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   现代化工
  2019年, 第39卷, 第9期 刊出日期:2019-09-20 上一期    下一期
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专论与评述
城市生活垃圾固体回收燃料在中国的发展前景 收藏
任超峰, 方朝军, 夏小栋, 王武忠, 朱守兵
现代化工. 2019, (9): 1-4.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn 0253-4320.2019.09.001
摘要 ( 124 )     PDF (1324KB) ( 1 )  
介绍了固体回收燃料(SRF)在国内外的发展历程以及欧盟对SRF的分类。分析了SRF与原生垃圾成分以及生活垃圾固体回收燃料的优势。SRF的推广有助于减少对有限的化石燃料的依赖,减少碳排放量,以满足我国趋紧的环境要求。目前SRF的研究主要在欧盟开展,在国内还没有形成完善的标准体系,因此,通过推广SRF制备技术将开启我国能源的高效再利用,形成"资源-废品-资源"的循环系统,实现可持续发展要求的经济与环境的双赢。
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石化企业典型区域VOCs污染特征及来源解析 收藏
梁文萍
现代化工. 2019, (9): 5-10.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn 0253-4320.2019.09.002
摘要 ( 84 )     PDF (2799KB) ( 1 )  
选取石化企业具有多个排放源的典型区域为研究对象,分析了其污染特征,并应用PMF模型对区域内多个点位VOCs来源进行了解析。结果表明,该研究区域VOCs浓度明显高于城市环境空气及化工园区,存在较重污染,正丁烷、异丁烷、异戊烷、正戊烷、乙醇、苯系物是该区域VOCs的主要成分。各排放源污染物差异性较大,排放特征明显。通过PMF计算获得各排放源对24个点位的贡献率,解析结果与污染物扩散规律相一致,能够较好地解释污染物来源。
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项目HAZOP分析完整性保证及其分析方法运用扩展的探究 收藏
李元军
现代化工. 2019, (9): 11-15.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn 0253-4320.2019.09.003
摘要 ( 53 )     PDF (1326KB) ( 0 )  
HAZOP分析在危害分析、提高可操作性和改进设计质量中具有重要作用。提出三阶段分析方法,实质上涵盖工艺、设备和变更三个方面的HAZOP分析,旨在确保HAZOP分析的完整性,同时将HAZOP分析理念扩展到现场布置分析和联锁危害识别上,扩展了其理念和方法的运用范围,经过多年实践和探索,取得较好效果,为全面控制项目风险和对HAZOP方法的运用进行了探讨和积累经验。
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技术进展
燃煤电厂烟气脱硝废弃SCR催化剂的再生和回收研究进展 收藏
尹海芮, 王远洋
现代化工. 2019, (9): 16-20.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn 0253-4320.2019.09.004
摘要 ( 56 )     PDF (1295KB) ( 0 )  
从物理和化学2方面分析了SCR催化剂的失活原因,在综述了目前国内外废弃SCR催化剂再生和回收处理研究进展的基础上,提出利用废弃SCR催化剂生产新SCR催化剂的新工艺。
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高含盐废水浓缩处理技术研究进展 收藏
韦锋涛, 贾铭椿, 王晓伟, 门金凤, 杜志辉, 梁成强
现代化工. 2019, (9): 21-25.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn 0253-4320.2019.09.005
摘要 ( 78 )     PDF (1282KB) ( 0 )  
高含盐废水零排放已成为一种发展趋势,浓缩处理技术作为其中关键环节发挥了重要的作用。重点介绍了高含盐废水的几种浓缩处理技术的研究和应用现状,并对这几种技术的优缺点进行了分析,最后评价了几种主要浓缩处理技术的发展前景,期望对高含盐废水的浓缩处理提供帮助。
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低共熔溶剂对木质纤维素分离及木质素提取的研究进展 收藏
司马国宝, 王帅, 崔莹, 黄健, 甘林火
现代化工. 2019, (9): 26-30.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn 0253-4320.2019.09.006
摘要 ( 85 )     PDF (1297KB) ( 2 )  
分别介绍了近年来采用二元或三元低共熔溶剂以及辅助条件下低共熔溶剂分离木质纤维素及提取木质素的研究进展,展望了今后低共熔溶剂预处理木质纤维素以及提取木质素的进一步研究方向。
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CWPO及联用技术在废水处理中的应用进展 收藏
韩美玲, 陈嘉昊, 周功赋, 赵睦祥, 吴冠霖
现代化工. 2019, (9): 31-35.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn 0253-4320.2019.09.007
摘要 ( 68 )     PDF (1293KB) ( 0 )  
综述了CWPO反应机理及与紫外光、微波和超声波等技术联用的应用进展,并探讨了各联用方法存在的问题及今后研究方向。
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镍钴锰三元前驱体生产废水零排放处理工艺设计研究进展 收藏
李婵君, 吴理觉, 文定强
现代化工. 2019, (9): 36-39.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn 0253-4320.2019.09.008
摘要 ( 79 )     PDF (1331KB) ( 0 )  
对镍钴锰三元前驱体生产企业产生的高盐高氨氮重金属废水来源及水质特点进行分析,提出该废水零排放难点及解决思路,分别列出各类污染物常用的工业化处理方法,最后对各组合工艺的投资、运行成本、耗能情况等多方面因素进行比较分析,方便企业结合自身的实际情况选择最佳的废水处理工艺。
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自愈性超疏水材料研究进展 收藏
胡登峰, 于庆杰
现代化工. 2019, (9): 40-43,48.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn 0253-4320.2019.09.009
摘要 ( 72 )     PDF (1324KB) ( 0 )  
介绍了自愈性材料、自愈性超疏水材料制备原理以及制备不同自愈策略超疏水表面的研究进展,并对自愈性超疏水材料今后的研究和发展进行了展望。
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不同中心原子的MOF材料在锂(钠)离子电池中的应用 收藏
李新宇, 张硕卿, 丁斌, 赵旭升, 杨全红, 徐强
现代化工. 2019, (9): 44-48.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn 0253-4320.2019.09.010
摘要 ( 142 )     PDF (5309KB) ( 0 )  
总结了由不同中心金属原子所构建的具有不同结构和形貌的MOF材料衍生物在锂(钠)离子电池阳极材料中的应用概况,并对未来MOF材料在电极材料中的发展前景进行了展望。
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非病毒(合成)基因递送载体研究进展 收藏
侯露
现代化工. 2019, (9): 49-52,57.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn 0253-4320.2019.09.011
摘要 ( 76 )     PDF (1333KB) ( 0 )  
以基因治疗领域中非病毒载体的种类为主线,系统介绍了各种非病毒载体的特性及临床应用前景,为其未来改性、开发应用提供参考。
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离子液体燃料油脱硫技术研究进展 收藏
程瑾, 李澜鹏, 李秀峥, 王宜迪
现代化工. 2019, (9): 53-57.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn 0253-4320.2019.09.012
摘要 ( 59 )     PDF (1322KB) ( 1 )  
概述了离子液体脱硫机理,分析了影响离子液体脱硫效率的因素,综述了离子液体车用燃料油脱硫技术的最新进展,重点论述了离子液体直接萃取法、氧化-萃取法、烷基化脱硫法、吸附脱硫法的研究现状,并分析比较了各种脱硫方法的优缺点。氧化-萃取法因为操作简单、反应条件温和以及脱硫率高等优点具有很好的研究应用前景,最后指明了离子液体脱硫的基础性研究和回收再利用是今后的发展方向。
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PX生产工艺及研究进展 收藏
冯志武
现代化工. 2019, (9): 58-62.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn 0253-4320.2019.09.013
摘要 ( 64 )     PDF (1364KB) ( 2 )  
介绍了工业上芳烃联合装置生产对二甲苯的甲苯歧化工艺、C9A芳烃烷基转移工艺、二甲苯异构化工艺、近几年工业化的甲苯甲醇烷基化工艺,相比甲苯歧化工艺,甲苯甲醇烷基化工艺具有甲苯转化率高、不会副产苯的优点,不会像甲苯歧化工艺存在甲苯异构化及多次分离的工艺过程。利用其他原料生产PX的新工艺包括合成气一步制PX工艺、苯和合成气制PX工艺、甲苯和合成气制PX工艺、烷烃转化制PX工艺,其中,合成气制二甲苯前景广阔,可在很大程度上减少PX生产的化学反应步骤,符合化学反应原子经济学原则,给合成气找到一条制取高附加值化学品的工艺途径。
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科研与开发
以PMS为阴极电子受体启动的微生物燃料电池产电及阳极微生物特性研究 收藏
李文英, 刘玉香, 任瑞鹏, 李建会, 吕永康
现代化工. 2019, (9): 63-67.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn 0253-4320.2019.09.014
摘要 ( 41 )     PDF (1631KB) ( 0 )  
构建了以单过硫酸钾(PMS)为阴极电子受体的双室微生物燃料电池(Microbial fuel cell,MFC),考察了MFC启动过程中同步除污产电性能以及阳极微生物群落的变化特性。结果表明,外接电阻为1 000 Ω以及PMS浓度为10 mmol/L的情况下,MFC在1个月内快速启动,其最大输出电压、功率密度以及有机物去除率分别为972 mV、16.367 W/m3和99.41%。高通量测序表明,MFC启动过程中,阳极微生物群落的多样性降低,但丰度增加;成熟的阳极生物膜中主要产电微生物是Proteobacteria菌门的Azospirillum(50.89%)、Desulfovibrio(4.38%)、Pseudomonas(2.45%)、Comamonas(1.22%)以及Sphingopyxis(1.26%),Bacteroidetes菌门的Proteiniphilum(1.27%),Firmicutes菌门的Fusibacter(1.3%)等,这是产电性能提升的主要原因。
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界面聚合制备埃洛石纳米管/聚酰胺纳滤膜 收藏
晏乐安, 刘永贵, 邓慧宇, 陈庆春, 段龙繁, 刘兴, 邦宇, 石俊, 那兵
现代化工. 2019, (9): 68-72,76.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn 0253-4320.2019.09.015
摘要 ( 70 )     PDF (4454KB) ( 0 )  
利用二乙烯三胺与均苯三甲酰氯在聚丙烯腈超滤膜表面的界面聚合反应,将埃洛石纳米管引入聚酰胺分离层中制备埃洛石纳米管/聚酰胺纳滤膜。傅里叶红外光谱及扫描电镜分析证实聚丙烯腈膜表面已形成聚酰胺分离层。水接触角测试结果表明,所有膜均为亲水性膜。埃洛石纳米管的加入量合适时,不仅可增大膜的脱盐率,同时可增大膜通量,呈现反"trade off"效应。增大反应单体浓度或延长反应时间,脱盐率均先增大后减小,通量则呈相反趋势。当二乙烯三胺和均苯三甲酰氯质量分数分别为0.6%和0.5%、埃洛石质量为0.01 g、反应时间为10 min时,制备的NF2膜在0.6 MPa下对NaCl、MgCl2、Na2SO4、MgSO4的脱除率分别为62.8%、84.4%、90.9%和90.7%,通量约为14.5 L/(m2·h)。用于1 000 mg/L CoCl2脱除时,对Co2+的脱除率达89.4%。
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甲泼尼龙醋酸酯的醇解和水解工艺对比 收藏
李正义, 解广洲, 李如洲, 殷乐, 孙小强
现代化工. 2019, (9): 73-76.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn 0253-4320.2019.09.016
摘要 ( 47 )     PDF (1488KB) ( 0 )  
通过HPLC监控甲泼尼龙醋酸酯醇解和水解反应过程,分别优化得出醇解和水解最佳工艺条件。对比研究结果表明,甲泼尼龙醋酸酯水解工艺优于醇解工艺。最佳水解工艺条件为:以四氢呋喃为溶剂,温度控制在5℃下并缓慢滴加碳酸钾水溶液,反应时间为3 h。此时,甲泼尼龙的收率为82.4%,纯度为99.78%。与醇解工艺相比,该方法具有反应过程杂质少、收率高、反应温度温和等优点,更利于大规模工业化生产。
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磁性石墨烯复合纳米粒子的制备及其检测过氧化氢的应用研究 收藏
龚德状, 关桦楠, 韩博林, 宋岩, 刘晓飞, 张娜
现代化工. 2019, (9): 77-81.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn 0253-4320.2019.09.017
摘要 ( 64 )     PDF (2453KB) ( 0 )  
采用水热法制备Fe3O4纳米粒子,并用3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)对其表面进行氨基化修饰。基于氧化石墨烯(GO)与氨基化Fe3O4的自组装体系,构建具有过氧化物模拟酶性能的磁性石墨烯复合纳米粒子(GO@Fe3O4),并对其理化性质进行表征,用于替代天然过氧化物酶快速检测样品中过氧化氢的含量。最优催化检测体系为:GO@Fe3O4固体粉末添加质量为0.005 g、反应温度为70℃、反应时间为50 min;在0.01~1.0 mmol/L过氧化氢浓度范围内,其浓度与检测体系吸光度呈现良好的线性关系,工作曲线为y=740.25x+0.079 8,相关系数R2=0.992 7,最低检出限为0.547 7 μmol/L,回收率为98.94%~105.74%。此外,所制备的磁性石墨烯复合纳米粒子模拟酶材料检测H2O2的体系具有较高的催化检测性能。
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高锑铋物料H2SO4-NaCl酸浸过程中锑、铋的浸出行为研究 收藏
史春阳, 谢刚, 杨帆, 史淯升, 田林, 杨妮, 俞小花
现代化工. 2019, (9): 82-86.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn 0253-4320.2019.09.018
摘要 ( 43 )     PDF (1519KB) ( 0 )  
采用H2SO4-NaCl酸浸方法实现了高锑铋物料中锑、铋的选择性浸出。在锑、铋浸出过程中,考察了硫酸浓度、氯化钠质量浓度、浸出温度、浸出时间和液固比对锑和铋浸出率的影响。结果表明,在硫酸浓度为3.5 mol/L、氯化钠质量浓度为175 g/L、浸出温度为80℃、浸出时间为30 min、液固比为8:1的最优条件下实现了锑、铋的有效浸出。在最优条件下,锑和铋的平均浸出率分别为91.25%和96.76%。H2SO4-NaCl酸性浸出过程提供了一种从高锑铋物料中回收锑、铋的简单有效方法,且在一定程度上解决了贵金属回收率低的问题。
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高压脉冲放电降解选矿废水中残余黄药的研究 收藏
董冰岩, 李琼, 王慧, 赵旭武
现代化工. 2019, (9): 87-91.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn 0253-4320.2019.09.019
摘要 ( 37 )     PDF (4208KB) ( 0 )  
利用高压脉冲放电技术处理选矿废水中的残余有机物黄药。通过控制变量考察了单独脉冲放电与脉冲放电协同催化剂2种体系对黄药的降解效果。研究表明,在溶液初始质量浓度为120 mg/L、针-板间距为10 mm,峰值电压为26 kV、脉冲频率为60 Hz、溶液体积为150 mL、气流量为3 L/min、电导率为135 μm/cm时,放电处理40 min后,乙基黄药降解率均为100%,丁基黄药降解率为62.47%;矿化率分别为24.05%与56.1%。将BiVO4催化剂与脉冲放电协同作用40 min,乙基黄药与丁基黄药降解率均为100%,矿化率分别为31.75%与73.59%,添加催化剂可有效提高黄药降解率及矿化率。
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相变微胶囊的制备及其在调温织物中的应用 收藏
王委委, 黄聪, 蔡以兵, 魏取福, 张炜栋
现代化工. 2019, (9): 92-96,101.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn 0253-4320.2019.09.020
摘要 ( 55 )     PDF (2849KB) ( 0 )  
以无机SiO2为壁材、正十八烷为芯材制备相变微胶囊(MEPCM),利用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、粒径分析、差示扫描量热仪和热重分析仪对其结构形貌与性能进行表征。结果表明,制备的正十八烷相变微胶囊具有良好的球形外观,平均粒径为538.2 nm;该微胶囊熔融温度和熔融热焓分别为27.75℃和125.1 kJ/kg,具有较高的热稳定性;采用浸轧法将MEPCM整理到纯棉织物上得到相变调温织物,并考察了浸轧整理液中微胶囊的添加量对织物性能的影响。经过增重率和DSC测试得出MEPCM最佳质量分数为20%,制备出的相变调温织物的熔融温度和熔融热焓分别为26.50℃和15.60 kJ/kg,具有良好的耐水洗性和透气性。
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Ti/IrO2-Ta2O5阳极催化降解鲁奇炉煤气化废水工艺的优化及动力学研究 收藏
高璟, 赵欢欢, 刘有智, 张栋铭
现代化工. 2019, (9): 97-101.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn 0253-4320.2019.09.021
摘要 ( 39 )     PDF (2236KB) ( 0 )  
针对鲁奇炉煤气化废水中酚类污染物难降解而无法满足生化处理的难题,采用热化学法制备钛铱钽催化电极(Ti/IrO2-Ta2O5),并将其作为阳极对鲁奇炉煤气化废水进行电催化降解。结果表明,当电流密度为50 mA/cm2、NaCl质量浓度为9.5 g/L、pH为4、降解时间为180 min时,苯酚和COD的去除率较高,分别可达92%和48%。废水色度极大降低,BOD/COD提高至0.42,降解后的废水可满足生化处理要求。动力学研究表明,废水降解过程符合表观一级反应的动力学规律。
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兰炼催化油浆改性制备道路沥青的工艺研究 收藏
徐晓胜, 李雨师, 张超, 杨飞燕, 蒋方坤, 李剑新, 黄小侨, 段永生, 李青松
现代化工. 2019, (9): 102-105,110.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn 0253-4320.2019.09.022
摘要 ( 43 )     PDF (1388KB) ( 0 )  
为提高催化油浆利用率,采用催化油浆先拔头再改性后与基质沥青调和的工艺制备道路沥青,研究了油浆改性工艺和调和工艺对沥青性能的影响。结果表明,兰炼油浆实沸点蒸馏在468℃的切割温度下得到的蒸馏残油收率为47.4%,25℃针入度为128×10-1 mm;采用实验室自制改性剂A101,并对兰炼油浆蒸馏残油在不同改性缩合反应条件下获得的缩合油浆进行四组分分析,确定适宜的改性条件为:反应温度为230℃、反应时间为10 h。缩合油浆与高富AH-50沥青、高富AH-70沥青的质量比为2:4:4时,调和沥青样品各项性能均可满足AH-70沥青(A等级)的指标要求。
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Er3+掺杂纳米TiO2的制备与光催化降解性能研究 收藏
陈和祥, 赵春宝, 张君, 朱宪忠, 罗志明
现代化工. 2019, (9): 106-110.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn 0253-4320.2019.09.023
摘要 ( 36 )     PDF (1603KB) ( 0 )  
利用溶胶-凝胶法合成不同Er3+掺杂量的TiO2光催化材料,考察了Er3+掺杂量(0%~1%)、焙烧温度(400~700℃)和焙烧时间(1~4 h)对TiO2光催化材料对亚甲基蓝溶液的降解率、物相组成和光催化性能的影响。研究结果表明,Er3+掺杂TiO2光催化材料的最优制备工艺为:Er3+掺杂量为0.5%、焙烧温度为500℃、焙烧时间为2 h。随着Er3+掺杂量的增加,光催化材料的晶粒尺寸不断减小;Er3+掺杂的光催化材料的平均晶粒尺寸会随着焙烧温度的升高而逐渐减小;在焙烧温度为500℃时,焙烧时间的延长不会造成光催化材料中TiO2相的晶型转变,但TiO2晶体的晶粒尺寸会不断长大。Er3+掺杂量为0%、0.5%和1%的光催化材料的禁带宽度分别为2.76、2.0 eV和2.47 eV,Er3+掺杂量为0.5%时光催化材料的禁带宽度最小,具有最高的光吸收范围。
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一株嗜热脱硫菌株的筛选及其生物脱硫性能研究 收藏
徐闯, 冯逸茹, 于丹丹, 徐鹏, 张守献
现代化工. 2019, (9): 111-113,118.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn 0253-4320.2019.09.024
摘要 ( 42 )     PDF (1573KB) ( 0 )  
从油田污水中分离出一株嗜热脱硫菌株T1,并对其进行鉴定和生物脱硫特性研究。该菌为革兰氏阳性菌,兼性厌氧。生理生化特性和16S rRNA基因鉴定其为地芽孢杆菌属(Geobacillus sp.)。菌株T1最适生长条件为:温度为70℃、pH为7、盐度为4%。对该菌的生物脱硫特性研究表明,在初始S2-质量浓度为67 mg/L条件下,菌株T1在30 h内可将硫化物完全去除,平均去除速率约为2.22 mg/(L·h)。该菌具有高效的生物脱硫特性,为高温污水生物脱硫工艺提供了一种微生物资源。
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液体催化燃料电池的放大试验研究 收藏
王梦娇, 李雄威, 高文君, 陈毅伟, 孙振新, 郭桦
现代化工. 2019, (9): 114-118.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn 0253-4320.2019.09.025
摘要 ( 32 )     PDF (1508KB) ( 0 )  
液体催化燃料电池技术是一种基于电化学原理将生物质能直接转化为电能的绿色、高效生物质燃料电池发电技术。为了研究大功率的液体催化燃料电池技术发电性能,对液体催化燃料电池进行了功率放大试验研究。开发出放电面积为100 cm2的单电池,通过将组建的小型燃料电池组和中型燃料电池组串联,搭建出一个发电功率为52 W的燃料电池电堆,并对该燃料电池电堆的泵损耗和造价成本进行初步分析。结果表明,该燃料电池电堆的泵损耗为9.87 W,占电堆发电功率的19%,整个燃料电池系统的总造价成本为1.55万元。
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MOF(Fe)材料用于光-芬顿催化降解酸性大红3R废水 收藏
岳琳, 张迎, 徐东升, 李再兴, 廉静, 罗晓
现代化工. 2019, (9): 119-123.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn 0253-4320.2019.09.026
摘要 ( 54 )     PDF (1964KB) ( 0 )  
利用水热法制备了新型金属有机骨架MOF(Fe)作为光-芬顿催化剂,通过XRD、TEM、FITR和BET对催化剂进行表征。利用光-芬顿体系下对酸性大红3R(AR3R)的催化降解效果来评价MOF(Fe)的催化活性,考察了AR3R初始质量浓度、pH、MOF(Fe)的质量以及H2O2的用量对AR3R催化降解性能的影响。结果表明,在可见光下,AR3R初始质量浓度为200 mg/L、pH为3.0、H2O2的用量为0.4 mL、MOF(Fe)的质量为0.20 g时,经过45 min反应后AR3R降解率为100%。通过捕获剂实验确定·OH、·O2和h+在反应体系中均起着重要作用。重复利用实验表明,MOF(Fe)具有较高的稳定性。
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石墨烯量子点/聚酰亚胺复合薄膜的制备及性能研究 收藏
闫蕊, 王凯, 刘澍鑫, 李新宇, 李振中
现代化工. 2019, (9): 124-128.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn 0253-4320.2019.09.027
摘要 ( 55 )     PDF (3574KB) ( 0 )  
通过原位反应法制备了一种石墨烯量子点/聚酰亚胺(GQDS/PI)复合膜。通过红外光谱、X射线衍射、拉伸测试、热重分析、扫描电镜等考察了石墨烯量子点的添加量对复合材料的结晶性、热稳定性、力学强度、形貌等的影响。结果表明,石墨烯量子点的加入对复合膜的结晶性影响不大,0.7%的GQDS/PI的拉伸强度达到100 MPa,复合膜的热稳定性也有很大提高。
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可逆交联单壁碳纳米管/聚酰胺复合材料的研究 收藏
陈晶晶, 罗开举, 王彦, 诸静, 于俊荣, 胡祖明
现代化工. 2019, (9): 129-134,140.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn 0253-4320.2019.09.028
摘要 ( 46 )     PDF (4611KB) ( 0 )  
通过在聚合物基体中添加纳米填料制备高性能和具有多种功能性聚合物基纳米复合材料是扩大其应用范围的有效手段。利用呋喃基团与单壁碳纳米管(SWNTs)在温和条件下的Diels-Alder反应制备了侧链含呋喃基团的芳香族聚酰胺(fPA)和SWNTs可逆交联复合材料(SWNTs/fPA)。结果表明,添加质量分数为0.6%的SWNTs就能显著改善fPA的机械性能。SWNTs/fPA复合材料具有良好的循环加工性能,并且SWNTs的加入改善了fPA的形状记忆性能。
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5-羟甲基糠醛催化合成2,5-呋喃二甲酸的研究 收藏
宋开贺, 苏坤梅, 李振环
现代化工. 2019, (9): 135-140.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn 0253-4320.2019.09.029
摘要 ( 38 )     PDF (3364KB) ( 0 )  
为了制备高产率的2,5-呋喃二甲酸(FDCA),以纳米金属氧化物CuO和Co3O4为催化剂,次氯酸钠为氧化剂,在常温常压条件下催化氧化生物质基化合物5-羟甲基糠醛(5-HMF)合成2,5-呋喃二甲酸,并探讨得到了最佳反应条件。在最佳反应条件下制得目标产物2,5-呋喃二甲酸的总收率为98%。催化剂CuO和Co3O4表现出优异的催化性能,同时CuO的循环稳定性良好,循环5次后仍能保持较高的活性,表明CuO作为催化剂在该体系中具有广阔的前景。
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磁性氧化石墨烯负载离子液体催化碳酸二甲酯的合成 收藏
杜晨辉, 周宇辰, 张卫红, 李永昕
现代化工. 2019, (9): 141-146.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn 0253-4320.2019.09.030
摘要 ( 35 )     PDF (1589KB) ( 0 )  
通过共价键接枝法制备以磁性氧化石墨烯为载体、咪唑盐型碱性离子液体为活性中心的负载型催化剂Fe3O4/GO-[bSIm]OH。通过FT-IR、TGA、XRD等手段对样品进行表征,考察了催化剂质量、原料摩尔比、反应时间、反应温度等条件对甲醇和碳酸乙烯酯合成碳酸二甲酯的酯交换反应的影响。实验结果表明,催化剂质量为0.1 g、反应温度为90℃、n(MeOH):n(EC)=10:1、反应时间为3 h时,DMC的收率达到95%,选择性达到99%。通过外部磁场将催化剂从反应体系中分离,重复使用5次后,催化剂仍能保持良好的催化活性。
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基于PNIPAM微凝胶的复合水凝胶制备及其性能研究 收藏
孙瑞鸿, 韦雄雄, 胡晓霞, 郝红, 王晨, 杜鲜萍
现代化工. 2019, (9): 147-151.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn 0253-4320.2019.09.031
摘要 ( 48 )     PDF (3819KB) ( 0 )  
利用乳液聚合法制备分散性良好的聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)微凝胶,再以微凝胶为交联点制备PNIPAM水凝胶。分析微凝胶粒径、双键质量摩尔浓度对PNIPAM水凝胶溶胀度的影响,结果表明,水凝胶在25~50℃的溶胀度最大能达到4 054.35%。分别采用原位包裹和后包裹法制备了载药水凝胶,体外释放结果表明,水凝胶的结构和载药方式对释药行为有影响,其中含原位包裹微凝胶的载药水凝胶缓释效果最好。
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固载离子液体催化酯化反应研究 收藏
贾巧焕, 刘冉, 郭盼香, 张珂, 刘晨, 许美
现代化工. 2019, (9): 152-156.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn 0253-4320.2019.09.032
摘要 ( 44 )     PDF (1371KB) ( 0 )  
采用直接合成法制备了4种离子液体,并作为催化剂采用一锅法催化合成系列羧酸正丁酯,结果表明,离子液体[C3SO3Hnmp]HSO4催化合成丁酸正丁酯活性最高。采用溶胶-凝胶法制备固载化离子液体[C3SO3Hnmp]HSO4,利用响应曲面法(RSM)对反应条件进行优化,结果表明,反应温度为120℃、反应时间为3.19 h、酸醇摩尔比为1.14:1、催化剂质量为正丁醇质量的7%时,丁酸正丁酯预测收率为97.21%,优化条件下实验收率为97.10%。固载离子液体[C3SO3Hnmp]HSO4循环使用6次后仍保持较高的催化活性。
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CoSO4催化H2O2-NaHSO3引发合成聚羧酸减水剂 收藏
冯全祥, 刘才林, 任先艳, 杨海君, 郝聪睿
现代化工. 2019, (9): 157-161,167.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn 0253-4320.2019.09.033
摘要 ( 50 )     PDF (2634KB) ( 0 )  
以双氧水(H2O2)与亚硫酸氢钠(NaHSO3)为引发体系,硫酸钴(CoSO4)为催化剂,异戊烯醇聚氧乙烯醚-2400(TPEG-2400)和丙烯酸(AA)为单体,二元共聚合成聚羧酸减水剂(PCA)。通过单因素及正交试验优化的制备条件为:n(AA):n(TPEG-2400)=4.4:1,巯基乙酸(TGA)质量分数为0.39%,CoSO4·7H2O质量分数为0.1%,NaHSO3质量分数为0.4%,n(H2O2):n(NaHSO3)=8:1,反应温度为50℃,反应时间为3.5 h。与H2O2-NaHSO3引发体系合成的PCA0相比,H2O2-NaHSO3-CoSO4引发体系合成的PCA1具有较低的分子质量及较高的单体转化率;PCA1折固掺量为0.15%、水灰比为0.29时,初始水泥净浆流动度超过290 mm(较PCA0提高了50 mm以上),具有更加优异的性能。
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基于咔唑的碳基固体酸催化剂制备及催化合成柠檬酸三丁酯 收藏
张琪芳, 蒋平平, 高巍, 张萍波
现代化工. 2019, (9): 162-167.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn 0253-4320.2019.09.034
摘要 ( 43 )     PDF (3675KB) ( 0 )  
以对苯二甲醛与咔唑共聚形成的微孔有机骨架为前驱体,经高温水热碳化、氯磺酸磺化制备一种碳基固体酸催化剂。通过FT-IR、SEM等表征手段证明合成的催化剂为形貌规整、高酸密度、良好稳定性的球形。以该催化剂催化柠檬酸与正丁醇酯化合成环保增塑剂柠檬酸三丁酯作为探针反应,最适宜的反应条件为:酸醇摩尔比为1:4、反应温度为145℃、催化剂用量为3 g/(mol酸),此时,柠檬酸转化率高达99.57%,产物纯度为99.30%。该催化剂具有较好的重复利用性,循环使用5次后柠檬酸的转化率仍可达到92.60%。
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工艺与设备
新型导向筛板-浮片式浮阀复合塔板的研究 收藏
郭璐, 易争明
现代化工. 2019, (9): 168-171.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn 0253-4320.2019.09.035
摘要 ( 55 )     PDF (2177KB) ( 0 )  
设计了一种新型导向筛板-浮片式浮阀复合塔板。在直径为1.2 m的圆形有机玻璃塔中进行冷模实验,测定了实验塔板在不同条件下的性能参数。实验表明,当液流强度一定、阀孔动能因子升高时,塔板压降、雾沫夹带量和传质效率增大,而漏液量会减小;当阀孔动能因子一定、液流强度升高时,塔板压降、雾沫夹带量和漏液量均会增大,但传质效率会减小。此外,对F1浮阀塔板和ADV浮阀塔板在相同实验条件下进行冷模实验,结果表明,新型导向筛板-浮片式浮阀复合塔板的流体力学性能更好。
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LNG接收站BOG处理工艺改进及节能分析 收藏
肖荣鸽, 戴政, 靳文博, 祝月, 陈雨辞
现代化工. 2019, (9): 172-175,180.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn 0253-4320.2019.09.036
摘要 ( 38 )     PDF (1518KB) ( 0 )  
为了提高LNG(液化天然气)接收站BOG(蒸发气)处理工艺的节能效果,改善工艺对工况波动的适应性,从LNG站无外输、BOG产生量过大这2种特殊工况入手,对LNG接收站BOG处理工艺进行改进,增设压缩BOG储罐来储存无法进行再冷凝处理和需要排空燃烧的BOG气体。在此基础上进行了工艺模拟,并分析了LNG储存量、外输压力、压缩比对改进后工艺节能效果的影响。模拟结果表明,改进后工艺较改进前节能约为10.8%,改进后工艺节省能耗随LNG储存量增加而增加,随外输压力增加而增加,随压缩比减小而增加。
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水力喷射空气旋流器吹脱处理挥发性有机物废水 收藏
李勇, 程治良, 全学军, 罗丹
现代化工. 2019, (9): 176-180.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn 0253-4320.2019.09.037
摘要 ( 44 )     PDF (1713KB) ( 0 )  
采用超重力气液传质设备水力喷射空气旋流器(WSA)对乙苯模拟的VOC废水进行吹脱处理,考察了废水初始浓度、进口气速、射流流速、废水温度等因素对处理过程传质效率的影响。结果表明,进口气速越大、废水温度越高,VOC吹脱去除传质效率越高;射流流速加大,VOC的吹脱处理效率先增大后保持不变;废水初始浓度对VOC的吹脱去除效率影响较小。初始浓度为45 mg/L的VOC废水,采用WSA吹脱处理3 min后,VOC的去除率可高达99%以上,气液传质效率是曝气柱等传统设备的2倍以上。
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PMMA聚合原料净化路线对比分析 收藏
王莉洪, 王硕, 孟玲珍, 杨金胜, 谭志勇
现代化工. 2019, (9): 181-182,187.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn 0253-4320.2019.09.038
摘要 ( 39 )     PDF (1318KB) ( 0 )  
就PMMA原料净化工艺进行阐述,分析了PMMA聚合原料中杂质含量对PMMA聚合工艺影响及其处理方法。
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循环流化床颗粒团絮现象分析及对策研究 收藏
李斌, 李晓宏, 毛吉会
现代化工. 2019, (9): 183-187.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn 0253-4320.2019.09.039
摘要 ( 41 )     PDF (3968KB) ( 0 )  
通过中试装置核心反应器床层温度分布梯度、床层压降以及流化操作气速分析后认为,流态化过程当中造成颗粒团絮的原因主要是床层形态;可从工艺控制方面通过调整循环流化床循环倍率、操作气速,可有效控制颗粒团絮的尺寸、数量以及速率。
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大温差热敏性体系节能精馏工艺研究 收藏
杨德明, 殷学明, 李涛, 冷冰沁, 高晓新
现代化工. 2019, (9): 188-191.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn 0253-4320.2019.09.040
摘要 ( 45 )     PDF (1782KB) ( 0 )  
基于乙醛-水-巴豆醛-3-羟基丁醛大温差热敏体系的特点,采用合适的操作压力,控制精馏塔塔内温度,提出了多种节能精馏工艺。使用Aspen Plus流程模拟软件中的Radfrac模块模拟精馏塔,对该体系的常规精馏、带中间冷凝器的精馏以及带中间冷凝器的热集成精馏工艺进行模拟。以年总费用(TAC)和能耗为目标函数,对各种工艺参数进行优化。研究结果表明,与常规精馏工艺相比,带中间冷凝器的精馏工艺TAC节约了10.35%,能耗相当;带中间冷凝器的热集成精馏工艺TAC节约了28.78%,能耗节省24.20%。带中间冷凝器的热集成精馏工艺是分离该体系的一条高效节能的路线。
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透水型分子筛膜在生物燃料乙醇生产中应用的经济性分析 收藏
余从立, 郭海超, 纪祖焕
现代化工. 2019, (9): 192-194.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn 0253-4320.2019.09.041
摘要 ( 68 )     PDF (1455KB) ( 0 )  
针对生物燃料乙醇生产过程,提出精馏-分子筛膜耦合工艺(膜工艺)进行脱水,并与精馏-分子筛变压吸附工艺进行了比较,结果表明,采用膜工艺可节约蒸汽0.3 t/t。以年产20万t生物燃料乙醇项目为例,分析了膜通量、膜单价和蒸汽价格对膜工艺综合运行成本的影响,为膜工艺在生物燃料乙醇生产过程中的应用提供了指导。
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FeCl3废蚀刻液封闭循环再生及铜资源的工业回收 收藏
周先桃, 陈云, 方佩珍, 缪晓芳, 汪飞, 杨彤
现代化工. 2019, (9): 195-198.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn 0253-4320.2019.09.042
摘要 ( 40 )     PDF (1554KB) ( 0 )  
FeCl3蚀刻液由于具有强氧化性和腐蚀能力,因而被广泛应用于惰性加工过程中,然而加工过程中产生大量的废蚀刻液,不仅污染环境而且浪费材料。为了解决与含Cu的FeCl3废蚀刻液再生循环有关的问题,本研究改进了某企业的结晶再生过程,并以CuCl2·2H2O的形式回收铜。在原始方法的基础上,加入水力旋流器以预分离浆料,通过研究不同浓度下入口流量和入口压力下水力旋流器分离效率的变化,确定最佳入口压力约为0.25 MPa。实验结果表明,离心机的工作量减少了约80%,CuCl2晶体的平均比表面积减少了50%,洗涤过程后CuCl2晶体副产物的产量增加了约20%。
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信息技术应用
基于隔板塔内在特性的快速设计策略 收藏
李思宽, 刘汝佳, 张倩倩, 王二强
现代化工. 2019, (9): 199-203.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn 0253-4320.2019.09.043
摘要 ( 44 )     PDF (2122KB) ( 0 )  
使用Aspen Plus软件,对隔板塔体系进行了设计优化,开发并验证了一种隔板塔稳态优化的良好策略。通过灵敏度分析等手段分析了各个变量因素的影响,发现固定分气比分液比,四个塔段塔板数有多种分配方案,调整左右两侧塔段塔板数及进料采出位置比例时,公共精馏段和公共提馏段最优塔板数基本不变且最优分气比分液比在一定范围内波动;固定公共精馏段和公共提馏段塔板数,N×(R+1)随着N先减小后增大,存在着最优的选择方案。
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过量进料反应隔离壁蒸馏塔的设计与比较 收藏
朱超, 陈海胜, 苑杨, 钱行, 黄克谨
现代化工. 2019, (9): 204-207.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn 0253-4320.2019.09.044
摘要 ( 30 )     PDF (2048KB) ( 0 )  
采用反应物过量技术克服反应蒸馏塔在分离具有较不利动力学特性的反应混合物时的缺陷,提出针对此类反应精馏的最优蒸馏塔结构设计策略。针对具有较不利相对挥发度排序的四元理想可逆放热反应,分别设计常规反应蒸馏塔(RDC)与采用反应物进料过量技术的反应隔离壁蒸馏塔(ER-DWDC),并对其稳态性能进行评价。结果显示,反应物中轻组分进料过量的反应隔离壁蒸馏塔能够最大程度强化蒸馏塔内部物质和能量耦合,具有优越的稳态性能,能够显著降低工业分离过程中的设备投资成本和操作能耗。
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EG浓缩流程高通量外开槽管的冷凝有效域数值模拟 收藏
金东旭, 刘京雷, 夏翔鸣, 范根芳, 曹洪海, 徐宏
现代化工. 2019, (9): 208-211.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn 0253-4320.2019.09.045
摘要 ( 27 )     PDF (2575KB) ( 0 )  
以单根外开V型槽换热管为研究对象,采用CFD数值模拟手段研究了壁面过冷度ΔTm、槽宽b和槽角θ对冷凝传热性能的影响规律,推导了换热管的临界管长Lcr与有效周长Scr的表达方式。结果表明,ΔTmbθ的改变均会影响各部分局部热流密度q';通过管长方向局部热流密度发现ΔTmbθ的改变影响临界管长Lcr和有效周长Scr,推导建立了LcrScr与ΔTmb以及θ的函数关系,为新型槽管的设计提供了参考。
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自由基捕捉剂抗氧活性的分子模拟 收藏
胡雪莹, 吕涯
现代化工. 2019, (9): 212-216,221.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn 0253-4320.2019.09.046
摘要 ( 43 )     PDF (5433KB) ( 0 )  
为探究抗氧剂抗氧化活性,采用Materials Studio 7.0版本模拟软件Dmol3模块对自由基捕捉剂类抗氧剂中的酚类和胺类抗氧剂分子进行模拟计算分析。通过对4种典型抗氧剂分子的前线轨道及X-H键解离能结果进行分析可知,2,6-二叔丁基对甲酚抗氧化活性略好于4,4亚甲基双(2,6-二叔丁基苯酚),N-苯基-α-萘胺抗氧化活性明显高于4-丁基-4'-辛基二苯胺,且在此4种抗氧剂中酚类抗氧剂活性略高于胺类。在典型抗氧剂分子的基础上,探究取代基变化对分子抗氧化活性的影响,得出取代基对分子的抗氧化活性有显著影响、且取代基碳数越多抗氧剂分子越活泼的结论。
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响应面法优化制药废液酯-醇分离工艺 收藏
王犇, 张昆, 闫凤凯, 申文慧, 刘艳杰
现代化工. 2019, (9): 217-221.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn 0253-4320.2019.09.047
摘要 ( 44 )     PDF (2426KB) ( 0 )  
根据制药废液酯-醇混合液的特征建立分离流程,利用响应面法对分离流程中T0101工艺参数进行全局优化。以理论板数、进料位置、溶剂进料位置、回流比、溶剂比为自变量,以回收酯的质量分数为响应值,采用Box-Benhnken中心组合设计建立二阶回归模型并进行响应面优化分析。结果表明,最优工艺参数下响应值为99.55%,与模型预测值偏差为0.29%,表明回归模型是可靠、有效的,显著性检验结果表明,影响响应值的主次顺序为溶剂比 > 溶剂进料位置 > 原料进料位置 > 回流比 > 理论板数。
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分析测试
自动顶空固相微萃取-GC/MS法测定表观污染地表水典型嗅味物质的优化及应用研究 收藏
魏彬, 孟欣, 何杰, 李学艳, 朱学惠
现代化工. 2019, (9): 222-226.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn 0253-4320.2019.09.048
摘要 ( 34 )     PDF (1308KB) ( 0 )  
采用HS-SPME-GM/MS法对不同污染河流水中嗅味物质检测方法进行优化,探讨了不同因素对萃取效果的影响。结果表明,用50/30 μm DVB/CAR/PDMS作萃取纤维头、水样体积为瓶容积的1/2、转速为250 r/min、65℃恒温加热30 min、25% NaCl投量(W/V%)、250℃解吸3 min时效果最佳。DMTS在5.0~200 ng/L范围内线性关系良好,拟合度R2=0.998 7,2-MIB、GSM在2.0~200 ng/L范围内线性较好,拟合度R2 ≥ 0.999;方法检出限分别为3.6、2.3、1.1 ng/L,回收率为88.1%~97.2%,RSD为5.1%~7.3%。该方法适用于地表水中致嗅物质的定量分析,同时探讨了典型嗅味物在不同表观污染中的差异性。
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不对称双缩二氨基硫脲荧光探针的合成及其对金属离子的识别性能研究 收藏
石治川, 赵志刚
现代化工. 2019, (9): 227-231.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn 0253-4320.2019.09.049
摘要 ( 34 )     PDF (1686KB) ( 0 )  
以1,3-二氨基硫脲、苯甲醛与噻唑-5-甲醛为原料,合成了一种新型不对称双席夫碱结构荧光探针N'-亚苄基-2-(噻唑-5-基亚甲基)肼基-1-硫代碳酰肼(L),并通过NMR、IR、ESI-MS和元素分析对其结构进行表征。在缓冲溶液(pH=7.0)中,探针L可以高选择性地荧光识别Zn2+,检测限为3.5×10-7 mol/L,pH适用范围为5~10。当Zn2+与探针L配位时,生成1:2型配合物(L-Zn2+),在365 nm紫外灯照射下,由无色变成亮绿色强荧光,具有潜在的应用价值。
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