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

  • 2-乙基和2-戊基蒽醌在TMB/DIBC中溶解度的测定与关联

    贾雪婷;杨益辰;刘国柱;潘智勇;佟君;

    采用平衡法测定了303.15~333.15 K温度范围内2-乙基蒽醌(EAQ)和2-戊基蒽醌(AAQ)在1,3,5-三甲苯(TMB)和2,6-二甲基-4-庚醇(DIBC)混合溶剂(两种溶剂的体积比为1:0、3:1、3:2、1:1、2:3和0:1)中的溶解度数据。EAQ和AAQ的溶解度均随温度升高、溶剂比增加而增大。在相同温度和溶剂比时,AAQ的溶解度远大于EAQ的溶解度。采用改进的λ-h方程、Wilson方程和NRTL方程对溶解度数据进行了关联。Wilson方程和NRTL方程的关联性和预测性均较好,特别是Wilson方程,溶解度预测值和实验值的最大和平均相对误差分别为7.94%和3.15%;改进的λ-h方程的关联性和预测性均不如前两个方程。

    2014年06期 v.28 1183-1189页 [查看摘要][在线阅读][下载 658K]
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  • 利用孔径均一催化剂测定加氢脱硫条件下重油分子的有效扩散系数

    王志刚;裴嘉宁;陈胜利;蔡奇;薛扬;娄亚峰;

    采用反应-动力学法测定了加氢条件下风城减压渣油超临界萃取窄馏分在四种孔径均一催化剂(WDUPS)中的有效扩散系数。结果表明:在400℃,6.0 MPa下,重油分子在催化剂孔道中的扩散系数的数量级在10-9~10-8 cm2·s-1。随着馏分变重,各馏分的有效扩散系数均逐渐降低;随着催化剂孔径增加各馏分的有效扩散系数逐渐增加,但当孔径大于48 nm后,有效扩散系数基本不受孔径影响。受限扩散因子的计算结果表明,相比轻馏分,重馏分在催化剂孔道中的扩散更容易受到催化剂孔径的限制。

    2014年06期 v.28 1190-1197页 [查看摘要][在线阅读][下载 704K]
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传递现象与单元操作

  • 多层双锥液固逆流浸洗塔颗粒停留时间分布研究

    王子宁;董兴海;朱家骅;夏素兰;陈忠;

    针对石油钻井钻屑污染物治理的需要,开发了具有新颖结构的多层双锥液固逆流浸洗塔,整体上具有液固两相多级逆流传质浓度分布特征,级内呈现液固流态化良好的混合传递特性。釆用脉冲示踪法进行了颗粒停留时间分布实验研宄,结果显示多釜串联模型符合其结构与流动混合特征,以理论级数N作为模型参数可以很好地表达颗粒物性及操作参数对过程的影响。在研究范围内,内径100mm的24层双锥塔理论级数在6.11~11.0,随液固比增大而增大、随颗粒粒径增大而减小的趋势。该塔在理论级数6.93的操作条件下连续逆流浸洗,钻屑平均停留时间4.23min残留COD浓度77mg·L-1,与6级间歇逆流平衡浸洗钻屑残留COD浓度56 mg.L-1的实验结果相近,为多釜串联模型用于多层双锥塔浸洗传质模型研究与过程放大提供了实验依据。

    2014年06期 v.28 1198-1203页 [查看摘要][在线阅读][下载 2411K]
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  • 旋转压力交换器内间隙泄漏和润滑特性研究

    吴大转;吴俊;赵飞;苗天丞;吴淳杰;王乐勤;

    旋转式压力能交换器是利用正位移原理进行流体压力能交换的装置,被广泛应用于反渗透海水淡化系统。旋转压力交换器内复杂间隙的液膜对转子起到润滑和支撑作用,同时也是内泄漏的通道。为研究压力交换器内间隙泄漏和润滑特性,为间隙流道结构的设计提供参考,对压力交换器内间隙进行三维建模,基于Fluent对间隙内三维流动进行定常计算,并利用试验结果验证了计算模型的准确性,分析了不同轴向端面间隙、环向间隙、环向间隙长度下的间隙泄漏量和液膜润滑特性。由结果可知,压力交换器内同时存在环向间隙轴向泄漏通道和轴向间隙端面泄漏通道,作为连接环向和轴向液膜的润滑槽压力分布是影响两条泄漏通道的流量大小和分配的关键因素;其中轴向端面间隙对润滑槽压力分布影响最大,而环向间隙及其长度主要影响环向泄漏通道的流量,而对端面泄漏通道的流量影响很小。

    2014年06期 v.28 1204-1209页 [查看摘要][在线阅读][下载 735K]
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  • 低温多效蒸发海水淡化系统性能的实验研究

    马学虎;兰忠;温荣福;彭本利;徐威;朱霞;阎雪峰;江红;王永长;闫萍;

    针对大型海水淡化工程设计关键技术,依托1 t·d-1低温多效蒸发海水淡化实验平台,考察了装置运行性能的稳定性,系统地研究了不同海水进料量及首效蒸汽温度对造水比、浓缩比和产品水质等关键参数的影响。结果表明:在实验条件范围内,随着首效蒸汽温度提高,海水的浓缩比先减小后增加,而首效温度对造水比的影响较小;在一定首效温度下,浓缩比随着海水进料量的增大而减小,而造水比随海水进料量的增大而增大。在实验范围内,产品水的固体总溶解浓度均低于5 ppm。小型海水淡化平台关键技术的实验研究为低温多效海水淡化系统在扩大化中的设计优化提供了参考和借鉴。

    2014年06期 v.28 1210-1216页 [查看摘要][在线阅读][下载 660K]
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  • 倾斜塔板液相三维流场的数值模拟

    张平;李雅侠;秦然;吴剑华;

    由于塔体受到横向载荷作用,板式塔的塔板倾斜,塔板上的液体流动发生变化。采用VOF两相流模型,利用计算流体力学(CFD)商用软件FLUENT数值计算了直径0.38 m倾斜塔板上液相的三维流场分布,模拟计算过程中选用塔板上液体持有量作为流动达到准稳态的标准。在不同液体流量和塔板倾斜角度下,对比了塔板上液面高度的模拟计算值和冷模实验塔测量的实验数据,二者吻合较好,说明所建的数学模型可以很好地数值计算倾斜塔板液相的三维流场分布。模拟结果表明,塔板倾斜时,板上液体的回流区中心偏向塔板倾斜方向,与无倾斜的塔板相比,液流方向与塔板倾斜方向相同时的回流区增大,而液流方向与塔板倾斜方向相反时,回流区面积减小。

    2014年06期 v.28 1217-1222页 [查看摘要][在线阅读][下载 731K]
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  • 热壁作用下超薄纳米流体的剪切流动特性

    周剑锋;

    以Couette流动为原型,在壁面Pt原子、液相Ar原子和纳米Cu颗粒相互作用的基础上,考虑与温度相关壁面Pt原子的热振动,建立了热壁作用下超薄纳米流体剪切流动的分子动力学模型。研究发现,壁面Pt原子的振动对纳米流体系统中各颗粒运动的影响显著,Ar原子和纳米Cu颗粒沿膜厚方向呈不均匀分布。由于膜厚方向Ar原子的非均匀分布及纳米Cu颗粒的影响,液膜各层的切向速度在膜厚方向上呈非线性变化,且存在明显的边界速度滑移。壁面剪切速度增大,边界速度滑移率增大,系统温度对速度滑移亦有影响。获得了纳米流体的剪切黏度,其随纳米颗粒体积分数的增大而增大。

    2014年06期 v.28 1223-1229页 [查看摘要][在线阅读][下载 676K]
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  • 低盐型磺甲基酚醛树脂在水中的聚集体结构研究

    郭亚梅;贺辉宗;侯保荣;

    为满足地层条件对调剖剂耐温耐盐的性能要求,合成了一种新型调剖剂-低盐型磺甲基酚醛树脂(LSMP)。为明确LSMP的深度调剖作用,从物质分子结构和分子间作用力的角度出发,依据LSMP的合成条件及水的性质,以结构化学和胶体化学相关理论为基础,分析了LSMP在水中形成的聚集体结构,并通过对LSMP流体力学直径的测定证明所分析聚集体结构的正确性。结果表明,LSMP在水中形成的聚集体是一种内层为球形、球形边缘连有不规则分布的分子的一种三维立体结构。聚集体中分子之间以氢键相连。聚集体表面存在水化层和双电层,其流体力学直径在几百纳米左右。

    2014年06期 v.28 1230-1235页 [查看摘要][在线阅读][下载 673K]
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反应工程

  • 2,4-二氨基甲苯、尿素和甲醇合成甲苯-2,4-二氨基甲酸甲酯反应精馏过程研究

    孙帅;粱宁;安华良;赵新强;王桂荣;王延吉;

    甲苯-2,4-二氨基甲酸甲酯(TDC)是非光气合成甲苯二异氰酸酯(TDI)的重要中间体,2,4-二氨基甲苯(TDA)、尿素和甲醇一步合成TDC是一条绿色的反应工艺。今在反应精馏装置上研宄了操作条件对非催化合成TDC反应的影响,得出适宜操作条件为:反应温度190°C,压力0.7~0.75 MPa,反应原料分为两股进料,其中一股进料为TDA,尿素和甲醇的混合液(nTDA:/nUrea:nMeOH=1:5:80),进料位置为反应段上方,速率为0.3 m L·min-1,另一股为纯甲醇,进料位置在反应段下方,速率为5.0m L·min-1,塔顶回流比0.75,塔釜釆出比90:2。在该条件下,TDA的转化率62%,TDC的收率和选择性分别为36%和58%。与高压釜上所得结果相比,TDC的选择性提高了17%。

    2014年06期 v.28 1236-1242页 [查看摘要][在线阅读][下载 475K]
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  • 多相态条件下环己烷长时间连续脱氢反应研究

    寇智宁;支尊欧;徐国华;安越;何潮洪;

    对"湿-干"多相态条件下环己烷长时间连续脱氢反应进行了研究,考察了盐浴温度和环己烷进料速率对系统的产氢总量、环己烷脱氢速率和环己烷脱氢转化率的影响。结果表明,在无任何载气或吹扫气的条件下,环己烷在多相态条件下可以持续高效地进行脱氢反应,产生高纯度的氢气。在盐浴温度360℃,进料速率34 m L·h-1,催化剂用量3 g的反应条件下,脱氢系统的反应状态达到最佳,6 h的产氢总量为8.9 L,单位反应面积的平均产氢速率可达0.16mmol·min-1·cm-2。在"湿-干"多相态条件下,Raney-Ni在环己烷脱氢反应中表现出很高的催化活性,具有广泛的应用价值。对环己烷脱氢表观反应动力学的研究表明,脱氢反应的表观活化能较低,仅为12.54 k J·mol-1,多相态条件下环己烷的脱氢反应为扩散控制。

    2014年06期 v.28 1243-1248页 [查看摘要][在线阅读][下载 637K]
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  • 天然气非催化部分氧化转化炉模拟

    徐月亭;代正华;李超;刘海峰;周志杰;王辅臣;

    O2/CH4比、操作压力和气化炉长度等因素对天然气非催化部分氧化转化炉的运行至关重要。研究建立了基于反应动力学的反应器网络模型和平衡模型。考察了O2/CH4摩尔比、压力与停留时间对合成气出口温度和组成的影响。结果表明,反应器网络模型的预测结果与工业运行数据吻合较好。随着O2/CH4摩尔比增大、压力的上升或停留时间的变长,两种模型模拟结果的差异逐渐变小。反应器网络模型模拟结果表明,O2/CH4摩尔比上升,合成气温度逐渐升高,出口甲烷含量逐渐降低,H2/CO摩尔比逐渐下降。在停留时间较短时,压力的上升会促进甲烷的转化,而在停留时间较长时,较高的压力会抑制甲烷的转化。

    2014年06期 v.28 1249-1254页 [查看摘要][在线阅读][下载 608K]
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  • 等离子体-催化剂体系下甲苯加氢反应

    王赢权;于欣;周彩荣;

    探索了等离子体介质阻挡放电甲苯加氢工艺的行为。反应产物的气相色谱分析结果表明甲基环己烷为主产物。单因素实验法考察不同因素对甲苯加氢反应行为的影响,初步推测等离子体环境下甲苯加氢反应包含三种机理:加成反应、取代反应、C-C键断裂反应。研究发现,通过增大放电功率和催化剂(Ni/SiO2)协同作用,可使甲基环己烷转化率趋于最佳值。在反应条件为:"一段式"催化剂装填方式,0.30 g催化剂固载于0.1 g玻璃纤维上,催化剂活性金属组分含量17%(wt);放电电压8.4 k V;电极直径50 mm;气体配比(VH2/VC7H8)31;停留时间21 s,其甲苯转化率可达78.4%,甲基环己烷选择性72.2%。

    2014年06期 v.28 1255-1262页 [查看摘要][在线阅读][下载 753K]
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  • 强酸性杂多类离子液体及其催化甘油酯化反应性能

    袁冰;刘天;于世涛;

    设计筛选了一系列不同阳离子和阴离子的杂多类离子液体,并通过调整阴阳离子的摩尔比控制其酸性以及在甘油乙酯化制备三醋酸甘油酯反应中的催化活性。采用FT-IR、1H-NMR对优选催化剂进行了表征,用正丁胺电位滴定法研究了催化剂的阴阳离子对其酸性的影响。详细研究了原料摩尔比、催化剂用量和反应时间等对三醋酸甘油酯产物收率的影响。在酸醇摩尔比6:1,催化剂H2[TEAPS]PW12O40用量为甘油摩尔数的0.026%,反应温度110 oC,反应时间8 h的最佳工艺条件下,甘油转化率超过99%,三醋酸甘油酯选择性超过98%,催化剂可以方便的回收并循环使用。

    2014年06期 v.28 1263-1268页 [查看摘要][在线阅读][下载 717K]
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  • 炭载硫化钯催化剂的水相合成及其催化性能研究

    徐伟;张群峰;李小年;

    研究了硫化温度、时间、气氛和原料投入比等对水相条件下Pd/C与Na2S反应的影响规律,合成出一系列具有不同硫化钯晶相的炭载硫化钯催化剂;以N-苯基对苯二胺的N-还原烷基化合成N-(l,3-二甲基丁基)-N'-苯基对苯二胺(6PPD)为探针反应考察了该系列炭载硫化钯的催化性能。研宄发现,硫化温度和气氛是影响所合成的炭载硫化钯晶相结构的重要因素:随着硫化温度的升高(30~250℃),在H2氛围下,只能形成Pd4S晶相;而在凡氛围下,却可合成出较高硫钯原子比的硫化钯晶相,如Pd4S-Pd3S和Pd4S-Pd3S-Pd16S7-Pd S等。不同晶相的炭载硫化钯表面Pd原子的缺电子程度不同,从而表现出不同的催化性能。其中,在120°C、H2氛围下合成的Pd-Pd4S/C催化剂表现出最好的催化选择性96.4%)和稳定性。

    2014年06期 v.28 1269-1274页 [查看摘要][在线阅读][下载 402K]
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  • 五氧化二钒电解制备全钒液流电池V~(3+)电解液

    刘然;潘建欣;谢晓峰;王树博;王金海;周涛;

    电解液的质量直接决定了全钒液流电池的储电能力。为了降低全钒液流电池的生产成本,在国内首次采用流动型电解槽电解还原法,研究了采用相对廉价的五氧化二钒(V2O5)代替价格昂贵的硫酸氧钒(VOSO4)为原料制备全钒液流电池电解液的制备技术;研究了阳极电极材料、电解电流密度等对制备电解液的影响因素;并通过循环伏安、交流阻抗和充放电测试分析和比较由两种原料制备的电解液的电化学性能。实验结果表明:以Ru Ir/Ti为阳极,多孔铅板为阴极,3 mol·L-1 H2SO4为阳极电解液,1.5 mol·L-1 V2O5+3 mol·L-1 H2SO4粉末混合溶液为阴极电解液,40 m A·cm-2恒流电解得到的电解液不但具有良好的电化学活性和可逆性,且电流效率高和电能损耗低,完全可以满足全钒液流电池的工作需求。

    2014年06期 v.28 1275-1280页 [查看摘要][在线阅读][下载 755K]
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  • 载体对Pt-Sn催化乙酸加氢制乙醇性能的影响

    胡英韬;窦梅;南碎飞;

    以硝酸铂和草酸亚锡为金属前躯体,利用等体积共浸渍法制备了Pt含量为1.5%(wt)的Pt-Sn催化剂,考察了载体(Ca Si O3改性的Si O2,γ-Al2O3和Ti O2)对乙酸气相选择性催化加氢制备乙醇性能的影响。结果表明,Pt-Sn/Ca Si O3-SiO2、Pt-Sn/γ-Al2O3和Pt-Sn/TiO2催化剂上乙醇的选择性基本相同且高达86%左右,但前者的催化活性、乙酸的转化率和乙醇收率都要高于后两者。对于Pt-Sn/Ca Si O3-Si O2催化剂,在反应温度范围内,催化活性、乙酸转化率、乙醇选择性和收率随着反应温度的升高而增加,当反应温度超过300℃时,乙醇选择性基本保持不变。催化加氢生成乙醇的表观活化能相对较高,为47.6878 k J·mol-1。在2.2 MPa和325℃条件下,Pt-Sn/Ca SiO3-SiO2的催化活性、乙酸转化率、乙醇选择性和收率分别为0.35 mmol·s-1·g Pt-1、90.73%、86.96%和78.89%。

    2014年06期 v.28 1281-1285页 [查看摘要][在线阅读][下载 660K]
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  • 载体组成对载钴催化剂的甲烷催化部分氧化反应的影响

    周晓春;余长林;胡久彪;樊启哲;魏龙福;杨凯;

    首先制备了一系列的单元(Ce O2,Ti O2,Zr O2)、双元(Ce-Ti,Ti-Zr)和三元(Ce-Ti-Zr)载体,然后通过浸渍法在载体表面负载Co,考察了载体组成和焙烧温度对该催化剂的甲烷部分氧化(POM)催化性能的影响。利用N2物理吸附、X射线粉末衍射、H2-程序升温还原、扫描电子显微镜和热重分析等手段对反应前后催化剂的物理化学性质进行了表征。实验结果表明,载Co催化剂的催化性能按三元>双元>单元的顺序依次降低。700℃焙烧制备的Co/Ce-Ti-Zr-700三元载体催化剂表现出最高的CH4转化率和H2、CO的选择性,同时该催化剂具有较高的稳定性。在Ce-Ti-Zr三元载体催化剂中,Ce O2-Ti O2-Zr O2之间产生了较强的相互作用,从而抑制了非活性相Co Ti O3的生成,产生了更多的活性中心;同时这种载体之间的作用可以防止催化剂在反应过程中发生相变生成Co Zr2和Zr C之类的物质。

    2014年06期 v.28 1286-1293页 [查看摘要][在线阅读][下载 957K]
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生物化工

  • 一株产新型水溶性抗真菌化合物的海洋芽胞杆菌发酵动力学的研究

    王涛;张书衍;吴绵斌;陈正杰;林建平;杨立荣;

    从浙江省台州市东海中筛选得到的一株对白色念珠菌有较好抑制作用的微生物,经16S r DNA鉴定为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens ZJU-2011)。采用单因素优化方法在5 L发酵罐进行分批发酵实验,得到了最佳发酵条件为:接种量为体积百分比10%,装液量为体积百分比60%,通气量500 L·h-1,转速500 r·min-1,温度28℃,发酵时间24 h。在此基础上,通过假设还原糖浓度是淀粉水解以及菌体生长和次级代谢物产生消耗的综合作用,根据培养基消耗、菌体生成量和抗真菌化合物产生与发酵时间的关系,采用Logistic方程和Luedeking-Piret方程建立底物消耗、菌体的生长和抗真菌化合物生成的动力学模型,并拟合了模型参数。结果表明,模型计算值与实验数据拟合度分别为0.978,0.99和0.90。该模型能较好地预测芽孢杆菌分批发酵生产抗真菌抗生素的动力学过程。

    2014年06期 v.28 1294-1301页 [查看摘要][在线阅读][下载 658K]
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化学工艺

  • 硅灰石-三氧化二锑复合颗粒的制备及在PA6中的应用研究

    杨勇;王奥兰;毋伟;王刚;查留锋;陈建峰;

    以三氯化锑和针状硅灰石为原料,通过水解反应制备了硅灰石/三氧化二锑(Ca Si O3/Sb2O3)复合粒子,研究包覆量、反应温度、表面活性剂等工艺条件对包覆效果的影响。利用SEM、XRD、FT-IR和XPS等测试技术表征了复合材料的断面形貌、Sb2O3的物相、形貌及其在硅灰石表面上的包覆行为。用Ca Si O3/Sb2O3复合粒子替代传统的三氧化二锑(Sb2O3)与十溴二苯乙烷(DBDPE)复配对聚酰胺6(PA6)进行阻燃性研究,研究Ca Si O3/Sb2O3替代Sb2O3后的分散情况,以及对材料阻燃性能和力学性能的影响。实验结果表明,控制三氧化二锑包覆量为51%,反应温度为40℃,表面活性剂PEG20000添加量为1.0%,可以实现三氧化二锑以超细粒子形式包覆在硅灰石表面。Ca Si O3/Sb2O3在PA6中具有较好的分散性。以Ca Si O3/Sb2O3代替Sb2O3所得的复合材料阻燃,抑烟性能良好,垂直燃烧达到V-0级,力学性能显著提高。

    2014年06期 v.28 1302-1308页 [查看摘要][在线阅读][下载 1064K]
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  • 聚醛改性羧酸/非离子型聚氨酯水分散体的合成与性能

    燕民翔;朱延安;瞿金清;

    采用二羟甲基丙酸(DMPA)和聚氧乙烯醚(YmerTM N120)为复合亲水单体,以聚醛树脂(A81)、聚醚二元醇(N220)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为原料合成了聚醛改性羧酸/非离子型聚氨酯水分散体(PUD),研究了DMPA/N120质量比、A81添加量和NCO/OH摩尔比对PUD及涂膜性能的影响。研究发现添加A81可提高PUD涂膜的硬度、光泽和耐化学品性,特别是耐醇性能;当A81添加量为5%,DMPA与N120质量比0.4,NCO与OH摩尔比为1.5时合成的PUD涂膜具有较好的耐水、耐化学品性和较高的硬度。热重分析(TGA)发现A81改性PUD涂膜具有优异的热稳定性。与未改性的PUD对比发现,经A81改性后的PUD拥有良好的综合性能。

    2014年06期 v.28 1309-1314页 [查看摘要][在线阅读][下载 690K]
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  • 非晶交联辛烯基琥珀酸淀粉酯的制备与结构表征

    陆来仙;童张法;石海信;张友全;

    以木薯淀粉为原料,三偏磷酸钠(STMP)和辛烯基琥珀酸酐(OSA)为变性剂,用乙醇溶剂法合成非晶交联辛烯基琥珀酸淀粉酯(N-COSAS)。以结合磷含量(CP)、取代度(DS)、黏度(η)为评价指标,探讨STMP用量(占淀粉干基的质量分数),交联时间、交联温度、交联p H值和酯化时间、酯化温度、酯化p H值等因素对CP或DS和η的影响。通过单因素和正交试验,得出制备低黏度N-COSAS的较佳工艺条件:在加入STMP 1.5%时,交联反应的时间、温度和p H值分别为4 h,45℃和10.0,酯化反应的时间、温度和p H值分别为3 h、35℃和8.5。扫描电镜观察显示N-COSAS颗粒表面有明显裂痕,表面被卷起;X射线衍射图谱显示,N-COSAS的相对结晶度为8.24%,晶型属于V型;红外光谱显示,N-COSAS在1570.06 cm–1处出现新的吸收峰,在929.69 cm–1处峰的强度增加,证明在淀粉分子中引入了辛烯基琥珀酸基团和交联键。

    2014年06期 v.28 1315-1321页 [查看摘要][在线阅读][下载 767K]
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  • 头孢托罗活性硫酯的合成工艺研究

    王松青;杜铁奇;童乐仙;方祝君;钟为慧;

    优化了头孢托罗活性硫酯-(Z)-2-(5-氨基-1,2,4-噻二唑-3-基)-2-三苯甲氧亚胺基硫代乙酸(S-2-苯并噻唑)酯(2)的合成工艺。以3-氨基-5-乙酰胺基异噁唑(3)为原料,与特戊酰基异硫氰酸酯经重排反应,制得N-乙酰基-2-(5-特戊酰胺基-1,2,4-噻二唑-3-基)乙酰胺(5),收率为72%;采用亚硝酸异丙酯对中间体5进行肟化、然后与三苯基氯甲烷进行醚化制得(Z)-N-乙酰基-2-(5-特戊酰胺基-1,2,4-噻二唑-3-基)-2-三苯甲氧亚胺基乙酰胺(7a),收率为78%;7a经碱性水解,制得(Z)-2-(5-氨基-1,2,4-噻二唑-3-基)-2-三苯甲氧亚胺基乙酸(8),收率为65%;,在乙腈与甲苯的混合溶剂中,8与亚磷酸三乙酯、二苯并噻唑二硫醚混合反应,制得活性硫酯2,路线的总收率达24%。该合成工艺具有反应条件温和,操作简便,易于分离等优点,因而有较好的工业化应用前景。

    2014年06期 v.28 1322-1327页 [查看摘要][在线阅读][下载 661K]
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  • 基于ATRP法制备的触角状亲水性羟胺树脂的吸硼性能的研究

    张家宏;刘晓宁;仲玉;郁晨晨;魏荣卿;郑涛;

    以大分子引发剂氯乙酰化聚苯乙烯微球(PS-acyl-Cl)经原子转移自由基聚合(ATRP)法引发丙烯酰胺(AM)和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)单体的共聚接枝,制得一种触角状亲水性环氧载体(PS-acyl-g-P(AM-co-GMA)),再经二乙醇胺(DEA)的环氧基开环胺化反应,得到一种含多个-NCH2CH2OH螯合配基的多齿-五元螯合环的触角状亲水性羟胺树脂(PS-acyl-g-P(AM-co-GMA)-DEA)。将此树脂用于硼吸附研究,结果表明,PS-acyl-g-P(AM-co-GMA)-DEA树脂对硼的吸附满足Langmuir方程,为单分子层吸附;饱和吸附量约为37.7 mg·g-1,且树脂5 min即可达到吸附平衡,与其它已报道的吸硼树脂相比,该树脂具有更高的吸附量和吸硼速率。吸附动力学研究表明,树脂吸附硼的过程主要由颗粒扩散过程控制。重复使用5次后该树脂的吸附量基本不变,解吸率均在90%以上,重复使用性能良好。

    2014年06期 v.28 1328-1333页 [查看摘要][在线阅读][下载 667K]
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  • 超临界CO_2中一釜法合成碳酸二甲酯的研究

    徐明仙;沈德平;邹羽芯;林春绵;

    超临界CO2中一釜法合成碳酸二甲酯(DMC),对于CO2的资源化利用和绿色化学品合成都具有重要的意义。本实验以CO2、环氧丙烷(PO)和甲醇为原料,甲醇钾(CH3OK)为催化剂,无水氯化钙为脱水剂,研究物料配比(VCH3OH:VPO=1~12)、搅拌速度(0~500 r·min-1)、压力(5.0~10 MPa)、温度(110~190℃)和时间(0.25~3 h)对一釜法合成DMC的影响,并提出了超临界CO2中以CH3OK为催化剂一釜法合成DMC可能存在的反应机理。结果表明,在最佳反应条件(VCH3OH:VPO=10:1、搅拌速度为300 r·min-1、反应压力为7.0 MPa、反应温度为140℃)下,反应1 h后甲醇转化率为22.0%,DMC收率达到45.5%。

    2014年06期 v.28 1334-1339页 [查看摘要][在线阅读][下载 656K]
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  • β-阿朴-8'-胡萝卜酸乙酯的合成

    皮士卿;江红英;翟德伟;王康林;

    β-阿朴-8’-胡萝卜酸乙酯是一种广泛应用于食品和饲料着色的类胡萝卜素添加剂,开发经济合理的合成工艺路线一直是工业上的迫切需求。今以制备维生素A中间体C5合成单元4-乙酰氧基-2-甲基-2-丁烯醛为起始原料,其中一分子经过氧化、酯化、卤代、Michaelis-Arbuzov重排反应得到C5合成单元4-(二乙氧基磷酰基)-2-甲基-2-丁烯酸乙酯,与另一分子的C5合成单元4-乙酰氧基-2-甲基-2-丁烯醛缩合,并进一步氧化得到C10合成单元7-乙氧羰基-3,7-二甲基-2,4,6-庚三烯醛,最后与C20合成单元维生素A三苯基膦盐缩合,形成了C30单元的β-阿朴-8’-胡萝卜酸乙酯。七步反应总产率为43%。中间体及最终产物的结构均通过红外光谱,核磁氢谱,核磁碳谱和高分辨质谱进行了表征。

    2014年06期 v.28 1340-1344页 [查看摘要][在线阅读][下载 665K]
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  • N-氨乙基萜品烯马来酰亚胺基酰胺化合物的合成及杀菌活性

    廖静妮;段文贵;马献力;蔺志铎;雷福厚;殷宪龙;

    以α-蒎烯为原料,在质子酸催化下发生重排得到α-萜品烯,再与马来酸酐发生Diels-Alder环加成反应得到α-萜品烯马来酸酐加成物3,然后与乙二胺反应制备N-氨乙基萜品烯马来酰亚胺4。在三乙胺(TEA)催化下,4与各种取代苯甲酰氯发生N-酰化反应,合成得到11个新型N-氨乙基萜品烯马来酰亚胺基酰胺化合物5a~5k。初步探索了合成条件,并利用1H-NMR、13C NMR、FT-IR、ESI-MS、UV-vis和元素分析等多种手段对目标产物作了分析和表征。初步的生物活性测试表明,目标化合物具有一定的杀菌活性,其中3-甲基苯基-N-氨乙基萜品烯马来酰亚胺基酰胺5g在50μg·m L-1浓度下对苹果轮纹病菌的抑制率达63.6%。

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  • 脂肪族超支化聚酯的端链结晶行为

    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第三代端羟基超支化聚酯进行端基改性,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,采用差示扫描量热分析(DSC)和广角X射线衍射(WAXD)研究了端烷烃链长度和端基改性程度对超支化聚酯相转变行为和结晶行为的影响。结果表明,超支化聚酯的结晶归因于长链端烷烃的有序排列,端烷烃链越长,端烷基超支化聚酯的冷结晶温度、热结晶温度和熔融温度均逐渐升高;端烷烃链越长或改性程度越高,衍射峰强度越大,晶粒尺寸变小。进一步用DSC研究了端十八烷基超支化聚酯的非等温结晶行为并用Ozawa法对其非等温结晶动力学进行了分析,发现其成核方式为异相成核,生长方式为针状晶体的一维生长。

    2014年06期 v.28 1353-1359页 [查看摘要][在线阅读][下载 785K]
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  • MnK/Al_2O_3催化苯甲醇液相氧化制苯甲醛

    汤清虎;王京;黄晓娜;赵卉茹;魏志伟;赵培正;

    采用共浸渍法制备Mn1K1/Al2O3催化剂,并以分子氧为氧化剂考察了其在苯甲醇液相氧化制苯甲醛反应中的催化性能。实验结果显示,焙烧温度和负载量对催化剂性能有重要影响,773 K焙烧的10%(wt)Mn1K1/Al2O3具有最高的催化活性,373 K下反应3 h时,苯甲醇转化率为72.9%,苯甲醛选择性为99%,且该催化剂可循环使用6次以上而其催化活性无明显降低。粉末X射线衍射(XRD)、N2物理吸附、拉曼光谱、X射线吸收光谱(XAS)、程序升温还原(H2-TPR)结果表明,负载在Al2O3表面的非晶态或小晶粒α-Mn O2是催化活化分子氧发生醇氧化反应的高活性物种。

    2014年06期 v.28 1360-1365页 [查看摘要][在线阅读][下载 849K]
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材料科学与工程

  • 磺基甜菜碱接枝共聚物共混改性聚砜超滤膜的研究

    张倩;沈冲;孟琴;

    两性离子具有超强的亲水性和抗污染能力,通常用于易污染疏水材料表面的接枝改性,提高其亲水性和抗污染性,但该接枝改性反应一般发生在固液反应体系中,导致反应效率低和难以工业化放大等缺陷。今以聚砜(PSU)接枝磺基甜菜碱甲基丙烯酸酯(SBMA)为研究对象,以二甲亚砜(DMSO)为溶剂,使该接枝反应在均相体系下发生。该反应以PSU上预先接枝的氯甲基为原子转移自由基聚合反应(ATRP)引发基团,在氯化亚铜(Cu Cl)的催化下合成PSU-g-SBMA共聚物。元素分析和红外检测的结果表明,随着SBMA添加量的提高,共聚物接枝率呈上升趋势,且在SBMA:PSU摩尔比为5:1时,接枝率达到最高值61.9%。随后,将制得的PSU-g-SBMA与PSU共混,经由相转化法制备超滤膜,通过表征发现该膜呈典型的指状大孔结构,且牛血清白蛋白(BSA)截留率大于90%,纤维蛋白截留率大于99%。共混膜的接触角和静态蛋白吸附量均比纯聚砜膜有极大下降,且通量恢复率有很大提升,表明PSU-g-SBMA共混改性可有效提高PSU膜的亲水性和抗污染能力。综上,本研究阐述了一种两性离子接枝共聚物共混改性超滤膜的新方法,克服了两性离子固液接枝反应体系的缺陷,有助于将来实现两性离子改性超滤膜的工业化生产。

    2014年06期 v.28 1366-1371页 [查看摘要][在线阅读][下载 977K]
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  • 复合无机无卤阻燃剂改性聚氨酯泡沫及性能研究

    袁才登;曾海唤;王健;许湧深;

    以聚磷酸铵(APP)为主要阻燃剂,复配可膨胀石墨(EG)和膨润土作为阻燃剂和改性剂,制备了完全无机且无卤阻燃剂改性的硬质聚氨酯泡沫(RPUF)。在固定无机阻燃剂及改性剂总量的条件下,研究了膨润土和EG用量及比例对RPUF的热稳定性、阻燃性能、力学性能、泡孔结构等的影响。结果表明,随膨润土或EG含量的增大,泡沫的压缩强度先增大后减小,二者含量分别为10%和5%时压缩强度最大。EG对泡沫阻燃性能的提高有显著影响,但同时也会使泡孔孔径增大;而膨润土作为泡沫成核剂能明显减小孔径。通过热重分析表明膨润土和EG的加入能明显增强泡沫的热稳定性。当APP为泡沫总质量的15%,膨润土为5%,EG为5%时,可以制得阻燃性能、力学性能和泡沫孔径较佳平衡的阻燃泡沫材料。在该条件下,泡沫的压缩强度为0.42 MPa,泡沫平均孔径为434μm,LOI值达到29%。

    2014年06期 v.28 1372-1377页 [查看摘要][在线阅读][下载 1083K]
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  • 磁性凹土基复合材料的制备、改性及交联固定化脂肪酶

    李亚;郭杰;胡集铖;韩萍芳;

    以凹土为原料,醋酸铁为γ-Fe2O3前驱体,湿法工艺制备了磁性凹土基复合材料,并用偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷对磁性凹土基复合材料进行了氨基改性。XRD、TEM、FT-IR、VSM表征结果表明:γ-Fe2O3粒子均匀负载于凹土层间,粒子直径为4~15 nm;经过改性,氨基接枝于磁性凹土基复合材料表面;改性前后的磁性凹土基复合材料均具超顺磁性,饱和磁强度分别为13.4和10.7 emu·g-1。以戊二醛为交联剂,以氨基化磁性凹土基复合材料为载体固定化假丝酵母脂肪酶,研究结果表明:相比于游离脂肪酶,固定化脂肪酶的热稳定性和p H稳定性显著提升,重复用于水解反应8次后仍保持约78%的活力,米氏常数是游离脂肪酶的1.28倍,且在外加磁场作用下易于从反应体系分离。

    2014年06期 v.28 1378-1383页 [查看摘要][在线阅读][下载 689K]
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环境化工

  • 电渗析法回收铅酸蓄电池化成工序废硫酸的研究

    王娟;林晗;汪群慧;马宁;程桂石;张健;

    本研究采用单价阳离子交换膜电渗析法,对北方某铅酸蓄电池厂化成车间产生的含低浓度铁离子的废酸进行回收实验。比较了单价阳离子交换膜和普通阳离子交换膜的分离性能,并且考察了操作电流密度、初始铁离子浓度以及初始硫酸浓度对硫酸回收率的影响。结果表明,当硫酸回收率达到80%时,单价阳离子交换膜对金属离子和氢离子的分离系数约为普通阳离子交换膜的7.5倍。在电流密度0.06 A·cm-2的条件下,采用单价阳离子膜对工厂化成废酸(初始硫酸浓度约2.25 mol·L-1,初始铁离子浓度约12 mg·L-1)电渗析,当废酸回收率达到80%时,金属铁离子的透过率小于10%,可控制回收酸中铁离子的浓度在2 mg·L-1以下,满足该蓄电池厂对化成硫酸中铁离子浓度的限值要求。通过对H+传质过程进行动力学分析的结果表明:其传质过程符合零级反应动力学,电迁移传质在传质过程中占主要地位。回收得到的硫酸重新回用于蓄电池的化成工序,不仅能够实现资源的回用,还可避免废酸进行中和处理时对碱的消耗,具有较好的环境效益及技术可行性。

    2014年06期 v.28 1384-1390页 [查看摘要][在线阅读][下载 641K]
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  • 介质阻挡放电降解废气中萘的实验研究

    吴祖良;谢德援;陆豪;姚水良;高翔;

    采用介质阻挡放电对模拟废气中萘的降解进行了研究,深入分析了放电特性和萘的降解特性。研究结果表明:介质阻挡放电过程产生了90 ns脉宽的脉冲电流。放电电压的增加提高了能量密度,从而促进了萘的降解。在7 k V的放电电压下,能量密度达到了236.4 J·L-1,此时萘的降解效率为94.1%。而随着放电电压的增加,萘的降解产物COx的选择率却有所下降。在相同的能量密度下,低放电频率、窄放电气隙有助于萘的降解。介质阻挡放电过程中仅产生6μL·L-1左右的NOx,而生成了500μL·L-1以上的O3。另外,萘的降解过程还产生了萘醌、脂肪族化合物和短链烃等副产物,这表明氧自由基在萘的降解过程中起到了重要的作用。

    2014年06期 v.28 1391-1398页 [查看摘要][在线阅读][下载 739K]
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研究简报

  • 大孔树脂复配纯化油茶多酚的吸附特性研究

    白杨;唐韶坤;谢承中;

    为提高大孔吸附树脂对油茶多酚的吸附性能,采用不同极性的大孔树脂复配的方法,对油茶籽饼粕中提取的多酚物质进行吸附纯化。研究表明,90%(wt)D101-1/10%(wt)DM301复配对油茶多酚的吸附效率最高、达83.75%,且高于单一树脂对油茶多酚的吸附。在温度为298~315 K,三种模型的非线性拟合结果表明复配树脂对油茶多酚吸附平衡数据符合Langmuir等温吸附模型;对吸附焓、自由能、吸附熵的计算进一步验证了复配树脂对油茶多酚的吸附是放热自发的物理吸附。在此基础上进一步研究了298 K下复配树脂对油茶多酚的吸附动力学,结果表明Pseudo-second-order动力学模型能够很好地描述该吸附过程。

    2014年06期 v.28 1399-1404页 [查看摘要][在线阅读][下载 701K]
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  • 喷孔直径对水力喷射空气旋流器传质性能的影响

    程治良;徐飞;全学军;邱发成;代黎;

    水力喷射空气旋流器(WSA)是一种高效的超重力气液传质设备,为了进一步提高其传质效率,通过理论分析和吹脱氨实验研究,对其喷孔直径进行了优化研究。采用因次分析法对实验数据进行了归纳,得到了脱氨传质系数KLa的经验公式为:KLa=2.77×10-9uLI0-1Reg0.37ReL1.18Wel-1.05,运用该式可较好地预测喷孔直径对WSA脱氨传质性能的影响。研究发现,当废水射流流速恒定时,KLa随喷孔直径增大而增大,但当超过某一直径时,其增幅减小。综合考虑过程的能耗与传质效果之间的关系,喷孔直径的最佳取值应按dh=l06.39设计计算,l0为WSA的环隙宽度。

    2014年06期 v.28 1405-1409页 [查看摘要][在线阅读][下载 719K]
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  • 饱和定点突变拓宽谷氨酸脱羧酶催化pH范围的研究

    林玲;胡升;郁凯;黄俊;梅乐和;

    谷氨酸脱羧酶(GAD)是生物法制备γ-氨基丁酸GABA以及一些含氮化合物的关键酶,其催化活力受p H值调控。研究GAD的pH值调控性质具有重要的理论和应用价值。研究通过氨基酸序列比对,发现了一个影响GAD 1407催化p H特性的关键位点:S307。通过对这个位点进行饱和突变,构建突变文库,从中筛选出催化pH范围拓宽的突变酶S307N,并对该突变酶的酶学性质进行了研究。为了解GAD 1407结构与功能之间的相互关系提供了一定的依据。

    2014年06期 v.28 1410-1414页 [查看摘要][在线阅读][下载 724K]
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  • 2-吡唑酰壳低聚糖的制备、表征及其抗菌活性的研究

    赵迪;董泽义;王江涛;孟祥红;

    以壳低聚糖与氯乙酰氯反应制备出中间产物2-氯乙酰壳低聚糖,中间产物再与吡唑反应得到2-吡唑酰壳低聚糖。通过FT-IR、1H-NMR、热重分析、溶解度实验对产物进行了结构和性能表征,并测定了产物对褐腐病菌和灰霉病菌的抑菌活性。结果表明:目标产物结构正确,热稳定性略低于壳低聚糖;在水中的溶解度为3 mg·m L-1;抑菌研究表明,产物的抑菌活性随浓度的增大而增大,对褐腐病菌菌丝生长抑制的IC50值为0.33 mg·m L-1,对灰霉病菌菌丝生长抑制的IC50为0.45 mg·m L-1,抑菌活性优于壳低聚糖。

    2014年06期 v.28 1415-1419页 [查看摘要][在线阅读][下载 719K]
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  • 高校化学工程学报二○一四年第28卷总目次

    <正>~~

    2014年06期 v.28 1420-1434页 [查看摘要][在线阅读][下载 925K]
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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

    2014年06期 v.28 1435页 [查看摘要][在线阅读][下载 26K]
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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06期 v.28 1436页 [查看摘要][在线阅读][下载 29K]
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