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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综述

  • 磷脂对生物柴油制备的影响

    汤婷1;赵雪冰1,2;杜伟1,2;刘德华1,2

    生物柴油作为一种可以替代石化柴油的可再生生物质能源,因其优越的环保性能受到人们的日益关注。在我国,生物柴油的原料一般以非食用的低品质油脂为主,这些油脂中除了含有甘油三酯和游离脂肪酸之外,往往还含有一定量的磷脂。研究表明,磷脂的存在对于化学法以及生物酶法制备生物柴油过程都会产生复杂的影响,进而影响生物柴油的得率和品质。文章介绍了油脂中磷脂的种类、结构和性质,及其对生物柴油品质的影响,最后综述了磷脂对化学法和生物酶法制备生物柴油的影响,并对进一步值得研究的重点方向进行了展望。

    2017年02期 253-260页 [查看摘要][在线阅读][下载 412K]
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  • LNG换热器强化传热技术研究进展

    严万波;高学农;黄晓烁;徐文东;陈仲

    介绍了LNG(液化天然气)换热过程所根据的相关理论进展,重点论述国内外LNG换热器强化传热应用的研究进展,针对其中的研究背景、研究方法和结果,提出了研究结论不具普适性、换热因素分析多停留在定性分析,无法上升到定量分析等问题,并根据我国LNG换热器强化传热研究的情况,提出LNG换热器下一步的研究方向,如加强多相流传热过程理论分析、开展多工况换热分析等。

    2017年02期 261-269页 [查看摘要][在线阅读][下载 486K]
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化工热力学与基础数据

  • 克拉维酸在乙酸乙酯中的稳定性

    胡春燕1;秦超1;王旭东1;董悦生1;修志龙1;李树有2;冯涛2;王启斌2

    为了研究克拉维酸在乙酸乙酯中的稳定性,选用生产中的乙酸乙酯脱色液为研究材料,配制不同水分的克拉维酸乙酸乙酯溶液,在不同温度下进行降解实验,通过数据拟合和动力学、热力学理论分析,获得克拉维酸降解动力学和热力学参数,如降解速率常数、半衰期、反应活化能、焓变和自由能等。结果表明,乙酸乙酯中克拉维酸的稳定性与含水量密切相关,增加含水量会加快降解速率,降解反应是一个吸热非自发反应。

    2017年02期 270-275页 [查看摘要][在线阅读][下载 346K]
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  • 298.15K下四元体系Na+,K+//SO42-,H2PO4--H2O固液相平衡研究

    沈薇;谢娟;何婷婷;任永胜

    采用等温溶解法研究298.15 K下交互四元体系(Na<sup>+</sup>,K<sup>+</sup>//SO<sub>4</sub><sup>2-</sup>,H<sub>2</sub>PO<sub>4</sub><sup>-</sup>-H<sub>2</sub>O)的固液相平衡关系。测定了平衡溶液的溶解度数据及物理性质,包括密度,黏度,折光率。根据实验数据,绘制了相应的干盐相图,水图及物理性质-组成图。实验结果表明:在298.15 K下,该交互四元体系相图包括四个共饱和点,九条单变曲线及六个单盐结晶区域,分别为K<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>,Gla(3K<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>&#215;Na<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>),Na<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>&#215;10H<sub>2</sub>O,KH<sub>2</sub>PO<sub>4</sub>,Na<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>,NaH<sub>2</sub>PO<sub>4</sub>&#215;2H<sub>2</sub>O,其中Gla的结晶区域最大,最容易从混合溶液中结晶析出。该体系中存在复盐钾芒硝Gla(3K<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>.Na<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>),结晶水合物(Na<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>.10H<sub>2</sub>O,NaH<sub>2</sub>PO<sub>4</sub>.2H<sub>2</sub>O),没有固溶体存在,是一个复杂的共饱和型体系。物理性质(黏度,密度,折光率)随饱和溶液中<i>J</i>(SO<sub>4</sub><sup>2-</sup>)的变化呈现相似规律。

    2017年02期 276-283页 [查看摘要][在线阅读][下载 354K]
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  • 对二甲氨基苯甲醛在不同的溶剂中溶解度测定与关联

    谢永1,2;蒋奇齐1;王红艳1;史洪伟1

    通过静态平衡法测定了常压下283.15~308.15 K对二甲氨基苯甲醛在甲苯、乙酸乙酯、环己烷、丙酮、正丁醇、甲醇、苯己酮、环己酮和乙酰丙酮中的固液平衡数据。实验数据表明:对二甲氨基苯甲醛在这九种溶剂中的溶解度随温度升高而增加,但溶解度变化速率随温度的改变是不同的,在丙酮中的溶解度变化速率最大。采用Apelblat方程、Van't Hoff方程、经验方程对溶解度数据进行关联,所得的平均相对偏差分别为17%、23%、40%,结果表明,三种模型都可用于关联对二甲氨基苯甲醛的溶解度与温度的关系,且Apelblat方程要优于Van't Hoff方程、经验方程。所得数据为对二甲氨基苯甲醛的生产、萃取、提纯的溶剂选择提供了基础数据。

    2017年02期 284-290页 [查看摘要][在线阅读][下载 303K]
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传递现象与单元操作

  • 共轴流水包油型微液滴形成过程的实验与数值模拟研究

    王號元;邓朝俊;王翰霖;黄卫星

    在不同操作条件下对水包油系统中微液滴的形成过程及粒径大小进行了系统实验观察和测试,同时利用VOF/CSF模型对液滴形成过程进行了数值模拟,模拟结果与实验非常吻合;在此基础上,考虑两相流速、黏度、界面张力及壁面效应等因素,对液滴形成过程进行了进一步的模拟研究。结果表明,与传统油包水系统相比,水包油系统液滴的形成也有滴流(dripping)和射流(jetting)两种流型,但水包油系统能在更高的两相流速下保持滴流操作,而射流主要出现在离散相速度极高的条件下且很不稳定;滴流条件下生成的液滴具有很高的单分散性,且可改变流速提高产生频率,而射流条件下产生的液滴单分散性差,且易于出现卫星液滴;滴流条件下影响液滴粒径的显著因素是连续相流速、黏度、界面张力和壁面效应,其中前三者的影响可用毛细管数表征;研究对各影响因素的作用机理进行了阐释,并综合实验与模拟结果,给出了不同操作条件和装置尺寸下液滴生成粒径的预测关联式。

    2017年02期 291-298页 [查看摘要][在线阅读][下载 2320K]
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  • 操作参数对吸附热变换器生成高温蒸汽的性能影响分析

    盛遵荣1;姚志敏1;薛冰1;孟祥睿1;魏新利1,2

    选用13X型沸石和水作为工质对,采用直接接触换热法,研究操作参数对利用低品位余热直接生成高温蒸汽系统性能的影响。当进水温度从65℃升至85℃时,制热系数COP<sub>h</sub>(coefficient of performance for heating)提高24.45%;当干燥气温度由110℃升至150℃时,蒸汽最高温度提高45℃,系统温升提高21℃,生成蒸汽质量提高89.25%。结果表明:降低干燥气湿度、提高沸石初始温度、进水温度、干燥气温度,均能够提高生成蒸汽最高温度和质量。提高进水速率,适当减少干燥时间可以增大循环过程的制热效率SHP(specific heating power)。

    2017年02期 299-307页 [查看摘要][在线阅读][下载 489K]
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  • 舌形板波纹规整填料萃取塔的操作性能

    蔡卫滨1;钱建兵2;王玉军2;范召运2;杨蕴辉3;朱慎林2

    在内径为100 mm的玻璃萃取塔中,以煤油-苯甲酸-水和30% TBP(煤油)-醋酸-水为体系,系统地研究了SBW舌形板波纹规整填料的流体力学性能和传质性能。结果表明:液泛通量的理论计算式具有较高精度,与实验值符合较好;在实验范围内,该填料具有相当大的液泛通量和较好的传质效率,液泛通量高达90~150 m<sup>3</sup>&#183;m<sup>-2</sup>&#183;h<sup>-1</sup>,理论级当量高度在0.6~1.4 m,可望在炼油化工溶剂脱沥青,润滑油精制,煤化工含酚废水处理等萃取过程领域得到广泛应用。

    2017年02期 308-315页 [查看摘要][在线阅读][下载 467K]
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  • Gemini表面活性剂18-3-18/trans-ACA光敏胶束紫外光照过程流变动力学及界面流变性研究

    郁丽程;方波;金浩;杨沫;陈洁;田萌;李科晶

    研究了由Gemini阳离子表面活性剂丙撑基双(十八烷基二甲基氯化铵)(18-3-18)和反式偶氮苯-4-苯甲酸(<i>trans</i>-ACA)复配形成的光敏胶束新体系紫外光照过程的流变性质和界面流变性质,分别考察了光敏胶束浓度、紫外光照时间对胶束体系紫外光照过程流变性质的影响并建立流变动力学方程。结果表明:对18-3-18/<i>trans</i>-ACA(8 mmol&#215;L<sup>-1</sup>/10 mmol&#215;L<sup>-1</sup>)体系,随365 nm的紫外(UV)光照,光敏胶束体系黏弹性明显减弱,紫外光照500 s后体系复黏度减小92%;胶束浓度越大,体系黏弹性越强,紫外光照过程中体系黏弹性下降越慢;获得了流变动力学方程可表征光敏胶束弹性模量和复黏度随紫外光照过程的变化。进一步考察了稀释20000倍的18-3-18/<i>trans</i>-ACA(8 mmol&#215;L<sup>-1</sup>/10 mmol&#215;L<sup>-1</sup>)胶束溶液在不同光照条件下的界面扩张流变性。结果表明,该溶液经1 h UV照射后表面张力增大45%,界面扩张模量减小约32%,再经可见光照8 h后溶液界面流变性质可以恢复,首次证明其为界面流变性可逆的光敏表面活性剂溶液。

    2017年02期 316-322页 [查看摘要][在线阅读][下载 409K]
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  • 入口角度及壁面性质对蛇形微通道内弹状流流动特性影响的格子Boltzmann模拟

    周云龙;常赫

    在Y型汇流的矩形截面蛇形微通道内,采用格子Boltzmann方法对不同壁面性质的蛇形微通道内弹状流流动进行了数值计算。首先以空气和水为工作流体对气液两相流动进行模拟研究并通过实验进行验证。通过验证实验后,模拟计算了气相速度,Y型夹角和壁面性质对气泡长度的影响,以及Y型夹角对微通道内弹状流压降和流动阻力的影响;探讨了粗糙度与壁面润湿性对流动阻力的影响;同时,针对蛇形微通道弯管部分,分析了角度和壁面性质对弹状流流动的影响。通过计算,发现当壁面接触角及Y型夹角为90&#176;时,气泡长度最大;当直微通道为亲水性光滑壁面,回转弯道为粗糙度较大的疏水壁面时,<i>Po</i>数较小。

    2017年02期 323-328页 [查看摘要][在线阅读][下载 271K]
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  • 考虑塔压变量优化的精馏塔间热集成

    雷杨1;熊高源1;何昌春2;颜家保1;范宝安1;王光辉1

    塔压是改变塔内温度分布的关键参数。传统设计一般先固定塔压,然后再搜寻可能的热集成,未考虑精馏与换热过程的同步优化。以塔压为关键耦合变量优化塔间的热集成,首先给出筛选热集成物流的启发式规则,然后借助流程模拟数据建立塔压与待选物流温度的约束关系,最后以年度总费用为目标函数建立了考虑塔压参数作为变量的热集成优化模型,并利用GAMS软件求解。以某炼化企业40 kt&#215;a<sup>-1</sup>干气制乙苯的精馏系统为研究背景,将塔压与物流温度关系线性化。案例研究表明:苯塔和乙苯塔的压力分别为1.5和0.82 MPa时,对应最优的热集成方案,其年度总费用为9310000 CNY&#215;a<sup>-1</sup>,热集成的经济效益约为39890000 CNY&#215;a<sup>-1</sup>。本研究揭示了塔压作为耦合变量对热集成的影响及作用机制,即塔压越高并非热集成效果越好,应考虑热集成系统中不同换热过程的相互影响和制约。

    2017年02期 329-336页 [查看摘要][在线阅读][下载 409K]
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  • 基于OLGA的机动管线气顶排空过程数值模拟

    郭芮;张伟明;姜俊泽;刘振江

    利用全动态多相流模拟软件OLGA(Oil and Gas),对水平机动管线气顶排空过程管内气液混合物流动规律进行了数值模拟研究。重点研究了流量、压力、持液率随时间的变化规律,得到了入口初始排气压力0.5、0.7和0.9 MPa三种边界条件下管道内部节点的流量、压力、持液率变化曲线,并与实验进行对比。计算结果表明:数值模拟结果与实验测试结果吻合较好,排空时间的仿真值在入口压力为0.9 MPa时最接近实验值,其余工况均小于实验值。液体前锋到达测试点前,流量的仿真值和实验值吻合较好,压力仿真值大于实验值,持液率仿真与实验值相同;液体前锋到达测试点之后,流量、压力和持液率的仿真值均小于实验值。根据实验管路结构和数值计算方法分析了以上现象的原因,验证了利用OLGA进行机动管线气顶排空数值模拟的可行性。

    2017年02期 337-345页 [查看摘要][在线阅读][下载 1057K]
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反应工程

  • 基于RAFT聚合制备梳型分散剂及其性能研究

    秦敦忠;陈洪龄

    活性聚合具有结构可设计性强、产品分子量分布窄的特点,采用RAFT技术,苯乙烯、马来酸酐、异戊烯基聚氧乙烯醚(<i>M</i><sub>n</sub>=2300)和链转移剂3-(苄硫基硫代羰基硫基)丙酸质量比为19:19:0.76:1,RAFT试剂与AIBN摩尔比5:1,温度80℃,在丁酮中溶液聚合制备了梳型分散剂。聚合过程中ln([<i>M</i>]<sub>o</sub>/[<i>M</i>])与反应时间,以及聚合物数均分子量与反应转化率均呈一级线性关系,聚合过程具有活性聚合特征。<i>M</i><sub>n</sub>=1.03&#215;10<sup>4</sup>,PDI=1.14,XPS与FTIR等分析结果表明分散剂单分子层多点物理吸附于颗粒表面,吸附层厚度1.33 nm。制备的48%吡虫啉水悬浮剂在pH=7.0~8.0时,zeta电位绝对值最大,TURBISCAN测试稳定性参数TSI相对传统分散剂小,较稳定。

    2017年02期 346-351页 [查看摘要][在线阅读][下载 374K]
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  • 离子液体中ATRP合成MCC-g-P4VP分子及其药物控释应用

    杜煌;薛腾;唐二军;袁淼;刘少杰;赵地顺

    在离子液体氯化-1-烯丙基-3-甲基咪唑中,利用原子转移自由基聚合(ATRP)法在微晶纤维素(MCC)上接枝了pH敏感性的聚4-乙烯基吡啶(P4VP),合成了具有pH敏感性的药物载体材料MCC-g-P4VP。通过对亲水性模型药物罗丹明B和疏水性模型药物阿司匹林的包载及体外释放,研究了胶束对亲水性药物和疏水性药物的释放机制。利用FT-IR、NMR、GPC、TEM、XRD和UV-Vis等分析手段对聚合物的结构、胶束形貌、胶束对药物的载药性能及释药性能进行了表征分析。结果表明:MCC-g-P4VP聚合物胶束对两种药物的包载效果较好,载药胶束具有球状的核壳结构,载药胶束在药物释放过程中表现出了良好的pH敏感性且在酸性条件下的药物释放符合一级动力学模型,疏水性药物从胶束中释放的过程具有更加明显的pH敏感性。

    2017年02期 352-360页 [查看摘要][在线阅读][下载 1033K]
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  • 考虑多组分颗粒运动各向异性的鼓泡流化床生物质气化数值模拟

    陈巨辉1,2;孟诚1;王帅3;于广滨1;胡汀2;林枫2;李九如1

    考虑鼓泡流化床生物质气化过程多组分颗粒运动特点,建立多组分颗粒速度脉动二阶矩模型,结合化学反应动力学方法描述鼓泡流化床内生物质气化过程。模拟的气体组分结果与采用原始颗粒动理学模型的模拟结果进行了比较,并给出了两种粒径碳颗粒的浓度与温度瞬时分布。分析了两种碳颗粒的速度时均径向分布及速度脉动二阶矩时均径向分布,两种碳颗粒的速度分布一致,说明不同粒径碳颗粒混合充分。粒径较大的碳颗粒速度脉动二阶矩在轴向与径向上均较大,粒径的增加使得颗粒速度脉动增强。模拟统计了计算域内两种颗粒的速度脉动各向异性随颗粒浓度变化关系,各向异性随颗粒浓度的增加逐渐减弱,粒径较大的碳颗粒在计算域内的各向异性平均效果不如粒径较小的碳颗粒明显。

    2017年02期 361-368页 [查看摘要][在线阅读][下载 354K]
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  • 新型纤维素基超支化聚酯的制备与结构表征

    张新鸽;郭明

    设计合成路线,以全乙酰化纤维素为原料,通过Koenigs-Knorr法合成一种带羧基和多羟基官能团的纤维素基类糖肽结构衍生物,并以此为超支化单体制备新型超支化聚酯。采用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、核磁共振波谱(NMR)、X射线粉末衍射(XRD)对原料、中间产物及新型超支化聚酯进行结构表征。采用差示扫描量热仪(DSC)和热重分析仪(TG)测试新型超支化聚酯的热性能。结果表明,产物结构表征与预期产物一致,且热性能良好。综上所述,该研究合成路线新颖有效,成功制备了纤维素基类糖肽衍生物及纤维素基超支化聚酯功能材料。

    2017年02期 369-376页 [查看摘要][在线阅读][下载 397K]
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生物化工

  • 有机胺对螺旋藻生长及固碳效果的影响

    王兆印;李一锋;张旭;朱明龙;谭文松

    采用微藻培养来降低空气中二氧化碳含量是当前研究的热点。然而,以气态CO<sub>2</sub>为碳源的微藻培养过程中,普遍存在传质和固碳速率较低等问题。研究发现有机胺类物质如MEA(乙醇胺)、DEA(二乙醇胺)、MDEA(N-甲基-二乙醇胺)、TEA(三乙醇胺)等能够显著提高CO<sub>2</sub>的气液传质速率。而针对有机胺类物质影响微藻培养及固碳效率的公开报道却并不多。研究以钝顶螺旋藻(FACHB-901)利用低含量CO<sub>2</sub>气体为碳源的培养过程为对象,系统研究了有机胺类物质的种类(MDEA、MEA、DEA、TEA)及其添加策略对螺旋藻生物量和固碳速率的影响关系。研究结果表明,在改良的Zarrouk培养基中添加了1 mmol&#215;L<sup>-1</sup> MDEA可以使培养基中溶解性无机碳(DIC)含量达到297.4 mg&#215;L<sup>-1</sup>。而添加1 mmol&#215;L<sup>-1</sup> TEA可以得到最佳的螺旋藻生物量(0.894 g&#215;L<sup>-1</sup>)和固碳速率(139.3 mg&#215;(L&#183;d)<sup>-1</sup>)。同时,研究获得螺旋藻培养过程中TEA的最优添加策略为:延滞期添加5 mmol&#215;L<sup>-1</sup>、对数前期补加1 mmol&#215;L<sup>-1</sup>、对数后期补加2 mmol&#215;L<sup>-1</sup>。最终,通过TEA优化的添加策略获得了螺旋藻的生物量(1.248 g&#215;L<sup>-1</sup>)和固碳速率(191.4 mg&#215;(L&#215;d)<sup>-1</sup>,比对照组分别提高了25.6%和41.2%。

    2017年02期 377-386页 [查看摘要][在线阅读][下载 358K]
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  • 透明质酸-明胶-纳米羟基磷灰石仿生骨支架的制备及成骨活性研究

    张晓庆;秦建华;刘慧

    采用冷冻干燥与化学接枝法制备了一种新型透明质酸(HA)-明胶(G)-纳米羟基磷灰石(nHAP)多孔复合支架,通过材料的物理表征和细胞培养实验考察了复合支架的生物相容性及成骨诱导能力。其中,利用扫描电镜(SEM)观察复合支架的表观形貌及支架上成骨前体细胞(MC3T3-E1)的生长状态,采用衰减全反射-傅里叶红外光谱(ATR-FTIR)检测支架成分,同时,对复合支架的物理参数进行表征,利用碱性磷酸酶(ALP)显色法检测复合支架的成骨诱导能力。结果显示,复合支架具备与骨组织相似的物理性能,MC3T3-E1细胞在支架上具有良好的黏附、增殖能力;扫描电镜图片显示,细胞在支架表面及孔隙内部长势良好,大多数细胞能贯穿整个支架生长并伸出伪足使支架与细胞相互连接形成网状结构;成骨诱导培养基和复合支架协同作用,明显提高了MC3T3-E1细胞的骨分化能力。因此,HA-G-nHAP复合支架可作为骨组织工程支架材料,并应用于组织再生和功能重建。

    2017年02期 387-393页 [查看摘要][在线阅读][下载 999K]
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  • 真菌共培养强化柚苷酶生产的工艺优化

    廉萌1;李佥1;田晶1;费旭2;徐龙权2;李坤峰1;朱振1

    共培养技术作为一种新型发酵策略,能够有效提高目标产物产量,在生化、制药和食品工业具有很好的应用前景。研究采用平板透明圈法对产酶菌种进行筛选,进一步考察各发酵参数对真菌共培养液态发酵产柚苷酶过程的影响。结果表明,黑曲霉FFCC uv-11与根霉FFCC 3201为较适宜的菌种组合,当接种时间间隔为36 h,接种量为10%,接种比例为2:1,发酵初始pH为5.5,共培养发酵时间为72 h时,柚苷酶活力最大可达733.19 U&#183;mL<sup>-1</sup>,是未优化条件下柚苷酶酶活的2.22倍。研究为进一步探索柚苷酶共培养发酵过程、提高柚苷酶酶活提供了基础数据,同时对推动柚苷酶工业化进程具有重要意义。

    2017年02期 394-400页 [查看摘要][在线阅读][下载 351K]
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化学工艺

  • 苯胺、甲醛、尿素和甲醇“一锅法”合成二苯甲烷二氨基甲酸甲酯反应研究

    李步卫;王盟;安华良;赵新强;王延吉

    使用浸渍法制备H<sub>4</sub>SiW<sub>12</sub>O<sub>40</sub>/γ-Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>催化剂,实现了以苯胺、甲醛、尿素和甲醇为原料“一锅法”合成二苯甲烷二氨基甲酸甲酯(MDC)反应。考察了H<sub>4</sub>SiW<sub>12</sub>O<sub>40</sub>/γ-Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>的制备条件对其催化性能的影响及反应条件对“一锅法”合成MDC反应的影响。结果表明,H<sub>4</sub>SiW<sub>12</sub>O<sub>40</sub>负载量40%和150℃下焙烧3 h条件下制备的H<sub>4</sub>SiW<sub>12</sub>O<sub>40</sub>/γ-Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>具有较高的催化活性。确定出“一锅法”合成MDC适宜反应条件为:苯胺、甲醛、尿素与甲醇的摩尔比为3:1:4.5:50,H<sub>4</sub>SiW<sub>12</sub>O<sub>40</sub>/γ-Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>催化剂用量为2.5%(wt),先投入苯胺和甲醛于120℃下反应3 h,然后加入尿素的甲醇溶液,在180℃下反应4 h后降温排氨,再在180℃下继续反应2 h。在此条件下,苯胺转化率为77.4%,MDC收率为10.8%。最后,对“一锅法”合成MDC反应体系进行了定性分析,建立了“一锅法”合成MDC的反应网络。

    2017年02期 401-412页 [查看摘要][在线阅读][下载 472K]
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  • Al3+对水热法制备α-CaSO4·0.5H2O晶须的影响

    方羊1;窦焰1;孙祥斌1;沈浩2;郑之银2;刘荣2;崔鹏1

    以CaSO<sub>4</sub>&#183;2H<sub>2</sub>O为原料,Al<sub>2</sub>(SO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>&#183;18H<sub>2</sub>O作为添加剂,在水热温度130℃,搅拌速率60 r&#183;min<sup>-1</sup>,反应时间90 min的条件下制备α<i>-</i>CaSO<sub>4</sub>&#183;0.5H<sub>2</sub>O晶须。研究结果表明,随着溶液中Al<sup>3+</sup>浓度增大,晶须直径和长径比分布均有下降,且相关晶面间距逐渐减小。XRD和XPS表征结果显示Al<sup>3+</sup>可能会掺入晶格间隙,而非取代晶格中Ca<sup>2+</sup>。SEM和EDS证实Al<sup>3+</sup>主要以聚集态形式吸附于晶须表面,优先吸附于(001)和(002)晶面,减小晶须长径比。

    2017年02期 413-419页 [查看摘要][在线阅读][下载 683K]
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  • 竹质活性炭作为乙炔气相法制备醋酸乙烯催化剂载体的研究

    郭秀玲;陈光辉;李建隆

    分别以磷酸法、炭化活化一步法制备的竹质活性炭为例,利用SEM、N<sub>2</sub>-物理吸附等表征手段系统比较了竹质活性炭和椰壳活性炭在物化性能方面的异同,同时利用热重法考察了竹质活性炭作为催化剂载体对醋酸锌的负载量,并以气固相固定床催化反应装置为评价装置,通过乙炔气相法制备醋酸乙烯的合成反应对其催化能力进行评价。实验结果表明,磷酸法制备的竹质活性炭在比表面积、孔结构等物化性能方面都已具备作为催化剂载体的条件,同时具有较好的负载量。但由于孔的分布多为微孔,中孔和大孔的分布较少,所以催化能力相对较低;通过对竹质活性炭进行初步改性,所制备的催化剂生产能力有一定的提高,这说明竹质活性炭具备良好的改性潜力。

    2017年02期 420-427页 [查看摘要][在线阅读][下载 507K]
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  • 马来酸酐/苯乙烯熔融接枝无规共聚聚丙烯的流变及结晶行为

    刘晶如;许淑义;俞强

    采用熔融接枝法制备了马来酸酐和苯乙烯多单体熔融接枝无规共聚聚丙烯(MPP),动态流变测试表明无规共聚聚丙烯(PPR)在接枝过程中生成了长支链。以差示扫描量热法(DSC)和Avrami方程分析了PPR及MPP的等温结晶行为,考察了马来酸酐的相对接枝率对MPP等温结晶动力学的影响。结果表明,MPP的结晶速率明显大于PPR,MPP接枝率越高,结晶速率越大。PPR和MPP在较高温度下等温结晶时结晶过程受成核控制,长支链的存在可以促进MPP晶核的形成,从而加快结晶速率。偏光显微镜测试结果显示长链支化结构起到促进异相成核和细化晶粒的作用,随着接枝率的增大,MPP晶粒尺寸越小。

    2017年02期 428-433页 [查看摘要][在线阅读][下载 602K]
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  • 层状前驱体制备复合金属氧化物及其协效阻燃脂肪族聚酯

    毛龙1,2;刘跃军1,2;刘小超1;蔡淑容3

    以恒定pH值共沉淀法制备的多元层状双羟基复合金属氧化物(MgAlZnFe-CO<sub>3</sub> LDHs)为前驱体焙烧制备出复合金属氧化物(LDO),然后与膨胀阻燃剂(IFR)、脂肪族聚酯聚丁二酸丁二醇酯(PBS)熔融共混制备膨胀阻燃PBS,并对以LDO为协效剂的膨胀阻燃PBS的阻燃性能和燃烧行为进行了深入分析。结果表明,合成的MgAlZnFe-CO<sub>3</sub> LDHs结构规整,呈均匀的层状结构,粒径在100 nm左右;前驱体焙烧制备的LDO呈分散均匀的球状,粒径在250~300 nm;1%(wt)的LDO加入到膨胀阻燃PBS后,膨胀阻燃PBS的氧指数值最高达到34,相比PBS/IFR体系提高了4个单位,通过了UL-94 V-0级别,同时热释放速率和烟生成量分别降低了31%和60%;炭层结构分析表明,LDO的存在能够催化炭层形成更多的石墨化结构和交联网络结构(C-O-P和P-O-P),提高了膨胀炭层的稳定性、强度和致密度,避免热量集中释放。LDO明显抑制了膨胀阻燃PBS的燃烧行为,同时与IFR表现出良好的协效阻燃与催化成炭作用。

    2017年02期 434-441页 [查看摘要][在线阅读][下载 774K]
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化工系统工程

  • 结合机理先验约束的Kriging模型参数优化方法研究

    许文夕;李绍军

    基于过程先验知识和Kriging模型,针对Kriging模型在求解参数过程中容易陷入局部最优的缺陷,提出一种利用进化优化算法求解模型参数的方法。在参数求解过程中,将过程变量对应的输出函数的单调性和凹凸性先验知识作为约束条件,在合理的样本数目下,得到更符合先验知识的Kriging模型,提高模型的预测精度。通过函数仿真实验和复合纳滤膜的溶胶粒径的预测估计验证了此建模方法的有效性。

    2017年02期 442-448页 [查看摘要][在线阅读][下载 279K]
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环境化工

  • 利用混凝-超滤膜法研究乳化油水的分离过程

    张谨1;李俊俊2;纪晓声1;张林2;叶瑛1

    实验主要考察混凝-超滤膜法联用处理油田采出水中乳化油的效果。选用三种混凝剂Al<sub>2</sub>(SO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>,FeCl<sub>3</sub>,AlCl<sub>3</sub>用于预处理过程,通过改变混凝剂用量和进料液性状来筛选出效果优异的混凝剂,并对超滤膜在处理过程中操作参数的选择及膜污染情况进行了研究。结果表明三氯化铁对处理一定范围内pH值和温度的油田采出水有更好的适应性,对浊度及TOC(总有机碳)的去除效果也最好,TOC去除率达96%以上,但TOC的最终含量在23 mg&#215;L<sup>-1</sup>。通过考察膜通量、TOC含量和浊度值以及借助SEM表面微观分析手段,发现混凝-超滤膜法的联用不仅可以使TOC的最终含量降低到13 mg&#215;L<sup>-1</sup>以下,达到油田回注水的水质要求,而且还可以减轻膜污染程度,保证膜通量在一段时间内的稳定性。

    2017年02期 449-455页 [查看摘要][在线阅读][下载 447K]
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  • 耐盐自养铁基反硝化菌的分离鉴定及特性研究

    王茹;叶贞;黄伟辰;许少怡;戴陈琳;梁璐怡;郑平

    针对高盐、低C/N比废水脱氮难题,从实验室稳定运行的高效铁盐脱氮反应器中分离获得了一株耐盐自养反硝化菌株,命名为NF-5。形态观察表明,菌株NF-5个体呈杆状,大小(0.80~1.2)μm&#215;(1.7~2.3)μm,革兰氏阳性;经生理生化试验和16S rRNA测序测定分析,菌株NF-5可归入<i>Isoptericola</i>属。菌株NF-5能够利用亚铁作为电子供体,利用硝酸盐作为电子受体。当起始硝氮浓度为50 mg&#215;L<sup>-1</sup>(铁氮比为5:1),菌株接种量OD<sub>600</sub>为0.52(稀释18倍)时,7 d后反应体系中硝氮去除率为82%,硝氮去除速率高达0.31 mg N&#215;(L&#215;h)<sup>-1</sup>。菌株NF-5耐盐性能良好,可耐受范围为10~50 g&#215;NaCl&#215;L<sup>-1</sup>,最适盐度为20 g&#215;NaCl&#215;L<sup>-1</sup>。当盐浓度为50 g&#215;NaCl&#215;L<sup>-1</sup>时,菌悬液中活细胞比例为54%,反应体系中反硝化活性仅下降47%。

    2017年02期 456-462页 [查看摘要][在线阅读][下载 509K]
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  • 两性絮凝剂EPPCX的制备及对Pb2+作用机理研究

    郭睿;王超;李晓芳;甄建斌;程敏

    以聚酰胺多胺(PPC)-2,3-环氧丙基三甲基氯化铵(ETA)接枝共聚物(EPPC)、NaOH和CS<sub>2</sub>为原料,在乙醇为溶剂条件下合成一种两性絮凝剂阳离子聚酰胺黄原酸钠(EPPCX)。通过FT-IR、<sup>13</sup>C-NMR、紫外光谱对产物结构进行表征。考察了絮凝剂投加量、温度、不同阴离子对Pb<sup>2+</sup>去除率的影响;测定了絮体的Zeta电位、分形维数、采用扫描电镜观察了絮体的形貌。结果表明,处理25 mg&#215;L<sup>-1</sup> Pb<sup>2+</sup>模拟废水时,EPPCX投加量为110.75 mg&#215;L<sup>-1</sup>,Pb<sup>2+</sup>的去除率达到97.2%。温度为35℃时,去除效果最好,阴离子的存在对Pb<sup>2+</sup>的去除起到促进作用。絮凝过程中<i>ζ</i>电位的变化,表明絮凝过程主要以电荷作用为主,通过分形维数测定表明絮体具有密实的聚集结构。通过絮体形貌的变化,表明絮体有明显的堆积层次,形成絮体密实。

    2017年02期 463-469页 [查看摘要][在线阅读][下载 545K]
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  • 改性壳聚糖微球制备及其对阴离子染料的吸附行为研究

    林越呈1;王宏鹏1;龚金炎1;杨俊兴2;胡升3;梅乐和3;黄俊1

    从鱿鱼软骨中提取出壳聚糖,以壳聚糖为单体,二乙烯三胺和环氧氯丙烷作为交联剂,通过乳液交联法制备出了改性壳聚糖微球(DECM)。采用扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)、热重分析仪(TGA)等对改性壳聚糖微球的结构和性能进行了表征。结果表明,所得微球具有较大的比表面积和较多的活性位点。用静态吸附法研究了微球对两种染料刚果红(CR)和酸性绿50(AG50)的吸附行为,在25℃、pH 3.0的条件下吸附过程符合准二级动力学模型,并且DECM对两种染料的吸附符合Langmuir模型,最大吸附量分别达到428.7和691.8 mg&#215;g<sup>-1</sup>;由Freundlich模型分析表明,吸附行为为优惠吸附。利用0.1 mol&#215;L<sup>-1</sup> NaOH溶液经过5次吸附-解吸循环使用,微球对染料的去除率仍然能够保持在92%以上,表现出良好的吸附和再生能力。

    2017年02期 470-477页 [查看摘要][在线阅读][下载 475K]
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  • 机械球磨制备Fe0/ZSM-5复合材料及其对Pb2+的去除研究

    王春峰1;朱艳臣1;陈冠飞1;姚丹1;皇晓晨1;王连军2

    利用机械球磨法将零价铁(Fe<sup>0</sup>)颗粒负载到疏水性、高硅比的ZSM-5分子筛上,成功制备出Fe<sup>0</sup>/ZSM-5复合材料,研究了此复合材料对水溶液中Pb<sup>2+</sup>的去除性能。XRD结果表明,Fe<sup>0</sup>/ZSM-5复合材料保持了ZSM-5分子筛的晶体结构,元素点映射表明零价铁颗粒均匀地负载在ZSM-5分子筛上。实验结果表明,在30℃,初始Pb<sup>2+</sup>浓度为1~100 mg&#215;L<sup>-1</sup>,pH值为3.0,Fe<sup>0</sup>/ZSM-5复合材料投加量为0.2 g&#215;L<sup>-1</sup>,反应时间为60 min条件下,Pb<sup>2+</sup>的最大去除率和最高吸附量分别为78.05%和102 mg&#215;g<sup>-1</sup>。研究发现在去除Pb<sup>2+</sup>的过程中伴随着Fe<sup>2+</sup>的释放以及pH值的升高,且反应过程中释放出Fe<sup>2+</sup>会加速Fe<sup>0</sup>表面的给电子过程,增加其表面活性位点,进而进一步提升对Pb<sup>2+</sup>的还原去除。研究表明,反应过程符合一级反应动力学。

    2017年02期 478-484页 [查看摘要][在线阅读][下载 414K]
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研究简报

  • 改性USY分子筛催化愈创木酚乙酰化反应及动力学研究

    周彩荣;郄晶伟;吕忠闯;仝远

    以愈创木酚和乙酸酐为原料,在催化剂存在的条件下合成乙酰愈创木酚。以USY分子筛作为母体,用磷酸氢二铵改性USY分子筛,并通过实验优化出磷酸氢二铵改性USY分子筛的条件为:磷酸氢二铵浓度为0.132 g&#215;mL<sup>-1</sup>,固液比为9:10,焙烧温度550℃,时间12 h。经正交试验优化出愈创木酚乙酰化的工艺条件为:<i>n</i><sub>愈创木酚</sub>:<i>n</i><sub>(Ac)<sub>2</sub>O</sub>=1:1.4,催化剂质量为愈创木酚质量的10%,反应时间2 h,反应温度90℃。乙酰愈创木酚得率为89.85%。通过反应物浓度与时间之间的关系得出反应级数<i>n</i>=2。由不同温度下的反应速率常数,结合Arrhenius方程求得该反应的活化能<i>E</i><sub>a</sub>=34.182 kJ&#215;mol<sup>-1</sup>,指前因子<i>A</i>=24469 L&#215;(mol&#215;min)<sup>-1</sup>。

    2017年02期 485-491页 [查看摘要][在线阅读][下载 378K]
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  • 绿原酸结晶介稳区宽度的测定

    王亚婷;张从良;赵建宏;程相林;王留成

    采用激光装置测定不同条件下绿原酸在乙醇和水中的溶解度及超溶解度,并比较了不同温度、降温速率和搅拌速率下绿原酸的介稳区宽度。结果表明介稳区宽度随温度降低,降温速率升高及搅拌速率减小而变宽,乙醇和水体系中进行结晶的最优条件均为降温速率12℃&#215;h<sup>-1</sup>和搅拌速率300 r&#215;min<sup>-1</sup>,其介稳区宽度分别介于3.7~6.3℃和3.7~8.0℃。

    2017年02期 492-496页 [查看摘要][在线阅读][下载 296K]
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