现代化工

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王明华

现代化工. 2023, 43(11): 1-4,9. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.11.001

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在碳中和路径中，绿氨是合成氨工业实现碳减排的重要途径，也是解决大规模风光电力消纳的可选路径。对合成氨制备工艺进行梳理，并分析新能源制氢合成绿氨的经济性，对氨能作为清洁原料、电厂燃料和船舶燃料三大应用场景进行研究，重点就新能源制氢合成绿氨在不同应用场景下的竞争力进行了研判。研究结果表明，绿氨作为清洁原料和船舶燃料的应用场景具有一定的经济效益，且作为船舶绿色燃料的发展空间巨大；但作为电厂燃料的应用场景，则难以从减碳上获得经济效益。

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中国氢燃料电池技术发展现状、挑战及对策

李慧敏, 涂淑平

现代化工. 2023, 43(11): 5-9. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.11.002

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详细介绍了氢燃料电池技术体系的基本构成；着重综述了氢燃料电池在汽车、船舶、航空等领域中的应用现状和进展；深入分析了氢燃料电池在产业规模、市场环境、技术设备、经济、安全及行业发展领域面临的挑战，在此基础上给出具有针对性的发展对策，旨在对中国走出自身特色的氢燃料电池发展之路提供一些启发。

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我国煤化工产业水资源短缺问题分析与建议

易学睿, 王强, 田华, 陶怡, 刘蕾, 步学朋

现代化工. 2023, 43(11): 10-14. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.11.003

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我国煤化工产业要与黄河流域实现高质量协调发展就必须要破解产业取水、用水难题。我国西北富煤地区在煤炭开采过程中产生大量矿井水，但由于水权交易受限等问题，当前矿井水整体利用率较低。未来加强矿井水综合利用有望成为支撑煤化工产业用水和黄河流域高质量发展的重要途经之一。同时，煤化工项目需要加强用水和排水管理，加快循环水冷却系统改造升级，研发推广先进节水和废水循环利用技术。

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膜吸收CO₂捕集技术的研究

李璐蕊, 叶舣, 密建国, 赵兴雷

现代化工. 2023, 43(11): 15-19. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.11.004

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综述了聚合物膜、陶瓷膜、非多孔膜和有机胺溶液、新型吸收剂对膜吸收CO₂捕集技术的影响，探讨了膜材料、吸收剂的优点和不足，展望了膜吸收法未来的发展方向。

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流化床厌氧微生物发酵制氢研究进展

陈鸿伟, 郭成浩, 宋杨凡, 徐凡, 付昱飞, 施睿鹏

现代化工. 2023, 43(11): 20-24,29. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.11.005

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对流化床厌氧微生物发酵制氢的研究进行了总结，对比了常温流化床、高温流化床、两级床、光暗两步发酵法等不同类型流化床反应器的产氢量与速率，分析了各流化床反应器的优势与局限，对流化床厌氧微生物发酵产氢的主要影响因素进行了讨论，并在此基础上对该技术提出了合理的展望。

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生物质中磷元素的转化利用研究进展

蔡明锦, 何志梅, 张永奎, 王雅博

现代化工. 2023, 43(11): 25-29. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.11.006

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综述了生物质中磷的利用途径，主要包括制备磷掺杂生物炭材料以及构建过渡金属磷化物复合材料，并对生物质中磷回收利用的前景做了展望。

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酸性离子液体催化Friedel-Crafts烷基化反应研究进展

范育鹏, 吴芹, 黎汉生

现代化工. 2023, 43(11): 30-35. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.11.007

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介绍了Friedel-Crafts烷基化反应的催化反应机理，综述了Lewis酸性离子液体、Brønsted酸性离子液体、Brønsted-Lewis双酸性离子液体的结构特性及其在催化Friedel-Crafts烷基化反应中的应用研究进展，并对未来发展方向进行了总结和展望。

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木质素纳米胶束在药物递送中的应用

彭玉婷, 承良浩, 余澎, 郭博森, 王闻达, 罗卫华

现代化工. 2023, 43(11): 36-40. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.11.008

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介绍了木质素纳米胶束的主要制备方法及其在pH响应型、温度响应型以及光响应型药物递送领域的最新应用研究进展，分析了木质素纳米胶束应用于药物递送领域的优点和不足，并对未来的研究进行了展望。

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碳材料复合半导体光催化剂的研究进展

朱红梧, 汪园青, 向妍蕾, 韩蓉, 潘育松, 潘成岭

现代化工. 2023, 43(11): 41-45,50. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.11.009

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以活性炭、碳纳米管、氧化石墨烯、碳量子点、碳离子以及氮化碳等碳材料与各类半导体光催化剂复合为例，重点介绍了碳基材料与光催化剂的复合工艺、增强光催化性能的机理、影响碳基材料改性程度的因素及其在降解污水、产氢等方面的应用。最后，提出了碳材料复合半导体光催化剂今后的发展方向。

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粉煤灰硅提取技术研究进展

陈沐阳, 公彦兵

现代化工. 2023, 43(11): 46-50. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.11.010

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系统总结了粉煤灰脱硅技术与工艺的研究进展，重点从脱硅反应条件、反应原理、活化机理及脱硅效率等方面进行了阐述，指出直接脱硅工艺效率低的主要原因是脱硅副反应的发生，而采用物理活化、化学活化及微生物脱硅等方式，可有效抑制副反应的发生并提高脱硅效率。基于粉煤灰中硅的提取技术受下游硅产品应用的牵引和推动，还对硅产品的应用方向进行了展望。

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电催化还原CO₂制异丙醇研究进展

薛旭升, 王进, 曹彬, 苏晨飞

现代化工. 2023, 43(11): 51-55,60. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.11.011

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阐述了当前应用最广泛的碳捕集与封存（CCS）技术，对比分析了几种CO₂捕集技术的优缺点，介绍了燃烧后捕集技术中的固体吸附剂活性炭（ACs）。综述了电催化还原CO₂生成异丙醇催化剂的选择以及电化学实验中的反应路径，电催化还原技术因可以闭合CO₂捕获和利用之间的循环，被视为是一种环境可持续的选择。最后，总结并展望了CCS技术和电催化还原CO₂技术的发展前景以及亟待解决的问题。

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海水直接电解制氢研究进展

王秀林, 戴若云, 张雨晴, 姚辉超, 隋依言, 张瑜, 卢璐

现代化工. 2023, 43(11): 56-60. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.11.012

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分别从催化剂开发、电极材料优化、电解系统设计等角度详细介绍了海水直接电解制氢的研究进展，重点关注了近期在上述方面取得的成果和突破，旨在为构建高产率、低能耗、抗腐蚀的海水直接电解制氢系统提供参考。最后对海水直接电解制氢技术的发展前景进行了展望。

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撬装式高温等离子体气化熔融设备处理油基钻屑技术研究

胡亮, 于海龙, 郑和, 陈海群, 吴波, 徐亚运, 朱宝忠

现代化工. 2023, 43(11): 61-65. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.11.013

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基于对国内外大量文献资料、应用情况的调研，研发了一套撬装式高温等离子体处理油基钻屑的设备。从油基钻屑的处理现状、机理、设备和处理过程中的影响因素等方面系统地介绍了等离子体处理油基钻屑的研究成果，最后指出了该工艺技术存在的问题并提出了今后的研究方向。

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聚丙烯催化剂的研究进展

颜子龙

现代化工. 2023, 43(11): 66-69. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.11.014

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聚合物催化剂可以控制各种重要参数，如分子质量分布、分子结构、立体特异性、线性度以及聚合物的支化。本文综述了聚丙烯催化剂的发展历程，重点介绍了齐格勒-纳塔催化剂、茂金属催化剂和非茂金属催化剂的研究进展。

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含油污泥催化热解技术研究进展

徐颖彤, 高宁, 王云博, 刘济宁, 陈英文

现代化工. 2023, 43(11): 70-74. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.11.015

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介绍了含油污泥的性质、种类以及常用处理方法，归纳总结了含油污泥催化热解相关研究，重点对原位热解和非原位热解2种催化热解方式进行了讨论。其中定向催化热解技术可以实现热解产物的有效调控，具有良好的发展前景。同时还概述了热解催化剂的再生利用方法。催化热解技术在含油污泥资源化的实际应用中仍存在巨大挑战，亟需从反应机制、新型催化剂设计、工艺放大及先进装备等方面开展深入而系统的研究。

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碳中和背景下MICP技术深化与应用

张婧, 杨四方, 张宏, 曹函, 陆爱灵, 唐卫平, 廖梦飞

现代化工. 2023, 43(11): 75-79,84. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.11.016

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MICP技术是近些年来应用于岩土工程和环境工程的一种新型环保处理技术，该技术主要是利用微生物在代谢时会诱导形成碳酸钙晶体、将分散的土体颗粒胶结形成整体或在土体颗粒之间形成桥接，从而达到改良土体的目的。首先介绍了MICP技术的固化机理，同时对固化工艺、原材料浓度等固化效果影响因素进行了评述，并对MICP技术在土体加固、改良再生骨料、土壤修复等领域的应用进行了总结，最后在细菌培养、长期稳定性、副产物处理等方面可能面临的挑战进行了展望。

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复分解电渗析技术的应用研究

李旭, 卫新来, 吴克, 洪磊

现代化工. 2023, 43(11): 80-84. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.11.017

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介绍了复分解电渗析的构成与基本原理，综述了近年来复分解电渗析在无氯钾肥等高价值盐类生产、工业废水处理和海水、浓盐水淡化等领域的最新应用研究，同时指出复分解电渗析在应用中存在的问题，最后对复分解电渗析技术未来的发展进行了展望。

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石墨烯胺基改性调控及其对涂层防腐性能的影响

刘开信, 孙文, 王立达, 刘贵昌, 邢文祥, 贺永鹏, 邓海涛, 刘锦程

现代化工. 2023, 43(11): 85-91,98. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.11.018

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采用环氧树脂固化剂中的芳香胺类物质对部分还原的氧化石墨烯进行表面改性，胺基可与氧化石墨烯表面残留的环氧基团加成反应从而实现在石墨烯表面修饰胺基基团（rGO-NH₂）的调控。通过红外光谱、拉曼光谱、X射线光电子能谱、透射电子显微镜、原子力显微镜对胺基改性石墨烯进行表征。结果表明，随着氧化石墨烯还原程度的不断加深，所得到的胺基改性石墨烯中胺基含量减少、碳原子晶格完整度提高且片层厚度稍有减少。对以rGO-NH₂为填料制备得到的环氧涂层进行交流阻抗测试、极化曲线测试及盐雾腐蚀实验，结果表明，复合涂层低频阻抗模值比纯环氧涂层高了4个数量级，具有更低的腐蚀电流密度、更高的屏蔽性能，且调控石墨烯的胺基改性有效抑制了石墨烯的腐蚀并促进了其活性。

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ZnSe/CoSe/SnO掺杂多孔碳纳米管的制备及其储锂性能的研究

陈梦丽, 赵康康, 王锐, 武举, 张传玲

现代化工. 2023, 43(11): 92-98. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.11.019

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以静电纺丝技术构筑的SnO₂纳米管为模板，在其表面制备金属有机框架层，并进一步通过硒化反应制备了ZnSe/CoSe/SnO纳米颗粒嵌入的N掺杂多孔碳纳米管（ZCS@NCNTs）。结果表明，以ZCS@NCNTs作为锂离子电池负极材料时展现出独特的结构和组分优势，显示出高倍率性能以及优异的循环稳定性，在电流密度为0.1 A/g时循环100圈的比容量为1 621.6 mAh/g；在5 A/g下循环2 000圈后仍能提供426.2 mAh/g的可逆容量。

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石油烃降解菌还原六价铬的特性及条件优化研究

王广顺, 张皓璠, 唐晨, 郭东北, 刘垂伟, 赵苒

现代化工. 2023, 43(11): 99-103,110. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.11.020

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通过对石油烃降解菌Paenarthrobacter ureafaciens Thp2-23进行16S rRNA基因测序分析，利用MEGA 7.0构建菌株系统发育树，并采用二苯碳酰二肼分光光度法检测Thp2-23在不同条件下对Cr （Ⅵ）的还原率；采用SPSS 25.0对各组还原率进行统计学描述及方差分析，探讨pH、温度、石油烃、吐温80和铜离子对菌株还原Cr （Ⅵ）效果的影响。结果表明，菌株Thp2-23在pH 8.0、40℃的最优还原条件下，12 h对50 mg/L Cr （Ⅵ）的还原率为95%，24 h对Cr （Ⅵ）的还原率达到100%。石油烃和吐温80可抑制Thp2-23对Cr （Ⅵ）的还原，铜离子可促进Thp2-23对Cr （Ⅵ）的还原。

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多酶一步纯化共固定系统的构建及催化不对称还原合成手性醇的研究

宋浩雷, 欧阳亚萍, 原泉, 王天尧, 马丽

现代化工. 2023, 43(11): 104-110. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.11.021

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开发了一步纯化共固定老黄酶（OYE1）、醇脱氢酶（ADH-A）和葡萄糖脱氢酶（GDH）系统并一锅级联催化烯酮转化为手性醇类化合物，同时实现辅酶的原位再生。以镍离子金属螯合亲和层析介质（Ni-NTA）修饰的SiO₂纳米花为载体，对带有His-tag的目的蛋白ADH-A、OYE1和GDH粗酶液进行一步分离纯化及固定化，并在优化的反应条件下进行反应，对手性醇产物的产率最高可达92.37%。固定化酶相比于游离酶的稳定性更加出色。在连续5次循环使用后，固定化酶在使用时仍有较高的转化率。同时，固定化酶OYE1&ADH-A&GDH@Ni-NTA@SiO₂对环状、链状及芳香族烯酮类化合物均具有良好的催化性能。

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氟化石墨烯复合膜的制备及胶黏剂对其性能的影响

奚伟彬, 王秀春, 勾紫璇, 赵金平

现代化工. 2023, 43(11): 111-114,120. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.11.022

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将具有超疏水性能的氟化石墨烯（FG）与不同胶黏剂组合制备成复合膜，研究了抽滤、喷涂制备工艺以及胶黏剂的种类[聚苯乙烯（PS）、聚碳酸酯（PC）、聚丙烯腈（PAN）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚四氟乙烯（PTFE）、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）]对FG复合膜性能的影响，同时探究了FG对改性高分子胶黏剂的作用。利用扫描电子显微镜（SEM）、接触角测量仪、粗糙度测量仪对FG复合膜进行表征测试，结果表明，胶黏剂的分散性、化学结构、亲疏水性会影响到复合膜的表面结构、机械耐磨性、疏水性。以PVDF为代表的柔性疏水胶黏剂在胶黏FG成膜过程中显示出独特的优势。同时，FG与胶黏剂复合后薄膜具有更高的表面疏水性及导热性。

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扩散型改性施氏矿物活化H₂O₂去除水体中菲的研究

徐君君, 刘家彤, 伊佳丽, 赵莹莹, 郑跃, 王琼

现代化工. 2023, 43(11): 115-120. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.11.023

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采用浸渍法将施氏矿物（Sch）负载于ZSM-5型分子筛制备Sch/ZSM-5复合催化剂。利用扫描电子显微镜、EDS能谱仪、比表面积分析仪、X-射线衍射仪和傅里叶红外光谱仪等对其矿相结构进行表征，并结合电化学阻抗谱和循环伏安曲线探究了Sch/ZSM-5活化H₂O₂去除水体中菲的有效性。结果表明，经ZSM-5改性后的Sch扩散程度提高、团聚减少、比表面积增大，可为反应提供更多活性位点。Sch/ZSM-5具有更高的电子转移速率，更易发生≡Fe （Ⅲ）和≡Fe （Ⅱ）的氧化还原，因此对菲的去除有更高的催化活性。当溶液初始pH为3.0、Sch/ZSM-5质量浓度为1.0 g/L、H₂O₂质量浓度为150 mg/L、反应时间为3 h时，1 mg/L菲的去除率可达96.13%。循环反应6次后，菲的去除率仍保持在91.24%，证明Sch/ZSM-5具有良好的可重复利用性和稳定性。

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电偶腐蚀数值模型的边界条件优化研究

李双, 鲍学伟, 郝安峰, 李河金, 孙文, 王立达, 刘贵昌

现代化工. 2023, 43(11): 121-127. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.11.024

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提出了一种新颖的极化曲面边界条件设置方式，实现了腐蚀微环境实时变化对腐蚀动态影响的全过程数值模拟。考虑到AE44镁合金/Q235碳钢电偶对阴极为析氢反应，腐蚀环境主要涉及到的因素是溶液pH的变化，因此，研究了pH对电位-电流极化曲线的影响。通过建立模型系统研究了不同边界条件设置对模拟结果的影响，结果表明，当模型边界条件中考虑溶液pH的变化时，模拟结果最接近实验真实值，此模型模拟的精确度最大为94.10%，高于Tafel方程边界的54.87%和极化曲线边界的89.97%。

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基于H₂O₂原位生成的光芬顿体系降解罗丹明B的研究

张硕, 方浩航, 曹旺伟, 蔡以艳, 贺媚, 程芳超

现代化工. 2023, 43(11): 128-133,139. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.11.025

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为解决光芬顿体系需外部提供H₂O₂的问题，利用光催化蒽醌法制备H₂O₂并构建原位生成H₂O₂的光芬顿体系。通过优化实验条件提高H₂O₂产率，并通过降解罗丹明B验证该体系的光芬顿性能。结果表明，当二异丁基甲醇与2-乙基蒽醌质量比为80∶1时，H₂O₂的产率最高，可达13.08 mmol/L；在此条件下，将该反应与光芬顿结合，并将原位产生的H₂O₂用于降解罗丹明B，10 mg/L罗丹明B的降解效率达到95.59%。因此，实验构建的体系具备良好的催化降解性能。

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木质素基固体酸催化剂的制备及催化果糖产5-HMF的研究

孙鹏丽, 张鸿伟, 陶潇然, 陶昱恒, 王利群, 张跃, 卿青

现代化工. 2023, 43(11): 134-139. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.11.026

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采用溶剂提取法从玉米秸秆中提取木质素，以其为原料经碳化-活化制备木质素基固体活性炭，然后再经硫酸磺化合成木质素碳基固体酸（KLCS），并用于催化果糖制备5-羟甲基糠醛（5-HMF）。利用傅里叶变换红外仪、X-射线光电子能谱仪和元素分析仪等对KLCS进行表征与分析，结果表明，—SO₃H基团已经成功连接到该固体酸表面。以该固体酸为催化剂，在二甲基亚砜（DMSO）和水（体积比为6∶1）组成的双相溶剂体系中190℃下反应10 min，5-HMF的产率达到91.7%，果糖转化率为100%。该催化剂经5次循环使用后，5-HMF产率仍能保持在81%以上，表明其具有优良的回收使用性能。

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基于连续流动化学的Bivalirudin绿色合成方法的研究

王振炜, 刘豪, 黄鼎旻, 苏贤斌

现代化工. 2023, 43(11): 140-144,149. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.11.027

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提出了一种新型绿色多肽合成方法，并成功将该方法应用于水蛭素的二十肽类似物Bivalirudin的合成。以苄氧羰基（Cbz）为氨基保护基，利用钯炭装填柱快速脱去Cbz保护，偶联反应及其后处理在微通道反应器内完成，实现了偶联-后处理-脱保护全体系的连续化。结果表明，相比于传统多肽合成方法，该方法原子经济性高、环境污染小，有望在多肽合成产业中得到更加广泛地应用。

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燃料电池用质子交换膜的结构与性能研究

乔宗文, 陈涛

现代化工. 2023, 43(11): 145-149. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.11.028

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以聚砜为前驱体、氯磺酸和8-羟基-1，3，6-芘三磺酸三钠为小分子试剂，基于后磺化方法分别制备了主链型膜材MPS-SA和侧链型膜材SPS-SA，通过FT-IR表征了其化学结构，并制备了相应的聚砜阳离子交换膜，比较了2种阳离子交换膜的性能差异。结果表明，MPS-SA和SPS-SA阳离子交换膜均表现出优异的吸水率、尺寸稳定性和质子传导性能。在相同的离子交换膜容量（IEC）下，MPS-SA由于亲水位点数多，吸水性能更优越。相反，SPS-SA阳离子交换膜由于具备长的柔性侧链，侧链末端磺酸基团的活动能力更强，使得SPS-SA显现出更好的尺寸稳定性、质子传导率和阻醇能力，其中SPS-SA-2在25℃和85℃的吸水溶胀率仅为24.4%和40.2%，相应地质子传导率达到了0.089 S/cm和0.139 S/cm，甲醇渗透率仅为7.21×10^-7 cm²/s。

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不同形貌的一维TiO₂纳米材料的制备及光催化性能研究

孙楠, 陈鹏, 任有良, 狄燕清

现代化工. 2023, 43(11): 150-155,164. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.11.029

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利用静电纺丝技术并通过一体式同轴喷头制备了TiO₂空心纳米纤维，通过调整前驱体溶液中聚乙烯吡咯烷酮（PVP）的浓度制备了TiO₂纳米纤维和纳米带；研究这3种形貌的TiO₂纳米材料对甲基橙的光催化降解效果。结果表明，由于TiO₂纳米带比表面积最大，其光催化降解效果最好；这3种材料经5次光催化循环后光催化能力有所下降，但下降幅度不大，说明3种材料的可循环利用性好。

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富镍NCM811正极材料的制备及电化学性能研究

路韵静, 罗诗健, 任治丞, 张鹏骞, 孙念, 李翠芹

现代化工. 2023, 43(11): 156-164. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.11.030

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采用高温固相反应法制备LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂（NCM811）正极材料。利用TG-DSC、XRD、SEM-EDS、HRTEM对样品进行热分析、物相结构、微观形貌及元素组成分析，对由NCM811正极材料组装的半扣式电池进行倍率性能及长循环性能测试。结果表明，当Ni_0.8Co_0.1Mn_0.1（OH）₂前驱粉体与LiOH·H₂O混合物的预热温度为480℃、混锂配比为1.05∶1、煅烧温度为800℃、煅烧气氛为氧气时，半扣式电池表现出优异的倍率性能和循环性能。

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Ni/SiO₂催化C₉石油树脂加氢的研究

山书锋, 陈艳艳, 冯忠祥, 王泽尧, 姚风浩, 于如军

现代化工. 2023, 43(11): 165-171. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.11.031

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以六水硝酸镍和钠水玻璃为镍源和硅源、碳酸钠为沉淀剂、聚乙烯吡咯烷酮为分散剂，采用共沉淀法合成了C₉石油树脂加氢催化剂；对催化剂制备的搅拌方式、共沉淀温度、老化时间和剪切速率进行了研究，考察了反应条件对C₉石油树脂加氢的影响。结果表明，与普通搅拌相比，在高速剪切下所制备的催化剂活性组分分散性更好，在共沉淀温度为70℃、老化时间为0 h、剪切速率为900 r/min下所制备的催化剂在高负载的同时比表面积达到472 m²/g，具有微-介-大孔的多级孔道结构，形貌为纳米片组成的蜂窝状不规则球体。在反应温度为270℃、H₂压力为6 MPa、反应时间为2 h及C₉石油树脂与溶剂质量比为1∶2时，C₉石油树脂的氢化率达到96.59%，循环套用7次后氢化率仍然在95%以上。

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硫化铋/钨酸铋/碳纳米管三元复合材料的制备及其光催化性能的研究

刘文杰, 孙静, 李信荣, 左士祥, 姚超, 李霞章

现代化工. 2023, 43(11): 172-178. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.11.032

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采用一步水热法制备了硫化铋/钨酸铋/碳纳米管（Bi₂S₃/Bi₂WO₆/CNTs）三元复合材料，并通过XRD、SEM、TEM、XPS等手段对材料进行了表征。结果表明，当Bi₂S₃与Bi₂WO₆摩尔比为1∶1、水热处理时间为12 h时，复合材料表现出良好的光催化活性，即在90 min内对盐酸四环素（TCH）的光催化降解效率为92%。当复合材料循环使用3次后，催化效率仅略有下降，循环稳定性良好。

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纳米片状Bi₂O₂CO₃负极的制备及其电化学性能研究

杨壮, 陈盈竹

现代化工. 2023, 43(11): 179-183,189. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.11.033

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为解决铋基材料作为电极稳定性差的问题，采用电化学电镀、退火等手段在碳织布表面生长纳米片状的大层间距碳酸氧铋制备碳酸氧铋/碳织布负极。经过电化学测试表明，制备的碳酸氧铋/碳织布负极在7 mA/cm²下实现了2.51 F/cm²的高面积电容值，在20 mA/cm²充放电5 000圈后电容值仍保持最大值的88.73%，与同等实验条件下制备的铋/碳织布相比提升了31.99%，展现了良好的电化学性能。

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MoVO_x复合金属氧化物的快速合成及其催化甘油氧化性能研究

刘东琦, 李双明, 唐成, 李善奇, 张思琪, 于三三

现代化工. 2023, 43(11): 184-189. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.11.034

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采用亚临界水热法快速合成了MoVO_x复合金属氧化物。考察了亚临界水热温度、n（Mo）∶n（V）对MoVO_x复合金属氧化物晶相组成、形貌、比表面积、氧化还原能力的影响。研究表明，在亚临界水热体系下可制备以V_0.95Mo_0.97O₅为主要晶相的MoVO_x样品；当制备温度为240℃、n（Mo）∶n（V）为1∶0.8时，V_0.95Mo_0.97O₅晶相质量分数可达到99.10%，且形貌为片状和棒状堆积结构；而当制备温度为280℃时，样品则呈现出明显的八面体结构。将所得MoVO_x样品用于催化甘油氧化反应，考察了其催化性能，结果表明，片状和棒状结构的比表面积高于八面体结构，片状和棒状的高比表面积结构可以很好地将催化剂内的氧化还原中心暴露出来，因此催化性能较高。在制备温度为200℃、n（Mo）∶n（V）=1∶0.8条件下制备的MoVO_x催化甘油氧化时，对丙烯醛和丙酮的选择性高达81.10%。

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乙二醇苯基醚丙烯酸酯的连续合成工艺研究

李佳欣, 谭伟, 张维刚, 蔡晓兰, 方岩雄

现代化工. 2023, 43(11): 190-193. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.11.035

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针对传统工业化合成乙二醇苯基醚丙烯酸酯（PHEA）存在效率低、能耗高和三废量大等问题，以丙烯酸与苯氧乙醇为原料，在固体酸催化作用下利用反应精馏技术进行连续酯化反应得到目标产物PHEA。在固定催化剂质量为34 g的条件下，考察反应温度、原料醇酸摩尔比、进料速度及空气流速对PHEA收率的影响。结果表明，在反应温度为110℃、原料醇酸摩尔比为1.0∶3.0、进料速度为120 g/h、空气流速为500 mL/min时，PHEA收率可达87.55%。对固体酸催化剂进行稳定性考察，该固体酸表现出良好的稳定性。

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碱活化过一硫酸盐降解水中三氯生的研究

何娜, 宋秀兰

现代化工. 2023, 43(11): 194-200. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.11.036

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采用碱活化过一硫酸盐（peroxymonosulfate，PMS）对水中三氯生（Triclosan，TCS）进行降解，考察了PMS浓度、pH、温度、共存离子和腐殖酸（HA）等对碱/PMS体系处理效果的影响，探究了体系主导自由基和TCS降解路径。结果表明，在PMS浓度为3 mmol/L、pH为10和温度为30℃的条件下反应3 h，初始质量浓度为5 mg/L的TCS降解率可达96.94%；Cl^-对TCS的降解表现为低质量浓度抑制高质量浓度促进，NO₃^-和H₂PO₄^-对TCS降解有促进作用，CO₃^2-和HA则抑制TCS的降解。自由基捕获实验确定了碱/PMS体系的主导活性氧物种为单线态氧（¹O₂）和超氧自由基（O₂^·-）。LC-MS/MS鉴定了13种主要中间体，并提出了羟基化、醚键断裂、脱氯和开环4种相关反应途径。

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基于钼酸铁的无机抗冻自导电水凝胶的制备及其性能研究

王璐, 毛辉麾, 王桂灵

现代化工. 2023, 43(11): 201-207. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.11.037

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以钼酸铵和氯化铁为原料，在常温常压下制备了纯无机钼酸铁水凝胶；通过钼酸铵和氯化铁的添加比例调节其交联度、保水能力和力学性能。结果表明，该无机水凝胶主要通过羟基桥进行交联，并自带较强的导电能力。通过引入甘油、乙二醇等溶剂形成多元混合溶剂体系，获得具备优异抗冻性的自导电无机水凝胶。保水性实验以及-20℃环境下的抗冻实验表明，制备的自导电无机水凝胶保水性、抗冻性能优异，且制备材料绿色环保，制备方法经济简单，可满足国家"双碳"战略。

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纳米聚集体ZSM-5分子筛的改性及其用于甲苯-乙醇烷基化高效合成对甲乙苯的研究

聂海伟, 朱鹏, 邹杨杨, 刘海鸥, 张雄福, 刘国东

现代化工. 2023, 43(11): 208-213. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.11.038

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针对煤基乙醇与甲苯烷基化制对甲乙苯反应，选用纳米聚集体HZSM-5分子筛作母体催化剂，利用浸渍法并分别采用Si、P、Mg单组分与多组分复合对纳米聚集体分子筛进行改性，在固定床反应器上考察了其催化反应性能。结果表明，与普通HZSM-5分子筛相比，纳米聚集体HZSM-5分子筛催化甲苯-乙醇烷基化反应性能更佳；纳米聚集体HZSM-5分子筛经Si、P、Mg单组分改性后反应产物对位选择性得到提高，经复合改性后对甲乙苯选择性进一步提升，其中Si、Mg复合改性催化剂4Si-2Mg/HZSM-5具有最佳的催化效果，其乙醇转化率为100%，甲苯转化率可达11%以上，对甲乙苯选择性高达99%以上；经100 h长运转后，甲苯转化率逐渐下降至6.8%，而对甲乙苯选择性仍接近100%。

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萃取精馏分离丙酮、甲醇和四氢呋喃

李春利, 刘亚磊, 段丛

现代化工. 2023, 43(11): 214-218,223. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.11.039

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丙酮、甲醇和四氢呋喃共沸物是制药行业常见的待分离物系，而萃取精馏是一种分离共沸物的有效方法。通过三元相图分析对氯苯和二甲基亚砜两种萃取剂进行了比较。运用Aspen Plus软件进行流程模拟分析，使用序列优化法、以年度总费用最小为目标对不同分离流程进行模拟优化。通过对不同分离流程进行比较，确定了先使用氯苯、后使用二甲基亚砜为萃取剂的流程为最佳分离流程；相比于先使用二甲基亚砜、后使用氯苯的流程，此流程能耗降低了25.08%，年度总费用降低了25.38%。

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甲醇制烯烃工业装置的分离优化

李雪, 江洪波, 李德飞, 陈玉石

现代化工. 2023, 43(11): 219-223. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.11.040

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以煤为原料的甲醇制烯烃（MTO）技术可以有效降低我国对石油资源的依赖，但MTO工业装置普遍存在分离能耗较高的问题。采用Aspen Plus对某厂180万t/a甲醇制烯烃装置分离部分的工艺流程进行稳态模拟，模拟结果与实际值吻合良好。运用灵敏度分析工具对工艺参数进行优化，优化后1年可增产乙烯554 t、丙烯487 t，并节约3.5×10⁶ kW的热负荷。将脱丙烷塔塔釜去乙烯回收塔的热物流用于丙烯塔进料预热，可进一步提高经济效益。

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新型阳极循环SOFC工艺模拟与分析

姚辉超, 隋依言, 王秀林, 伍思达, 侯建国

现代化工. 2023, 43(11): 224-227. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.11.041

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以50 kW固体氧化物燃料电池发电系统工艺为计算基础，通过Aspen Plus软件搭建了SOFC工艺流程计算模型，设定了模型假设和初始输入条件，讨论了原料气组成、温度、压力、循环气比例等操作条件影响情况，分析了电堆温度控制手段的思路和效果。结果表明，水汽比例、阳极循环气比例、阴极空气量3种温度控制手段均能实现温度的调控，同时3种控制手段在操作条件和联锁方面分别具有不同调控范围和适用条件。水汽比例调节适用于发电系统全局性的调节，一旦确定尽量不要轻易调整，是系统维持稳定运行的保障；阳极循环气比例在调节燃料利用转化效率方面具有重要意义；阴极空气是目前最常用的调节电堆温度的首选手段。

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渣油加氢裂化装置分馏流程优化研究

李国瑞, 李征容, 韩小康, 王帅立

现代化工. 2023, 43(11): 228-230,235. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.11.042

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以某新建300万t/a渣油加氢裂化装置为例，对冷低压分离器不同的操作压力及分馏塔进料加热炉炉前是否设置闪蒸罐从而对装置的操作费用、能耗、投资的影响进行了分析、对比。通过模拟分析发现，将冷低压分离器操作压力由0.20 MPa提高至1.35 MPa、并设置分馏塔进料加热炉炉前闪蒸罐，能耗（折标油）降低600.33 kg/h，操作费用降低1 546.11万元/a，一次性投资费用降低364万元。综合对比能耗、投资及操作费用，适当提高冷低压分离器的压力并设置分馏炉前闪蒸罐的流程更具优势。

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煤制氢低温甲醇洗装置改造方案研究

王克华, 管凤宝, 夏祖虎, 杨志毅, 李燕, 刘永炜, 张述伟

现代化工. 2023, 43(11): 231-235. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.11.043

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某石化厂将煤制氢原料中掺混的低硫石油焦换成了高硫石油焦，希望以此进一步降低原料成本，但经过操作发现进入低温甲醇洗装置的原料气中H₂S大量增加，远超原装置设计值，因此需要对这部分的工艺流程进行改进。首先采用RPS软件对与原设计相似的工艺流程进行了模拟计算，确认可用于高硫工况；接下来新增加了1套未变换气洗涤系统以净化新增未变换气，并再次对高硫工况进行了模拟计算；最后提出了2种方案，建议优选方案2进行改造。

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羧甲基壳聚糖基水凝胶修饰电极的制备及其对Cd²⁺和Pb²⁺的同时检测研究

何祖宇, 李普旺, 周闯, 王超, 刘运浩, 宋书会, 杨子明

现代化工. 2023, 43(11): 236-242. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.11.044

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制备了羧甲基壳聚糖-多巴胺水凝胶材料并用作电极修饰材料，成功实现了对Cd²⁺和Pb²⁺的同时检测。通过采用扫描电子显微镜、傅利叶红外光谱仪和各种电化学技术对材料的形貌及其电化学性质进行了表征。在最优条件下，构建的电化学传感平台对Cd²⁺和Pb²⁺的线性检测方程分别为I=0.40×logC（Cd²⁺）+2.10，R²=0.994、I=1.35×logC（Pb²⁺）+2.99，R²=0.993；线性范围分别为0.01~5、0.05~5 μmol/L；检出限分别为6、8 nmol/L。该水凝胶修饰电极具有良好的选择性、重现性和稳定性，在实际样品中的添加回收率为96%~106%，相对标准偏差不大于5%，添加回收实验结果令人满意。

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基于中性红-碳纳米复合材料的化学修饰电极检测亚硝酸盐

黄凌霄, 赵敏, 鲍彦舟, 胡杰, 颜家保

现代化工. 2023, 43(11): 243-248. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.11.045

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为了实现亚硝酸盐的灵敏检测，利用溶液剥离法和水合肼还原法制备了MWCNT@rGONR复合材料，并通过SEM和XRD等测试手段进行材料表征。将制备的复合材料滴涂在玻碳电极表面，借助简单可控的电聚合方法将中性红修饰到电极上，最终制备了PNR/MWCNT@rGONR/GCE。采用计时电流法对NO₂^-进行定量检测，结果表明，氧化峰电流与亚硝酸盐浓度在1.0×10^-7~1.9×10^-3 mol/L范围内呈良好的线性关系，检出限为7.1×10^-8 mol/L （S/N=3）；同时，所制备的复合电极表现出良好的选择性和重现性。用此复合电极对某石化循环冷水进行实际水样的测定，回收率为93.26%~97.42%，相对标准偏差低于5.32%，结果较为理想。

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2023年, 第43卷, 第11期　刊出日期：2023-11-20

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