现代化工

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陈晓昀

现代化工. 2024, 44(4): 1-5. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.04.001

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双碳背景下,沿海炼化企业利用临海的区位优势,与企业周边海水淡化、核电、海水制盐、LNG商储项目等跨界耦合,可实现企业自身和区域内相关项目整体用能优化。在企业转型发展产业链规划时,一方面应结合区域盐资源配套建设氯碱规划含氯化工品产业链;另一方面从新能源深度利用角度,在直接利用绿电和常规绿电电解水制氢基础上,可通过规划绿电电解海水制绿氢和绿氧、绿氢制备绿氨和绿色甲醇等绿色化工产品项目,企业还可以充分利用绿色化工品进一步延伸其下游产业链,实现更加多元化和差异化低碳转型发展方案。

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盐湖提锂关键技术发展态势研究

靳军宝, 郑玉荣, 吴新年, 付爽, 曹琨, 孟欢欢, 白光祖

现代化工. 2024, 44(4): 6-12,18. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.04.002

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全球70%以上的锂矿以盐湖形式存在,对盐湖提锂技术进行全面系统梳理至关重要。以基金项目(探索研究)、会议论文(前沿研究)、科学论文(基础研究)、专利文献(应用研发)等公开文献数据为基础,基于创新价值链不同环节的表征物及其相互之间的知识关联关系开展了盐湖提锂重点领域全球发展态势分析,通过多源数据的融合与关联挖掘,描摹驱动技术进步的科学知识演变过程,跟踪前沿技术萌芽、发展、突变的演化轨迹,研判盐湖提锂未来产业与技术重点发展方向。分析结果表明,盐湖资源提取技术主要集中在吸附法、膜分离法、萃取法等技术方向上,另外沉淀法、电化学法、渗析法、结晶法、离子交换法也有一定的研发布局;此外,技术融合及各种技术工艺路线组合应用特征明显。

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固态储氢技术现状与发展趋势分析

李海波

现代化工. 2024, 44(4): 13-18. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.04.003

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氢能被认为是能源转型、工业及交通领域深度脱碳的关键路径。综述了固态储氢技术现状和发展趋势,梳理了物理吸附、化学储氢和金属氢化物等固态储氢技术路线以及美国能源部等机构提出的重量储氢密度、体积储氢密度、循环寿命和系统成本等关键技术参数的发展目标,指出目前存在的技术经济问题和改进方向,分析了固态储氢应用场景和潜力,并提出未来技术发展、系统集成优化及应用方向等建议,为开展固态储氢技术研究及工程示范提供思路和参考。

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环烷烃催化裂解制低碳烯烃研究进展

胡柳琴, 成晓洁, 朱根权

现代化工. 2024, 44(4): 19-23. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.04.004

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综述了不同环烷烃催化裂化反应途径及主要影响条件,在催化裂解下双环及多环的开环反应容易发生,生成含单环环烷烃的裂解产物。在环烷烃的转化当中存在裂化反应和氢转移的竞争关系,当环烷烃与链烷烃共存时,会影响链烷烃的低碳烯烃收率和选择性。环烷烃催化裂解制低碳烯烃的关键是单环环烷烃的开环和抑制氢转移反应。用于富含环烷烃原料催化裂解的催化剂应具有高的开环和裂化能力以及低的氢转移能力。

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碳五馏分中二烯烃选择性加氢催化剂的研究进展

蔡璐, 郑艳霞, 李玉超, 左村村, 黄昊飞, 崔广军

现代化工. 2024, 44(4): 24-28. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.04.005

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总结了用于不饱和烃选择性加氢催化剂的研究进展以及发展前景;重点介绍了近年来对于贵金属Pd基催化剂进行改性处理以提高产物选择性以及非贵金属等金属催化剂的优化策略;对二烯烃选择性加氢催化剂的制备策略进行了进一步的展望。

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银基填料可拉伸导电复合材料制备的研究进展

陈悦, 王君, 李薇, 郝杨会, 杨璇, 赵洋, 翁志华, 杨莹

现代化工. 2024, 44(4): 29-33. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.04.006

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综述了银系填料及聚合物基体在可拉伸导体制备中的研究进展,重点关注了银纳米球、银纳米线及银纳米片在可拉伸导体制备中的应用及其性能评价,主要介绍了水凝胶、化学交联弹性体和物理交联弹性体在可拉伸导体应用方面的优势及限制,最后对银基可拉伸导体未来的发展进行了展望。

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医用自剥离水凝胶敷料的研究进展

朱本舜, 郑睿夫, 周亚坤, 刘源东, 陈兴, 马超, 闫金浩, 殷俊

现代化工. 2024, 44(4): 34-39,44. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.04.007

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简述了自剥离水凝胶敷料的市场需求和医学性能优势;介绍了合成自剥离水凝胶敷料的3种常见天然材料;详细综述了温度、机械力、极性物质、离子条件等响应因素对水凝胶自剥离的作用方式和性能影响及对应的水凝胶敷料的合成方式;同时对自剥离的水凝胶医用敷料的未来发展方向进行总结和提出展望。

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双碳背景下的废盐制碱工艺研究进展

曹俊雅, 张莉昕, 罗晨辉, 刘猛, 田兴, 宋恕哲

现代化工. 2024, 44(4): 40-44. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.04.008

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综述了以卤盐和硫酸盐废盐为原料制碱的工艺路线及进展,对比分析不同废盐制碱工艺的现状和潜在问题。卤盐制碱工艺相对成熟,但仍然存在能耗较高和流程复杂等不足;利用硫酸盐制碱为废盐制碱提供了一条新思路,可与碳利用相结合,使生产过程更经济、更清洁,促进双碳目标的实现。总结并展望以硫酸钠和CO₂为原料制碱的发展前景。

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丝素蛋白-纳米银复合材料在抗菌领域的研究进展

郭文钧, 杨灵芸, 柳丁祎, 陈嘉乐, 刘雪萍, 李瑶, 巨晓洁

现代化工. 2024, 44(4): 45-49. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.04.009

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重点总结归纳了丝素蛋白-纳米银复合膜、水凝胶、纤维等多种应用形态在抗菌领域的最新研究进展,阐述了丝素蛋白与纳米银结合的抗菌优势、复合材料目前尚待解决的稳定性与安全性问题,展望了丝素蛋白-纳米银复合材料发展方向。

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金属有机框架在抗生素废水中的吸附应用进展

郏江辉, 李新冬, 蔡勐, 李海柯, 于思伟, 吴俊峰

现代化工. 2024, 44(4): 50-54. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.04.010

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总结了MOFs的合成方式与发展进程,探讨了MOFs对抗生素的吸附机理,结合国内外相关研究对比了不同类型MOFs材料的吸附性能。最后分析了MOFs在实际应用中存在的局限性,提出了未来该领域的重点发展方向。

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臭氧及其组合工艺处理垃圾渗滤液的研究进展

张雪, 高佩玲, 柴洪星, 高鹏浩, 孟庆梅, 刘新鹏

现代化工. 2024, 44(4): 55-60. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.04.011

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综述了臭氧及其催化氧化方法处理垃圾渗滤液的新型高级氧化技术,对所涉及的机制进行了解析;介绍了不同催化氧化方式处理垃圾渗滤液的原理,对比了各种处理方法的优势及不足。针对催化臭氧氧化技术在垃圾渗滤液领域的应用前景做出了展望。

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微生物燃料电池在废水处理中的研究概况

石勇, 何万远, 欧阳二明

现代化工. 2024, 44(4): 61-65. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.04.012

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总结了微生物燃料电池(MFC)性能的影响因素(阳极材料、阴极材料、电极间距以及pH),探究了近年来MFC在生活污水、农业废水、工业废水处理方面的应用研究以及产电性能,探求了当前MFC的不足,并对MFC未来的发展方向进行了展望。

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自来水中微塑料的分布、危害及去除研究现状

高帅, 张悦, 张旭柳, 刘鹏霄

现代化工. 2024, 44(4): 66-69,74. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.04.013

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对自来水中微塑料的来源、分布、危害进行了介绍,对过滤、臭氧-活性炭、混凝沉淀以及电絮凝4种去除微塑料的工艺优点与不足进行了探讨,并对未来研究的方向提出了展望。

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多晶硅装置尾气回收工艺研究进展

杜盼, 陈锦溢, 丁哲, 陆平, 华超, 白芳, 王繁

现代化工. 2024, 44(4): 70-74. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.04.014

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综述了改良西门子法多晶硅制备工艺及尾气回收研究现状,从回收率、回收效果及能耗等方面阐述了湿法回收、膜分离回收和干法回收3种尾气回收工艺。重点概述了多晶硅尾气干法回收工艺各个单元的研究进展,并根据现状总结了未来的研究方向。

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二次铝灰产品化方案及评价

崔维

现代化工. 2024, 44(4): 75-78,83. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.04.015

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综述了近年来以二次铝灰为原料制备氧化铝、净水剂、耐火材料、冰晶石、分子筛和陶瓷材料的现状,同时分析其产品及技术特点,对二次铝灰产品化利用给出评价和建议。

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电子垃圾热解技术研究进展

唐晶, 孙文涛, 袁延华, 周勇汉, 王道永, 蔺柏全

现代化工. 2024, 44(4): 79-83. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.04.016

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总结了印刷电路板、钽电容、锂离子电池、发光二极管和液晶显示器等重要电子垃圾的组成特性。论述了常压热解、共热解、催化热解、真空热解、微波辅助热解和等离子体热解法处理电子垃圾的研究与应用进展,对比分析了各类方法的优缺点。指明电子垃圾热解技术存在的挑战并对未来的发展方向进行了展望。

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磺化聚醚醚酮复合膜的制备及其性能研究

申如星, 刘鑫, 王超

现代化工. 2024, 44(4): 84-89. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.04.017

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采用共混溶液浇铸法制备了磺化聚醚醚酮(SPEEK)/季铵化聚降冰片烯聚合物(TAPNM)复合质子交换膜,并对其力学性能、尺寸稳定性、离子交换容量和质子传导率进行表征。结果表明,制备的复合膜具有良好的透明性和均匀性,且致密无明显缺陷,具有良好的相容性。复合膜的尺寸稳定性测试和力学性能测试结果表明,TAPNM的引入显著增强了复合膜的尺寸稳定性和力学性能。在TAPNM质量分数为5%左右时,可以有效提升复合膜的质子传导率,30℃条件下质子传导率达到53.19 mS/cm,是SPEEK膜的1.2倍。

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FeMnTiO_x催化剂协同脱硝脱汞性能研究

王斌宇, 王兵, 胡江亮, 常丽萍, 王胜, 王建成

现代化工. 2024, 44(4): 90-96. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.04.018

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通过共沉淀法制备了FeMnTiO_x催化剂,通过调变焙烧温度和Fe/Mn摩尔比调控催化剂的表面酸性和氧化还原能力,从而优化协同脱硝脱汞性能。利用X射线衍射、电子显微镜、N₂吸附/解吸、氢气程序升温还原、氨气程序升温脱附和X射线光电子能谱等手段分析催化剂的结构和催化反应机理。结果表明,焙烧温度为400℃、Fe/Mn摩尔比为0.5时,Fe_0.5MnTiO_x-400催化剂在150~330℃范围内的NO转化率大于90%;在200℃下的Hg⁰转化率高于90%,脱硝效率达到100%,表现出良好的协同脱硝脱汞性能。

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化学氧化法制备聚吡咯及其掺杂改性研究

尹娜, 施岩, 邹易杰, 翟姚, 李帅霖, 常文译

现代化工. 2024, 44(4): 97-101. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.04.019

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采用化学氧化法制备聚吡咯(PPy),研究了氧化剂种类[FeCl₃和(NH₄)₂S₂O₈]、反应温度(冰浴和室温)以及反应时间(6 h和12 h)对合成导电聚吡咯的影响,并对反应条件进行了优化。重点考察了不同浓度表面活性剂SDS掺杂对吡咯单体聚合的结构及形貌的影响,利用SEM、FT-IR、XRD、XPS、TGA、N₂吸附-脱附等表征方法及电导率测试对产物进行分析。结果表明,合成导电聚吡咯的最佳工艺条件为:以FeCl₃作氧化剂,在冰浴条件下反应6 h,产物电导率可达到0.076 9 S/cm;适量掺杂剂SDS的添加改变了样品的微观形貌,有利于提高PPy的热稳定性及导电性。

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Cu改性丝光沸石催化剂及其在二甲醚羰基化反应中的性能研究

赵鹏, 邵钦涟

现代化工. 2024, 44(4): 102-105,111. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.04.020

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以六亚甲基亚胺(HMI)为水热合成模板制备H-MOR和Cu/H-MOR系列丝光沸石催化剂,并在二甲醚羰基化反应中对其进行评价。为了研究Cu的掺入量对丝光沸石反应性能的影响,利用XRD、SEM、氮气吸附/脱附、ICP-AES、NH₃-TPD和CO-TPD等对催化剂进行表征。结果表明,随着Cu的掺入,催化剂的酸量和酸强度明显增加,同时促进了催化剂对CO的吸附,进而提高了催化剂的反应性能。在反应温度为200℃、反应压力为1.0 MPa和反应空速为2 040 mL/(g·h)条件下的评价结果表明,当掺入Cu的质量分数达到2.36%时,催化剂的反应性能最优,二甲醚转化率为58%且乙酸甲酯(MA)选择性为95%。

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铁矿增强石墨相氮化碳光催化降解四环素性能及机理研究

周彤, 董国辉

现代化工. 2024, 44(4): 106-111. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.04.021

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为提高纯氮化碳的光催化性能,增强其在处理污水中抗生素的应用,采用水热一步合成法成功合成了CN/FeS₂、CN/Fe₂O₃、Fe₂O₃/FeS₂复合材料。XRD、FT-IR分析结果表明,复合材料被成功制备。阐述了Z型异质结CN/FeS₂中CN和FeS₂之间的电子传输方式。ESR测试结果表明,超氧自由基为催化过程中的主要活性物种,其中CN/FeS₂降解四环素效率高达97%,经过6次降解循环后效率降低11%。该研究为光催化合成、设计和净化污染物开辟了新途径。

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改性瓦斯灰干法脱除NO的实验研究

庞崇靖, 张运瀚, 冯嘉予, 夏福婷, 马林转, 贾丽娟

现代化工. 2024, 44(4): 112-115,121. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.04.022

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用不同碱改性固体废物瓦斯灰制备出一种能够脱除烟气中NO的催化剂。考察了浸渍浓度、固液比、超声时间等制备条件对瓦斯灰脱硝性能的影响,并对材料进行了XRF、XRD、SEM、EDS-Mapping、FT-IR表征。结果表明,利用KOH改性的瓦斯灰脱硝性能最佳,在KOH浓度为2 mol/L、固液比为1:2、超声时间为40 min的最佳制备条件下脱硝率约达100%。改性后,K成功负载在材料表面,瓦斯灰微观结构发生了变化,生成的新物质为NO的去除提供了更多活性位点。

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PMS催化氧化解聚α-O-4模型化合物的研究

孙敬泽, 王嘉楠, 马桥, 宋峰

现代化工. 2024, 44(4): 116-121. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.04.023

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木质素是重要的天然可再生芳香族化合物,是潜在的化石燃料替代者,是新型能源和芳香原料的来源。首先制备了催化剂g-C₃N₄和NC-800,并利用XRD、XPS、SEM、N₂-TPD等表征方法对其进行表征。以过一氧硫酸盐(PMS)为氧化剂,在 g-C₃N₄和NC-800的催化下解聚α-O-4型木质素模型化合物4-苄氧基苯酚。研究了催化剂在不同温度、时间下对4-苄氧基苯酚的解聚历程,结果表明,催化剂的比表面积越大、石墨N质量分数越高,模型化合物的解聚速率越高。提出了PMS氧化解聚α-O-4型木质素模型化合物的反应机理:活性氧自由基攻击模型化合物形成各种自由基,自由基进一步氧化形成单体产物。

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均匀沉淀法制备Al₂O₃负载的铜基催化剂及其催化合成吗啉的研究

任超, 邹昀, 周延, 何瑞宁, 童张法

现代化工. 2024, 44(4): 122-127. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.04.024

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以尿素为沉淀剂,通过均匀沉淀法制备了Al₂O₃负载的铜基催化剂。利用XRD、SEM和H₂-TPR等手段对催化剂进行表征,并考察活性组分铜镍摩尔比、载体质量分数和尿素摩尔分数对其催化合成吗啉的影响。结果表明,铜镍摩尔比为3:1、载体质量占催化剂质量的40%、尿素物质的量占金属硝酸盐物质的量的5.25倍时,所制备催化剂具有最高的催化性能。相比于商品催化剂,均匀沉淀法制备的催化剂具有更低的还原温度、更小的平均粒径、疏松的表面结构和优良的稳定性。

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虎杖根不同溶剂提取物的抗氧化活性研究

秦小桐, 曹昱莹, 居瑞军, 林炎钧, 杜雨蒙, 彭效明, 管洁, 严晓强, 杨思敏

现代化工. 2024, 44(4): 128-133. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.04.025

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为探究虎杖根6种不同溶剂提取物的抗氧化活性,利用1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基清除法、2,2-二氮-双(3-乙基苯并噻唑-6-磺酸)铵盐(ABTS)自由基清除法和总还原力检测法对6种不同溶剂虎杖根提取物进行抗氧化能力评价。选用抗氧化活性较强的95%乙醇提取物进行细胞层面内源性抗氧化能力的研究,评价其对抗氧化基因Nrf2、SOD、CAT、HO-1的调控作用。结果表明,相较于其他5种提取物,95%乙醇提取物的抗氧化能力最强且具有最高的多酚含量。95%乙醇提取物可显著增加Nrf2、SOD、CAT、HO-1等抗氧化基因的表达。95%虎杖根乙醇提取物具有较好的抗氧化活性,具有开发成为天然抗氧化剂的潜力。

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KOH含量对棉秆碳结构特征及锂硫电池正极性能的影响

蒲鹏, 王洋, 董振飞, 谭天乐, 邓辉

现代化工. 2024, 44(4): 134-139. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.04.026

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以棉秆为生物质源、KOH为活化剂、单质硫为储能物质,采用炭化-活化-高压3步法制备高性能碳硫复合材料,并探究KOH用量对活性碳结构以及复合材料电化学性能的影响。结果表明,KOH的活化促进了活性碳中10 nm以下孔的发育,碳碱质量比(棉秆碳化后的碳:KOH质量比)为1:4时活性碳的比表面积和孔体积达到最大,分别为3 068.15 m²/g和1.68 cm³/g。过量的KOH活化导致3~9 nm部分孔的坍塌,使得微孔/小介孔向大介孔或大孔转化,比表面积和孔体积缩小。复合材料的电化学性能和活性碳的孔体积呈正相关,碳碱质量比为1:4时制备的活性碳与硫进行复合的碳硫复合材料展现出最佳的电化学性能。在0.1 C的电流密度下经过100次循环之后,仍可保留787 mAh/g的放电容量;在2 C的电流密度下也可展现出582 mAh/g的高比容量。

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Na盐修饰的Cu/SiO₂催化丙烯环氧化反应研究

马应圆, 魏新煜, 高晶晶, 苏暐光

现代化工. 2024, 44(4): 140-145. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.04.027

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通过浸渍法制备了6种Na盐修饰的Cu/SiO₂催化剂,利用XRD、TEM和XPS对其晶相结构、粒径大小和Cu物种价态进行了分析,考察了Na盐促进剂种类和摩尔分数对Cu/SiO₂催化剂上丙烯氧气环氧化反应性能的影响。结果表明,6种Na盐可以不同程度地还原Cu²⁺物种,生成不同含量的Cu⁰或Cu⁺物种。6种Na盐都可以提高Cu/SiO₂的丙烯环氧化活性,而且Na₂CO₃最有利于环氧丙烷的生成。适量的Na₂CO₃可以促进Cu⁺物种的形成,有利于丙烯环氧化反应的进行,但过量的Na₂CO₃会导致Cu⁰物种的产生以及Cu物种的聚集,反而不利于环氧丙烷的生成。Cu⁺物种摩尔分数越高,Cu/SiO₂的丙烯环氧化活性和环氧丙烷的形成速率也越大。小粒径的Cu⁺物种具有最高的丙烯环氧化活性,是丙烯氧气环氧化反应的活性中心。

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氢氧化镁的表面改性及其在硅橡胶中的阻燃性能研究

马树刚, 万子岸, 刘星池, 王世荣, 李祥高, 侯经纬

现代化工. 2024, 44(4): 146-151. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.04.028

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分别采用乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)、乙基三乙氧基硅烷(ETES)以及3-(氨基丙基)三乙氧基硅烷(APTES)对氢氧化镁(MH)进行表面改性,研究了改性工艺对改性MH粒子表面特性的影响。结果表明,确定的最佳改性条件为:改性剂为VTES、改性剂质量分数为8%、反应温度为80℃、搅拌转速为500 r/min、反应时间为2.0 h。将改性MH共混入硅橡胶,当 VTES-MH质量分数为50%时,与未添加MH的硅橡胶相比,VTES-MH/硅橡胶复合材料的拉伸强度和断裂伸长率仅分别降低了5%和11%,具有良好的力学性能;极限氧指数为40.2%,具有优良的阻燃性能。

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Ag/SBA-15材料的制备及其CO催化氧化性能研究

孟祥艳, 侯月强, 南方, 林枫

现代化工. 2024, 44(4): 152-155,163. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.04.029

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采用2种不同方法将金属Ag浸渍在SBA-15上制备Ag/SBA-15复合材料,通过SEM、UV-Vis、XRD对Ag/SBA-15复合材料进行表征,并对Ag/SBA-15进行CO气体催化氧化实验,评价Ag/SBA-15复合材料的催化性能。结果表明,去除模板剂后浸渍合成的Ag/SBA-15的催化性能较好,其中金属负载量为1%的产品催化性能最好,催化所需的温度最低,CO转化率最高。

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三维Ni₃S₂@NiCo-LDH纳米复合材料合成及其电氧化尿素制氢性能研究

王志豪, 范金成, 崔柯昕, 肖国才, 高善强, 黄婷, 谭子聪

现代化工. 2024, 44(4): 156-163. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.04.030

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为设计高效、廉价和耐用的催化裂解水制氢电催化剂,合成了Ni₃S₂纳米线@NiCo-LDH纳米复合材料(Ni₃S₂@NiCo-LDH)。结果表明,该复合材料具有大量的活性位点,表现出很好的电催化制氢性能。在含有尿素的KOH电解液中,Ni₃S₂@NiCo-LDH电极材料仅需1.373 V就能达到10 mA/cm²的电流密度。在双电极体系Ni₃S₂@NiCo-LDH//Pt中,电流密度为 10 mA/cm²时电压仅为1.463 V。因此,Ni₃S₂@NiCo-LDH纳米复合材料是一种优良的新型催化水解产氢电催化剂。

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高铁酸盐体系中高价铁氧中间体对双酚A的降解研究

林洋仟, 杨学珂, 李贤胜, 杨盈, 殷翰墨, 徐西蒙

现代化工. 2024, 44(4): 164-168,174. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.04.031

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以典型内分泌干扰物双酚A(BPA)为目标污染物,研究了高铁酸钾[Fe(Ⅵ)]对其的去除效果及机理。通过高效液相色谱仪、离子色谱仪等手段考察了pH、Fe(Ⅵ)投加量和共存离子等因素对BPA去除效果的影响。结果表明,在pH为8.0、Fe(Ⅵ)与BPA浓度比为30:1时,反应10 min后BPA的降解率达到81.5%。Cl^-、SO^2-₄、NO^-₃、HCO^-₃等共存阴离子未影响 Fe(Ⅵ)体系的氧化能力,但Ca²⁺和Mg²⁺因加速了Fe(Ⅵ)自分解而抑制了BPA降解。通过淬灭实验对体系中的活性氧物种进行识别,Fe(Ⅵ)及其高价铁氧中间体Fe(Ⅴ)/Fe(Ⅳ)在氧化BPA中起主导作用。在实际水体(自来水、市政二级出水和地下水)中,Fe(Ⅵ)氧化体系对BPA的降解未受到明显影响,证实其具有较高的环境适应性。

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一锅法全细胞催化合成胞苷三磷酸的研究

沈来伟, 任宇红

现代化工. 2024, 44(4): 169-174. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.04.032

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分别在大肠杆菌BL21(DE3)中构建胞苷激酶(CDK)与乙酸激酶(ACK)的共表达及融合表达体系和胞苷酸激酶(CMK)与乙酸激酶(ACK)的融合表达体系,其中融合菌株SUMO-CDK-L2-ACK与CMK-L2-ACK构成的双融合催化体系具有较好的催化活性。搭建了双融合菌全细胞一锅法催化合成胞苷三磷酸(CTP)反应体系,并对其温度、pH、金属离子、乙酰磷酸投加量及菌粉投加量等进行优化。结果表明,在优化反应体系中,反应75 min时CTP产量达到最高为108 mmol/L,总收率达86.4%,实现了CTP的一锅法高效合成。

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Bi₂WO₆/g-C₃N₄复合光催化剂的制备及其光催化性能研究

韩碧波, 刘世凯, 宋志健, 王嘉琳, 吴昊承, 闫国晋

现代化工. 2024, 44(4): 175-179. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.04.033

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以尿素、硝酸铋、钨酸钠等为主要原料,在热缩聚法制备g-C₃N₄的基础上,通过水热法制备Bi₂WO₆/g-C₃N₄复合光催化剂。在模拟太阳光照射下,研究Bi₂WO₆/g-C₃N₄复合光催化剂对甲基橙的光催化降解性能。结果表明,复合光催化剂相比于单体光催化剂的性能有显著提高。在Bi₂WO₆与g-C₃N₄质量比为2:1、水热温度为180℃、水热时间为12 h条件下,复合光催化剂的性能最好。光照时间210 min时,甲基橙降解率达到了98.15%,相比于单体Bi₂WO₆和g-C₃N₄光催化剂的效率分别提高了25.1%和37.7%,且光催化降解过程符合一级动力学方程。复合光催化剂具有优异的稳定性,经过4次重复性实验,甲基橙降解率仍达到95.17%。

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IL@ZnBDC/PI混合基质膜的制备及CO₂分离性能研究

刘向东, 郑海敏, 李恩尚, 段翠佳

现代化工. 2024, 44(4): 180-185. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.04.034

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选取咪唑型离子液体修饰金属有机框架填料ZnBDC制备IL@ZnBDC纳米复合填料,通过物理共混的方式将其引入PI中制备PI-IL@ZnBDC混合基质膜。结果表明,复合填料的引入改善了填料与PI间的相容性,增加了混合基质膜的分子链间距,强化了膜内CO₂扩散过程。同时,离子液体中含有与CO₂有较强亲和作用的三氟甲基、磺酸基团和咪唑基团,促进了CO₂在膜内的溶解,进而协同强化了PI-IL@ZnBDC混合基质膜的溶解-扩散机制,提升了CO₂气体通量和选择性。相较于纯PI膜,PI-IL@ZnBDC-2膜表现出优异的气体分离性能,CO₂的渗透系数为10.97 Barrer,CO₂/CH₄的选择性为42.21,分别较纯膜提升了59.9%和41.5%。

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ZIF-67衍生Co₃O₄/g-C₃N₄复合材料光催化降解盐酸四环素废水的研究

梁月明, 董海山, 王栋, 刘航

现代化工. 2024, 44(4): 186-190. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.04.035

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将ZIF-67与g-C₃N₄按一定质量比复合制备Co₃O₄/g-C₃N₄复合光催化材料,并以此来提高Co₃O₄的光催化性能。利用XRD、SEM和FT-IR对复合材料结构、性能和元素分布进行表征。结果表明,当盐酸四环素(TC-HCl)质量浓度为 3 mg/L、质量分数为3%的Co₃O₄/g-C₃N₄投加量为15 mg且pH为中性时,催化剂光催化性能最佳,90 min降解盐酸四环素效率达到了91.1%。3% Co₃O₄/g-C₃N₄复合光催化剂重复使用5次后,其降解率仍可达到88.5%,表明该材料具有一定的光催化稳定性和重复利用性。体系自由基捕获实验证明,产生了·O^-₂、h⁺、·OH 3种自由基,其中·O^-₂在Co₃O₄/g-C₃N₄光催化降解TC-HCl中发挥主要作用。

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双金属硫化钼钴的制备及电催化应用研究

崔浩然, 王国胜

现代化工. 2024, 44(4): 191-196,203. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.04.036

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采用沉淀法制备了钼酸钴(CoMoO₄),采用离子交换法制备了硫化钼钴(CoMoS₄),通过XRD、SEM、XPS对制备的CoMoS₄进行表征。通过循环伏安法(CV)和差脉冲伏安法(DPV)考察了CoMoS₄修饰电极对抗坏血酸的电化学检测性能。结果表明,采用pH 6的磷酸缓冲液作电解液,当抗坏血酸浓度为0~10 mmol/L、外加电压为-2.0~1.0 V时,响应电流(Ip)与抗坏血酸浓度(c)呈现良好的线性关系,线性回归方程为Ip=-116.05c+717.99,R²=0.960 3,检测限为0.001 mmol/L。通过MS软件对抗坏血酸分子进行模拟并计算电负性及电子云分布,再结合红外光谱分析的结果推测氧化机理为抗坏血酸的羟基发生了化学反应且转化为酮基。重复实验结果表明,CoMoS₄修饰的玻碳电极具有较高的可重现性和较好的抗干扰性。

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臭氧基高级氧化法深度处理餐厨沼液的研究

李明慧, 田敏慧, 阎登科, 陈晓蕾, 李海松

现代化工. 2024, 44(4): 197-203. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.04.037

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采用臭氧基高级氧化法处理难生化降解的餐厨沼液生化段出水。考察了废水处理的pH、氧气流量、反应器气压和H₂O₂投加量等对餐厨沼液降解效果的影响。结果表明,随着pH的升高、反应器气压和H₂O₂投加量的增加,出水COD降低;在pH为7.8、氧气流量为1 L/min、H₂O₂投加量为2 mL时餐厨沼液降解效果最好,出水COD可降低到19.7 mg/L,其COD去除率为84.31%,达到《城镇污水处理厂水污染物排放标准》(DB 11/890—2012)一级A标准(COD≤50 mg/L)。

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计及电解槽自保温的风光制氢系统研究

张文韬, 周家辉, 徐钢, 吴志聪, 云昆, 崔建卫

现代化工. 2024, 44(4): 204-208,215. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.04.038

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提出了一种计及电解槽自保温的风光制氢系统,使用储热罐回收利用电解制氢工作状态的余热,当电解槽需要待机时进行放热保温。新系统降低了电解水制氢设备待机工况下的电耗,减少了电解槽热损失,该系统可为我国电解水制氢生产提供一定参考。

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炼厂原油掺炼清罐油存在的问题及思考

李治明, 陈贤德, 荣荣, 侯宝珍, 秦梓喻

现代化工. 2024, 44(4): 209-215. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.04.039

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针对炼厂回炼清罐油时常见电脱盐罐电流波动的问题,对清罐油预处理、一级电脱盐罐运行状况实地考察并进行了优化调整。结果表明,阻止原油形成稳定的乳状液是核心问题,在清罐油净化过程中不加聚合氯化铝和聚丙烯酰胺这类絮凝剂,避免与原油形成稳定乳状液;控制脱前原油铁含量在0~5 mg/kg,抑制铁离子增加原油乳状液的稳定性和电导率;提前将破乳剂的注入量提至10~15 g/t;日检电脱盐罐乳化层情况并及时排尽。通过以上措施,常减压装置持续回炼清灌油139 d,一级电脱盐罐电流未出现波动,含盐污水环保排放指标合格。

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超重力技术强化工业废水脱碳研究

赵泽盟, 李潇, 孟陆, 许强

现代化工. 2024, 44(4): 216-219. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.04.040

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采用超重力设备RPB代替脱碳塔对实际工业废水进行脱碳。结果表明,使用RPB进行脱碳的效果、加药量和设备体积均优于常规脱碳塔。但是,RPB的运行费用高出常规脱碳塔15%。通过阐述RPB设备在工业废水脱碳过程中的优劣,为未来工业废水零排放项目脱碳工艺的选取提供参考。

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新型环己酮精制流程的设计与研究

田雅楠, 高国华, 马东强

现代化工. 2024, 44(4): 220-223,227. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.04.041

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为减少环己酮装置精制单元设备投资、能量消耗,有效提升装置运行效益,提出了采用隔壁塔在环己酮装置精制单元中的应用方式,并研究了隔壁塔工艺中隔壁板分布位置、气液分配等操作参数的影响,对隔壁塔设计参数进行进一步优化。在此基础上将2种方案进行对比,结果表明,隔壁塔精馏流程相比传统精制工艺能耗节约15.9%,具有一定的节能潜力。

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三乙胺盐酸盐回收工艺研究

张鑫

现代化工. 2024, 44(4): 224-227. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.04.042

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探索了三乙胺盐酸盐中和反应条件(温度、时间、pH等)对三乙胺收率的影响。反应结束后,中和液去分相,探索了在不同温度下水在三乙胺中的溶解度和三乙胺在水中的溶解度以及分相停留时间对分相效果的影响。借助模拟软件初步设计了双塔精馏,根据模拟条件在实验室搭建装置,取得了良好效果。根据以上研究结果设计了工业化装置流程。

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污水中十二烷基磺酸钠快速检测试纸的研制

赵文青, 解清杰, 董进波, 王超, 林华星

现代化工. 2024, 44(4): 228-232. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.04.043

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基于结晶紫与十二烷基磺酸钠在pH为7.00的缓冲溶液下发生反应,建立了一种十二烷基磺酸钠的快速检测试纸来判断污水中是否含有阴离子表面活性剂。结果发现,当浸渍1 mg/L结晶紫溶液的试纸和pH为7.00的缓冲溶液混合时(结晶紫溶液与缓冲溶体积比是3:1)显色更明显;十二烷基磺酸钠浓度与显色深浅呈正比。该十二烷基磺酸钠检测试纸的检测最低值为0.05 mg/L,最高值为2 mg/L。配制样品测定结果的相对误差范围为1.167%~4.233%,表明该方法具有良好的准确性。

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胶黏剂检测评价技术研究进展

张筱榕, 薛燕波, 杨化浩, 孙晋, 晋玉鸥

现代化工. 2024, 44(4): 233-236. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.04.044

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综述了胶黏剂的检测评价技术,重点介绍了胶黏剂常规性能检测评价技术,包括耐高温和超低温胶黏剂、导电胶黏剂、无色透明胶黏剂、高导热胶黏剂、环保型胶黏剂特种性能的检测评价技术,详细讨论了各种检测评价技术的特点和方法。通过对胶黏剂现有的检测和评价方法系统的梳理、整合,建立起高水平、系统、完整、科学、有效、规范的胶黏剂检测表征与评价体系。结合实际情况,提出了胶黏剂检测评价领域未来研究的发展方向及关键所在。

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2024年, 第44卷, 第4期　刊出日期：2024-04-20

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