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   现代化工
  2020年, 第40卷, 第3期 刊出日期:2020-03-20 上一期   
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专论与评述
中国天然气加气站建设与发展 收藏
徐秀芬, 李泓霏, 王孟德, 刘国豪
现代化工. 2020, (3): 1-5,10.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.03.001
摘要 ( 176 )     PDF (1388KB) ( 45 )  
天然气可作为替代燃料以缓解汽油、柴油供应紧张的问题。我国经过近五十年的探索和推进,天然气作为汽车燃料已在市场上得到了广泛关注和应用,加气站行业也在我国快速发展起来。在梳理我国加气站发展历程的基础上,介绍了各类加气站的常用工艺流程、优缺点以及适用范围,在明确各类加气站应用现状的基础上,对加气站建设提出合理建议及展望。
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化工企业“双控体系”构建方法探讨 收藏
尚启超, 周艳
现代化工. 2020, (3): 6-10.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.03.002
摘要 ( 164 )     PDF (1296KB) ( 22 )  
双控体系"是保障化工企业安全生产的重要手段。构建了"双控体系"模型,总结出如何系统地构建效率高、针对性强的"双控体系"。以天津某化工企业为例,通过收集到的数据并结合企业特点构建安全组织框架,对其进行了危险源及事故类型辨识,建立风险分级管控及隐患排查治理双重预防机制。结果表明,在化工企业中构建"双控体系"可有效预防事故发生,从而保障化工企业的安全生产活动。
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乙二醇技术、市场、产业化新进展与前景分析 收藏
乔建芬
现代化工. 2020, (3): 11-15.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.03.003
摘要 ( 144 )     PDF (1281KB) ( 70 )  
介绍了不同原料路线乙二醇的生产工艺及新技术研发动态;分析了国内外乙二醇的市场情况。对乙二醇产业的国家政策导向、产品质量提高、下游产品开发、新建装置布局、风险与前景等业界关注的问题进行了分析、讨论,并给出相关建议。
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技术进展
金属有机框架材料分离碳四烃的研究进展 收藏
刘伟, 田林宇, 王宪飞, 陈小平, 任万忠
现代化工. 2020, (3): 16-21.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.03.004
摘要 ( 100 )     PDF (2921KB) ( 0 )  
结合金属有机框架材料在碳四烃吸附分离中的优势,分析了金属有机框架材料吸附分离碳四烃的机理,总结了多种金属有机框架材料在吸附分离碳四烃方面的最新研究进展,探讨了金属有机框架材料在碳四烃吸附分离研究中存在的问题和发展方向。
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热固性树脂复合材料回收方法研究进展 收藏
丁江浩, 龚裕, 杨飞华, 李彬
现代化工. 2020, (3): 22-25.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.03.005
摘要 ( 168 )     PDF (1302KB) ( 0 )  
综述了近5年来国内外应用较为广泛的热固性树脂复合材料的物理及化学回收方法研究进展,包括直接回收法、热解回收法、化学溶剂回收法回等;分析了再生复合材料与建筑材料的性能变化以及各个回收方法的回收效率。通过分析指出了当前回收方法存在的问题,并对未来热固性树脂复合材料的回收发展做出了展望。
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氢氟烯烃合成用脱氯化氢催化剂的研究进展 收藏
白彦波, 毛伟, 秦越, 贾兆华, 田松, 吕剑
现代化工. 2020, (3): 26-29,35.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.03.006
摘要 ( 102 )     PDF (1270KB) ( 0 )  
综述了用于合成氢氟烯烃的脱氯化氢催化剂的种类及性能,总结了各类脱氯化氢催化剂的研究进展,并分析了催化剂的发展方向。
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铅锌在高炉炼铁中的循环过程与影响评析 收藏
魏晨曦, 罗立群, 郑波涛
现代化工. 2020, (3): 30-35.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.03.007
摘要 ( 112 )     PDF (1989KB) ( 0 )  
介绍了炼铁原料中的铅锌杂质及其矿物特性,着重归纳了铅锌在高炉炼铁过程中的循环变化过程,分析了铅锌杂质在高炉炼铁中的影响与危害。针对高炉原料中的铅锌来源与循环分布特征,提出了应对高炉炼铁中铅锌危害的措施,展望了降低炼铁原料中的铅锌含量的研究方向。
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可充锌空气电池非贵金属阴极催化剂研究进展 收藏
安亚苹, 刘淑芝, 张梅
现代化工. 2020, (3): 36-39.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.03.008
摘要 ( 120 )     PDF (1250KB) ( 0 )  
针对不同催化剂体系下可充锌空气电池的研究情况和发展问题进行了综述。可充锌空气电池的氧还原反应(ORR)和氧析出反应(OER)速度缓慢,限制了它们的大规模应用。目前对可充锌空气电池的研究主要集中在非贵金属阴极催化剂上,以杂原子掺杂碳材料、过渡金属氧化物以及过渡金属硫化物为代表。最后对非贵金属阴极催化剂研究提出了展望。
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增强相变材料传热性能的研究进展 收藏
苏建, 丛玉凤, 黄玮, 姜传东
现代化工. 2020, (3): 40-43.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.03.009
摘要 ( 90 )     PDF (1299KB) ( 1 )  
综述了相变材料(PCM)通过金属(铜、镍、铝)、碳基(碳、石墨和膨胀石墨)及纳米颗粒多孔材料/泡沫来增强传热性能的研究概况。总结了孔隙度和孔隙密度对传热、导热系数、比热、潜热和充放电时间的影响。通过多孔材料/泡沫材料改性PCM可以有效地使传热/导热系数提高3~500倍。最后,对相变材料传热技术的发展做出展望。
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厌氧生物法处理高盐废水研究进展 收藏
邹小玲, 余江涛, 张本凯
现代化工. 2020, (3): 44-47.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.03.010
摘要 ( 125 )     PDF (1243KB) ( 2 )  
综述了厌氧生物反应器盐度驯化影响因素,如微量元素、pH和温度等,介绍了反应器的驯化方法与用于检测微生物菌群的分子生物学技术,并总结了各检测技术的特点及优缺点,分别阐述了UASB、AnMBR 2种反应器处理高盐废水的研究进展,展望了今后厌氧生物法处理高盐废水的研究方向。
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无金属石墨烯降解水中有机污染物的研究进展 收藏
袁瑞霞, 蒋中秋, 于鹏
现代化工. 2020, (3): 48-51.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.03.011
摘要 ( 98 )     PDF (1509KB) ( 0 )  
对近年来无金属石墨烯基催化剂活化过一硫酸盐(PMS)或过二硫酸盐(PS)进行了总结,对降解水中污染物的机理进行了讨论,并归纳了无金属石墨烯基催化剂在实际水环境处理中存在的问题。
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二氧化锰催化氧化性能的研究进展 收藏
李书典, 郑德山, 郭峰
现代化工. 2020, (3): 52-56.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.03.012
摘要 ( 92 )     PDF (2730KB) ( 0 )  
综述了近年来MnO2材料在催化氧化领域中的研究进展,基于材料的结构特性,从纯MnO2催化剂、掺杂MnO2的复合催化剂、负载MnO2催化剂3个方面出发,总结MnO2材料在催化领域中表现出的优异性能;浅谈了材料内部结构特征与催化氧化性能之间的关系,总结了该类材料在设计、合成等方面的相关方法;最后对其今后的发展进行了展望。
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纤维状太阳能电池研究进展 收藏
祁宁, 肖燕, 李茂明, 王琦, 钟洲, 车明国, 赵兵
现代化工. 2020, (3): 57-59.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.03.013
摘要 ( 80 )     PDF (1216KB) ( 0 )  
分别介绍了纤维状染料敏化太阳能电池、聚合物太阳能电池、钙钛矿太阳能电池和纤维状太阳能电池集成器件,并论述了该领域存在的不足和未来研究方向。
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Bi2S3复合光催化材料可见光催化研究进展 收藏
任秋燕, 傅敏, 汪成, 季雨晴
现代化工. 2020, (3): 60-63.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.03.014
摘要 ( 81 )     PDF (1245KB) ( 0 )  
概述了Bi2S3的制备方法,分析了Bi2S3复合光催化材料异质结的构建,总结了Bi2S3复合光催化材料在环境治理方面的最新应用。
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人工湿地用于城市污水厂尾水深度处理及其脱氮效能强化研究 收藏
顾佳华, 赵金辉, 王洋洋, 王臻, 蒋浩然, 赵涵
现代化工. 2020, (3): 64-66,71.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.03.015
摘要 ( 84 )     PDF (1242KB) ( 0 )  
综述了人工湿地(constructed wetland,CW)用于城市污水处理厂尾水深度处理的效能,面向CW用于城市尾水强化脱氮需求,从溶解氧调控、基质优化、微生物强化、碳源投加等方面分析了强化途径,为进一步研究及CW在城市污水厂尾水深度处理应用提供了借鉴。
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微流体技术在微藻生物柴油中的应用进展 收藏
刘登
现代化工. 2020, (3): 67-71.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.03.016
摘要 ( 77 )     PDF (1256KB) ( 0 )  
聚焦于微流体技术在微藻生物柴油中的应用,归纳了限制微藻生物柴油商业化的技术障碍,重点介绍了微流体技术在产油微藻的筛选、鉴定、培养、采收、浓缩、脂质提取以及微藻原位酯交换中的应用进展,讨论了微流体装置在微藻生物柴油中发挥的作用,最后提出了微流体技术在微藻生物柴油应用中面临的问题并展望了其应用前景。
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功能性硫酸钡的制备及应用研究进展 收藏
陈焕章, 张洁, 孙朝利
现代化工. 2020, (3): 72-76,81.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.03.017
摘要 ( 92 )     PDF (1890KB) ( 0 )  
介绍了直接沉淀法、EDTA络合法、超声沉淀法、微反应器法、表面活性剂法、绿色合成法等几种常见的制备硫酸钡方法,总结了各种方法的优缺点,归纳了在制备过程中团聚现象严重、粒径大且形貌不规则等问题。研究趋势是完善现有的生产工艺,提高产品质量,降低生产过程的能耗,实现大规模生产。阐述了硫酸钡在涂料、塑料等方面的应用,在应用方面硫酸钡加入聚合物合成复合材料是目前的研究热点,其中粒径小、形貌规整的硫酸钡是复合材料获得优良性质的关键。最后对硫酸钡各种制备方法的机理及工艺进行分析,提出每种制备方法存在的问题及改进的方法,指出未来硫酸钡制备和应用的发展方向。
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科研与开发
催化裂化汽油C5和C6烯烃临氢反应性能的研究 收藏
葛思达, 杨欢欢, 王刚, 方东, 韩建年, 党法璐, 刘梦林
现代化工. 2020, (3): 77-81.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.03.018
摘要 ( 119 )     PDF (1412KB) ( 0 )  
以催化裂化汽油为原料,采用中压加氢实验装置模拟S-Zorb工艺研究催化裂化汽油临氢吸附脱硫的反应规律。使用工业吸附剂考察烯烃分子在临氢吸附脱硫过程中的反应行为,结果发现,汽油中C5和C6烯烃主要发生加氢饱和反应,异构化和芳构化反应性能较差,这是导致精制后汽油辛烷值损失的主要原因。为了减少S-Zorb工艺中C5和C6烯烃加氢饱和引起的辛烷值损失,以9:1的质量比混合工业吸附剂和实验室研制的具有异构化及芳构化性能的助催化剂,优化并获得提高汽油辛烷值的工艺条件为:反应温度为430℃、反应压力为2.4 MPa、重时空速为4 h-1、氢油摩尔比为0.30。相较工业吸附剂,精制汽油硫质量分数小于10 μg/g,C5和C6烯烃减少量降低3.84%,C5和C6异构化程度提高0.71,汽油辛烷值损失减少1个单位。
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Au/Pr(OH)3和Au/Pr6O11催化剂的制备及其在CO氧化中的性能研究 收藏
李海莲, 史俊杰, 欧舒婷, 苏慧娟, 祁彩霞
现代化工. 2020, (3): 82-87.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.03.019
摘要 ( 81 )     PDF (4776KB) ( 0 )  
采用水热法合成了棒状氢氧化镨,通过焙烧(400℃、4 h)将其转化为氧化镨。以氢氧化镨和氧化镨为载体,用沉积-沉淀法制备了相应的纳米金催化剂。通过比较两者在CO氧化中的催化行为发现,氢氧化镨负载的纳米金催化剂具有更高的催化活性。通过XRD、FT-IR和HRTEM等对催化剂进行表征,结果表明,氢氧化镨载体上增加的氢氧根基团与增加的催化活性直接相关。
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硅烷偶联剂KH570和CTAB协同改性白炭黑及其应用 收藏
张皓文, 肖建芳, 周垒, 陈南飞, 卢爱平, 郭登峰
现代化工. 2020, (3): 88-91.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.03.020
摘要 ( 114 )     PDF (2482KB) ( 0 )  
白炭黑存在大量的表面羟基,在橡胶中不易分散,从而影响其应用性能。利用CTAB和KH570对白炭黑进行协同改性,考察添加剂质量分数、反应温度、反应时间、pH对白炭黑性能的影响,采用XRD、FT-IR、TEM等对白炭黑进行表征。结果表明,在CTAB质量分数为4%、KH570质量分数为10%、反应温度为65℃、反应时间为1.5 h、pH为6时,改性后的白炭黑表面羟基数最少,达2.02个/nm2,活化度达100%。此外,用作丁苯橡胶补强时,磨耗体积下降,耐磨性能增加,硫化门尼黏度降低。
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FeOOH/石墨烯复合气凝胶三维电极氧化脱除污水有机物的研究 收藏
张嘉烜, 赵宗彬, 孙洋, 王爽, 胡晓静, 邱介山
现代化工. 2020, (3): 92-96,102.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.03.021
摘要 ( 95 )     PDF (8113KB) ( 0 )  
利用Fe2+对氧化石墨烯(GO)进行原位还原和沉积,采用低温水热-冷冻干燥方法制备负载羟基氧化铁的石墨烯气凝胶复合材料(FeOOH/r-GO)。通过X射线衍射、拉曼光谱、红外光谱、扫描电镜、透射电镜等分析手段对其形貌、结构、组成进行表征,并构筑三维电极用于含亚甲基蓝污水的氧化处理。结果发现,石墨烯三维复合电极降解有机物的能力优于二维电极以及石墨烯气凝胶作粒子电极的三维电极。FeOOH/r-GO复合气凝胶材料可用于废水中有机污染物的有效氧化脱除。
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2-氨基对苯二甲酸镧作为PVC热稳定剂的研究 收藏
冯佳萌, 柳召刚, 范俊伟, 李梅, 胡艳宏, 郝伟
现代化工. 2020, (3): 97-102.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.03.022
摘要 ( 88 )     PDF (4657KB) ( 0 )  
以氯化镧、2-氨基对苯二甲酸、氨水等为原料合成2-氨基对苯二甲酸镧。通过元素分析、红外光谱分析等方法对合成产物进行表征;将2-氨基对苯二甲酸镧与传统稳定剂复配,通过刚果红实验和变色实验研究单一稳定剂以及复合稳定剂对PVC热稳定性能的影响。结果表明,当2-氨基对苯二甲酸镧单独作用时,PVC的热稳定性能提高不大;将2-氨基对苯二甲酸镧与硬脂酸锌和季戊四醇复配,得到了最佳的复合稳定剂,使PVC具有良好的抗变色性和长期热稳定性。
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高铝粉煤灰综合利用中氯化铝淘洗纯化影响因素的研究 收藏
张梓越, 陈学青, 梁高峰, 赵浩, 张继军
现代化工. 2020, (3): 103-106,111.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.03.023
摘要 ( 81 )     PDF (1447KB) ( 0 )  
针对高铝粉煤灰综合利用中淘洗纯化氯化铝的影响因素进行研究,模拟淘洗工艺,分析Na+、K+、Mg2+、P5+在分离纯化过程中与六水氯化铝饱和溶液形成溶解平衡。结果表明,较优操作工艺条件为:固液比为1:1.1、洗涤次数2次、洗液温度为70℃,此时,六水氯化铝中杂质去除率可达到91.51%左右,对应含量达到0.05%以下,该实验结果为高铝粉煤灰的综合利用提供了数据基础。
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酸处理ZSM-5分子筛对甲醇芳构化反应的影响 收藏
李君华, 王丽娜, 张丹, 钱建华, 刘琳
现代化工. 2020, (3): 107-111.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.03.024
摘要 ( 103 )     PDF (3249KB) ( 2 )  
利用酒石酸、草酸和EDTA-2Na对ZSM-5分子筛进行酸处理,并采用NH3-TPD、N2吸附-脱附、XRD、SEM、IR等表征方法对催化剂结构和酸性进行表征。在酸处理前后的ZSM-5分子筛上进行甲醇芳构化反应,考察酸处理对ZSM-5分子筛催化性能的影响。结果表明,ZSM-5分子筛经酸处理后,催化剂孔体积和表面积增加,强酸量减少,芳烃的选择性增加。相比未处理的ZSM-5分子筛,E-ZSM-5分子筛的总芳烃收率由24.64%提升至49.23%,BTX收率由19.6%提升至34.09%,表现出良好的催化性能。
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超重力连续碳分法制备γ-Al2O3的研究 收藏
任晓晶, 刘有智, 苗隆鑫
现代化工. 2020, (3): 112-115,121.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.03.025
摘要 ( 71 )     PDF (1625KB) ( 0 )  
为解决分批操作导致产品孔径分布不均、结晶颗粒大、杂质多等问题,提出了将超重力技术与连续碳分工艺相结合制备拟薄水铝石及γ-Al2O3的新技术。以CO2和NaAlO2为原料,采用错流旋转填料床连续制备拟薄水铝石,考察了NaAlO2溶液浓度、气液比和超重力因子对拟薄水铝石孔隙性能的影响。对拟薄水铝石进行扩孔改性,焙烧制备了大孔γ-Al2O3。随着NaAlO2溶液浓度、气液比和超重力因子的增大,拟薄水铝石的比表面积和孔容呈先增大后减小的趋势,其最佳制备条件为:NaAlO2溶液浓度为0.1 mol/L、气液比为3:1、超重力因子为54。对其进行扩孔改性后焙烧,最终得到比表面积和孔容分别为322 m2/g、1.826 mL/g的纳米级大孔纤维状γ-Al2O3。研究结果表明,超重力连续碳分法所得产物纯度高、孔径分布均匀、生产效率高,适用于工业放大。
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SnO2@C锂离子电池负极材料的制备及其性能研究 收藏
陈东, 丘德立, 郑宝成, 谢建晖
现代化工. 2020, (3): 116-121.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.03.026
摘要 ( 102 )     PDF (5310KB) ( 2 )  
采用实心六面体ZnSnO3为前驱体,以酚醛树脂为碳源,经酚醛树脂包覆ZnSnO3纳米立方体,然后碳化并经Na2EDTA处理后获得空心六面体SnO2@C复合材料。采用XRD、SEM、TEM、Raman等表征手段研究SnO2@C样品的化学组成、结构与形貌,并通过电池测试系统对样品进行电化学性能测试。结果表明,该材料具有空心结构,表面均匀地包覆了一层碳,这种在材料表面包覆的碳不仅增加了复合材料的整体导电性,同时又作为保护物质缓解了Sn粒子在充放电过程中的团聚及体积膨胀。因此,以其制备的负极表现出优异的电化学性能。
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含介孔ZSM-5分子筛MoCoP/Al2O3催化剂的加氢脱硫反应性能研究 收藏
刘丽, 姚运海, 段为宇, 孙进, 郭蓉, 杨成敏
现代化工. 2020, (3): 122-125.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.03.027
摘要 ( 94 )     PDF (1380KB) ( 0 )  
以含介孔ZSM-5分子筛的Al2O3为载体,制备了含介孔ZSM-5分子筛的MoCoP/Al2O3催化剂,采用固定床微反和中试评价装置考察了催化剂的加氢脱硫活性,并通过N2吸附-脱附、吡啶吸附红外、X射线衍射(XRD)、CO原位吸附红外(CO-FTIR)等手段对载体和催化剂进行物化性质分析。结果表明,介孔ZSM-5能够提高催化剂的酸性,增加催化剂上MoCoS活性相的数量。含介孔ZSM-5分子筛的催化剂的酸性位容易被含氮化合物占据而影响HDS活性。采用级配装填技术可以充分发挥C12-ZSM5催化剂的加氢脱硫活性,能够将硫脱除至5.9 ng/μL,其相对脱硫活性是C-Al2O3催化剂的1.47倍。
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碱溶液改性ZSM-5分子筛直接催化合成气制低碳烯烃 收藏
林雄超, 李晓佳, 丁雄文, 罗萌, 殷甲楠
现代化工. 2020, (3): 126-130,136.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.03.028
摘要 ( 105 )     PDF (3892KB) ( 0 )  
通过Na和K等碱金属溶液对ZSM-5载体进行离子交换改性,采用等体积浸渍法制备合成气制低碳烯烃铁基催化剂,采用N2吸附-脱附、SEM、XRD、TPR等测试手段对催化剂进行表征。在固定床催化反应装置中考察了铁基催化剂在纯氢气氛围中预还原4 h后,在325℃、1.5 MPa、气体空速为1 200 h-1V(H2):V(CO)=2:1条件下进行合成气制低碳烯烃的催化性能研究。结果表明,改性后载体孔径变大,加速原料气在催化剂的内部扩散,产物烯烃可及时析出,避免二次反应生成烷烃,提高了CO的转化率和烯烃的选择性。通过碱金属对ZSM-5的改性,合成气的转化率可提高30%~40%,转化率与碱金属活性成正比。此外,催化剂的催化活性随KOH溶液浓度的增加先增加后降低,当KOH溶液浓度为0.1 mol/L时,CO+H2的转化率和烯烃的选择性均最高,分别为81.84%和49.67%。
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高温水平井环空化学封隔多重网络凝胶的研究 收藏
廖星奥, 阮扬, 张博文, 郭巧, 陈立峰
现代化工. 2020, (3): 131-136.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.03.029
摘要 ( 88 )     PDF (1693KB) ( 0 )  
针对高温水平井存在的定点堵水难题,以淀粉为骨架材料、丙烯酰胺为接枝单体、固体H2O2为高温引发剂、钛-三乙醇胺螯合物为触变剂、N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂合成了高温水平井环空化学封隔多重网络凝胶,并通过正交实验确定了最优配比。同时对合成产物进行红外光谱表征、触变性能评价和封堵能力测试。结果表明,制得的耐高温水平井环空化学封隔器(ACP)材料性能良好,成胶时间在2~8 h可控;运用储能模量与恢复时间的关系方程和幂律流体方程对材料的触变性能进行评价,由此证明耐高温ACP体系的触变性能良好。采用环形填砂管物理模拟方法测量产物的持压能力,当温度在120~130℃时材料的封堵率达到98%以上,矿化度在20 000 mg/L附近时材料的封堵率达到97%以上。
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污泥基活性炭负载金属催化剂对市政污泥低温热解特性的研究 收藏
刘雯雯, 郑永杰, 田景芝, 荆涛, 柳峰, 曹向宇
现代化工. 2020, (3): 137-142.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.03.030
摘要 ( 70 )     PDF (5236KB) ( 0 )  
以城市污水处理厂剩余污泥为原料,制备了3种污泥基活性炭负载金属催化剂,在相同热解条件下,研究了其对产物特性的影响。利用剩余污泥热重分析(TGA)和油品分析(GC/MS)探讨了热解过程的反应机理,结果表明,热解主要发生在100~550℃之间,添加催化剂后产油率均有所提高,其中当催化剂SC-Cu的添加量为2%时,产油率由无催化剂时的20.36%提高到30.08%。此外,通过扫描电子显微镜(SEM)和氮气吸附脱附对3种负载型催化剂进行表征,结果表明,污泥表面不光滑,其形貌呈不规则孔道结构,有利于小颗粒粒子负载于其表面,两者相互作用为热解过程提供了有效的传质空间,有效增加了催化剂活性。
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磷铝固体酸催化水杨酸甲酯制备水杨腈的研究 收藏
陈关虎, 周维友, 孙中华, 何明阳, 陈群
现代化工. 2020, (3): 143-146,151.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.03.031
摘要 ( 92 )     PDF (1855KB) ( 0 )  
以拟薄水铝石和正磷酸为原料制备AlPO4固体酸催化剂,利用XRD、N2-吸附脱附和NH3-TPD等分析方法对材料的物化性质进行表征,并研究了以水杨酸甲酯与氨气为原料制备水杨腈的催化反应工艺。考察了催化剂焙烧温度、反应温度、水杨酸甲酯空速和原料配比对反应的影响。结果表明,以500℃焙烧的AlPO4固体酸为催化剂,在反应温度为480℃、水杨酸甲酯空速为0.3 h-1、氨气与水杨酸甲酯的摩尔比为14:1时,水杨腈收率达到86.1%。焙烧温度可显著影响AlPO4催化剂表面的酸强度分布,500℃条件下焙烧的催化剂表面存在较多的强酸性位,同时具有较高的催化活性。
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高氧化效率的纳米WO3水氧化光阳极的制备及表征 收藏
李东, 高彩云
现代化工. 2020, (3): 147-151.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.03.032
摘要 ( 58 )     PDF (2957KB) ( 0 )  
以钨粉(W)和双氧水(H2O2)为原料,通过液相合成法制备前驱体粉末后,采用刮刀涂布工艺制备了具有高光电化学(PEC)水氧化效率的WO3光阳极。并利用X射线衍射、拉曼光谱分析并结合热分析法研究煅烧温度对纳米WO3的晶型和晶粒直径的影响。结果表明,煅烧温度为400℃时可制备单斜相WO3,且WO3的晶粒直径随温度升高而增大。扫描电镜分析结果表明,制备的WO3颗粒尺寸约为20~70 nm。环伏安测试结果表明,WO3-600光阳极的光电流达到1.88 mA/cm2,是WO3-400的2.65倍。入射光子-电流转换效率(IPCE)说明WO3光阳极的起始波长为470 nm。Co2+的添加大幅提升了PEC分解水的催化活性和稳定性。
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(NH4)3PW11O39Sn/TiO2复合材料光催化降解染料废水的研究 收藏
岳琳, 张迎, 蒋永丰, 孙文会, 李再兴, 廉静, 罗晓
现代化工. 2020, (3): 152-156,161.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.03.033
摘要 ( 73 )     PDF (4675KB) ( 0 )  
利用生物模板法制备TiO2,将(NH43PW11O39Sn负载于TiO2上,制备具有多孔结构的(NH43PW11O39Sn/TiO2复合材料。采用XRD、DRS、SEM、TEM和XPS等手段表征了(NH43PW11O39Sn/TiO2的微观形貌和结构。采用Tauc Plot法计算(NH43PW11O39Sn/TiO2的禁带宽度为2.45 eV,吸收波长达到506 nm。通过可见光催化性能实验考察了(NH43PW11O39Sn和TiO2的质量添加比对AR3R降解效果的影响。结果表明,当(NH43PW11O39Sn和TiO2的质量比为1:1时对AR3R的降解效果较好,可见光下反应30 min,降解率可达100%左右。自由基捕获实验结果表明,降解过程中h+和·OH起主要的氧化作用,·O-2起辅助作用。
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介观尺度下甲烷水合物合成特性研究 收藏
赵小晨, 赵建忠, 高强, 王亚东
现代化工. 2020, (3): 157-161.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.03.034
摘要 ( 79 )     PDF (1490KB) ( 0 )  
为研究介观尺度下甲烷水合物的生成速率及储气量等特性,选用介孔分子筛SBA-15为多孔介质,并添加热力学促进剂THF、TBAB和表面活性剂SDS以提高水合反应速率。水合物生成实验在定容恒温条件下进行,压力选取2.0 MPa和1.8 MPa,温度选取282.15 K和279.15 K。实验结果表明,在添加剂的共同作用下,介观尺度下水合物合成速率得到显著提高;反应过程中温度波动较小,最大为0.6 K,表明其具有良好的传热性;在水合物储气量方面,实验中最大储气量达到45.826 mmol (10 mL水),降温、增压能够提高水合物储气量;同时高压和低温能够有效地提高介观尺度下水合反应速率,最高生成速率达到2.335 mmol/min;在促进水合物生成、提高水合物储气能力、加快水合物反应速率方面THF均优于TBAB。
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Y改性对V2O5-MoO3/TiO2催化剂脱硝性能的影响 收藏
黄力, 王虎, 纵宇浩, 常峥峰, 于洋, 张鑫
现代化工. 2020, (3): 162-166.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.03.035
摘要 ( 60 )     PDF (1654KB) ( 0 )  
为提升V2O5-MoO3/TiO2催化剂的脱硝性能,扩展催化剂活性温度窗口,对催化剂进行Y改性处理。采用XRD、N2-吸附脱附、H2-TPR、拉曼光谱、NH3-TPD、XPS等手段对催化剂进行表征。结果表明,添加0.3%的Y可以增加催化剂上聚合钒物种,提高催化剂V4+/V5+、(V4++V3+)/V5+的摩尔比率,同时,还能增加催化剂上化学吸附氧(Oα)的含量。然而,过量的(0.6%、0.9%) Y会导致催化剂还原性能和酸性性能的显著降低,对催化剂的脱硝性能有负面影响。4种催化剂中,VMoY (0.3)/Ti催化剂的脱硝活性最佳。
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TiO2/锂硅粉-H2O2体系光催化降解邻苯二甲酸二甲酯机理分析 收藏
冉孟家, 谷晋川, 余乐
现代化工. 2020, (3): 167-171,175.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.03.036
摘要 ( 60 )     PDF (1599KB) ( 0 )  
利用自制的TiO2/锂硅粉催化剂与H2O2联用进行光催化降解邻苯二甲酸二甲酯(DMP)废水研究。实验结果表明,TiO2/锂硅粉与H2O2联用是降解DMP的有效方法,当TiO2/锂硅粉投加量为1.2 g/L、H2O2体积分数为2.0 mL/L、初始pH=8.0时,反应10 h的DMP降解率最大,为89.18%。通过LC/MS分析反应过程中DMP的降解产物,主要包括侧链缩合成环生成的水杨酸、羟基化产物邻苯二酚和苯环开环生成的2-羟基异丁酸。初步推测TiO2/锂硅粉-H2O2体系下DMP的碳链断裂从侧链开始。
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多形貌二氧化钛/石墨烯复合材料的制备及光催化性能研究 收藏
郭田辉, 张守臣
现代化工. 2020, (3): 172-175.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.03.037
摘要 ( 96 )     PDF (4337KB) ( 0 )  
为改善二氧化钛纳米材料在光催化降解废水有机物方面存在光生载流子复合率快等问题,基于石墨烯超高的电子迁移率,可控制备了二氧化钛/石墨烯复合材料,探究了二氧化钛形貌、石墨烯的掺杂对光催化性能的影响以及石墨烯的加入对二氧化钛形貌结构的影响。结果表明,石墨烯的掺杂提高了复合材料的吸附性能,花状二氧化钛/石墨烯、棒状二氧化钛/石墨烯表现出良好的光催化性能。
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改性纤维素高吸水树脂对Cu2+、Pb2+的吸附性能研究 收藏
邱海燕, 王舰苇, 薛松松, 鲁莹纯, 金李, 徐波
现代化工. 2020, (3): 176-180,185.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.03.038
摘要 ( 72 )     PDF (4621KB) ( 0 )  
以羧甲基纤维素钠(CMC)为共聚骨架,丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠(AMPS)和2-丙烯酰胺基十四烷基磺酸钠(NaAMC14S)为接枝单体,过硫酸铵(APS)为引发剂,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,采用水溶液聚合法合成了一种新型CMC-g-poly (AM-co-AMPS-co-NaAMC14S)高吸水树脂,并添加氢氧化钠(NaOH)与酰胺基发生水解反应,使得酰胺基(—CONH2)变成羧酸根(—COO-)。通过单因素优选法筛选出树脂对Cu2+、Pb2+的最佳吸附条件。当pH为4、吸附时间为12 h、树脂质量分数为0.01%时,CMC-g-poly高吸水树脂对Cu2+、Pb2+去除率可分别达到85.89%、82.09%,展示出极好的吸附性能。吸附动力学表明,该吸附过程受化学吸附控制。重金属离子可以有效地被CMC-g-poly树脂吸附。
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Ru和CeO2之间界面调控对催化湿式氧化DMF活性的影响 收藏
李明泉, 王筠松, 王振豪, 郭耘, 郭杨龙
现代化工. 2020, (3): 181-185.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.03.039
摘要 ( 76 )     PDF (4239KB) ( 0 )  
利用水热法制备了不同形貌(棒状、八面体)的CeO2,研究了CeO2的不同晶面对催化湿式氧化DMF活性的影响。结果表明,在180℃、2.5 MPa O2条件下反应5 h,CeO2-R (纳米棒)的DMF转化率和COD去除率分别达到96.79%和70.24%,远高于CeO2-O (纳米八面体)的48.97%和39.27%。相同反应条件下,Ru/CeO2-R的DMF转化率和COD去除率均可达到100%,远高于Ru/CeO2-O的74.51%和66.62%。对催化剂进行XRD、TEM、H2-TPR和XPS等表征,结果表明,不同形貌的CeO2载体所暴露的晶面不同,催化剂的催化活性与载体所暴露的不同晶面有关。
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石墨烯-纳米二氧化钛复合材料的绿色制备及性能研究 收藏
刘雯雯, 柴涛, 兰树仁, 张新宇
现代化工. 2020, (3): 186-189.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.03.040
摘要 ( 91 )     PDF (3672KB) ( 1 )  
以鳞片石墨为原料,胆酸钠为表面活性剂,采用物理法高速剪切制备石墨烯(GR)。以自制的石墨烯与纳米二氧化钛(TiO2)为原料,采用简单搅拌、超声处理、水热反应3种不同的方法制备石墨烯-二氧化钛(GR-TiO2)复合材料。采用拉曼光谱、扫描电镜、紫外可见吸收光谱、傅里叶变换红外光谱对样品进行分析表征。模拟紫外光和太阳光,分别研究复合材料对甲基橙的降解能力。结果表明,通过高速剪切制备的石墨烯的质量浓度为0.059 mg/mL,缺陷较小且层数大部分为2层。3种复合材料相比,在紫外光下GR-TiO2(超声)的效果最好,比TiO2提高23.08%;在太阳光下GR-TiO2(水热)的效果最好,比TiO2提高42.67%。与传统方法相比,直接用石墨烯制备GR-TiO2复合材料的方法简单且绿色环保。
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后处理法制备多级孔Y型分子筛及其加氢裂化性能研究 收藏
魏麟骄, 李学进, 陈艳红, 程光南
现代化工. 2020, (3): 190-194.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.03.041
摘要 ( 66 )     PDF (2377KB) ( 1 )  
以柠檬酸和乙二酸四乙酸二钠(EDTA-2Na)为复合改性剂,通过后处理法制备出具有多级孔结构的Y分子筛。在保证分子筛结晶度的同时,柠檬酸和EDTA-2Na可有效脱除骨架铝和六配位非骨架铝物种。改性后Y分子筛的骨架硅铝摩尔比[n(SiO2)/n(Al2O3)]提高1倍,结晶度仅降低1.3%;分子筛的比表面积得到有效提高,介孔含量明显增加,并且连通性更好。以其作为酸性组分制备的加氢裂化催化剂,馏分油总收率比商业USY分子筛提高6.5%。
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工业技术
生物滴滤塔净化甲苯废气的工程应用研究 收藏
安少锋, 吴江渤, 王晓磊, 押玉荣, 秦海利, 赵利华
现代化工. 2020, (3): 195-198.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.03.042
摘要 ( 84 )     PDF (2250KB) ( 0 )  
研究了生物过滤塔处理挥发性有机物,考察了反应器启动及实际运行效果。结果表明,采用活性污泥接种,约30 d完成挂膜驯化。在稳定运行期间,进气质量负荷最高至120 g/(m3·h),其中负荷在90 g/(m3·h)以下时甲苯去除率稳定在50.2%以上,去除负荷最高时达到67.4 g/(m3·h)。不同负荷下各高度区的填料对污染物去除的效率不同,生物塔停运1周,重新恢复大约需要10 d时间,恢复效率与温度有关。
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低共熔溶剂在乙腈-水体系分离中的应用 收藏
李成帅, 姚媛媛, 刘博文, 张会敏
现代化工. 2020, (3): 199-202,207.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.03.043
摘要 ( 94 )     PDF (1636KB) ( 0 )  
分别以乙二醇、氯化胆碱/乙二醇(摩尔比1:2,DES1)、氯化胆碱/乙醇酸(摩尔比1:3,DES2)低共熔溶剂为萃取剂,设计萃取精馏和萃取隔壁塔流程,模拟分离乙腈和水形成的共沸体系。使用灵敏度分析对上述流程分别进行了参数优化。结果表明,与乙二醇萃取精馏工艺相比,使用低共熔溶剂DES1不能有效降低能耗和费用;低共熔溶剂DES2用量降低52.5%,能耗降低81.9%,操作费用降低12%,年度总费用(TAC)降低53.8%;采用隔壁塔萃取精馏工艺后,一定程度上都能节能减耗。DES2作为萃取剂的萃取精馏工艺为最优工艺,节能优势明显。
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铝盐化学除磷对城市污水SBR工艺除磷性能的影响 收藏
陈则立, 朱华静
现代化工. 2020, (3): 203-207.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.03.044
摘要 ( 76 )     PDF (1487KB) ( 0 )  
研究了以PAC进行辅助化学除磷的过程中铝盐对生物除磷与硝化过程产生的影响,分别进行了小型SBR反应器的测试与实际污水处理厂环境中的磷去除实验效果分析。研究结果表明,在实验初期加入化学药剂之后溶液中P浓度显著减小,加入化学药剂还会对厌氧释磷过程产生显著影响,实际影响程度随PAC的加入量增大而上升。随着PAC的加入量从0增大到60 mg/L,NH3-N去除率从94.02%减小到50.24%。对污泥实施驯化处理后,可以使PAC耐受能力由20 mg/L增大为120 mg/L,加入PAC会抑制硝化作用,而对其实施驯化之后可以缓解抑制作用。加入PAC之后检测出水的COD、TP、SS可以发现三者均减小,PAC加入后会抑制硝化细菌的正常功能。
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炼厂氢制取燃料电池级氢气技术研究 收藏
张胜中, 张英, 范得权, 张延鹏, 高明
现代化工. 2020, (3): 208-211.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.03.045
摘要 ( 92 )     PDF (2240KB) ( 1 )  
以炼化企业重整制氢中变气为原料,测试、改进并优选吸附材料,通过研究建立了制取燃料电池级氢气的吸附剂装填理论计算方法,并搭建了实验装置,对变压吸附制取燃料电池级氢气的吸附剂配比与工艺条件进行了系统研究。
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10 MPa日产千吨冷凝法吸附法耦合分离氨的氨合成工艺模拟 收藏
沈天洋, 何红军, 刘作松, 潘兴祥, 杜泽宇, 梅华, 朱明
现代化工. 2020, (3): 212-216.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.03.046
摘要 ( 109 )     PDF (1673KB) ( 0 )  
提出将冷凝法与吸附法耦合分离氨的氨合成工艺,通过Aspen Plus模拟分析比较了10 MPa日产千吨冷凝法吸附法耦合分离氨的氨合成工艺与传统冷凝法分离氨的氨合成工艺。结果表明,将冷凝法与吸附法耦合分离氨能有效提高氨净值,减小氨合成回路循环气量及催化剂用量,同时能有效降低冰机功耗。此外,提高冷凝温度可进一步降低冰机功耗,但相应的吸附剂用量、吸附/解吸塔床层体积将增大,解吸所需热量也将更高。
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膜分离及深冷分离技术在聚丙烯装置的应用 收藏
于飞
现代化工. 2020, (3): 217-220.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.03.047
摘要 ( 81 )     PDF (1306KB) ( 0 )  
气相法聚丙烯装置排放气回收系统排放至火炬系统的尾气含有大量烃类和氮气,应用膜分离和深冷分离组合技术高效回收尾气中的乙烯、丙烯和氮气等组分,减少火炬排放,降低装置物耗和能耗。实际应用效果显著,总烃回收率达到92%以上,氮气回收率75%,聚丙烯装置废气排放量减少2 591 t/a,平均能耗下降0.24 kg/t,实现了节能降耗和清洁生产的目的。
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分析测试
水中微量有机污染物的检测技术研究 收藏
辛卓含, 魏俊富, 王会才, 孔志云, 乔志
现代化工. 2020, (3): 221-224.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.03.048
摘要 ( 53 )     PDF (1324KB) ( 0 )  
概述了近年来水环境中微量有机污染物的检测方法,包括光谱学和色谱学技术、传感器技术、生物和免疫分析技术。各种检测方法提高了精度的同时也增加了复杂的预处理流程和大型仪器的使用,成为检测方法发展的制约因素。提出了快速检测技术和在线分析方法的发展趋势,在简化检测过程的同时保证检测的精度。
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高效液相色谱法同时测定长春西汀3种中间体杂质残留 收藏
李锐
现代化工. 2020, (3): 225-229.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.03.049
摘要 ( 43 )     PDF (1375KB) ( 0 )  
建立了高效液相色谱(HPLC)同时测定长春西汀3种中间体杂质残留的分析方法。采用Agilent 5 HC-C18色谱柱,以醋酸铵溶液-乙腈作为流动相,检测波长280 nm,流速1.0 mL/min,柱温35℃,进样量15 μL。结果表明,长春西汀可与阿朴长春胺酸、长春胺酸和长春胺达到完全分离;3种中间体杂质均有良好线性关系(R≥0.999 9),平均回收率均达99.5%以上。本法灵敏、准确、专属性强,可用于长春西汀3种中间体杂质残留的同时测定。
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