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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  • 甲基叔丁基醚-丙酸-丁酸-水四元体系液液相平衡的测定与关联

    王芙蓉;罗烈金;陈赟;

    二元交互作用参数是萃取分离过程模拟和设计的关键数据,它通常是通过液液相平衡测定的数据回归得到。在常压下测定了25℃时甲基叔丁基醚-丙酸-丁酸-水四元体系液液相平衡数据,用NRTL和UNIQUAC模型对所测实验数据进行热力学关联,采用Bachman、Othmer-Tobias和Hand公式验证了数据的可靠性状况,利用模拟软件回归得到二元交互作用参数。结果表明,基于NRTL和UNIQUAC模型关联计算得到的计算值与实验值吻合良好,两种模型计算的相对均方根偏差分别小于0.0122和0.0184,说明两个模型回归得到的二元交互作用参数均能对实验液液相平衡数据进行很精确地预测。

    2017年01期 1-6页 [查看摘要][在线阅读][下载 360K]
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  • 普瑞巴林晶型Ⅰ在纯溶剂及丙酮-水混合溶剂中的溶解度测定与关联

    于玉振;张晓慧;李鹏坤;王荣荣;李战军;刘宇恒;李雯;

    通过平衡法测定了283.15~328.15 K温度下普瑞巴林晶型I在水、甲醇、乙醇、丙酮、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、乙酸乙酯及丙酮-水混合溶剂中的溶解度,实验结果表明:普瑞巴林晶型I在所测定的所有纯溶剂及丙酮-水混合溶剂中的溶解度均随温度的升高而增大;在丙酮-水混合溶剂中,溶解度随着丙酮的摩尔分数的增加而降低,在丙酮的摩尔分数达到0.83附近时溶解度最小,接近0。采用修订的Apelblat经验方程和(CNIBS)/Redlich-Kister方程对溶解度数据进行关联,结果令人满意。所得实验数据和拟合模型为普瑞巴林在工业结晶及药物多晶型等方面的研究提供了重要的依据。

    2017年01期 7-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 420K]
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  • T型微通道内液-液两相流流型研究

    王晓军;张林;吴苏晨;张程宾;刘向东;

    论文建立了T型微通道内液-液两相流动理论模型并采用格子Boltzmann方法进行了数值模拟,研究了T型微通道内液-液两相流型形成机制及其影响因素。采用已有文献中的实验数据验证了模型的合理性。研究结果表明,T型微通道液-液两相流流型主要由两相入口流量比和离散相We数决定,通过调整入口流量比和离散相We数,可获得弹状流、离散液滴、平行流等经典流型。离散相的相对长度受连续相毛细数Ca影响明显。当连续相毛细数较大,离散相形成液滴,离散相相对长度随连续相毛细数Ca呈单调减少趋势。

    2017年01期 13-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 719K]
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  • 氯碱工业离子膜电解槽内气液两相流动特性

    张丽;戴俊;刘秀明;刘国桢;刘云义;

    为验证数值模拟结果的正确性,建立了氯碱工业离子膜电解槽冷模实验装置,对电解槽内液体速度和气含率进行了实验测量,实验数据验证了模拟结果。利用实验和数值模拟方法对不同工况下气含率和气体体积分布进行了研究;对循环板上开口处膜侧瞬时压力进行了监测,分析了该处压力波动特性。结果表明,随着气液流量增大,电解槽内气含率增大,顶部气体滞留层增厚。当电流密度为10 k A×m~(-2)时,槽内气含率达到9.08%,为4.5 k A×m~(-2)时的近3倍。气体体积分数沿电解槽竖直方向逐渐增大,在膜与槽板夹角处最大。循环板上开口处膜侧压力信号波动明显,高频脉动主要由液体流动引起,低频脉动主要由气体流动引起。

    2017年01期 21-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 729K]
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  • 污水旋流防阻机在不同溢流管与圆柱段长度比值下的分离性能试验

    田金乙;倪龙;赵加宁;

    为解决污水源热泵中换热器防堵和防垢的问题,提出了带引射回流功能的污水旋流防阻机,并进行了砂水和生活污水分离试验。结果表明:该防阻机对砂子(75~250μm)和污杂物(<4 mm)均有较好的分离效果,分离效率分别为98.17%~100%和94.33%~96.96%。优化的溢流管与圆柱段长度比值的范围大小与离散相密度成正比。并且,引射回流装置的存在不仅实现了防堵和连续排污,还显著减轻了“溢流跑粗”的影响,提高了分离效率。防阻机的能耗基本不随溢流管与圆柱段长度比值的变化而变化,且总的能量损失较小(小于17 k Pa)。在保证较高分离效率的同时,分流比可以控制在较低的水平(小于10%),相比传统污水源热泵中的污水防阻机,可利用污水量大大提高。

    2017年01期 31-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 384K]
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  • 90°Y型汇流下小曲率矩形截面蛇形微通道气液两相流动特性

    周云龙;杨美;孙振国;

    以空气、去离子水为气液两相工质,采用直角Y型混合器,在矩形截面为800μm×100μm的蛇形微通道内利用高速摄像仪进行了可视化实验。通过改变气液两相流速,实验中发现了一些不同于直微通道的特殊流型。随着流动的进行,气戟、液塞的长度尽管在每一水平段变化比较微弱,但在整体上二者有增大的趋势。发现Qian等对当前气戟长度可以进行较好的预测。基于环状流,对Cioncolini等提出的空隙率预测模型进行了验证,发现该模型对蛇形结构也具有一定的意义。

    2017年01期 38-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 458K]
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  • 基于传热和压降耦合的混合工质冷凝器结构优化

    王方;张仙平;范晓伟;连之伟;徐菂;付一珂;

    基于传热和压降的耦合作用,针对R744/R290(20/80)和R125/R290(25/75)混合工质逆流换热冷凝器建立基于熵产最小化的管长优化数学模型,并结合Cavallini凝换热性能评价指标PEI(performance evaluation index)和温度惩罚因子TTP(total temperature penalization),得到了混合工质PEI与传热系数α之间的函数关系,具体分析了管径、冷凝温度和被动压降对管长优化结果的影响。研究表明,制冷剂饱和温度降为制冷剂与壁面之间传热驱动温差的0.6倍,高压工质R744/R290(20/80)(临界温度低的工质)的PEI值更小,冷凝换热性能更优,同时小管径的冷凝器最优管长更小,且最优管长随随着冷凝温度的增大而增大,随着被动压降的增加而减小。

    2017年01期 43-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 346K]
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  • 不同形貌ZnO与Cu的相互作用及对醋酸异丙酯加氢性能的影响

    王森;崔咪芬;费兆阳;陈献;汤吉海;乔旭;

    采用水热法并通过控制前驱体溶液的浓度合成了不同形貌的盘状和柱状ZnO晶体,并通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、选区电子衍射(SAED)、拉曼光谱(Raman)及氢气程序升温还原(H2-TPR)等表征其形貌结构、生长习性及其与Cu之间的相互作用。发现随着前驱体溶液浓度的减小,ZnO晶体结构逐渐延长,六边形极性面直径减小,形状由盘状向柱状转变。然后分别将这些ZnO晶体作为助剂制备了不同形貌的Cu/ZnO催化剂,并用于醋酸异丙酯(IA)加氢合成乙醇和异丙醇的反应。结果发现:ZnO晶体的形貌结构对IA加氢催化性能有明显的影响,盘状Cu/ZnO-a催化剂具有最高的IA转化率和产物选择性;对催化活性与ZnO极性面所占比例进行了关联,得到了较好的线性关系,极性面比例越高,IA转化率越高。这归因于极性面比例较高的ZnO与Cu之间的相互作用更强,活性组分铜的分散更均匀、更容易还原,从而使催化加氢活性更高。

    2017年01期 51-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 685K]
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  • 超声波辐射P_2O_5催化环己酮肟液相贝克曼重排合成己内酰胺

    程庆彦;朱响林;王延吉;赵新强;

    在超声波辐射条件下,以P_2O_5为催化剂,研究了其在环己酮肟(CHO)液相贝克曼重排合成己内酰胺(CPL)中的催化性能。考察了超声功率密度、溶剂种类与数量、超声辐射时间等对环己酮肟液相贝克曼重排反应性能的影响,在常温、0.01 mol CHO、0.25 g P_2O_5、10 m L DMF、超声功率密度0.29 W×cm-2、超声辐射1.5 h的条件下,CHO的转化率为99.1%,CPL的选择性为99.4%。利用在线反应红外光谱研究了超声辐射条件下P_2O_5催化环己酮肟液相贝克曼重排反应机理:在超声波辐射存在下,DMF的羰基和CHO中处于C=N-OH邻位的亚甲基形成氢键,P_2O_5中P和O原子分别与DMF中的N、羰基碳上的H形成配位键和氢键,共同作用形成一种五元环结构使得DMF吸附在P_2O_5上;CHO吸附在P_2O_5上通过P_2O_5中的氧和磷分别和CHO中N+OH2、NOH的氢和氧形成氢键和P-OH;氢质子从氮原子转移到氧原子上,同时脱除一分子的H2O;与羰基形成氢键的亚甲基电子云密度增大,有利于亲核进攻氮正离子,形成碳正离子;H2O进攻碳正离子、失去质子、异构化形成CPL。

    2017年01期 58-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 498K]
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  • 离子液体催化烷基化旋流反应器内轻相停留时间分布模拟研究

    朱丽云;张明阳;王磊;王振波;孙治谦;金有海;刘植昌;

    研究提出了一种可实现反应分离一体化的新型离子液体催化烷基化用旋流反应器,采用RSM湍流模型、Eulerian多相流模型加载组分运输方程对旋流反应器内轻相停留时间分布开展数值研究,并考察重/轻相体积流量比、入口总流量对停留时间分布的影响。模拟结果表明:旋流反应器内平均停留时间实验值与模拟值吻合;新型旋流反应器内停留时间分布曲线为单峰分布,无明显拖尾,说明反应器内返混现象较轻;轻相液体在旋流反应器内的平均停留时间随着入口流速的增大而减小;拟合出轻相液体平均停留时间与入口流量的函数关系,可根据烷基化反应时间来调节适宜的操作工况。

    2017年01期 67-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 559K]
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  • Ni-Cu-B非晶态合金催化剂的制备及其催化糠醛选择性加氢制备环戊酮

    李玉娜;刘自力;左建良;王琪莹;

    采用化学还原法制备Ni-B和Ni-Cu-B非晶态合金催化剂,考察镍源、硼镍物质的量比、铜添加量对催化剂催化加氢性能的影响。结果表明,制备催化剂的最佳条件为:氯化镍为镍源,硼镍物质的量比为4:1(mol/mol),xCu=5%(mol)(x_(Cu)=n_(Cu)/(n_(Cu)+n_(Ni)))。助剂Cu的添加增大了催化剂的吸氢能力,使得Ni-Cu-B中的金属Ni为富电子状态,而B为缺电子状态,更利于加氢反应。该反应的最佳工艺条件为反应温度160℃、氢气分压0.8 MPa以及反应时间6 h。对Ni-Cu-B非晶态催化剂的稳定性进行了测试,研究了该催化剂的失活机理,研究结果显示反应5次后催化剂的转化率和选择性分别为99.2%和51.0%,与新鲜催化剂相比(转化率和选择性分别为100%,52.9%)分别减少了0.8%和1.9%,说明催化剂在循环使用5次后活性基本保持不变;通过对反应5次后的催化剂进行表征分析发现,催化剂的比表面积和孔容均减少,并产生团聚现象,但其非晶态结构不变,说明催化剂活性缓慢降低的原因可能是反应中产生的副产物覆盖了催化剂的活性中心,导致反应物分子接触到催化剂活性中心的几率减少。

    2017年01期 74-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 496K]
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  • PEG基氮氧自由基嵌段共聚物的制备及其对伯醇的催化氧化性能

    刘少杰;王华丽;崔笑菲;杜慧丽;邢玉彬;

    以溴化的聚乙二醇(PEG)为大分子引发剂,甲基丙烯酸2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯(TMPM)为单体,通过电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合(ARGET ATRP),得到PEG-PTMPM嵌段共聚物,然后经过3-氯过氧苯甲酸氧化,得到含氮氧自由基的嵌段共聚物(PEG-PTMA)。分别制备了两种嵌段共聚物MPEG-PTMA和PTMA-PEG-PTMA。在NaClO水油两相氧化体系下,研究了嵌段共聚物结构对伯醇选择性催化氧化性能的影响。结果表明,PEG链段和PTMA链段分子量以及嵌段共聚物类型均会影响催化性能,PEG分子量为2000的嵌段共聚物的活性甚至优于未负载的小分子TEMPO,对苯甲醇的转化率可达100%,对其它伯醇的转化率也在95%以上。嵌段共聚物回收方便,重复使用5次活性未见明显降低。

    2017年01期 83-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 322K]
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  • 合成气完全甲烷化催化剂的公斤级放大制备及催化反应工艺研究

    李强;叶松寿;崔德春;徐庆虎;孙玉平;刘志铭;陈秉辉;

    甲烷化催化剂是煤制合成天然气核心技术之一,因此研发合成气完全甲烷化催化剂具有重要意义。研究工作采用实验室小试共沉淀制备甲烷化催化剂的最佳工艺条件方法,进行单批次1、5和10 kg级(代号cat-1、cat-5、cat-10)催化剂的制备研究。研究了催化剂制备的控制因素和放大制备催化剂的反应性能及催化反应工艺条件。研究显示:催化剂制备的控制因素主要包括Na~+含量及晶型结构;放大制备催化剂具有良好的活性、操作稳定性和耐热性能,与小试制备催化剂具有较好的一致性;放大制备催化剂(cat-10)在所考察的还原温度、反应H_2/CO比和10000~40000m L·h~(-1)×g_(cat.)~(-1)反应空速范围内具有良好的甲烷化活性。研究结果表明,该研究单批次公斤级催化剂放大制备是成功的,为实现催化剂进一步放大制备提供了良好基础。

    2017年01期 90-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 445K]
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  • 金属改性Ti-HMS的制备表征及催化氧化脱硫性能

    王广建;王冠庆;牛鑫善;陈晓婷;王芳;

    通过超声浸渍的方式对原位合成的Ti-HMS分子筛进行负载金属改性,制备Fe/Ti-HMS、Cu/Ti-HMS和Zn/Ti-HMS催化剂,并采用XRD、SEM、TEM、FTIR、BET等手段对催化剂的结构和形貌进行表征,以模型油中噻吩的氧化脱除为探针反应对各催化剂的催化氧化脱硫性能进行研究,并考察了反应时间、n(H_2O_2)/n(S)、Zn/Ti-HMS催化剂用量和反应温度对脱硫率的影响。实验结果表明,原位合成的Ti-HMS分子筛具有典型的介孔孔道结构,金属组分以氧化物的形式分散在分子筛的表面,金属组分的存在可以有效地提高催化剂的催化活性,负载金属组分的催化剂催化活性由大到小依次为Zn/Ti-HMS>Cu/Ti-HMS>Fe/Ti-HMS。在反应温度为70℃、n(H_2O_2)/n(S)=6、Zn/Ti-HMS催化剂用量0.2 g×(10 m L)~(-1)、反应时间60 min时,噻吩的脱除率达到94.03%。催化剂再生后催化氧化脱硫性能有所下降,表面金属活性组分的消耗和分子筛部分孔道被堵塞是导致催化剂催化活性下降的原因。

    2017年01期 97-103页 [查看摘要][在线阅读][下载 644K]
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  • 双水相体系中分枝杆菌降解植物甾醇制备雄甾-4-烯-3,17-二酮

    王艳婷;袁俊杰;关怡新;姚善泾;

    雄甾-4-烯-3,17-二酮(AD)是合成多种甾体药物的重要中间体,可通过分枝杆菌选择性降解植物甾醇侧链制备得到,但该过程中存在底物溶解度低及产物AD对微生物细胞的毒害性等问题。在双水相体系中研究了分枝杆菌降解植物甾醇生产AD的过程,测定了细胞和产物AD在聚合物/聚合物、聚合物/盐双水相体系中的分配系数,考察了不同分子量的聚乙二醇对分枝杆菌的毒性以及添加表面活性剂、溶氧量等对产物AD的影响,研究了高底物投料浓度下的转化情况,并进行了初步放大实验。结果表明,在组成为聚乙二醇6000(7%(wt))/葡聚糖70000(8%(wt))的双水相体系中,AD主要分布在富含聚乙二醇的上相,而细胞则主要分布在富含葡聚糖的下相。对规模为200 g的双水相体系,在吐温40添加量1%(V/V)、转速240 r×min~(-1)的优化条件下,将植物甾醇投料浓度提高到10 g×L~(-1)、发酵96 h后AD的浓度达到1.1 g×L~(-1)。双水相体系具有良好的生物相容性,可应用于分枝杆菌降解植物甾醇萃取发酵生产AD,有效缓解了在转化过程中存在的产物抑制作用,具有潜在的工业应用前景。

    2017年01期 104-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 319K]
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  • 丙酮丁醇梭菌生物膜结构与组成分析

    杨静;庄伟;吴菁岚;应汉杰;

    丙酮丁醇梭菌在固定化连续发酵中可固定到纤维载体上形成生物膜(BF),开展BF的结构与组成分析工作是将BF应用于发酵,进一步提高发酵性能的基础。结合电子显微分析,发现丙酮丁醇梭菌细胞黏附、聚集、堆积,被分泌的胞外基质(EPS)包裹形成一个三维网状结构。经酶降解,发现BF由细胞和EPS组成,EPS中含有胞外蛋白、多糖、核酸和脂类等物质,多糖为主要网络结构支撑。结合细胞数目与细胞干重之间具有线性关系的假设,发现BF中微生物细胞含量为2.26%~3.38%;对EPS组成进行特异性生物或化学方法处理,测得胞外多糖在BF干重中含量最高,约达36.09%,蛋白、核酸和脂类含量分别约占23.86%、4.05%和10.85%。

    2017年01期 111-118页 [查看摘要][在线阅读][下载 817K]
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  • 多酶催化合成3’-磷酸腺苷-5’-磷酰硫酸反应体系的构建及优化

    李晓燕;蔡谨;杭宝建;黄磊;徐志南;

    3’-磷酸腺苷-5’-磷酰硫酸(PAPS)是目前发现的唯一的“活性”硫酸基团供体,在生物肝素酶法硫磺化反应中起到重要作用,但化学合成的成本高。如何大量低成本制备PAPS是实现酶法合成肝素工业化的关键因素。本文克隆表达了酶法合成PAPS的两个酶:三磷酸腺苷(ATP)硫化酶和5’-腺苷磷酰硫酸(APS)激酶。构建了一条体外合成PAPS的途径。首先利用ATP硫化酶将ATP转化生成APS,同时产生副产物无机焦磷酸(PPi),APS再在APS激酶作用下转化生成PAPS。研究了Mg2+浓度、缓冲体系和p H、温度以及无机焦磷酸水解酶(PPase)的添加对该酶反应的影响。通过添加无机焦磷酸水解酶(PPase),极大提高了PAPS的转化率。在最优条件下考察不同ATP浓度下PAPS随时间的积累量变化,发现反应过程中存在底物抑制作用;ATP浓度为50 mmol?L?1时,反应25 h,PAPS的积累量为18.87 mmol?L?1。反应过程中分批补料ATP,能极大提高催化效率。反应11.5 h,PAPS积累量可达20.36 mmol?L?1(10.32 g·L?1),转化率为81.4%。

    2017年01期 119-125页 [查看摘要][在线阅读][下载 393K]
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  • 循环回流发酵与膜分离、泡沫分离耦合工艺生产多粘菌素E

    徐丹丹;郑辉杰;高迎迎;吴兆亮;

    为了提高多粘菌素E的效价,提出了一种多粘菌素E的生产工艺,应用发酵、膜分离与泡沫分离耦合通过蠕动泵构成循环回流装置生产多粘菌素E。此工艺发酵生产多粘菌素E,可以延长菌体生长的稳定期,有效解除产物抑制,防止菌体被泡沫带出,保证营养物质充分利用。研究了不同耦合开始时间、间歇时间、流速、单次分离时间对多粘菌素E效价的影响。结果表明,设定在23.0 h开始耦合,间歇时间为1.0 h,液体流速为20 m L×min~(-1),单次分离时间为45 min的条件下,发酵48.0 h多粘菌素E的效价达到28634 U×m L~(-1),相比非耦合发酵多粘菌素E的效价(23597U×m L~(-1))提高了21%。总的来说,该工艺有效地提高了多粘菌素E效价,对于其他表面活性物质的分离也有重要的意义。

    2017年01期 126-132页 [查看摘要][在线阅读][下载 335K]
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  • 微乳液法制备纳米TiO_2及其与石墨烯的复合改性

    田关锋;刘会娥;陈爽;丁传芹;齐选良;

    通过水和钛酸丁酯(Ti(OBu)4)在微乳液体系中反应制取纳米TiO_2,制备时以环己烷作为油相,以十八烷基三甲基氯化铵(OTAC)为表面活性剂,正丁醇为助表面活性剂配制微乳液,微乳液中水与表面活性剂的摩尔比为20。通过该方法制备出了粒径分布在8~10 nm的TiO_2纳米粒子,然后将其在不同温度下焙烧。以天然石墨粉为原料,使用Hummers法制取氧化石墨烯(GO),并通过溶剂热法制备TiO_2-石墨烯(TiO_2-RGO)纳米复合催化剂。采用X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)、红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)、紫外可见吸收光谱(UV-Vis)和荧光光谱对制取的纳米TiO_2及TiO_2-RGO复合光催化剂进行表征。除此之外,通过在紫外光下降解40 mg·L-1的甲基橙溶液,考察TiO_2与TiO_2-RGO的催化活性。结果表明,与其他焙烧温度的TiO_2相比,450℃焙烧获得的TiO_2的催化活性最高,2 h后对甲基橙的去除率可以达95.3%。在溶剂热反应的过程中,氧化石墨烯被还原为石墨烯,由于石墨烯具有快速传输电子和优良的吸附性能,与纯TiO_2相比,TiO_2-RGO复合催化剂表现出更高的催化活性,1 h后对甲基橙的去除率即可达到95.3%。

    2017年01期 133-141页 [查看摘要][在线阅读][下载 815K]
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  • 麦草畏中间体3,6-二氯水杨酸的合成

    潘飞;张伟;鲁墨弘;李明时;

    以对二氯苯为起始原料,经过氧化氢氧化羟基化反应、二氧化碳羧基化反应,绿色合成了麦草畏中间体3,6-二氯水杨酸。重点研究了以V_2O_5为催化剂,过氧化氢为氧化剂,催化对二氯苯羟基化合成2,5-二氯苯酚的反应,考察了不同溶剂、主催化剂用量、助催化剂用量、氧化剂用量、反应温度、以及反应时间对羟基化反应收率的影响,确定了羟基化适宜反应条件为:n(对二氯苯):n(五氧化二钒):n(草酸):n(磷酸):n(过氧化氢)=0.1:0.00125:0.01:0.25:0.5,于30℃下反应10 h。2,5-二氯苯酚收率达39.3%,反应的总收率为31.3%。产物结构经过了1H-NMR,13C-NMR和GC-MS确定。所用方法原料廉价易得、反应条件温和、操作简便。

    2017年01期 142-147页 [查看摘要][在线阅读][下载 287K]
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  • 线性-树枝状表面活性剂的合成及在皮革加脂中的应用

    王学川;郭笑笑;王海军;孙思薇;

    以聚酰胺-胺(PAMAM)为核,利用月桂酰氯对其端羟基进行改性,合成了一系列线性-树枝状聚合物(PAMAM-n),其中PAMAM和月桂酰氯的摩尔比分别为1:1(PAMAM-1)、1:3(PAMAM-3)、1:5(PAMAM-5)、1:7(PAMAM-7)。通过FT-IR、1H-NMR、凝胶渗透色谱(GPC)和羟值测定等手段研究了PAMAM-n的结构,产物的酯化率分别为12.54%、28.78%、43.30%和79.64%。同时研究了PAMAM-n的表面性能和粒径,其表面张力基本上趋于21.38~27.96 m N/m,溶液粒径分布在120.6~457.8 nm之间,其中PAMAM-3具有最为优异的表面活性。随后将性能优异的合成产物PAMAM-3应用于皮革加脂工序中,使用FT-IR、AFM和TG等手段研究了PAMAM-3处理后的蓝湿革的结构、热力学性能。结果表明,通过PAMAM-3处理后的蓝湿革与胶原纤维之间有较强的物理化学作用,并且加脂后的皮革柔软性和增厚性有所提高。

    2017年01期 148-155页 [查看摘要][在线阅读][下载 664K]
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  • 药芯焊锡丝飞溅性能的改进和预测

    程江;李成武;韩华;

    设计一种测量助焊剂高温下分解压力的装置,模拟药芯焊锡丝中助焊剂在焊接温度下封闭环境中所产生的变化,探究了加入不同松香和有机酸对助焊剂高温下分解产生压力的影响,采用扩展率实验,对以不同松香作为载体助焊剂的活性和焊后残留进行研究。结果表明含有改性松香的助焊剂分解产生压力比普通松香小,其中氢化松香甘油酯的加入对助焊剂分解压力减小最有利,最终压力为16 k Pa。实验中比较的三种有机酸活性剂,含有高沸点辛二酸的助焊剂分解压力最低为17 k Pa,扩展率实验显示改性松香残留较少,扩展率与无色氢化松香相近。文中设计了三种分解蒸汽压值不同的助焊剂,并灌芯拉丝制成锡丝后进行飞溅率测试,结果表明分解蒸汽压值较低,所制锡丝的飞溅率也较低,消泡剂的加入对减少助焊剂的飞溅率有显著作用,三款助焊剂的分解蒸汽压值最高分别为34、27和26 k Pa,锡丝的飞溅率分别为0.67%,0.32%,0.30%。

    2017年01期 156-160页 [查看摘要][在线阅读][下载 468K]
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  • 氢气网络系统的操作灵活性分析与改进

    梁肖强;刘永忠;

    在炼厂氢气网络的实际运行过程中,为了适应原料性质、催化剂活性衰减、市场对产品数量与品质需求等的变化,氢气网络的操作条件经常需要在一定范围内进行调整。这种变化可能会使得基于固定操作条件优化所得的氢气网络的操作性能受到影响。为了分析氢气网络对这些变化的适应能力并对不具有足够灵活性的氢气网络进行改进,研究提出了分析与改进氢气网络操作灵活性的模型与方法。通过案例研究,分别分析了氢源流率、纯度和氢阱流率、纯度波动时氢气网络的操作灵活性及其限制瓶颈,以新增年总费用最小提出了改进氢气网络灵活性的措施。

    2017年01期 161-169页 [查看摘要][在线阅读][下载 299K]
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  • 改进萤火虫算法应用于换热网络最优化

    陈家星;崔国民;朱玉双;于盛男;

    换热网络全局最优化目前已经成为系统工程领域的一个难点和热点,将萤火虫算法(Fire-fly Algorithm,FA)引入换热网络最优化并对其进行改进,提高算法在混合整数非线性规划中的效能。首先对换热网络中表示换热单元有无的整型变量作连续化处理,简化求解模型,更好发挥FA算法强大的连续变量搜索能力;然后,建立了光吸收系数自适应策略和最优个体的随机摄动策略,增强算法全局搜索能力的同时保证收敛精度;最后,将改进算法应用于换热网络综合的10SP和10SP1实例,优化结果表明,改进算法能够获得很好的结果,验证了该算法及改进策略的有效性。

    2017年01期 170-178页 [查看摘要][在线阅读][下载 356K]
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  • 基于动态偏差的智能化HAZOP量化分析

    郑世清;周广文;杨霞;

    提出了HAZOP量化分析的“动态偏差”概念,明确了该动态偏差是具有一定持续时间的某一组偏离了正常操作值的工艺参数,通过分析动态偏差引起系统危险的必要条件及对持续时间限值的影响,获得了有效持续时间定义并提出了“动态偏差的阶梯化求解”方法。基于该方法建立了HAZOP量化分析的动态偏差“层级”模型,该模型根据持续时间限值不同划分为正常值D~n、安全阈值D~s、纠错偏差D~c、引发偏差D~t和不可逆偏差iD等5个层级,利用MATLAB编制了模型的智能化求解包。将该模型应用于某工业反应实例,所获得的HAZOP分析结果与文献值相比更加精确,表明该模型能更清晰地了解和掌握处于不同层级的偏差对系统的影响特点,其中引发偏差可作为系统预警值,纠错偏差可实施在线纠正,根据这些特点制定对应的安全措施,可降低危险发生及可能因危险造成的停车几率,从而可以保证安全连续稳定的工业生产。

    2017年01期 179-185页 [查看摘要][在线阅读][下载 309K]
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  • 含磷丙烯酸树脂的制备及其阻燃性能研究

    王潇霜;徐桂龙;王宜;梁云;胡健;

    采用甲基丙烯酸羟乙酯与五氧化二磷制备含磷单体—甲基丙烯酸羟乙酯磷酸酯(PMOE),并用于合成含磷丙烯酸乳液。研究含磷单体含量对乳液聚合过程稳定性及其树脂阻燃性能的影响。采用红外光谱(FTIR)分析含磷丙烯酸乳液的化学组成;通过热重分析(TGA)、极限氧指数(LOI)和UL-94方法测试含磷丙烯酸树脂的热稳定性和阻燃性能,并利用扫描电镜(SEM)观察含磷丙烯酸树脂残炭微观形貌。实验结果表明:当乳液体系中含磷单体的含量低于30%(wt)时,可以制备得到具有高单体转化率、低凝胶率且储存稳定良好的含磷丙烯酸乳液。随着含磷单体的提高,树脂的成碳率增大,LOI值提高,阻燃性能也得到提高。当含磷单体的用量为30%(wt)时,改性树脂的LOI值可以达到29.5%,并能通过UL-94测试的V-0级别,700℃下的成碳率可达54%(wt)。通过对树脂残炭的微观形貌分析,证明磷元素在丙烯酸树脂体系中主要起到凝聚相阻燃作用。

    2017年01期 186-190页 [查看摘要][在线阅读][下载 529K]
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  • 3D打印光敏树脂的性能研究

    钱波;王明义;刘志远;李腾飞;

    二氧化硅由于不参与化学反应,适量加入可以降低树脂固化物的体积收缩率和热膨胀系数,还可以提高树脂固化物的力学性能。但是,二氧化硅在树脂中的含量多少仍是3D打印树脂配方中未解决的一大问题。通过对比填充SiO_2为0%、0.1%、0.5%、1%、1.5%、2%树脂的二氧化硅分散程度以及测量样品的质量指标:胶凝含量、储能模量和损耗模量,进而确定二氧化硅最优含量。SEM结果表明:SiO_2在树脂中的分散效果随含量的增加而下降。通过对比不同样本的凝胶含量可知:随SiO_2填充量的增加,样本的凝胶含量逐渐下降。通过比较储能模量和损耗模量可知:随着SiO_2填充量的增加,样本力学性能呈先增加,后减小的趋势。当其含量在1%时,样本成型的力学性能最优。综合考虑二氧化硅在树脂中的分散特性,对于树脂的固化率和成型质量的影响,确定SiO_2最优填充量为1.0%。最后,基于最优SiO_2填充量的树脂配方进行3D打印试验,结果表明3D打印的成型试件能够完整地制作出高度大于10 mm以上的部件。

    2017年01期 191-196页 [查看摘要][在线阅读][下载 1071K]
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  • DMP-30对环氧/马来酸酐固化行为的影响

    黄超;葛震;赵本波;王真;罗运军;

    通过非等温DSC法研究了促进剂2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚(DMP–30)对环氧树脂E-51/马来酸酐(MA)体系的反应热行为以及反应动力学的影响,分别利用Kissinger和Ozawa动力学模型计算得到各体系固化反应的表观活化能,利用Crane模型计算得到相应的固化反应级数,通过DSC分析,得出最佳的固化工艺,并对2%(wt)促进剂用量下的固化体系的固化特性进行了预测。结果表明,DMP-30的加入降低了DMP-30/E-51/MA体系的表观活化能和反应温度,同时所有固化体系的反应级数为一级反应,并没有改变环氧树脂的固化机理;通过对DSC数据分析,得到最佳的固化工艺为90℃2 h→120℃2 h→130℃1 h;利用所得的固化动力学方程预测DMP-30含量为2%(wt)体系的固化特性,为通过升高温度和延长时间达到较高的固化度提供了理论依据。

    2017年01期 197-204页 [查看摘要][在线阅读][下载 472K]
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  • 紫外光接枝甲基丙烯酸二甲胺乙酯制备抗菌分离膜

    王林;华河林;李娜;熊鹰;

    将乙胺直接加到聚偏氟乙烯铸膜液中制备含碳碳双键的聚偏氟乙烯膜,在不除氧和无光引发剂条件下,采用紫外光直接辐射将抗菌单体甲基丙烯酸二甲胺乙酯(DMAEMA)接枝到聚偏氟乙烯膜表面,利用氯化苄对接枝DMAEMA的膜进行季铵化改性,制备了具有抗菌性的聚偏氟乙烯分离膜。考察不同接枝率膜的抗菌效果,接枝改性后膜的抗菌效果随接枝率增大而增加,同时随时间的延长而增强。经稀盐酸洗涤后,膜的抗菌效果并无明显变化,表明紫外光接枝改性后的聚偏氟乙烯分离膜具有较稳定的抗菌性。

    2017年01期 205-210页 [查看摘要][在线阅读][下载 945K]
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  • Na_2O/SiO_2摩尔比对粉煤灰-偏高岭土基秸秆地质聚合物复合材料热性能的影响

    金漫彤;廖梦运;郑子丹;金赞芳;

    碱性激发剂在溶解铝硅酸盐材料中的Si和Al原子形成地质聚合物前驱体的过程中扮演重要的角色。文章研究了不同Na_2O/SiO_2摩尔比(1.2、1.3和1.5)和L/S(0.65和0.87,碱性激发剂与固体原料质量比)组分的碱性激发剂制备含15%粉煤灰取代量、4%秸秆掺量的偏高岭土基地质聚合物的性质及其耐高温性能(800\1000℃)。抗压强度、导热系数、扫描电镜(SEM)、压汞法(MIP)、热分析(TG-DSC)、X射线衍射(XRD)和傅立叶红外光谱(FTIR)分析用于研究地质聚合物的性质及高温下热行为。研究结果表明,Na_2O/SiO_2=1.2时,7 d抗压强度有53 MPa,导热系数为0.05276W×m~(-1)·K~(-1),且高硅酸钠浓度有利于地质聚合物基体形成更加致密的结构,促进高水平的地质聚合反应,获得更高的抗压强度,即使在高温暴露后仍能保持更好的抗压强度。

    2017年01期 211-221页 [查看摘要][在线阅读][下载 931K]
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  • 接枝大分子偶联剂的合成及其在聚苯乙烯复合材料中的应用研究

    周仕龙;张洪文;周健;杨菁菁;朱圣清;

    为改善二氧化硅(SiO_2)在聚苯乙烯(PS)复合材料中的分散性和获得良好的界面特征,以苯乙烯(St)、甲基丙烯酸丁酯(BMA)和3-甲氧基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)为单体,通过原子转移自由基聚合(ATRP)方法合成接枝大分子偶联剂。通过红外光谱(FT-IR)、紫外光谱(UV)、核磁共振(~1H-NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)、热失重(TGA)对接枝大分子偶联剂进行表征,并对比研究不同分子量的偶联剂对PS/SiO_2复合材料的性能影响。实验结果表明:大分子偶联剂改性后PS/SiO_2复合材料的界面相容性得到显著改善,冲击强度达到3.92 k J×m~(-2),比未经偶联剂处理过的复合材料提高了198.25%。

    2017年01期 222-228页 [查看摘要][在线阅读][下载 557K]
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  • 聚丙基三苯乙炔基硅烷树脂的制备与透波性能

    谭德新;徐远;吴小乐;王艳丽;

    以溴乙烷、丙基三氯硅烷和苯乙炔为原料,通过格氏反应合成丙基三苯乙炔基硅烷单体(PTPES),以及热聚合法合成聚丙基三苯乙炔基硅烷树脂(PPTPES),采用红外光谱和核磁共振对单体及聚合物的结构进行表征。通过流变分析法和非等温差示扫描量热法(DSC)对单体的固化工艺进行了分析;并采用矢量网络分析仪测定PPTPES的介电常数。实验结果表明:PTPES的熔点为75℃,加工窗口为258℃;适宜的固化工艺为(312℃,1 h)+(339℃,2 h)+(355℃,1 h);PPTPES树脂在1200℃下拥有较低的复介电常数与介电损耗正切值,是一种很好的耐高温透波复合材料树脂基体。

    2017年01期 229-234页 [查看摘要][在线阅读][下载 498K]
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  • 以核壳型聚乙烯基苯磺酸钠/聚丙烯酸丁酯为模板的聚3,4-二氧乙烯噻吩水分散体的制备及性能

    顾佳欢;李坚;任强;汪称意;盛刚;

    通过无皂乳液聚合,制备了以聚丙烯酸丁酯(PBA)为核,聚乙烯基苯磺酸钠(PSSNa)为壳的核壳型聚乙烯基苯磺酸钠/聚丙烯酸丁酯(PSSNa/PBA),并以此为模板制备了核壳型聚3,4-二氧乙烯噻吩(PEDOT)水分散体,研究了核壳型模板对PEDOT水分散体结构和性能的影响。结果显示:通过透射电镜(TEM)表征,证明成功制备了核壳型模板PSSNa/PBA和具有核壳结构的聚3,4-二氧乙烯噻吩:聚乙烯基苯磺酸钠/聚丙烯酸丁酯(PEDOT:PSSNa/PBA)水分散体。聚合动力学研究表明,以核壳型PSSNa/PBA为模板时,EDOT的聚合速率加快。表面方块电阻测试表明,较PEDOT:PSSNa薄膜,PEDOT:PSSNa/PBA薄膜的方块电阻降低近16倍,说明核壳结构的模板可改善PEDOT薄膜的导电性。

    2017年01期 235-242页 [查看摘要][在线阅读][下载 574K]
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  • 粒状交联聚丙烯酸钠的制备及其对Pb~(2+)的吸附性能

    毛淑华;贺盛福;张帆;彭清静;

    采用反相悬浮聚合法制备了粒状交联聚丙烯酸钠(gc-PAANa)凝胶,对gc-PAANa凝胶样品进行了SEM、FT-IR和TGA表征及溶胀率测试。将gc-PAANa凝胶用于吸附水溶液中Pb~(2+)的研究,结果表明,在p H=3.0~5.0 gc-PAANa凝胶对Pb~(2+)的吸附具有非常好的效果。0.02~0.1 mol×L-1 Ca2+/Mg2+的存在对Pb~(2+)的吸附几乎无影响,Pb~(2+)初始浓度对吸附结果影响较大,gc-PAANa凝胶对初始浓度低于350 mg×L-1的Pb~(2+)废水,Pb~(2+)的去除率可达到95%以上。gc-PAANa凝胶对Pb~(2+)的吸附动力学符合准二级模型,吸附等温线符合Langmuir模型,293 K下的最大吸附量为446.98 mg×g-1;吸附热力学分析表明,gc-PAANa凝胶对Pb~(2+)的吸附属于自发的放热反应。XPS分析表明,gc-PAANa凝胶吸附Pb~(2+)的机理属于-COO-与Pb~(2+)的螯合作用。吸附-解吸附循环实验显示,gc-PAANa凝胶处理含Pb~(2+)废水具有很好的重复利用性能。

    2017年01期 243-251页 [查看摘要][在线阅读][下载 368K]
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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,也欢迎重要领域的综述性论文。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:

    2017年01期 253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。三十年来,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”。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);中国知网CNKI

    2017年01期 254页 [查看摘要][在线阅读][下载 19K]
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