现代化工

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靳国忠

现代化工. 2020, 40(4): 1-4. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.04.001

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基于我国发展煤制烯烃项目的重要性，对比分析了煤经乙醇制烯烃和煤经甲醇制烯烃两种路线的竞争力，在相同规模产品、类似装置、采用相同技术的基准情况下，对两种路线的工艺技术选择、原材料及燃料动力消耗情况、投资及技术经济进行了比较，阐述了两种路线各自的特点及优劣。结果表明，在70万t/a烯烃产能的条件下，煤通过乙醇生成烯烃的路线在经济效益上优于煤通过甲醇生成烯烃的路线。分析认为发展煤经乙醇制烯烃路线是可行的，且煤经乙醇制烯烃路线可产出具有较高利用价值的无水乙醇和乙酸甲酯等中间产品，该路线具有更强的市场竞争力，前景更为广阔。

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煤基甲醇制烯烃工艺技术发展现状

崔普选

现代化工. 2020, 40(4): 5-9. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.04.002

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煤基甲醇制烯烃技术是现代煤化工与石油化工连接的纽带，可使我国的低碳烯烃生产不再受石油资源的制约，因此，煤基甲醇制烯烃技术在我国得到了快速发展和应用。对甲醇制烯烃（MTO）和甲醇制丙烯（MTP）技术进行了分析，重点综述了美国UOP/Hydro MTO、大连化物所DMTO、上海化工研究院SMTO和神华SHMTO 4种甲醇制烯烃技术以及Lurgi MTP和清华大学FMTP两种甲醇制丙烯技术的特点，并介绍了MTO和MTP技术在国内的应用发展情况；最后展望了甲醇制烯烃的发展前景。

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聚氯乙烯管道行业发展中关键共性难题探讨

陈勇, 李统一, 宋科明, 王拴紧

现代化工. 2020, 40(4): 10-11,16. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.04.003

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对国内聚氯乙烯塑料管道行业的发展概况进行了概述，重点阐述和讨论了聚氯乙烯塑料管道行业发展过程中存在的共性技术难题，这些难题的凝练提出对明确行业技术发展方向、促进行业产业技术升级改造、加强人类环境保护、保障人类生命财产安全具有重要的意义。

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石墨烯领域关键技术与创新路径研究

戚筠, 韩奎国, 石俊国, 唐恒

现代化工. 2020, 40(4): 12-16. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.04.004

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石墨烯在众多领域具有非常广阔的潜在应用前景，被认为是颠覆未来的新材料。分析该领域技术间差异情况、识别关键技术并探索其创新路径，在产业的培育和发展过程中至关重要。基于关键路径分析方法，以incoPat专利数据库中石墨烯领域的美国专利数据为样本，重点识别了该领域的关键技术，揭示了在其发展过程中的创新路径。

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电解锰渣中Mn和NH₃-N固化/稳定化处理研究现状及展望

母维宏, 周新涛, 黄静, 和森, 罗中秋, 马越, 王路星, 邵周军

现代化工. 2020, 40(4): 17-21. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.04.005

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对碱性材料和磷酸盐化学键合陶瓷材料（CBPCs）固化/稳定化处理电解锰渣（EMR）的效果以及固化机理等方面进行了综述。传统的碱性材料虽可有效固化EMR中的重金属离子，但处理后的EMR的物理化学性质不够稳定，固化体很容易因碳化而发生结构破坏，存在二次污染隐患。而用CBPCs固化EMR虽可实现Mn以及NH₃-N稳定化控制，但施工操作性差，且反应原料MgO成本较高。利用富含金属氧化物（MgO、FeO_x）的镍铁渣或铜渣等工业废渣代替纯MgO，不仅可降低材料处理成本、改善施工可操作性，同时可通过化学键合、物理包裹、吸附等协同作用实现EMR的有效固封。此方法可为EMR处理提供一种研究思路。

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生物质资源转化制备5-羟甲基糠醛的研究进展

李昕, 史高峰, 王昭, 骆芬芳, 胡雅雯, 乙凯强

现代化工. 2020, 40(4): 22-26. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.04.006

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综述了近年来各种糖类资源转化制备5-羟甲基糠醛的研究进展，并分别探讨了转化过程中的重要因素，即催化剂和溶剂体系。最后，依据目前糖类制备5-羟甲基糠醛的不足之处提出了一些建议和展望。

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生物质基多孔碳在超级电容器中的应用进展

张晨光, 王亚辉, 吴小亮

现代化工. 2020, 40(4): 27-29,35. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.04.007

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介绍了近期国内外生物质多孔碳的最新研究进展，并对以生物质作为前躯体制备多孔碳材料的制备方法、孔结构的控制以及微观形貌的调控等进行了综述，并对其在超级电容器中的应用情况进行了总结和展望。

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VOCs治理技术分析及研究进展

田洁, 刘宝友

现代化工. 2020, 40(4): 30-35. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.04.008

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综述了以吸附法、吸收法、冷凝法、膜分离法为主的分离技术，以生物反应器、热氧化法和高级氧化法为主的破坏技术，以及耦合强化技术在VOCs治理中的进展，阐述了各类技术的工作原理、工艺流程、应用现状和发展前景，最后指出了VOCs处理技术的未来发展方向。

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氨法脱硫副产物硫酸铵蒸发结晶研究与进展

李露, 黄帮福, 张桂芳, 刘兰鹏, 汪德富, 于安和, 蔡鸣

现代化工. 2020, 40(4): 36-40. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.04.009

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结合烧结烟气特点，综述了国内外对硫酸铵结晶影响因素研究的进展，讨论了pH、搅拌转速、蒸发温度、杂质对硫酸铵结晶过程的影响，分析了各个因素对硫酸铵结晶的影响机理和作用效果，为今后优化硫酸铵结晶工艺提供借鉴。

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预处理生物质催化热解制取生物油的研究进展

方书起, 蒋璐瑶, 李攀, 白净, 常春

现代化工. 2020, 40(4): 41-45,50. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.04.010

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总结了常见的生物质预处理方法，分析了不同催化剂的添加对生物油特性的影响，最后讨论将生物质预处理和催化热解联合作用对热解过程及产物的影响。认为合理的生物质预处理方法能改善生物油的品质，应结合生物质原料特性"因材施教"；同时应深入探究催化剂在热解过程中的作用机理，从而选择最佳的预处理方法和催化剂进行联合热解，达到优化生物油特性的目的。

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药物共晶设计理论及筛选技术研究进展

王飞, 朱亮, 王彦飞, 杨立斌, 赵晓昱, 沙作良

现代化工. 2020, 40(4): 46-50. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.04.011

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主要从超分子化学角度对虚拟共晶设计理论、超分子合成子设计理论以及基于COSMO-RS计算模型的共晶设计理论等进行了阐述，并对其在共晶设计与筛选中的应用进行了分析与讨论；同时对几种最新的共晶筛选方法进行了简要介绍，并对共晶设计的研究趋势进行了相关展望。

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基于C₃化合物合成丙烯酸甲酯的催化剂研究进展

赵志远, 荆涛, 田景芝, 赵云鹏, 娄丛强, 王超, 赵春琦

现代化工. 2020, 40(4): 51-55. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.04.012

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介绍了以C₃为原料制丙烯酸甲酯的工艺路线，重点对醋酸甲酯和甲醛羟醛缩合合成丙烯酸甲酯的催化剂研究进展进行综述，认为此工艺有望替代石油路线成为下一个产业化模式；结合工业生产现状和气固相催化反应产率，对这种合成路线催化剂的下一步开发进行了展望。

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苯酚加氢催化剂的研究进展

徐海升, 何丽娟, 黄国强

现代化工. 2020, 40(4): 56-60. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.04.013

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简述了苯酚加氢反应路径，重点综述了苯酚加氢催化剂的研究进展。性能优良的贵金属催化剂因高昂成本而使其工业应用受限；纳米级的非贵金属Ni基催化剂具备高催化活性，但容易发生团聚；金属氧化物催化剂需要钝化保存；部分硫化物催化剂在制备过程中需要进行预硫化处理且氢气损耗量较大；磷化物催化剂制备过程中容易发生积碳和团聚；碳化物催化剂具有类似于贵金属的电子结构和催化活性，并且在苯酚加氢反应中显示出对芳烃化合物的高选择性，是目前最具有发展潜力的苯酚加氢催化剂。

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合成气制低碳烯烃研究进展

杨光杰, 李飞, 王旭峰, 谷小虎

现代化工. 2020, 40(4): 61-64. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.04.014

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国内低碳烯烃产业发展受资源、技术发展及环境状况等因素影响，合成气制低碳烯烃已经成为非石油路线制备烯烃的新途径。阐述了间接法和直接法制低碳烯烃2种工艺的特点，其中直接法具有流程短、效率高、能耗低等优点，成为合成气制低碳烯烃研究热点。展望了今后合成气制低碳烯烃的研究方向，指出合成气制低碳烯烃今后的研究重点为提高催化剂的可靠性、降低催化剂成本。

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植物对人工湿地-微生物燃料电池耦合系统去污及产电性能的影响

王洋洋, 赵金辉, 顾佳华, 蒋浩然, 王臻, 赵涵

现代化工. 2020, 40(4): 65-68. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.04.015

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介绍了人工湿地-微生物燃料电池（CW-MFC）的分类，湿地植物对去除污染物和产电性能的有利影响和不利影响，以及CW-MFC植物的选择，并提出了进一步研究的方向。

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催化臭氧氧化与陶瓷膜耦合处理污水研究进展

刘治界, 杨春鹏, 秦冰

现代化工. 2020, 40(4): 69-72. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.04.016

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为解决催化臭氧氧化技术和膜分离技术在水处理领域存在的臭氧利用率低、能耗高以及膜污染问题，将催化臭氧氧化与陶瓷膜耦合。催化臭氧氧化与陶瓷膜耦合能够提高臭氧利用率和污水处理效率，缓解陶瓷膜污染，提高处理水的水质，达到排放标准。综述了催化臭氧氧化与陶瓷膜耦合处理污水的研究进展和作用机理，并对其发展趋势进行了展望。

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钠离子电池正极材料FePO₄研究进展

陈媛媛, 代汗清, 郭睿倩

现代化工. 2020, 40(4): 73-77. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.04.017

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综述了近年来钠离子电池正极材料FePO₄的研究现状，包括FePO₄材料的结构特征、制备方法和改进方法，最后总结其未来的发展趋势。

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五氟乙氧基环三磷腈添加剂对钠离子电池性能的影响

禇艳丽, 董庆雨, 毛亚云, 董厚才, 卢威, 沈炎宾

现代化工. 2020, 40(4): 78-83. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.04.018

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储量丰富的钠使钠离子电池在大规模储能领域得到广泛应用，但是钠离子电池的循环性能还需进一步改善。在1 mol/L NaClO₄/EC/PC电解液中加入0.5%五氟乙氧基环三磷腈（FPN）添加剂，可以有效地调控P2-Na_xCo_0.7Mn_0.3O₂（x≈1.0）钠离子正极材料的界面稳定性，提高钠离子电池的循环稳定性。电化学和物化表征分析测试结果表明，FPN添加剂的加入可以在P2-Na_xCo_0.7Mn_0.3O₂（x≈1.0）正极材料表面形成一层富含NaF的致密正极电解质中间相（CEI），该CEI层可以明显降低电池的阻抗，抑制电解液的持续分解，使得电池在1 C倍率下循环200圈之后还可以保持92%的容量保持率，而没有添加FPN添加剂的基础电解液在1 C倍率下循环200圈之后的容量保持率只有75%。

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氨基化还原氧化石墨烯/聚酰亚胺高介电薄膜的制备和性能表征

张鹏图, 徐鸣, 米普科, 李丽慧, 吴泽阳, 庄启昕

现代化工. 2020, 40(4): 84-88. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.04.019

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利用对苯二胺对氧化石墨烯进行氨基化，并通过维生素C绿色还原的方式制备了氨基化还原的氧化石墨烯（Aminated-Chemically Reduced Graphene oxide，NH₂-CRG）；再与均苯四甲酸酐和4，4-二氨基二苯醚以原位聚合的方式合成了氨基化还原氧化石墨烯/聚酰亚胺（NH₂-CRG/PI）复合材料薄膜。结果表明，所制备的复合材料薄膜在NH₂-CRG添加量为1.5%时，介电常数达到76，约为纯PI薄膜的30倍左右。复合薄膜的热稳定性较原有的聚酰亚胺薄膜也有一定提高。

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SiO₂掺杂磷钨酸催化合成水杨酸酯的研究

蒋卫华, 王冉冉, 陶永新

现代化工. 2020, 40(4): 89-93,98. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.04.020

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将自制的具有keggin结构的磷钨酸掺杂在溶胶-凝胶法制备的SiO₂上作催化剂，以水杨酸和正丁醇为反应原料，对H₃[α-PW₁₂O₄₀]-SiO₂的催化性能进行研究。结果表明，当酸与醇的摩尔比为1：6、催化剂质量为酸质量的12%、反应时间为2.5 h、催化剂的负载量为10%时，酯化收率高达94%。催化剂循环使用3次，酯化收率变化不大。同时，在优化反应条件后，可较高收率地合成其他多种水杨酸酯。

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硫化铜脱汞剂的制备及脱汞性能研究

齐璞, 刘学武, 陈淑花, 邹久朋

现代化工. 2020, 40(4): 94-98. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.04.021

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以氧化铝分子球为载体、硫化铜为活性物质，采用浸渍工艺制备了硫化铜脱汞剂。利用固定床汞吸附装置研究了铜盐浓度、浸渍比、焙烧温度及烘干温度等工艺参数对硫化铜脱汞剂脱汞性能的影响，结合XPS对制备的各个步骤中前驱体有效成分进行了表征。实验结果表明，铜盐质量分数为15%、浸渍比为60 mL铜盐溶液：20 g氧化铝、焙烧温度为150℃及烘干温度为30℃时，实验制备得到的硫化铜脱汞剂脱汞性能最佳，汞容达到8.925×10^-4 g/g。其脱汞性能随焙烧温度、铜盐质量分数和浸渍比的增大先升后降，随烘干温度升高持续降低。

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响应曲面法优化昭通褐煤制备农业腐植酸钾

訾昌毓, 李艳红, 张远琴, 梁光兵, 赵文波, 常丽萍

现代化工. 2020, 40(4): 99-103,109. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.04.022

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腐植酸钾是以泥炭、褐煤或风化煤等为原料与氢氧化钾反应而生成的一种新型钾肥，在改良和修复土壤、刺激作物根系发育、提高作物产量以及改善作物品质等方面具有重要作用。利用昭通褐煤制备了腐植酸钾，以腐植酸钾产率为目标，考察了KOH浓度、反应时间、反应温度对腐植酸钾产率的影响。利用响应曲面法中的Box-behnken Design方法优化了昭通褐煤制备腐植酸钾的工艺，得到较优的数学函数模型，并使用此函数模型推断了昭通褐煤制备腐植酸钾的最优工艺条件为：KOH浓度为0.485 mol/L、反应时间为2.10 h、反应温度为100℃，此时腐植酸钾产率为56.60%。在优化条件下再次进行实验，得到的腐植酸钾产率为56.58%，与函数模型预测值相吻合。

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分层状多孔SiO₂负载Ni基催化剂用于甲烷二氧化碳重整反应的研究

孟昭俊, 王自军

现代化工. 2020, 40(4): 104-109. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.04.023

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以"膨胀-酸化"改性处理蛭石（VTM）制备的二维层状多孔纳米片（EXVTM-SiO₂）为载体，采用浸渍法制备负载量不同的Ni/EXVTM-SiO₂催化剂用于甲烷重整反应。通过BET、XRD、XRF、SEM、H₂-TPR、TEM、TG等对催化剂进行表征，在常压750℃条件下进行300 min稳定性实验。结果表明，10% Ni/EXVTM-SiO₂表现出较好的催化活性及稳定性，其CO₂、CH₄的初始转化率分别为92%、55%。这主要是由于10% Ni/EXVTM-SiO₂催化剂具有大的比表面积、较好的金属分散性，从而使催化剂具有一定的抗积碳和抗烧结性。

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高取代度醚化淀粉的湿法制备及其絮凝性能研究

李海花, 高玉华, 张利辉, 李娜, 刘振法

现代化工. 2020, 40(4): 110-114,118. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.04.024

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以玉米淀粉（St）为原料、2，3-环氧丙基三甲基氯化铵（GTA）为醚化剂，利用湿法合成高取代度的阳离子醚化淀粉絮凝剂St-GTA。通过正交实验对St-GTA的合成条件进行筛选，结果表明，最佳合成条件为：n（CTA）：n（St）=1.2：1、m（NaOH）：m（St）=0.08：1、反应温度为70℃、反应时间为3 h。在该条件下合成的产物取代度可达0.717 3。以高岭土悬浊液为模拟污水，考察了絮凝剂投加量、絮凝体系pH、絮凝温度、絮凝时间对絮凝效果的影响。结果表明，对于质量分数为2%的高岭土悬浊液，当pH=7、絮凝温度为25℃、絮凝时间为0.5 h时，St-GTA的最佳质量浓度为8 mg/L，透光率可达92.81%。

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脱铝NaY沸石封装磷钨酸催化剂的制备、表征及催化性能评价

孙浩伟, 吴学华, 徐天宇, 董蕾, 周慧, 苏有勇

现代化工. 2020, 40(4): 115-118. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.04.025

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以脱铝改性的NaY分子筛为载体，利用原位合成法将磷钨酸封装进改性后的NaY牢笼内，制得一系列PW-DY催化剂。以油酸的转化率为指标，考察了催化剂对油酸酯化反应的催化性能影响，得出PW-DY催化剂的最佳制备条件，并对该条件下的催化剂进行了SEM-EDS、FT-IR、XRD表征。结果表明，当NaY改性时溶液体系的pH为3、钨酸钠的添加质量为0.8 g、磷酸化时间为6 h时，所得催化剂催化性能最优。在醇油摩尔比为20：1、催化剂质量分数为4%、反应温度为110℃、反应时间6 h的条件下，催化剂的油酸转化率可达64.5%。

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钙化微藻的筛选及Ca²⁺浓度对其生长和钙化效果的影响

赵前, 冉朝刚, 赵靖文, 张永奎, 谢通慧

现代化工. 2020, 40(4): 119-123,128. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.04.026

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通过筛选耐受高浓度Ca²⁺且钙化速率较高的藻株，分析初始Ca²⁺浓度对其生长和钙化效果的影响。从喀斯特地区湖泊水样分离得到多株微藻，筛选出钙化能力较高的斜生栅藻（Scenedesmus obliquus）B-7。收集藻细胞并进行扫描电镜观察和能谱仪（SEM-EDS）分析，发现细胞表面存在针状霰石形貌的钙化结晶，具有明显的钙化现象。进一步在不同Ca²⁺浓度下培养藻株B-7，测定细胞生长和培养基pH随时间的变化情况及Ca²⁺消耗量，结果表明，初始Ca²⁺浓度与细胞生长呈负相关。从细胞生长和生物钙化量综合考虑，400 mg/L Ca²⁺为藻株B-7进行生物钙化提供了适宜的环境；在此质量浓度下，生物钙化程度最大，生物钙化率达到86.09%。

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酸处理对H-丝光沸石结构及其催化异构性能的影响

王雪源, 黄德奇, 岳金方, 罗志臣, 王元有, 张瑞云, 曾韬

现代化工. 2020, 40(4): 124-128. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.04.027

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采用不同浓度的HCl处理H-丝光沸石，研究酸处理对H-丝光沸石结构及其催化异构性能的影响。通过XRD、N₂吸附-脱附表征手段考察HCl处理后H-丝光沸石结晶度、比表面积、孔容的变化；利用Py-IR测定了经酸处理后沸石B/L酸的变化；通过α-蒎烯催化异构实验考察经HCl处理后H-丝光沸石的催化异构性能。结果表明，HCl热处理对H-丝光沸石比表面积有明显的影响，且增大了丝光沸石的微孔和介孔孔容；HCl热处理使H-丝光沸石含有的Br nsted酸和Lewis酸中心数量大幅增加；经HCl处理后H-丝光沸石催化α-蒎烯的转化率下降幅度为12.7%~37.8%，但苧烯选择性大幅提高22.7%~30.2%，莰烯选择性不变。

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过氯乙烯清漆超临界二氧化碳喷涂的研究

李冬旭, 银建中

现代化工. 2020, 40(4): 129-132. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.04.028

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采用超临界二氧化碳替代涂料中的挥发性有机化合物达到保护环境的目的。以过氯乙烯清漆为原料，探究温度、压力、清漆质量分数（清漆质量占清漆与超临界二氧化碳混合物的质量比）和喷涂距离（基板和喷枪之间距离）对喷涂效果的影响。结果表明，清漆质量分数是高度显著性因素，随清漆质量分数的减少，喷涂液滴尺寸减小；压力是具有一定影响的因素，随着压力的升高，喷涂液滴尺寸减小；温度和喷涂距离对喷涂无显著影响。通过喷涂获得的涂膜可以通过国标实验。通过测量黏均分子质量与红外光谱分析表明，超临界二氧化碳不影响涂料中的成膜物质性质。

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Fe-Mn催化剂的FTO性能研究

张国超, 孟博, 孙绍晖

现代化工. 2020, 40(4): 133-138. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.04.029

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采用低温（-10℃）共沉淀技术制备Fe-Mn催化剂，研究Mn助剂对合成气直接制低碳烯烃（FTO）反应的影响。考察了不同Mn摩尔分数对催化剂的结构和性能的影响，结果表明，添加的Mn具有显著的几何分散效应和电子效应。构效关系研究发现，催化活性与催化剂的H₂吸附量有关，而与催化剂比表面积和Fe-Mn间相互作用关系不大，其中添加摩尔分数20%的Mn可以使Fe基催化剂表面形成最多的吸附活性位，转换频率（TOF）为5.7×10^-3 s^-1。

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莫来石催化降解高密度聚乙烯制甲烷的研究

王经明, 罗学刚, 张建平

现代化工. 2020, 40(4): 139-142,147. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.04.030

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通过沉积沉淀法制备了Ni负载型莫来石催化剂，并催化降解高密度聚乙烯制甲烷。利用XRF、XRD、SEM及GC等手段对催化剂组成、结构和形貌进行了研究。利用微型固定床石英管反应器考察了不同负载金属、金属负载量、反应温度、催化剂与反应物不同质量比条件下的催化剂对高密度聚乙烯分解反应性能的影响。结果表明，通过沉积沉淀法合成的Ni莫来石负载型催化剂对高密度聚乙烯有着较好的降解效果。随着金属负载量增大，甲烷选择性增高。当反应温度为775 K、Ni-莫来石与HDPE质量比为1：2时，气体转化率为15%，甲烷选择性为92.98%。

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溶胶-凝胶法制备富锂锰基材料

陈垒, 樊俊豪, 马翠环, 崔海滨

现代化工. 2020, 40(4): 143-147. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.04.031

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以乙酸盐为原料、柠檬酸为螯合剂，氨水调节pH，采用溶胶-凝胶法制备高容量的富锂锰基材料，并考察了滴加速度、压片处理和掺铌改性对富锂锰基材料性能的影响。通过X射线衍射和激光颗粒粒度分析表征了材料的晶体结构和颗粒组成，并制备纽扣电池，测试了材料的电化学性能。X射线衍射测试结果表明，材料具有完整的富锂锰基材料的晶体结构。压片处理和减慢滴加速度的材料首次放电容量为210 mA·h/g左右，而掺铌改性材料的首次放电容量是250 mA·h/g左右。压片处理和掺铌改性的材料在大电流下容量有所提高。通过优化合成富锂锰基材料的实验条件，为材料的量产提供了理论依据和工艺参数支持。

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酚醛树脂为碳源制备铅碳电池负极材料的研究

于锦昭, 柯昌美, 杨金堂, 柯海波, 刘毅

现代化工. 2020, 40(4): 148-152. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.04.032

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以脱硫铅膏为原料、酚醛树脂为碳源，采用高温热解法在管式炉中碳化制备铅碳复合材料，考察了酚醛树脂与脱硫铅膏质量比、反应温度、反应时间对产物的影响。利用X射线粉末衍射仪对其进行检测，探究不同条件下所得产品成分上的差异；利用扫描电子显微镜对其进行SEM分析，观察其表面形貌及粒径大小，比较不同条件下所得样品微观结构上的不同；利用背散射BSEM和EDS能谱分析样品的元素分布情况。结果表明，酚醛树脂与脱硫铅膏质量比为4：1、温度为450℃下反应2.5 h制得的铅碳样品基本无团聚，且铅碳分布均匀。

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用于燃料电池的磺化聚砜质子交换膜的性能研究

乔宗文

现代化工. 2020, 40(4): 153-157. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.04.033

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以聚砜为基础，通过在主链引入可交换氯制备氯甲基化聚砜（CPS），氯甲基分别与1，2-二羟基苯-3，5-二磺酸钠（BDS）和2-萘酚-6，8-二磺酸钾（NSK）反应，制备了苯磺酸型磺化聚砜PS-BS和萘磺酸型磺化聚砜PS-NS，并通过FT-IR和HNMR对其化学结构进行表征。采用溶液浇注的方法制备了PS-BS和PS-NS薄膜，探索了功能聚合物PS-BS和PS-NS结构与性能之间的关系。结果表明，PS和PS-NS膜在高吸水率下仍能保持很好的尺寸稳定性，在相同的条件下（离子交换容量和温度），PS-BS膜的尺寸稳定性更加优越。PS-BS和PS-NS质子交换膜都具备良好的阻醇性能。

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二硫化钼/石墨烯复合电极的制备及其电化学储钠性能研究

王彩虹, 张永锋

现代化工. 2020, 40(4): 158-162,166. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.04.034

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二硫化钼（MoS₂）是一种稳定、安全、廉价的钠离子电池负极材料，但是二硫化钼的本征电导率较低，限制了钠离子电池的比容量和倍率性能。利用一步水热法制备了二硫化钼和还原石墨烯（MoS₂/RGO）复合体系，并用于钠离子电池负极材料中。还原石墨烯不仅能增强复合材料的导电性，而且能够提高MoS₂的结构稳定性，从而提升钠离子电池的比容量和循环稳定性。电化学测试结果表明，在1 A/g的电流密度下循环250次后，MoS₂/RGO复合电极的比容量仍然高达509 mA·h/g。

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石墨烯-二氧化钛纳米管催化剂的光解水制氢性能研究

耿悠然, 国洁

现代化工. 2020, 40(4): 163-166. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.04.035

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为改善能源短缺，对新型光催化水解制氢材料进行了研究。通过改进Hummer法制备氧化石墨，溶胶-凝胶法制备锐钛矿型二氧化钛，采用浓碱法制得石墨烯-二氧化钛纳米管催化剂，考察了不同石墨烯的掺杂量对催化活性的影响。经过光解水制氢实验发现，掺杂不同质量分数石墨烯的催化剂催化活性得到了进一步提高，其中掺杂量为1%的产氢活性最好，产氢速率是纯二氧化钛纳米管的2.5倍。通过BET、XRD、UV以及FT-IR等方法对催化剂进行了表征。结果表明，石墨烯与二氧化钛纳米管成功复合，并且石墨烯的掺杂在一定程度上提高了催化剂的BET比表面积；催化剂对可见光的响应范围得到进一步扩大，这为催化剂光解水制氢性能的提高提供了有力的条件。

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硫掺杂高比表面积g-C₃N₄的制备及其光催化性能的研究

时晓羽, 李会鹏, 赵华, 张杰

现代化工. 2020, 40(4): 167-172. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.04.036

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石墨相氮化碳（g-C₃N₄）较低的比表面积以及高的光生电子-空穴复合几率严重限制了其应用。以三聚氰胺[C₃N₃（NH₂）₃]为原料，采用模板剂法制备了高比表面积的石墨相氮化碳（p-C₃N₄），并通过热聚合的方式将硫掺杂于p-C₃N₄中制备硫掺杂高比表面积石墨相氮化碳（S-p-C₃N₄）。通过XRD、FT-IR、BET、UV-Vis、PL对催化剂进行表征。并在500 W氙灯（配以420 nm滤光片）照射下通过光催化降解罗丹明B、光催化还原CO₂和光催化水解制氢3种方式对催化活性进行考察。结果表明，硫掺杂能够有效地降低光生电子-空穴的复合几率，提高光催化活性。其中1.5% S-p-C₃N₄表现出最佳活性，降解罗丹明B的速率是p-C₃N₄的15倍，生成CO和CH₄的速率是p-C₃N₄的3.6、3.1倍，产氢速率分别是p-C₃N₄的4.83倍。且1.5% S-p-C₃N₄催化剂循环使用5次后依然具有很高的催化活性。

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两种抗水解剂作用于TMPTO的效果分析

田莹, 吕涯

现代化工. 2020, 40(4): 173-178. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.04.037

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三羟甲基丙烷油酸酯（TMPTO）具有黏度指数高、环境友好等特点，但酯类基础油极易水解。为了改善基础油的水解，选取2种抗水解剂N，N'-二异丙基碳化二亚胺（DIC）以及2-甲基-2-GFDA1唑啉分别加入到TMPTO中，通过ASTM D261-09进行实验，考察其对TMPTO水解的抑制作用。结果表明，随着2种抗水解剂质量分数的增加，抑制TMPTO水解的作用也越强。DIC和2-甲基-2-GFDA1唑啉的最适宜质量分数分别为0.5%和0.8%，其中DIC的抗水解效能更高。加入抗水解剂不会对极压抗磨性和抗腐蚀性能产生影响。

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pH/退火方式控制DNA纳米笼的选择性组装

叶超, 曹行行, 张荣荣

现代化工. 2020, 40(4): 179-183. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.04.038

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通过调控溶液的pH、选择不同速率热退火方式，以四点星DNA分子瓦为建筑模块，根据沃森-克里克碱基互补配对原则和Hoogsteen氢键配对连接，选择性地组装成不同的DNA多面体结构。非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳表征结果表明，在酸性条件（pH 5.5）及退火时间5.0 h下，分子瓦自组装成DNA变形四面体（tTET）结构；在中性条件（pH 8.0）及退火时间24.0 h下，自组装形成DNA八面体（OCT）结构。在中性条件（pH 8.0）下，只改变分子瓦黏性末端碱基的数目，直至形成不同数目的碱基对来产生不同强度的作用力，也能类似地组装成不同的DNA多面体结构。该结果也由非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳进行了表征。

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纳米TiO₂提高聚氨酯涂料防腐蚀性能的研究

姜志国, 宋禹泉, 姚明, 张续, 徐瑞芬, 解双英

现代化工. 2020, 40(4): 184-187. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.04.039

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将改性后的纳米TiO₂添加到聚氨酯涂料中并涂敷在A3钢电极表面，通过电化学极化曲线研究A3钢在NaCl溶液中的自腐蚀电流密度。结果表明，选用水油平衡（HLB）值为6.7的脱水山梨醇单棕榈酸酯或HLB为3.6的乙二醇脂肪酸酯表面活性剂对纳米TiO₂表面处理后，其仍具有半导体光致发光性能，并且可以在有机浆料中实现纳米级分散；添加纳米TiO₂聚氨酯涂料对A3钢电极具有明显的光电化学防腐蚀保护作用，电极自腐蚀电流密度下降1~2个数量级，最佳质量分数为1%；纳米TiO₂在自然光照和暗室条件下均可降低A3钢的自腐蚀电流密度，提高其耐腐蚀性能。

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莱茵衣藻黑暗厌氧发酵生产乙醇的研究

廖莎, 王鹏翔, 师文静, 孙启梅, 张霖, 彭绍忠

现代化工. 2020, 40(4): 188-192. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.04.040

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为了生产第三代乙醇，通过限制营养、提高淀粉含量的微藻直接发酵生产乙醇是一种值得探索的方法。采用双因素设计考察莱茵衣藻在不同初始氮源和铁源下培养积累淀粉的情况。在最佳条件下培养莱茵衣藻，藻细胞干重达到1.9 g/L左右，胞内淀粉积累达到35.5%左右，经黑暗厌氧诱导，胞内淀粉在30 h内降解生产乙醇。在pH为7.5的0.067 mol/L磷酸钠-磷酸钾缓冲液中黑暗厌氧发酵效果最佳，产率为0.250 g/g。研究表明，当氮源缺乏时微藻会积累淀粉，但细胞生长远不如充足氮源时；含淀粉微藻在黑暗厌氧环境下能自发酵生产出一定的乙醇。因此，提出微藻三段法生产乙醇，即微藻细胞生长、淀粉积累和厌氧发酵，该微藻直接生产乙醇的过程简单可行。

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金属卟啉催化丙烯环氧化的助剂与工艺研究

祁连山, 王涛, 魏永梅, 田恒水

现代化工. 2020, 40(4): 193-197. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.04.041

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研究了多种金属络合剂助剂对金属卟啉催化丙烯环氧化反应的影响以及相关反应条件筛选。结果表明，羟基对反应活性的影响明显，磷酸三丁酯为较优的助剂。考察了催化剂种类、催化剂浓度、反应温度、氧气进气速率、烯醛摩尔比和溶剂量对反应结果的影响。结果表明，以Fe（p-CH₃）TPPCl为催化剂，在Fe（p-CH₃）TPPCl浓度为1.2×10^-5 mol/L、进气速率为0.1 L/min、丙烯用量为10 L、烯醛摩尔比为1：1.15、反应温度为100℃、溶剂用量为210 mL、反应时间为0.5 h的条件下，丙烯转化率为26.7%，环氧丙烷收率为25.6%，选择性为95.9%。

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低分子质量聚四氢呋喃二苯甲酸酯的合成及其应用

李纲, 张洋洋, 钱俊峰, 何明阳, 陈群

现代化工. 2020, 40(4): 198-203. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.04.042

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以TiO₂/SiO₂[n（TiO₂）：n（SiO₂）=90：10]为催化剂，催化合成了低分子质量聚四氢呋喃二苯甲酸酯（PTMGDB）。采用单因素法进行条件筛选，借助响应面分析法建立连续变量曲面模型，优化反应工艺并预测最佳反应工艺条件为：反应时间为4 h、反应温度为202℃、催化剂质量分数为0.319%（占酸醇总质量）、n（苯甲酸）：n（聚四氢呋喃）=2.077：1。预测的转化率为99.96%，实验重复3次，酯化率高达99.91%，相对误差为0.05%，并通过FT-IR、GPC对产品结构进行表征。结果表明，该模型能成功预测酯化反应结果。加入10% PTMGDB增塑后，PVA水凝膜熔点从183.5℃降低至116.9℃，热稳定性提高；拉伸强度由77.9 MPa降至38.4 MPa；熔体流动速率由0.005 g/min升至4.28 g/min。因此，低分子质量PTMGDB可提高PVA热稳定性、力学性能及熔体流动性，可解决PVA难以热塑性加工的难题。

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劣质催化裂化柴油加氢转化工艺研究

李顺新, 黄新露, 陈光, 李扬, 吴子明

现代化工. 2020, 40(4): 204-207,211. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.04.043

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以高芳烃含量的劣质催化裂化柴油为原料进行加氢转化工艺研究，考察体系压力、裂化温度、精制深度以及操作方式对催化柴油加氢转化工艺的影响。结果表明，随体系压力增加轻、重石脑油收率明显增加而转化柴油相应降低；随裂化温度增加汽油馏分明显增加且辛烷值有所提高，柴油馏分十六烷值呈先增加后降低的趋势；当控制精制油氮含量为35 μg/g时，加氢转化工艺得到的产品质量最佳，汽油馏分研究法辛烷值达90以上，为优质的清洁高辛烷值汽油调和组分；从产品质量方面考虑部分循环操作方式最佳，可得到辛烷值超过90的汽油组分与十六烷值在45左右的清洁柴油馏分，加氢转化工艺是劣质催化裂化柴油高附加利用的优质路线。

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MTO催化剂旋转闪蒸干燥及节能技术的开发及工业应用

蒋秀龙, 周铁桩, 王慧, 黄帅

现代化工. 2020, 40(4): 208-211. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.04.044

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为优化MTO催化剂分子筛干燥工艺，提升催化剂竞争力，开发了一种新型节能催化剂旋转闪蒸干燥技术，即"填料+密封环"组合密封和特殊搅拌结构的新型旋转闪蒸干燥机用于MTO催化剂的干燥，避免了干燥机"抱轴"和入口堵塞事故发生，利用尾气循环使高温尾气余热回用，减少了急冷冷却水用量，提高了干燥系统热效率，同时实现了MTO催化剂的节能、清洁化生产，提高了经济效益。

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丙烯改进型差压热耦合精馏系统优化与控制

赵建章, 董孝宇, 杨智勇, 邓建军

现代化工. 2020, 40(4): 212-217. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.04.045

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以炼厂气体分馏装置丙烯精馏为例，利用Aspen Plus建立不同工况下改进型差压热耦合精馏稳态模拟，在此基础上运用Aspen Dynamics对RR-BR控制方案和D-B控制方案的动态特性进行研究，并与传统的差压热耦合精馏进行比较。结果表明，辅助冷凝器和中间冷却器冷却负荷分配不同，高低压塔的分离负荷不同，节能效果也不同，也是动态性能差异的主要原因。选择部分耦合流程可以使流程更加灵活，通过优化冷却负荷分配比，可以使改进型流程比传统流程具有更好的控制效果。

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新型萃取剂回收DMF的模拟研究及经济分析

张锐标, 朱志华

现代化工. 2020, 40(4): 218-221. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.04.046

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萃取-精馏方法可以有效降低回收DMF所需要的能耗。考察了不同高沸点萃取剂正辛醇、正癸醇、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯对DMF的萃取能力，应用Aspen Plus软件获得液液平衡数据并得到三元相图，根据已知DMF质量分数的废水确定合适的萃取剂为邻苯二甲酸二乙酯。通过模拟详细分析了过程中各个因素对DMF回收率的影响，并确定最佳的操作条件。与传统精馏工艺相比，萃取-精馏法所需能量更少。最后运用MATLAB对精馏工艺进行经济核算，发现能耗为该工艺的主要成本原因。

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反应精馏隔壁塔合成氯乙酸甲酯的研究

王永威, 张雷, 张烨

现代化工. 2020, 40(4): 222-225. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.04.047

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以反应精馏隔壁塔工艺替代常规反应精馏工艺合成氯乙酸甲酯，并对反应精馏隔壁塔工艺流程进行优化，考察了进料位置、进料量、回流比、FS气相分配比等对产品质量分数和能耗的影响，并得出优化后的各操作参数。在此操作参数下，隔壁反应精馏塔的产品质量分数达到99.98%，与常规反应精馏工艺相比节约能耗19.6%。

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高场非对称波形离子迁移谱检测分析二氧化硫

张永谦, 高适, 张立功, 马斌, 李廷, 王学峰, 左国民

现代化工. 2020, 40(4): 226-230. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.04.048

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采用高场非对称波形离子迁移谱对二氧化硫进行分析检测，建立了动态气体浓度配气系统，考察了0.025×10^-6~7.5×10^-6范围内的FAIMS响应峰值、信噪比等信号参数，分析得出了二氧化硫在负模式下电离生成了一种产物离子（SO₂）O₂^-（H₂O）_n-1，且峰值随浓度增大先增大后逐渐饱和，其中分离电场为45%时SO₂产物离子峰峰值与浓度呈一定线性，线性方程为y=0.793 3x+0.059 2，线性回归率为0.971，FAIMS对二氧化硫的检测下限为3.5×10^-9，证实了FAIMS灵敏度高的特性，并且可以对物质进行定量和半定量检测，对危险化学品事故应急侦检具有指导意义。

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重铬酸钾氧化-分光光度法测定土壤有机碳含量的研究

田云飞, 安俊芳, 陶士敏

现代化工. 2020, 40(4): 231-235. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.04.049

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采用重铬酸钾氧化-分光光度法对影响土壤有机碳含量的测定进行了研究，得知测定有机碳含量的最佳加热温度是140℃，加热时间是40 min，测试波长是589 nm，显色时间是0 min。然后对这些最佳条件进行了方法验证，计算出方法检出限为0.03%，相对标准偏差为0.8%~3.8%，加标回收率为101%~116%。与滴定法和重量法相比，重铬酸钾氧化-分光光度法具有更高的精密性和准确性。

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2020年, 第40卷, 第4期　刊出日期：2020-04-20

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