现代化工

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静电纺纳米纤维行业发展现状及存在问题探讨

陈勇, 周海培, 黄小娜, 管育, 杨洋

现代化工. 2023, 43(S1): 1-3. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.S1.001

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对国内外静电纺纳米纤维行业发展现状及存在的关键问题进行了分析、总结和探讨,为提高我国相关行业竞争力、促进企业健康快速发展提供有利借鉴。

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基于CiteSpace与VOSviewer的污泥磷回收研究热点分析

康英豪, 张汛, 敖良根, 梁杉, 曾俊涵, 潘伟亮

现代化工. 2023, 43(S1): 4-10. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.S1.002

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以Web of Science中2012—2021年间的期刊文献为数据源,利用CiteSpace和VOSviewer可视化工具,对污泥磷回收研究领域发文量、国家、机构、期刊、作者和关键词等进行分析。结果表明,近10年磷回收领域的发文量增长速度很快,且发文量前10名的研究者中,中国占了较大的比例,处于领先地位;在发文机构方面,中国科学院、哈尔滨工业大学、同济大学排位靠前;且污泥磷回收多发表在Bioresource Technology、Water Research、Chemical Engineering Journal等期刊。通过文献计量分析,明确了目前污泥磷回收的研究热点动向,对未来的研究趋势进行了预测和展望。

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用于CO氧化的Au催化剂载体研究进展

吴辰, 刘国龙, 马占松, 杨宇, 刘玉, 姜炜坤

现代化工. 2023, 43(S1): 11-16,23. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.S1.003

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负载型金(Au)纳米催化剂对CO氧化反应过程具有较高的催化活性,而其负载载体的物化性质对Au催化活性的提升有显著影响。系统地总结了几种常见的Au催化剂载体(活性载体:TiO₂、CeO₂以及Co₃O₄;惰性载体:SiO₂和Al₂O₃)在协调Au催化氧化CO过程中的催化性能及相关的作用机制,重点分析了各载体对催化性能的影响,对负载型Au催化剂载体的选择及设计提供指导,并对未来Au催化剂的发展方向做了展望。

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CO₂捕获中化学吸收剂的快速筛选与设计研究进展

于亚男, 刘彬, 崔哲, 田文德

现代化工. 2023, 43(S1): 17-23. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.S1.004

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在CO₂捕获过程中,吸收剂性能对工艺的生产效率和总成本有重要影响。综述了化学、物理和混合吸收剂的结构、性质及其各自的优缺点,总结了化学吸收剂在CO₂捕获中的应用,介绍了实验、性质约束和计算机辅助分子设计(CAMD)等用于快速筛选和设计吸收剂的不同方法,指出利用CAMD方法可系统地评价大量分子和组分,极大优化筛选和设计的过程,提高实验效率。

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铜价态分布对CO₂加氢制甲醇催化剂的改善策略研究

冼俊杰, 高文桂, 许云添, 周嘉斌, 陈志远, 纳薇

现代化工. 2023, 43(S1): 24-28,33. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.S1.005

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研究了低价态铜分布(Cu⁰/Cu⁺)的铜基催化剂在CO₂加氢制备甲醇中的应用,从低价态铜(Cu、Cu₂O)的催化机理和改进策略等方面展开综述,重点对催化剂上Cu⁰/Cu⁺的反应路径和提高催化性能策略进行了总结,对存在的问题进行了探究。关于在合成甲醇过程中反应的活性位点主要有3个观点,即在Cu⁰-Cu⁺界面上、Cu⁰或Cu⁺上,然而在Cu或Cu₂O表面上加氢制甲醇的最优路径和碳源是不同的。改进策略可以通过改变催化剂表面铜物种的价态分布和保持其价态稳定,以及不同价态铜物种与其他金属氧化物存在密切协同作用2方面进行研究。最后对可控复合价态(Cu⁰/Cu⁺)铜基催化剂做出了预测,并提出可控的复合价态铜基催化剂能够根据碳源和助剂进行选择,为CO₂加氢制甲醇的催化剂研究创造了一个全新的范例。

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碳基催化剂在环己烷氧化反应中的研究进展

程永兴, 陈志佳, 杨本群, 李松波, 杨慧敏

现代化工. 2023, 43(S1): 29-33. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.S1.006

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碳纳米材料具有活化氧物种的潜力和电子传递能力,可改变环己烷氧化工艺的低转化率和选择性。综述了近年来无掺杂碳材料、杂原子掺杂碳材料及金属负载碳材料等碳基材料催化环己烷氧化的研究进展,并对其发展趋势进行了展望。

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高浓度马铃薯淀粉废水的处理及资源化利用

谢亚瑞, 钟金魁, 李闻青, 杨烨, 王菟, 张子涵

现代化工. 2023, 43(S1): 34-38,43. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.S1.007

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介绍了马铃薯淀粉废水(PSW)的来源及水质特征;重点综述了目前国内外常用的PSW处理技术,如生物处理法、絮凝沉淀法、膜分离法和高级氧化法等;阐述了利用PSW培养功能性微生物、生产能源气体、发展生态农业以及从PSW中回收有机组分等资源化利用途径;对PSW处理技术今后的研究方向进行了展望,为PSW的综合处理和资源化利用提供参考。

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农业废弃物混合厌氧发酵研究进展

田肖艳, 刘玉香

现代化工. 2023, 43(S1): 39-43. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.S1.008

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将农业废弃物和其他有机物混合厌氧发酵可以有效改善农业废弃物单一原料发酵带来的营养结构失衡、纤维素含量高及发酵效率低等问题。总结了农业废弃物单一原料发酵的现状。综述了农业废弃物与果蔬废弃物、餐厨垃圾、牲畜粪便及多组分底物混合厌氧发酵的研究进展,分析了混合厌氧发酵的主要影响因素,包括混合比例、温度及微生物群落,最后介绍了该技术在新型能源工业等领域的应用。

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阻隔型隔热保温涂料的研究进展

王胜, 刘鑫, 张自豪, 朱峻生, 李昭淇

现代化工. 2023, 43(S1): 44-48. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.S1.009

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阻隔型隔热保温涂料可有效提高设备及管道的节能效果,降低能源损耗。系统介绍了该种涂料的隔热原理、应用现状、各主要组分材料及提高隔热性能的方法;面对碳达峰、碳中和的需求,对阻隔型隔热保温涂料未来研究方向和应用拓展进行了展望。

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等离子体技术在活性炭再生中的研究进展

张文强, 罗宇轩, 杨长河

现代化工. 2023, 43(S1): 49-53,58. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.S1.010

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针对目前废活性炭的处理利用与二次污染等问题,对国内外不同方式产生的等离子体再生活性炭技术进行了总结与展望。结果表明,通过高压脉冲放电、介质阻挡放电和微波等方式产生的等离子体对活性炭再生有显著效果,但也会破坏活性炭的表面结构,降低其使用寿命。建议在考虑经济性、实用性和可操作性等多重因素下,将等离子体技术与其他再生技术进行耦合,实现降低能耗的同时提高再生活性炭的效率与使用寿命。

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丙烷催化脱氢中限域机制的研究进展

师连杰, 黄剑锋, 李长明

现代化工. 2023, 43(S1): 54-58. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.S1.011

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纳米限域催化的发展为传统商用丙烷催化脱氢催化剂中亟待解决的问题提供了指引,探讨了多种分子筛和以碳纳米管及碳纳米金刚石为代表的纳米碳在制备丙烷脱氢限域催化剂中的应用,并对未来丙烷脱氢催化剂的设计开发进行了展望。

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环糊精包合物对食品包装材料性能影响的研究进展

陈广鑫, 何蒙, 范旭华, 郑秀君, 赵冬梅

现代化工. 2023, 43(S1): 59-62. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.S1.012

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介绍了改性环糊精的作用以及环糊精包合物对包装材料稳定性、抗氧化性与抗菌性能的影响,以期为食品包装材料的进一步发展提供思路。

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水电解制氢技术现状与展望

白佳凯, 李朋喜, 乔东伟

现代化工. 2023, 43(S1): 63-65. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.S1.013

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水电解制氢是制备绿色氢的一种方法,综述了碱性水电解、质子交换膜水电解和固体氧化物水电解3种主要的水电解制氢方法,评估了它们的特点及优缺点,并对水电解制氢技术的发展做出了展望。

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烟用香精香料来源与应用研究进展

蔡洁云, 李伟雪, 顾丽莉, 刘洋, 杨发容, 王惠平

现代化工. 2023, 43(S1): 66-70. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.S1.014

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介绍了烟用香精香料的主要类型和来源、相关香精香料的提取技术和检测方法、香精香料用于烟草制品的质量控制方法,总结了烟用香精香料的发展前景和亟待解决的问题,旨在为烟用香精香料的开发和利用提供参考依据。

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石墨烯基纳米复合材料的合成及其在电化学传感器中的应用进展

张启航, 刘田菊, 潘梦

现代化工. 2023, 43(S1): 71-75. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.S1.015

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总结了石墨烯的合成方法,包括电化学剥离法、化学合成法和化学气相沉积法,然后介绍了几种常见的石墨烯纳米复合材料,最后详细说明了石墨烯纳米复合材料在电化学传感器中的应用进展,并分析了石墨烯基电化学传感器面临的挑战及未来发展趋势。

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基于余热利用的脱硫废水浓缩减量技术研究

麻晓越, 梁秀广

现代化工. 2023, 43(S1): 76-80. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.S1.016

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阐述了利用火电厂烟气余热对脱硫废水进行低温闪蒸、低温旁路浓缩塔和主烟道喷淋浓缩3种不同热法浓缩减量技术,以降低脱硫废水零排放运行成本;分析了3种方法的基本原理、技术特点和工程应用情况;并展望了利用烟气余热的脱硫废水浓缩减量技术的发展趋势。

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膜法脱除烟气中二氧化碳的工艺技术进展

谷俊男, 邢心语, 李磊, 李欣

现代化工. 2023, 43(S1): 81-84. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.S1.017

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论述了目前膜法脱除烟气中二氧化碳(CO₂)的工艺技术发展现状。对比了几种常用碳捕集工艺技术的特点及应用场合;相比其他分离方法,膜分离法具有投资较少、占地小、耗能少等优势。介绍了膜法分离原理、膜材料种类,调研了国内外膜法碳捕集应用案例。最后对烟气膜法脱除CO₂技术发展方向进行了展望,指出膜分离技术能显著降低碳捕集过程的能耗,是未来烟气碳捕集技术的发展方向。

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天然气净化装置尾气二氧化硫控制分析与应用进展

胡海光

现代化工. 2023, 43(S1): 85-87. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.S1.018

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以尾气二氧化硫(SO₂)排放标准及SO₂产生来源为基础,以硫磺回收单元及尾气处理单元为研究对象,分别从参数优化和技术改造两方面分析尾气SO₂控制研究现状。以川东北某气田为例分析尾气SO₂控制应用情况,结果表明,提高硫回收率是降低尾气SO₂的关键。控制好硫磺回收装置的配风比、做好尾气吸收等工艺调控,有利于控制尾气SO₂含量;液流池废气改造项目已在行业内推广使用,可控制尾气SO₂含量在400 mg/m³以内。

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污泥共混燃烧发电工艺及其最新应用研究进展

滑清晓, 马占松, 朱舸顺

现代化工. 2023, 43(S1): 88-92,100. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.S1.019

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介绍了当前污泥处置的传统工艺,阐述了具有潜在应用价值的污泥共混燃烧发电工艺,同时也对最新的污泥热化学解聚制备高附加值生物碳材料的应用研究进行了总结,并对污泥处置处理工艺在未来的发展方向进行了展望,以期为污泥的资源化以及工业化进程提供依据。

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苯选择性加氢制环己烯技术与应用进展

高敏, 姚文君, 刘蕾, 边虎, 王高峰, 张永泽

现代化工. 2023, 43(S1): 93-100. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.S1.020

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苯选择加氢制环己烯技术因其路线短、成本低廉、原子经济性强等优点而具有良好的工业应用前景。从苯选择加氢反应机理、反应工艺和不同体系催化剂性能出发,总结了现阶段苯选择性加氢制环己烯技术存在的问题,对比了各反应工艺的优势与缺点,强调了未来苯选择性加氢工艺面临的困难与挑战;同时介绍了不同体系下苯选择加氢制环己烯催化剂的研究成果,指出了今后催化剂研究的主要方向。

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光催化耦合微生物燃料电池协同处理废水的研究进展

苟珍琼, 郑道会, 罗发文

现代化工. 2023, 43(S1): 101-104. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.S1.021

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光催化耦合微生物燃料电池(MFC)协同处理废水兼具光催化及MFC双重优点,比单一光催化或MFC更具有优势,可实现去除污染物并同步产电,将为环境污染和能源危机问题提供持续可靠的解决方案。综述了光催化耦合MFC降解污染物机理、在污染物处理方面的应用对比、面临的技术挑战及未来展望。

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生活垃圾填埋场封场渗滤液处理技术探讨

于玉彬, 宋灿辉, 王旭平

现代化工. 2023, 43(S1): 105-107. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.S1.022

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阐述了生活垃圾填埋封场渗滤液处理面临的挑战,分析了封场渗滤液处理工艺选择的要点,探讨了浓缩液及二次污染的治理问题,以期为相关工作人员提供参考。

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铂、钌、锆助剂对钴基费托合成催化剂反应性能的影响

孟闪茹, 娄舒洁, 闫敬如, 肖海成, 刘克峰

现代化工. 2023, 43(S1): 108-113. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.S1.023

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采用共沉淀法制备了氧化铝负载的钴基催化剂,并通过等体积浸渍法添加了不同的金属助剂(Pt、Ru、Zr)。使用氮气物理吸脱附、XRD、H₂-TPR、CO-TPD、XRF等分析方法对催化剂进行了表征;在216℃、2.5 MPa、1 000 h^-1、V(H₂)/V(CO)=2的反应条件下,采用固定床评价装置研究了Pt、Ru、Zr助剂对催化剂费托合成反应性能的影响。结果表明,Pt、Ru和Zr助剂的添加均提高了钴物种的分散度,且Pt和Ru不同程度地改善了催化剂的还原性能;Pt助剂的添加显著提高了反应过程中CO的转化率、C⁺₅烃类选择性,而Ru、Zr助剂的添加提高了产物烯烷比和C₅~C₁₂烃的选择性。

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腐殖酸复合锆基MOF材料(HA@UiO-66)的制备及其染料污染物吸附性能研究

熊艳, 宋小庆, 肖意, 任锦添, 罗厚福

现代化工. 2023, 43(S1): 114-118. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.S1.024

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通过原位生长的方法成功制备了腐殖酸(HA)复合UiO-66的纳米材料(HA@UiO-66),通过SEM、XRD、FT-IR、Zeta电位对其进行表征。将HA@UiO-66用于阳离子染料亚甲基蓝(MB⁺)和阴离子染料甲基橙(MO^-)的吸附处理,结果表明,MB⁺和MO^-在HA@UiO-66上的吸附过程符合伪二级动力学和Langmuir等温吸附模型;HA@UiO-66对MB⁺和MO^-的吸附容量都大幅度提高,最大平衡吸附量分别为123.3 mg/g和49.6 mg/g,并且表现出对阳离子染料MB⁺的优先吸附。

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用于检测苯胺的新型铜席夫碱络合物设计及应用研究

耿向东, 李达, 于泽民, 刘少洲, 汤克勇, 张芳

现代化工. 2023, 43(S1): 119-124. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.S1.025

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以4-甲酰基三苯胺、2-肼基苯并噻唑和硝酸铜为原料,通过醛胺缩合及金属螯合反应合成了一种铜络合物探针T-Cu,并将其用于苯胺检测。结果表明,苯胺加入后探针溶液颜色由红色转变为黄色,可实现对苯胺的"裸眼"比色型识别。该方法具有较高的灵敏度,检测限低至0.368 μmol/L;同时,检测过程不易受常见苯系物、金属阳离子、阴离子及其他小分子的干扰,表现出优异的特异性。该探针在实际水样中具有优异的苯胺识别效果,在环境检测领域具有广阔的应用前景。

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炭吸附水热法制备LuFeO₃纳米粉体及其光催化性能研究

李斌, 黄擘, 郭贵宝

现代化工. 2023, 43(S1): 125-129. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.S1.026

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利用炭吸附水热法制备LuFeO₃纳米粉体,采用UV-Vis、XRD、TG-DTA、BET等对其进行了表征。以制备的LuFeO₃粉体为催化剂,在金卤灯可见光照射下对甲基橙溶液进行降解,用降解程度来评估该催化剂的光催化特性。结果表明,炭吸附水热法制得的LuFeO₃粉体粒径较小、比表面积大、洁晶度高,有良好的光催化活性;在煅烧时,添加炭黑可有效降低颗粒的烧结团聚;催化剂降解率在140 min高达70.1%,比普通水热法合成的LuFeO₃催化性能提高了1.65倍。

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气吹脱沼液辅助CaO联合预处理增强玉米秸秆产甲烷性能

许城, 张婷婷, 谢佳芳, 赵全保, 张新颖

现代化工. 2023, 43(S1): 130-134,141. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.S1.027

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为了降低玉米秸秆碱预处理过程中药剂的成本,探究了气吹脱沼液辅助CaO(投加量3%、5%、6%和8%)联合预处理对玉米秸秆厌氧消化产甲烷性能的影响,并与未气吹脱沼液辅助CaO预处理进行对比。结果表明,相比未气吹脱沼液辅助CaO和未预处理组,气吹脱沼液辅助CaO联合预处理组能获得最高的木质素降解率和累积甲烷产量,其中气吹脱沼液辅助8% CaO联合预处理组的累积甲烷产量达到209.24 mL/g VS,较未预处理组(124.27 mL/g VS)提高68.36%。工程经济分析表明,气吹脱1 h高温厌氧沼液辅助3% CaO联合预处理组能在最低CaO投加量下获得最高利润达533.47元/t秸秆,较未预处理组提高50.30%。

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Gemini型酯基季铵盐的合成与性能

艾浩康, 姜亚洁, 王亚魁, 李俊, 台秀梅, 耿涛

现代化工. 2023, 43(S1): 135-141. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.S1.028

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以十二酸、十四酸、十六酸、十八酸、N,N-二甲基乙醇胺和1,4-二溴丁烷为原料,通过酯化和季铵化两步反应合成了4种Gemini型酯基季铵盐表面活性剂分子(EG-n,n为碳链长度)。利用红外光谱和核磁共振氢谱对所得中间体的结构进行表征,并对其表面张力、润湿性能、抗静电性能、柔软性能、织物白度进行了测试。结果表明,合成的4种EG-n均表现出较高的表面活性,其中EG-12的表面活性最高,其临界胶束浓度(CMC)为3.43×10^-4 mol/L,平衡表面张力(γ_CMC)为23.34 mN/m;4种EG-n均能将石蜡膜表面润湿,且EG-12的润湿性能最好;4种EG-n均能达到织物柔顺剂的抗静电性要求,且EG-12的抗静电性能最好;长碳链的EG-18柔软性能最好,且对棉布白度的影响最小。

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改性离子液体催化α-烯烃聚合制备PAO基础油

冀婕, 张丹, 李君华, 钱建华

现代化工. 2023, 43(S1): 142-146,150. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.S1.029

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采用两步法合成氯铝酸离子液体,并通过加入三氯化铁(FeCl₃)对氯铝酸离子液体进行改性,得到改性氯铝酸离子液体催化剂(2% FeCl₃/[HMIM]Br-2AlCl₃);分别研究了三氯化铝(AlCl₃)摩尔分数、FeCl₃加入量、催化剂含量、聚合温度、聚合时间对润滑油基础油黏度性能、产率的影响。结果表明,在AlCl₃的摩尔分数为0.67、FeCl₃加入量为2%、催化剂用量为 3 mmol、温度为90℃、时间为1 h时,可得到重均分子量为500、黏度指数为186的高黏度指数润滑油基础油。

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氨羧络合剂及超声协同去除反渗透膜硫酸钡污染的研究

海玉琰, 马瑞

现代化工. 2023, 43(S1): 147-150. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.S1.030

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反渗透膜污染不可避免,其中难溶的硫酸钡垢无机污染在煤化工矿井水处理系统中较难去除。氨羧络合剂可有效溶解硫酸钡垢,但溶垢速率较慢;超声清洗可作用到膜污染的空隙,加速污染物的去除。对氨羧络合剂及超声协同去除反渗透膜硫酸钡垢进行了研究,分别考察了药剂和超声条件对硫酸钡垢和膜性能的影响,估算了污染膜表面的硫酸钡垢含量,评估了硫酸钡垢去除后的膜性能。

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碳包覆金属钴催化肉桂醛加氢性能研究

张新驰, 葛莹, 盛滢嬴, 陈霄, 梁长海, 田福平

现代化工. 2023, 43(S1): 151-156,163. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.S1.031

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以一水柠檬酸和六水硝酸钴为原料,采用水热-碳化联合法制备碳包覆纳米金属钴催化剂。通过调变原料比例和碳化温度,得到优选催化剂Co-CA_2.5-500。将制备的催化剂用于肉桂醛选择加氢反应,表现出优异的催化性能,在70℃、2 MPa H₂条件下,以9 mL EtOH+1 mL H₂O为溶剂反应2 h,肉桂醛转化率为75.1%,肉桂醇选择性为64.7%。表征结果表明,Co-CA_2.5-500的高催化性能与碳载体发达的孔道结构和活性金属钴的高度分散有关。

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疏水改性紫外光固化水性聚氨酯丙烯酸酯的制备与性能表征

刘耿, 杨明君, 王崇杰, 吕品, 肖清林

现代化工. 2023, 43(S1): 157-163. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.S1.032

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采用异丙氧基三(乙二胺基-N-乙氧基)钛酸酯(TCA-K44)对纳米二氧化硅进行表面改性,将改性后的纳米二氧化硅(Ti-SiO₂)视作扩链剂接入聚氨酯主链,制备了一系列改性纳米二氧化硅/水性聚氨酯丙烯酸酯(Ti-SiO₂-WPUA)光固化涂料,探究了不同Ti-SiO₂含量对Ti-SiO₂-WPUA固化膜的表面性能、力学性能、热稳定性、疏水性等性能的影响。结果表明,Ti-SiO₂成功地引入了聚氨酯链段中,改性后的Ti-SiO₂-WPUA表面变得粗糙,乳液平均粒径变大,固化膜具有更好的疏水性、热稳定性和力学性能,随着Ti-SiO₂含量的增加,固化膜的表面更加粗糙,硬度、水接触角、热稳定性均有所增强,拉伸性能和断裂伸长率先升后降,并在添加量为2%时达到最大值。

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静电自组装法制备P₂₅/g-C₃N₄异质结复合光催化剂及其性能研究

李勇, 阿旺洛卓, 刘曼玉, 张鸣清, 赵清华

现代化工. 2023, 43(S1): 164-167,172. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.S1.033

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高性能光催化剂是当前光催化技术进入实际应用的关键。g-C₃N₄是具有可见光活性的热门光催化材料,然而因其光生电子-空穴对易复合、光催化性能不高,目前仍难以进入实际应用。为了提升g-C₃N₄的光催化性能,将g-C₃N₄与P₂₅采用简单的静电自组装方法复合,成功制备了P₂₅/g-C₃N₄异质结复合光催化剂。研究发现,在异质结的作用下复合光催化剂中光生电子-空穴对复合得到了有效抑制,光催化性能得到了大幅提升,且其光催化降解性能随P₂₅含量的增加呈先增大后减小的趋势,样品20% P₂₅/g-C₃N₄的光催化性能最大,能在30 min内实现对RhB溶液近70%的降解。

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LMPA/EG定形复合相变材料的制备及性能研究

朱晨茜, 王亚雄, 段建国

现代化工. 2023, 43(S1): 168-172. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.S1.034

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以低熔点合金(LMPA)为相变材料、膨胀石墨(EG)作为多孔吸附基质和支撑材料,经熔融混合和加压压制制备出EG/LMPA定形复合相变材料(LMPA质量分数为90%),并对材料的微观结构和化学成分进行测试。结果表明,EG/LMPA中EG的多孔结构可有效地吸附LMPA,经多次加热-冷却循环的热循环稳定性较好;表观密度为3 397 kg/m³时导热系数为 46.15 W/(m·K),与纯合金相比提高了209.1%,储能容量可达1.0×10⁵ kJ/m³。

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非光滑管路中HPAM溶液减阻与流变性关系研究

田珍瑞, 俞路遥, 高航, 方波, 卢拥军, 许可, 邱晓惠

现代化工. 2023, 43(S1): 173-179,186. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.S1.035

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通过研究不同分子量、不同浓度的部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)溶液的流变性能,并测试其在大型摩擦阻力测试装置中的压差,探究聚合物浓度、聚合物分子量等因素对HPAM溶液在非光滑管路中减阻性能的影响。结果表明,在实验条件范围内,聚合物分子量增大,溶液的减阻率先降低后升高;聚合物的浓度增大,溶液的减阻率降低。通过计算得到了HPAM溶液在内径为0.46 cm非光滑管路中流动时的摩擦阻力系数f和广义雷诺数Re并与HPAM溶液流型参数n相关联,建立了表征非光滑管路中聚合物溶液摩擦阻力系数新方程,同时建立了聚合物溶液摩擦阻力系数f与广义雷诺数Re、减阻率DR与广义雷诺数Re的经验关系,便于HPAM溶液的工程应用。

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富有机质页岩氧化溶浊反应动力学研究

肖湑桥, 胡浩然, 常程, 李爱蓉, 王建君

现代化工. 2023, 43(S1): 180-186. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.S1.036

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为明确页岩-氧化液反应特征,采用3种氧化剂对四川龙马溪组富有机质页岩的氧化溶蚀效果进行了研究,探讨了氧化剂种类和浓度、温度、固液比等因素的影响,并开展了页岩氧化反应动力学实验研究。结果表明,NaClO能使页岩中的黄铁矿、白云石等矿物及噻吩、亚砜等有机质发生氧化形成溶蚀孔隙,页岩储层的平均孔径从4.54 nm增大至14.21 nm;随着NaClO浓度、温度、固液比的增大,页岩溶蚀率先增大后减小。通过氧化反应动力学研究发现,反应速率随NaClO浓度变化呈幂函数增长,随温度变化呈指数增长,NaClO浓度为0.6 mol/L时,反应活化能为31 255.6 J/mol。

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不同粒级煤超声电化学浮选脱硫脱灰的研究

万声蒲, 石耀峰, 马小燕, 张红喜

现代化工. 2023, 43(S1): 187-190,194. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.S1.037

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采用超声电化学增强浮选的方法研究了酸性条件下不同粒级煤样中的形态硫及灰分的脱除。结果表明,煤样粒级越小浮选精煤收率越高,脱硫、脱灰效果越显著。小于0.075 mm的煤样脱硫、脱灰效果最好,其浮选收率可达93.05%,总脱硫率为72.97%,黄铁矿硫减少89.12%,硫酸盐硫减少64.23%,有机硫减少59.11%,脱灰率为41.17%。FT-IR、XRD分析结果表明,超声电化学能改善煤样表面性质、增大接触角,从而提高浮选精煤收率及脱除煤中各形态硫和易成灰的亲水性矿物质。

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煤化工浓盐水电渗析浓缩过程中一、二价离子选择性规律研究

杨雪, 孙剑宇

现代化工. 2023, 43(S1): 191-194. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.S1.038

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基于实验室电渗析系统,研究了高盐浓度下不同初始离子质量比物料的迁移规律及其对一、二价离子选择性的影响。结果表明,当初始氯化钠(NaCl)与硫酸钠(Na₂SO₄)的质量比≥3∶1时,电渗析在浓缩过程中表现出明显的分盐效果,而当其质量比≤3∶5时,电渗析在浓缩过程中脱盐液侧可以实现Na₂SO₄的纯化;当初始NaCl与Na₂SO₄的质量比≥2∶5时,氯离子具有优先迁移性,而当初始NaCl与Na₂SO₄的质量比为1∶5时,硫酸根离子开始具有优先迁移性。

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溶剂热法对V₂O₅电极材料的改性

余张旻, 李志义, 魏炜, 刘凤霞, 刘志军

现代化工. 2023, 43(S1): 195-199,204. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.S1.039

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采用溶剂热法在五氧化二钒(V₂O₅)中掺杂铜离子,研究了不同乙醇与水体积比对产物微观结构和电化学性能的影响。结果表明,随着乙醇与水体积比的增大,首次充放电容量不断增加,移动电荷电阻逐渐减小,产物形貌从片状、球状最终变为棒状。与普通溶剂热法相比,超临界乙醇法制备的产物具有较低的移动电荷电阻(10 Ω)和较高的初始放电容量(379 mA·h/g)。

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新型选择性堵水剂的合成及性能评价

张超, 张亚楠, 饶冬冬, 陈永强, 卢旭东, 吕法阳

现代化工. 2023, 43(S1): 200-204. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.S1.040

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针对裂缝性低渗油藏堵水困难且堵剂注入性差、封堵强度弱等问题,以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺(DMAPMA)为原料制备P-AAD共聚物,并以酚醛树脂作为交联剂制得新型选择性堵水剂。利用红外光谱、核磁共振和扫描电镜进行表征,并对堵水剂的抗剪切性能、注入性能、油水选择性及耐冲刷性能进行评价。结果表明,在不同剪切力作用下,黏度保持率均在80%以上,具有良好的抗剪切性能;在裂缝开度为19 μm时,注入压力适中,对微裂缝依然有良好的注入性;油相封堵率为11%~21%,水相封堵率为82%~91%,说明堵水剂具有堵水不堵油的特性;在注入水冲刷后,水相渗透率降低幅度极小,说明堵水剂在裂缝壁面形成强吸附和强滞留,具有良好的耐冲刷性能。

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低渗透油田油井胶囊防垢剂实验与评价

李琼玮, 苑慧莹, 刘爱华, 杨乐, 王鹏程, 姜毅, 刘宁

现代化工. 2023, 43(S1): 205-209. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.S1.041

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低渗透油田油井的井筒防垢工艺中,需要在保证防垢针对性和效果的前提下,尽可能延长防垢有效期和降低日常管理难度。针对低渗透油田油井产液量低、多井且人工加注频繁、综合成本相对高和管理难等问题,首次在国内开展了A型胶囊防垢剂的物化性能、释放速度和防垢效果等系列评价研究。通过4口油井的现场实验,提出了此类防垢剂技术的适应井况、评价方法和下一步研究方向。

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聚氨酯/硅油微胶囊的制备及其性能表征

徐鲁杰, 罗浩, 于旎, 崔进

现代化工. 2023, 43(S1): 210-214. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.S1.042

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采用界面聚合法制备出一种以苯甲基硅油为囊芯、以聚氨酯为囊壳材料、粒径分布在0.8~1.5 μm、表面光滑圆润、数均分子量(M_n)为718、重均分子量(M_w)为3 018的可控释放硅油的聚氨酯/硅油(PU-PSO)微胶囊。该微胶囊中N元素均匀分布在囊壳处,Si元素在整个微胶囊中都有分布;通过热重表征显示微胶囊中硅油在连续释放7 d后热解温度为350℃,30 d后硅油会完全释放,热解温度降至290℃;同时该研究制备的PU-PSO微胶囊具有较低的聚合度,可以有效提高其饱和吸油率,后期有望在灌注液体型多孔涂层(SLIPS)中应用。

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PCBM对钙钛矿太阳能电池界面改性的研究

左宇飞, 刘志军, 魏炜, 刘凤霞, 许晓飞, 李志义

现代化工. 2023, 43(S1): 215-218,223. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.S1.043

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采用富勒烯衍生物(PCBM)修饰界面改性的方法对钙钛矿太阳能电池钙钛矿层和电子传输层进行界面改性,钝化界面缺陷;研究PCBM界面修饰对钙钛矿结晶情况和电子传输性能的影响。结果表明,与不添加修饰层的样品相比,修饰后的钙钛矿薄膜更加平整光滑、孔洞减少、结晶性能变好、吸光度有所增加、界面缺陷减少、电子传输性能提高。

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油酸修饰纳米硼酸锌的摩擦学性能研究

张美楠, 张丹, 李君华, 钱建华

现代化工. 2023, 43(S1): 219-223. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.S1.044

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为提高纳米硼酸锌在润滑油中的抗摩擦磨损性能和成膜性能,以油酸(OA)为表面修饰剂对硼酸锌进行修饰。利用SEM、TEM、FT-IR等方法对其进行表征,并采用四球摩擦磨损试验机考察了油酸对硼酸锌摩擦磨损性能的影响。结果表明,油酸修饰后提高了硼酸锌在润滑油中的分散性,在四球磨损试验后,载荷为392 N、硼酸锌最佳添加量为0.25%时,润滑油平均摩擦系数降低了43.4%,磨斑直径下降了15.4%;同时用SEM对摩擦表面的形貌进行了测试。油酸修饰后的硼酸锌使润滑油平均摩擦系数降低了60%,磨斑直径下降了21.5%。油酸修饰后的硼酸锌具有优异的减摩抗磨性能。

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聚氨酯丙烯酸酯轮胎的3D打印成型及性能研究

程丽琴, 温广武, 张丽娟, 侯永昭

现代化工. 2023, 43(S1): 224-230. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.S1.045

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为了实现新型非充气式轮胎的绿色制造,制备了一种新型、具有软硬段结构的聚氨酯丙烯酸酯树脂,借助3D打印技术实现了蜂窝状聚氨酯丙烯酸酯轮胎的制造并分析了其基本力学性能。结果表明,利用不同多元醇为扩链剂和甲基丙烯酸羟乙酯为封端剂制备的聚氨酯丙烯酸酯树脂分子质量和性能可控,其中以丙三醇为扩链剂制备的聚氨酯丙烯酸酯树脂性能最佳。随着多元醇官能度的升高硬段结构增多,其拉伸强度从7.23 MPa增强至36.19 MPa,断裂伸长率从448%降至39.42%。此外,3D打印的聚氨酯丙烯酸酯蜂窝状轮胎比传统轮胎减重44.7%,且具有良好的亲水性。

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简易微孔装置中微液滴形成过程的调控规律研究

刘吕, 潘大伟, 汪伟, 褚良银

现代化工. 2023, 43(S1): 231-235,239. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.S1.046

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设计构建了一种简易微孔装置,利用高速摄像仪实时观测微液滴构建过程中的相界面演变行为以阐明其形成机制,并研究了微孔到连续相液面之间的距离(L)以及分散相黏度(μ)对微液滴尺寸的定量影响规律。结果表明,体系总界面能的降低是微液滴形成的关键因素;微液滴尺寸与L呈线性关系,而与μ无关,并由此建立了微液滴尺寸的预测关联模型。此外,通过以聚乙二醇二丙烯酸酯水溶液为分散相产生单分散微液滴为模板合成了尺寸均一的功能聚合物微颗粒。

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羟乙基纤维素对丙烯酸镁注浆料的改性研究

谷亚新, 刘悦, 刘运学, 范兆荣, 金恒刚, 李晓明

现代化工. 2023, 43(S1): 236-239. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.S1.047

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以丙烯酸镁为主液、过硫酸铵-三乙醇胺为氧化还原体系,研究加入不同量的羟乙基纤维素对凝胶体固化时间、失水收缩率、遇水膨胀率、干湿循环、冻融循环、抗压强度等的影响。结果表明,加入羟乙基纤维素后,凝胶体固化时间大大缩短,且羟乙基纤维素质量分数越大固化时间越短;随着羟乙基纤维素质量分数的增加凝胶体失水收缩率减小,当羟乙基纤维素质量分数为15%时效果最好,收缩率为35.96%,比对照组的收缩率降低了11.61%。

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高炉渣合成NaY沸石及影响因素研究

黄瑞, 车帅, 李雅侠, 张谊, 孙世海, 刘彦超

现代化工. 2023, 43(S1): 240-244. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.S1.048

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以高炉渣为硅源,利用碱融水热法并在导向剂的作用下合成NaY沸石分子筛。通过XRD、SEM和相对结晶度的计算等考察了NaY沸石合成过程中实验参数对沸石结晶效果的影响。结果表明,导向剂具有显著的诱导效果,晶化时间、晶化温度、晶化液中的硅铝摩尔比和碱度对相对结晶度都有显著影响。高炉渣合成NaY沸石分子筛的最佳条件为:晶化液中物质的摩尔比n(Na₂O)∶n(Al₂O₃)∶n(SiO₂)∶n(H₂O)=8∶1∶8∶800、晶化温度100℃、晶化时间16 h、导向剂的质量分数10%(导向剂与晶化液的质量比)、导向剂陈化时间6 h。

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硫铁矿烧渣盐酸法制备磷酸铁工艺研究

张永晴, 龙秉文, 余莹, 梁蕾, 居丽, 丁一刚

现代化工. 2023, 43(S1): 245-249,257. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.S1.049

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以硫铁矿烧渣中铁和磷酸二氢铵(NH₄H₂PO₄)作为铁源和磷源,采用酸浸、氨化-转溶和反应沉淀等步骤制备二水磷酸铁(FePO₄·2H₂O)。结果表明,盐酸用量过量系数1.4、酸浸时间3 h、酸浸温度为90℃时铁浸出率可达到89.44%;氨化除杂pH为1.80时,可得到Fe(OH)₃沉淀,将沉淀物采用盐酸转溶得到净化液,净化液中杂质Ca²⁺、Mg²⁺、Al³⁺等去除率分别为60.18%、95.24%、30.08%。在铁源和磷源摩尔比为1∶1、反应3 h、pH为2.0的条件下得到FePO₄·2H₂O,其中Fe、P质量分数分别为29.74%和16.68%,铁磷比为0.99。

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某油田深冷空分制氮工艺比选及优化研究

王恒, 庞文彬, 刘志明, 马国光

现代化工. 2023, 43(S1): 250-257. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.S1.050

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选取了4种深冷空分制氮工艺,运用HYSYS模拟软件进行计算,综合评价比选各工艺。结果表明,双塔双冷凝器正流膨胀工艺较优,具有氮气产品含氧量低、比功耗最低的优势;对工艺中的关键运行参数进行单因素分析,得出关键参数的取值范围,为采用响应面多因素优化提供了编码水平;采用响应面优化后的关键参数,双塔双冷凝器正流膨胀工艺氮气中氧含量降低了7.7%、氮收率提高了9.63%、比功耗降低了7.69%,其中氮气中氧含量降低对降低注氮开采石油过程中氮气对井筒的腐蚀具有重要的作用。

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旋转填料床精馏五亚甲基二异氰酸酯的应用研究

吴春辉, 李炜

现代化工. 2023, 43(S1): 258-262. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.S1.051

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采用旋转填料床(RPB)分离纯化五亚甲基二异氰酸酯(PDI),得到了高含量、低水解氯、低色度的PDI单体。考察了再沸器温度、超重力因子(β)和回流比对PDI含量和收率、水解氯含量的影响。结果表明,在再沸器温度为100℃、操作压力为 150 Pa、β值为400、回流比为4的条件下,RPB的分离性能最佳;PDI含量高达99.9%,收率为86.5%,水解氯可降至52 mg/L,色度10 APHA。与常规精馏塔相比,PDI含量提高了0.3%,收率提高了8.9%,分离时间缩短了50%,RPB适用于工业化制备高质量的PDI。

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脱后原油注碱降低常压塔顶腐蚀的研究

李爱林, 刘立志, 董广超

现代化工. 2023, 43(S1): 263-266. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.S1.052

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常减压蒸馏装置塔顶低温部位腐蚀是一个在全球炼油厂普遍存在的问题。解决盐酸引起的塔顶腐蚀问题,首先要控制原油中的氯化物含量,其次要在塔顶系统中注入有机中和剂和缓蚀剂。以浙江石油化工有限公司装置为例,重点介绍了原油注碱的工艺实施及后期效果。结果表明,通过该工艺可以有效降低常压塔顶氯离子含量,减缓塔顶冷凝系统的腐蚀。

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锂系聚合物SBC三釜凝聚系统优化

彭遂平

现代化工. 2023, 43(S1): 267-270. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.S1.053

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溶液法锂系聚合物SBC生产中溶剂脱除的三釜凝聚工艺尚未完全国产化,且存在消耗偏高、首釜气相夹带严重、设备运行稳定性差等一系列问题。通过采用模拟计算方法对三釜凝聚系统进行针对性的改进,优化三釜工艺和结构,达到节能降耗、消减气相夹带和设备稳定运行的效果。

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蜡油加氢裂化装置反应器压差预测计算研究

苏灿, 方友, 郑港西

现代化工. 2023, 43(S1): 271-274. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.S1.054

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加氢裂化装置反应器压降是影响装置长周期运行的重要因素,通过计算反应器的压降,总结适合加氢裂化装置的压差预测公式,以准确预测反应器压差上涨趋势及装置运行周期。

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半连续精馏过程分离甲酸甲酯-甲醇-水体系的模拟研究

王明军, 高继峰, 严建林, 季凯, 孙兰义

现代化工. 2023, 43(S1): 275-283. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.S1.055

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采用半连续精馏对甲酸甲酯-甲醇-水体系进行分离,通过多目标遗传算法优化关键操作参数,并应用动态模拟实现半连续精馏的多模式操作。研究进料的中间组成对传统连续精馏、隔壁塔精馏和半连续精馏过程的经济性影响。结果表明,相对于传统连续精馏,中间组成甲醇含量逐渐增大时,半连续精馏在处理年产量的上限方面表现更加适宜,其相应数值为15.78、15.21以及11.74 Mmol;与隔壁塔精馏相比,半连续精馏适宜年处理量上限值分别为8.52、8.23、12.63 Mmol。

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磁性氧化石墨烯分散萃取-气质联用技术测定塑包饮品中塑化剂的迁移量

曹慧, 杨春, 王瑾

现代化工. 2023, 43(S1): 284-289. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.S1.056

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建立了磁性氧化石墨烯分散萃取-气相色谱-质谱联用法测定塑料包装饮品中28种邻苯二甲酸酯类塑化剂的迁移量。采用磁性氧化石墨烯作为分散固相萃取吸附剂,邻苯二甲酸酯类塑化剂富集后经乙腈洗脱,然后通过气相色谱-质谱联用分析。结果表明,磁性氧化石墨烯用量15 mg、吸附15 min、采用1 mL乙腈进行15 min洗脱,可以实现28种邻苯二甲酸酯类塑化剂的富集和净化。线性相关系数为0.992 8~0.999 9,在低、中、高3水平下加标回收率为77.3%~126.7%,相对标准偏差为1.5%~9.9%,检出限为1.5~15 μg/L,定量限为5~50 μg/L。该方法操作简单、分析速度快、重现性好,适用于塑包饮品中28种邻苯二甲酸酯类塑化剂的测定。

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