现代化工

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孙海萍, 孙洋洲, 周彦希, 张晓舟, 王文怡

现代化工. 2023, 43(12): 1-6,10. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.12.001

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二氧化碳捕集利用与封存（CCUS）是实现净零排放的重要减排措施之一。系统梳理和分析了国内外CCUS产业及关键技术的发展现状和趋势、国内外政策及激励性措施以及典型项目的运作模式等，在此基础上对中国CCUS产业化发展前景进行了展望并提出建议。分析认为，在我国"双碳"背景下，CCUS对于促进化石能源开发和低碳利用、解决我国难减排行业的降碳问题会起到十分重要的作用，具有较好的发展前景，应积极稳妥做好行业发展整体统筹谋划，在关键技术攻关、项目示范等方面加大政策支持力度，稳步培育和推进产业发展。

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我国硫磺产业发展现状及未来趋势

葛昶, 余晓钟, 刘梦薇, 白龙

现代化工. 2023, 43(12): 7-10. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.12.002

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从硫磺产业的国内外市场和行业现状、国家政策及行业标准、相关法律法规及未来产业发展趋势等方面进行阐述和分析，以期为我国硫磺产业制定发展策略及企业运营战略提供参考，同时对国内企业了解国内外硫磺市场的现状及未来发展趋势指明方向，有利于促进我国硫磺产业低碳可持续发展，对实现"双碳"目标和保障国家粮食安全具有重要意义。

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中国CCUS产业价值实现面临的挑战与对策

聂浩宇, 曹勇, 刘潇潇, 罗大清, 郗凤云, 王德亮

现代化工. 2023, 43(12): 11-15. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.12.003

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通过研究领先国家推动CO₂捕集、利用与封存（CCUS）发展的着力点，提出了全产业链价值化、负碳资产市场化、投建资金多元化、激励措施制度化（简称"四化"）的发展路径。针对我国CCUS产业现状与发展目标之间存在的差距，建议加快建立产业链"链长"工作机制、创新市场化机制实现产业价值、分阶段开展多种业务并拓展融资渠道、明确战略定位并给予财政支持等，以期打开我国CCUS产业化、规模化健康发展新路子。

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纤维基海水提铀吸附材料研究进展

赵胜勇, 李永鑫, 高磊, 王华雨, 庆雅诗, 曹丽霞, 李艳香, 李望良

现代化工. 2023, 43(12): 16-20. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.12.004

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详细综述了纤维基海水提铀吸附材料的制备方法、功能基团修饰及其吸铀性能，阐述了海水提铀机理和表征方法，并展望了其发展方向和趋势。

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柱撑型金属-有机骨架材料(PL-MOFs)在气态轻烃分离中的研究进展

张曼, 杨建东, 段红珍, 王晓晴

现代化工. 2023, 43(12): 21-25. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.12.005

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综述了PL-MOFs的构建方法，总结了近年来PL-MOFs在烷烃、烯烃/烷烃、烯烃/炔烃、炔烃/烷烃等轻烃分离中的研究进展，并对其未来发展进行了展望，以期为构筑柱撑型金属有机骨架材料提供借鉴。

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特种氢氧化钙的制备技术与应用进展

王鑫, 韦明, 刘琨

现代化工. 2023, 43(12): 26-30. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.12.006

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综述了氢氧化钙的结构、性质及其重要作用，重点论述了纳米粒级、高比表面积这2种特种氢氧化钙制备方法及其优缺点，讨论了其在众多领域中的优越应用性能，最后提出相关建议和展望。

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低温水热处理含油污泥研究进展

张敏革, 张文晖, 聂凡, 仝坤

现代化工. 2023, 43(12): 31-35,41. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.12.007

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总结了含油污泥（油泥）的种类和基本特点，阐述了亚临界水的特点与低温水热处理油泥的基本原理，重点对近几年低温水热处理技术在油泥中的应用进行了综述，并对未来低温水热技术在油泥处理上的发展方向提出了建议。

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太阳能吸附式空气取水材料与系统研究进展

邓昊, 陈珍慧, 林越, 汪新宇, 冯道伦

现代化工. 2023, 43(12): 36-41. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.12.008

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讨论了太阳能吸附式空气取水材料与系统研究的最新进展，重点归纳整理了各类新型复合吸湿材料，并且对基于各类吸湿材料所提出的吸附-解吸间断式取水系统与连续式取水系统做了介绍与评价，最后对未来吸湿材料与取水系统的研究提出了展望。

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CO₂捕集溶剂吸收法的研究进展

宋菁

现代化工. 2023, 43(12): 42-45,50. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.12.009

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针对最主要的CO₂捕集方法溶剂吸收法，系统梳理了吸收剂有机胺、离子液体、低共熔溶剂以及相变溶剂在碳捕集领域的技术发展历程和现状，并分析了相关技术的发展趋势。目前溶剂吸收法主要以有机胺为主，但仍面临能耗和降解率高等问题，新型胺液溶剂的开发和应用还需时间验证。离子液体、低共熔溶剂和相变溶剂尽管具有替代有机胺捕集CO₂的潜力，但受成本和溶剂黏度的限制，依然面临着较多的技术挑战。因此，溶剂吸收法捕集CO₂技术开发仍有很大的提升空间。

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氮掺杂碳纳米管在电催化中的应用

彭玉婷, 余澎, 张雪, 稂雨繁, 赵航, 罗卫华

现代化工. 2023, 43(12): 46-50. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.12.010

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综述了氮掺杂碳纳米管的制备工艺（如温度、压力、氮源的类型等）对碳管中的氮存在类型、微观结构、性能的影响；介绍了氮掺杂碳纳米管作为催化剂在燃料电池、锌空电池、电解水应用中的最新研究进展，分析了目前所存在的问题，并对未来的发展方向做出展望。

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重金属污染土壤绿色可持续修复研究进展

周铭浩, 李彤, 林学明

现代化工. 2023, 43(12): 51-55. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.12.011

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介绍了表面覆盖和封装、土壤置换、热固定和玻璃化、固化/稳定化、热解吸法、化学冲洗法、电动法、植物法等常用重金属污染修复技术，分析了各项技术的绿色可持续性，并对生物炭法和植物法2种绿色修复技术的研究方向提出建议。

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植物纤维在含油废水处理中的应用研究进展

蔺阳, 李小军, 陈玉强, 胡明睿, 张凯, 陈阳

现代化工. 2023, 43(12): 56-59. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.12.012

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重点从秸秆纤维、果实纤维、种子纤维、麻纤维和果壳纤维5个方面介绍了改性植物纤维在含油废水处理中的应用。介绍了同一植物纤维采用不同方法改性后的吸油性能，并阐述了改性后植物纤维油水分离性能提升的作用机理。最后对植物纤维材料在含油废水处理方面的发展趋势和挑战进行了展望。

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生物炭修复土壤重金属污染的研究进展

朱胜

现代化工. 2023, 43(12): 60-63,68. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.12.013

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针对土壤重金属污染问题，介绍了生物炭修复土壤重金属污染的研究进展。分析了生物炭修复土壤重金属污染的影响因素、机理以及潜在危害。研究表明，生物炭、土壤和重金属3者均会对生物炭修复土壤重金属污染产生影响；生物炭可以直接吸附固定重金属，而且还能够改良土壤的理化性质，间接强化土壤对重金属的吸附固定；生物炭携带的有害物质、非特异性的吸附特性以及对土壤生态系统的影响都具备潜在的风险。展望了生物炭修复土壤重金属污染的研究方向。

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人工湿地微生物燃料电池处理海水淡化浓盐水研究进展

张宇, 王琳

现代化工. 2023, 43(12): 64-68. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.12.014

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综述了人工湿地耦合微生物燃料电池（CW-MFC）处理浓盐水的研究现状，分析了植物、微生物、电极、基质及运行环境等对CW-MFC处理效果的影响，总结了CW-MFC处理海水淡化浓盐水当前存在的问题，并对未来的研究方向进行了展望。

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过渡金属磷化物的制备及电催化性能研究进展

董美君, 张超, 郝敏彤, 韩嘉琦, 李琛

现代化工. 2023, 43(12): 69-73,82. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.12.015

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总结了过渡金属磷化物（TMPs）的制备方法及在电催化水分解领域应用的最新进展，从形貌设计、元素掺杂、材料复合3个方面详细了解了TMPs电催化析氢和析氧方面的研究进展，对今后的发展趋势和面临的挑战进行了展望。

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Co基尖晶石纳米片整体式催化剂用于催化消除VOCs的研究

肖婕妤, 白文才, 杨幸川, 于毅, 徐丽, 刘国际, 曹春梅

现代化工. 2023, 43(12): 74-82. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.12.016

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用不同的过渡金属（Mn、Ni和Fe）取代Co₃O₄中A位Co合成MCo₂O₄纳米片整体式催化剂（MCo-NS），并以甲苯为单芳烃模型测试深度氧化挥发性有机化合物（VOCs）性能。氢气程序升温还原（H₂-TPR）、X射线光电子能谱学（XPS）分析及性能测试结果表明，Mn和Ni取代Co₃O₄中的A位Co，不仅有助于提高催化剂的氧化还原能力，而且有利于表面氧空位的生成和表面吸附氧的活化，从而表现出比参考催化剂Co-NS更高的催化甲苯氧化性能。其中，MnCo₂O₄纳米片催化剂因具有较高的氧化还原能力及丰富的表面吸附氧物种而展示出最高的催化甲苯氧化活性，其T₉₀为254℃，优于NiCo-NS和FeCo-NS；同时，MnCo₂O₄纳米片催化剂具有良好的稳定性。

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复合磁性微球式费托催化剂的制备及性能研究

张雪冰, 王涛, 张琪, 孟祥堃, 卜亿峰, 门卓武

现代化工. 2023, 43(12): 83-87. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.12.017

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以Fe₃O₄材料为磁核、Si （OC₂H₅）₄为包覆硅源，采用沉淀法制备了小粒径、包覆层厚度可控、单核核壳结构的氧化铁/氧化硅复合磁性微球式费托合成催化剂。利用XRD、VSM、SEM、TEM手段表征了催化剂晶相结构、磁性、形状大小，并以合成气为原料，利用费托合成固定床反应器对催化剂的费托合成性能进行评价。结果表明，制得的核壳包覆结构磁性颗粒壳厚100~150 nm，形成了平均粒径50 μm、粒径均一、球形规整度好的复合磁性微球费托催化剂；相同焙烧条件下，该催化剂比Fe₃O₄材料的比饱和磁化强度高25%；催化剂的CO转化率可达54%，CO₂选择性低于22%，CH₄选择性低于10%。

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Co₃O₄/石墨烯气凝胶的催化性能及在铝空气电池中的应用

张忠清, 诸葛祥群, 罗志虹, 李义兵, 罗鲲

现代化工. 2023, 43(12): 88-93. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.12.018

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采用二次水热法合成了Co₃O₄/三维石墨烯气凝胶（3DGA）复合材料正极，并对其进行电化学分析。结果表明，Co₃O₄/3DGA具有比3DGA更高的OER催化活性。Co₃O₄/3DGA正极应用于铝空气电池时，在0.2 mA/cm²的电流密度下电池可至少循环80次，使用3DGA正极的电池只能循环64次，而且Co₃O₄/3DGA正极可以显著降低电池的充电电压。Co₃O₄/3DGA的ORR/OER双功能催化活性是提高铝空气电池性能的主要因素。

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低铱掺杂高活性Ti/IrRuSnSbO_x析氯电极的制备及性能研究

戚卉, 高科, 尤景刚, 孙文, 王立达, 刘贵昌

现代化工. 2023, 43(12): 94-98,103. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.12.019

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为了提高电极的析氯活性并降低生产成本，采用热分解法制备低Ir掺杂的Ti/IrRuSnSbO_x电极，通过材料表征和电化学测试研究了电极的微观结构和电化学性能。结果表明，在0~30%范围内，随着Ir摩尔分数的增加，表面裂纹逐渐增多且加深，增大了内表面活性面积占比，而析氯活性和析氯效率均先升高后降低，其中，掺杂摩尔分数10%的电极具有最低的电荷转移电阻、最高的反应速率，电流密度为10 mA/cm²时析氯电位为1.118 V vs.SCE，析氯效率为99.6%。

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氯氧化铋/聚吡咯复合光催化剂的制备及降解罗丹明B的研究

鲍家泽, 刘学方, 张军, 张永才, 侯建华

现代化工. 2023, 43(12): 99-103. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.12.020

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采用原位光催化氧化聚合法制备氯氧化铋/聚吡咯（BiOCl/PPy）复合光催化剂，利用BiOCl在光照下产生的光生空穴来氧化聚合吡咯单体（Py）生成聚吡咯（PPy），不需要另加氧化剂，因此更加环保和经济。由于Py的光催化氧化聚合反应发生在BiOCl表面的氧化位点，使BiOCl与PPy这2种材料之间形成紧密牢固的异质结界面，从而能更有效提高BiOCl/PPy复合材料的光生空穴和电子分离效率及光催化效率。结果表明，改性后的光催化剂（BiOCl/PPy）光照50 min后可降解99.4%的罗丹明B （RhB），其降解速率是纯BiOCl的2.3倍。该实验设计方法简单、安全、环保、经济，制得的BiOCl/PPy异质结复合材料能高效光催化降解染料类污染物。

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固体电解质涂层隔膜的制备及性能研究

李涛, 吉闫, 张京涛, 张兆龙, 顾岩岭, 陈召勇

现代化工. 2023, 43(12): 104-109,116. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.12.021

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以无机固体电解质Li_1.3Al_0.3Ti_1.7（PO₄）₃（LATP）为涂覆材料，采用简单刮刀涂覆法在商用PE隔膜表面均匀涂覆功能化涂层。利用扫描电子显微镜、循环伏安、交流阻抗、恒电流充放电等测试方法对涂层隔膜的热稳定性、吸液性、保液性、表面形貌、电化学性能进行表征，研究LATP/PE涂层隔膜性能。结果表明，与商用7 μm PE隔膜相比，LATP/PE涂层隔膜的孔隙率、热稳定性和吸液率等指标均有大幅度改善。LATP/PE涂层隔膜为23 μm （L₂样品）时具备最佳的电化学性能，扣式电池在0.1 C倍率下的首次放电比容量为162.79 mAh/g，在1 C倍率下循环100圈后容量保持率为120%。软包锂离子电池在1 C的电流密度下循环100圈后容量保持率为74.12%。

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MOR的合成、表征及催化油酸异构化性能的研究

刘小强, 张壮, 张萍波, 范明明

现代化工. 2023, 43(12): 110-116. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.12.022

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在不添加有机模板剂的体系中，利用晶种诱导法一步水热合成不规则菱形结构的高纯度丝光沸石MOR。考察了晶化时间、晶化温度、投料硅铝摩尔比对沸石合成的影响，并对其进行酸改性制备了油酸异构催化剂。通过XRD、SEM、Py-IR、BET、TG等对合成MOR沸石的晶体结构、元素分布、物化性质进行表征分析，研究了不同改性煅烧温度对HMOR结构和酸性的影响。结果表明，以油酸异构化反应为探针、HMOR-400为催化剂，在反应温度为270℃、反应时间为4 h、水添加质量分数为4%、催化剂质量分数为6%的反应条件下，油酸（OA）转化率为93.20%，主产物异硬脂酸（IA）产率达到66.93%；将催化剂回收重复利用5次，异硬脂酸产率仍可以达到49.34%。

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吡啶氨基化反应及相转移催化剂与溶剂的影响规律研究

杜雪遥, 范鸿霞, 李文英

现代化工. 2023, 43(12): 117-122,129. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.12.023

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针对氮杂环化合物氨基化反应中目标氨基化产物收率和选择性低的问题，以吡啶为模型化合物，通过理论计算和实验验证确定了吡啶氨基化反应机理，分别考察了6种不同的相转移催化剂以及8种不同的溶剂对氨基化反应的影响规律。结果表明，氮杂环化合物氨基化反应遵循单电子转移机理，反应主要包括加合、消除、水解3个步骤。当反应温度为105℃、反应物吡啶与氨基钠摩尔比为1∶2.5、相转移催化剂为N，N-二甲基苯胺、溶剂为十二烷时，可获得较高的目标产物2-氨基吡啶收率（87%）和选择性（93%）。

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电解诱导硬度变化优化电化学水软化工艺研究

郑国鹏, 王立达, 孙文, 鲍学伟, 郝安峰, 赵津, 李河金, 刘贵昌

现代化工. 2023, 43(12): 123-129. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.12.024

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针对不同结垢倾向的水质会影响电化学水软化性能的问题，从水质稳定性角度出发，提出电解诱导水质硬度变化优化水软化工艺的方法。将硬度变化与RSI指数建立联系，并通过循环水动态模拟实验建立基于不同水质结垢倾向的评价体系。结果表明，该工艺为不同结垢倾向的水质提供了一种除垢方式的性能评估方法，实现了电化学水软化技术的工艺优化。

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空气氛围下废弃秸秆转化为铁/生物碳复合储能材料的研究

杜鑫航, 胥琳峰, 林志文, 张永奎, 李盼禹

现代化工. 2023, 43(12): 130-135,141. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.12.025

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采用熔融盐法通过向秸秆材料中掺杂铁元素，将废弃秸秆转化为铁氧化物/生物碳储能材料（FeBNS）。研究了铁加入量对FeBNS储能性能的影响，并对其进行结构表征和电化学性能测试。结果表明，碳基材料中的铁氧化物主要以Fe₂O₃和Fe₃O₄的形式存在，FeBNS呈现出明显的片状结构，并且具有丰富的孔道结构。成功制备了具有双电层电容和赝电容性质的超级电容材料，在电流密度为2 A/g时，电容为212.2 F/g；电流密度为10 A/g时，电容为149.9 F/g，保留率为70.6%。

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CuS@MnO₂核壳材料的制备及其在多巴胺电化学传感器中的应用

潘宪清, 张东, 宋静, 徐立群, 田亮亮

现代化工. 2023, 43(12): 136-141. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.12.026

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通过水热法制备了CuS纳米笼@MnO₂纳米片核壳材料，笼状结构作为支撑载体为材料提供坚固的骨架，避免了片层结构的团聚。将CuS纳米笼@MnO₂纳米片/玻碳电极用于对多巴胺浓度检测，结果表明，CuS纳米笼@MnO₂纳米片/玻碳电极在0.02~8.78 μmol/L和13.78~112.78 μmol/L两段线性范围内的灵敏度分别为619.9 μA/[mmol/（L·cm²）]和318.7 μA/[mmol/（L·cm²）]。复合材料电极的灵敏度显著优于单一组分的MnO₂纳米片/玻碳电极和CuS纳米笼/玻碳电极，且具有优异的选择性、重复性以及较好的稳定性。

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Co/g-C₃N₄复合催化剂活化过一硫酸盐高效去除环丙沙星的性能研究

段毅, 邹烨, 周书葵

现代化工. 2023, 43(12): 142-148. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.12.027

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以三聚氰胺、三聚氰酸和硝酸钴为原料，采用高温煅烧法制备出复合型催化剂（Co/g-C₃N₄），用其活化过一硫酸盐（PMS）降解环丙沙星（CIP）。考察了各因素对Co/g-C₃N₄活化PMS去除CIP的影响。结果表明，Co/g-C₃N₄质量浓度为0.5 g/L、PMS浓度为2 mmol/L、溶液初始pH为7、CIP初始质量浓度为5 mg/L、温度为30℃时，CIP在45 min内的去除率可达99.5%；催化剂在5次循环利用后对CIP的去除率仍有83.3%，表明Co/g-C₃N₄的可重复利用性和稳定性良好。自由基淬灭试验表明，Co/g-C₃N₄活化PMS去除CIP的机制包括自由基途径（SO₄·^-、·OH）和非自由基途径（¹O₂、O₂·^-），其中主要活性物质为¹O₂，其次为SO₄·^-。

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发散状介孔SiO₂负载Ag-CeO₂催化剂选择性氧化THFA的研究

陈小妮, 秦卓荣, 王国胜

现代化工. 2023, 43(12): 149-155. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.12.028

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采用溶胶-凝胶法合成具有高比表面积（959.72 m²/g）的发散状介孔SiO₂（MSNs），制备了不同Ag负载量的Ag-CeO₂/MSNs催化剂，探究了其对四氢糠醇（THFA）选择性氧化生成乙酸四氢糠酯的催化效果。当Ag的负载量为10%时催化效果最佳。在反应温度为145℃、反应压力为4 MPa、转速为325 r/min、催化剂质量为1 g的条件下，反应转化率为84%，产物选择性为81.03%。用N₂-吸附脱附、XRD、XPS、SEM、TEM、FT-IR等手段对催化剂进行表征，结果表明，Ag和CeO₂粒子以稳定且高度分散的状态负载于MSNs表面及发散状孔道内部；Ag-Ce存在双金属协同作用，Ag易使环氧化物C—C键断裂开环，Ce能使Ag容易吸附氧气，从而提高催化效率。催化剂重复使用5次后THFA转化率仍可达73.85%，产物选择性为78.43%。

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中空磁性微球活化过一硫酸盐降解水中甲氧苄啶的研究

孙彬, 徐佳敏, 高仕谦, 张占恩

现代化工. 2023, 43(12): 156-162,168. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.12.029

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采用溶剂热法制备了铁酸锰（MnFe₂O₄）中空磁性微球（HM-MnFe₂O₄），利用SEM、TEM、XRD、VSM、XPS、BET/BJH方法对材料进行表观和形貌分析，并将其应用于活化过一硫酸盐（PMS）降解水中的甲氧苄啶（Trimethoprim，TMP），通过高效液相色谱法对降解效率进行评估。结果表明，在pH为9.0、PMS浓度为3.0 mmol/L的条件下，投加0.20 g/L的HM-MnFe₂O₄纳米材料可在120 min内完全降解10.0 mg/L的TMP。同时，考察了阴阳离子对TMP降解过程的影响，Cl^-对TMP的降解有促进作用，HCO₃^-、Cu²⁺和腐殖酸（HA）均具有一定的抑制作用。通过自由基猝灭实验发现降解体系受到·OH、O₂^-·的自由基和¹O₂的非自由基影响。循环实验证明HM-MnFe₂O₄纳米材料具有良好的循环利用性能。

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温度对LaMnO_3+δ薄膜材料功函数影响机制研究

周跃奇, 郑人豪, 刘琳, 高梦珂, 谢永新, 常爱民, 赵鹏君, 粟智

现代化工. 2023, 43(12): 163-168. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.12.030

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通过磁控溅射的方法制备了LaMnO_3+δ薄膜材料。掠入射X射线衍射（GIXRD）测试结果表明，薄膜材料为单一相结构的多晶氧化物，结构为正交畸变钙钛矿LaMnO_3+δ；利用开尔文探针显微镜（KPFM）测得LaMnO_3+δ薄膜接触电势差（CPD）的高分辨率图像，并通过CPD结果计算得知，在30~80℃温度范围内，随着温度的升高材料的功函数由4.452 eV升至4.644 eV，这是由于材料内部高价阳离子Mn⁴⁺浓度增加所致。该结果在XPS测试中得到进一步验证，Mn⁴⁺/Mn³⁺含量随温度的升高而升高。采用自组装电阻-温度测试系统的测试结果表明，薄膜材料在30~80℃范围内具有一定的负温度系数热敏特性。

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溶剂调控Cd基MOFs的合成及其荧光性能研究

王策, 王征帆

现代化工. 2023, 43(12): 169-173. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.12.031

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利用线型苯羧酸配体1，4-二（4-羧基苯基）苯（H₂tpdc）构筑金属有机框架（MOFs）。基于单一配体策略，在溶剂热条件下成功构筑了3例无色透明晶体。其中化合物[Cd （tpdc）]·3DMF （化合物1）是一种新型高穿插MOFs，在5次穿插后孔隙率仍高达57.5%。通过X-射线单晶衍射仪对该化合物进行表征，并对其热稳定性及荧光性质进行研究。结果表明，该晶体属于单斜晶系，化合物1结晶在单斜晶系P2/c空间群；晶胞参数为：a=0.157 89 nm，b=2.484 3 nm，c=2.637 2 nm；化合物的单晶结构中Cd离子采用三角十二面体配位构型。化合物1的最大发射峰位于360 nm处，相比配体H₂tpdc的固态荧光最大峰红移34 nm。

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含钆聚酰亚胺中子屏蔽材料的制备及性能分析

冯宇钦, 柳伟平, 郑明杰, 李孝晨

现代化工. 2023, 43(12): 174-180. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.12.032

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通过硅烷偶联剂对氧化钆（Gd₂O₃）进行表面改性处理制备了改性氧化钆（M-Gd₂O₃）；采用水热法合成了Gd-MOF[Gd₄（1，2，4，5-BTEC）₃]；将聚酰亚胺（PI）分别与Gd₂O₃、M-Gd₂O₃、Gd-MOF耦合制备了Gd₂O₃/PI、M-Gd₂O₃/PI、Gd-MOF/PI 3种复合屏蔽材料。通过SEM、EDS、FT-IR、TGA对复合屏蔽材料进行表征，结果表明，成功实现了M-Gd₂O₃与Gd-MOF的合成；在钆质量分数为4%时，3种复合屏蔽材料的T_5%均在500℃以上；随着钆质量分数的进一步提高，3种复合屏蔽材料的热稳定性均出现不同程度的下降。拉伸试验结果表明，在钆质量分数为4%时，3种复合屏蔽材料的断裂强度相较于纯PI有不同程度的提升。通过现场实验测量和SuperMC模拟研究了复合材料的热中子屏蔽性能，Gd质量分数为4%的Gd-MOF具有高屏蔽性能、高耐热性。

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生物炭复合吸附剂处理含油废水效能机制研究

董晓清, 姚萌, 王冰, 潘海丰, 冉治霖, 陈停

现代化工. 2023, 43(12): 181-185. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.12.033

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以生物炭为载体负载壳聚糖、磁性纳米Fe₃O₄制备了一种生物炭负载纳米Fe₃O₄新型吸附剂，考察了其吸附性能及可再生性能。结果表明，在pH为7、温度为30℃、吸附剂投加质量为0.4 g时反应120 min，COD、油、浊度的去除率分别为83.34%、92.21%和97.82%，达到回注水标准。吸附剂经过5次再生后对废水仍有较好的去除效率。新型生物炭复合吸附剂对含油废水有很好的吸附效果，且其优越的再生性可以有效地节约成本。

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纳米聚集体ZSM-5分子筛应用于苯-乙醇烷基化制乙苯研究

吕晓欢, 朱鹏, 邹杨杨, 刘海鸥, 张雄福, 刘国东

现代化工. 2023, 43(12): 186-192. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.12.034

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针对苯与乙醇烷基化制备乙苯的反应，选用纳米聚集体HZSM-5分子筛为母体催化剂，采用固定床反应器考察了反应条件对催化性能的影响，筛选出最优反应条件，并评价了母体催化剂的稳定性；探究了Zn、Mg、P单组分改性以及Zn和Mg、P和Mg复合改性催化剂对反应性能的影响。结果表明，在苯/醇摩尔比为6、空速为6 h^-1、反应温度为350℃、载气流量为30 mL/minČ的条件下，催化剂连续反应300 h苯转化率保持在15%以上，乙苯选择性和乙基产物的选择性分别保持在96.3%和98.8%左右，但二甲苯的质量分数偏高，保持在490 μg/g以上。母体催化剂经单组分改性后，苯-乙醇烷基化的副产物二甲苯质量分数均得到降低，经P和Mg复合改性具有更好的效果，苯转化率和乙基选择性分别为15.4%和99.6%，二甲苯质量分数可降低至241 μg/g。

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碳量子点修饰电极对生物挂膜及硝氮还原特性研究

王丽, 李瑾, 王文雷, 韩煦葳, 王锦

现代化工. 2023, 43(12): 193-198. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.12.035

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研究了不同制备条件下的碳量子点（CQDs）修饰碳毡电极对微生物挂膜及硝酸盐氮（NO₃^--N）催化还原性能的影响。通过扫描电镜（SEM）和电化学测试方法对其进行测试，结果表明，CQDs质量浓度为14.4 g/L、碳化时间为24 h时，风干干燥方法制备的CQDs修饰电极具有较大的比表面积和良好的挂膜能力；循环伏安曲线分析结果表明，NO₃^-离子还原峰位于-0.785~-0.663 V之间，峰值电位和峰值电流较大，NO₃^--N的还原性能更强，同时交流阻抗谱也体现了该工况下较小的电荷转移内阻，均为10~18 Ω之间。因此，使用CQDs修饰可以提升MFC生物阴极的挂膜能力及NO₃^--N的催化还原性能。

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(M³⁺Y) L配合物对醇胺氧化抑制作用的实验研究

江洋洋, 黄钟斌, 陈曦, 黄伟, 储政

现代化工. 2023, 43(12): 199-203. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.12.036

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以最具有代表性的有机胺单乙醇胺（MEA）水溶液为研究对象，研究了抗氧剂（M³⁺Y） L对MEA溶液氧化降解的抑制作用。主要考察了CO₂酸气含量、氧气压力、抗氧剂量、MEA溶液浓度、反应温度等因素对氧化抑制作用的影响。结果表明，在反应温度为120℃、氧气压力为1.0 MPa、搅拌速度为400 r/min时，添加0.2%抗氧剂可使3 mol/L的MEA水溶液的抗氧化降解能力提高近16倍。此外，还对（M³⁺Y） L氧化抑制作用失效的原因进行分析并提出了相应对策。

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乙腈法抽提丁二烯流程模拟与优化

叶启亮, 赵成辉, 孙浩, 李玉安, 袁佩青

现代化工. 2023, 43(12): 204-208,212. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.12.037

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针对乙腈法抽提丁二烯流程中脱轻脱重单元高能耗问题，提出了隔壁塔热泵精馏新工艺。采用Aspen Plus软件对新工艺进行严格稳态模拟，研究考察了进料位置、隔板位置、分配比、侧线采出位置和压缩机压缩比对产品质量和能耗的影响。优化后的隔壁塔热泵精馏工艺最佳操作条件为：进料位置为第34块理论板，隔板顶部位置为第9块理论板，隔板底部位置为第59块理论板，分配比为0.17，侧线采出位置为第25块理论板，压缩机压缩比为2.24。完成相同的分离任务，脱轻脱重单元新工艺比传统工艺节能58.9%。

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氧化铝生产多效蒸发器末效乏汽潜热回收发电工艺研究

宋二伟, 周晓宇, 王建城, 郭存悦, 王二强

现代化工. 2023, 43(12): 209-212. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.12.038

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为进一步提高蒸汽热量利用率、降低能耗及循环水用量，开展了有机朗肯循环发电耦合技术回收多效蒸发末效乏汽潜热利用技术研究，借助建模仿真手段对该工艺进行分析。结果表明，净发电量（热电转换效率）随着冷凝温度的降低而升高、随着工质泵出口压力的增大而升高，且不同有机工质的效率存在差别。以国内某氧化铝厂一组蒸发系统末效乏汽数据为基础，乏汽流量为55 t/h （温度63℃，压力20 kPa）、冷凝温度为20℃、工质泵压力增量为0.25 MPa时，净发电量为2 309 kW。

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与电解水制氢和固体氧化物燃料电池耦合集成的新型压缩空气储能系统性能分析

张利, 段福凯, 李彪, 贾开华, 樊宽鹏, 姜艳, 于云霞

现代化工. 2023, 43(12): 213-220. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.12.039

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为提高压缩空气储能系统的效率，提出了一种新型耦合系统：将压缩空气储能系统与电解水制氢系统和氢能固体燃料电池系统进行系统集成。在充电过程中，电解水制氢系统和压缩空气储能系统分别将电能存储。在放电过程中，采用氢能固体燃料电池和压缩空气储能系统进行发电。采用压缩空气储能系统排出的空气余热以及剩余的压缩热加热氢能固体燃料电池系统的给水，从而增加系统电能输出。通过以上系统集成，实现了能量梯级利用，有效提高了压缩空气储能系统的效率；同时与氢能系统集成，实现了整个过程碳零排放。对耦合系统进行了热力学分析和经济性分析，结果表明，压缩空气储能系统的往返效率、储能密度和GFDA3效率可达70.05%、12.01 MJ/m³和66.39%；同时，耦合系统的整体效率可提高1.19%。压缩空气储能系统的动态投资回收期为3.36 a，净现值可以达到1 458.01万元，具有较好的经济收益。

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ICP-MS法测定电子级高纯盐酸中的痕量元素

周豪, 魏永明, 杨虎

现代化工. 2023, 43(12): 221-224. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.12.040

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为了有效检测电子级高纯盐酸中的痕量元素，利用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）进行测定，用全基体进样系统（AMS）进样，用标准加入法进行上机检测，无需前处理，避免了在样品前处理时的污染问题。电感耦合等离子体质谱法可以消除多分子离子干扰，降低检出限，提高定量准确性。该方法的检出限为0.05~5.4 ng/L，加标回收率为96%~108%，稳定性RSD均不超过5%；操作简单，结果可靠，适用于高纯盐酸中痕量元素的快速测定。

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碱溶-电位滴定法测定重整催化剂中氯含量新标准的建立及应用

张婧元, 何沛, 梁迎春, 杨晓彦, 霍明辰

现代化工. 2023, 43(12): 225-229,236. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.12.041

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建立了碱溶-电位滴定法测定重整催化剂中氯含量的方法，对催化剂样品消解条件、方法干扰、方法准确性进行了考察。通过实验，得到方法检测范围为0.60%~1.80%。称取样品的质量为0.15 g左右，采用30 mL质量浓度为30 g/L碱液进行消解，消解温度约为250℃，时间在10 min左右，调节抽提液pH小于7。制定了石化行业测定重整催化剂中氯含量的新标准，并在炼化企业得到应用。

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基于水解识别机制的过氧化亚硝酸盐荧光探针的合成及性质研究

何潞潞, 张珍, 李佳佳, 曾竟

现代化工. 2023, 43(12): 230-236. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.12.042

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以典型聚集诱导发光（AIE）性质的四苯乙烯基为荧光母体，通过酯基连接上水溶性佳的聚乙二醇基合成了具有AIE特性的化合物TPE-PEG₂₀₀₀-TPE；利用光谱法研究探针TPE-PEG₂₀₀₀-TPE的光学性能，结果表明，探针在DMF/H₂O混合溶液中具有典型的AIE性能，其溶液（探针溶液浓度为10 μmol/L，DMF/H₂O体积比为1/4，在PBS缓冲溶液中pH值为7.4）对ONOO^-表现出"turn-off"特异性识别，猝灭比可达97.86%，检出限为1.26×10^-6 mol/L，具有较好的选择性、较高的灵敏度和较大的Stokes位移（164 nm）。通过薄层色谱法和高分辨质谱法对探针识别ONOO^-的机制进行研究，结果表明，该探针通过酯基水解生成TPE-COOH，进而使荧光发生变化，实现对ONOO^-的特异性识别。

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基于苯并噻唑的汞离子荧光探针的合成与应用研究

李彩芳, 陈宇, 王应蝶, 石治川

现代化工. 2023, 43(12): 237-241. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.12.043

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以末端缩硫醛作为识别位点、苯并噻唑衍生物作为荧光团，设计并合成了一种具有特定反应的新型Hg²⁺荧光探针（BDP）。它与Hg²⁺结合时会促进硫解反应，生成具有强荧光的3-苯并噻唑-6-二乙氨基-2-羟基苯甲醛，从而达到荧光增强的效果。通过紫外-可见吸收光谱和荧光发射光谱研究了探针BDP对Hg²⁺的识别效果，表明探针BDP可高选择性、高灵敏度地检测Hg²⁺，具有检出限低（14.9 nmol/L）、响应迅速等优良性能，已被成功应用于实际水样中Hg²⁺的检测。

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基于甘氨酸席夫碱的Zn²⁺荧光探针的制备及性能研究

赖倪, 张胜婷, 邹菲, 李中燕, 袁霖

现代化工. 2023, 43(12): 242-245. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.12.044

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以甘氨酸与5-氯水杨醛为原料，构建了一种高效的席夫碱Zn²⁺荧光探针分子L，结构由¹HNMR和¹³CNMR进行了表征，性能通过光谱实验进行了研究。光谱分析实验结果表明，探针分子L对Zn²⁺具有出色的选择性和灵敏度，在0~14 μmol/L浓度范围内，体系荧光强度与Zn²⁺浓度呈线性关系，检出限为13.72 nmol/L，在365 nm紫外灯下裸眼观察到明显的荧光颜色变化，可实现Zn²⁺可视化检测。通过Job曲线和DFT理论计算对识别机理进行了研究，结果表明，探针分子L与Zn²⁺以摩尔比2∶1结合。此外，水样检测实验表明探针分子L具有应用于检测实际水样中Zn²⁺的潜力。

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2023年, 第43卷, 第12期　刊出日期：2023-12-20

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