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

  • 无标样聚甲氧基二甲醚校正因子的测定

    郑妍妍;唐强;王金福;王铁峰;

    聚甲氧基二甲醚是一种理想的新型柴油添加剂。针对聚甲氧基二甲醚组分缺少标样的问题,研究采用气相色谱技术,依据质量守恒原理测定并计算了不同聚合度聚甲氧基二甲醚组分的质量校正因子,以实现各组分含量的准确定量分析。根据反应过程的CH2O守恒及混合过程的质量守恒,对质量校正因子的准确性进行了验证,应用该校正因子计算所得到的质量相对误差小于4%。用此方法测定的校正因子准确度高于有效碳数估算法所得校正因子。该测定方法操作简单,可满足企业生产及实验室研究中聚甲氧基二甲醚产物的定量分析要求。

    2015年03期 v.29 505-509页 [查看摘要][在线阅读][下载 324K]
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  • 298K下Na~+,K~+//Cl~ˉ,SO_4~(2ˉ),NO_3~ˉ-H_2O五元体系液固介稳相平衡

    周婷;王雪枫;黄雪莉;李惠;刘娜;

    研究了298 K下,五元体系Na+,K+//Clˉ,SO42ˉ,NO3ˉ-H2O的液固介稳相平衡。采用等温蒸发法确定了溶液的介稳平衡溶解度。根据实验数据,绘制出了该体系介稳相图中氯化钠介稳饱和区以及氯化钠饱和条件下的介稳相平衡投影相图。相图中,有四个四盐共饱的零变量点、九个三盐共饱的单变量线和六个两盐结晶区:Na2SO4·Na NO3·H2O+Na Cl,3K2SO4·Na2SO4+Na Cl,Na NO3+Na Cl,KNO3+Na Cl,Na2SO4+Na Cl和KCl+Na Cl。该体系在298 K下的介稳相图和稳定平衡相图存在一定的差别,复盐3K2SO4·Na2SO4的结晶区明显缩小。

    2015年03期 v.29 510-515页 [查看摘要][在线阅读][下载 283K]
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传递现象与单元操作

  • 封存CO_2在泄漏通道中迁移及相变过程的模拟分析

    于博;刘永忠;杨勇;丁天;

    预测相变位置对封存CO2泄漏过程的监控和风险评估具有重要意义。针对泄漏通道中CO2的非等温流动相变过程,提出了Span-Wagner状态方程与等效比热法的耦合计算方法描述CO2泄漏过程中相变过程,研究了焦耳-汤姆逊效应、黏性耗散效应以及地层传热效应对CO2泄漏相变过程的影响,阐明CO2泄漏过程中相变过程的影响因素及其作用。研究表明:虽然焦耳-汤姆逊效应和黏性耗散对泄漏通道温度的作用相反,但两者均使泄漏CO2液气相变位置向深层移动;增强泄漏通道与地层之间换热将使泄漏通道温度降低,焦耳-汤姆逊效应和地层换热的共同作用将进一步降低泄漏通道的温度,导致泄漏CO2液气相变位置向浅层移动,泄漏通道出口处CO2的泄漏流率增大。

    2015年03期 v.29 516-522页 [查看摘要][在线阅读][下载 350K]
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  • 柴油液滴撞击壁面运动形态及变化历程的实验研究

    宋云超;宁智;孙春华;吕明;阎凯;付娟;

    液滴碰壁是液体射流过程中的重要现象,对喷雾效果有重要影响。采用高速摄影方法对柴油液滴撞击壁面的运动形态及变化历程进行了研究;根据获取的撞击壁面后不同时刻液滴的运动形态和参数,对液滴撞击壁面的运动过程、铺展运动无量纲润湿长度的变化历程、飞溅运动发生的临界撞击速度以及壁面材料对液滴撞击壁面运动的影响等进行了分析。通过研究,获得了柴油液滴撞击壁面时的运动特性及规律。

    2015年03期 v.29 523-529页 [查看摘要][在线阅读][下载 510K]
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  • CO_2在固态聚丙烯/滑石粉复合材料中的溶解和扩散

    胡冬冬;李戬;刘涛;赵玲;

    利用重量分析的方法测定了温度分别为343.15、373.15和393.15 K,压力0~16 MPa范围内,CO2在聚丙烯(PP)、PP/滑石粉和界面改性PP/滑石粉复合材料中的溶解度和扩散系数。CO2在未经界面改性PP/滑石粉复合材料中的溶解度低压下大于而高压下小于其在纯PP中的溶解度,在经过界面改性的PP/滑石粉复合材料中的溶解度小于其在纯PP和未经界面改性复合材料中的溶解度。CO2在PP/滑石粉复合材料中的扩散系数小于其在纯PP中的扩散系数,填料含量越大扩散系数越小。通过S-L状态方程关联了CO2在纯PP和经过界面改性的PP/滑石粉复合材料非晶区的溶解度,并计算了CO2对聚合物基体的溶胀情况,证实了填料对聚合物分子链运动的阻碍作用。

    2015年03期 v.29 530-537页 [查看摘要][在线阅读][下载 351K]
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  • 垂直筛板构件强化SDS在泡沫分离液相吸附的研究

    张哲;吴兆亮;龙延;刘伟倩;

    为提高表面活性物质在泡沫分离液相的吸附,开发了一种液相安装垂直筛板构件的新型泡沫分离塔,以传统液相无构件的泡沫分离塔为对照塔,十二烷基硫酸钠(SDS)为体系,考察了装有垂直筛板构件的塔板层数、板间距和垂直帽罩数对气泡大小、SDS吸附密度和平衡时间的影响。结果表明在液相添加垂直筛板构件能有效增加SDS的吸附密度并缩短平衡时间。在塔板层数为5、板间距为60 mm和垂直帽罩数为4时,SDS吸附密度比对照塔提高58.8%。

    2015年03期 v.29 538-543页 [查看摘要][在线阅读][下载 304K]
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  • 油包水乳化液滴形成甲烷水合物的动力学特性研究

    钟栋梁;赵伟龙;何双毅;杨晨;

    针对油气输运管线中天然气水合物堵塞问题,重点研究了油包水乳化液滴形成气体水合物的动力学特性。根据原油的甲烷溶解能力经验模型,预测了油包水乳化液(35%(V)水和65%(V)白油)中油-液两相区的甲烷饱和溶解度,优化了乳化液滴的水合反应动力学模型,并且对单个乳化液滴在不同压力和不同液滴尺寸条件的水合物结晶过程进行了数值模拟。研究结果表明,水合物在白油-水乳化体系的结晶生长过程是一个缩核过程,甲烷消耗量和反应速率随着液滴半径的增大而增大,但是水合物转化率随着液滴半径的增大而减小;压力越高,水合物转化时间越短,该结果对揭示油包水乳化液滴的水合结晶机理以及油气输运管线水合物抑制技术的发展具有重要意义。

    2015年03期 v.29 544-550页 [查看摘要][在线阅读][下载 337K]
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  • 倾斜窄矩形通道内弹状流特性的实验研究

    闫超星;阎昌琪;孙立成;

    以空气和水为工质,应用高速摄影仪,对3.25 mm×43 mm的竖直和倾斜窄矩形通道的弹状流进行了可视化研究。按分液相雷诺数将流动分为层流区(Relo<3000)和湍流区(Relo≥3000)。实验结果表明,在层流区,气弹上升速度随倾斜角度的增加而增大;在湍流区,倾斜角度对气弹上升速度的影响不明显。基于湍流区拟合得到的分布参数C0和班可夫系数CA分别为1.151和0.788,与实验数据具有较好的一致性。对于空泡份额Jones-Zuber模型和Ishii模型,在湍流区两者预测结果与实验基本一致,但在层流区,Jones-Zuber模型预测效果较好而Ishii模型偏差较大。

    2015年03期 v.29 551-556页 [查看摘要][在线阅读][下载 381K]
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反应工程

  • 非晶态雷尼镍催化剂低温催化生物油模型化合物加氢的研究

    曾庆倬;于凤文;宋锵;卢美贞;刘学军;计建炳;

    采用非晶态雷尼镍催化剂,在高压反应釜内对二丙酮醇、糠醛、苯酚和愈创木酚等生物油模型化合物进行低温催化加氢实验,研究了模型化合物催化加氢特性、反应机理以及催化剂性质。实验结果表明:温度是影响此类催化剂活性的最主要因素,温度过高容易导致催化剂晶化而降低催化活性;在反应温度180℃、压力3MPa、反应时间4 h以及催化剂量8%(wt)时,模型化合物的转化率和饱和醇的选择性分别达到100.00%和97.74%以上;在此反应条件催化真实生物油的体系中,饱和醇的收率达到44.00%,p H从4.08升至5.13;通过对模型反应机理的探讨,得出模型主要通过两种加氢方式进行:即不同化合物分别以其O上的孤对电子选择性地与催化剂上的两种活泼态H(弱吸附的Ni-H、游离的原子态氢)进行加氢反应,完成催化加氢过程。

    2015年03期 v.29 557-563页 [查看摘要][在线阅读][下载 426K]
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  • 不同聚合物分散剂在钛酸钾晶须合成过程中的作用

    武玉民;肖宫雪;刘娟;季银利;

    以壳聚糖盐酸盐(chitosan hydrochloride,简称CHC)、壳聚糖-聚丙烯酰胺阳离子三元聚合物P(CMTC-AM-DMC)和聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(PDMC)作为分散剂,解决水热合成钛酸钾晶须过程中晶须的团聚问题。通过扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对样品的形貌和长径比进行表征,考察了三种分散剂对钛酸钾晶须分散效果的影响,用X射线光衍射(XRD)和热重分析(TG)分析了所合成晶须的结构和热稳定性。结果表明,CHC添加量为4%~5%时,略有分散效果,且合成晶须的长径比为100~170;P(CMTC-AM-DMC)添加量为3%时分散效果较好,且合成晶须的长径比为100~175;PDMC添加量为5%时对晶须的分散效果最好,所合成晶须的长径比为130~270,在三种分散剂中,PDMC的分散效果最好。且分散剂及分散剂的种类对晶须结晶度影响不大,并且晶须具有良好的高温热稳定性。

    2015年03期 v.29 564-570页 [查看摘要][在线阅读][下载 714K]
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  • HDPE/PP共混热裂解特性

    闫国荀;景晓东;韩清珍;温浩;项曙光;

    利用热重分析聚烯烃HDPE、PP的单独热裂解特性及HDPE/PP共混热裂解特性,研究了HDPE与PP共混裂解过程中的相互作用。以HDPE和PP为裂解原料,在间歇裂解反应釜中,考查了不同裂解温度、停留时间、起始压力及原料中PP比例对裂解产物收率及性能的影响。通过模拟蒸馏得到裂解产物油各馏分组成分布,采用FT-IR对产物油进行表征,并对轻质组分进行GC-MS分析。最后,采用密度泛函理论计算分析了聚烯烃以及链烷烃的化学键断裂能。结果表明:PP可降低HDPE的裂解温度,PP/HDPE共混裂解过程中存在明显的相互作用。经过正交实验得到:PP比例对混合聚烯烃裂解产油率的影响最为显著;影响轻质馏分收率的因素由主到次依次为:停留时间,裂解温度,PP比例,起始压力。FT-IR、GC-MS分析和理论计算都表明:裂解产物油的主要成分为链烷烃,其中直链烷烃含量较高,所得产物油是良好的乙烯裂解原料。

    2015年03期 v.29 571-577页 [查看摘要][在线阅读][下载 381K]
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  • Cu/Ti-MCM-41,Cu/Ti-HMS的制备表征与脱硫性能

    王广建;张金龙;杨志坚;褚衍佩;

    以水热合成法成功合成了Cu/Ti-MCM-41、Cu/Ti-HMS介孔分子筛,采用XRD、SEM、TEM、FT-IR、BET等手段对分子筛进行了表征。结果表明,合成的分子筛具有良好的晶体结构,Ti已进入分子筛骨架,Cu元素以氧化物Cu O形式存在于分子筛表面并使得分子筛孔道直径分布更集中。用H2O2为氧化剂,合成的Cu/Ti-MCM-41、Cu/Ti-HMS分子筛为催化剂,用于氧化脱硫反应,实验结果表明,Cu O的π键复合配位吸附作用可有效提高Cu/Ti-MCM-41、Cu/Ti-HMS的脱硫性能,脱硫率达到92.8%、88.5%;再生后,分子筛的脱硫率有所下降,表面Cu O的流失和分子筛结构的坍塌是导致Cu/Ti-MCM-41、Cu/Ti-HMS脱硫性能下降的原因。

    2015年03期 v.29 578-584页 [查看摘要][在线阅读][下载 730K]
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  • HZSM-5/MCM-41对小球藻催化热解的影响

    杨雅;郭庆杰;张秀丽;杨林;徐秀峰;

    以HZSM-5/MCM-41为催化剂,在管式炉内对小球藻进行了催化热解研究。考察了HZSM-5/MCM-41复合催化剂中MCM-41的添加比例对小球藻热解产物影响,并采用GC-MS和元素分析对所制取生物油进行了表征。结果表明:与HZSM-5催化剂相比,90%HZSM-5与10%MCM-41混合后生物油中3,7,11,15-四甲基-2-十六烯的选择性最好。羧酸类和含氮物质分别降低12.85%、43.97%,脂肪烃和芳烃的质量分数之和达到50.34%,且不存在硬脂酰胺和油酸腈等物质。根据元素分析可知,10%的MCM-41的引入使生物油含氧量降低23.52%,O/C原子比明显降低,H/C原子比得到提高,热值达到32.995 MJ·k-1,且油品组成与生物柴油接近。热重实验表明,分子筛催化剂失活主要是由于积炭的产生,HZSM-5/MCM-41具有良好的稳定性。随着催化剂用量的增加,生物油热值增加,同时含水量也增多,HZSM-5/MCM-41与小球藻质量比例为1:5时,生物油产率最高。

    2015年03期 v.29 585-592页 [查看摘要][在线阅读][下载 388K]
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生物化工

  • Burkholderia thailandensis E264/pBMTL3-tdpR发酵生产抗癌药物ThailandepsinA的研究

    惠俊渊;王威;程义强;张雪洪;

    在伯克氏菌Bth264野生株产新型抗癌药物Thailandepsin A以及调节基因tdp R正向调控Thailandepsin A生物合成的基础上,利用基因工程菌Bth264/p BMTL3-tdp R发酵生产Thailandepsin A,以提高产量。以0.5%乳糖为诱导剂,确定最佳诱导条件:发酵15 h添加乳糖,诱导时间6 h;通过单因素实验,确定葡萄糖和胰蛋白胨作为碳氮源、装液量65/250 m L以及接种量1%;同时结合优化发酵培养基进行发酵,Thailandepsin A产量达到252.14 mg·L-1,比优化前的产量提高56%;另外在发酵过程中,添加大孔树脂HP-20原位吸附产物,Thailandepsin A产量可达283.75 mg·L-1,比不加树脂提高13.8%;最后,基于RT-PCR和比较Ct值法,基因工程菌和野生菌相比,Thailandepsin A生物合成基因tdp B、tdp C1的转录水平分别提高11.4倍和6.0倍,对应的产量增加4.6倍,从而在很大程度上说明调节基因tdp R的过表达促进生物合成基因转录水平的提高以及产量的增加。

    2015年03期 v.29 593-599页 [查看摘要][在线阅读][下载 300K]
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  • 二硫键异构酶DsbC介导重组瑞替普酶在E.coli中可溶表达

    禚孝发;关怡新;姚善泾;

    瑞替普酶(reteplase)是第三代溶血栓药物,其结构中含有9对二硫键,因而重组瑞替普酶在E.coli中表达时极易形成包涵体。研究引入二硫键异构酶Dsb C介导瑞替普酶折叠过程中错配二硫键的异构,从而促进其在E.coli中的可溶表达。首先分别构建了reteplase、Dsb C表达载体p BAD/His A-R及p ACYCDuet-1-Dsb C,并共转化入E.coli BL21菌株,获得了瑞替普酶的Dsb C共表达体系。在此基础上,考察了发酵过程中诱导方式及时间、培养温度、诱导剂浓度对瑞替普酶可溶表达量的影响。在37℃、200 r·min-1的条件下培养到OD600值为0.6左右时,加入0.1 mmol·L-1的IPTG诱导二硫键异构酶Dsb C的表达;在25℃、160 r·min-1的条件下培养1 h后,加入0.5 g·L-1的L-阿拉伯糖诱导目标蛋白瑞替普酶表达,继续培养10 h收获菌体,结果表明近60%的瑞替普酶实现了可溶表达,其产量约为70 mg·L-1发酵液,用平板溶圈法测得纯化后瑞替普酶的活性为2.35×105 IU·mg-1。通过共表达二硫键异构酶Dsb C实现了瑞替普酶在E.coli中的可溶表达,有助于瑞替普酶的临床及折叠机理研究,对其他富含二硫键的重组蛋白质生产具有一定的指导意义。

    2015年03期 v.29 600-606页 [查看摘要][在线阅读][下载 571K]
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  • E.coli BL21(DE3)/pET28a(+)-cr羰基还原酶分离纯化及酶学性质研究

    王亚军;吴配配;罗希;郑裕国;

    利用强酸型阳离子交换层析和疏水作用层析技术,从实验室构建的羰基还原酶工程菌E.coli BL21(DE3)/p ET28a(+)-cr细胞中分离得到电泳纯NADP(H)依赖型的羰基还原酶,LC-MS-QTOF分析揭示其相对分子质量为35.4 k Da。该酶能不对称还原6-氰基-(5R)-羟基-3-羰基己酸叔丁酯(CHOHB)、4-氯乙酰乙酸乙酯(COBE)合成阿托伐他汀关键手性合成子6-氰基-(3R,5R)-二羟基己酸叔丁酯、(S)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯,对丙酮酸乙酯、丁二酮也表现出较高的还原能力。该羰基还原酶的最适作用条件为:30℃,p H7.5;且活性不依赖于金属离子。它催化CHOHB还原反应的最大反应速度vmax 54.3μmol·mg-1·min-1,KmCHOHB值4.4 mmol·L-1;作用于COBE时,最大反应速度vmax 36.5μmol·mg-1·min-1,KmCOBE值1.2×10-1 mmol·L-1。E.coli BL21(DE3)/p ET28a(+)-cr羰基还原酶在他汀手性侧链制造上具有广阔的应用前景。

    2015年03期 v.29 607-615页 [查看摘要][在线阅读][下载 445K]
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化学工艺

  • 异佛尔酮二胺的合成及工艺优化

    刘迎新;周阔;卢蒙;汪梨超;魏作君;

    以异佛尔酮为原料,经氰化、亚胺化和氢化三步反应合成了异佛尔酮二胺,并对反应工艺条件进行了优化。中间产物异佛尔酮腈合成的优化实验条件:NH4Cl为酸化试剂、DMF为反应介质、0.0669 mol异佛尔酮和0.048 mol Na CN与5 m L浓度为6 mol·L-1的NH4Cl水溶液在70℃下反应4 h,得异佛尔酮腈,收率为94.9%。中间产物异佛尔酮亚胺合成的优化实验条件为:以Ca O为催化剂、氨压0.2 MPa、70℃反应4 h,异佛尔酮腈转化率为97.4%,异佛尔酮亚胺收率为87.6%。异佛尔酮二胺合成的优化实验条件为:温度120℃、氢压6 MPa、氨压0.2 MPa、催化剂为2.0 g Raney Co,反应8 h后,异佛尔酮亚胺的转化率为100%,异佛尔酮二胺的收率为95.6%。另外,对中间产物和终产物分别进行了IR、MS、1H-NMR等分析,确认其结构无误。

    2015年03期 v.29 616-620页 [查看摘要][在线阅读][下载 310K]
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  • 高水热稳定性加氢脱氧Ni-Mo复合氧化物催化剂的制备

    任阳阳;宋运晶;段艳;侯凯湖;

    以动植物油脂为原料加氢脱氧生产生物柴油的关键是开发具有优异加氢脱氧活性和稳定性的新型催化剂。今采用溶胶凝胶法制备了本体型Ni-Mo复合氧化物加氢脱氧催化剂,并对其进行了XRD、BET等表征,以含20%小桐子油的正辛烷溶液为原料,在连续固定床反应装置上考察了催化剂的活性和水热稳定性。结果表明:溶胶凝胶法可制备出具有优异活性的钼镍复合氧化物催化剂,水热处理后催化剂的比表面积和孔容减小以及形成了部分Ni Mo O4新相,前者使催化剂的活性下降,后者使催化剂的活性增加,二者的综合作用使水热处理催化剂的活性下降。提高催化剂的焙烧温度或添加镁铝尖晶石等方法可有效改善催化剂的水热稳定性和调控小桐子油的加氢脱氧反应路径。在330℃、2~5 h-1和310℃、2 h-1条件下,小桐子油在700℃焙烧、水热处理前后的催化剂上的脱氧率均高达99.0%以上。与在水热处理前催化剂上的反应结果相比,小桐子油在水热处理后催化剂上的脱羧基、脱羰基反应产物增加了15%。

    2015年03期 v.29 621-627页 [查看摘要][在线阅读][下载 420K]
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  • 响应面法优化油菜秸秆真空热解液化工艺及生物油分析1

    樊永胜;蔡忆昔;李小华;张蓉仙;尹海云;俞宁;

    以油菜秸秆为原料,采用真空热解系统进行了制取生物油的中心组合实验研究,以热解终温、体系压力和升温速率为实验因子,生物油产率为实验指标,利用响应面法(RSM)对制备生物油的工艺参数进行了优化,并对在最优条件下制取的生物油进行了理化特性和化学组成分析。研究结果表明,热解终温、体系压力和升温速率对生物油产率有显著影响,热解终温和升温速率之间的交互作用显著;获得最佳热解液化工艺条件为:热解终温490.0℃、体系压力5.0 k Pa、升温速率20.0℃·min-1,在此条件下,生物油产率可达41.65%。与预测值42.00%较为接近。油菜秸秆真空热解所得生物油的含水量为33.85%,热值为18.65 MJ·kg-1,常温下的运动黏度为4.16 mm2·s-1,密度和p H值分别为1.14g·cm·3和2.32;生物油成分较为复杂,其中多种有机物可被进一步提取用作化工原料;生物油中羧酸、醛、酮类等腐蚀性和不稳定组分含量较高,需对其进一步精制,以提高其稳定性。

    2015年03期 v.29 628-633页 [查看摘要][在线阅读][下载 463K]
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化工系统工程

  • 基于广义析取动态优化模型综合间歇精馏系统

    邹雄;王兵;张毅;董宏光;姚平经;王金渠;

    基于数学规划技术提出间歇精馏过程设计与操作同步优化方法。首先,在原状态空间超级结构基础上嵌入时间维度,形成状态-时-空间超级结构,扩大间歇精馏过程优化空间。其次,将广义析取规划的思想引入间歇精馏动态优化模型,增加模型的直观性和可扩展性,并通过逻辑与析取约束,对方程进行合理分类,有效降低冗余方程导致的计算复杂度。新的优化策略采用严格模型,去除了恒摩尔流等简化假设,通过综合权衡设备投资、公用工程费用和操作周期等因素,一步获得最佳的间歇精馏塔型配置、结构参数和决策变量的动态控制方案。最后,以不同条件下苯-甲苯二元物系的间歇精馏分离为例展示了其有效性。

    2015年03期 v.29 634-641页 [查看摘要][在线阅读][下载 304K]
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  • 基于贝叶斯模型的安全系统动态风险分析

    张子扬;任翔;吕成;李绍军;

    基于贝叶斯模型以特定化工生产装置为例,定量分析班组人员操作对化工风险的影响。化工生产安全风险主要来自于设备的老化和人员的误操作。轮班班组的操作能力以及不同班组之间的关联性很可能影响化工过程的可靠性。Gaussian copula可以体现变量之间复杂的非线性关系,因此利用贝叶斯分析结合Gaussian copula可以较好地评估安全系统和轮班班组风险。在此,提出了不同班组操作的时序性和耦合性来体现班组操作的顺序性和班组间的关联性等特征。Gaussian copula函数体现班组与安全控制系统之间以及班组之间的关联性,进而利用贝叶斯模型进行定量风险评估,结果更切合实际。

    2015年03期 v.29 642-649页 [查看摘要][在线阅读][下载 283K]
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  • 基于多向核熵成分分析的微生物发酵过程多阶段划分及故障监测

    常鹏;王普;高学金;

    针对多向核主元分析法(MKPCA)在监控动态非线性和多模态间歇生产过程故障的不足,提出一种基于物理信息熵的多阶段多向核熵成分分析(multiple sub-stage multi-way kernel entropy component analysis,MSMKECA)的新方法用于故障监控。该方法首先通过核映射将数据从低维空间映射到高维特征空间;其次在高维特征空间依据熵结构信息计算每个时刻数据矩阵的相似度指标进行阶段划分,将间歇过程划分为各稳定阶段和各过渡阶段,并在过渡阶段用时变的协方差代替固定协方差;最后在划分的阶段里分别建立模型进行间歇过程监测解决间歇过程的动态非线性和多阶段特性;将所提出的算法应用于青霉素发酵仿真系统的在线监测,验证了该方法的有效性。

    2015年03期 v.29 650-656页 [查看摘要][在线阅读][下载 249K]
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材料科学与工程

  • 有机硅改性丙烯酸酯共聚乳液的合成及表征

    顾丽娜;宋金星;陆林光;魏艳;王胜鹏;陈红梅;包永忠;

    采用间歇和种子半连续乳液聚合方法合成有机硅改性丙烯酸酯(硅丙)共聚乳液,用激光粒度仪、透射电子显微镜、差示扫描量热仪、表面张力仪等分析了硅丙共聚乳液和涂层的性能。采用种子半连续乳液聚合和间歇乳液聚合均可得到具有核-壳结构的硅丙共聚乳液。半连续乳液聚合得到的硅丙共聚乳液的粒径较小,粒径分布窄;采用半连续滴加纯丙烯酸酯单体和滴加单体预乳液对共聚乳胶粒子的平均粒径及粒径分布、形态影响不大。采用间歇乳液聚合可使有机硅单体的开环聚合和丙烯酸酯单体的自由基聚合同时进行,获得的硅丙乳液稳定性好,但聚合转化率偏低,乳胶粒子粒径较大,粒径分布较宽。硅丙共聚乳液胶膜的吸水率小于纯丙烯酸酯聚合物乳液胶膜,并随有机硅共聚率的增加而降低;硅丙乳液胶膜的接触角接近有机硅接触角。硅丙共聚乳液涂层整理的织物手感优异,但涂层牢度小于纯丙乳液整理剂。

    2015年03期 v.29 657-663页 [查看摘要][在线阅读][下载 509K]
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  • 磷酸二次掺杂聚苯胺纳米纤维的合成及其性能的研究

    杨小刚;王莉;金思毅;杨显;胡遵宝;

    采用无模板直接混合法制备了硫酸一次掺杂聚苯胺,经氨水解掺杂得到本征态聚苯胺,然后在磷酸体系中对本征态聚苯胺进行二次掺杂。研究了不同的磷酸浓度,反应时间,搅拌时间等对二次掺杂聚苯胺电导率和产率的影响,得到磷酸二次掺杂聚苯胺合成的优化条件,并通过四探针测试仪、扫描电镜、红外光谱、紫外光谱以及电化学测试技术,对掺杂态聚苯胺进行了研究与表征。结果表明,室温下磷酸浓度为1 mol·L-1,搅拌反应24 h时,磷酸二次掺杂聚苯胺的电导率以及产率达到最大值,电导率为0.25 S·cm·1,产率达到138.7%。扫描电镜表征显示,磷酸二次掺杂可获得形貌良好的聚苯胺纳米纤维,其长度可达400~600 nm,且纤维直径均匀;紫外谱图和红外谱图表明磷酸能有效的掺杂到本征态聚苯胺中,改善其电导率及产率;电化学测试结果表明磷酸二次掺杂聚苯胺较一次掺杂聚苯胺有着更好的防腐蚀性能。

    2015年03期 v.29 664-670页 [查看摘要][在线阅读][下载 554K]
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  • 一种新型触角状聚苯乙烯磺酸树脂的合成研究

    潘翠;郑涛;陈怡露;魏荣卿;张家宏;刘晓宁;

    经氯乙酰聚苯乙烯微球(PS-acyl-Cl)的ATRP接枝聚合,制备了具有触角状聚苯乙烯链的聚苯乙烯树脂(PS-g-LPS),该树脂可快速、高效磺化,经磺化条件的优化,得到一新型的触角状聚苯乙烯磺酸树脂(v HP-SPS-Cat),对v HP-SPS-Cat进行了FT-IR、元素分析、光学显微镜观察及催化酯化。结果表明,v HP-SPS-Cat可克服试剂的物理扩散的阻碍,用于小分子酯或生物柴油的催化合成,而达到高效均相催化的效果。

    2015年03期 v.29 671-676页 [查看摘要][在线阅读][下载 486K]
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  • 胸腺五肽分子印迹聚合物磁性微球的制备及吸附性能研究

    吕婉茹;管萍;胡小玲;王超丽;蒲东;

    以胸腺五肽(Tp-5)为模板分子、丙烯酰胺(AM)为功能单体、乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)为交联剂、羧基功能化Fe3O4磁性粒子为载体,采用乳液聚合法制备出胸腺五肽分子印迹聚合物磁性微球(Tp-5-MIPMMs)。通过研究交联剂用量、预聚合时间、聚合反应时间对Tp-5-MIPMMs吸附性能和印迹因子的影响,确定了最佳制备条件。扫描电镜(SEM)分析显示微球表面被多孔、均匀聚合物包覆,粒径40μm左右。静态和动态吸附研究表明Tp-5-MIPMMs在2.0 g·L-1的Tp-5溶液中吸附8 h达到饱和,最大吸附量达15.63 mg·g-1,印迹因子达1.51。以谷胱甘肽(GSH)作对比,用薄层色谱(TLC)研究了Tp-5-MIPMMs的选择吸附性能,结果表明Tp-5-MIPMMs对Tp-5分子具有特异选择能力。

    2015年03期 v.29 677-682页 [查看摘要][在线阅读][下载 316K]
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  • 不同方法制备的Eu~(3+):Y_2O_3-3SiO_2发光材料的结构和发光性质

    付道彬;王喜贵;

    采用溶胶凝胶与沉淀相结合的方法和单一溶胶凝胶法制备Eu3+:Y2O3-3Si O2发光材料,通过DTA-TG、IR、XRD、TEM、激发光谱、发射光谱研究了材料的结构和发光性能。研究表明:两种方法制得的发光材料成分完全相同,但结构、形貌和发光性质有较大差别。IR确定结合法制备的材料主要存在Si-O-Si桥氧键,而单一法主要存在非桥氧的Si-O键;XRD确定结合法存在立方相的Y2O3,单一法主要存在非晶态Si O2,TEM显示结合法的形貌为纳米级球形Y2O3,单一法为纳米级棒状Y2O3。两种方法制得的样品Eu3+:Y2O3-3Si O2都显示Eu3+的特征发射峰位于613 nm;最佳激发峰分别在紫外区的257 nm和395 nm;两种方法制得的样品在相应最佳激发波长下,结合法制备出的荧光材料其发光强度和色纯度相对较高,半宽峰约为7 nm,两种方法制得的发光材料最佳退火温度均为800℃,Eu3+的最佳掺杂量均为6.0%。

    2015年03期 v.29 683-689页 [查看摘要][在线阅读][下载 535K]
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  • 膨胀石墨(EG)协同新型磷系膨胀阻燃环氧树脂的制备及阻燃性能研究

    卢林刚;陈英辉;郭楠;杨守生;

    经六(4-DOPO羟甲基苯氧基)环三磷腈(DOPOMPC)和聚磷酸铵(APP)处理环氧树脂(EP)的基础上加入可膨胀石墨(EG),制备新型膨胀阻燃环氧树脂复合材料(DOPOMPC/APP/EG/EP)。通过极限氧指数(LOI)、水平垂直燃烧(UL-94)、锥形量热(CONE)、扫描电镜(SEM)等方法,研究了协效剂EG加入对复合材料阻燃性能和力学性能的影响。结果表明,适量EG与DOPOMPC/APP体系有良好的协同阻燃作用,并提高了环氧树脂复合材料力学性能。当DOPOMPC/APP/EG总添加量为22%(DOPOMPC/APP/EG的比例为5/5/1),复合材料LOI值高达38.4%;热释放速率峰值(pk-HRR)、比消光面积(av-SEA)、有效燃烧热平均值(av-EHC)和一氧化碳释放率平均值(av-CO)较纯EP(EP0)分别降低了81.8%,35.5%、29.0%和33.3%;其拉伸强度、弯曲强度和冲击强度比EP1(10%DOPOMPC/10%APP/EP)体系分别提高了70.5%、1.5倍和2.6倍。

    2015年03期 v.29 690-696页 [查看摘要][在线阅读][下载 364K]
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环境化工

  • 溶析结晶法脱除钛白废酸中硫酸亚铁盐的研究

    王和庆;乐清华;徐菊美;施云海;

    针对钛白粉工业的废酸,选用乙醇(Et OH)为溶析剂,研究了溶析结晶法脱除钛白废酸中硫酸亚铁盐的可行性。在5~30℃,采用激光检测法系统地测定了七水硫酸亚铁在水、硫酸溶液和醇酸混合水溶液中的溶解度,考察了溶析剂浓度、温度、硫酸浓度等因素对硫酸亚铁盐溶解度的影响。在此基础上,以钛白废酸(含硫酸20%(wt)、七水硫酸亚铁8%(wt)为对象,在搅拌结晶器中考察了溶析剂加入量、加入方式、搅拌速度、晶种和熟化时间等工艺操作条件对硫酸亚铁脱除率的影响。结果表明,以乙醇为溶析剂,可在常温下显著降低硫酸亚铁在硫酸溶液中的溶解度。在醇酸混合水溶液中,硫酸亚铁盐的溶解度主要受溶析剂浓度影响,与硫酸浓度无关。控制适宜的搅拌速度、溶析剂加入速度和熟化时间有助于提高硫酸亚铁的脱除率。适宜的溶析结晶条件为:温度为5~10℃,溶析剂与废酸的质量比1:1,溶析剂加料速度6 m L·min-1、熟化时间60 min。在此条件下,七水硫酸亚铁的脱除率可达到87%~91%。

    2015年03期 v.29 697-702页 [查看摘要][在线阅读][下载 295K]
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  • CCl_4增强超声降解环丙沙星的效果及路径解析

    魏红;杨虹;李克斌;马慧;张彦慧;李文英;

    研究考察了CCl4增强超声降解喹诺酮类抗生素环丙沙星的效果,通过·OH浓度的测定和异丙醇对反应的抑制情况探索环丙沙星的超声降解机理;采用UPLC/MS/MS方法对降解产物进行分析,解析环丙沙星的降解路径。结果表明,CCl4增强了环丙沙星的超声降解,当反应液体积为100 m L,超声40 min,随着CCl4添加浓度的增大(0~41.4mmol·L-1),环丙沙星的降解率由0.51%增至50.92%;荧光探针分析和异丙醇抑制结果表明增强作用主要在于·OH和一系列氯自由基的氧化;UPLC/MS/MS分析发现,降解过程中生成8种产物,其中包括3种氯代产物,环丙沙星按照6种途径进行降解。研究结果有助于深入研究CCl4增强超声降解抗生素的机理,提高过程处理效果。

    2015年03期 v.29 703-708页 [查看摘要][在线阅读][下载 334K]
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  • 离子液体中双酚A缩水甘油醚/乙二胺环氧树脂的降解工艺和动力学

    张剑秋;田涛;邓舞艳;韩家龙;宋超;

    采用离子液体作为反应介质,在235~280℃,反应3~7 h,研究了双酚A缩水甘油醚/乙二胺(DGEBA/EDA)环氧树脂的降解反应并考察了温度、时间等因素对降解的影响。通过傅里叶变换红外光谱仪对降解的残余固体进行分析,使用高效液相色谱(HPLC)法对液相产物进行定性定量研究。明确了反应后的残余固体为未降解的环氧树脂固体。获得的主要产物为苯酚、双酚A、对异丙基苯酚等。时间越长、温度越高降解率越大,主要产物收率越高,280℃,3 h时,降解率达到92%。通过Arrhenius方程进行动力学研究,计算反应的活化能,求得在Emim BF4介质中,反应活化能为Ea=156.4 k J·mol-1,而在Bmim BF4介质中,反应活化能为Ea=109.4 k J·mol-1。得到降解反应速率方程分别为-d[ER]/dt=8.813×1012exp(-1.564×105/RT)[ER]和-d[ER]/dt=4.666×108exp(-1.094×105/RT)[ER]。

    2015年03期 v.29 709-715页 [查看摘要][在线阅读][下载 368K]
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  • 硫酸改性甘草废渣生物吸附剂对Pb~(2+)离子的吸附

    马春芳;时洋;刘建平;冯宁川;

    以甘草废渣为原料,经硫酸处理得到了改性甘草废渣生物吸附剂,并将其用于对水溶液中重金属离子Pb2+的吸附。通过扫描电镜、红外光谱、比表面积和表面官能团的测定等方法对改性前后甘草废渣进行了表征。采用静态吸附实验,考察了Pb2+初始浓度、吸附时间、溶液p H值及投入量对吸附剂吸附性能的影响。经硫酸改性后,甘草废渣表面结构发生了变化,表面活性基团的数目增加。在p H=5.5,对浓度为1 mmol·L-1的含Pb2+离子溶液,经90 min吸附后,吸附率达97.43%。等温吸附符合Langmuir模式,根据Langmuir方程计算,25℃时饱和吸附量为1.12 mmol·L-1,高于改性前(0.8 mmol·L·-1)。甘草废渣吸附剂对Pb2+离子的吸附符合二级动力学方程。解吸再生实验表明改性后的甘草废渣吸附剂可以再生重复使用5次以上,是性能良好的重金属离子吸附剂。

    2015年03期 v.29 716-723页 [查看摘要][在线阅读][下载 409K]
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研究简报

  • 苯-噻吩-二甲基亚砜体系等压汽液相平衡研究

    鞠吉;余江;张馨钰;陈文奇;曾爱武;

    采用汽液双循环相平衡仪测定了101.33 k Pa下苯-噻吩、苯-二甲基亚砜及苯-噻吩-二甲基亚砜的等压汽液相平衡数据。两组二元体系实验数据均通过了Herington面积法的热力学一致性检验,分别采用NRTL和UNIQUAC活度系数模型对二元体系实验数据进行热力学关联,得到了相应的模型参数,温度偏差和汽相组成偏差,关联结果表明两种模型均能较好的关联实验数据,其中UNIQUAC模型的关联结果稍优于NRTL。利用二元体系UNIQUAC模型参数预测三元体系汽液平衡数据,预测值与实验值相比,平均温度偏差1.37 K,汽相各组分平均绝对偏差均在3%以内,获得了较优的预测结果,从而为工业上苯-噻吩萃取精馏分离过程提供可靠的热力学基础数据。

    2015年03期 v.29 724-730页 [查看摘要][在线阅读][下载 351K]
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  • C_(11)-C_(14)烷烃与月桂酸甲酯体系等压汽液平衡

    罗慧娟;夏淑倩;

    在5.00 k Pa下,用Rose釜测定了正十一烷-月桂酸甲酯、正十二烷-月桂酸甲酯、正十三烷-月桂酸甲酯和正十四烷-月桂酸甲酯4个二元体系的汽液平衡数据,并对所测数据进行了热力学一致性检验,结果表明所有的实验数据均符合热力学一致性。分别用NRTL、UNIQUAC和Wilson活度系数模型对实验数据进行关联,得到了各个模型的二元交互作用参数,并用这三个模型及得到的参数计算了平衡温度及汽相组成,计算结果与实验数据吻合较好。

    2015年03期 v.29 731-735页 [查看摘要][在线阅读][下载 297K]
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  • 蒸汽凝结促进多分散不可溶PM_(2.5)增长的数值模拟

    温高森;凡凤仙;

    以PM2.5为凝结核,发生蒸汽凝结能够使得PM2.5粒径增加,以利于后续脱除。了解PM2.5的凝结增长规律对于PM2.5的高效脱除有重要意义。为此,基于凝结增长动力学方程,研究等温和绝热系统中多分散不可溶PM2.5的凝结增长过程,探讨蒸汽凝结后颗粒粒径分布随时间、蒸汽饱和度、温度的变化规律,并将等温和绝热系统中颗粒的凝结增长特性进行对比分析。结果表明,过饱和蒸汽能够迅速在PM2.5表面发生凝结,促进颗粒粒径分布向着大粒径、窄分布的方向发展;相同初始温度条件下,提高蒸汽饱和度可以有效促进PM2.5的增长;相同初始含湿量条件下,温度的较小变化就会引起最终颗粒粒径分布发生显著变化,且温度越低,颗粒凝结增长效果越好;与绝热系统相比,相同初始条件下等温系统中凝结增长所需的时间更长,生成的最终颗粒也更大。

    2015年03期 v.29 736-742页 [查看摘要][在线阅读][下载 354K]
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  • 玉米芯纤维组分常压反应萃取一步分离

    刘瑞;李小芳;刘琴;宋航;兰先秋;

    玉米芯是玉米脱粒后的副产物,是一种可再生的农业固体废弃物。目前工业上大多数只利用其半纤维素制糠醛,因此玉米芯中大量纤维成分都当作糠醛渣被简单处理掉。采用乙醇-酸-水混合反应萃取体系,以单因素和正交试验对主要因素进行分析优化,分离出其三大纤维,得到较优分离条件。结果表明较优条件为:液固比为9,反应时间为4 h,乙醇体积分数为60%,硫酸体积分数为4%。在此条件下,纤维素保留率为91.81%,半纤维素水解率为93.49%,木质素去除率为57.37%。此体系可用于纤维组分的分离,水解液也可用于制糠醛,且不需高温高压,乙醇可回收再利用。

    2015年03期 v.29 743-747页 [查看摘要][在线阅读][下载 300K]
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  • 不同梳形支化结构聚苯乙烯熔体的流变行为

    蒋姗;徐晓梅;王美玉;朱梦冰;俞强;

    以主链长度相当、支链数目和支链长度变化的一系列梳形支化聚苯乙烯为对象,采用旋转流变仪测定其流变参数,研究了梳形支化结构对聚合物熔体流变行为的影响。结果表明,梳形支化聚苯乙烯的零剪切黏度随支化数目或支链长度的增加而增大。在支链长度低于链缠结临界分子量Me时,随支链数目增加,梳形支化聚苯乙烯的零剪切黏度与重均分子量对数曲线的斜率为2.8~2.9。在支链数目一定时,当支链长度增加到链缠结临界分子量Me之前,梳形支化聚苯乙烯的零剪切黏度与重均分子量对数曲线的斜率为3.2左右。梳形支化聚苯乙烯呈假塑性流动行为,其非牛顿指数小于1,且随支链数目或支链长度的增加有小幅下降。由于支链减轻了链缠结程度,导致梳形支化聚苯乙烯的黏流活化能低于线形聚苯乙烯,随支链数目增加,对链缠结的抑制作用增大,黏流活化能进一步下降。

    2015年03期 v.29 748-752页 [查看摘要][在线阅读][下载 239K]
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  • 预处理方法对玉米秸秆发酵产氢的影响及其机理分析

    李领川;潘春梅;樊耀亭;

    研究了不同预处理方法对玉米秸秆发酵产氢气的影响和秸秆降解产氢的机理。实验分别采用酸解(AP)、酸解耦合固态酶解(AEP)、高温蒸煮(HP)和高温蒸煮耦合固态酶解(HEP)的玉米秸秆进行发酵产氢,分析预处理后秸秆累积产氢量与可溶性糖含量的关系。在此基础上,通过秸秆化学组成成分分析、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和X-射线衍射分析,探讨了秸秆降解的机理。结果表明,秸秆的累积产氢量与可溶性糖含量基本正相关,秸秆糖化效率是影响秸秆累积产氢量的主要因素。四种预处理方法主要作用于秸秆半纤维素和纤维素的无定型区,预处理过程皆在不同程度上提高了秸秆的结晶度,并在极大程度上提高了玉米秸秆的累积产氢量。其中AEP方法预处理秸秆效果最好,累积产氢量达到了226.1 m L·(g·TS)-1。

    2015年03期 v.29 753-759页 [查看摘要][在线阅读][下载 358K]
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  • 不同DO梯度下生活污水SBR短程硝化试验研究

    苏东霞;李冬;张肖静;曾辉平;张功良;周元正;张杰;

    为探讨溶解氧(DO)对生活污水短程硝化的影响,常温条件(20~25℃)下,采用序批式反应器(SBR),利用高DO(0.8~1.0 mg·L-1)-低DO(0.3~0.5 mg·L-1)梯度限氧及氨氧化率(60%)控制策略经44 d成功启动短程硝化,之后逐步提高DO。结果表明,当DO小于2.5~3.0 mg·L-1时,氨氧化速率随着初始DO的增大而逐渐增大;当DO升至4.5~5.0 mg·L-1时,短程硝化的稳定性遭到破坏。经分析认为,短程硝化系统在较高DO下仍能稳定运行的原因主要为菌胶团絮体外异养菌对硝化菌的保护作用以及游离氨(FA)和游离亚硝酸(FNA)的联合抑制作用。

    2015年03期 v.29 760-764页 [查看摘要][在线阅读][下载 297K]
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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:

    2015年03期 v.29 765页 [查看摘要][在线阅读][下载 40K]
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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

    2015年03期 v.29 766页 [查看摘要][在线阅读][下载 39K]
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