现代化工

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王兴芬, 刘哲

现代化工. 2024, 44(S1): 1-6,10. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.001

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选取2010年1月至2023年12月我国、中东、东南亚及美国线性低密度聚乙烯(LLDPE)现货价格,采用非线性自回归分布滞后模型(NARDL)探讨国外地区市场价格对我国LLDPE价格传导的非对称效应。实证结果表明,相较于美国和东南亚,我国LLDPE对中东LLDPE市场的依存程度比较高;同时,东南亚、中东地区及美国对我国LLDPE价格传导存在非对称性,且在价格非对称传导程度和速度上呈现异质特点,其中,美国LLDPE价格下跌的传导程度与速度均大于价格上涨的传导程度与速度,东南亚地区在价格传导程度上也体现出负向非对称性,但传导速度的非对称性不显著,而中东地区LLDPE价格上涨的传导程度大于价格下跌的传导程度,在传导速度上差异较小。

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多孔材料改善化妆品防晒性能的技术专利分析

马顺, 钟尚富

现代化工. 2024, 44(S1): 7-10. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.002

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多孔材料能够有效改善防晒剂的稳定性、安全性等性能,从专利申请数据的角度,系统分析多孔材料在改善化妆品防晒性能方面相关的专利申请趋势、多孔材料种类、技术热点等,对技术发展方向进行了分析探讨。为国内多孔材料的研发提供建议,为相关专利申请提供了思路。

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低碳脂肪胺的治理技术研究进展

汪黎东, 朱芊芊, 王亚囡, 刘帅, 焦燕麟, 代琴

现代化工. 2024, 44(S1): 11-15,20. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.003

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低碳脂肪胺(LCFAs)的末端处理技术主要分为物理法、化学法和生物法等3类,物理方法主要包括液相吸收法、吸附法、空气吹脱法、膜分离法;化学法主要包括低温等离子体法、高温催化氧化、光催化氧化、微波辐射法和液相高级氧化法。重点介绍各种方法的原理、处理效率和优缺点等。研究表明,LCFAs的去除方法虽然多样,但每种方法在不同程度上都存在一定局限性。鉴于LCFAs出色的水溶性,提出将液相吸收法与高级氧化法/生物法联合使用将是一种十分具有前景的LCFAs治理技术。最后对LCFAs未来的治理方向提出了展望。

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石化废水处理溶解氧浓度优化控制研究进展

丁万杰, 刘钊, 王孝红

现代化工. 2024, 44(S1): 16-20. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.004

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总结了石化废水处理过程中生化处理阶段在工艺、设备和控制方法上的国内外研究现状和发展趋势。针对废水处理过程中非线性、时变性和滞后性等特点,分析了影响曝气池溶解氧浓度变化的多种因素。论述了PID控制、模糊控制、模型预测控制和神经网络控制等多种控制算法及其组合应用在溶解氧浓度优化控制上的效果。

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活性炭和树脂吸附去除水中PFAS的研究进展

王菟, 包一翔, 钟金魁, 李杰, 刘小庆, 李雪佳

现代化工. 2024, 44(S1): 21-25,29. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.005

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全氟或多氟烷基化合物(PFAS)具有持久性、生物累积性和潜在生物毒性,在水环境中被广泛检出。吸附作为有效的PFAS处理技术具有低成本、易操作等优点。活性炭和树脂是较为常用的PFAS吸附剂。总结了活性炭和树脂改性前后对PFAS的吸附性能,介绍了其吸附机理。结合目前吸附去除水环境中PFAS的研究进展,展望了吸附法用于水中PFAS处理的发展方向,为进一步开发高效、实用的PFAS吸附去除技术提供参考。

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聚乙烯催化剂的研究进展

颜子龙

现代化工. 2024, 44(S1): 26-29. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.006

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聚乙烯根据聚合方法、分子量大小、密度等参数可分为LDPE、LLDPE、HDPE、UHMWPE。综述了聚乙烯催化剂的发展历程,重点介绍齐格勒-纳塔催化剂、茂金属催化剂、后过渡金属催化剂和铬系催化剂的研究进展。

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光催化反应器的研究进展

崔熠婧, 孙伟宸, 沈超群, 张程宾

现代化工. 2024, 44(S1): 30-35,41. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.007

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光催化技术在制氢、CO₂还原、燃料电池、大气治理、室内空气处理、污水处理、检验检测、生物质利用等众多领域具有广泛应用。光催化反应发生在反应器内,因此光催化反应器的设计及其性能对保证催化反应效率、控制成本及工程应用有重要意义。总结了不同光催化反应器的结构特点,并讨论了光源及其结构、催化剂及其改性、温度和pH等对光催化反应器性能的影响。

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异山梨醇的应用研究进展

程瑾, 白毓黎, 王宜迪, 王兆程, 李澜鹏, 曹长海

现代化工. 2024, 44(S1): 36-41. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.008

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概述了异山梨醇的生产来源,分析了异山梨醇的结构及反应特性,综述了异山梨醇的应用研究进展。重点论述了异山梨醇在聚合物材料、医用材料及医药、增塑剂、液晶材料和涂层等领域的研究现状,分析了各领域应用的优势及存在的问题,聚合物材料是目前异山梨醇的应用研究热点。最后指明了开发高效聚合催化剂、提高异山梨醇羟基反应活性及优化聚合物综合性能是今后的发展方向。

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抗生素光催化降解:催化剂的研究进展

陈燕, 李卫士

现代化工. 2024, 44(S1): 42-46. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.009

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水体中所含抗生素残留的种类和数量不断增多,污染成分也越来越复杂。传统的微生物水处理技术并不能有效地去除这些药物。光催化氧化技术具有氧化能力强、无二次污染、反应条件温和、分解速度快以及对降解物质具有广普性等优点,广泛应用于抗生素降解。按照金属类光催化剂、非金属类光催化剂和MOFs类光催化剂分类,对光催化降解抗生素类药物的研究进展进行了综述,总结了不同光催化剂的结构特征、性能,并对光催化剂降解抗生素领域的未来发展前景进行了展望。

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陶瓷过滤机膜污染影响机制研究现状及展望

程燃, 薛锦, 刘海, 田蒙奎

现代化工. 2024, 44(S1): 47-51,58. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.010

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陶瓷过滤机是利用无机陶瓷膜机械强度高、耐腐蚀、易于再生等特点而制备的真空过滤设备,广泛应用于金属、非金属等矿产资源的分离提纯。在其运行过程中,膜污染问题是限制其能效的关键因素。对陶瓷过滤机膜污染控制相关研究进行了综述,重点概述了进料液特性、膜特性及运行条件等对陶瓷膜过滤过程中膜污染的影响,并对膜污染控制策略提出了建议。

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新型煤基乙醇酸甲酯合成技术与应用研究进展

王晓晨

现代化工. 2024, 44(S1): 52-58. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.011

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乙醇酸甲酯同时具有酯基和羟基,能够发生多种化学反应,是一种重要的有机化工原料。传统生产方法主要包括甲酸甲酯偶联法、甲醛羰化酯化法和氯乙酸法等,具有污染环境、腐蚀性强、规模小、能耗高等问题,亟须开发绿色环保新工艺。重点介绍草酸二甲酯加氢法和甲缩醛羰基化法两类乙醇酸甲酯新型合成路线,总结催化剂研究进展及未来发展方向。介绍了5大类乙醇酸甲酯下游精细化学品,分析了制约乙醇酸甲酯向下游延伸发展的主要原因在于成本。未来随着乙醇酸甲酯新型合成路线技术不断成熟,成本有望下探,为开发下游乙醇酸甲酯制乙醇酸、丙二酸二甲酯、乙醛酸甲酯提供原料保障,助力下游聚对苯二甲酸丙二醇酯、可降解塑料聚乙醇酸和医药中间体产业发展。

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化学改性秸秆对重金属吸附的研究进展

常晟铭, 王刚, 汤春晖, 高微微

现代化工. 2024, 44(S1): 59-63,68. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.012

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重金属废水进入水环境后严重威胁着环境质量和人类健康,为此需要高效、生态友好的处理技术。秸秆是一种优质纤维素基材料,具有可生物降解、无毒、热稳定等特性。秸秆经过改性处理后对水中重金属离子的吸附能力会得到显著提升,可以达到以废治废的目的。综述了化学改性秸秆吸附材料的研究现状,讨论了几种常见的改性方法对秸秆表面结构和性质的影响,如酸或碱处理、酯化、醚化、接枝等;就改性秸秆对废水中重金属的去除性能和作用机理进行了分析总结,归纳了吸附重金属后的秸秆吸附剂的解吸作用和再生性能,展望了秸秆改性及其作为重金属吸附剂的研究发展前景。

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矿井水中有机污染物处理技术现状及需求展望

何昱鹏, 李杰, 钟金魁, 刘小庆

现代化工. 2024, 44(S1): 64-68. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.013

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系统梳理了我国煤矿开采矿井水中有机污染物处理技术,指出了不同处理技术的优缺点,展望了矿井水中有机污染物处理技术工程应用的主要挑战和研究方向;基于不同处理技术存在的优缺点,分析了不同处理技术的适用水质。高级氧化法对有机污染物处理效果好,但受矿化度影响大;混凝沉淀法和吸附法对持久性污染物的处理效果较差;而反渗透技术在高矿化度矿井水中应用较广泛;生物处理法受到矿井水中矿化度和pH值的影响,需要筛选和驯化适应的微生物。阐述了各种技术在不同类型矿井水(酸性、碱性、高矿化度等)中的适用性,为矿井水中有机污染物的管控提供参考。

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废旧轮胎胶粉/聚合物复合材料的研究进展

向志东, 刘冰肖, 边祥成, 贺茂勇

现代化工. 2024, 44(S1): 69-72. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.014

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废旧轮胎胶粉(GTR)的资源化利用有利于“碳达峰、碳中和”发展战略的实施。系统综述了GTR在橡胶、热塑性树脂、聚氨酯、环氧树脂、聚酮树脂等聚合物改性领域的研究现状;从GTR复杂的化学组成、微观形态和聚集态结构等角度出发,提出GTR/聚氨酯复合材料的研发有望成为废旧轮胎胶粉高值化再利用的重要研究方向。

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酶固定化技术及固定化酶应用的研究进展

万娟娟, 刘旭峰, 戎海波, 谢缘林, 贾博宇, 李翠, 杨玉丽, 文水平

现代化工. 2024, 44(S1): 73-79. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.015

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酶是一种对环境友好的生物催化剂,在环境修复、医药、化工和食品等领域广泛应用,但游离酶的催化性能易受环境因素的影响。酶的固定化技术是提高游离酶的催化稳定性的主要技术之一。首先综述了几种不同的酶固定化技术,介绍了不同固定化技术的优点及特点;其次介绍了不同固定化载体对不同酶的固定效果,并分析了其优势;最后讨论了固定化酶面临的挑战和未来发展前景。

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己二腈的生产和应用

卢严钦鹏, 杨子建, 刘鑫, 叶雪涵, 谭诗怡, 李龙燕

现代化工. 2024, 44(S1): 80-86. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.016

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己二腈是生产尼龙66的主要原料,目前全球市场对其需求量正不断增加;此外,己二腈还可用于储能与动力电池领域。对己二腈的合成工艺现状及其新型应用进行了总结和分析,以期引起研究者对己二腈生产及应用开发的重视,使其得到进一步发展。

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基于掺杂的染料敏化电池光阳极性能的研究进展

王锐, 朵永超, 张曙林, 牛家嵘, 金欣, 王闻宇

现代化工. 2024, 44(S1): 87-94. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.017

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纳米TiO₂半导体材料具有较高的禁带宽度和良好的耐光腐蚀性,被认为是最具有发展潜力的太阳能电池的光阳极材料,但二氧化钛存在禁带宽度大且激发波长短、光生电子容易复合等问题,在很大程度上阻碍了人们对提高染料敏化太阳能电池光电效率的研究。适当的金属和非金属掺杂剂可改善二氧化钛的内部结构,引入杂质能级和缺陷位置或替代晶格阵点上的氧原子,导致材料的表面结构和电子态发生变化,进一步促进了光生电子和空穴的分离,抑制了它们的复合,从而拓宽了可见光谱的响应范围并提高了光电性能。从掺杂剂种类入手,分别从金属掺杂、非金属掺杂和金属非金属共掺杂3个方面对掺杂机理进行梳理总结,并对未来研究方向进行展望。

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水体中硬度去除技术现状与展望

张祎旸, 杨晏泉, 曹宗仑

现代化工. 2024, 44(S1): 95-98. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.018

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硬度离子(Ca²⁺、Mg²⁺)等会在锅炉、管道中形成沉淀,造成生产生活中的诸多问题。水的软化处理是将硬水中的硬度离子除去的过程。介绍了离子交换软化法、膜软化法、药剂沉淀法等除硬工艺的基本原理和最新进展,分析了这些技术的优劣势,并对未来除硬技术的可能研究方向进行了展望。

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机械化学辅助双水相提取绿茶渣中的茶多酚

周鑫彪, 向兵

现代化工. 2024, 44(S1): 99-104. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.019

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开发了一种高效且具备选择性提取能力的机械化学辅助双水相提取技术用于提取绿茶渣中的茶多酚。通过单因素以及响应面优化实验优化了实验条件,结果表明,最优工艺条件为硫酸铵质量分数18%、乙醇质量分数35%、液固比65 mL/g、转速468 r/min、提取时间10 min,在此条件下茶多酚的最大产率为50.01±0.26 mg/g,接近传统机械化学法(52.36±0.34 mg/g);同时机械化学辅助双水相提取法所得产物的含固率为46.2%,远高于传统机械化学法(21.6%);此外,机械化学辅助双水相提取法提取的茶多酚体外抗氧化活性能力明显高于传统方法。

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桉木高得率浆废水诱导沉淀预处理脱毒研究

尹航, 房桂干, 盘爱享, 田庆文, 朱亚玮

现代化工. 2024, 44(S1): 105-110. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.020

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桉木高得率浆废水可生化性差和处理困难,严重影响了这一优质速生材的高质化利用。分析桉木高得率浆废水的有机污染特征,解析桉木高得率浆废水中的微生物毒性物质,对蛋白质诱导的沉淀脱毒技术进行研究,初步阐释了其脱毒机理,并进行生物处理实验验证。结果表明,桉木废水产生量为9.03 m³/t,COD污染发生量为181.81 kg/t;桉木废水中单宁物质含量达447.31 mg/L,桉木废水的GC-MS分析发现占比较大的具有微生物抑制作用的成分有2,6-二叔丁基对甲酚、芥酸酰胺、3,4,5-三甲氧基苯酚等;蛋白质诱导沉淀最优加药量为牛血清蛋白0.2 g/L,处理后单宁含量降低91.77%,桉木废水的可生化性B/C从0.318上升到0.429,微生物抑制性物质相对含量降低;有氧呼吸实验表明,预处理后的桉木废水表现出更高的摄氧量;脱毒预处理后桉木废水的生物处理性能显著提高,平均COD去除率由56.89%提高到70.46%,更有利于后续处理。

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氨基甘油Gemini表面活性剂的合成与性质研究

贾晨悦, 施亮亮, 唐红, 冯江涛, 贺军波, 张维农

现代化工. 2024, 44(S1): 111-117. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.021

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以脂肪胺、缩水甘油及1,3-二氯-2-丙醇为原料,合成了一系列甘油胺为头基、羟基丙烷为连接基的非离子型Gemini表面活性剂。通过核磁共振(¹HNMR、¹³CNMR)、高分辨质谱(HRMS)、傅里叶红外光谱(FT-IR)对产物的结构进行表征,并研究了它们的表面活性、润湿性、乳化性、起泡性和抑菌活性。结果表明,8-3(OH)-8在2.02 mmol/L时有较好的降低表面张力的效果,12-3(OH)-12具有最好的发泡性以及乳化性;8-3(OH)-8和12-3(OH)-12在水溶液中均呈稳定的纳米分散体系;8-3(OH)-8对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌都有最好的抑菌效果,在40 μg/mL时抑菌率达90%以上。羟基丙烷为连接基的脂肪氨基甘油Gemini表面活性剂具有良好的应用前景。

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酚醛树脂改性沥青基硬碳的制备及储钠性能研究

李旭东, 谭晓杰, 刘亚超, 王瑞, 刘钦莲, 赵青山

现代化工. 2024, 44(S1): 118-123. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.022

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石油沥青作为炼油副产品被用作多种碳质材料前驱体,但在高温碳化过程中易石墨化,不利于钠离子储存。将酚醛树脂引入硬质沥青共碳化,促进沥青分子与酚醛树脂分子间的交联,抑制碳层熔融重排,得到酚醛树脂改性沥青基硬碳材料。当酚醛树脂添加质量比例为1∶1时,在1 200℃碳化所得硬碳材料具有最佳的储钠电化学性能。在0.05 A/g电流密度下,比容量达270.2 mAh/g,首次库仑效率为63.8%。在0.3 A/g电流密度下,循环1 200圈后容量保持率达71.6%。

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氧化铝纤维增强混凝土力学性能试验研究

王伟涛, 洪刚, 贺盛文, 夏伟

现代化工. 2024, 44(S1): 124-128. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.023

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为探究氧化铝纤维对混凝土力学性能的影响,制作了不同氧化铝纤维长度(4 mm、8 mm、12 mm、16 mm)及体积掺量(0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%)的氧化铝纤维增强混凝土试件,并且分别对其开展了抗压及抗折性能测试。结果表明,随着氧化铝纤维体积掺量的增加,混凝土的抗压强度和抗折强度均呈现出先逐渐增加而后有所下降的变化趋势;掺入长度为8 mm的氧化铝纤维比另外3种长度的氧化铝纤维对于混凝土抗压、抗折强度的提升作用更加明显。当氧化铝纤维长度为8 mm、体积掺量为0.2%时,氧化铝纤维增强混凝土的抗压强度相较于素混凝土提高了10.59%;当氧化铝纤维长度为8 mm、体积掺量为0.3%时,氧化铝纤维增强混凝土的抗折强度相较于素混凝土提高了26.18%。通过微观形貌分析可知,氧化铝纤维能够与混凝土基体紧密结合,充分发挥阻裂作用、桥接作用,进而有效改善混凝土材料的基本力学性能。

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植物纤维增强沥青混合料性能试验研究

郭彦强, 向豪, 徐鹏, 弓锐

现代化工. 2024, 44(S1): 129-131,137. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.024

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纤维具有高强度、高模量和耐高温等优点,已经成为道路行业中广泛使用的改性材料。为了进一步探究玉米秸秆纤维在道路中使用的可能性,对玉米秸秆进行处理并作为改性材料与沥青混合。研究了不同纤维掺量对改性沥青的影响,包括针入度、软化点、车辙和低温蠕变性等;设置对照组,选择纤维掺量为1.0%、2.0%和3.0%的3种试样进行了力学测试。结果表明,随着纤维掺量的增大,软化点、高温性能、低温性能分别提高17.9%,79.6%和36.8%,针入度降低了37.4%;综合考虑沥青混合料的马歇尔稳定性和间接抗拉强度指标,优选秸秆纤维掺量为2%。

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钻井泥浆膨润土与染料示踪剂的吸附性能及机理研究

黄英, 马立涛, 柳雪青, 刘成, 李洋冰, 姜洋, 方洁, 熊艳

现代化工. 2024, 44(S1): 132-137. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.025

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以新胭脂红(AR)和亚甲基蓝(MB)染料示踪剂作为研究对象,研究其与钻井液中膨润土之间的吸附性能,获得其热力学和动力学作用模型,并探究pH以及矿化度对染料吸附性能的影响。实验结果表明,膨润土对MB具有较强的吸附性能,其吸附量(928 mg/g)远大于膨润土对AR的吸附量(0.73 mg/g);膨润土对示踪剂的吸附过程更加符合伪二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型;pH会影响染料示踪剂的紫外吸收,矿化度对染料示踪剂的紫外吸收几乎不产生影响。Zeta电位结果表明,AR主要通过范德华力与膨润土发生作用,因而吸附较弱;MB主要通过静电与膨润土中的Al—O、Si—O键发生作用,因而产生较强吸附。

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基于反气相色谱技术研究煤表面性质和热力学参数

努尔比亚·亚力坤, 李园, 王鑫, 赵伟, 李振

现代化工. 2024, 44(S1): 138-144. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.026

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采用反气相色谱(IGC)技术测定煤的表面性质和热力学性质。在303.15~343.15 K温度范围内,以30种有机溶剂作为探针分子,测定探针溶剂的保留体积。用Schultz和Dorris-Gray两种方法计算了煤样的表面色散自由能,结果为20.26~36.56 mJ/m²,并且呈现随着温度的升高而递减的趋势。计算Lewis酸碱常数得出的能够表征煤样总酸碱能力的数值K_B/K_A值为6.66,说明表面偏碱性。另外,测定了无限稀释活度系数γ₁₂^∞、质量活度系数Ω₁^∞和Flory-Huggins相互作用参数χ₁₂^∞、溶解度参数δ₂等热力学参数。结果表明,γ₁₂^∞随着温度的升高而下降,表明探针溶剂与煤样之间的相互作用力随着温度的升高而增强;χ₁₂^∞随着温度的升高而递减,可知四氢呋喃和二氯甲烷的χ₁₂^∞值小于0.5,Ω₁^∞值小于5,说明探针溶剂四氢呋喃和二氯甲烷是良溶剂;煤的溶解度参数随着温度的升高呈下降的趋势。为加深了解煤性质和后续浮选提质技术提供了借鉴和理论支撑。

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三氟化硼-苯甲醚络合物的管式裂解工艺研究

李瑜哲, 宗睿, 吴高胜

现代化工. 2024, 44(S1): 145-148. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.027

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以三氟化硼-苯甲醚络合物为原料,采用管式裂解工艺,考察了裂解温度、停留时间以及预热温度对裂解反应的影响。采用气质联用仪定性分析了裂解后产物中的杂质,采用气相色谱外标法定量分析了各主要杂质的含量。通过研究获得了较优的管式裂解工艺参数,其中预热温度为40℃,裂解温度为185℃,停留时间为120 s,裂解率最高达到98.06%。

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咖啡渣生物炭的制备及其对水体中拟除虫菊酯农药的吸附机理研究

王昊鑫, 李硕, 刘春晓, 肖珍妮, 赵志远, 赵文婷

现代化工. 2024, 44(S1): 149-154. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.028

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以咖啡渣为原料制备生物炭,研究不同温度下其对4种拟除虫菊酯类农药的吸附机理。对不同温度制备的生物炭的理化性质及表面性质进行研究;通过吸附效率实验选取最佳制备温度,再进行吸附动力学实验和等温吸附实验。实验结果表明,800℃为最佳制备温度,此时生物炭的吸附性能和芳香性更强,表面孔隙多,形变程度大;800℃制备的生物炭对拟除虫菊酯农药的吸附更符合准一级动力学模型,而吸附热力学过程更符合Freundlich模型。吸附热力学参数表明,800℃制备的生物炭对4种拟除虫菊酯农药的吸附均为自发的吸热过程。

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季铵盐离子液体催化α-烯烃聚合的研究

胡创彩, 张丹, 李君华, 钱建华

现代化工. 2024, 44(S1): 155-158,165. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.029

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以三甲胺盐酸盐和AlCl₃为原料合成不同摩尔比的离子液体催化剂,测试了不同反应条件对1-癸烯齐聚产物性能的影响,采用GPC(高温凝胶色谱)和FT-IR(傅里叶红外光谱)对齐聚物进行测试。结果表明,在n(三甲胺盐酸盐)∶n(氯化铝)=1∶2.5、聚合温度为90℃、用量为5%、时间为6 h的反应条件下,得到的1-癸烯齐聚物在40℃和100℃的运动黏度分别为 59.67 mm²/s和10.62 mm²/s,转化率为89.3%,凝点为-61.4℃,具有很好的低温流动性。当回收催化剂与新制催化剂的质量比为9∶1时,聚合产物的性能浮动较小,表明催化剂可重复使用,经济效益好。

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NTA-零价铁/过碳酸钠的非均相类Fenton体系去除水中双酚A的研究

曹群, 郭波, 冯凡, 金史怡

现代化工. 2024, 44(S1): 159-165. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.030

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利用氨基三乙酸(NTA)强化零价铁/过碳酸钠(Fe⁰/SPC)的类Fenton法进行去除双酚A(BPA)的研究。分别考察了Fe⁰、SPC和NTA的投加量、初始pH值以及温度对BPA去除效果的影响。结果显示,在室温、pH=7以及优化投加量的条件下反应30 min,NTA-Fe⁰/SPC体系对BPA的去除率可达到98.8%。不同方法的对比研究以及反应中铁离子浓度的测定结果表明,NTA与铁离子的络合维持了体系中稳定浓度的Fe(Ⅱ),从而拓宽了NTA-Fe⁰/SPC体系的pH适用范围;投加的Fe⁰不仅提供了催化剂Fe(Ⅱ),同时还可加速反应中Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ)的循环,提高利用率。自由基淬灭实验结果表明,去除BPA的主要作用来自于·OH。伪一级动力学模型(R₁²=0.983 4~0.993 3)能更好描述NTA-Fe⁰/SPC去除BPA的行为,表明该过程以化学氧化为主,表观活化能为34.68 kJ/mol,属于表面控制的反应。热力学研究显示,去除BPA的反应是自发和吸热的过程。本研究为近中性条件下去除BPA提供了一种高效且环境友好的方法。

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P(N-MAAm)水凝胶吸附剂的制备及其对亚甲基蓝染料吸附性能的研究

韩志成, 贾伟娜, 王璇, 于世超, 刘奕含, 于良民

现代化工. 2024, 44(S1): 166-171. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.031

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将N-羟甲基丙烯酰胺引入聚丙烯酸-丙烯酰胺体系,采用“一锅煮”法合成了P(N-MAAm)水凝胶。结果显示,当 n(AM)∶n(AA)为1∶4、中和度为60%、交联剂用量为0.4%、n(AM)∶n(N-MA)=9.5∶0.5时,P(N-MAAm)对亚甲基蓝(MB)的实测最大吸附量可达1 603.77 mg/g;降低环境温度、盐度,提高pH有利于P(N-MAAm)水凝胶吸附MB;吸附动力学曲线符合准一级动力学模型(R₁>0.999),吸附等温线更符合Langmuir模型(R_L>0.981),P(N-MAAm)水凝胶对MB的吸附过程更倾向于是物理吸附,并且可能是多分子层吸附。P(N-MAAm)水凝胶通过Langmuir模型拟合计算得到理论最大吸附量为3 170.27 mg/g;具有良好的可重复利用性能,5次吸附-解吸循环后对MB的去除率仍高于95%。

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响应面法优化玉米秸秆生物炭的改性工艺

岳佳怡, 杨兰文, 方柏森, 罗兴平, 朱梅, 詹小蒙, 谢贵明

现代化工. 2024, 44(S1): 172-178,184. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.032

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玉米秸秆通过热解可得到具有较丰富孔隙结构和较高比表面积的生物炭。然而原始生物炭存在吸附性能较差和矿质养分含量低等缺点。以MgCl₂·6H₂O为活化剂、磷酸盐的吸附量为指标,通过单因素试验和响应面试验对热解温度(A)、保温时间(B)和活化剂浓度(C)等热解改性条件进行优化,制备性能优良的改性生物炭。结果表明,各因素的影响显著性顺序为C > A > B,其中AB及AC交互作用显著。在热解温度为505℃、保温时间为96 min以及活化剂浓度为1.2 mol/L的条件下制备得到对磷酸盐吸附量(25.425 mg/g)最好的改性生物炭。

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基于“口琴板”强化280 Ah储能电池组热管理的实验研究

康芳明, 苏庆宗, 马庆, 王亚雄

现代化工. 2024, 44(S1): 179-184. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.033

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基于对风冷电池组热管理的研究,开发了一种新型“口琴板”风冷式储能电池组热管理系统。研究了不同放电倍率下,自然对流、入口风速、环境温度对热管理系统温度场和流场分布的影响。结果表明,在1.5 C放电倍率下,入口风速为10 m/s、环境温度为25℃时,储能电池组的最高温度为42.26℃、最大温差为3.2℃。此外,“口琴板”可有效提升储能电池组内部温度分布的均匀性,显著降低电池组的最高温度,为大容量方形储能电池风冷热管理组件的开发优化提供了一定的基础理论和实验数据支撑。

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不同蒸汽裂解原料评价及混合裂解研究

廖思航, 单书峰, 李平, 曾兴业, 吴世逵

现代化工. 2024, 44(S1): 185-190. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.034

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对丙烷和丁烷进行模拟裂解;对典型的石脑油、煤油和柴油原料进行裂解评价,对比分析原料物性对裂解产物分布的影响;最后在石脑油中掺杂10 wt%和20 wt%柴油进行共裂解评价。结果表明,轻质原料裂解性能优于重质原料,轻烃原料混合裂解时异构烷烃含量不宜过高,正构烷烃含量高的石脑油原料和芳烃指数(BMCI)小,链烷烃含量越高的煤油和柴油原料裂解性能较好,石脑油中加入少量柴油混合裂解对高附加值产物收率影响较小。

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原位溶胶-凝胶法制备光固化3D打印大豆油基杂化材料及其性能分析

曹力铸, 李少辉, 刘晓暄, 崔艳艳

现代化工. 2024, 44(S1): 191-200. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.035

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以2.7官能度大豆油多元醇(SBOP)与甲基丙烯酸乙酯二异氰酸酯(MOI)为原料,成功制备了2.7官能度可自由基光固化的大豆油基光敏树脂SBO-2.7A。将SBO-2.7A作为基体树脂,通过添加一定比例活性稀释剂丙烯酸羟乙酯(HEA),制备出了3D打印大豆油基光敏树脂。通过原位溶胶-凝胶法,将不同正硅酸乙酯(TEOS)添加量的大豆油基打印树脂配方进行3D打印成型,优选出最佳的酸性蒸汽后处理条件后,最终制备出具有机械性能提高的打印大豆油基材料。通过红外光谱仪、电子显微镜、哈克旋转流变仪、拉伸试验机等对3D打印树脂的黏度、光固化行为及其对3D打印样品的热力学性能、机械性能等的影响进行分析,结果表明,原位溶胶-凝胶法生成纳米SiO₂使得3D打印制品拉伸性能、储能模量均得到提高,其中拉伸强度由起始的9.96 MPa增加到了14.14 MPa,提高了42%;储能模量由293 MPa提高至567 MPa,提高了93.5%。

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高盐含酚工业废水的脱酚工艺研究与优化

张潆心, 蒋文伟, 焦高成, 彭小双, 曾鸿锟

现代化工. 2024, 44(S1): 201-206,212. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.036

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研究了磷酸三丁酯(TBP)-煤油体系在对硝基苯酚(PNP)工业废水中的萃取工艺,TBP与PNP主要形成1∶1型的络合物,萃取过程的ΔH=-28.21 kJ/mol,废水中盐的存在对络合萃取有正向影响。采用单因素实验法考察了萃取剂浓度、搅拌转速、有机相/水相的体积比(O/A)对脱酚率以及化学需氧量(COD)去除率的影响。根据单因素实验结果,设计三因素三水平Box-Behnken模型进行响应面优化实验。实验结果表明,响应面优化后的最优工艺条件为:TBP浓度为28%,搅拌转速为187 r/min,相比为0.6,该条件下脱酚率为99.97%,单级萃取后萃余水相酚含量为0.12 mg/L。

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规整异质聚结材料的构建及其含油污水处理性能研究

刘黎颖, 王雪清, 张秀芳, 谭向东, 马宁, 马传军

现代化工. 2024, 44(S1): 207-212. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.037

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为提高聚四氟乙烯(PTFE)作为聚结材料时的除油效果,构建了脱脂棉(Cot)和超疏水PTFE分层叠卷(Cot+超疏水PTFE)的规整异质聚结材料。结果表明,PTFE作为聚结床层时,出水油浓度为220 mg/L,超疏水PTFE的出水油浓度为 155 mg/L,PTFE的超疏水改性提高了其聚结性能;Cot+超疏水PTFE的出水油浓度为55 mg/L,进一步提升了除油效果;Cot+超疏水PTFE在最佳床层长度100 mm、孔隙率0.883时,品质因子可达39 kPa^-1,出水中几乎不存在粒径大于10 μm的油滴,床层有效处理了分散油及乳化油,且在12 h长周期运行中稳定保持94.5%的除油率。

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煤气化炉渣免烧陶粒的制备及其在反硝化滤池中的应用

张祎旸, 武陈, 曹宗仑, 王岽, 孙杰

现代化工. 2024, 44(S1): 213-217. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.038

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煤气化炉渣是煤气化过程中产生的固体废弃物。大量的炉渣堆积不仅造成了资源的浪费,而且增加了企业的运营成本,对当地环境造成危害。以内蒙古地区的煤气化炉渣为主要原料,加入水泥、生石灰、CaSO₄等,通过免烧结的方式制备陶粒。在制气炉渣、水泥、生石灰、CaSO₄质量比为70∶30∶2.5∶5的条件下制得的陶粒性能最优越,比表面积可达51.7 m²/g,堆积密度为809 kg/m³,颗粒破碎强度为6.61 MPa。将该陶粒用作反硝化生物滤池填料,相比于普通市售陶粒挂膜速度更快;在水力停留时间(HRT)为12 h时,化学需氧量(COD)由300 mg/L下降至60 mg/L以下,COD去除率在80%以上;硝态氮(NO₃^--N)由 60 mg/L下降至2 mg/L以下,NO₃^--N去除率在95%以上。利用煤气化炉渣制备免烧结陶粒实现了煤气化炉渣的资源化利用,同时为污水反硝化处理提供了一种新的填料。

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(1R,2S)-2-氟环丙胺对甲苯磺酸盐合成工艺的改进

吕红兵, 邱滔

现代化工. 2024, 44(S1): 218-221,225. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.039

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研究了(1R,2S)-2-氟环丙胺对甲苯磺酸盐的合成工艺。以丁二烯为原料,经过成环、氧化、还原、拆分等反应,设计合成(1S,2S)-2-氟环丙甲酸,通过考察与优化确定了最佳反应条件;进一步制得目标产物(1R,2S)-2-氟环丙胺对甲苯磺酸盐,产物收率达到75%。

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基于Rohsenow关联式的池沸腾HTC预测修正模型

陆存豪, 刘炜, 张泽远, 陈建

现代化工. 2024, 44(S1): 222-225. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.040

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针对去离子水池沸腾传热系数(HTC)预测,当前理论研究主要是基于Rohsenow关联式,采用固定数值的方式对关联式中的经验参数进行优化。本文基于Rohsenow关联式,通过拟合法建立关联式中两个经验参数与过热度的联系,进而搭建了池沸腾HTC预测修正模型。与3组去离子水铜表面池沸腾实验结果对比,修正模型对HTC的预测平均误差为17.79%、5.35%、18.14%,优于Rohsenow关联式模型和Li关联式模型。研究工作可以为HTC的预测提供一定的理论帮助。

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磁混凝工艺处理燃煤电厂脱硫废水应用研究

徐峰, 徐应星

现代化工. 2024, 44(S1): 226-228,234. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.041

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采用磁混凝技术对燃煤电厂脱硫废水开展实验室和中试实验研究。通过实验室研究优化了磁混凝工艺的药剂投加量等工艺参数;在实验室数据的基础上,通过中试实验验证了磁混凝技术处理燃煤电厂脱硫废水的可行性并评价了该技术的经济性优势。

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ASZM型防护用浸渍活性炭中金属组分形成机制及其对防护性能的影响

曹卓, 王雅男, 薛燕, 赵婷, 武越, 金彦任

现代化工. 2024, 44(S1): 229-234. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.042

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采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)分析技术,明确了各金属活性组分铜、钼、锌、银在ASZM型浸渍活性炭中的具体存在形式,分析了干燥处理过程中活性炭表面官能团对各金属组分的还原情况,指明了干燥处理温度升高会增大活性炭表面官能团对铜组分的还原程度,进而降低浸渍炭的防护性能,为ASZM型防护浸渍活性炭的性能提升和广谱、高效浸渍活性炭的创新发展提供一定的理论指导。

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牡丹籽发酵油工艺优化及功效活性研究

韩婕珺, 龚天贵, 王斌, 武梦雪, 陆跃乐

现代化工. 2024, 44(S1): 235-239,245. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.043

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本研究旨在生产一款具有强渗透性、感官效果良好并具有较强活性的护肤油——牡丹籽发酵油。对菌株培养时间及后续处理工艺条件进行优化,对比发酵油与牡丹籽原油的感官评价、理化性质及功效作用。种子液培养时间根据生长曲线得到最佳培养时间为14 h。通过单因素实验和正交实验设计分析得到最佳的工艺条件:处理温度30℃,处理时间2 d,离子液体添加量3%,液油比为1∶1。发酵油的感官评分远高于处理前的牡丹籽油,达到93,比处理前油样高出13分;发酵油的理化性质在反应中未受到破坏,并具有较好的乳化能力、较低的表面张力;发酵油的抗氧化活性也强于处理前的牡丹籽油,包括DPPH清除率和·O₂^-清除率。综合来看,最佳工艺条件得到的发酵油与未处理的牡丹籽油相比较具有良好的感官效果、理化性质、乳化能力及抗氧化活性。

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负载MoS₂纳米片的聚丙烯酰胺气凝胶的研究

王桂灵, 毛辉麾, 王璐

现代化工. 2024, 44(S1): 240-245. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.044

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合成了一种低带隙、富缺陷的纳米花球状MoS₂,并利用其作为太阳能吸收材料,再以亲水性聚丙烯酰胺为骨架,通过交联发泡聚合法制备了一种具有良好机械稳定性和耐盐性的海绵状MoS₂基多孔气凝胶(MoS₂-PH)。该气凝胶具有协同界面光蒸汽转化性能和催化降解水中有机污染物的双功能,可重复利用性好。分析结果表明,合成的MoS₂纳米片组装形成同心、分离良好的分层结构,类似于纳米花球;合成的MoS₂-PH不仅具有3.954 kg/(m²·h)的高蒸发速率,而且还具有显著的染料降解效率(81%),这研究为解决淡水短缺和水污染提出了一种巧妙的方法。

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金属纳米颗粒/多孔碳复合材料的制备及性能研究

田梦蕾, 黄可欣, 高翔, 宁晓辉, 鲍琳, 刘丹

现代化工. 2024, 44(S1): 246-252,256. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.045

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以不同碳源和不同金属硝酸盐为原料,采用膨胀法分别制备了不同碳源的不同金属纳米颗粒/多孔碳纳米复合材料。重点对不同碳源的银纳米颗粒/多孔碳复合材料的微观形貌、结构、组成等进行了表征;同时,对不同碳源的银纳米颗粒/多孔碳复合材料进行了无酶H₂O₂电化学传感器的性能研究,讨论了其作为无酶H₂O₂电化学传感器的可行性。在此基础上,对通用型金属/多孔碳复合材料的性能进行了研究。

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CO₂酸化酚钠生产粗酚的过程控制研究

熊耀, 徐娟娟, 许高洁, 韦凤密, 徐峰

现代化工. 2024, 44(S1): 253-256. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.046

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CO₂酸化工艺是酚钠酸化的主流工艺,通过在小型酚钠酸化塔中模拟实际工业生产过程,重点考察反应温度、通气量对酸化过程的影响,研究反应终点的判断依据以及生产过程中可能出现的堵塞问题和应对方法。实验表明,温度变化与酸化反应速率成正比,90℃时能更快达到反应终点;在CO₂通气量为理论值150%时基本上能达到较好的反应效果,过量的CO₂并不能明显提高反应效率;酚钠酸化过程伴随着pH值的下降,当pH接近9.5时即可作为反应终点,pH低于9.3开始出现结晶堵塔现象,不利于塔器正常运行。控制反应的pH值和提高CO₂进气口温度有利于降低塔体的堵塞。

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阳离子型聚N-羟甲基丙烯酰胺水凝胶的制备及其对废水中甲基橙的吸附性能研究

从金月, 黄超群, 贾伟娜, 刘冰, 王璇, 于良民

现代化工. 2024, 44(S1): 257-263. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.047

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采用水溶液聚合法制备了阳离子型聚N-羟甲基丙烯酰胺水凝胶(CPNMA),并对其吸附废水中甲基橙(MO)的性能进行探究。利用SEM、FT-IR、TG及XPS对CPNMA进行表征。通过吸附动力学和吸附等温线模型拟合发现,在25℃下CPNMA对MO的吸附行为更符合拟二级动力学和Langmuir等温吸附模型,吸附平衡时间为960 min,理论最大吸附量为371.6 mg/g。分析了吸附温度和溶液pH对吸附效果的影响,结果表明,在吸附温度为35℃及溶液pH=6时CPNMA可以呈现出最佳的吸附效果。综合分析,CPNMA的吸附机理包括氢键、静电作用、范德华力、n-π相互作用、表面吸附和孔隙填充。

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SiO₂微纳颗粒对凝胶堵剂耐温性能提升的研究

伍亚军, 马清杰, 吴贝贝, 亢智, 李生林, 王秋莲, 谭陆西

现代化工. 2024, 44(S1): 264-268. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.048

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聚丙烯酰胺(PAM)体系水凝胶是采油中常用的堵水调剖试剂,无机微纳颗粒的引入常用于提升PAM体系水凝胶的机械性能,但其引入对凝胶耐温性能的影响则鲜有讨论。为了探索无机微纳颗粒粒径对凝胶堵剂耐温性能的影响,引入5种粒径分别为15 nm、30 nm、100 nm、1 μm、10 μm的SiO₂微纳颗粒并研究其对PAM凝胶高温老化前后的弹性模量、黏性模量和拉伸强度等性质的影响。结果表明,随着SiO₂粒径的减小,凝胶耐温性能呈先增加后减小的趋势;SiO₂颗粒粒径为30 nm时,凝胶的强度和耐温性能最好;与不含SiO₂颗粒的凝胶相比,高温老化前含粒径30 nm SiO₂颗粒的凝胶的储能模量高约2.1倍、拉伸强度高约4.6倍、同等应变下压缩所需应力更高;高温老化后含粒径30 nm SiO₂颗粒的凝胶储能模量高约1.9倍、拉伸强度高约3.3倍、同等应变下压缩所需应力更高。SEM扫描电镜结果表明,SiO₂颗粒粒径减小、比表面积增大,单位体积凝胶中微纳颗粒表面羟基与PAM中酰胺基形成的氢键链接越多,因此强度越高,耐温性随之提升;但粒径过小时颗粒分散性差,易于团聚,会使得上述效应减弱,因此凝胶机械强度和耐温性能下降。

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纤维素酶荧光探针的制备及应用

朱辉, 徐宋瑶, 党雅茹, 章燕, 鲁彦, 苑琳, 李冠华

现代化工. 2024, 44(S1): 269-274. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.049

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表征酶与底物有效吸附是认识纤维素酶促水解反应过程、揭示预处理作用机制的重要手段之一。成功构建了纤维素外切酶(Cel7A)、纤维素内切酶(Cel5A)和葡萄糖苷酶(BglⅠ)荧光探针,优化吸附条件,并考察其对细胞壁的吸附。结果表明,Cel7A、Cel5A、BglⅠ基因N端分别连接至荧光蛋白基因mCherry、eGFP、eBFP C端,依次连入pPICZα载体,成功在毕赤酵母(X33)菌株表达;mCherry-Cel7A、eGFP-Cel5A和eBFP-BglⅠ荧光探针的最佳激发波长分别为573、469 nm和385 nm,最佳发射波长分别为613、511 nm和447 nm;以滤纸为底物,测定最佳吸附浓度分别为0.058、0.19 U/mL和1.93 U/mL,最佳吸附时间分别为7、7 min和6 min,最佳观察时间分别为 < 2 min、 < 12 s和 < 12 s。纤维素酶荧光探针能够结合生物质样品,并反应出不同底物与纤维素酶亲和力的差异。上述工作为生物质抗降解屏障、生物质预处理、纤维素高效酶促水解等研究提供了技术支持。

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癸炔二醇生产过程中钾盐的回收研究

彭小双, 蒋文伟, 杨友国, 张潆心, 张艳

现代化工. 2024, 44(S1): 275-279,283. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.050

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采用实验室制备的含炔醇的碱液,探究活性炭吸附碱液中有机物的规律及吸附的最佳条件,并回收碱液中的钾离子得到优级纯硫酸钾产品。结果表明,活性炭吸附的最佳条件为:吸附温度为40℃、活性炭用量为2 g/100 mL、pH为5、吸附时间为40 min;pH为5时,溶液中的酯类有色物质会发生分解从而大幅度提高活性炭对有机物的去除率。

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纤维素一步法制备乙醇酸工艺优化

李秀峥, 白富栋, 孙启梅, 张雷, 白毓黎, 王鹏翔

现代化工. 2024, 44(S1): 280-283. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.051

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采用纤维素一步法制备了乙醇酸,分别考察了催化剂种类、催化剂用量、反应温度、反应时间、初始O₂压力对纤维素制备乙醇酸反应的影响;利用液相色谱法对产物中乙醇酸含量进行了表征。研究发现,当微晶纤维素用量为0.5 g、磷钼酸水合物催化剂用量为1.05 mmol、H₂O用量为50 mL、初始O₂压力为0.2 MPa、反应温度为180℃、反应时间为1 h时,乙醇酸收率最高,达到47.0%。

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MA/SBR/CNT定型复合相变材料的制备及其性能研究

滕祥升, 张文昊, 李传

现代化工. 2024, 44(S1): 284-288. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.052

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以肉豆蔻酸(MA)为储能基元材料、丁苯橡胶(SBR)为储能载体、碳纳米管(CNT)为导热增强材料,通过熔融共混法制备了MA/SBR/CNT低温复合定型相变材料。采用SEM、FT-IR、XRD、DSC等测试表征手段对复合相变材料的微观结构、物化稳定性和热性能进行了分析。结果表明,SBR能很好地包裹MA,维持复合材料结构稳定且保证液相材料相变过程中不发生泄漏。CNT的加入可以有效地提高复合相变材料的热导率,当添加质量分数为7%的CNT时,复合相变材料热导率可达到 0.4 W/(m·K),其导热性能大大提高;在该添加比例下,复合材料熔化、凝固相变温度分别为53.03℃、51.49℃,相变焓变分别为156.53 kJ/kg、152.35 kJ/kg。

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废旧硅酸铝保温材料高值再利用技术在炼油装置中的应用

王鑫

现代化工. 2024, 44(S1): 289-293. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.053

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石油化工企业中的设备和管道在每次检维修时都会拆除更换大量的废旧硅酸铝棉保温隔热材料,废旧的硅酸铝棉材料一般按工业固废进行填埋处理,不能从根本上消除其对周边环境和土壤的危害,同时更换新保温材料也会增加企业的成本。通过研究废旧硅酸铝棉的高值资源综合再利用情况,建立了废旧硅酸铝棉及其制品可回用的评价标准,使得废旧硅酸铝棉及其制品降级处理改成制备陶瓷纳米纤维管壳(再用),从根本上解决了废弃保温材料处置难题,提升了资源综合利用效率。该技术已用于某公司炼油厂催化装置中压蒸汽管线的保温材料。检测结果表明,再用陶瓷纳米纤维隔热保温制品降低了材料生产成本,使用性能稳定,平均散热损失优于相应企业标准(116.8 W/m²),完全满足企业现场隔热保温要求。

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碳基催化剂活化过硫酸盐降解煤化工高盐废水工艺及再生研究

徐颜军, 卓佐西, 高强生, 董莹, 李宇航, 刘春红

现代化工. 2024, 44(S1): 294-300. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.054

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采用碳基催化剂活化过硫酸盐的高级氧化技术处理煤化工高盐有机废水,考察碳基催化剂的吸附性能,研究了不同种类氧化剂、停留时间(HRT)、过一硫酸盐(PMS)投加量、进水pH和反应温度等工艺参数对有机物降解效果的影响。将失活后的碳基催化剂进行原位再生,考察不同工艺条件对再生后催化剂性能的影响。结果表明,碳基催化剂吸附能力较强;PMS相较于过二硫酸盐(PDS)对有机物去除率更高,停留时间越长、反应温度越高PMS催化氧化有机物去除率越高;TOC去除率随PMS投加量增加先上升后下降,最佳投加量为5 g/L,pH为酸性条件更有利于PMS催化氧化反应进行。微波辅助比热循环辅助的催化剂再生效果略强但损耗率高,热循环辅助再生效果和PMS浓度、反应温度和循环流量呈正相关关系,循环时间为 1.5 h再生效果最佳,催化剂再生后催化性能提升35%左右,且再生后循环稳定性较好。

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磷石膏掺量对PG-CS-SS-SL复合胶凝材料关键性能的影响

张兴波, 孔垂元, 付远程, 邬中华, 刘成华, 颜峰

现代化工. 2024, 44(S1): 301-307. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.055

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为提高工业固体废弃物在辅助胶凝材料中的利用,以工业固体废弃物磷石膏(PG)、电石渣(CS)、钢渣(SS)和矿渣(SL)为原材料制备磷石膏-电石渣-钢渣-矿渣复合胶凝材料(PG-CS-SS-SL)。研究了PG掺量对PG-CS-SS-SL流动度、强度特性、吸水率、软化系数和微观结构的影响。使用XRD、FT-IR、TG-DTG和SEM对PG-CS-SS-SL强度形成机理和性能发生变化的原因进行分析。结果表明,PG-CS-SS-SL的流动度随PG掺量的增加而增大;PG-CS-SS-SL的强度和软化系数均随PG掺量的增加而呈现出先略微增加后降低的趋势,当PG掺量为10%时PG-CS-SS-SL的28 d强度最高,其抗折和抗压强度分别为6.8 MPa和32.9 MPa,相应的耐水性能最优,其软化系数为0.904;PG-CS-SS-SL的吸水率随PG掺量的增加呈现出先略微降低后增加的趋势,当PG掺量为10%时PG-CS-SS-SL的吸水率最小。微观分析表明,适量的PG能够促进PG-CS-SS-SL体系中C-(A)-S-H凝胶和AFt的形成,优化硬化浆体的微观结构,有利于硬化浆体的强度发展;但掺量过多会导致硬化浆体的微观结构变差,造成PG-CS-SS-SL性能变差。

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拉丝镭射转移接装纸凹版印刷油墨配方的优化研究

杨明, 卢卫东, 阮伟, 张杰, 罗艳丽, 柯贤文, 刘维维

现代化工. 2024, 44(S1): 308-313. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.056

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为制备具有优异印刷适性的酯溶专色油墨,探究了稀释剂含量、酯溶金红含量和酯溶中黄含量对黄珠光专色油墨物理性能和印刷适性的影响。首先,通过单因素实验和响应面分析法对黄珠光专色凹印油墨的配方进行了系统优化,通过调整稀释剂、酯溶金红和酯溶中黄在接装纸凹印专色油墨中的配比,成功制备黄珠光专色凹印油墨;其次,对专色油墨的物理性能进行检测,并研究了不同配比的专色凹印油墨对印刷适性的影响;最后,采用凹版印刷的方式进行印刷效果研究。结果表明,稀释剂、酯溶金红和酯溶中黄含量均对油墨的印刷质量有一定的影响,当稀释剂、酯溶金红和酯溶中黄的质量比为18∶0.55∶1.95时,油墨的色差仅为1.29,制备的油墨具有优异的流变性能、流动度、印刷光泽度和印刷效果。

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基于响应面法的脱硫搅拌参数优化研究

王逸, 杨瑞, 向家伟, 吴亮, 谢明辉, 周国忠, 刘宝庆

现代化工. 2024, 44(S1): 314-321. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.057

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针对脱硫搅拌设备含固率分布和搅拌功率优化问题,在无挡板方形搅拌槽内,采用单层双弧叶桨式搅拌器开展搅拌实验。以槽内近壁面不同高度测点的脱硫石膏体积分数与完全均匀悬浮下的体积分数的离散程度作为研究对象,以泰尔不等式系数(Theil's inequality coefficient,TIC)作为离散程度的指标,探究了不同搅拌器转速、搅拌器离底高度、桨叶直径、桨叶角度的单因素影响规律,并利用响应面进行搅拌功率优化。结果表明,在单因素实验中,当桨叶中心离底高度在液位高度的大约 3/10时含固率最高,达到所期望的TIC(TIC≤0.151 6)所需最小搅拌功率为20.42 W,通过响应面参数优化后,功率降低到了17.94 W,功率消耗降低了约12%。

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提升管反应器油剂间传热传质及混合特性研究

崔凌云, 王松江, 李国智, 刘璐

现代化工. 2024, 44(S1): 322-327,331. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.058

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以某炼厂180万t/a催化裂化装置提升管为模型,通过数值模拟研究了催化裂化初始原料油液雾(简称油雾)粒径对提升管反应器油剂间传热传质及混合特性的影响。结果显示,35 μm油雾与70 μm油雾相比,在低高度段油雾温度更低,且温度分布更加均匀;同一高度段油雾粒径越小油雾蒸发速度更快,35 μm油雾达到98%蒸发量所需时间几乎是70 μm油雾的一半;对于35 μm油雾来说,催化剂在提升管中心的聚集效应较弱,在不同高度横截面上比70 μm油雾的固含率低,且油气在横截面上分布的更加均匀,促使原料油与催化剂的均匀混合,有利于催化裂化反应,改善产品分布。

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干煤粉气化炉主烧嘴与渣口匹配性研究

李东阳, 张永明, 院建森, 姚强

现代化工. 2024, 44(S1): 328-331. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.059

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干煤粉气流床气化技术已经在国内外普遍推广应用,从干煤粉气化炉的组合烧嘴、下渣口及气化炉的结构和特点出发,讨论了干煤粉气化炉主烧嘴氧气旋流角度、主烧嘴煤粉通道半径及气化炉下渣口的尺寸等对气化效率的影响。结果发现,干煤粉气化炉选择氧气旋流角为25°、煤粉通道半径为92 mm的主烧嘴与下渣口直筒段内径为500 mm的渣口进行匹配,所产生的有效气含量最高,碳转化率最高,渣、饼残碳量最低,气化反应更充分,是一种较好的匹配选择。

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基于优化算法的天然气脱硫单元能耗优化

尹晓云, 李佳亿, 文明, 岳添漆, 游香杨, 董栖君, 黄征宇, 李杨

现代化工. 2024, 44(S1): 332-337. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.060

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针对天然气净化厂脱硫单元能耗较高的问题,对天然气净化厂脱硫单元能耗优化方法进行研究。基于ASPEN HYSYS软件,建立天然气净化厂脱硫单元数值模拟模型,利用现场数据验证模型的准确性。通过单因素分析确定了胺液循环量、贫胺液进料温度及原料气温度对能耗的影响最大,将其作为优化参数建立天然气净化厂脱硫单元能耗最优化模型,采用BP神经网络及GA遗传算法相结合的方法进行优化计算。结果表明,经BP神经网络及GA遗传算法相结合的算法进行优化后,胺液循环量、贫胺液进料温度及原料气温度3个运行参数均得到了优化,将优化后的运行参数运用于现场实际生产后,工艺总能耗由10 614.99 kW下降至8 297.59 kW,能耗降低了21.83%。

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基于仿真模拟的合成氨系统动态特性分析研究

于双恩, 陈斌, 郝沛, 王翠萍, 张朝环

现代化工. 2024, 44(S1): 338-344. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.061

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新能源发电消纳需求日益增长,电解水制绿氢进而制备合成氨逐渐成为一种消纳新能源电力的主要方式。但新能源形式具有随机性及波动性,与传统合成氨要求“安稳长满优”特性存在巨大差异,接入新能源易引起合成氨系统负荷不规律波动。基于Aspen软件搭建了合成氨仿真模型,分析了系统温度、压力对出塔气温度、出塔气氨含量、循环比、系统能耗等参数的影响,以及动态变负荷调节过程中氢氮比、温度、压力、空速、主要能耗、循环比、塔出口氨含量的响应特性。结果表明,系统能耗与系统压力即氨转化率紧密相关;新鲜气氢氮比保持定值时,入塔气氢氮比会缓慢变化;负荷波动时,温度及流量控制易出现紊乱。针对低负荷不易控制情况提出改进建议。

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甲醇制烯烃反-再系统衬里损坏原因分析及解决办法

赵亚伟, 苟荣恒, 何源, 潘海涛

现代化工. 2024, 44(S1): 345-350. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.062

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在甲醇制烯烃装置中,反应再生系统(反-再系统)是整个装置的核心单元。反-再系统设备结构趋于大型化、异型化、运行长周期化,由衬里冲刷、脱落、内构件磨损造成的非计划停工是制约甲醇制烯烃装置连续运行的瓶颈之一。结合某厂目前反-再系统衬里存在的损伤、失效的不同情况,从规范工艺操作、衬里型号选材、施衬方式、养护、测温等方面出发,提出针对性的解决方法,保证了衬里在使用中的质量;对衬里已发生的热点、泄漏点提出有效的紧急处置措施,避免衬里泄漏点扩大,危及人员生命安全,降低了装置紧急停产停工带来的不可控风险。

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石蜡除嗅装置模拟优化

魏川林

现代化工. 2024, 44(S1): 351-354,358. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.063

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通过流程模拟计算石蜡除嗅装置中的石蜡嗅味物质含量,并结合文献报道数据及工业装置运行结果,确定石蜡嗅味物质含量≤1 μg/g可满足《全精炼石蜡》标准对石蜡嗅味≯1.0号的要求。以限制脱嗅塔底嗅味物质含量为控制点,对除嗅装置塔顶压力、塔进料温度、塔底汽提蒸汽量及塔顶回流量进行优化,可以降低除嗅装置蒸汽消耗,降低整个酮苯联合装置能耗,具有较好的节能效果,可为现有工业装置的操作优化和新建装置的设计提供借鉴。

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电化学处理技术在聚甲醛装置循环水系统中的应用

韩元培

现代化工. 2024, 44(S1): 355-358. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.064

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在聚甲醛装置循环水系统应用电化学处理技术,在pH不变的情况下,循环水浓缩倍数提高了1倍,循环水总硬度和钙硬度保持不变,循环水碱度则从925 mg/L降低到475 mg/L,大大降低了循环水结垢几率;循环水浊度从3.12 FTU降低至0.92 FTU,降低了排污水流量,循环水补水量从100 t/h减少至80 t/h,节水率达20%以上,年节约水资源费用约30万元;循环水化学药剂用量大幅降低,年节约药剂费用约15万元。

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高效液相色谱法对长链烷基芳烃的组分分析研究

张悦, 徐春苗, 陈仕兵, 蒋文军

现代化工. 2024, 44(S1): 359-362. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.065

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烷基化芳烃作为第四代合成油系列产物,因其性能优异而受到广泛关注,其中长链烷基芳烃由于碳数较大、沸点较高而难以气化、相对成分较为复杂,给组分分析带来很大困难。利用高效液相色谱法对长链烷基芳烃的各组分进行了分析,分别探讨了紫外检测波长、流速以及流动相的极性等参数对色谱分析结果的影响,并总结出一种适于长链烷基芳烃组分分析的方法。研究结果可为分析长链烷基芳烃相关产品提供一定的理论指导。

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杀菌剂嘧菌酯的多种色谱分析方法研究

梅丽芸, 吴琼, 徐守明, 靳文, 刘倩倩, 邓梦雪

现代化工. 2024, 44(S1): 363-367. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.066

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建立了4种检测嘧菌酯含量的色谱分析法,包括液相色谱-二极管阵列法(LC-DAD)、液相色谱-质谱法(LC-MS)、气相色谱-氢火焰离子化法(GC-FID)、气相色谱-质谱法(GC-MS)。通过优化定性、定量分析条件进行各种方法的精密度和准确度测定,根据出峰时间、峰型、线性范围、精密度、准确度等指标得出各种方法的优缺点。结果表明,LC-MS和GC-MS选择性更好、灵敏度更高、对杂质的抗干扰性更强,而LC-DAD和GC-FID的线性关系更好、精确度和准确度更高。

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气相色谱串联质谱法测定水体中10种多溴联苯醚

刘磊, 杨继伟, 李剑, 童文烽, 徐巧, 俞晓峰

现代化工. 2024, 44(S1): 368-371. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2024.S1.067

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建立了气相色谱串联质谱法快速测定水体中10种多溴联苯醚(PBDEs)含量的分析方法。使用10%样品体积的二氯甲烷溶液进行液液萃取,重复2次,合并的萃取液经减压浓缩后使用二氯甲烷复溶;采用15 m的DB-5 HT色谱柱分离,在280℃进样口温度、1.8 mL/min氦气流速、320℃离子源与GC接口温度、离子监测模式等条件下进行测定。方法学验证结果表明,10种多溴联苯醚在0.5~150 ng/L质量浓度范围内决定系数R²>0.999 0,检出限在0.14~1.89 ng/L,回收率在84.06%~106.99%,精密度在0.96%~5.43%(n=6)。该方法操作简便快速、灵敏度高、稳定性好,适用于水中10种多溴联苯醚化合物含量的快速测定。实际样品测试结果显示,海水中未检出PBDEs,生活污水及养殖废水中PBDEs含量在0.13~0.35 ng/L。

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2024年, 第44卷, 第S1期　刊出日期：2024-09-30

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