现代化工

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张旭

现代化工. 2022, 42(4): 1-6. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.04.001

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“双碳”是我国应对气候变化的强力举措,同时也给炼化行业发展带来机遇和挑战。作为节能降碳的重点行业,炼化企业需要从全生命周期探索碳减排路径,引领行业绿色、低碳、安全和高质量发展。概述了实现"碳中和"的6条路径,即强化过程节能减排,实现能源高效利用;绿氢、绿电在炼化企业中大规模应用;能源型向化工型、材料型高端化发展;加大碳捕集与利用技术的研发投入;建立碳交易、碳汇机制和市场,助力碳中和目标实现;探索核电-炼化一体化发展模式。提出了炼化企业转型发展对策与方法,为未来炼化企业实现转型发展提供借鉴和思路。

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国内外大型能源化工企业低碳转型对我国煤化工产业发展的启示

陶怡, 王强, 田华, 易学睿, 冯白阳, 步学朋

现代化工. 2022, 42(4): 7-11,16. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.04.002

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在全球积极应对气候变化问题、全面实施能源低碳转型的大背景下,全面总结分析了国际、国内大型能源化工企业低碳转型的相关战略举措,并从政策环境和市场环境两方面分析了国内外能源化工转型战略差异原因。在此基础上,从产业发展定位、发展模式、产品发展方向、产业低碳化、智能化、智慧化发展等方面提出了煤化工产业低碳发展的思考建议。

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“双碳”目标下多联产技术发展方向探究

王赛娅, 陈颖颀, 金彦礼, 于戈文

现代化工. 2022, 42(4): 12-16. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.04.003

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多联产是一种可以合理、高效、绿色利用资源的生产技术,是我国实现"双碳"目标的可行性方案之一。分析了"双碳"目标给多联产技术带来的机遇与挑战,以及在"双碳"目标下多联产技术的发展方向。多联产技术应当以开"源"节"流"为发展方向,寻求更加高效、绿色、清洁的最佳多联产系统耦合方式。

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机器学习技术在气体吸附多孔材料研究中的应用进展

李勃然, 李晖, 田子奇

现代化工. 2022, 42(4): 17-22. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.04.004

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简要介绍了材料研究领域常用的机器学习算法,探讨了通过数据挖掘技术进行材料研究的方法流程,回顾了机器学习技术在多孔碳、沸石和金属有机骨架3类重要吸附材料研究中的典型案例,最后对这一技术在气体吸附材料研发中的应用前景进行了展望。

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耐碱的螺环型N-杂环季铵盐阴离子交换膜材料的研究进展

王薪, 刘世斌, 刘磊, 李南文

现代化工. 2022, 42(4): 23-27. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.04.005

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综述了近年来螺环型N-杂环类阴离子交换膜材料的研究进展,包括膜材料的制备方法及分类、降解机理和氢氧燃料电池性能,并对该领域的发展趋势进行了分析和展望。

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UiO-66(Zr)型改性膜在水处理中的研究进展

吴逸, Saffian Abu, 李红林, 沈舒苏, 张干伟

现代化工. 2022, 42(4): 28-32,38. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.04.006

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从制备方法、分离效果和分离机理等方面,简述了UiO-66(Zr)型改性膜在油水分离、染料去除、重金属离子去除和脱盐等领域中的应用,对UiO-66(Zr)型改性膜在水处理中的应用提出了展望。

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纳米改性水性环氧树脂防腐涂料的研究进展

孙国强, 杨建军, 陈春俊, 曹忠富, 吴庆云, 吴明元, 张建安, 刘久逸

现代化工. 2022, 42(4): 33-38. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.04.007

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介绍了几种水性环氧树脂的制备方法,并列举了几种纳米材料改性水性环氧涂料的研究进展,如纳米二氧化钛、碳纳米管、聚苯胺纳米纤维、石墨烯和六方氮化硼等,最后展望了未来水性环氧涂料的发展方向。

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碳系填料改性导电聚合物复合材料的研究进展

尹富强, 赵玉辰, 李赵春

现代化工. 2022, 42(4): 39-42,47. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.04.008

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介绍了石墨烯、碳纳米管及石墨烯同碳纳米管对复合材料的电磁屏蔽性能的影响,根据研究现状指出当前碳系导电聚合物复合材料存在加工复杂、结构单一等问题,并提出解决方案。

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低共熔溶剂及其应用的研究进展

刘成, 张连红

现代化工. 2022, 42(4): 43-47. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.04.009

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简述了低共熔溶剂的分类、性质,综述了低共熔溶剂在化学反应、电化学和分离领域的应用,并对低共熔溶剂的发展趋势进行了展望。

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IPMC柔性驱动材料研究进展

田爱芬, 孙悦, 王茜茜, 李佳华, 张新荣, 王洪彦

现代化工. 2022, 42(4): 48-52. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.04.010

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详细介绍了IPMC作为柔性驱动材料的研究进展,描述了IPMC的研究背景及驱动机理,对不同的制备工艺方法进行了详细的分析与对比,对改善IPMC性能的方法进行分类描述,总结了提高IPMC驱动性能的方法,最后对IPMC的应用做了全面的总结,并展望了IPMC的研究趋势。

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生物脱氮新工艺研究进展

刘颖, 田在锋

现代化工. 2022, 42(4): 53-57. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.04.011

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厌氧氨氧化技术利用NO₂^--N氧化NH₄⁺-N来实现污水中氮素的高效去除,其中NO₂^--N的产生是实现厌氧氨氧化应用的难点,而短程硝化是获取NO₂^--N的重要途径之一。针对目前在实际工程中通过短程硝化难以实现长期稳定的亚硝酸盐累积的问题,介绍了厌氧氨氧化、短程反硝化工艺影响因素及工程应用的研究进展;分析了短程反硝化工艺累积NO₂^--N的过程,从而去除污水中的氮素污染物。对短程反硝化与厌氧氨氧化工艺耦合方式在处理实际废水时的可行性与应用前景进行展望。

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中空介孔硅基刺激响应型纳米药物载体的研究进展

杨梦然, 尚宏周, 来士胜, 边思梦, 孙晓然, 乔宁

现代化工. 2022, 42(4): 58-61. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.04.012

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对中空介孔硅的制备方法及其优缺点进行阐述,同时总结了pH、光、氧化还原和多重刺激响应型中空介孔硅药物载体的刺激响应原理及研究进展,最后对其目前存在的问题以及未来研究方向进行了分析和展望。

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高压膜吸收天然气脱碳研究进展

刘艳武, 邓海发, 邢传胜, 赵一帆, 康国栋, 曹义鸣, 李子旺

现代化工. 2022, 42(4): 62-66. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.04.013

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综述了近年来高压膜吸收技术在天然气脱碳过程中的应用和研究进展,对膜材料、吸收剂、操作条件、过程模拟及膜润湿等方面进行了介绍和探讨,并展望了该技术的发展趋势与方向。

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液化石油气脱硫技术研究进展

李庚鸿, 朱振兴, 胡立峰, 朱丙田

现代化工. 2022, 42(4): 67-71. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.04.014

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介绍了液化石油气(LPG)中含硫化合物的种类及其危害,并指明了脱硫的必要性。分别介绍了脱硫化氢、脱硫醇、脱羰基硫以及脱硫醚的常用技术,重点对比了几种常见脱硫醇技术(Merox抽提-氧化技术、纤维膜法脱硫技术、吸附脱硫技术、催化氧化-吸附法脱硫技术、络合脱硫技术以及等离子体法脱硫技术)的优缺点。对未来LPG脱硫技术的发展方向进行了展望,即需结合多种技术联合进行脱硫,利用各自技术的优势,在高效脱除LPG中硫化物的同时确保技术节能环保。

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磁分离技术在水处理中的应用

刘楚玉, 黄自力, 袁晨光, 朱超波, 肖硕, 黄涛

现代化工. 2022, 42(4): 72-76. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.04.015

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介绍了磁分离技术研究现状,包括在水处理中的4种应用类型及在生活污水、工业废水和河流湖泊的实际应用。对磁分离技术的发展趋势进行了分析,指出虽然磁分离技术在水处理领域已经大范围使用,但在磁种的开发、回用,设备的研发和技术的推广方面发展较为落后,需进一步深入研究。

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硼酸合成方法研究进展

徐宁, 吕佳绯, 王庆丰, 白鹏, 郭翔海

现代化工. 2022, 42(4): 77-81. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.04.016

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根据不同的硼酸合成原材料,对国内外近些年来在硼酸合成领域的研究进展进行了综述,分析了各种方法的优缺点,探讨了硼酸合成的未来发展方向。

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甲醇制烯烃技术开发进展

朱伟平

现代化工. 2022, 42(4): 82-86,92. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.04.017

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详细论述了当前甲醇制烯烃技术发展概况,提出了未来甲醇制烯烃技术发展趋势,并针对实际情况对我国发展甲醇制烯烃提出一些建议。

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改性氢氧化钙的制备及其在废TBP处理中的应用

苑懿豪, 赵景宇, 王淳, 张飞天, 吕惠芸, 那平

现代化工. 2022, 42(4): 87-92. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.04.018

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通过氧化钙和双酚A成功制备了在废TBP有机溶剂中分散性较好的改性氢氧化钙,利用XRD、SEM和FT-IR对其结构进行了表征,并对不同条件下制备的改性氢氧化钙在TBP有机溶剂中的分散性能进行了比较。结果表明,在双酚A质量为1.5 g、反应温度为75℃、反应时间为1.5 h的最佳条件下制备出的氢氧化钙改性效果最好,与废TBP有机溶剂配制的料液可以在80 h内保持稳定。

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碱性介质中铂-银合金电催化1,4-丁二醇氧化的研究

刘嘉琪, 徐振, 齐骥, 梁长海

现代化工. 2022, 42(4): 93-98. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.04.019

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通过水相还原法制备了负载在碳纳米管上的不同金属比例的Pt-Ag合金催化剂(Pt_xAg_y/CNT),并对其在碱性介质中催化1,4-丁二醇氧化的活性进行了研究。电化学测试结果表明,Pt_xAg_y/CNT的质量活性高于Pt/CNT,PtAg₃/CNT具有最强的催化性能(1081 mA/mgPt);在80℃和-0.43 V的条件下,PtAg₃/CNT上γ-丁内酯的收率可达51.4%。

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氨储供氢应用中碱土金属氯化物对氨的深度吸附分离性能研究

吴崇君, 欧阳威, 胡晓慧, 郑淞生, 刘运权, 王兆林

现代化工. 2022, 42(4): 99-103. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.04.020

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传统合成氨装置主要采用冷凝分离氨,通常无法深度分离,限制了合成效率的提高。燃料电池等应用对供氢纯度有不同要求。理论上具有路易斯酸性的物质可对氨进行深度吸附,为此选取典型碱土金属氯化物作为氨的酸性吸附剂,研究了颗粒状和片状MgCl₂以及刺球状CaCl₂的吸附性能。结果表明,2种氯化物可以实现氨的深度分离,均能将气相中的氨含量降至接近热力学平衡值;3种吸附剂吸附过程压降为进口压力的0.95%~3.5%;另外,对吸附剂进行热重脱附研究发现,MgCl₂和CaCl₂可分别在420℃和230℃下实现基本脱附,具有再生性。

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甲壳素水热炭对四环素吸附性能的研究

梁斌, 黄祖强, 张燕娟, 胡华宇

现代化工. 2022, 42(4): 104-108. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.04.021

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为了去除水体中的四环素,合成了甲壳素水热炭吸附剂,并利用SEM、XRD、FT-IR和N₂吸附-脱附等温线等对样品进行表征分析;通过批量吸附、定性和定量分析研究了甲壳素水热炭对四环素的吸附性能。结果表明,甲壳素水热炭富含羟基、羰基等活性官能团,存在大量的孔隙结构,比表面积为128.58 m²/g;甲壳素水热炭的吸附过程符合准二级动力学方程和Langmuir模型。热力学分析表明,该过程是自发的吸热反应,最大吸附量为95.60 mg/g,主要吸附机理为化学吸附。

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锶掺杂的La₂Ce₂O₇烧绿石催化甲烷氧化偶联性能研究

武国号, Palle Ramana Murthy, 陈冰冰, 张晓, 石川, 宋春山, 郭新闻

现代化工. 2022, 42(4): 109-115,122. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.04.022

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基于烧绿石类材料热稳定性高、晶格氧流动性可调控的特点,通过溶胶-凝胶法制备了La₂Ce₂O₇催化剂,向其中掺杂碱土金属Sr,研究了其在甲烷氧化偶联(OCM)反应中的催化性能。通过一系列表征确认了La₂Ce₂O₇样品的缺陷立方萤石结构;锶掺杂不仅显著提高了晶格氧的活动性,还提升了催化剂表面强碱位点的比例;与OCM反应活性关联发现,晶格氧流动性增强以及表面强碱位点的增加是提高OCM反应活性的关键因素;在优化的La_1.5Sr_0.5Ce₂O₇催化剂上,800℃下可以获得57%的C₂选择性和14%以上的C₂收率,连续反应30 h性能保持稳定。

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金属有机骨架/聚乙烯醇双交联网络复合水凝胶的构建及其抗菌性能研究

赵宁, 汪伟, 谢锐, 巨晓洁, 刘壮, 褚良银

现代化工. 2022, 42(4): 116-122. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.04.023

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将具有抗菌性能的金属有机骨架(MOF)材料与具有双交联网络结构的聚乙烯醇(PVA)水凝胶相结合,构建了一种具有优良力学性能和抗菌性能的MOF/PVA抗菌水凝胶复合材料。该抗菌水凝胶采用物理与化学双交联的高分子网络结构,可增强水凝胶的力学性能。水凝胶内部结合了含有Ag⁺的MOF(AMOF)颗粒和含有Zn²⁺的MOF颗粒,随着2种MOF颗粒的缓慢降解,水凝胶持续释放的Ag⁺和Zn²⁺对细菌细胞造成物理损伤,实现对革兰氏阴性与阳性细菌生长的有效抑制,抑制率高达99%以上,为新型抗菌水凝胶材料的设计和构建提供了一种新策略。

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基于微流控技术的水凝胶仿生纤维的制备及其性能调控

杨君炜, 刘聪, 寿可为, 陈冬冬, 许忠斌

现代化工. 2022, 42(4): 123-127,133. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.04.024

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海藻酸钙水凝胶纤维在细胞培养、药物释放等生物医学领域具有广阔的应用前景,但传统模具法或静电纺丝法制备水凝胶的效率较低、性能较差。基于微流控技术制备了连续、均一、稳定的海藻酸钙水凝胶纤维,利用电子显微镜观察其形貌和结构,并在流控过程中探究了两相流速、溶液浓度及芯片尺寸等因素对水凝胶纤维性能的影响。结果表明,纤维的尺寸和力学性能都可以利用微流控技术在一定范围内进行灵活高效的调控。

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固体酸的比表面积对纤维二糖水解活性的影响

王翠, 李静, 潘华杰, 申曙光

现代化工. 2022, 42(4): 128-133. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.04.025

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通过调控聚合物固体酸(HCPSA)的磺化条件制备了与碳基固体酸(CCSA)活性基团(—SO₃H)密度相同、比表面积不同的HCPSA,利用比表面积及孔径分析、XRD、FT-IR、XPS等手段对CCSA和HCPSA的结构进行表征,并将其用于催化纤维二糖的水解,研究了固体酸的比表面积对纤维二糖水解的影响。结果表明,HCPSA的催化效果明显好于CCSA。虽然CCSA比HCPSA的总酸密度高,但HCPSA中大的比表面积对HCPSA的催化活性具有促进作用。

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水热-热压耦合法制备陶瓷/碳复合材料及其性能研究

徐元强, 何青, 李超, 吴雪平

现代化工. 2022, 42(4): 134-139. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.04.026

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以埃洛石为模板、壳聚糖为碳源,通过水热制备埃洛石/碳;调控两者的质量比,热压得到陶瓷/碳复合材料。采用阿基米德排水法、三点弯曲测试和扫描电镜等研究埃洛石表面碳质量分数对复合材料的致密度、力学和导电性能的影响。结果表明,碳在热压中进一步碳化,埃洛石转变为莫来石,复合材料中碳均匀分布;随着埃洛石表面碳质量分数的增加,复合材料内部微裂纹增多,弯曲强度逐渐降低,但少量碳的添加增加了陶瓷的断裂韧性;当m(埃洛石)∶m(壳聚糖)为8时,复合材料的断裂韧性最高,比不添加碳的陶瓷提高了12.93%;当m(埃洛石)∶m(壳聚糖)为2时,复合材料的电导率最高,达到23.15 S/m。

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复合催化剂Bi₅O₇I/g-C₃N₄的制备及其光催化降解盐酸四环素的研究

汪遵盛, 姚振龙, 张亚宣, 贾徐锦, 欧阳二明

现代化工. 2022, 42(4): 140-144,150. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.04.027

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以三聚氰胺、五水合硝酸铋和碘化钾等为原料合成了一系列不同质量分数的复合催化剂Bi₅O₇I/g-C₃N₄,利用XRD、SEM、XPS和UV-Vis等手段对其进行表征。研究了不同质量分数的复合催化剂Bi₅O₇I/g-C₃N₄光催化降解盐酸四环素的活性,并对其光催化反应机理进行了探索。结果表明,所制备的Bi₅O₇I/g-C₃N₄复合催化剂具有中空结构,其禁带宽度减小,光催化效率提高;在所有样品中Bi₅O₇I/g-C₃N₄-5%催化活性最高;在降解过程中起主要作用的活性基团是超氧自由基(·O₂^-),其次是羟基自由基(·OH),作用最小的是空穴(h⁺)。

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甲壳素/海藻酸钙凝胶球的制备及其对Cu²⁺的吸附性能研究

邓玉唤, 黄祖强, 张燕娟, 胡华宇

现代化工. 2022, 42(4): 145-150. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.04.028

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采用机械活化法协同FeCl₃预处理甲壳素,然后将其溶解在NaOH/尿素溶液中,再与海藻酸钠溶液共混,逐滴加入到CaCl₂溶液中,制备出甲壳素/海藻酸钙凝胶球(CCAGB),作为吸附剂吸附Cu²⁺。利用FT-IR、XPS和SEM对凝胶球进行表征,探究溶液初始pH、质量浓度等对吸附性能的影响。结果表明,甲壳素和海藻酸钠最佳质量比为1∶5时,CCAGB的结构稳定且具有蜂窝状的孔结构;在温度为30℃、转速为150 r/min、pH为6.0和吸附平衡时间为10 h的条件下,CCAGB对Cu²⁺的最大吸附量为169.49 mg/g,其吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温模型。

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Ni-P电催化芳香伯胺氧化脱氢的研究

杨晨艺, 张培立

现代化工. 2022, 42(4): 151-155. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.04.029

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以泡沫镍为基底、磷酸镍为镍源、次亚磷酸钠为磷源,通过变电位沉积法制备了Ni-P/NF电极。在0.1 mol/L KOH水溶液中,考察了该电极对催化甲氧基苄胺氧化脱氢制备对甲氧基苯甲腈的影响。结果表明,该氧化脱氢反应的转换率约为96%,法拉第效率约为98%。开路电压测试和原位拉曼研究表明,该电极催化对甲氧基苄胺氧化脱氢的活性中间体是Ni³⁺OOH。

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页岩油与地沟油共催化裂化及其产物分布规律研究

陈进, 石剑, 王车礼

现代化工. 2022, 42(4): 156-160,166. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.04.030

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以地沟油和龙口页岩油为原料,考察了不同配比的页岩油与地沟油共催化裂化及其产物分布规律。结果表明,地沟油质量分数为25%时,轻油收率和液收率最高,分别为54.24%和78.13%,转化率达到92.23%。对汽油馏分和柴油馏分组成进行分析可知,随着地沟油质量分数的逐渐增加,汽油中的芳烃质量分数先减少后增加,杂原子化合物的质量分数先减少后增加;当地沟油质量分数为25%时,汽油馏分中的芳香烃质量分数在50%左右。裂解气中主要是C₃及以下气体,质量分数达到65%以上。

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硝化腐植酸基离子印迹聚合物的制备及吸附性能研究

王安, 边思梦, 樊凯丽, 赵峥, 尚宏周, 孙晓然

现代化工. 2022, 42(4): 161-166. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.04.031

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以腐植酸为原料、浓硝酸为氧化剂合成硝化腐植酸(NA),再以硝化腐植酸为基质、N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)为功能单体、Pb(NO₃)₂为模板、N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂、过硫酸钾(K₂S₂O₈)与亚硫酸氢钠(NaHSO₃)为复合引发剂,经过沉淀聚合法制备铅离子印迹聚合物IIPs。利用SEM、FT-IR、TG-DSC表征所得产物,探究产物的结构与性能,并通过紫外-可见分光光度法(UV-Vis)研究了IIPs的吸附性能。结果表明,IIPs对Pb²⁺的最大吸附量为21.71 mg/g,该吸附过程符合二级动力学模型和Langmuir热力学模型;IIPs最佳循环次数为7次;在竞争离子Cu²⁺和Cd²⁺存在时,选择性系数分别为6.97(Pb²⁺/Cu²⁺)和7.36(Pb²⁺/Cd²⁺)。

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以细菌纤维素为模板制备花状硫化铜及其光催化性能研究

邝美霞, 曾威, 陈倩, 钟成

现代化工. 2022, 42(4): 167-172. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.04.032

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以细菌纤维素(BC)为模板,硫酸铜、硫脲为原料,通过一步水热合成法得到具有三维花状结构的硫化铜(CuS)复合微球。通过XRD、SEM表征了BC/CuS复合材料的结晶结构和微观形貌,并对花状微球的形成机理进行了探究。在紫外照射条件下通过BC/CuS复合材料进行罗丹明B(RhB)的光降解实验并评估其光催化性能,结果表明,复合材料对RhB降解率高达98.2%,且重复5次后仍能保持较高的催化活性。捕捉剂实验证明超氧自由基(·O₂^-)和空穴(h⁺)是复合材料光催化降解反应中的主要活性物种。

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新型互穿网络微球调驱剂的制备与性能评价

宋昭杰, 侯军刚, 赖小娟, 程辰, 党志强

现代化工. 2022, 42(4): 173-176,181. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.04.033

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针对常规聚丙烯酰胺微球膨胀过快导致其在运移过程中发生剪切破碎、封堵效率降低的问题,以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、聚乙二醇二丙烯酸酯400、酸处理淀粉、屏蔽剂为原料,采用反相乳液聚合的方法合成了一种耐剪切能力强、膨胀速率可控的新型互穿网络微球调驱剂。考察了淀粉质量分数对微球粒径的影响以及屏蔽剂浓度对微球膨胀性能的影响。利用红外光谱、热重、扫描、透射及驱替实验对产物的结构、形貌以及性能进行了分析。结果表明,当淀粉质量分数为4‰、屏蔽剂浓度为2 mol/L时,合成的互穿网络微球凝结率低,微球粒径保持在63.94 nm左右,膨胀速率由1 600%降至170%,岩心封堵效率由89.4%提高至96.6%。对岩心驱替实验前后微球微观形貌进行观察发现,其形貌基本不变,表现出良好的耐剪切性能。

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碱金属改性负载Ni₃P催化糠醛加氢重排反应性能的研究

李岩, 遇治权, 孙鹏伟, 王伟

现代化工. 2022, 42(4): 177-181. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.04.034

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采用等体积浸渍法制备Na、K改性的Ni₃P/CePO₄催化剂前驱体,通过氢气等离子体法还原得到催化剂,利用XRD和TEM对制备的催化剂进行表征,研究了催化剂的晶相结构,并考察了催化剂在糠醛水相加氢重排反应中的催化反应性能。结果表明,经过焙烧的Na-Ni₃P/CePO₄催化剂具有高的环戊酮选择性(82.6%),而免焙烧的Na-Ni₃P/CePO₄催化剂表现出高加氢活性,糠醛转化率可达到100%。

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氟化钙污泥脱硫工艺研究

王百年, 陈长铸, 张告时, 邬清臣, 杨保俊

现代化工. 2022, 42(4): 182-186,191. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.04.035

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以酸浸氟化钙污泥为原料、D-葡萄糖酸钠为脱硫剂,采用酸浸-D-葡萄糖酸钠脱硫工艺制备冶金级助熔剂氟化钙,并以氟化钙脱硫率为考察指标,考察并确定了较佳的脱硫工艺条件:D-葡萄糖酸钠添加质量分数为3.5%、搅拌速率为 200 r/min、反应温度为40℃、反应时间为40 min。研究表明,氟化钙污泥经脱硫处理后硫的质量分数从1.209%降低到了0.046%,由此进一步制备的氟化钙主要技术指标均符合冶金行业标准中萤石块矿FL-85的要求。

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多壁碳纳米管/钴镍层状双金属氢氧化物纳米复合材料的制备及电化学性能研究

叶发萍, 解玉龙, 郭倩妮, 赵素琴

现代化工. 2022, 42(4): 187-191. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.04.036

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以硫酸钴(CoSO₄·7H₂O)为钴源、硫酸镍(NiSO₄·7H₂O)为镍源,通过水热法将多壁碳纳米管(MWCNTs)嵌入到钴镍层状双金属氢氧化物(CoNi-LDHs)中合成CoNi-LDHs/MWCNTs复合材料。通过FT-IR、FE-SEM、XRD等分析方法对复合材料的微观组织结构和表面形貌进行表征,并通过循环伏安、恒流充放电以及交流阻抗谱等测试方法对该材料的电化学性能进行研究。结果表明,当反应体系中引入MWCNTs后,CoNi-LDHs颗粒均匀地嵌入碳纳米管网络中,与碳纳米管紧密结合交错在一起,增大了材料的表面积,为氧化还原反应提供了丰富的活性位点;在电流密度为0.5 A/g下,复合材料比电容高达1 965.55 F/g,表明该复合材料具有优异的电化学性能。

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光催化联合海水NaHSO₃还原脱除船舶烟气中NO的研究

李浩智, 李春虎, 魏宝震, 李子真, 刘昌豹, 李栋

现代化工. 2022, 42(4): 192-196,201. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.04.037

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为减少船舶柴油机烟气中NO的排放,将光催化技术与紫外/NaHSO₃高级还原技术联合还原脱除模拟烟气中NO。制备了Ag/TiO_2-x/泡沫陶瓷光催化剂,利用自制的光催化海水喷淋反应器考察了温度、液气比、NaHSO₃浓度、空速、NO浓度对脱硝率的影响。结果表明,随着温度的升高,脱硝率提高;液气比为3~6 L/m³时,脱硝率变化较小;随着NaHSO₃浓度的增大,脱硝率先升后降;空速和NO浓度增大都不利于脱硝。光催化联合海水NaHSO₃能还原脱除NO,NO质量浓度为1 000 mg/m³时,脱硝率可达66.6%,N₂选择性为67.54%,NH₄⁺选择性为13.16%。

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壳聚糖基抗菌材料的制备及在洗衣机中的应用研究

强孟丹, 吴剑荣, 孙汉石, 巫志远, 詹晓北

现代化工. 2022, 42(4): 197-201. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.04.038

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以壳聚糖(CTS)为主要基材,结合无机抗菌剂Ag、Cu,制备了Ag/Cu-CTS复合抗菌颗粒及一种天然无污染的应用于机洗过程的抗菌材料。对Ag/Cu-CTS复合抗菌颗粒的制备条件及其性能进行研究。考察Ag质量分数、致孔剂用量、交联剂体积分数、交联温度等对抗菌颗粒性能的影响。通过颗粒机械强度、傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)对复合颗粒进行综合性能评估,并对Ag/Cu-CTS复合抗菌颗粒在机洗中的应用进行评估。结果表明,在Ag质量分数为40%、致孔剂用量为2.5 mL、交联剂体积分数为1.0%、交联温度为45℃条件下制备的Ag/Cu-CTS复合抗菌颗粒抑菌效果最好。

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生物基异山梨醇型环氧固化剂的制备及性能研究

张朝群, 李世哲, 王也铭, 黄丹

现代化工. 2022, 42(4): 202-205,211. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.04.039

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利用生物基单体异山梨醇代替石油基单体双酚A合成了生物基环氧树脂SIE-21,考察了催化剂用量、添加形式、滴加速度、反应时间等对SIE-21的影响。以SIE-21、二乙烯三胺、聚丙二醇二缩水甘油醚为原料,成功制备了生物基水性环氧树脂涂料固化剂,同时考察了反应时间、反应温度等对SIE-21及固化剂性能的影响,并对最优化固化剂进行了简单的固化性能测试。结果表明,通过引入异山梨醇单体,生物基环氧树脂固化剂的吸水率可达17%,且具有一定的拉伸强度。异山梨醇作为生物可再生原料可以制备性能较好的水溶性环氧树脂涂料固化剂。

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原位电生成活性氯氧化降解高氯含氮废水的研究

王文虎, 王储, 赵姗姗, 刘英, 刘涛, 纪奕辉, 郭绍辉, 阎光绪

现代化工. 2022, 42(4): 206-211. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.04.040

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采用三电极体系探究了Ti/RuO₂-IrO₂、Ti/SnO₂-Sb₂O₃、Ti/Pt、石墨4类电极的电化学性能,考察了不同电极材料、初始pH、初始Cl^-质量浓度、电流密度对生成活性氯浓度的影响。在选取较优的操作条件下电解模拟氨氮废水,结果表明,以Ti/RuO₂-IrO₂电极为阳极,在初始pH为7、初始Cl^-质量浓度为12 500 mg/L、电流密度为100 A/m²的条件下电解120 min氨氮,总氮去除率分别达96.71%、90.44%;活性炭吸附150 min,总氯、余氯去除率分别达到98.43%、98.81%,减小了废水对后续生物处理系统的影响。

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改性MCM-41催化苯酚与叔丁醇烷基化反应性能研究

韩洪林, 申延明

现代化工. 2022, 42(4): 212-216. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.04.041

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采用MCM-41分子筛催化剂进行液相催化苯酚与叔丁醇的烷基化反应,通过XRD、TEM、BET、NH₃-TPD等手段对催化剂进行表征,考察了反应条件对苯酚转化率、对叔丁基苯酚(PTBP)选择性以及改性处理对催化剂性能的影响。结果表明,酸改性后MCM-41分子筛并未改变其结构,酸性增强,微孔体积基本不变,比表面积、孔体积和孔径都增加。在反应温度为130℃、n(叔丁醇)∶n(苯酚)=7∶1的条件下,反应10 h内苯酚平均转化率为65%,PTBP选择性为60%。

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载体改性对Ni基催化剂分解四氢呋喃的影响

孔令鸟, 张梦薇

现代化工. 2022, 42(4): 217-221. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.04.042

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利用等体积浸渍法制备了不同金属改性载体的Ni/M_xO_y-Al₂O₃(M:Mg、La、Ce)催化剂,以四氢呋喃(THF)为模型化合物,对Ni/M_xO_y-Al₂O₃催化剂催化降解THF制氢活性进行评价。结果表明,添加助剂Ce、La、Mg后,THF转化率分别提高了12.7%、32.8%和31.0%。利用N₂物理吸附、X射线衍射(XRD)和氢气程序升温还原(H₂-TPR)等方法对不同载体的Ni/M_xO_y-Al₂O₃催化剂进行表征。结果表明,La、Ce、Mg的添加减弱了NiO与载体的相互作用,使得催化剂还原温度降低;La、Mg的氧化物高度分散于催化剂表面,但CeO₂-Al₂O₃复合载体在2θ为28.6°和56.3°处出现了CeO₂特征衍射峰,催化剂表面生成了CeO₂微晶颗粒。

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多电极介质阻挡放电等离子体处理印染废水中试研究

王红涛, 樊子文, 茹临锋, 李婉婷

现代化工. 2022, 42(4): 222-226. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.04.043

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采用多电极介质阻挡放电低温等离子体处理印染废水进行中试研究。考察容积为15 L的反应器在不同的输入电压、脉冲频率、溶液初始浓度、气体流速等条件下对甲基橙溶液的降解效果。结果表明,降解效果随输入功率电压的增加而先增加后降低,且在100 V时降解效果最佳,50 mg/L的甲基橙溶液20 min的脱色效率为98.08%,200 mg/L的甲基橙溶液60 min的脱色效率为99.12%;对50 mg/L的甲基橙溶液20 min COD的降解率为29%,连续降解60 min COD的降解率达57%。同时,气体流速也是工业应用中需要重视的影响因素之一。

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氨氮废水汽提精馏与MVR联用技术设计计算

李雅, 赵宇婧, 李志强, 刘晨明

现代化工. 2022, 42(4): 227-230. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.04.044

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针对氨氮含量为14 g/L、进料流量为100 m³/h、出水氨氮浓度<10 mg/L、回收浓氨水15%以上的体系进行了理论物料衡算,发现汽提精馏与MVR联用技术脱氨与直接蒸汽加热相比,吨废水处理的水蒸汽耗量降低了101.5 kg(不计首次开车时通入的蒸汽量),塔釜废水减量119.8 kg,回收15%浓氨水增量18.3 kg;并计算获得压缩机实际功率W₀=2.10×10⁶ W。理论验证了汽提精馏与MVR联用技术节能降耗的可行性。

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生态强化技术对污水厂尾水深度处理的研究

陈波, 谢裕兴, 钟晨, 李明

现代化工. 2022, 42(4): 231-236. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.04.045

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基于水生植物-动物-微生物协同作用的污水生态净化理念,研制出一种利用特征波长灯源强化植物生长的可控型生态强化装置对污水厂尾水进行深度处理。研究表明,水力停留4 d时装置具有最佳的污水净化效果,COD、TP、TN、NH₄⁺-N的出水浓度分别为18.73、0.66、2.74、0.7 mg/L,根据相关国家标准规定,其对COD和NH₄⁺-N的去除效果达到了地表Ⅲ类标准,对TN和TP的去除效果分别达到了一级A和一级B的标准,对TP和NH₄⁺-N的去除效果仍有很大的提升空间;与人工湿地相比,生态强化装置对污染物的去除更具优势。

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2种不同荒煤气衍生气中酸性气体成分脱除的低温甲醇洗工艺开发

李昊洲, 李燕, 张述伟

现代化工. 2022, 42(4): 237-244. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.04.046

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针对某厂的2种不同衍生气原料气,设计出3套低温甲醇洗工艺流程,流程1为8塔低温甲醇洗方案,最后得到净化产品气中酸性组分H₂S摩尔分数降到了0.1×10^-6以下,满足净化要求;流程2针对荒煤气衍生气中含有额外的C₂~C₆杂质尤其是苯杂质的特点而设计,为12塔低温甲醇洗方案,也可满足该厂的净化度要求;为进一步节能降耗,针对流程2又进行了换热网络分析,最终设计了流程3,将整个系统的冷公用工程降低了61.70%,热公用工程降低了61.14%,固定投资降低了37.89%,节省了投资。

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丁二烯抽提装置中粗乙腈制备高纯乙腈的研究

张丽, 朱一华, 刘芝燕, 林森, 余金鹏

现代化工. 2022, 42(4): 245-249. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.04.047

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丁二烯抽提装置废弃的粗乙腈中乙腈质量分数达90%以上,具有回收利用价值。采用精馏与吸附相结合的方法净化粗乙腈,逐步去除粗乙腈中有机杂质与水分。分析结果显示,粗乙腈中含有30多种有机杂质主要含有丙酮、乙醇等轻组分杂质,及C₈~C₁₂烃类等重组分杂质。经处理后丙酮、乙醇、重组分、水的去除率依次可达95.7%、88.4%、97.1%、99.2%,且杂质氨、铁与铜含量低于检出限,获得质量分数达99.75%的高纯乙腈。

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在线SPE-UPLC-QTRAP MS测定水中13种磺酰脲类除草剂

虞霖, 徐枫, 代倩子, 范妙立, 沈一波

现代化工. 2022, 42(4): 250-254. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.04.048

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采用在线固相萃取-超高效液相色谱-三重四级杆复合线性离子阱质谱技术建立了水中甲磺隆、噻吩磺隆、烟嘧磺隆、氯磺隆、胺苯磺隆、苄嘧磺隆、氯嘧磺隆、吡嘧磺隆、环氧嘧磺隆、醚苯磺隆、甲嘧磺隆、氟磺隆及氟嘧磺隆13种磺酰脲类除草剂的检测方法。水样经滤膜过滤后经Oasis HLB在线柱富集净化,以Kinetex C₁₈色谱柱分离,用乙腈和0.1%甲酸水溶液梯度洗脱,采用电喷雾正离子(ESI⁺)多反应监测(MRM)信息依赖采集(IDA)增强子离子(EPI)扫描方式进行检测,外标法定量,EPI谱库确证辅助定性。结果表明,该方法在2.0~50.0 ng/L范围内线性良好(r≥0.998),加标回收率为71.4%~111.2%,相对标准偏差在2.7%~10.3%(n=6),方法检出限为0.4~0.6 ng/L,基质效应为-17.9%~13.8%。利用该方法对太湖水进行检测,结果表明,除醚苯磺隆和氟嘧磺隆外,其余11种磺酰脲类除草剂均有不同程度检出。

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石墨烯修饰电极对吲哚丁酸的电分析应用研究

杜科志, 杜海军, 张艳, 张志萍, 刘雄, 韦愿继

现代化工. 2022, 42(4): 255-259. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.04.049

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将电化学法制备的石墨烯与十二烷基苯磺酸钠在超纯水中超声1.5 h,实现对石墨烯的非共价改性。用所得的复合材料构建了一种石墨烯传感器,利用循环伏安法探究吲哚丁酸的电化学行为。在最优实验条件下,使用线性扫描伏安法对吲哚丁酸进行测定,线性浓度范围为0.5~100 μmol/L,最低检测限为0.022 μmol/L(S/N=3)。该传感器综合性能良好,将其应用在化肥中吲哚丁酸的测定,回收率为98.90%~101.03%。

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