现代化工

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陈海平, 黄宇, 郭琦, 郝思佳

现代化工. 2020, 40(9): 1-3,7. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.09.001

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液化天然气（LNG）接收站相关核心技术与关键设备长期以来被国外技术垄断，项目建设投资和设备采购价格难以掌控。中国海油形成了3种LNG装备的国产化科研模式，有效推进了国内LNG装备制造业发展。以LNG气化器、LNG潜液泵和LNG储罐罐顶防爆型起重机为例，重点介绍中国海油LNG关键装备的国产化科研模式，总结国产化研究过程中的经验和注意事项，为后续LNG和其他行业的装备国产化提供参考。

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中部地区农村生活污水治理现状分析

孙美玲, 魏维利, 刘春梅, 赵雪莲, 王俊安

现代化工. 2020, 40(9): 4-7. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.09.002

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农村生活污水治理作为改善农村人居环境的重要环节，其治理模式也越来越成为业界讨论和关注的焦点。以中部地区农村为切入点，结合农村污水治理现状调研，分析其污水治理模式，指出存在的一些问题，以期为我国农村生活污水治理提供参考和借鉴。

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“三石膏”综合利用现状及其新工艺

石鑫, 杨绍利, 马兰

现代化工. 2020, 40(9): 8-13,19. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.09.003

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三石膏是当前迅速发展的工业生产中产生的3种主要的石膏，分别是酸法钛白生产副产的钛石膏、磷化工副产的磷石膏以及工业炉窑尾气脱硫副产的脱硫石膏。"三石膏"因处置方式的局限性而大部分简单地堆存于渣场，由此带来一系列严重的环境问题。针对当前"三石膏"利用率低的问题，分析了"三石膏"基本特征以及应用现状，并提出了"三石膏"循环利用新工艺。

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以天然气为原料的燃料电池分布式供能技术路径研究

宋鹏飞, 单彤文, 李又武, 侯建国, 王秀林

现代化工. 2020, 40(9): 14-19. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.09.004

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以天然气为原料的燃料电池分布式供能已经成为分布式能源发展的新趋势之一。基于不同种类燃料电池的工作原理和特点，总结了4种典型的燃料电池分布式供能技术路径，对每种路径的工艺特点和应用案例进行了分析，梳理了目前仍有待解决的问题，对燃料电池分布式供能未来的发展提出建议。结论认为4种燃料电池供能路径技术上都有可行性，燃料电池供能效率明显高于传统供能模式，小微型家用燃料电池分布式可采用PEFC和SOFC，MCFC和SOFC更适合基荷性连续运行的大、中型电站。

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微生物燃料电池技术及其应用研究进展

刘远峰, 张秀玲, 李从举

现代化工. 2020, 40(9): 20-24,29. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.09.005

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介绍了微生物燃料电池（microbial fuel cells，MFCs）技术原理、材料、产电微生物，分析了MFCs应用领域及其限制因素，综述了MFCs的最新研究状况，最后对MFCs的未来发展前景进行了展望。

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壳聚糖类吸附材料的制备及应用研究进展

徐然, 左华江, 唐春怡, 姚剑松

现代化工. 2020, 40(9): 25-29. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.09.006

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系统地综述了绿色环保的壳聚糖类吸附材料的制备方法及其在废水处理中的应用。主要梳理和总结了壳聚糖类吸附剂对重金属离子的吸附机理、制备吸附剂的方法以及在处理重金属Cu²⁺、Pb²⁺、Cr²⁺等离子方面的应用效果，并以此为基础对壳聚糖类吸附剂的研究现状及其研究方向进行了总结和展望。

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油藏地质封存中CO₂生物转化CH₄的资源化利用技术研究现状

牛建杰, 刘琦, 彭勃

现代化工. 2020, 40(9): 30-34,40. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.09.007

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详细介绍了通过产甲烷菌实现油藏地质封存中的CO₂生物转化为CH₄的技术背景、菌群基础和代谢路径；讨论了菌群结构、环境条件和营养物配比等影响因素；回顾了本源/外源微生物相关试验；探讨了其技术可行性，为该技术未来发展及潜在应用提供参考思路。

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焚烧厂垃圾渗沥液深度处理的研究进展

冯丽娜, 黄丽坤, 王广智, 徐媛媛, 申海瑞, 周思敏, 陈红芳

现代化工. 2020, 40(9): 35-40. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.09.008

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阐述了国内外深度处理焚烧厂垃圾渗沥液的技术研究进展，如吸附法、混凝沉淀法、膜分离法、化学氧化法及高级氧化技术等，重点介绍了新型的活化过硫酸盐高级氧化技术，并提出了未来垃圾焚烧厂渗沥液深度处理技术的发展方向。

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甲苯选择氧化制苯甲醛工艺及催化剂研究进展

冯莎莎, 李静, 杜海龙, 戚律, 王磊, 许文友

现代化工. 2020, 40(9): 41-44. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.09.009

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介绍了当前甲苯选择氧化制苯甲醛的主要方法——液相氧化法、气相氧化法；重点综述了近年来相应催化剂的研究进展，并为研发高效绿色催化剂以及气相氧化法工艺工业化指明方向。

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零价铁硫化改性技术及其在水处理中的应用进展

朱晓伟, 凌海波, 王彤, 周婷, 苏凡, 徐田田, 席岩星, 杜江坤

现代化工. 2020, 40(9): 45-50,55. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.09.010

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总结了有关硫化零价铁（特别是硫化纳米零价铁）去除水体污染物的最新研究和进展，对硫化零价铁技术发展历程及其制备方法进行了介绍。深入分析了硫化试剂类型、硫化改性方法和S/Fe摩尔比对硫化零价铁处理水体污染物的影响，并且详细归纳、阐述了硫化显著提高零价铁反应活性的机制。最后提出了将来需要关注的问题以及研究方向。

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纳米磁流体耦合金属泡沫对流换热特性研究

田兴旺, 张琨, 张殿光, 王平, 徐士鸣

现代化工. 2020, 40(9): 51-55. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.09.011

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综述了纳米流体在多孔介质微通道内强化传热的最新研究进展，简述了金属泡沫和纳米磁流体的基本概念，分别从金属泡沫微通道、纳米磁流体微通道、纳米磁流体耦合金属泡沫微通道及其熵产优化分析4个方面进行了系统的讨论和总结。最后指出，这种集成的新型强化传热技术本质上是一个磁场-流场-温度场多场耦合作用下的强化传热过程，具有广阔的应用前景，但机理的基础性研究工作还刚刚起步。

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费托合成钴基催化剂助剂研究进展

黄礼春, 王缠和, 周建强, 索海云, 燕来

现代化工. 2020, 40(9): 56-60,65. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.09.012

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针对助剂对钴基催化剂的促进作用，介绍了近年来钴基催化剂助剂的研究进展。综述了助剂添加方式、助剂功能和助剂作用、详细分析了助剂对钴基催化剂的还原度、分散度、稳定性和费托反应性能的影响、重点讨论了助剂的结构作用、电子作用和协同作用，并对今后催化剂的研究提出了一些建议。

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环境响应型控制释放农药技术研究进展

杨晨曦, 李娟, 曹婷婷

现代化工. 2020, 40(9): 61-65. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.09.013

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具有精确控制释放模式的智能农药能对光敏感、热敏感、湿度敏感、土壤pH和酶活性等微生态环境变化做出响应；还介绍了利用纳米材料建立智能化、可控的农药释放技术；这些技术可以增加农药负载量，提高活性成分的分散性和稳定性，提高靶向性。

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Ni-HZSM-5分子筛用于不同烯烃原料齐聚反应性能的研究

訾仲岳, 李建青, 刘广波, 吴晋沪

现代化工. 2020, 40(9): 66-69. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.09.014

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通过浸渍法制备了Ni-HZSM-5催化剂。利用XRD、SEM、N₂物理吸附、NH₃-TPD和Py-IR对催化剂进行表征，分别用丙烯、丁烯、2种比例丙烯丁烯的混烯、C₃~C₇多种混合烯烃等原料考察了催化剂烯烃齐聚反应的性能。结果表明，NiSO₄处理可以增加催化剂的酸度和介孔体积，其中Lewis和Brønsted酸性位点的数量和强度明显增加。Ni-HZSM-5分子筛催化剂在多种烯烃原料下均表现出优异的催化性能。不同烯烃原料下的齐聚反应转化率均在75%以上，选择性均在80%以上，产物碳数分布主要集中在C₆~C₁₆之间。

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微流控技术制备液滴悬浮液的研究

王行政, 孙泽勇, 陈东

现代化工. 2020, 40(9): 70-74,79. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.09.015

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以蚕丝油为分散相、卡波姆水凝胶为连续相，设计玻璃管微流控器件，制备液滴尺寸均一可控的液滴悬浮液。卡波姆水凝胶的流变测试表明其具有剪切变稀的性质。在没有剪切力的情况下，卡波姆水凝胶黏度较大，可以稳定悬浮液滴；在微流控器件中高速剪切下，卡波姆水凝胶黏度变小，可以流动并乳化油相。通过改变内相蚕丝油的流速和外相卡波姆水凝胶的流速，可以调节液滴悬浮液中液滴的大小和油水的比例；通过微流控器件的平行放大设计，可以实现液滴悬浮液的连续和批量生产。微流控技术精确控制乳化过程并制备液滴悬浮液具有广阔的应用前景。

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聚偏氟乙烯超滤膜仿生矿化增强及其抗压密性能的研究

徐积斌, 康雪婷, 陈丙晨, 白云翔, 董亮亮, 张春芳

现代化工. 2020, 40(9): 75-79. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.09.016

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通过仿生矿化技术在PVDF超滤膜表面和孔壁修饰无机ZrO₂矿化层来制备PVDF/ZrO₂矿化膜，考察矿化时间对膜的微观结构、机械强度和抗压密性能的影响。结果表明，ZrO₂矿化层均匀负载于膜表面和膜孔内壁，且随着矿化时间的增加矿化层逐渐增厚；无机ZrO₂矿化层可显著提高PVDF膜的结构刚性，矿化时间为60 min的PVDF/ZrO₂矿化膜的拉伸强度和硬度比纯PVDF膜分别提高了76%、79%，运行过程中因机械压密产生的通量衰减率则从纯PVDF膜的53%降低至32%，达到利用ZrO₂矿化层提高PVDF膜抗压密性能、抑制通量衰减的目的。同时，ZrO₂矿化层改善了PVDF膜的透水性能，PVDF/ZrO₂矿化膜的纯水通量和BSA截留率分别达到165.2 L/m²·h和91.4%。

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逆流旋转填料床吸收异丙醇气体的传质性能研究

张春阳, 袁志国, 段稀凡, 段姗姗, 刘有智

现代化工. 2020, 40(9): 80-84. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.09.017

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在逆流旋转填料床中用水吸收挥发性有机化合物异丙醇气体，考察了超重力因子（β）、空床气速（u）、液体喷淋密度（q）、异丙醇气体进口体积分数等操作参数对异丙醇气相总体积传质系数（K_Ga）和吸收率（E）的影响。结果表明，异丙醇气体的K_Ga随着β、u和q的增大而增大，且异丙醇气体进口体积分数对K_Ga、E的影响较小；E随着β、q的增大而增大，但随着u的增大而降低。在β=60、u=0.9 m/s、q=15.92 m³/（m²·h）、异丙醇进口体积分数为10 000 μL/L时，吸收率为96%，K_Ga达21.7 s^-1，是板填料式逆流RPB的2.1~3.2倍，是板填料式错流RPB的4~6.2倍，表明逆流旋转填料床可有效强化吸收异丙醇气体。

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Ga改性ZSM-5催化剂催化裂化小桐子油的研究

姚志松, 吴学华, 徐天宇, 孙浩伟, 纪栋, 苏有勇

现代化工. 2020, 40(9): 85-88. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.09.018

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以GaNO₃为改性剂，采用浸渍法对ZSM-5催化剂进行改性。利用XRD、FT-IR、SEM等手段对改性前后催化剂进行表征，并进行催化性能评价。结果表明，使用2-Ga-ZSM-5催化剂进行反应，小桐子油的转化率为37.22%，液体产物酸值为1.67 mg（KOH）/g，皂化值为8.94 mg（KOH）/g；液体产物主要成分为芳香族化合物，质量分数为96.03%。

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Ag/AgBr/Bi₂MoO₆等离子体光催化剂的制备及其降解罗丹明B性能的研究

黄建舒, 苏复, 刘志英, 徐炎华

现代化工. 2020, 40(9): 89-95. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.09.019

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通过简单的溶剂热-原位沉积-光致还原法成功合成了一种新型等离子体光催化剂Ag/AgBr/Bi₂MoO₆。利用X射线衍射、X射线光电子能谱、扫描电镜、透射电镜和高分辨透射电镜、紫外-可见漫反射光谱和荧光光谱对Ag/AgBr/Bi₂MoO₆催化剂的物理性质和光物理性质进行表征和分析。研究了Ag/AgBr/Bi₂MoO₆复合材料对罗丹明B的光催化降解活性。结果表明，Ag/AgBr质量分数为30%时光催化性能最优，其复合材料的光催化效率是纯Bi₂MoO₆的6.4倍。Ag/AgBr/Bi₂MoO₆复合材料的高活性主要归因于协同作用诱导的光生电子-空穴对的有效分离。基于Ag纳米粒子表面的等离子体共振效应理论，探讨了Ag/AgBr的引入改善Bi₂MoO₆光催化活性可能的机理。

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过氧乙酸用量对石墨插层效果的影响及其氧化插层机理

侯波, 孙红娟, 彭同江, 王娅, 张曦月

现代化工. 2020, 40(9): 96-99,105. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.09.020

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以过氧乙酸为氧化剂，通过化学氧化法制备了不同插层效果的可膨胀石墨。利用XRD、FT-IR、SEM等对样品结构、氧化程度、微观形貌进行表征。结果表明，过氧乙酸对石墨有显著的氧化插层效果，在石墨与过氧乙酸体积比为1：3时制备的可膨胀石墨的膨胀容积达到200 mL/g，其主要技术指标优于国标GB 10698—89中KP 180-Ⅲ型优等品的要求。过氧乙酸氧化机理在于其—COO^-可从石墨层夺取电子，导致石墨被氧化，打开石墨层，插层剂因静电作用进入石墨层间，形成可膨胀石墨。该方法所采用的过氧乙酸由于其成本低、环保等特点，有望应用于膨胀石墨的生产。

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紫外光激活过一硫酸氢盐处理焦化废水生化出水的研究

华佳, 宋秀兰

现代化工. 2020, 40(9): 100-105. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.09.021

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采用紫外光（UV）激活过一硫酸氢盐（PMS）处理焦化废水生化出水，考察了初始pH、PMS浓度、紫外光强度和温度对焦化废水生化出水中总有机碳（TOC）、色度和UV₂₅₄去除效果的影响。结果表明，在反应时间为60 min、PMS浓度为11 mmol/L、初始pH为3、紫外光强度为9.94 mW/cm²和温度为25℃的最佳条件下，TOC、色度和UV₂₅₄的去除率分别为65.7%、99.5%和93.9%。三维荧光光谱分析结果表明，焦化废水生化出水中类富里酸和类腐殖酸被有效分解。

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纳米金修饰羧甲基壳聚糖封堵介孔二氧化硅载药系统的研究

单晓庆, 周璐, 张亚杰, 刘建玲, 马勇

现代化工. 2020, 40(9): 106-110. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.09.022

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利用纳米金的光热性能及与羧甲基壳聚糖的静电吸附作用，制备了以介孔二氧化硅为载体、纳米金修饰的羧甲基壳聚糖为封堵材料的具有pH及激光响应的药物传递系统。并对激光输出功率、溶液pH、纳米金用量等条件进行优化。通过傅里叶红外光谱法、紫外-可见光谱法、透射电子显微镜等方法对合成的样品进行表征，在最优条件下检测荧光强度并确定药物释放情况。结果表明，该载药系统对药物释放有较好的pH敏感性和激光响应，在智能给药方面有良好的应用前景。

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模拟SO₂烟气提取磷尾矿中镁元素的研究

张慧芳, 张冬冬, 宁平, 李鹏毅, 谭波, 冯天彦, 沙成豪, 杨志杰

现代化工. 2020, 40(9): 111-115. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.09.023

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针对磷尾矿中镁资源浪费问题，以模拟SO₂烟气为提取剂提取磷尾矿中的镁元素。通过单因素试验和正交试验考察反应温度、磷尾矿浆固液比、反应pH、烟气中SO₂质量浓度、烟气流速对SO₂烟气提取磷尾矿中镁元素的影响，得各因素影响大小为：固液比 > 气体流速 > 反应温度 > pH > 进口SO₂质量浓度，并确定了较适宜的反应条件：矿浆固液比为1%、反应pH为5、气体流速为600 mL/min、进口烟气中SO₂质量浓度为8 500 mg/m³、反应温度为50℃。在该条件下反应120 min后，镁元素的浸出率可达97.74%。此外，通过强化研究发现，热处理及加入添加剂能有效提高磷尾矿中镁元素的浸出效率。

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高温、高压、快速加氢热解煤残渣的结构和CO₂气化反应性研究

曾鑫, 张静, 张永发, 安英保, 郑琪

现代化工. 2020, 40(9): 116-120,125. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.09.024

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采用固定床、热重、XRD和XPS等技术研究了高温、高压、快速加氢热解残渣的结构和CO₂气化反应性。结果表明，原煤经快速加氢热解转变为残渣后，—CH₂、—CH官能团的热稳定性提高；d₀₀₂/L₀₀₂从0.329减小到0.293，石墨化程度升高；I_D1/I_G、I_D2/I_G、I_D4/I_G相对含量升高，无序结构和缺陷程度增加。因此，残渣的气化反应性略高于原煤，转化率达到50%时对应的温度从1 058℃降低到1 028℃，气化速率最大时对应的温度从1 086℃降低到1 043℃。快速加氢热解残渣的碳结构中C—H质量分数为73.43%，比原煤高6.85%；残渣在气化后，碳结构中C—H质量分数从73.43%骤降到27.55%，表明原煤在快速加氢热解转变为残渣的过程中与氢发生反应生成了氢化结构（HCs）。

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钙基添加剂对生活垃圾热解过程含氯污染物排放的影响

周昭志, 池涌, 汤元君, 胡俊鹏, 董隽

现代化工. 2020, 40(9): 121-125. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.09.025

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研究了生活垃圾热解过程中炉内添加钙基添加剂对含氯污染物排放的影响。通过比较不同钙氯摩尔比时氧化钙的脱氯效率发现，钙氯摩尔比为2：1时最合适。氧化钙、煅烧白云石、负载镍的氧化钙均能有效脱氯，脱氯效率均达75%以上，并能减少油相中的氯含量。煅烧白云石、负载镍的氧化钙表现均优于氧化钙，并通过底渣XRD分析和热力学模拟进行分析。对油相中的氯苯含量进行测定，结果表明钙基添加剂能有效减少氯苯的产率，并对其反应路径进行合理分析。

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CeO₂修饰的Cu/AC催化丙三醇转化制乳酸的研究

张俊杰, 郑家宝, 洪培萍, 麦裕良, 胡伟

现代化工. 2020, 40(9): 126-130. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.09.026

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采用等体积浸渍法制备CeO₂修饰的Cu/AC催化剂，利用N₂物理吸附、X射线粉末衍射和H₂程序升温还原等表征手段对Cu基催化剂进行表征。结果表明，Cu基催化剂的主要活性组分为Cu纳米粒子；此外，CeO₂和Cu之间有着较强的相互作用。在N₂气氛下，以KOH为碱性添加剂，考察了Cu基催化剂在丙三醇水相催化转化制乳酸反应中的催化性能。结果表明，以CeO₂修饰Cu/AC可显著提高催化剂的催化性能。同时考察了反应温度和反应时间对Cu-CeO₂/AC催化剂催化性能的影响。以Cu-CeO₂/AC-0.3为催化剂，在220℃下反应4 h，丙三醇转化率为100%，乳酸选择性达85.7%。

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核壳结构Pt@ZSM-5@S-1分子筛用于甲苯甲醇烷基化制对二甲苯的研究

齐美美, 李孝国, 常洋, 赵成浩, 张安峰, 侯章贵, 郭新闻

现代化工. 2020, 40(9): 131-135,141. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.09.027

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以四丙基氢氧化铵为模板剂、正硅酸乙酯为硅源、硫酸铝为铝源，采用原位的方法直接合成出Pt@ZSM-5分子筛，通过外延生长法在Pt@ZSM-5表面生长Silicalite-1壳层，制备具有核壳结构且表面富硅的含Pt分子筛催化剂。通过XRD、SEM、TEM、N₂吸附-脱附、ICP-AES、TG等表征手段对催化剂进行表征，并考察不同壳层厚度的Pt@ZSM-5@S-1分子筛在甲苯甲醇烷基化反应中的性能。结果表明，随着壳层厚度的增加，甲苯转化率逐渐降低，对二甲苯的选择性不断提高。

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纳米K沸石的合成及其表征

张晓, 陈晨, 程婷, 王津南, 王磊, 邓琴

现代化工. 2020, 40(9): 136-141. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.09.028

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以双官能团长链有机物为模板剂，对K沸石的微观结构进行重构合成纳米沸石材料。通过表征手段研究了合成方法对材料微观结构的影响，考察了不同模板剂、反应温度与时间、模板剂抽提方式对材料微观结构形成效果及状态的影响。结果表明，利用双季铵盐作模板剂，在不改变沸石材料基本晶型结构的基础上可将材料尺寸缩小至100~200 nm。反应温度的提高可加快纳米K沸石的形成，在反应10 h、75℃下反应产物出现明显的晶体矿物结构。纯水清洗抽提方式可有效去除合成材料中的模板剂，其对重金属吸附效果最好，对Pb的吸附量为536 mg/g。

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不同晶粒尺寸HZSM-5载Pt催化剂上氢气选择催化还原氮氧化物的研究

张肖肖

现代化工. 2020, 40(9): 142-147. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.09.029

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将微晶和纳晶HZSM-5分子筛作为催化剂载体应用于富氧条件下氢气选择催化还原氮氧化物（H₂-SCR）反应。研究发现，微晶HZSM-5载Pt催化剂表现出较好的H₂-SCR反应活性，100℃时NO_x转化率高达90%，N₂选择性也明显高于纳晶HZSM-5载Pt催化剂。利用XRD、SEM、NH₃-TPD、XPS和IR对纳晶和微晶HZSM-5及其载Pt催化剂晶型结构、表面形态、表面酸性以及原位反应表面物种进行表征。结果表明，Pt在纳晶和微晶HZSM-5载体上均高度分散，微晶HZSM-5载体上的总酸量多、酸强度强，有利于催化剂上Pt保持活性金属位，使得催化剂上活性金属Pt位数目较多，进而促进了还原剂H₂的活化及重要活性中间物种氨物种的生成和稳定，从而提高了NO_x转化率和N₂选择性。

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季铵盐化氧化石墨烯复合磺化聚磷腈质子交换膜的制备与表征

付凤艳, 程敬泉, 张杰, 高志华, 张素芳

现代化工. 2020, 40(9): 148-153. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.09.030

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制备了一系列含有季铵盐化氧化石墨烯（QGO）的磺化聚磷腈类复合质子交换膜。通过对复合膜的稳定性能和电化学性能测试发现，复合膜（SP-x-QGO）的吸水率和溶胀度都低于纯磺化聚磷腈膜（SPFPP）。复合膜具有较好的抗氧化性能；复合膜SP-3-QGO在80℃完全吸水条件下的质子传导率为0.092 S/cm。结果表明，季铵盐化的氧化石墨烯（QGO）复合磺化聚磷腈类质子交换膜（SP-x-QGO）在燃料电池领域具有很大的发展前景。

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沉淀剂对Ni-Al₂O₃催化剂结构及基于浆态床的CO甲烷化性能的影响

高峰, 邹梦, 莫文龙, 马凤云, 刘帅, 杨桂花

现代化工. 2020, 40(9): 154-158,162. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.09.031

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利用行星式球磨机，以NH₄HCO₃、Na₂CO₃和（NH₄）₂CO₃为沉淀剂，采用机械化学法制备3种负载型Ni-Al₂O₃催化剂（分别记为Ni-NH₄HC、Ni-NaC和Ni-NH₄C）。利用XRD、H₂-TPR、N₂吸附-脱附、SEM和TPH等对催化剂进行表征，考察沉淀剂对Ni-Al₂O₃催化剂晶相结构、还原特征、孔道结构、表面形貌和浆态床CO甲烷化性能的影响。结果表明，以（NH₄）₂CO₃为沉淀剂所制备的Ni-NH₄C催化剂比表面积较大；活性组分晶粒尺寸较小。催化剂性能评价表明，CO甲烷化的"初始段"约需1 h，Ni-NH₄C和Ni-NH₄HC试样在"稳定段"的CO转化率均较高，约为77%；而Ni-NH₄C的CH₄选择性更高，在90%左右，这与催化剂活性金属的"尺寸效应"有较大关联。

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磷钨酸负载分子筛催化果糖制5-羟甲基糠醛的研究

刘思乐, 何鑫, 尚冬梅, 吴静

现代化工. 2020, 40(9): 159-162. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.09.032

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以分子筛ZSM-5为载体、磷钨酸（TPA）为活性组分，采用浸渍法制备磷钨酸负载分子筛催化剂（TPA/ZSM-5），研究其对果糖脱水过程的影响，以实现5-羟甲基糠醛（5-HFM）绿色化、低成本制备。利用XRD、BET对催化剂的结构、比表面积、孔径、孔容进行表征，并考察了反应温度、反应时间、催化剂质量对5-羟甲基糠醛收率的影响。结果表明，TPA/ZSM-5具有较好的分散度及催化活性，当果糖质量为5 g、反应温度为140℃、反应时间为2 h、催化剂质量为0.5 g时，5-HFM的收率为77.62%。

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不同还原程度的功能化氧化石墨烯的制备与性能研究

王浩宇, 李忠辉, 马新胜

现代化工. 2020, 40(9): 163-167. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.09.033

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通过3-氨丙基三甲氧基硅烷（APS）对氧化石墨烯（GO）进行功能化得到功能化氧化石墨烯（F-GO），再用水合肼对GO进行还原，通过控制还原时间制备出不同还原程度的还原氧化石墨烯（F-rGO）。利用FT-IR、XPS、Raman光谱、TEM、TG对产物的结构、形貌和性能进行表征。结果表明，APS与GO表面的羟基和羧基发生反应，共价接枝到GO表面；随着水合肼还原时间的不断增长，F-GO表面的含氧官能团数量不断下降，并且石墨烯的缺陷程度不断增大，在DMF和丙酮中的分散性更加稳定；此外，还原程度的提高使其热稳定性也有所提高。

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氯酮缩合反应绿色催化工艺的研究

王宁, 岳金彩, 周东健, 郑世清

现代化工. 2020, 40(9): 168-171. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.09.034

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在三氟甲基磺酸催化下对氯酮、新戊二醇缩合反应合成缩酮进行了研究。采用单因素实验考察了三氟甲基磺酸质量、带水剂用量、醇酮摩尔比、油浴温度等因素对反应时间及收率的影响。结果表明，随着催化剂质量的增加，反应时间缩短，收率提高；带水剂用量、醇酮摩尔比对反应时间基本无影响，对收率有一定影响；油浴温度提高有利于缩短反应时间，147.5℃时收率出现99.85%的最高值。对缩合液洗水中H⁺含量进行分析表明，平均98.5%的三氟甲基磺酸进入洗水中，4次套用洗水作催化剂，反应活性没有下降，收率均在99%左右。与硫酸相比，采用三氟甲基磺酸作催化剂，反应时间缩短约70 min，且催化剂可重复使用。

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复合填料对不饱和聚酯包覆层烧蚀性能的影响

吴淑新, 刘剑侠, 邵重斌, 周立生, 李旸, 李冬

现代化工. 2020, 40(9): 172-175,179. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.09.035

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以不饱和聚酯为基体，联二脲、磷酸密胺盐、碳纤维为填料，制备了不饱和聚酯耐烧蚀复合材料，考察了填料质量、碳纤维长度对复合材料烧蚀性能和力学性能的影响。结果表明，（联二脲+磷酸密胺盐）复合物、碳纤维质量增加，复合材料耐烧蚀性能提高；碳纤维长度增加，对复合材料耐烧蚀性能提高作用更明显，但会影响加工性能。复合材料力学性能均随（联二脲+磷酸密胺盐）复合物和碳纤维质量的增加先增大后减小。当每100 g不饱和聚酯中（联二脲+磷酸密胺盐）复合物质量为30 g、4 mm碳纤维质量为3 g时，复合材料的综合性能最佳。用该配方作为推进剂包覆材料包覆某改性双基推进剂燃气发生器并进行发动机试验，燃气发生器工作正常，压力-时间曲线平稳。燃气发生器工作完成后包覆层残留壳体完整、残留率高。

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油胺对乙醇脱氢硅酸铜催化剂性能的影响

陶艳琪, 肖佩荣, 王琪

现代化工. 2020, 40(9): 176-179. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.09.036

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以油胺为形貌调节剂，通过水热法制备海胆状硅酸铜催化剂。考察了表面活性剂油胺对催化剂形貌及其催化乙醇脱氢性能的影响，利用TEM、BET、XRD、XPS等手段对催化剂进行表征。结果表明，当油胺与铜摩尔比为1：8时，形成了空心型海胆状结构，生成硅酸铜晶体，该催化剂比表面积高达523.8 m²/g。由XPS分析可知，添加油胺后，还原态催化剂中有更多的低价态铜存在，此时乙醇转化率为51.1%，乙醛选择性为83.2%。适量油胺包覆的硅酸铜催化剂在乙醇脱氢制乙醛反应中具有良好的乙醛选择性。

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双曼尼希碱酸化缓蚀剂的制备与缓蚀性能研究

郭恒瑞, 董笑程, 杨敬一, 徐心茹

现代化工. 2020, 40(9): 180-184. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.09.037

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以正辛胺、苯乙酮、甲醛为主要原料，通过两步Mannich反应得到双曼尼希碱DMN，并对反应条件进行了优化。采用静态失重、极化曲线、吸附行为计算、扫描电镜（SEM）和电子能谱（EDS）等方法研究了DMN的缓蚀性能以及缓蚀机理。结果表明，在20%盐酸溶液中加入质量分数为0.25%的DMN，在温度为90℃及时间为4 h时，对N80试片的缓蚀率达到99.70%，与单曼尼希碱MN相比具有更好的缓蚀效果；DMN是同时抑制阳极和阴极反应的混合型和吸附成膜型缓蚀剂；DMN的吸附行为服从Langmuir吸附等温式，吸附过程主要是化学吸附，KI与DMN复配进一步增强了缓蚀剂的效果。

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沉淀法制备Zn-Ce复合氧化物催化尿素与甲醇合成碳酸二甲酯

尹爽, 刘珊珊, 孙倩, 孙晓艺, 张新堂

现代化工. 2020, 40(9): 185-189. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.09.038

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利用高压釜式反应器探究尿素与甲醇合成碳酸二甲酯，并提出制备Zn-Ce复合氧化物为该反应的催化剂。并探究一步反应和分步反应对尿素醇解法合成碳酸二甲酯的影响；对一步反应的反应条件进行了优化，得到最佳工艺条件为：反应温度为170℃、反应时间为300 min、尿素与甲醇摩尔比为1：25、催化剂质量为1.5 g、CO₂充压为1 MPa。XRD分析结果表明，该Zn-Ce复合氧化物具有较高结晶度；BET数据分析显示，该Zn-Ce复合氧化物为尿素与甲醇分子提供良好的反应场所。

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混合型膜的使用对节能型精馏-膜分离集成工艺的优化影响

李明高, 王晓红, 丁欣, 李文魁, 洪娟

现代化工. 2020, 40(9): 190-193,197. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.09.039

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提出了基于遗传规划（GP）的更新型精馏-膜分离集成过程综合求解策略，对共沸物系分离进行优化计算；该综合求解策略可以应用于尚处于实验研究阶段的膜计算。以甲醇-甲苯共沸物系和壳聚糖膜为计算实例，研究了混合型膜应用于同一精馏-膜分离集成流程的经济效益等内容。计算结果表明，混合型膜同时应用于同一集成过程可以降低精馏-膜分离集成过程成本，提高膜的应用可行性。GP综合求解策略具备可扩展性和广泛适用性，可以适用于针对任何共沸物系分离快速计算出其最优精馏-膜分离集成流程。

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热耦萃取精馏分离应用于甲醇-四氢呋喃体系的优化设计分析

郝增华, 张海静, 刘旭日, 连一苇

现代化工. 2020, 40(9): 194-197. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.09.040

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甲醇-四氢呋喃属于共沸体系，传统分离工艺采用双塔串联萃取工艺进行分离纯化，即引入第三种组分，该工艺能耗、占地面积等相对较高。该研究尝试提出了一种新的工艺方法，即热耦萃取分离工艺（精馏工艺与萃取工艺相耦合）；对相关工艺参数进行优化设计分析，得到最佳操作参数；与传统双塔萃取工艺相比，热耦萃取工艺可减少能耗约5%，同时设备投资及占地面积也相应减少。

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酶+膜法处理PVA污水的改进工艺

张文存, 王丽莉, 张国辉

现代化工. 2020, 40(9): 198-199. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.09.041

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某造纸企业生产过程中产生高COD、可生物性差的PVA污水。根据该污水中的主要污染物PVA以及淀粉的性质，采用淀粉酶-超滤膜组合工艺处理。处理后，PVA污水浓缩2.4倍，COD从初始的35 129 mg/L浓缩为84 995 mg/L，浓缩液重新配料回用施胶工序或进行固化处理，透过液进入后续的生化处理。

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原料气变富对轻烃回收装置影响分析及对策

郭玉环

现代化工. 2020, 40(9): 200-203,208. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.09.042

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通过对当前轻烃回收装置研究发现，原料气组分变富导致处理量下降，冷箱超过设计负荷17.69%，C₃回收率下降2.64%，通过分析确定冷箱成为了装置操作的短板，提出了采用丙烷制冷系统降低脱乙烷塔顶气温度的优化对策，并计算确定单套装置的丙烷制冷系统负荷为3 000 kW。优化后冷箱负荷和膨胀机负荷降低，有利于设备的稳定运行，同时C₃组分回收率达到设计值，液化气和稳定轻烃产品分别增加8.01%和4.91%，优化后的经济效益十分明显。

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液态烃中噻吩脱除剂的研制及工业放大

刘佳, 刘丹丹

现代化工. 2020, 40(9): 204-208. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.09.043

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采用离子交换法制备了一种吸附剂用以脱除炼厂C₄烃类中的噻吩。将分子筛与凹凸棒分别于60℃进行液相改性12 h，改性溶液浓度分别为0.1、0.03 mol/L，改性结束后进行洗涤、抽滤、干燥，然后按照质量比3：1混合，添加3%的硅溶胶作为黏结剂，滚球成型，干燥后于550℃焙烧4 h，制得成品。吸附剂对于模拟原料油中的噻吩具有较好的吸附性能，出口浓度可以达到2 ng/μL以下，且可多次再生。

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大型重油催化裂化装置设计与优化分析探讨

许日

现代化工. 2020, 40(9): 209-213. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.09.044

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通过对某特大型RFCCU设计及运行数据剖析发现，该装置的整体设计、平面布置、各部分加工负荷配置基本正常，运行平稳。但在再生形式、再生器主体附件布置、局部环节及一些共性设计问题上还可进一步优化，如可选富氧两段快速床再生形式、调整烟气线路平面布置等。分析和探讨结果为后续改进和完善RFCCU的设计提供了参考，特别是对现运行数量极少的特别大型装置，以达到最佳设计，实现RFCCU可操性强、长周期、高液收、低能耗、低运行成本的安全运行状态。

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使用脱盐单元对富乙二醇脱水再生的创新方法开发及应用

杨勇

现代化工. 2020, 40(9): 214-217. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.09.045

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天然气处理接收平台配置有1套乙二醇回收装置，用于对水下返回的富乙二醇进行回收处理。该装置由脱水、脱盐、闪蒸等4个单元组成，其中重沸器为脱水单元的关键设备。运行期间重沸器A、B相继发生内漏，使得脱水单元停用，无法生产合格的乙二醇，直接导致水下气田停产。在研究乙二醇再生系统各单元工作原理的基础上，提出了一系列的工艺流程创新改造方案，保证了重沸器故障期间连续生产出合格的乙二醇。

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一种碎煤加压气化高浓酚氨废水生化技术应用

张文博, 张志东, 汤中文

现代化工. 2020, 40(9): 218-221,226. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.09.046

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为实现高浓盐水杂盐纯化和结晶盐分离技术应用示范，验证工艺稳定性、经济可行性，以内蒙古某煤制天然气碎煤加压气化废水为对象，开展了生化、回用、浓盐分离和结晶技术应用全流程示范中试研究。介绍了中试装置生化单元的设计参数、运行情况和出水水质。试验表明，在生化进水COD_Cr含量在3 000~4 500 mg/L、氨氮含量在200~300 mg/L、总酚含量在600~750 mg/L的情况下，生化单元出水各项指标优于所在煤制气工厂同期指标，并满足下游中水回用、膜浓缩和结晶盐分离结晶的要求。

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N-甲基吡咯烷酮生产中一甲胺净化回收工艺开发与工业化生产

宋国全, 柴勇利, 杨理

现代化工. 2020, 40(9): 222-226. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.09.047

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为实现一甲胺的高效回收利用，以迈奇化学自产的二次甲胺溶液为研究对象，提出了加压精馏和冷凝吸收连续工艺，通过流程模拟优化设计、小试试验验证以及工业化生产，证明了该工艺的可行性和实用性。此工艺方法甲胺回收率为98%以上，二甲胺及三甲胺质量分数满足40%甲胺水溶液标准。该技术的开发成功可以大幅减少甲胺废气对环境的污染，同时提高企业经济效益。

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微波溶解体系电感耦合等离子质谱仪测定人体头发、尿样中铬砷镉铅

张歌, 李维栋, 降林华, 李建辉

现代化工. 2020, 40(9): 227-230. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.09.048

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用HNO₃-H₂O₂微波溶解体系电感耦合等离子质谱仪（Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry，ICP-MS）建立了一种测定人体样品头发和尿样中Cr、As、Cd、Pb 4种金属元素的方法。采用内标法进行校正，在线方式加入内标元素钪（⁴⁵Sc）、铟（¹¹⁵In）、铋（²⁰⁹Bi），有效克服了基体效应和信号漂移所产生的影响。选择⁵²Cr、⁷⁵As、¹¹⁴Cd、²⁰⁸Pb为待测同位素，有效地克服了因质谱干扰带来的影响。对国家标准物质GBW07601、GBW09102进行了测定，测定结果与标准值相吻合。Cr、As、Cd、Pb校准曲线的线性相关系数分别为0.999 9、0.999 8、0.999 9、1.000 0，检出限分别为0.053 0、0.009 0、0.011 0和0.014 0 μg/L。该方法应用到实际的样品分析回收率为97%~102%，操作简便快捷，结果准确且灵敏度高，尤其适于大批量人体样品的检测。

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石墨烯电化学传感器检测4-氯苯氧乙酸的研究

杜科志, 杜海军, 张艳, 张欣月, 杨蓉, 张姣姣

现代化工. 2020, 40(9): 231-234. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.09.049

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将利用电化学法制备的石墨烯溶于N，N-二甲基甲酰胺溶液中超声分散1 h，并滴涂在玻碳电极表面，构建了一种基于石墨烯修饰电极的电化学传感器。利用循环伏安法和线性扫描伏安法探究了4-氯苯氧乙酸在该修饰电极上的电化学行为，差分脉冲伏安法检测了4-氯苯氧乙酸的浓度。结果表明，该传感器在浓度为0.5~100 μmol/L的范围内呈良好的线性关系，最低检出限为0.13 μmol/L（S/N=3）。具有良好的稳定性和抗干扰能力，将其应用于黄豆芽中的4-氯苯氧乙酸的检测，回收率为93.36%~101.40%。

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2020年, 第40卷, 第9期　刊出日期：2020-09-20

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