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   现代化工
  2020年, 第40卷, 第5期 刊出日期:2020-05-20 上一期   
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专论与评述
全球低碳视角下海上油气田发展方向探讨 收藏
于航, 刘强, 孙洋洲, 郭雪飞, 于广欣
现代化工. 2020, (5): 1-3,9.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.05.001
摘要 ( 190 )     PDF (1260KB) ( 86 )  
相比于陆上油气,海上油气生产往往受运输、安全、空间等更多因素的影响,能源消耗和温室气体排放都有其自身特点。在全球低碳化转型的大趋势下,如何做好海上油气田的绿色低碳开发,挑战巨大。立足于海上油气生产特点及温室气体排放的特点,结合海上油气先进技术的开发应用方向,探讨全球低碳视角下海上油气开发的发展路径和趋势,为油气行业的可持续发展提供建议。
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煤制甲醇技术发展评述 收藏
崔普选
现代化工. 2020, (5): 4-9.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.05.002
摘要 ( 181 )     PDF (1303KB) ( 56 )  
甲醇是基础有机化工原料和有效的能源替代品,研究甲醇技术具有重要意义。合成甲醇工艺种类繁多,各有各的优势和适用范围。我国的资源特点决定了煤制甲醇更为经济合理。在发展煤制甲醇工业中,应根据不同条件合理选择技术,才能更有效降低生产和投资成本,提高甲醇产品质量。对煤制甲醇的主要工段煤气化、CO变换、合成气净化和甲醇合成技术进行了综述,并进行了技术比对分析,期望对煤制甲醇的发展起到推动和促进作用。
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典型化工装置安全完整性评估验证 收藏
陈硕, 胡苏
现代化工. 2020, (5): 10-13.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.05.003
摘要 ( 107 )     PDF (1928KB) ( 38 )  
为有效降低在役的化工生产装置过程安全风险,发挥安全仪表系统(SIS)在过程安全风险管控中的作用,选取了某企业石脑油吸附分离装置进行安全完整性(SIL)等级的系统性分析,对该装置预加氢汽提塔重沸炉主燃料气压力低低联锁的回路进行级别认证,通过马尔科夫模型验证确定现有回路满足定级要求,并提出建议措施。
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技术进展
丛枝菌根真菌-植物共生体系在重金属污染土壤修复上的研究进展 收藏
李信茹, 米屹东, 魏源, 周民
现代化工. 2020, (5): 14-18.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.05.004
摘要 ( 114 )     PDF (1280KB) ( 1 )  
概述了丛枝菌根真菌修复土壤重金属的外在表现形式,重点阐述了丛枝菌根真菌对重金属的直接、间接作用,可能的信号因子及基因表达机制,同时展望了未来丛枝菌根真菌可能的应用方向。
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木霉用于多环芳烃污染土壤生物修复潜力研究 收藏
张军, 宋萌萌, 高兴
现代化工. 2020, (5): 19-22.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.05.005
摘要 ( 81 )     PDF (1261KB) ( 0 )  
从多环芳烃的降解原理出发,比较了木霉与其他微生物降解产物,发现木霉兼有细菌与木质素真菌的特点。通过对比木霉与其他微生物的多环芳烃降解率与优势,发现木霉对高分子多环芳烃耐受性强、降解率高,对底物特异性要求低,可承受高浓度重金属、氰化物、农药等多种污染物胁迫,短期内对多环芳烃降解效率高、植入强且与植物协同修复作用好。木霉的上述特性对土壤的生物修复有较好的应用潜力,后期还需深化木霉对PAHs机理探究并优化其应用。
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超临界CO2萃取修复污染土壤的发展与展望 收藏
冯超, 王瑜, 孔令镕, 岳昌盛, 王志乔, 姚德俊, 常腾腾
现代化工. 2020, (5): 23-27,31.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.05.006
摘要 ( 87 )     PDF (1341KB) ( 0 )  
从超临界CO2随着温度、压力的变化特征和国内外超临界CO2萃取修复污染土壤技术等方面系统地分析了国内外超临界CO2萃取修复技术的研究现状、超临界CO2萃取修复技术的优缺点和适用性,展望了超临界CO2萃取修复污染土壤技术发展趋势。
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超临界CO2在页岩气开发中的应用研究进展 收藏
刘松泽, 魏建光, 周晓峰, 李江涛, 周润楠, 陈映赫
现代化工. 2020, (5): 28-31.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.05.007
摘要 ( 124 )     PDF (1358KB) ( 0 )  
以超临界CO2和页岩气为研究对象,针对超临界CO2在页岩气开发中的应用问题展开了讨论,论述了CO2压裂技术和CO2增强页岩气开采技术的研究进展。CO2增强页岩气开采技术(CO2-ESGR)被视为一种非常有前景的页岩气藏开发方式,能够实现对页岩气的有效开采。CO2不仅可以高效率驱替页岩气,还可代替水介质进行压裂增产作业,同时巧妙地将CO2这种温室气体埋存于页岩储层中实现地质封存,减少温室气体排放。实现页岩储层中CO2地质封存与页岩气开采的一体化,对环境保护和能源开发都具有重要意义。
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介微孔分子筛催化剂在甲烷重整反应中的研究进展 收藏
王娟, 王泽昱, 王博磊, 王鹤臻, 刁国华, 谭燚, 潘立卫
现代化工. 2020, (5): 32-35.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.05.008
摘要 ( 131 )     PDF (1257KB) ( 1 )  
针对甲烷重整制氢技术,重点论述了ZSM-5、SBA-15和MCM-41分子筛催化剂不同的制备方法和采用金属粒子对催化剂进行修饰等手段对各种甲烷重整制氢反应的作用规律;在改进分子筛结构方面,尤其是针对甲烷水蒸汽反应的难点提出了相应建议。
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功能化纳米纤维素气凝胶应用研究 收藏
刘云利, 陕绍云, 支云飞, 苏红莹, 李珍
现代化工. 2020, (5): 36-41,46.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.05.009
摘要 ( 123 )     PDF (7786KB) ( 0 )  
综述了纳米纤维素气凝胶的功能化方式以及功能化后的纳米纤维素气凝胶在吸附、电池、隔热阻燃和生物医学领域的应用,就功能化纳米纤维素气凝胶存在的问题进行探讨,并对其未来发展前景做出了展望。
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太阳能膜蒸馏技术研究进展 收藏
魏玉梅, 张新妙, 栾金义
现代化工. 2020, (5): 42-46.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.05.010
摘要 ( 104 )     PDF (1280KB) ( 0 )  
介绍了太阳能膜蒸馏技术的原理、特点等,总结分析了国内外太阳能膜蒸馏技术的发展现状,展望了该技术的发展方向,新型膜材料的研发、太阳能膜蒸馏系统的连续稳定运行、提高系统耦合性为今后的研究方向。
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乙烷裂解制乙烯的工艺研究进展 收藏
温翯, 郭晓莉, 苟尕莲, 车春霞, 韩伟, 梁玉龙, 张峰
现代化工. 2020, (5): 47-51.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.05.011
摘要 ( 175 )     PDF (1616KB) ( 3 )  
以乙烷裂解制乙烯为切入点,围绕乙烷裂解制乙烯的工艺特点、工艺研究最新进展及国内外乙烷裂解装置应用情况进行了简述。通过对比分析发现,乙烷作为最有潜力替代石油资源裂解制乙烯的原料之一,其裂解制乙烯工艺具有多种优势及良好的发展前景。
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掺杂对多晶热电材料SnSe影响的研究进展 收藏
廖磊, 秦霸, 吕承航, 黄维刚
现代化工. 2020, (5): 52-55.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.05.012
摘要 ( 43 )     PDF (2347KB) ( 0 )  
综述了热电材料SnSe单晶和多晶的性能特点和研究进展。针对如何进一步提高多晶SnSe材料热电优值的问题,主要从提高功率因子、增强声子散射的角度,讨论了采用金属元素、卤素元素和稀土元素掺杂的方法来优化多晶SnSe材料的载流子浓度、降低热导率及提高电传输性能等。最后提出了通过掺杂工艺进一步提高SnSe热电性能可能遇到的挑战和需要注意的问题。
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环氧涂层防腐填料研究进展 收藏
付琬璐, 史胜南, 葛晶, 李娜, 王杨松
现代化工. 2020, (5): 56-57,62.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.05.013
摘要 ( 63 )     PDF (1240KB) ( 1 )  
综述了环氧涂层防腐填料种类及防腐机理,并对具有片层结构功能填料、孔道结构功能填料、缓蚀剂填料在环氧树脂中的国内外应用进行了详细介绍。最终得出结论,多种机理协同作用成为今后环氧涂层防腐填料的发展方向,尤以负载缓蚀剂为主要方向。
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新型燃料添加剂5-乙氧基甲基糠醛的合成研究进展 收藏
李丹妮, 刘颖, 武书彬, 庄军平
现代化工. 2020, (5): 58-62.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.05.014
摘要 ( 46 )     PDF (1327KB) ( 1 )  
介绍了5-乙氧基甲基糠醛(EMF)合成过程的研究进展,同时综述了该反应的不同催化体系及其特点,最后对以生物质为原材料大规模催化转化制备EMF过程中遇到的困难做出了总结,并指明EMF的合成将会向着更加绿色环保、经济高效的方向发展,具有十分广阔的发展前景。
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两相分配生物反应器治理有机废气研究进展 收藏
刘烁, 任爱玲, 李远啸, 孙嘉祺
现代化工. 2020, (5): 63-67.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.05.015
摘要 ( 45 )     PDF (1268KB) ( 0 )  
通过研究国内外关于两相分配生物反应器治理有机废气进展,介绍了搅拌釜生物反应器、生物滴滤塔等多种两相分配生物反应器的结构及其工作原理;分析了硅油、十六烷等不同非水相对于不同目标污染物的去除效果;研究了两相分配生物反应器对有机废气的处理性能;最后指出如何消除液态非水相的泡沫化和反应器的堵塞问题是今后研究的关键。
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以CO为还原剂的选择性催化还原NO催化剂研究进展 收藏
陈小根, 张茹杰, 沈伯雄, 李书昊, 兰美晨, 张艳芳
现代化工. 2020, (5): 68-72.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.05.016
摘要 ( 55 )     PDF (1287KB) ( 1 )  
综述了近年来CO-SCR催化剂的研究进展,对活性组分、助剂、载体进行了较详细的阐述,重点介绍了贵金属和Cu基催化剂、Mn和Ce改性催化剂以及钙钛矿型催化剂的研究现状,简述了O2、H2O和SO2对催化剂活性的影响,并给出了CO-SCR的反应机理。此外,还分析了另一种金属添加到活性组分或添加到载体中的作用,相比于单金属单载体催化剂,双活性金属或双载体催化剂具有更好的低温活性、选择性和抗中毒失活能力。最后,针对CO还原NO的发展方向提出了一些建议。
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导电聚合物/聚氨酯复合材料的研究进展 收藏
陈中华, 曾明, 李亮, 杨煜培, 莫钦, 张雅峰, 熊林颖, 胡章润, 彭娅
现代化工. 2020, (5): 73-76,81.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.05.017
摘要 ( 61 )     PDF (1291KB) ( 1 )  
概述了国内外聚苯胺(PANI)/聚氨酯、聚吡咯(PPy)/聚氨酯、聚噻吩(PTh)及其衍生物/聚氨酯复合材料的研究近况,并对这几类导电聚合物(CP)/聚氨酯(PU)复合材料的优缺点进行了总结,最后展望了CP/PU复合材料的应用前景。
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科研与开发
Pd/Fe3O4磁性复合材料的生物合成及其催化性能研究 收藏
谢韦, 齐于顺, 钱怀丽, 武超
现代化工. 2020, (5): 77-81.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.05.018
摘要 ( 75 )     PDF (2502KB) ( 1 )  
利用金属还原菌Shewanella oneidensis MR-1在Fe3O4微球上原位负载钯纳米颗粒,成功合成了Pd/Fe3O4磁性复合材料并对其进行表征分析。Pd/Fe3O4磁性纳米复合材料能催化硼氢化钠还原对硝基苯酚等硝基芳香化合物,反应30 min后,对硝基苯酚(4-NP)的去除率可达98%。Pd/Fe3O4磁性复合材料在室温下具有超顺磁性,在外加磁场条件下即可快速从反应液中分离出来和重复利用,且重复利用10次后4-NP去除率依然超过86%,具有良好的稳定性。该生物合成方法不需要有害的试剂,而且解决了生物钯的回收和重复利用问题,为贵金属纳米复合材料的发展开辟了一条新的、环境友好的途径。
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Zn改性ZSM-5分子筛催化油酸制备芳香烃的研究 收藏
徐天宇, 崔君君, 孙浩伟, 董蕾, 苏有勇
现代化工. 2020, (5): 82-85,89.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.05.019
摘要 ( 77 )     PDF (2804KB) ( 0 )  
采用离子交换法在HZSM-5分子筛上引入Zn物种,探究了Zn改性ZSM-5分子筛对油酸催化裂化反应特性以及对液体产物成分中芳香烃的影响。利用XRD、SEM和BET对分子筛的理化性质进行表征,结果表明,Zn物种的负载使得HZSM-5分子筛的比表面积、孔容和平均孔径均降低;Zn改性ZSM-5分子筛提高了芳香烃的产率;与HZSM-5分子筛相比,使用 0.5 mol/L Zn-ZSM-5分子筛时,在反应温度为475℃、质量空速为6.99 h-1和剂油比为0.3的条件下,油酸转化率为56.58%,液体产物酸值为5.5(KOH)mg/g,液体产物芳香烃类质量分数从71.16%提高至97.64%,并且对甲苯和1,3-二甲基苯的选择性分别达到45.19%和31.02%。
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重溶剂法TDI残渣的热裂解利用 收藏
范宗良, 杨振国, 李贵贤, 赵鹬
现代化工. 2020, (5): 86-89.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.05.020
摘要 ( 50 )     PDF (1493KB) ( 0 )  
甲苯二异氰酸酯(TDI)是制造聚氨酯的重要基础化工材料。目前普遍采用的重溶剂法生产TDI过程中会产生约5%的固体残渣,为了对该固废材料进行高效回收利用,通过红外光谱(FT-IR)和磁悬浮热重(TGA)分析了残渣的成分,采用固定床热裂解的方法对TDI残渣进行资源化回收利用,并通过气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术分析热裂解产物并考察其经济价值。该工艺的TDI残渣的最佳热裂解条件为:残渣先与乙二醇混溶并回流1.5 h,之后蒸干至胶体;将该胶体于350℃下热裂解3 h,裂解收率可达82%(即固体残渣仅剩余18%),并得到间苯二甲酸二乙酯和邻苯二甲酸二乙酯等具有较高工业经济价值的产物。
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树脂D001×7绿色催化Biginelli反应一锅合成3,4-二氢嘧啶-2-酮类化合物的研究 收藏
蒋卫华, 滕巧巧, 孟启, 陶永新
现代化工. 2020, (5): 90-94.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.05.021
摘要 ( 56 )     PDF (1469KB) ( 0 )  
比较了D001×7树脂和几种常见的催化剂催化Biginelli反应的效果,优化了D001×7树脂催化Biginelli反应的条件。结果表明,以D001×7树脂为催化剂、乙醇作溶剂,在催化剂的用量为0.02 g/(1 mmoL醛)、80℃条件下回流反应2 h,产率高达92.8%。催化剂反复使用4次,产率仍达到83.6%。通过优化反应条件合成了一系列的3,4-二氢嘧啶-2-酮类衍生物,产物均经1H-NMR与IR进行了表征和熔点的确认。
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一种适用于渤海稠油油田注聚井复合垢的解堵液体系的研究 收藏
郭布民, 陈磊, 袁征, 朱彤宇, 杨红斌, 邱守美
现代化工. 2020, (5): 95-98,103.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.05.022
摘要 ( 67 )     PDF (2304KB) ( 1 )  
针对渤海稠油油田注聚过程中易堵塞、堵塞物复杂等问题,在明确注聚井复合垢成分的基础上,通过聚合物降解率、洗油率、溶蚀率、腐蚀率进行解堵液成分筛选及优化,并通过静态解除率、一维填砂管模型驱替实验等对解堵液的综合性能进行评价。通过实验确定了一种乳液型解堵液配方:1%氧化物SOU/DPG+5%石油醚/二甲苯+2% OP-10+5%柠檬酸/草酸+0.5%咪唑啉季铵盐,该体系对渤海稠油油田注聚井复合垢的静态解除率可达88.3%,模拟地层渗透率恢复率为91.22%,并具有较低的腐蚀率和较高的安全性。
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超支化多级Rh纳米枝晶的合成及其高效催化硝基苯加氢的研究 收藏
方园, 张明明, 陆颖, 赵燕熹, 黄涛
现代化工. 2020, (5): 99-103.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.05.023
摘要 ( 47 )     PDF (3535KB) ( 0 )  
为提高金属Rh纳米颗粒的催化性能,采用微波辅助加热法,以乙酰丙酮铱[Rh(acac)3]为前驱体、三缩四乙二醇(TEG)为溶剂和还原剂、KI和正丁胺(BA)为复合形貌控制剂、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为稳定剂,控制合成Rh纳米颗粒的形貌,并考察其催化硝基苯加氢的性能。结果表明,微波辐照80 s可成功制得形貌单一的超支化多级Rh纳米晶;反应体系中,最适宜n[Rh(acac)3]:n(PVP):n(KI):n(BA)为1:10:10:0.075;所制备的超支化多级Rh纳米晶催化硝基苯加氢,在50℃、0.5 MPa的H2压力下反应4 h,硝基苯转化率为100%,苯胺选择性为99.9%,重复使用5次催化效率不变。可见,采用微波法可快速合成超支化多级Rh纳米晶,且所合成的超支化多级Rh纳米晶表现出高的催化活性、选择性和良好的重复使用性。
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Ni-Cu双掺LiMn2O4正极材料的制备及电化学性能研究 收藏
朱金玉, 刘清, 向明武, 郭俊明, 白红丽, 刘晓芳
现代化工. 2020, (5): 104-108.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.05.024
摘要 ( 42 )     PDF (2786KB) ( 1 )  
通过简易的无焰燃烧法合成了LiMn2O4、LiNi0.08Mn1.92O4和LiNi0.08Cu0.05Mn1.87O43种正极材料。利用XRD、SEM、恒电流充放电测试等手段对合成材料的结构、形貌和电化学性能进行了表征。结果表明,所制备的3种正极材料均为立方尖晶石结构;Ni-Cu共掺杂提高了LiNi0.08Cu0.05Mn1.87O4材料的晶体结构稳定性,表现出比LiNi0.08Mn1.92O4和LiMn2O4材料较好的倍率性能和循环寿命。在室温和1 C倍率下,LiNi0.08Cu0.05Mn1.87O4样品的首次比容量为104.7 mA·h/g,循环200次后的容量保持率为81.38%;在较高的倍率5 C循环1 000次后,容量保持率为68.23%;即使在高温55℃和1 C倍率下,仍可获得较高的首次放电比容量,为110.8 mA·h/g,200次循环后的容量保持率为56.23%。CV和EIS测试结果表明,LiNi0.08Cu0.05Mn1.87O4具有较好的循环可逆性和较小的电荷转移阻抗。
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废竹木制备多孔材料及其性能研究 收藏
郜瑞东
现代化工. 2020, (5): 109-112,116.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.05.025
摘要 ( 43 )     PDF (2773KB) ( 0 )  
以建筑废材废竹木为前驱体、KOH为活化剂,采用一步热解法制备氮掺杂多孔碳。利用氮气吸附-脱附等温线、XRD、XPS等方法对得到的样品进行表征,结果发现,样品主要由微孔构成,有大的比表面积和高的氮含量,为电化学还原反应提供了丰富的活性位点。电化学测试结果表明,样品还原CO2的主要产物为CO,在-0.78 V的过电势下,CO的法拉第效率最高达75%,且样品的稳定性良好。
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沉淀法ZrO2载体的制备、表征及其甲烷化催化性能初探 收藏
吴刚强, 郎中敏, 王亚雄, 徐绍平
现代化工. 2020, (5): 113-116.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.05.026
摘要 ( 43 )     PDF (1876KB) ( 1 )  
以氧氯化锆溶液为前驱体、氨水为沉淀剂,通过沉淀法合成新型多孔ZrO2载体。利用正交实验考察了氧氯化锆浓度、分散剂质量、反应时间、焙烧时间等因素对ZrO2载体比表面积的影响,并得到合成多孔ZrO2载体的最佳工艺条件:氧氯化锆溶液浓度为0.6 mol/L、分散剂PEG-6000的质量为3 g、反应时间为30 min、焙烧时间为2 h。对该条件下合成的ZrO2载体进行BET、SEM、XRD和粒度表征,结果表明,合成的ZrO2载体粒度小、晶型完美、表面疏松、比表面积大,适合做负载型催化剂的新型载体材料。通过浸渍法载镍制得Ni/ZrO2催化剂,初步检测了其甲烷化催化活性,在470℃高温条件下,CO转化率高达90%,CH4选择性达98%,表现出较高的活性。
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蒽醌氧桥双核锌酞菁的合成与性能研究 收藏
徐康, 周雪飞, 王秀秀, 张学俊
现代化工. 2020, (5): 117-121,127.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.05.027
摘要 ( 36 )     PDF (1783KB) ( 0 )  
以1,5-二羟基蒽醌、4-硝基邻苯二甲腈、3,5-二甲基苯酚、β-萘酚为主要原料,合成了3种不同的邻苯二甲腈衍生物前驱体,再经1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯催化聚合成9(10),16(17),23(24)-三[3,5-二甲基苯氧基]-2(3)-(1,5-二氧基蒽醌)双核锌酞菁(D-CPc)和9(10),16(17),23(24)-三[β-萘氧基]-2(3)-(1,5-二氧基蒽醌)双核锌酞菁(β-CPc)。利用FT-IR、UV-Vis、1H-NMR、元素分析、循环伏安法对2种化合物的特性进行了表征。结果表明,D-CPc和β-CPc的Q带分别发生11、10 nm的红移,在400~600 nm范围内表现出明显的紫外光谱吸收,弥补了无取代酞菁在400~600 nm范围内无吸收的缺陷,并且在0.1×10-5~1.0×10-5 mol/L的DMF溶液中表现出良好溶解性。循环伏安法研究表明,D-CPc和β-CPc的ELUMO值分别为-3.17、-3.26 eV,EHOMO值分别为-5.16、-5.10 eV,与TiO2能级和氧化还原电对能级相匹配,满足能带间隙规则,能够实现染料的氧化还原。
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Cu负载量及改性对Cu/SAPO-34催化剂NH3-SCR性能的影响 收藏
胡宜康, 徐斌, 曹智焜, 毛静雯
现代化工. 2020, (5): 122-127.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.05.028
摘要 ( 45 )     PDF (2009KB) ( 0 )  
通过浸渍法制备了不同负载量的Cu/SAPO-34和Cu-Ce/SAPO-34催化剂,探究Cu、Ce负载量对催化剂性能的影响。结果表明,4%负载量的Cu/SAPO-34催化剂表现出优异的NH3-SCR性能,在231~586℃时转化率均达到80%以上,最高脱硝效率达到98.79%。通过共负载过渡金属Cu和Ce元素,提高了催化剂的中低温NH3-SCR性能,拓宽了催化剂活性温度窗口。XRD、H2-TPR、NH3-TPD表征结果表明,掺杂Ce元素可以抑制CuO生成,同时可以促进活性较高的Cu2+生成。增加Cu负载量可以提高Cu/SAPO-34催化剂酸性位的数量,Ce元素的掺杂占据分子筛载体的B酸性位,造成催化剂的中强度酸性位数量减少,Cu/Ce物质的量的比为4:5时最佳。
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磺化腐植酸有机保水剂的制备及应用 收藏
宋洁, 齐钟昱, 杨通, 牛育华, 石林
现代化工. 2020, (5): 128-132.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.05.029
摘要 ( 38 )     PDF (5427KB) ( 0 )  
以磺化腐植酸(SHA)、丙烯酸(AA)、聚乙烯醇(PVA)为原料,制备了SHA/AA/PVA有机保水剂。采用响应曲面法对SHA/AA/PVA的合成工艺进行优化,并研究了其表面形貌、吸水性能及保水应用性能。结果表明,0.5 g PVA、1 g SHA、5.08 g 70%中和度AA、0.06 g MBA、0.48 g KPS、反应温度75℃为SHA/AA/PVA有机保水剂的最优制备工艺,其吸水率为 483.29 g/g。保水剂具有明显的网状结构,有利于水的进入和养分的保存。保水剂吸水12 h后趋近于饱和,且在吸收一定量水分后可以对干燥环境进行缓慢释放,从而保持沙土湿润,为植物生长提供所需水分。
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油水分离膜在废润滑油再生工艺中的可行性应用 收藏
牛罗伟, 尹延梅, 戴海平, 柯永文
现代化工. 2020, (5): 133-136,142.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.05.030
摘要 ( 52 )     PDF (3297KB) ( 1 )  
采用油水分离膜处理废润滑油,考察其在不同温度和压力时对不同黏度的润滑油的过滤通量和处理效果;测试膜过滤前后润滑油的主要性能指标;最后分析了膜污染影响因素和膜清洗方法。结果表明,随着过滤温度与压力的增大,过滤膜通量提高。油水分离膜工艺处理废润滑油后,过滤油的含水率降为70 mg/kg,油泥氧化指数降为0,过滤油清洁度等级降为ISO 17/15/≥10级,水分、油泥与机械磨损颗粒减少,该工艺能有效处理废润滑油中的水分与油泥。通过物理反洗有效地减缓了膜污染,增加了分离膜的使用寿命。
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新型磁性氧化石墨烯的制备及其对Cd2+的吸附性能 收藏
鲁逸飞, 王黎, 李钰琦, 覃刘平, 余杨
现代化工. 2020, (5): 137-142.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.05.031
摘要 ( 46 )     PDF (2790KB) ( 0 )  
通过对改良Hummers法制备的氧化石墨烯(GO)进行磁性负载得到一种磁性氧化石墨烯(MGO),并通过β-环糊精改性制备了一种功能化磁性氧化石墨烯(MGO/CD),研究了MGO/CD对水体中Cd2+的吸附性能。通过形貌表征可以看出,GO被成功磁性负载,并接枝上了β-环糊精;磁强振动仪测试表明,MGO/CD的饱和磁化强度达到67.55 emu/g,吸附材料的磁性能良好。吸附实验表明,在温度为303 K,吸附量随着pH的升高而增大,最高可达到193.8 mg/g,吸附过程符合Langmuir等温吸附模型与准二级动力学模型。外加磁场分离并重复利用5次,MGO/CD的吸附率依然稳定在93%以上,是一种对Cd2+吸附性能优良的吸附剂。
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燃料电池自增湿膜电极的制备及其性能研究 收藏
黎杰鑫, 邹家明, 侯三英, 朱春霞, 廖开发, 乔文雄, 彭海宁, 杜可杰, 刘黎
现代化工. 2020, (5): 143-147.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.05.032
摘要 ( 45 )     PDF (2609KB) ( 0 )  
通过向阳极催化层中添加高分子化合物亲水剂,制备了一种具有自增湿能力的膜电极。考察了亲水性高分子化合物的种类、相对湿度(RH)以及电池温度对膜电极自增湿性能的影响,并初步探索了膜电极的自增湿机理。结果表明,以羧甲基纤维素(CMC)为保水剂的膜电极表现出最好的低湿度性能;膜电极的自增湿性能受相对湿度影响不大,但随着温度的升高,其性能先升高后降低;在电池温度为60℃、20% RH、206 kPa条件下,以羧甲基纤维素为保水剂的膜电极在0.6 V的电流密度为 900 mA/cm2,是空白膜电极的1.8倍。
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赤藻糖醇基相变材料过冷特性的研究 收藏
刘杰梅, 宋亚伟, 王宁, 杨宾
现代化工. 2020, (5): 148-153.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.05.033
摘要 ( 56 )     PDF (3532KB) ( 0 )  
对紫外光照射及不同纳米粒子(C、Cu、ZnO)对赤藻糖醇基相变材料的结晶过冷度、结晶进程以及过冷度不稳定性的影响进行了研究。结果表明,紫外光在改善赤藻糖醇过冷稳定性的同时可缓解结晶过冷度,过冷度最大可降低84.00%;当颗粒质量分数分别为0.05%、0.1%、0.2%以及0.3%时,添加石墨的纳米流体的结晶过冷度相对于同质量分数下添加铜(氧化锌)的纳米流体的结晶过冷度分别降低27.34%、27.16%、22.52%及12.90%(24.39%、19.91%、5.49%及1.22%)。C、Cu以及ZnO质量分数分别为0.1%、0.3%及0.2%时可以得到优质的纳米流体。
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功能化反应对氧化石墨烯结构和性质的影响研究 收藏
张越鹏, 杨晓峰, 陈志萍, 毛贝贝, 孙振豪, 王慧婕
现代化工. 2020, (5): 154-158.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.05.034
摘要 ( 61 )     PDF (5641KB) ( 0 )  
以DMF为分散剂、KI为催化剂,将环氧丙基接枝到GO表面制得功能化氧化石墨烯(FGO)。利用FT-IR、XRD、SEM对功能化前后样品的结构、表面形貌和元素组成进行了测试;利用TG和接触角测试仪分别表征了样品的热稳定性和表面性质。结果表明,环氧丙基已成功接枝到GO表面,且反应过程中GO发生了部分还原。接枝环氧氯丙烷后,FGO热稳定性提高,表现出一定的疏水特性,与环氧树脂类分散体系有较好的相容性。
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g-C3N4/TiO2/PVDF复合膜构建的MBR+双膜法在垃圾渗滤液深度处理中的应用研究 收藏
王慧雅
现代化工. 2020, (5): 159-164.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.05.035
摘要 ( 47 )     PDF (2030KB) ( 0 )  
垃圾渗滤液具有毒性大、成分复杂、对环境危害大等特点,传统工艺路线难以对其进行有效处理,而膜分离技术具有低能耗、高效、稳定等优势,已成为渗滤液无害化处理的重要手段。将自制g-C3N4/TiO2/PVDF膜搭建为膜生物反应器MBR,并设计A/O+MBR+NF/RO串联工艺对垃圾渗滤液进行深度处理。A/O+MBR单元对COD、NH3-N和TN去除效率分别为87.84%、92.97%和89.95。纳滤对COD、NH3-N、TN的去除率分别高达85%、60.8%、63.14%,反渗透相应的去除率分别为87.7%、73.3%、72.4%,MBR+NF+RO组合工艺处理后渗滤液中的COD、NH3-N和TN含量分别降至16 mg/L、14 mg/L、22 mg/L,可达标排放。
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响应面法优化超临界Ir-Ta/Ti催化氧化处理焦化废水 收藏
李钰琦, 王黎, 鲁逸飞, 覃刘平, 张春雨
现代化工. 2020, (5): 165-169,175.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.05.036
摘要 ( 47 )     PDF (4134KB) ( 0 )  
为优化超临界反应条件,提高焦化废水中污染物去除率,开发了一种适用于超临界的新型Ir-Ta/Ti催化剂,考察了温度、压力、反应时间、过氧比对焦化废水中化学需氧量(COD)及氨氮(NH3-N)去除率的影响。以COD、NH3-N去除率最大及温度最低为目标,对实验条件进行优化,结果表明,在温度为451.45℃、压力为26 MPa、反应时间为81.63 s、过氧比为2.42时,焦化废水中COD的去除率可达到最高为99.59%,NH3-N去除率达到最高为99.12%。
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CdS/SiO2复合粒子的制备及稳定Pickering乳液的性能研究 收藏
高健强, 贺拥军, 芦建华
现代化工. 2020, (5): 170-175.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.05.037
摘要 ( 29 )     PDF (11521KB) ( 0 )  
采用Stöber法制备了形貌规整的SiO2,利用均匀沉淀法将CdS离散复合在SiO2表面,合成不同疏水性的CdS/SiO2复合粒子,以CdS/SiO2复合粒子为乳化剂制备Pickering乳液。通过SEM、EDS分析CdS/SiO2复合粒子,数码生物显微镜观察Pickering乳液液滴。结果表明,在CdSO4和硫代乙酰胺(TAA)质量摩尔浓度分别为0.01、0.01 mol/L时制备的CdS/SiO2复合粒子的疏水性随着CdS复合次数的增多而增大;在CdSO4和TAA浓度分别为0.000 1、0.001 mol/L时制备的CdS/SiO2复合粒子疏水性无变化。SEM分析结果表明,CdS的尺寸随着复合次数的增加而变大。用不同复合次数的CdS/SiO2复合粒子所制备的Pickering乳液均为O/W型,随着复合次数的增加,乳液液滴的数量和半径均增大,稳定时间也逐渐增大。
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铁掺杂生物质衍生碳电催化深度处理精制棉废水的研究 收藏
王波, 熊芸, 吴广文, 熊泽, 朱韧
现代化工. 2020, (5): 176-180.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.05.038
摘要 ( 56 )     PDF (2183KB) ( 0 )  
以豆渣为原料制备铁基粒子电极(Fe2O3/C),并将其用于三维电化学系统深度处理精制棉废水。基于响应面优化法(RSM)的中心复合设计(CCD)模型实验,考察反应时间、电流和极板间距对氯离子及COD去除的影响。通过模拟和方差分析得到显著水平的二次响应曲面模型。由响应曲面分析氯离子及COD去除的最佳处理条件为:反应时间为173.8 min、电流为0.58 A和极板间距为4.0 cm,此时氯离子及COD实际去除率分别为71.87%、75.23%,与模型预测值(74.72%、79.34%)接近。
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硅烷偶联剂对超细硫酸钡的改性研究 收藏
陈焕章, 孙朝利, 张洁
现代化工. 2020, (5): 181-185,189.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.05.039
摘要 ( 45 )     PDF (2565KB) ( 0 )  
采用硅烷偶联剂对碳酸钡和浓硫酸为原料制备的超细硫酸钡进行改性,研究了偶联剂水解条件、偶联剂质量分数、反应温度和反应时间对改性效果的影响。结果表明,改性剂为硅烷偶联剂A174、改性剂质量为超细硫酸钡质量的2%、反应时间为1 h、反应温度为80℃、搅拌器转速为400 r/min时,可得到活化度为82.83%、D50=342 nm的粉末状超细硫酸钡。改性后超细硫酸钡的表面疏水,其分散性能得到了较大提高,超细硫酸钡表面被改性剂所包覆,其包覆率为1.14%。
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1,2,2,6,6-五甲基哌啶醇的合成研究 收藏
严宁宁, 张天宇, 李效军
现代化工. 2020, (5): 186-189.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.05.040
摘要 ( 51 )     PDF (1268KB) ( 0 )  
1,2,2,6,6-五甲基哌啶醇是合成受阻胺光稳定剂的重要中间体。以2,2,6,6-四甲基哌啶醇、多聚甲醛和甲酸为原料,水为溶剂,经还原甲基化反应合成了1,2,2,6,6-五甲基哌啶醇,并通过核磁共振氢谱、碳谱和红外光谱对产物结构进行了表征。单因素实验和正交实验结果表明,原料摩尔比对还原甲基化反应的影响最大,其次是反应温度,最后是反应时间。该还原甲基化反应适宜条件为:n(四甲基哌啶醇):n(多聚甲醛):n(甲酸)=1:1.05:1.05、反应温度为80℃、反应时间为2.5 h,溶剂水可以套用3次。在此优化条件下,产品平均收率为97.9%,纯度为99.6%。
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灰分对玉米芯基活性炭电化学性能的影响 收藏
王芳平, 张劲斌, 李晨阳, 罗英涛, 杜娟, 汪艳芳
现代化工. 2020, (5): 190-193.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.05.041
摘要 ( 36 )     PDF (1514KB) ( 0 )  
采用填埋法将玉米芯进行炭化,炭化物经过脱灰处理后在碱炭比为4:1、温度为850℃的条件下进行活化,制备得到玉米基活性炭(CAC)。CAC经过深度脱灰制备得到CAC-T,CAC-T的比表面积从脱灰前的3 250 m2/g增加到3 487 m2/g。采用循环伏安、交流阻抗和恒流充放电对CAC、CAC-T的电化学性能进行测试,结果表明,CAC-T在电流密度为1 A/g时的单电极比容量为256.1 F/g,10 000次充放电后容量仍保持在255.8 F/g,容量保持率高达99.9%。
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混合塑料与改性煤矸石模板制备多孔碳材料及其吸附性能的研究 收藏
张晓婉, 李巧玲
现代化工. 2020, (5): 194-198.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.05.042
摘要 ( 33 )     PDF (2289KB) ( 0 )  
以塑料为原料、改性煤矸石为模板,在管式炉中用KOH进行活化制备多孔碳材料(PCM)。利用SEM、FT-IR、XRD和氮气吸-脱附对样品的形貌、成分及孔结构进行表征,并以亚甲基蓝(MB)为模拟污染物研究碳材料的吸附性能。结果表明,10 mg PCM在240 min内可使初始质量浓度为100 mg/L的MB几乎完全吸附,吸附量达498.35 mg/g,降解率达99.67%。对吸附过程进行拟合后得出,准二级动力学模型可以更好地描述该吸附过程,吸附等温模型符合Langmuir吸附等温模型。
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工业技术
模拟移动床吸附分离对甲乙苯工艺 收藏
叶磊, 汪成, 黄英杰, 刘纪昌, 沈本贤, 孙辉
现代化工. 2020, (5): 199-203,207.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.05.043
摘要 ( 57 )     PDF (1956KB) ( 0 )  
为了实现C9芳烃中对甲乙苯资源的高效利用,以X型分子筛为吸附剂,以混合甲乙苯为原料,采用液相模拟移动床吸附工艺分离对甲乙苯(p-MEB)与邻甲乙苯(o-MEB)、间甲乙苯(m-MEB)。在操作温度为75℃、操作压力为0.25 MPa的条件下,在液相模拟移动床吸附分离装置上考察了操作条件对p-MEB吸附分离过程的影响规律,获得优化的p-MEB吸附分离工艺条件为:模拟移动床区域分布采用6-3-4-3模式,切换时间900 s,分配比1.1,循环比3.5,脱附剂比9.3。对于p-MEB质量分数为20.78%的C9芳烃,优化分离工艺条件下得到的p-MEB质量分数为94.52%,回收率达到90.86%。
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百吨级ε-己内酯中试工艺研究 收藏
闫捷, 赵立红, 宋灿, 李丰, 魏灵朝, 崔发科, 蒋元力
现代化工. 2020, (5): 204-207.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.05.044
摘要 ( 54 )     PDF (1509KB) ( 1 )  
研究了过氧化氢间接法制备ε-己内酯的影响因素。比较了不同催化剂的效果,并考察了铁离子对过氧乙酸制备的影响,进一步研究了反应器表面不同状态下的过氧化物稳定性。在排除了材料影响后,使用固体酸催化中试反应的ε-己内酯收率为30%,达到了预期。反应后期进一步提高温度,过氧化物发生快速分解,收率不会进一步提高,但可保证后续精馏系统的安全性。
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油田生产废水综合利用技术研究 收藏
丁洪雷, 王刚, 李学军, 沙强红, 胡斌
现代化工. 2020, (5): 208-210,213.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.05.045
摘要 ( 55 )     PDF (1294KB) ( 1 )  
对软化器再生废水、锅炉生产废水和废气的综合利用进行了技术研究,将3种废物以一定比例混合发生化学反应,处理后的水可实现有效综合利用,减少对环境的污染。经综合处理后废水水质满足系统回用和油田回注的要求,减少了废水的外排量,降低了处理费用,节能降耗,有利于油田绿色环保生产。
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混合碳四催化异构丁烯提浓工艺研究 收藏
林祥钦, 王圆圆, 孙丹凤, 杨峰, 潘会会, 郭爱军
现代化工. 2020, (5): 211-213.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.05.046
摘要 ( 41 )     PDF (1236KB) ( 0 )  
介绍了混合碳四催化异构丁烯提浓工艺流程、原理、特点及工业应用。混合碳四中低沸点组分1-丁烯经固定床反应器、催化蒸馏塔深度异构化为高沸点的2-丁烯组分,提高了轻重关键组分沸点差。催化蒸馏塔顶得到异丁烷产品,塔底得到高烯烃碳四。与萃取精馏工艺相比,该工艺具有流程短、投资省、能耗低、产品质量好、总烯烃损失率低、无废水产生、环境友好、易于操作等优点,已有数套工业装置应用。
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合成氨联产甲醇装置原料气路线的改造及实效 收藏
姜桂明, 张学强, 李茂刚, 杨洪生
现代化工. 2020, (5): 214-218.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.05.047
摘要 ( 44 )     PDF (1552KB) ( 0 )  
结合鲁西化工集团股份有限公司现有粉煤加压气化装置的运行情况,对停运固定床造气炉后的原料气来源进行探究,提出了将低温甲醇洗工序的净化气、PSA工序的解析气、CO膜分离工序的渗透气送至氮氢气压缩机的改造方案。通过对原料气路线的改造,既减少设备闲置、提高设备利用率,又提高生产效率。
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常规变压精馏和变压热集成精馏分离乙腈和水的模拟 收藏
高晓新, 王天宇, 陈梦圆, 李涛, 杨德明
现代化工. 2020, (5): 219-222,226.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.05.048
摘要 ( 49 )     PDF (1747KB) ( 0 )  
利用Aspen Plus软件对乙腈和水的分离分别采用常规变压精馏工艺和变压热集成精馏工艺进行模拟,选用UNIQUE物性方法进行计算,以能耗最低为目标函数,满足乙腈和水的质量分数都不低于99%,对常规变压精馏和变压热集成精馏进行了分析,从而确定最佳工艺。对于常规变压精馏工艺,高压塔理论板数为14,进料板位置9,回流比1.1;常压塔理论板数为12,进料板位置8,回流比1.6。对于变压热集成精馏工艺,高压塔进料板位置为7,回流比为1.17;常压塔进料板位置为8,回流比为1.6。与常规变压精馏相比,变压热集成精馏再沸器能耗降低49.75%,冷凝器能耗降低51.53%,且无需增加再沸器和冷凝器。
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分析测试
煤基碳点“关-开”型荧光探针检测多巴胺的研究 收藏
毛永强, 张喆双娇, 莫丽娟, 李娜
现代化工. 2020, (5): 223-226.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.05.049
摘要 ( 45 )     PDF (1628KB) ( 0 )  
以煤为原料,通过回流法制备具有强烈荧光的煤基碳点。铅离子能使碳点荧光显著猝灭,体系荧光信号"关闭";加入多巴胺后,能使碳点荧光得以恢复,体系荧光信号处于"打开"状态。据此建立碳点"关-开"型荧光探针检测多巴胺的新方法。在优化实验条件下,碳点荧光恢复强度与多巴胺浓度在0.5~25.0 μmol/L范围内呈良好线性关系,检出限(3Sb/S)为 0.1 μmol/L。该方法用于样品中多巴胺的测定,加标回收率为96.5%~104.5%,相对标准偏差(RSD)为1.8%~2.7%。
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SBS屋面径流生物毒性分析与检测 收藏
高玉婵, 赵乐军, 宋现才, 金星龙
现代化工. 2020, (5): 227-230.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.05.050
摘要 ( 29 )     PDF (1423KB) ( 0 )  
针对屋面降雨径流水质安全问题,以天津市某大学SBS(改性沥青)屋顶径流为研究对象,结合固相萃取技术,利用发光菌急性毒性试验及SOS/umu遗传毒性试验等生物检测方法,分析了2018年8月两场屋面降雨径流中生物毒性随降雨时间的变化。结果表明,初期径流水质较差,具有较高的急性毒性及遗传毒性,随着时间的延长急性毒性和遗传毒性均呈现降低的趋势,且8月30日径流样品毒性大于8月19日样品毒性;两场降雨中不同时间段径流样品诱导率IR检测结果均大于2,表现为致突变阳性结果,会引发DNA损伤效应。研究结果为雨水水质安全评价及资源的循环利用提供了可靠数据支持。
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