2024年, 第44卷, 第6期 刊出日期:2024-06-20
  

  • 全选
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    专论与评述
  • 丁宇, 黄河
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    氦(He)作为高科技稀有气体是一种重要的战略物质,我国是氦贫乏国家,其资源战略意义日趋突出。阐述了世界氦资源分布、我国氦资源利用和提氦技术现状,详细介绍了天然气提氦技术中的吸收法、吸附法、水合物法、膜分离法、低温法和联合法等,并指出这些方法的优缺点和应用水平,为今后提氦技术发展提供参考。
  • 陈亚君
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    介绍了己二腈上下游产业链及主要工艺路线、下游应用及份额、市场供需及趋势分析、产业化的难点及解决思路。重点从成本、投资、环保等方面多角度分析了合成己二腈各工艺路线优劣,明确最优路线。从技术、产业链、原辅料、规模等方面阐述了产品竞争力关键点,明确了推进己二腈项目产业化的要点。
  • 程海涛
    现代化工. 2024, 44(6): 9-14,19. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.06.003
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    日本绿色和可持续发展化学奖(GSC)旨在奖励通过化学革新来推动环境和人类健康、安全研究与发展,由日本绿色和可持续发展化学网(GSCN)发起并授予。对2023年第二十二届日本绿色和可持续发展化学奖获奖项目的创新和价值进行了评述。
  • 技术进展
  • 操泽贤, 杨长河, 张文强
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    综述了短程反硝化厌氧氨氧化技术与反硝化除磷技术的作用机理及应用进展,总结了功能微生物的富集策略及其特性,并分析了两者耦合技术的研究进展,最后对未来的发展趋势和研究方向进行了展望,以期为短程反硝化厌氧氨氧化、反硝化除磷技术及两者耦合工艺的研究和改进提供参考。
  • 孙毅, 王雷
    现代化工. 2024, 44(6): 20-24,29. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.06.005
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    通过汽化剂的种类来确定蒸汽汽化制氢的效果;分析了温度、蒸汽/生物质的质量比(S/B) 2种影响因素对生物质蒸汽汽化制氢中气体成分和H2/CO(氢气与一氧化碳的体积分数比)的影响;最后,从催化剂的种类及其改性的角度来分析生物质蒸汽汽化效果。结果表明,以水蒸汽为汽化剂的生物质汽化制氢技术的产氢质量较好,而且适当的汽化温度和S/B对生物质蒸汽汽化制氢具有较好的效果,传统的金属催化剂通过改性的方法可以获得更好的催化效果,且尽可能规避了未改性前的不足。
  • 黄媚佳, 胡茂从, 姚振华
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    系统介绍了各种杂原子掺杂碳基催化剂(包括单原子掺杂、两元掺杂、三元掺杂)以及掺杂金属的碳基催化剂的研究进展,并对其发展前景和难点进行了展望和分析,可为碳基氧还原催化剂的进一步研究提供参考。
  • 李梦婷, 刘军辉, 李想, 宋亚坤, 郭旭明
    现代化工. 2024, 44(6): 30-34,40. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.06.007
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    从提高Co基催化材料在氨硼烷水解释氢中的催化性能的角度出发,综述了不同类型Co基催化材料在释氢反应中的应用,阐明了Co基催化材料的设计思路以及在反应中的催化作用机制,并对Co基催化材料在催化氨硼烷水解释氢中所存在的问题以及今后的发展进行了总结和展望。
  • 王清硕, 惠岚峰, 张宜宜, 郭雯雯, 赵铭月, 高洋
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    介绍了阻燃剂的种类;综述了含有P、N、Si、B元素的无卤素阻燃剂的阻燃机理和研究进展;分析了含N、P元素无卤素阻燃剂的应用及存在的不足,重点总结了Si、B系列无卤素阻燃剂的应用优势;对未来无卤素阻燃剂的研究发展进行了展望。
  • 赵晓萌, 赵俊, 邱苹, 蒙晓玲, 巩雁军
    现代化工. 2024, 44(6): 41-44,48. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.06.009
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    综述了纳米Y分子筛聚集体的合成方法、结晶机理及其应用特性的最新研究进展,对比了不同合成路线获得的分子筛在结构、形态和织构性质上的异同,最后对纳米Y分子筛聚集体的发展以及应用进行了展望。
  • 王正敏, 张朋, 邓松林, 梁春艳, 陈启杰, 彭建柳
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    基于生物基材料的抗菌指示膜可通过膜颜色变化来准确反映出所包装食品的新鲜度。介绍了不同类型生物基抗菌指示膜的抗菌原理,综述了生物基抗菌指示膜的制备方法及其应用领域,并对生物基抗菌指示膜的发展前景进行了展望。
  • 杨菲, 杜春贵, 王玉婷, 邵煜然, 尹文秀, 陈诗琴, 刘春林, 单莹颖
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    从预警机制、预警材料制备以及火灾预警性能等方面对GO基与MXene基火灾预警器的研究现状进行了综述,总结了以热致电导率变化为主的火灾预警机制和以火灾预警涂层、预警纸、预警膜、预警气凝胶等材料为主的预警模式,并对比分析了GO基与MXene基2种不同基材火灾预警器在快速响应、重复响应、精准响应等预警性能方面的差异,最后对二维材料在火灾预警器中的未来发展方向进行了展望,以期为二维材料在火灾预警器中的研发与应用提供思路。
  • 薛大香, 代元元, 牛强
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    概述了近年来高熵材料的研究进展,综述了高熵材料的性质、制备方法以及电催化应用,重点探讨了电沉积法制备过程中脉冲沉积、直流电流沉积、溶剂选择、电流以及电压调变等控制因素。总结并展望了高熵材料的未来前景和发展方向。
  • 王毅霖, 李世霖, 王庆吉, 王丹, 胡景泽, 赵璐
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    综述了反向电渗析离子交换膜制备、电极设计以及工艺参数优化的研究进展,介绍了反向电渗析发电及应用案例,并展望了其发展方向,为反向电渗析技术发电、进而实现能源深入利用与物料生产相结合提供了理论依据。
  • 黄双, 顾恒, 邓冬梅, 左华江
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    在探究了微生物固定化技术在不同废水环境中的应用情况后,总结了不同微生物固定方法且比较了各种方法的优缺点,并对微生物固定化载体的选择因素及材料分类进行说明。最后,简要讨论了微生物固定化技术在水污染治理实际应用中所存在的问题,并对未来的研究提供了参考方向。
  • 唐亮东, 封余贤, 黄科林, 韦东来, 陈清琳, 蓝平
    现代化工. 2024, 44(6): 70-74,78. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.06.015
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    深入剖析了可控/精确自由基聚合技术(CPR)中的3种主要技术:可逆加成-破碎链转移聚合(RAFT)、原子转移自由基聚合(ATRP)和氮氧调控聚合(NMP)。概述了这些技术的基本概念,分析了各个技术方法的优缺点,列举了这些技术方法的应用领域。最后,对可控/精确聚合技术进行了总结和展望。
  • 胡怡超, 金卓颖, 吴思, 王为初, 阙智明, 周晓龙
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    冷轧油泥是钢铁厂冷轧工艺产生的危险废弃物。作为油水固三相高度乳化的混合物,冷轧油泥组成十分复杂,若通过传统的焚烧或填埋法处理会造成严重的环境污染。目前处理冷轧油泥的工艺包括热解法、溶剂萃取法、热化学清洗法等,以将油固两相分离并分别回收。冷轧油泥废水是高浓度的有机废水,通常采用"预处理+深度降解"的复合工艺加以处理。通过油固两相的资源化,以及水相的减量化、无害化,可以实现危废品冷轧油泥的资源回收,变废为宝。
  • 刘静如, 郝震宇, 鲁红升, 张树才, 徐伟
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    总结了CO2响应型、温度响应型和氧化还原响应型微乳液的开关机理,介绍了开关型微乳液体系构建方面的研究进展,探讨了开关微乳液在含油危废油-固分离和金属离子萃取等危废处理领域的应用,讨论了当前开关型微乳液存在的问题并展望了其发展前景。
  • 科研与开发
  • 杨定力, 李新梅, 王晓辉, 李航, 张泽疆
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    通过静电纺丝结合原位聚合的方法制备了聚苯胺(PANI)/炭黑(CB)/聚丙烯腈(PAN)电极材料;利用红外光谱和扫描隧道纤维镜分析了材料的结构,并对制备的样品进行电化学检测。结果表明,在0.5 mA/cm2的电流密度下,PANI/CB/PAN放电时间为28.03 s,面积比电容为9.427 mF/cm2,实现了柔性超级电容器电极材料放电时间的延长和比电容的有效增长。该材料有望在柔性超级电容电极方面得到广泛应用。
  • 郭穆骞, 李颖, 袁喆, 贾潇田, 张星楠
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    以污泥源腐殖酸为前驱物,通过改变纯化条件和活化温度制备出不同的电极材料。利用BET、XRD、Raman表征分析电极材料的结构特征。通过搭建三电极体系并利用CV、EIS、GCD和循环性能测试研究其电化学性能。结果表明,腐殖酸纯化后,再经KOH于700℃活化,所制电极材料表现出较高的比电容(275.3 F/g),其在1 A/g的电流密度下进行1 000次循环后仍保留95.57%以上的比电容,循环稳定性较好。
  • 冯好胜, 钟译瑱, 张奇晰, 赵燕熹, 黄涛
    现代化工. 2024, 44(6): 94-100,106. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.06.020
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    以BiVO4纳米棒为载体,采用室温共沉淀法制备了BiVO4负载ZnS量子点的纳米复合材料,利用SEM、TEM、XRD和FT-IR等对其组成、结构、形貌进行表征;以四环素(TC)为污染物,考察了ZnS/BiVO4复合材料的光催化性能。结果表明,与纯ZnS和BiVO4相比,ZnS/BiVO4复合材料对TC光催化降解的性能显著增强,其中,Zn/Bi摩尔比为2/1的ZnS/BiVO4-2/1样品对TC的降解效果最佳,1 h内TC(20 mg/L)清除率达到83.5%。自由基猝灭实验证实光生空穴(h+)、超氧自由基(·O-2)及羟基自由基(·OH)均在ZnS/BiVO4-2/1样品光催化降解TC过程中发挥作用,初步阐述了ZnS/BiVO4-2/1光催化TC降解的Z型异质结机理。
  • 邹洁, 李翔, 盛强, 尚森森, 王伟
    现代化工. 2024, 44(6): 101-106. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.06.021
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    采用低温燃烧法和溶剂热法分别合成了富含五配位Al3+物种的氧化铈改性Al2O3(Ce-Al2O3)和介孔-大孔Al2O3(M-Al2O3);通过程序升温还原浸渍法负载的Mo的磷酸盐前驱体制备了MoP催化剂。以二苯并噻吩(DBT)为模型含硫化合物评价了其加氢脱硫(HDS)性能。结果表明,M-Al2O3上制备纯相MoP所需磷酸盐前驱体的P/Mo摩尔比在1~1.2之间。DBT在MoP催化剂上转化率大小为MoP(1)/SiO2>MoP(1)/Ce-Al2O3>MoP(1.2)/M-Al2O3。动力学研究表明,DBT在MoP(1)/Ce-Al2O3和MoP(1.2)/M-Al2O3上的HDS反应活化能几乎相同,显著小于MoP(1)/SiO2上的活化能。在MoP催化剂上,直接脱硫(DDS)路径选择性随温度的增加而增加。在较低的温度下(如280℃),DBT主要通过加氢(HYD)反应路径脱硫;在较高的温度下(如360℃),DDS和HYD两条反应路径并重。
  • 杨威, 王国相, 冯清茂, 陈俊楠, 余晨晖
    现代化工. 2024, 44(6): 107-112. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.06.022
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    考察了高温热解法制备的氮锰共掺生物炭协同过硫酸盐降解水中新兴污染物安塞蜜的效能与机制。表征结果表明,氮锰共掺生物炭具有良好的比表面积与孔径结构。实验结果表明,氮锰共掺生物炭协同过硫酸盐能够显著提升水中安塞蜜的降解率,表现出更高的降解效能;在催化剂投加质量浓度为2.5 g/L、过硫酸盐浓度为8 mmol/L及不改变初始溶液pH的条件下,120 min时对安塞蜜的去除率高达94.17%。降解反应以硫酸根自由基为主导自由基。氮锰共掺生物炭具有良好的活化性能和回收利用率。
  • 谭家仪, 李军亮, 汪瀛, 孙寿民, 刘德基, 廖锐全
    现代化工. 2024, 44(6): 113-117. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.06.023
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    为解决低温致密油藏储层转向压裂暂堵剂的降解问题,通过溶液聚合法以丙烯酸、丙烯酰胺、PA-1交联剂和过硫酸铵引发剂制备了适用于低温致密油藏转向压裂的自降解凝胶颗粒暂堵剂,评价了凝胶颗粒的吸水性能和降解性能。同时采用单因素变量法研究了丙烯酰胺、丙烯酸、交联剂、引发剂和矿化度对凝胶颗粒性能的影响,研究了暂堵颗粒的封堵性能。结果表明,凝胶颗粒的吸水倍数为82倍,降解时间为3~6 d,通过调节配方组分可以调节暂堵剂的吸水倍数和降解时间,同时该暂堵剂具有较强的封堵能力,封堵率为99.81%,耐压20.66 MPa。注入水体积为20 PV时,封堵率仍能保持95%以上,暂堵剂可满足低温施工作业要求。
  • 张文强, 杨长河, 邵辉良, 操泽贤, 江远飞
    现代化工. 2024, 44(6): 118-122,128. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.06.024
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    采用水热合成法制备了活性炭负载的铁锰氧化物(MnFe2O4/AC),并将其用于活化过二硫酸盐(PDS)对水中双酚A(BPA)进行降解。研究了PDS浓度、MnFe2O4/AC投加量以及初始pH对BPA降解效率的影响,结果表明,在一定范围内,BPA的降解率随PDS浓度以及MnFe2O4/AC投加量的增大而升高,在PDS浓度为1.0 mmol/L、MnFe2O4/AC投加质量浓度为5 mg/L时BPA降解效率趋于稳定;初始pH为5时,BPA降解率最高,且在pH为3~9内BPA均能有效被去除。无机阴离子实验表明,CO2-3对该体系降解BPA的抑制作用较为明显,而Cl-和SO2-4造成的影响较小。自由基淬灭实验得知,·SO-4和·OH都是体系内发挥作用的活性物质,其中·SO-4是主要活性物质,证明了MnFe2O4/AC活化PDS降解BPA的有效性。
  • 刘若妍, 位笑娜, 任秀秀, 钟璟, 郭猛, 夏凌云
    现代化工. 2024, 44(6): 123-128. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.06.025
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    将UiO-66-NH2晶体加入SiO2-ZrO2溶胶中,通过溶胶-凝胶法在陶瓷载体上制备出UiO-66-NH2/SiO2-ZrO2膜,利用UiO-66-NH2的多孔结构和亲水基团改进SiO2-ZrO2膜的纳滤性能。考察了不同UiO-66-NH2加入量对杂化膜纳滤双氯芬酸钠(DCF)水溶液的影响,并对杂化膜进行表征,以聚乙烯醇截留分子质量评价膜孔径。结果表明,在DCF的纳滤测试中,随着UiO-66-NH2质量分数的增大,UiO-66-NH2/SiO2-ZrO2膜水通量先增大后降低,但均高于未添加的SiO2-ZrO2膜,对DCF的截留率均保持在98.7%以上;最佳UiO-66-NH2/SiO2-ZrO2掺杂为0.3时,杂化膜通量提高至4.8 L/(h·m2),通量增加了84%。随着操作压力和料液温度的提高,膜通量增大,截留率变化较小。在70℃、0.6 MPa下,杂化膜通量达到14.25 L/(h·m2),对DCF水溶液的截留率为98.1%。
  • 石国亮, 李晓兰, 侯春月, 刘建红, 吕存琴, 赵玉英, 郭雨, 张乾伟, 韩陈西, 常宏丽
    现代化工. 2024, 44(6): 129-133,139. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.06.026
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    通过插层剂二甲基亚砜、接枝剂甲醇和剥离试剂十六烷基三甲基溴化铵协同超声震荡辅助作用,将层状煤系高岭土剥离为超细片状煤系高岭土。通过X射线衍射(XRD)、傅里叶红外(FT-IR)、N2吸附-脱附及扫描电镜(SEM)与能谱分析(EDS)等技术手段对煤系高岭土进行表征。结果表明,其层间距由层状煤系高岭土的0.708 nm扩大到片状煤系高岭土的 1.12 nm,内部孔隙增加,形成了裂隙形状的介孔且孔径分布均匀。煅烧高岭土较煤系高岭土的吸油性能大幅提升,其吸油量从60~73 g/100 g煤系高岭土增至70~79 g/100 g煅烧高岭土。整个制备工艺流程中无引入强酸强碱等腐蚀性物质,提供了一种环境友好型煅烧高岭土制备技术。
  • 龚宥精, 田文珊, 赵光垒, 贾丽娟, 刘天成
    现代化工. 2024, 44(6): 134-139. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.06.027
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    采用溶胶-凝胶法制备了PrxZr1-xO2-δ催化剂,并用于NO催化氧化。以聚乙二醇-2000(PEG-2000)为模板剂对催化剂进行改性,研究了不同模板剂添加质量分数对NO催化氧化活性的影响。结果表明,催化剂活性随PEG-2000添加质量分数的增加而降低;在300℃、PEG-2000添加质量分数为2%时,PrxZr1-xO2-δ的催化活性最高,NO转化率达到了94.81%。利用XRD、SEM、N2吸附-脱附、XPS及FT-IR对催化剂进行表征,结果表明,模板剂添加质量分数的变化不会改变催化剂Pr2Zr2O7晶型;催化剂为介孔结构,质量分数为2%时的比表面积和孔容最大,有利于催化氧化NO。此外,模板剂质量分数的增加会增强催化剂的亲水性。
  • 方华扬, 李泉, 官继伦, 李雯静, 唐宁岳, 程芳超
    现代化工. 2024, 44(6): 140-145. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.06.028
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    采用连续离子层吸附反应法制备ZnO/CuS异质结光催化剂,通过与木质纤维素网络(CN)偶联成功制得负载型ZnO/CuS@CN催化剂。利用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)和电化学阻抗谱(EIS)对催化剂的元素组成、微观形貌和电学性能进行表征。通过罗丹明B(RhB)评估催化剂降解有机污染物的性能。结果表明,在模拟太阳光照射60 min后,ZnO/CuS@CN对50 mg/L RhB的降解率达到84.1%。自由基捕获实验表明,·O-2是主要活性物质。ZnO/CuS@CN对多种有机污染物均有良好的降解效果。
  • 孙双双, 吴阳, 孙茂, 蔺红桃, 王传增, 王鸣, 陈淑海
    现代化工. 2024, 44(6): 146-149,155. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.06.029
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    以蓖麻油和多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI)为主要原料,通过改性剂KH-550对导热填料六方氮化硼(h-BN)进行改性制备导热聚氨酯灌封胶,并研究了改性BN(k-BN)对灌封胶性能的影响。结果表明,h-BN改性处理有效改善了其在聚氨酯灌封胶中的分散性并且降低基料的黏度;k-BN的加入显著提高了灌封胶的导热性能。当k-BN填充质量分数为50%时,导热系数为0.51 W/(m·K),比纯PU提高了180%,且较好地维持了灌封胶材料的力学性能,能够满足灌封胶对强度及形变的要求。热重(TG)分析结果表明填充k-BN后灌封胶的热稳定性得到提升。
  • 薛代惠美, 任宏洋, 商佳俭, 李冰睿, 陶建, 王兵
    现代化工. 2024, 44(6): 150-155. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.06.030
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    采用浸渍法制备Fe-Mn/TiO2双金属催化材料,以双酚A(BPA)为目标降解物,探究了Fe-Mn/TiO2对其的降解效果及降解机制。结果表明,Fe-Mn/TiO2催化臭氧氧化降解BPA的去除率相较于单独TiO2处理提升了83.4%;Fe、Mn成功负载且催化剂孔洞较丰富;相较于TiO2,Fe-Mn/TiO2中锐钛矿质量分数增加能产生更多的羟基自由基。同时,Fe、Mn在TiO2表面能发生价态转化,可作为活性位点促进臭氧分解为·OH等活性物质,增强催化反应活性。
  • 常德政, 高岩
    现代化工. 2024, 44(6): 156-160. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.06.031
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    糠醛是木制纤维素的水解产物,由于其分子结构中含有多个官能团且官能团的结构异常敏感,糠醛选择性催化加氢可制得2-甲基呋喃、糠醇、四氢糠醇、呋喃、四氢呋喃等一系列高附加值化学品。因此,制备了一种高活性、高选择性(四氢糠醇)、稳定性好及贵金属负载量低的负载型催化剂。采用硼氢化钠液相化学还原法合成了具有不同Pd负载量的Pd/WO3催化剂(0.34%、2.0%和4.5%),考察了Pd的负载量及反应温度对Pd/WO3催化糠醛选择性加氢的影响,结果表明,最佳反应条件为:2.0% Pd、反应时间为2 h、反应温度为150℃,此时糠醛转化率为99.0%,四氢糠醇选择性达92.2%。低温反应(100℃)时升高Pd负载量有利于提高催化剂性能,高温反应(150℃)时Pd最佳负载量为2.0%。
  • 耿凤飞, 崔智杰, 王鹏旭, 徐剑晖
    现代化工. 2024, 44(6): 161-167,174. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.06.032
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    以二硫化钼(MoS2)为载体,通过水热法负载泡沫镍铁制备MoS2负载泡沫镍铁电极(MoS2@Ni-Fe-Foam)并用于降解水中的氟苯尼考(FLO)。利用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和X-射线光电子能谱仪(XPS)对电极的表面形貌和元素分布进行表征,采用循环伏安法和电化学阻抗谱对其电化学性能进行表征,通过电子顺磁共振检测(EPR)、高效液相色谱-三重四极杆质谱仪、离子色谱及电化学检测研究了不同条件对FLO降解效果的影响,并对降解产物和降解机理进行了分析。结果表明,当FLO质量浓度为25 mg/L、电流密度为30 mA/cm2、初始pH为3、Na2SO4浓度为30 mmol/L时对FLO的降解速率最快,降解率达到96%。自由基淬灭实验表明,·O-2在降解过程中发挥主要作用,其次是 1O2,而·OH的影响较弱。最后,通过三重四极杆质谱仪分析得到4种FLO降解产物,并提出FLO的降解机理。
  • 娄杰, 付秋平, 余磊, 云驰, 李霜颖, 罗丹, 李茂海
    现代化工. 2024, 44(6): 168-174. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.06.033
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    针对传统吸附剂与水相分离困难的问题,设计并制备了一种环境友好、成本低廉的壳聚糖复合材料ZIF-67/CS。针对吸附剂对孔雀石绿(MG)污染物的吸附性能,考察了污染物浓度、接触时间、吸附剂用量、pH和离子强度对其吸附性能的影响。利用XRD、SEM、FT-IR、TG等对其结构、形貌及热稳定性进行了表征。结果表明,在吸附实验中,303.15 K时ZIF-67/CS对MG的吸附等温线符合Temkin等温吸附模型;吸附动力学拟合结果表明,ZIF-67/CS对MG的吸附行为符合拟二级吸附动力学模型;吸附热力学结果表明吸附过程是自发的、吸热的。ZIF-67/CS对MG的吸附是一个复杂的化学吸附过程,主要由速率决定。
  • 姜维佳, 雷伟, 陈杰, 王青, 王玉高
    现代化工. 2024, 44(6): 175-180. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.06.034
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    在促进剂K2CO3/TiO2的作用下,通过二氧化碳的羧基化反应成功地将噻吩转化为2-噻吩甲酸,并优化了合成条件,考察了促进剂K2CO3/TiO2的结构、性质对合成路线的影响。结果表明,K2CO3/TiO2起主要促进作用的为表面无定型K2CO3;考虑到产物的热稳定性,反应温度不宜超过300℃;产物在反应刚开始的1 h内大量生成,此后生成速率急速下降。该研究不仅开发了新颖、环保和高效的2-噻吩甲酸合成路线,还拓展了二氧化碳的高效利用途径。
  • 许战峰, 刘俊, 闫珍, 张彬彬, 王琪, 魏凤玉
    现代化工. 2024, 44(6): 181-184,190. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.06.035
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    以3种不同结构的酰胺类高分子有机胺[非离子型聚丙烯酰胺(NPAM)、聚琥珀酰亚胺(PSI)和聚天冬氨酸钾(PASP-K)]为脱硝剂,通过热失重和程序升温质谱研究其热分解过程,并考察其高温脱硝性能。结果表明,三者热稳定大小依次为PSI>PASP-K>NPAM。3种高分子有机胺脱硝性能由大到小顺序为PASP-K>NPAM>PSI,这与3种有机胺分解产生氨的速率和量有关;PASP-K有较好的热稳定性和较多的分解氨量,脱硝效果最好。因此适宜的高分子脱硝剂应有较高的分解氨量和适宜的分解速率。
  • 孙心, 段淑茹, 朱开金, 朱鹏宇, 龙浩鹏
    现代化工. 2024, 44(6): 185-190. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.06.036
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    通过浸渍和煅烧制备了新型光催化剂BiVO4、CoOx/BiVO4与CeO2-CoOx/BiVO4,并通过XRD、SEM、TEM和XPS等手段对催化剂进行表征与分析,探讨了催化剂在不同条件下对有机工业废水的光催化性能。结果表明,CeO2-CoOx/BiVO4复合型光催化剂的降解效果最好,处理废水2 h后COD降解效率达到61%,说明掺杂负载可以有效提高催化性能;最佳光照时间为120 min,最佳投药量为1.0 g/L,且具有良好的稳定性。
  • 李壮壮, 杨振声, 王亚茹, 石娜娜, 陈龙, 关琳
    现代化工. 2024, 44(6): 191-197. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.06.037
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    以2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)、马来酸酐(MA)和甲基丙烯磺酸钠(SMAS)等为原料,采用反相乳液聚合法并引入非离子型乳化剂异构十三醇聚氧乙烯醚和司班80合成了一种抗高温耐盐四元共聚物粉体降失水剂ADMS。利用FT-IR、NMR、TG和GPC对共聚物的结构和热稳定性进行表征,并对ADMS进行了性能评价。结果表明,4种功能单体均参与了反应,ADMS的重均分子质量达448 198,耐温可达320℃;ADMS抗温能力良好,使用温度在30~200℃;200℃时,添加3% ADMS的淡水基水泥浆失水量为48 mL;ADMS抗盐能力良好,在半饱和盐水和饱和盐水基水泥浆中分别添加4%和5%的ADMS可控制失水量在50 mL以内;ADMS对水泥浆稠化时间、水泥石抗压强度等无不利影响。
  • 工业技术
  • 李娜, 付应韬, 李豪生, 付志龙, 陈惠敏, 郝浩博
    现代化工. 2024, 44(6): 198-203. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.06.038
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    通过对传统氨法脱硫工艺进行改进,成功设计了一种零排放、生态友好、经济可行的环保型新型氨法脱硫工艺。该工艺的关键在于将脱硫工艺放置在脱硫塔与预脱硫塔之间,简化了脱硫工艺,提高了脱硫效率(91.5%)。同时副产品纳米粉体硫化锌粒径均匀,具有较高的纯度,经济价值优于目前传统氨法脱硫工艺所产生的副产品硫磺和硫膏。新工艺为煤焦化厂的绿色生产、安全生产和经济生产提供了新思路。
  • 刘玮, 王东, 贾飞, 田翔宇, 刘梓壮, 许壮
    现代化工. 2024, 44(6): 204-208,212. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.06.039
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    针对重载列车的大容量储氢特点,研究了加氢站配置对加注性能的影响。利用动态工艺建模实现了加氢站的高精度仿真,研究了加氢站加注性能影响规律。结果表明,当管束车压力较低时,加氢站加注能力显著下降,通过提升压缩机排量和增加站内储氢量能够提升加氢站加注能力。对比研究了4类加氢站配置,结果表明,当采用压缩机排量500 m3/h、各级储氢水容积5 m3和压缩机排量1 000 m3/h、各级储氢水容积3 m3的2类配置时,加氢站的加注性能接近,可满足储氢量150、65 kg的重载列车分别在50、20 min内加满。
  • 远亚群, 郭红宇
    现代化工. 2024, 44(6): 209-212. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.06.040
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    通过梳理蒽醌法过氧化氢的生产工艺,将生产过程按单元进行划分,逐步分析出过氧化氢生产过程中的可能危险性,并剖析风险产生的原因,在此基础上提出了蒽醌法过氧化氢生产工艺危险的可行性防控措施。
  • 张立鹏, 高维丹, 林海飞, 王达彤, 杨旭, 岳涛
    现代化工. 2024, 44(6): 213-215. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.06.041
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    以工业级氯代碳酸乙烯酯(CEC)为原料,利用Aspen Plus软件模拟计算CEC、HCl在不同压力、不同温度下的饱和分压,根据模拟计算结果以降膜刮板蒸发器为主要设备闪蒸纯化CEC,去除CEC中HCl、活性氯及其他活性杂质。根据实验结果调整纯化参数,并以碳酸亚乙烯酯(VC)合成收率作为纯化效果评价标准,确定降膜刮板蒸发器纯化CEC最佳工艺条件为闪蒸温度70℃、5 kPa,CEC气相纯度由82%提高至85.3%,VC合成收率由65.2%提高至75.5%。
  • 安东雨, 梁海瑞, 陈锐莹, 李安琪, 卢昕悦
    现代化工. 2024, 44(6): 216-220,226. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.06.042
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    以低温甲醇洗装置尾气为原料,利用LNG冷能在低温、低压条件下精馏制备高纯二氧化碳。分析低温、低压下二氧化碳中杂质分离的可行性以及LNG冷能在二氧化碳提纯中的利用方式,实现了LNG冷能耦合高纯二氧化碳的制备。低温、低压精馏法制备高纯二氧化碳工艺电力消耗仅为传统中压精馏法的30.7%。
  • 分析测试
  • 叶嘉富, 车磊, 杨帆, 彭黄湖, 梁宏宝, 吴圣姬
    现代化工. 2024, 44(6): 221-226. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.06.043
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    为了快速定量测量柴油污染土壤中的柴油含量,扩大近红外光谱技术在污染土壤监测中的应用,制备了含柴油的高岭土样本集F1和含柴油的实际土壤样本集F2,对近红外光谱检测数据建立了BP神经网络、随机森林和支持向量机回归3种预测模型。结果表明,预测模型对样本集F1的预测精度良好,但无法准确预测样本集F2中的柴油含量。通过加标和重复加标处理,改善了实际土壤中柴油含量的预测效果。与直接建模相比,由柴油高岭土样本加入少量实际土壤样本后建立的近红外光谱模型,能更准确地预测柴油含量。
  • 孟德素, 庞艳玲, 石广革, 段升霞, 刘玉玲
    现代化工. 2024, 44(6): 227-231. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.06.044
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    以2-羟基-1-萘甲醛、邻氨基苯甲醛为原料,设计合成了一种新型Schiff碱Al3+荧光探针S,并通过 1HNMR、13CNMR、ESI-MS、IR对探针S进行结构表征。光谱实验结果表明,探针S在DMSO∶H2O=4∶1(V/V)体系中,对Al3+有良好的荧光和裸眼识别。Al3+浓度在2.0~50 μmol/L范围内,体系荧光强度呈现出良好的线性关系,检出限为0.033 μmol/L,探针S与Al3+形成1∶1的配合物。通过荧光光谱研究了荧光探针S-Al3+配合物与DNA的相互作用,实验结果表明,探针S-Al3+配合物对DNA的猝灭过程为动态猝灭,同时对不同温度下相互作用的结合点常数、结合位点数及热力学参数进行了计算,推断二者作用力的类型为疏水作用,作用方式为嵌插作用。