可以得出结论,硅油能有效提高生物法处理邻二甲苯废气的效果。

    2014年05期 v.28 1154-1159页 [查看摘要][在线阅读][下载 703K]
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  • 旋转填充床中湿法脱硝的研究

    高文雷;曾泽泉;陈建铭;陈建峰;邵磊;

    氮氧化物对环境和人体有很严重的伤害,随着法规对氮氧化物排放要求越来越严厉,脱硝问题越来越受到重视。今用臭氧预氧化模拟烟气中的氮氧化物,进而分别采用氢氧化钠和双氧水溶液作为吸收剂,在旋转填充床中进行氮氧化物的吸收研究,考察了操作条件及不同添加剂对脱硝率的影响。结果表明:脱硝率随着O3/NOx摩尔比、吸收剂浓度的增大而增大,随着气液比的增大而减小,而随着旋转床转速的增大,脱硝率先增大后减小。确定最优的工艺条件为O3/NOx摩尔比为0.6,吸收剂浓度为0.025 mol·L-1,旋转床转速为800 r·min-1,气液比为14:1,此时NaOH吸收剂的脱硝率可达到80%,H2O2吸收剂的脱硝率可达85%。在NaOH吸收剂中添加高锰酸钾、双氧水等氧化剂均能有效提高吸收过程的脱硝率。

    2014年05期 v.28 1160-1165页 [查看摘要][在线阅读][下载 705K]
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  • 溶液吸收结合铁碳微电解法处理三氯乙烯废气实验研究

    王莉莉;黄立维;黄桂凤;陈金媛;

    采用溶液吸收结合铁碳微电解反应处理气流中的三氯乙烯(TCE)废气。实验采用管式反应器,管内分别充填铁屑、活性碳和铁屑-活性炭(Fe-AC)组合填料,所有填料浸没在酸性吸收液中。含有TCE的气体从反应器下部导入,经铁屑-活性炭(Fe-AC)微电解区后,从反应器上部排出。研究了铁屑、活性炭及铁屑-活性炭(Fe-AC)组合三种条件下对TCE的去除效果,考察了溶液pH对TCE去除率的影响。实验结果表明采用Fe-AC组合对TCE废气的去除率要高于在溶液中分别添加铁屑或活性炭的情况,在铁屑和Fe-AC作用下的吸收液中均测得氯离子存在,表明铁屑和Fe-AC体系都具有脱氯还原的效果,而Fe-AC微电解对TCE的脱氯效果更好;较低的pH值有利于提高TCE的还原脱氯和去除效果。

    2014年05期 v.28 1166-1171页 [查看摘要][在线阅读][下载 732K]
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研究简报

  • 聚集板填料强化双氧水萃取过程的研究

    姚文瑾;李阳;许松林;

    采用计算流体力学的方法,对双氧水萃取过程中,筛板之间插入聚集板填料的强化作用进行了模拟计算。通过与传统筛板条件下分散相油滴的运动特性比较,发现插入聚集板填料后,能够显著增加分散相油滴在连续相水相中的停留时间和油滴的分散程度。模拟结果显示,直径为3 mm的单个筛孔,入孔速度为0.2 m·s-1的情况下,插入聚集板填料前后油滴在水相的平均停留时间由3.2 s增加至5.6 s。在多孔进料的情况下,随着聚集板填料表面与分散相油滴之间浸润性的变化,分散相油滴的展开也不同。结果发现浸润性好的情况下有利于分散相油滴的展开,从而有利于萃取的进行。

    2014年05期 v.28 1172-1177页 [查看摘要][在线阅读][下载 849K]
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  • 铜基超疏水表面的电沉积法制备及其耐蚀性能研究

    于得旭;于志家;赵小航;王松;王天第;姜营营;

    采用电沉积(ED)方法在铜基上制得了由微球和微孔构成的微米级粗糙表面,用过硫酸钾和氢氧化钠的混合溶液处理后,在镀层上形成了Cu(OH)2纳米条/CuO微球的微纳米粗糙结构,再经过氟硅烷修饰得到超疏水表面。表面的静态接触角(CA)最大达到了158.5°。在3.5%(wt)的NaCl溶液中用三电极体系测得了实验制备的超疏水表面的极化曲线,腐蚀电位比光滑铜表面正移了23 mV,腐蚀电流降低了2个数量级,缓蚀效率高达97.7%。为超疏水表面的实用性探索提供基础。

    2014年05期 v.28 1178-1182页 [查看摘要][在线阅读][下载 789K]
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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:

    2014年05期 v.28 1183页 [查看摘要][在线阅读][下载 42K]
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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

    2014年05期 v.28 1184页 [查看摘要][在线阅读][下载 39K]
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