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   现代化工
  2019年, 第39卷, 第11期 刊出日期:2019-11-20 上一期    下一期
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专论与评述
生物航空煤油发展问题及对策研究 收藏
秦曼曼, 孙仁金, 李喆, 杨雪儿
现代化工. 2019, (11): 1-4.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2019.11.001
摘要 ( 278 )     PDF (1293KB) ( 104 )  
CO2排放量随航煤消费量的增加而增加,我国现已成为全球第二大航煤消费国。为响应全球气候协议和国际民航的碳减排计划,发展生物航空煤油成为我国航空业减排、可持续发展的重要途径。研究分析了我国生物航煤发展所面临的问题,以及国外成熟做法,建议通过增加原料供应、规定航空公司碳排放配额、政府建立补偿机制和相关政策等,助力我国生物航空煤油可持续发展。
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氢能产业与LNG接收站联合发展技术分析 收藏
王江涛, 杨璐
现代化工. 2019, (11): 5-11.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2019.11.002
摘要 ( 229 )     PDF (962KB) ( 53 )  
为降低CO2减排量,作为终极能源的氢能产业近几年在全球范围内成为热议。主要从氢气的制取、液化、运输以及联合管理等多个方面进行技术分析,介绍如何依托LNG接收站联合发展液氢接收站和氢能产业,同时优化工艺流程,实现降成本和节能减排,为今后氢气接收站和氢能产业的建设发展提供创新技术思路。
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2019年美国(总统)绿色化学挑战奖项目评述 收藏
程海涛, 申献双
现代化工. 2019, (11): 12-14.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2019.11.003
摘要 ( 560 )     PDF (1231KB) ( 167 )  
介绍了2019年美国(总统)绿色化学挑战奖获奖项目的概要、创新与价值。2019年绿色合成路线奖授予了默克公司,其贡献在于为ZerbaxaTM药物开发了一种绿色和可持续合成工艺;绿色反应条件奖授予WSI公司,其贡献在于开发的TRUpathTM产品获得认可;小企业奖授予Kalion公司,他们开发了多用途、高纯度、微生物制备的葡萄糖酸;学术奖授予纽约城市大学能源研究所的Sanjoy Banerjee教授及其合作者们,其贡献在于研发了用于电网存储应用设备的可充电碱性Zn-MnO2电池。
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技术进展
石墨烯在纳米摩擦学中的研究进展 收藏
郭畅, 张晓慧, 蔡金明, 蔡晓明
现代化工. 2019, (11): 15-19,24.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2019.11.004
摘要 ( 143 )     PDF (3662KB) ( 0 )  
综述了石墨烯微片作为润滑添加剂在油性、水性及固相摩擦领域中的应用进展及其相应的制备方式,包括功能化改性、物理法处理、制备复合材料等。研究了石墨烯微片对材料摩擦系数及磨损率的影响,并采用薄膜润滑、轴承润滑、纳米填充等分析其减少摩擦磨损的作用机理。最后指出石墨烯用于摩擦领域仍有待解决的问题。
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微波诱导复合材料协同催化在工业废气净化中的研究进展 收藏
任晨阳, 易红宏, 唐晓龙, 于庆君, 赵顺征, 杨仲禹
现代化工. 2019, (11): 20-24.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2019.11.005
摘要 ( 168 )     PDF (1435KB) ( 0 )  
阐述了微波辐射与材料的作用原理,综述了微波诱导复合材料协同催化技术在工业废气净化领域的研究现状,分析了微波诱导复合材料协同催化技术在工业废气净化处理研究过程中存在的问题,并对今后的发展方向进行了总结与展望。
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难降解有机物微生物共代谢技术研究进展 收藏
李彦澄, 刘邓平, 李蕾, 李江, 吴攀
现代化工. 2019, (11): 25-28,34.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2019.11.006
摘要 ( 129 )     PDF (1359KB) ( 0 )  
结合有关共代谢的研究现状,介绍了用于共代谢研究的难降解有机物种类,主要为芳香族化合物、含氯化合物、抗生素、药品及个人护理用品、部分实际工业废水等。重点介绍了具有共代谢功能的微生物,主要为甲烷氧化菌、假单胞菌和氨氧化菌等,并讨论了微生物共代谢技术的研究现状,进一步提出促进共代谢技术发展的研究方向。
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基因工程技术在生物燃料领域的应用进展 收藏
刘登, 刘均洪
现代化工. 2019, (11): 29-34.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2019.11.007
摘要 ( 126 )     PDF (1320KB) ( 1 )  
聚焦于基因工程技术在生物燃料中的应用,介绍了生物燃料生产过程中存在的主要技术障碍,讨论了基因工程技术在解决生物燃料技术障碍过程中发挥的作用,最后提出了目前基因工程技术在生物燃料应用中面临的问题,并展望了其应用前景。
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生物材料表面具有特定几何形状的微纳结构对细胞生长行为的影响 收藏
朱佳晨, 王卉, 张克勤
现代化工. 2019, (11): 35-39.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2019.11.008
摘要 ( 154 )     PDF (9454KB) ( 1 )  
介绍了通过微加工技术制备的具有特定几何形状的微纳结构对细胞生长行为的控制和引导作用,并对具有特定微纳结构的生物材料的发展方向进行了展望,为研究基础细胞生物学、生物传感器以及组织工程提供了新的视角。
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染料敏化太阳能电池TiO2光阳极的研究进展 收藏
张卫国, 雷瀚翔, 姚素薇, 王宏智
现代化工. 2019, (11): 40-43.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2019.11.009
摘要 ( 160 )     PDF (1271KB) ( 1 )  
对TiO2光阳极的性质、存在的问题以及改进方法进行综述,并对未来的研究趋势进行了展望。
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废旧反渗透膜回用研究进展 收藏
何灿, 刘兆峰, 马瑞, 海玉琰, 熊日华
现代化工. 2019, (11): 44-47,52.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2019.11.010
摘要 ( 211 )     PDF (1325KB) ( 0 )  
介绍了废旧反渗透膜3种回用方式,包括直接回用、转化再生和修复再生,重点概述了每种回用方式的处理方法及研究现状,并对各种处理方法的优缺点进行了总结和讨论。
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相变储能材料在建筑节能中的研究进展与应用 收藏
颉江龙, 魏霞
现代化工. 2019, (11): 48-52.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2019.11.011
摘要 ( 189 )     PDF (1286KB) ( 0 )  
分析了相变储能材料的分类和特点,概述了建筑节能领域对相变储能材料的选择。改性和以及相变储能材料的处理方法,综述了被动式和主动式相变储能系统的研究现状,并对相变储能材料的未来研究趋势进行了展望。
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置换法开采天然气水合物用吸附材料研究进展 收藏
刘伟, 崔升, 王哲, 丁彬
现代化工. 2019, (11): 53-57.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2019.11.012
摘要 ( 90 )     PDF (1442KB) ( 0 )  
介绍了天然气水合物的几种开采方式。综述了置换法开采天然气水合物的可行性和影响因素,重点介绍了兼具CO2和CH4吸附能力材料的研究现状,并展望了吸附材料在置换法中的应用前景。
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乙炔选择性加氢研究进展和发展趋势 收藏
徐晨辰, 张策策, 赵明, 韩静, 孙锦昌, 张谦温
现代化工. 2019, (11): 58-61.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2019.11.013
摘要 ( 259 )     PDF (1267KB) ( 1 )  
介绍了乙炔选择性加氢的机理、动力学及催化剂的研究进展,分析了活性组分、载体、助剂对催化剂加氢性能的影响和原因,同时展望了今后乙炔选择性加氢的研究方向。
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科研与开发
合成气制C2+醇Cu-Mn催化剂的Co改性研究 收藏
高利红, 朱志庆, 沈卫华, 方云进
现代化工. 2019, (11): 62-66.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2019.11.014
摘要 ( 148 )     PDF (1631KB) ( 0 )  
采用共沉淀法制备CuCoMnAl多组分金属催化剂,并在固定床反应器中考察该催化剂对合成气制C2+醇反应的性能。实验结果表明,当n(Co)∶n(Cu)=0.4时,生成C2+醇的选择性达到18.7%,其中乙醇所占比例>50%,添加Co的催化剂改性效果显著。利用XRD、H2-TPR、BET和CO-TPD等分析方法对催化剂进行表征,考察催化剂的结构和表面性质对生成C2+醇选择性的影响。结果表明,适量添加Co可使催化剂形成双级孔结构,生成了具有协同作用的Cu-Co结构,显著增加催化剂吸附CO的能力,促进合成C2+醇活性位的形成。
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碱处理调控ZSM-5孔结构及其在甲醇制芳烃中的性能研究 收藏
李政杭, 刘民, 李俊杰, 郭新闻
现代化工. 2019, (11): 67-72.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2019.11.015
摘要 ( 149 )     PDF (4476KB) ( 1 )  
采用水热法晶化得到纳米板状孪晶型HZSM-5,通过NaOH或TPAOH处理调变ZSM-5的孔结构。结果表明,NaOH处理将贯通的介孔结构引入微孔ZSM-5中,而TPAOH处理得到多空腔结构,空腔通过微孔与外界连通。对具有不同孔结构的ZSM-5进行Zn改性,并用于甲醇制芳烃反应。通过XRD、SEM、TEM和氩气物理吸附分析不同样品的结构;利用NH3-TPD测定不同样品的酸量;通过XPS分析不同样品的Zn状态。具有多空腔结构的Zn/HZ-TPAOH催化剂的芳烃选择性大幅提升,同时催化剂寿命明显增加,具有连通介孔结构的Zn/HZ-NaOH寿命又明显长于具有多空腔结构的Zn/HZ-TPAOH。
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Lewis酸性离子液体的合成及其催化酯化性能研究 收藏
高鹏翔, 武宇, 赵地顺, 翟建华, 张拴力, 扈士海
现代化工. 2019, (11): 73-77,83.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2019.11.016
摘要 ( 148 )     PDF (3441KB) ( 1 )  
以吗啡啉为原料,设计合成了Lewis酸性离子液体[Mor-C4]Br-CuCl2/FeCl3,通过催化合成乙酸乙酯考察了该离子液体的催化活性。结果表明,当n(CH3COOH)∶n(C2H5OH)=0.55∶1、[Mor-C4]Br-CuCl2/FeCl3质量为醇质量的9.80%、反应温度为83℃、反应时间为4.26 h时,以环己烷为带水剂的收率可达96.58%。离子液体重复使用6次仍具有较高的催化活性。同时以[Mor-C4]Br-CuCl2/FeCl3为催化剂催化合成了系列乙酸酯,获得较高的酯收率。
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含Fe3C的碳纳米纤维材料的锂离子电池电化学性能研究 收藏
姜志浩, 刘江涛, 张传玲
现代化工. 2019, (11): 78-83.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2019.11.017
摘要 ( 122 )     PDF (4432KB) ( 0 )  
以静电纺丝技术为基础,组装含有金属有机框架MIL-88的氮掺杂复合纳米纤维。经过高温退火制备氮掺杂的含有Fe3C的碳纳米纤维(N-Fe3C-CNFs)。通过SEM、TEM、XRD、XPS对该材料的微观形态结构进行表征,并以此材料作为锂离子电池的负极材料对电池的循环性能、倍率性能、CV以及阻抗(EIS)等电化学性能进行研究。结果表明,当电流密度为1 A/g时,此材料循环200圈后仍具有756.6 mAh/g的可逆比容量。
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PAA-b-PS包埋纳米Fe/Ni材料的制备及其应用研究 收藏
詹聪, 林匡飞, 陆强, 李灿, 刘馥雯, 黄凯
现代化工. 2019, (11): 84-88.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2019.11.018
摘要 ( 160 )     PDF (2640KB) ( 0 )  
合成了一种新材料聚丙烯酸-b-聚苯乙烯包埋纳米Fe/Ni颗粒(PAA-b-PS-Fe/Ni),并对1,1,1-三氯乙烷(1,1,1-TCA)的选择性脱氯效果进行了评价。由于PAA-b-PS可以防止零价铁团聚,PAA-b-PS包埋纳米Fe/Ni双金属颗粒的平均尺寸约为50 nm。在1.0 g/L Fe/Ni(Ni/Fe质量比为2%)和0.5 g/L PAA-b-PS的包埋质量浓度下,脱氯反应在240 min后达到平衡,并对200 mg/L的1,1,1-TCA的去除效率最佳(87.5%)。PAA-b-PS-Fe/Ni对1,1,1-TCA的去除效率与无机阴离子(NO3-、HCO3-和SO42-)无关,去除效率均约为88%。然而,腐植酸对1,1,1-TCA的降解有很大影响。总之,PAA-b-PS包埋纳米Fe/Ni颗粒具有选择性,并且对于降解地下水中1,1,1-TCA非常有效。
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钛掺杂原位制备Cu-SSZ-13及其脱硝性能的研究 收藏
刘梦梦, 张国佩, 常丽萍, 鲍卫仁, 王建成
现代化工. 2019, (11): 89-94.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2019.11.019
摘要 ( 145 )     PDF (2111KB) ( 0 )  
柴油车尾气排放的NOx(NO和NO2)严重污染环境和危害人类的健康。SSZ-13分子筛由于具有较宽的脱硝温度窗口及优异的水热稳定性受到广泛关注。利用TiCl4溶液对原位水热法合成的Cu-SSZ-13催化剂进行离子交换,并通过XRD、H2-TPR、NH3-TPD、氮吸附等对其进行表征,考察了离子交换浓度、时间及温度对催化剂催化性能的影响,并在此基础上优化最佳的交换条件。结果表明,随着钛负载量的增加,高温活性呈增强的趋势,并且经过高温水热处理后,钛可以在一定程度上保持催化剂的骨架结构。
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不同沉淀剂对甘油氢解制1,2-丙二醇催化剂Cu-ZnO-Al2O3的影响 收藏
陈奕含, 周健德, 林飞腾, 沈卫华, 朱志庆, 方云进
现代化工. 2019, (11): 95-98.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2019.11.020
摘要 ( 135 )     PDF (1426KB) ( 0 )  
采用共沉淀法制备用于甘油氢解制备1,2-丙二醇的Cu-ZnO-Al2O3催化剂,考察了不同沉淀剂对催化性能的影响。结果表明,以NaOH+Na2CO3为沉淀剂制备的Cu-ZnO-Al2O3催化剂具有较高的催化活性,在温度210℃、压力5 MPa的条件下反应12 h,甘油转化率达到98.3%,1,2-丙二醇的选择性为93.1%,催化剂重复使用5次依然具有较高的活性。利用BET、XRD、H2-TPR和NH3-TPD分析手段对催化剂进行表征,结果发现不同沉淀剂直接影响Cu-ZnO-Al2O3催化剂的物相结构、还原性质和表面酸性,并导致催化剂性能发生显著变化。
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聚四氟乙烯复合微滤膜的制备及性能表征 收藏
肖凯升, 张浩凡, 王震, 王鹏, 逯云龙, 陈文清
现代化工. 2019, (11): 99-103.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2019.11.021
摘要 ( 132 )     PDF (4604KB) ( 0 )  
为解决聚四氟乙烯(PTFE)中空纤维膜大孔缺陷和表面亲水性差的问题,采用亲水性PTFE平板膜作过滤层,PTFE中空纤维膜作支撑层,通过裹缠的方法制备PTFE复合微滤膜。实验中最佳的拉伸倍率为300%~200%,在此拉伸倍率下,PTFE复合膜孔径分布均匀,最可几孔径为0.35 μm,最可几孔径占比为75.9%,最大孔径小于0.4 μm,孔隙率大于80%,拉伸强度达到了9.15 MPa,爆破强度大于0.3 MPa,PTFE复合膜过滤层接触角为70°,纯水通量为1 107 L/(m2·h)。
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乙酸对再生铅厂区土壤中铅锌浸出和铝铁活化的影响规律研究 收藏
张伟, 李亚鑫, 尤章超, 左其亭, 王慧亮, 唐港
现代化工. 2019, (11): 104-107,112.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2019.11.022
摘要 ( 138 )     PDF (1856KB) ( 0 )  
为预测酸雨沉降对重金属含量较大的再生铅厂区土壤重金属浸出规律的影响,以湖北省某大型再生铅企业厂区的土壤样品为研究对象,考察了土壤中Pb、Zn浸出和Al、Fe活化规律。试验结果表明,Pb、Zn的浸出率随乙酸浓度、液固比以及浸出时间的增加而上升。随着浸出pH的增大,浸出率呈先增加后减小的趋势;在乙酸浓度为2.4 mol/L、液固比为10、pH为3.5、浸出时间为12 h时,Pb的最高浸出率达76.4%,Zn仅为23%,表明用乙酸作浸出剂时,Pb比Zn更易从土壤中释放,乙酸对Al和Fe的最高浸出率分别为1.41%和0.61%,所占土壤矿物组分比重极小,基本不影响土壤的正常生态功能。基于Medusa热力学软件研究乙酸浸出土壤过程中重金属的迁移规律,为揭示铅锌浸出和铝铁活化规律提供理论支撑。
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聚丙烯腈前驱体的优化及其中空碳纳米纤维的制备 收藏
李树锋, 罗永莎, 徐经伟, 袁亮, 海滇
现代化工. 2019, (11): 108-112.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2019.11.023
摘要 ( 128 )     PDF (1850KB) ( 0 )  
为制备力学性能较好的聚丙烯腈(PAN)中空碳纳米纤维,首先通过正交试验研究了PAN聚合参数对聚合反应的影响,然后选取适宜于纺丝的PAN进行同轴静电纺丝、预氧化、碳化,对得到的中空碳纳米纤维进行表征。结果表明,引发剂用量(A)对PAN相对黏均分子质量的影响最大;第二单体衣康酸浓度(B)对PAN环化放热的影响最大;第三单体丙烯酸甲酯浓度(C)对PAN聚合收率的影响最大。SEM分析结果表明,PAN中空碳纳米纤维横截面具有明显的中空结构,纤维表面较为致密。BET测试结果表明,PAN中空碳纳米纤维的孔容为0.069 69 cm3/g,比表面积为55.719 m2/g。
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正交优化微波合成核桃壳粉/聚乳酸复合材料的工艺研究 收藏
张红娟, 郑红娟
现代化工. 2019, (11): 113-116.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2019.11.024
摘要 ( 110 )     PDF (3037KB) ( 0 )  
通过单因素和正交优化相结合的方法对微波辅助原位开环法制备核桃壳粉/聚乳酸(WSP/PLA)复合材料的最佳工艺条件进行了研究,结果表明,催化剂辛酸亚锡用量对实验结果的影响最大,WSP质量分数的影响次之,微波参数对实验结果影响较小。最佳工艺条件为单体与辛酸亚锡摩尔比为2 000∶1、WSP质量分数为1.67%、微波功率为350 W、辐射时间为17 min,在该工艺条件下其粘均分子质量Mη=74 972,冲击强度可达1.27 kJ/m2。偏光显微镜分析结果表明,最佳工艺条件下WSP/PLA复合材料有较好的韧性。
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磷化铁的制备及其电催化析氢和析氧性能研究 收藏
高文君, 王梦娇, 徐冬, 孙振新, 杨阳, 郭桦
现代化工. 2019, (11): 117-120,126.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2019.11.025
摘要 ( 201 )     PDF (5679KB) ( 0 )  
磷化铁是一种高效析氢和析氧催化剂,为了提高其催化性能,制备了具有多孔结构和均一形貌的FeP,并对其进行了电催化性能分析。分别在酸性和碱性溶液中考察了该催化剂的析氢催化性能,结果表明,该催化剂在碱性测试环境中的催化活性优于酸性条件下的催化活性。另外,在碱性测试环境中,FeP催化剂也表现出很好的析氧催化性能,当电流密度达到10 mA/cm2时,需要的过电位为380 mV,并且具有较小塔菲尔值,约为73 mV/dec。此外,该催化剂还表现出很好的催化稳定性。
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生物碳材料高效催化乙炔氢氯化反应的研究 收藏
刘悦, 罗宏杰, 韩业俊, 邢萍, 沈兆兵, 姜标
现代化工. 2019, (11): 121-126.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2019.11.026
摘要 ( 134 )     PDF (3404KB) ( 0 )  
乙炔氢氯化反应是煤基氯乙烯合成的重要技术,但一直受汞触媒催化剂毒性问题的困扰。利用竹子下脚料合成的氮掺杂多孔纳米碳催化剂(N@BC),无需添加任何金属元素,可以高效催化乙炔氢氯化合成氯乙烯。研究结果表明,反应温度为200℃,乙炔转化率高达95%,氯乙烯选择性大于98%,反应50 h乙炔转化率保持在90%以上。利用生物质废弃资源合成多孔氮掺杂碳材料的方法,为乙炔氢氯化反应生产氯乙烯的无汞化开辟了一条新思路。
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磁性镍铬水滑石的制备及性能研究 收藏
廖琴瑶, 袁东, 李佳祁, 曾晨
现代化工. 2019, (11): 127-131.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2019.11.027
摘要 ( 167 )     PDF (1987KB) ( 0 )  
采用水热法制备NiCr水滑石,然后将水滑石与磁性基质Fe3O4进行组装,合成磁性NiCr水滑石。通过XRD、SEM、FT-IR、BET、VSM等手段对Fe3O4/NiCr-LDHs的性能进行了表征。以刚果红为目标污染物,考察了吸附时间、溶液初始pH、吸附剂投加量、溶液初始质量浓度等对吸附效果的影响,并对吸附动力学、等温线、吸附热力学进行了探讨。结果表明,在25℃、pH 4.5条件下,0.050 g的Fe3O4/NiCr-LDHs对质量浓度为50 mg/L的刚果红去除率达96.68%。吸附动力学和热力学研究表明,磁性NiCr水滑石对刚果红的吸附符合Langmuir等温吸附方程,吸附动力学符合准二级动力学模型,吸附过程是自发进行,且在外部磁场作用下该磁性NiCr水滑石能够实现快速分离回收。
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电絮凝-催化氧化联合处理酱油废水 收藏
杨天天, 刘梅, 周颖, 李雨贝, 杨文静, 顾亚红, 朱鹏飞
现代化工. 2019, (11): 132-136.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2019.11.028
摘要 ( 154 )     PDF (1930KB) ( 0 )  
通过溶胶-凝胶法制备了Cu-Fe-TiO2/凹凸棒催化剂,并用FT-IR、XRD和SEM技术对其结构进行表征。采用电絮凝-催化氧化联合工艺对酱油废水进行处理,通过单因素法优化了各反应条件。结果表明,催化剂主要呈棒状或块状结构,TiO2主要分布在凹凸棒表面或层间,部分Cu、Fe掺入了TiO2晶格,Cu-Fe-TiO2/凹凸棒催化剂复合成功。在电压为25 V、pH为8、反应时间为30 min的情况下进行电絮凝后,调节废水pH为2左右,加入5 mL 0.05 mol/L的K2S2O8,与1 g/L自制的催化剂进行催化氧化处理,出水与原废水相比,脱色率达99.8%,COD去除率达69.5%,处理效果较好。
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Bi2O2CO3/BiOBr异质结的制备及其可见光降解盐酸四环素的研究 收藏
唐新德, 王正容, 刘宁
现代化工. 2019, (11): 137-140.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2019.11.029
摘要 ( 136 )     PDF (2518KB) ( 0 )  
通过共沉淀法制备Bi2O2CO3纳米片,采用化学蚀刻法制备异质结型光催化剂Bi2O2CO3/BiOBr。利用XRD、TEM和UV-Vis DRS等手段对其物相、形貌及光吸收性能进行表征,并对其可见光降解盐酸四环素溶液的性能和稳定性进行了评估。结果表明,与纯Bi2O2CO3和BiOBr相比,异质结光催化剂Bi2O2CO3/BiOBr展现了增强的可见光降解活性,这归因于Bi2O2CO3与BiOBr之间异质结的形成有效分离了光生电子和空穴。Bi2O2CO3/BiOBr具有较高的稳定性,其在可见光降解盐酸四环素过程中的主要活性物种是超氧自由基。
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异氰酸酯指数对潜固化型单组分聚脲性能的影响 收藏
王娜, 王洁文, 蔡冠宇, 张化哲, 张均, 李炳奇, 姜志国
现代化工. 2019, (11): 141-144.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2019.11.030
摘要 ( 116 )     PDF (1510KB) ( 0 )  
以聚四氢呋喃二醇、甲苯二异氰酸酯和GFDA1唑烷潜固化剂为原料制备单组分聚脲。并通过FT-IR、热失重、吸水率、力学性能、硬度、表干时间和实干时间等表征手段研究了异氰酸酯指数(R值)对单组分聚脲结构与性能的影响。结果表明,随着R值的增加,单组分聚脲的耐热性能、表干时间、实干时间和硬度逐渐增加,吸水率先降低后增加,力学性能先增加后降低。当R值为0.95时,单组分聚脲的综合性能达到最优。
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Fe掺杂NiO/NiSe2空心纳米球的制备及其析氧性能研究 收藏
程凤如, 孙志裕, 熊凡, 罗惜情
现代化工. 2019, (11): 145-148.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2019.11.031
摘要 ( 135 )     PDF (3275KB) ( 0 )  
采用沉淀法制备铁掺杂镍碳酸盐纳米球前驱体,并对其进行硒化处理,得到性能优异的铁掺杂的氧化镍和硒化镍的混合物(Fe-NiO/NiSe2)电催化剂。利用XRD、XPS、TEM、FESEM等手段对材料的结构和组成进行表征,并对其进行了电化学性能测试。结果表明,Fe-NiO/NiSe2电催化剂材料具有优异的析氧性能,在1.0 mol/L KOH电解液中,在10 mA/cm2电流密度下所需过电势仅为323 mV,并具有显著的长期稳定性,作为析氧反应催化剂具有很好的应用前景。
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KF/γ-Al2O3催化酯交换反应精馏的研究 收藏
张学玲, 陶宁, 张少峰, 田朝玉
现代化工. 2019, (11): 149-152,157.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2019.11.032
摘要 ( 123 )     PDF (1541KB) ( 1 )  
为克服酯交换反应精馏中均相催化剂与体系难分离等缺陷,以γ-Al2O3为载体,氟化钾为活性中心,通过等体积浸渍法制备不同焙烧温度下的KF/γ-Al2O3固体碱催化剂,并利用XRD、FTIP对催化剂进行表征。通过反应精馏的方法对KF/Al2O3催化碳酸乙烯酯的酯交换合成碳酸二甲酯进行研究,考察了反应精馏过程中回流比、进料空速及原料摩尔比对碳酸乙烯酯转化率的影响。结果表明,回流比、进料空速与原料摩尔比优化值分别为5、0.09 h-1和5时,碳酸乙烯酯的转化率为95.44%。
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不同载体负载钴金属催化乙酰丙酸加氢制备γ-戊内酯的研究 收藏
翟鹏, 蔡哲, 马丹丹, 张旭斌, 王富民
现代化工. 2019, (11): 153-157.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2019.11.033
摘要 ( 122 )     PDF (4713KB) ( 0 )  
通过不同的载体合成钴基催化剂,并将其用于乙酰丙酸制备γ-戊内酯的加氢实验,以探究不同载体对钴金属加氢催化的影响。利用比表面积测试仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和NH3-程序升温脱附等表征手段分析各类催化剂。通过加氢实验发现,除使用中性载体的Co/AC催化剂外,其余酸性载体的催化剂都展现出极高的转化率,表明钴基催化剂在此反应中的催化活性主要是源于金属钴颗粒与载体上的酸性位点的协同作用。
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基于精密超滤法的废切削液处理与回用研究 收藏
杨振生, 冯立建, 赵改
现代化工. 2019, (11): 158-162,167.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2019.11.034
摘要 ( 128 )     PDF (3878KB) ( 0 )  
采用自制截留分子质量为3 000 Da的PES/TiO2杂化精密超滤膜处理废切削液,用油滴粒径分布与红外光谱分析比较了废切削液处理前后的变化,探讨回配切削液中渗透液所占体积分数对理化性能和稳定性的影响,依据渗透通量、化学需氧量(COD)变化、纯水通量恢复率选择了较优的操作参数和膜清洗剂配方。实验结果表明,该超滤膜对0.02 μm以上的乳化油滴、胶体、高分子质量物质截留,低分子质量的有效成分聚乙二醇滤过。由切削原液(10%)、渗透液(10%~50%)和蒸馏水配制的回配切削液具有优秀的理化性能和稳定性。确定了较优的操作条件:压差为0.4 MPa、料液流速为1.0 m/s,此时渗透通量达69 L/(m2·h),COD去除率达89.7%;十二烷基磺酸钠+异戊醇、盐酸两步清洗超滤膜,纯水通量恢复率达94.5%;此条件下废切削液的回收率达85.71%。
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碳纳米管负载铑配合物催化N,N-二乙基香叶胺的不对称异构化研究 收藏
吕新宇, 赵倩, 王加高, 邱滔
现代化工. 2019, (11): 163-167.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2019.11.035
摘要 ( 126 )     PDF (2155KB) ( 0 )  
以[Rh(COD) Cl]2及SEGPHOS配体为原料,碳纳米管(CNTs)为载体,合成了一种新的非均相催化剂,并对制备的催化剂进行表征,同时研究其对N,N-二乙基香叶胺的不对称异构化的催化活性。结果表明,Rh配合物已成功加载到CNTs上,并且具有优异的催化活性。在最优工艺条件下香茅醛(E)-二乙烯胺可以定量获得。催化剂循环使用6次后,负载的Rh催化剂的结构仍然存在。催化活性的轻微降低是由于表面积的减少,但是通过延长反应时间也可以获得相同的结果。
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工艺与设备
离子交换膜组合工艺制备金属锰和二氧化锰 收藏
关文学, 王三反, 郑洋洋, 张倩倩, 杜晗
现代化工. 2019, (11): 168-170,174.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2019.11.036
摘要 ( 198 )     PDF (1406KB) ( 0 )  
通过水处理和冶金学科的交叉,提出了一种利用离子交换膜组合工艺同步电解生产金属锰和二氧化锰并回收硫酸的节能环保新工艺,解决传统锰金属制备方面产品单一、资源能源浪费以及环境污染的问题。在实现金属锰及二氧化锰同步生产的同时,对酸进行回收再利用,提高产能并降低能源消耗。经试验验证,该工艺具有较大实际应用价值。
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制氢装置酸性水净化工艺优化分析 收藏
李翔宇, 张凤岐, 王耀伟, 邹雄, 董宏光
现代化工. 2019, (11): 171-174.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2019.11.037
摘要 ( 127 )     PDF (1487KB) ( 2 )  
以Aspen Plus为基础,优化了水分离器的数量、汽提塔的温度和操作参数,分析了氨氮、醇醚等杂质对操作参数的影响。基于Aspen流程模拟软件对于制氢装置酸性水净化工段进行建模,优化了分水罐的个数、温度以及汽提塔的操作参数,有效降低能耗,同时分析了原料夹带氨氮时及副反应生成醇醚类杂质对于操作参数的影响。
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掺稀降黏技术研究及其在渤海Q油田应用评价 收藏
王大威, 靖波, 梁守成, 张世仑, 张健, 谭业邦
现代化工. 2019, (11): 175-179.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2019.11.038
摘要 ( 123 )     PDF (1846KB) ( 0 )  
针对渤海Q油田原油黏度大、采出程度低的问题,对稠油掺稀油技术在渤海Q油田可行性进行了研究。分析了稠油稀油的基本性质,考察了稠油掺稀比例、含水率、温度、剪切速率对掺稀降黏的影响。综合考虑稀油成本等因素,选择适当的掺油方式和比例,以探索利用稀油降低稠油黏度、提高采收率的可行性。结果显示,随着温度升高,掺稀降黏体系的黏度降低;含水率增高,体系黏度增加。确定稠油掺稀比例为8∶2,同时发现在油田开发初期含水较低情况及稀油低速注入条件下有较好采出效果。Q油田进行稠油掺稀油开采,高部位稠油和深部位稀油储量比接近8∶2,与实验结论8∶2的掺油比接近,故从储量潜力角度评价,该技术在Q油田初期低含水开发阶段具有应用前景。
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硫酸铵转化法制取硫酸钾新工艺设计研究 收藏
程加林, 池永庆, 贾攀锋
现代化工. 2019, (11): 180-184.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2019.11.039
摘要 ( 149 )     PDF (1559KB) ( 0 )  
介绍了硫酸铵转化法制取硫酸钾新工艺设计及实验研究。依据体系的水盐相图,设计出的新工艺由硫酸钾的制备、中间热析硫酸钾铵的制备和氯化铵的制备3部分组成。根据新设计的工艺参数和操作指标,利用工业级原料进行了实验研究。实验数据与新设计工艺参数吻合较好。制备的硫酸钾含K2O质量分数51.63%,氧化钾利用率达92.16%。工艺过程中产生的固体热析硫酸铵钾以及精制硫酸钾母液、粗氯化铵母液、重结晶氯化铵母液等3种液体返回系统循环利用。整个工艺过程闭路循环,无污染排放。
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一种低返混均效喷射塔盘在甲醇精馏领域的应用 收藏
杜淑慧, 赵顺雯, 胡冰, 周丽强
现代化工. 2019, (11): 185-187.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2019.11.040
摘要 ( 128 )     PDF (2736KB) ( 2 )  
新奥新能能源有限公司60万t/a甲醇精馏项目为实现扩产改造,加压塔采用69层浮阀塔盘替换原设计的填料,开车后出现处理能力小、塔板压降大、精醇中乙醇含量高、塔板托液甚至液泛,严重影响正常生产。分析了形成这些现象的原因,并提出了改造思路及新塔盘的设计理念。将原加压塔提馏段10层浮阀塔盘全部更换为低返混均效喷射塔盘,改造后处理能力达到76万t/a,产品达到国标优级品,整塔压降由100 kPa降至55 kPa,蒸汽消耗明显降低。
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高级催化氧化技术降解高盐水COD的应用 收藏
赵泽盟, 史元腾, 姜尚维
现代化工. 2019, (11): 188-192,197.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2019.11.041
摘要 ( 245 )     PDF (2123KB) ( 0 )  
以鄂尔多斯某煤化工厂区内高级催化氧化工艺(AOP)降解高盐水COD系统为对象,考察了pH、臭氧浓度、气体流量、停留时间对高盐水COD降解效果的影响。试验表明,本项目高盐水COD降解的最优运行条件为:pH 10,臭氧浓度150 mg/L,预氧化段气体流量10 kg/h,一级催化氧化段和二级催化氧化段总气体流量40 kg/h,预氧化段停留时间20 min,一级催化氧化段停留时间30 min,二级催化氧化段停留时间30 min。系统在最优运行条件下,COD降解率高于50%,最高达75%,AOP系统运行成本为3.579元/t。
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催化剂级配技术在300万t/a柴油加氢裂化增产化工原料装置中的应用 收藏
童军, 李霄涵, 何亮, 占亮, 李汶键
现代化工. 2019, (11): 193-197.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2019.11.042
摘要 ( 143 )     PDF (1276KB) ( 0 )  
为了提高产品质量、降低柴汽比、增产化工原料,将350万t/a柴油加氢精制装置改造为300万t/a柴油加氢裂化装置,采用A公司HDS催化剂体相催化剂及加氢裂化催化剂级配来实现柴油加氢超深度脱硫时增产化工原料,装置改造中反应系统改动较少,主要集中在分馏部分。标定数据表明,加工直馏柴油工况,反应压力7.35 MPa,催化剂床层平均温度为340.2℃,重石脑油硫含量0.1 μg/g,氮含量0.3 μg/g,重石脑油收率达到17.82%,喷气燃料冰点为-55.9℃,烟点为28.5 mm,精制柴油硫含量5.5 μg/g,多环芳烃0.8%,达到国Ⅵ柴油标准。在多掺炼20%催化柴油工况,床层平均温度提高11℃,重石脑油收率达到12.98%,重石脑油质量可满足重整料要求,精制柴油达到国Ⅵ柴油标准。
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信息技术应用
膜分离回收四氟乙烯尾气的设计与优化 收藏
代岩, 赵宇轩, 盖丽梅, 郭明钢, 杨晓航, 郗元
现代化工. 2019, (11): 198-201,206.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2019.11.043
摘要 ( 198 )     PDF (1649KB) ( 0 )  
针对氟化工企业四氟乙烯生产装置排放的含氟尾气,采用膜分离技术对排放尾气中的四氟乙烯进行深度回收,从而达到节能增效的目的。以某化工厂四氟乙烯生产装置的尾气为设计基础,应用Unisim Design模拟软件进行模拟设计与优化。案例研究表明,在四氟乙烯尾气中四氟乙烯摩尔分数仅为12%左右的条件下,膜分离回收四氟乙烯的回收率仍能达到80%以上,且能保证富四氟乙烯回收气的氧摩尔分数低于30×10-6,具有很好的经济和环保收益。
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一种新型双隔壁反应精馏塔及其性能 收藏
顾克, 陈海胜, 苑杨, 钱行, 黄克谨
现代化工. 2019, (11): 202-206.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2019.11.044
摘要 ( 159 )     PDF (2181KB) ( 1 )  
采用常规反应精馏塔系分离具有最不利相对挥发度排序的四元可逆反应物系会要求反应精馏塔侧线出料具有过低的反应物浓度,这既不利于反应物的转化又增加了系统的能耗。为解决这一问题,可对常规反应精馏塔系做如下改进:从常规精馏塔引出一条气相物流加热反应精馏塔;在两塔连接物流中引入物质传递操作;将两塔集成于一个塔壳中,由此给出了一种新型的双隔壁反应精馏塔。该双隔壁反应精馏塔能够容忍左隔离壁顶端处轻反应物浓度较高。以四元理想反应物系的分离为例,对常规反应精馏塔系与该双隔壁结构进行比较与分析。结果表明,后者明显优于前者,具有较低的设备投资与操作能耗。基于化学平衡常数和产物摩尔分数进行摄动分析,所得结果也表明该双隔壁反应精馏塔的稳态性能具有较强的鲁棒性。
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三维微观孔隙模型中流体阻力的评估 收藏
郭婷, 蔡旺锋, 辛峰, 王燕
现代化工. 2019, (11): 207-211.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2019.11.045
摘要 ( 146 )     PDF (3954KB) ( 2 )  
通过三维微观孔隙模型来评估碳纤维多孔介质中流体对材料结构和流体黏度的依赖性,并使用Python语言开发了一种新的多孔介质孔隙和骨架的分离方法。通过模拟发现,孔隙率对黏性阻力和惯性阻力起决定性的作用;黏度对惯性阻力的影响比对黏性阻力的影响大。
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分析测试
非标记金纳米粒子快速比色检测L-半胱氨酸的研究 收藏
关桦楠, 刘博, 张娜, 龚德状, 宋岩, 瑙阿敏, 徐丽萍
现代化工. 2019, (11): 212-215,220.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2019.11.046
摘要 ( 103 )     PDF (1756KB) ( 0 )  
建立了一种基于非标记金纳米粒子快速比色检测L-半胱氨酸的方法。采用废弃葡萄皮的提取物制备金纳米粒子,并对其表观形貌、稳定性和催化特性进行表征。再利用所制备的金纳米粒子比色检测不同浓度的L-半胱氨酸,并构建工作曲线。结果表明,葡萄皮提取物所制备金纳米粒子粒径均匀,且具有良好的稳定性和催化活性;在0.01~1 μmol/L和5~100 μmol/L范围内半胱氨酸浓度与吸光度比值(A539/A863)具有较为明显的线性关系,检出限为0.837 μg/L(S/N)。该类型金纳米粒子比色检测体系对半胱氨酸具有良好的选择性和灵敏度。
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多壁碳纳米管-PEDOT复合修饰电极的制备及对双酚A的测定 收藏
张胜健, 李敏, 王珍珍
现代化工. 2019, (11): 216-220.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2019.11.048
摘要 ( 137 )     PDF (3016KB) ( 0 )  
采用循环伏安法在玻碳电极(GCE)上沉积一层聚3,4-乙撑二氧噻吩(PEDOT),然后将多壁碳纳米管(MWCNT)悬涂在制备好的电极表面,制备出多壁碳纳米管/PEDOT复合修饰玻碳电极。通过循环伏安法研究双酚A在该修饰电极上的电化学行为,实验发现,在pH为7.0的磷酸盐缓冲溶液(PBS)中,双酚A在MWCNT/PEDOT-GCE上出现不可逆氧化峰,其峰电流与浓度在0.051~4.121 μmol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为0.024 μmol/L。结果表明,所制备的修饰电极增强了双酚A电化学信号,复合电极具有良好的稳定性、重现性和抗干扰能力。
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燃煤电厂超低排放背景下颗粒物在线测量方法研究 收藏
徐畅, 陆勇, 陈璐, 上官秋豪
现代化工. 2019, (11): 221-225.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2019.11.047
摘要 ( 119 )     PDF (1492KB) ( 0 )  
燃煤电厂进行机组超低排放改造后,机组颗粒物排放量大幅度降低。针对现有颗粒物测试方法测量原理及在超低排放背景下应用的局限,提出一种新的集采样与测量于一身的测量方法。该方法通过鼓泡方式将颗粒分成2部分,通过激光散射法进行测量,通过参比实验验证方法的可行性,参比误差随着待测颗粒物浓度增加而趋于稳定。该方法为准确测量超低排放条件下颗粒物浓度、制定燃煤电厂低浓度排放颗粒物测试标准提供依据。
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