2020年, 第40卷, 第11期　刊出日期：2020-11-20

  

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专论与评述
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  2020年第十九届日本绿色和可持续发展化学奖获奖项目评述

  程海涛, 申献双

  现代化工. 2020, 40(11): 1-6. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.11.001

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  日本绿色和可持续发展化学奖由绿色与可持续化学网授予，旨在奖励通过化学革新来推动环境和人类健康、安全研究与发展。对2020年第十九届日本绿色和可持续发展化学奖5个获奖项目的创新和价值进行了评述。
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  页岩气开发项目社会风险耦合成因分析

  孙逸林, 刘险峰, 王建敏

  现代化工. 2020, 40(11): 7-13. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.11.002

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  为分析页岩气开发项目中的社会风险成因，保障项目建设和运营，提出了一种全生命周期视角下考虑耦合效应的动态风险研究方法。首先，从经济、政治、环境、社会等维度对页岩气开发项目进行分阶段的风险识别，并结合系统动力学的思想建立风险流图；然后以G1法与熵值法结合的方式确定权重，进而分析变量间的函数关系；最后以某页岩气开发项目为例，对模型进行动态仿真分析，计算各系统间的耦合度。结果表明，环境风险和政治风险是社会风险的外部关键致因，土地征用和社区关系是社会风险的内部关键致因。并据此提出风险应对策略，旨在为页岩气开发项目建立社会风险防控措施提供理论参考。
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  典型溶剂使用行业O₃和SOA生成潜势分析

  王银海, 董莉, 刘景洋, 毕莹莹, 孙晓明, 张建强, 杨斌

  现代化工. 2020, 40(11): 14-19. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.11.003

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  VOCs是臭氧（O₃）和二次有机气溶胶（SOA）的重要前体物。调研了印刷、家具、制鞋、涂料、喷涂、汽车、电子等典型溶剂使用行业不同地区VOCs的源成分，采用MIR（最大增量反应活性系数）、FAC（气溶胶生成系数）分别对其O₃和SOA生成潜势贡献进行估算分析。结果表明，同行业排放的VOCs组成各不相同，存在地区差异；汽车行业单位O₃生成潜势最高，家具和喷涂行业基本持平；SOA生成潜势存在行业差异，印刷行业最小，汽车行业最大，两者相差约11倍；长三角、京津冀SOA污染严重，珠三角地区O₃污染较为严重。本研究建立了典型溶剂使用行业VOCs成分谱，估算了各行业、各地区的O₃及SOA生成潜势，可作为VOCs环境管理相关法规政策制定的重点依据。
技术进展
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  煤直接液化残渣衍生碳材料的研究进展

  王相龙, 李怡招, 宿新泰

  现代化工. 2020, 40(11): 20-24. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.11.004

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  系统介绍了煤直接液化残渣（CLR）的基本性质，总结了CLR在制备高附加价值碳材料领域的最新研究进展，包括由CLR制备多孔碳、碳纳米管与碳纤维、含碳复合物、中间相沥青及所得碳材料在催化、电化学储能、吸波等领域中的应用，并在此基础上对CLR的未来研究方向进行了展望。
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  燃煤过程中痕量重金属的排放控制研究进展

  王昕怡, 沈伯雄

  现代化工. 2020, 40(11): 25-29. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.11.005

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  根据煤的赋存形式和逸散特性，把重金属分为不挥发痕量元素、中等挥发痕量元素、易挥发痕量元素，并对其控制方式及脱除方法进行对比，同时也讨论了颗粒物与气态重金属控制设备。痕量重金属的排放控制是近年来较为重要的环保课题之一，对其进行高效吸附及在线监测控制以及对重金属及其他污染实施综合控制具有很大的研究空间。
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  煤焦油渣处置技术现状与研究展望

  李昌伦, 马军祥, 林雄超, 许德平

  现代化工. 2020, 40(11): 30-33,38. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.11.006

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  介绍了煤焦油渣的特征、来源等，并对处置技术进行做了综述。现有处置技术可分为整体处置和分离处置2类，主要依靠燃烧或热解对有机质进行脱毒，缺乏针对无机质的无害化处理环节。提出了合理的煤焦油渣处置技术应清洁并兼具经济、易行等特点，高温气化是优选研发方向。
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  含纳米颗粒的泡沫体系及其在水力压裂中的研究进展

  李小刚, 谢诗意, 杨兆中, 朱静怡

  现代化工. 2020, 40(11): 34-38. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.11.007

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  阐述了纳米颗粒与表面活性剂之间通过协同作用减缓液膜排液、气泡并聚与破裂、泡沫粗化的衰变过程；简述了不同表面活性剂与纳米颗粒在稳定泡沫机理上的异同；综述了纳米颗粒浓度和亲疏水性对不同表面活性剂泡沫流体性能的影响；分析发现纳米颗粒的加入使泡沫压裂液体系性能得到改善。提出对纳米颗粒稳泡机理、表面活性、改性修饰、稳定性的研究是今后的重要探索方向，最后对纳米颗粒未来在泡沫压裂液中的应用进行了展望。
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  多级孔MOFs材料的合成及其催化应用研究进展

  张莎, 刘芳, 李竞草, 胡江亮, 任秀蓉

  现代化工. 2020, 40(11): 39-43. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.11.008

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  围绕多级孔MOFs的制备，重点介绍了除配体尺寸调控法外的模板剂法、缺陷位法、溶胶凝胶法、超临界CO₂法等制备方法；探讨了多级孔MOFs在催化领域的应用现状，并对各种制备方法与未来需要解决的问题进行了总结和展望。
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  淀粉纳米粒的制备、改性及应用研究进展

  赵雅兰, 陈启杰, 谢琼华, 王建辉, 黄游宇

  现代化工. 2020, 40(11): 44-48. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.11.009

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  介绍了淀粉纳米粒的制备以及改性的方法，综述了其在智能响应材料、复合材料、药物载体、生物吸附剂、乳液稳定剂等方面的研究现状，并对未来的发展趋势进行了展望。
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  裂解汽油一段选择加氢镍基催化剂失活因素及初活性钝化研究进展

  展学成, 王斌, 陈明林, 胡旭洲, 段文, 孙利民

  现代化工. 2020, 40(11): 49-52,57. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.11.010

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  概述了裂解汽油一段选择加氢工艺，主要分析了镍基催化剂失活的影响因素及初活性钝化方法，指出结焦和硫中毒是镍基催化剂最主要的失活原因，采用硫化物器外钝化技术可显著提高催化剂加氢选择性及稳定性。
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  沉积物微生物燃料电池的性能提升策略

  郭飞, 史宗阳, 罗惠芹

  现代化工. 2020, 40(11): 53-57. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.11.011

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  介绍了沉积物微生物燃料电池（sediment microbial fuel cells，SMFCs）的工作原理，分析、讨论了SMFCs性能提升的策略，具体包括电极材料比选、电极表面修饰、电极构型优化、电池构型优化、运行环境改善、SMFCs堆栈、功率管理系统等，为研究SMFCs性能提升提供借鉴。
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  重金属离子吸附用气凝胶研究进展

  宋梓豪, 赵一帆, 王雪, 刘伟, 崔升, 沈晓冬

  现代化工. 2020, 40(11): 58-62. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.11.012

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  综述了近年来气凝胶在吸附重金属离子方面的研究进展，讨论了不同类型气凝胶的吸附性能以及改性方法，指出提高气凝胶力学强度、降低制备成本是未来研究工作的重点，为气凝胶在重金属离子吸附中的应用提供参考。
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  改性固体超强酸用于烷烃异构化的研究进展

  王晓晨

  现代化工. 2020, 40(11): 63-66. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.11.013

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  综述了固体超强酸催化C₄~C₈烷烃异构化反应的研究进展，介绍了共沉淀法、溶胶凝胶法和水热合成法等制备方法，并分析每种方法的优劣。由于固体超强酸易发生积炭和活性物种流失而影响寿命，因此需对其进行改性，重点介绍了金属改性、金属氧化物改性和分子筛改性，分析了不同改性方法提高催化剂活性、选择性和使用寿命的作用机理。最后总结了固体超强酸的优点和不足，指出提高比表面积和金属分散度是提高催化性能的重点研究方向，为新型异构化催化剂的开发及应用提供思路和借鉴。
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  CeO₂纳米材料的制备与应用研究进展

  赵丹, 梁飞雪, 封瑞江, 鞠佳

  现代化工. 2020, 40(11): 67-70,75. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.11.014

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  综述了CeO₂纳米材料的制备方法，包括水热法、溶胶-凝胶法、电化学沉积法、沉淀法、微乳液法等，介绍了CeO₂纳米材料在催化、化学机械抛光、紫外吸收材料、燃料电池、抗氧化生物中的应用研究进展，并对CeO₂纳米材料的发展方向进行了展望。
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  餐饮油烟污染物净化技术研究进展

  张欢欢, 杨海健, 王深冬, 张云鹏, 李丹, 张长森

  现代化工. 2020, 40(11): 71-75. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.11.015

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  阐述了餐饮油烟污染的产生与危害，综合分析了油烟中颗粒物和挥发性有机物（VOCs）的净化技术现状，指出了现有油烟净化技术存在的主要问题，并对油烟治理技术进行了展望和建议。
科研与开发
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  SiO₂掺杂硬炭作锂离子电池负极材料的研究

  邓仙梅, 张庆印

  现代化工. 2020, 40(11): 82-86. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.11.017

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  以间苯二酚和甲醛合成间苯二酚甲醛树脂，并采用喷雾干燥法将纳米二氧化硅掺杂到间苯二酚甲醛树脂中，通过碳化法得到间苯二酚甲醛树脂基硬炭/二氧化硅复合材料RFHC/SiO₂。以此材料作为锂离子电池负极材料对其电化学性能进行了研究。结果表明，复合材料RFHC/SiO₂具有较大的比表面积（929.42 m²/g）和丰富的介孔结构，二氧化硅均匀分布在硬炭结构中；当SiO₂质量分数为5%时，以复合材料RFHC/SiO₂为锂离子电池的负极材料具有850 mA·h/g的高可逆容量，表现出良好的倍率性能。
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  硅铝比和金属离子对ZSM-5吸附CO₂/N₂的Monte Carlo模拟的影响

  周梦雪, 肖永厚, 焉晓明, 贺高红

  现代化工. 2020, 40(11): 87-91,97. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.11.018

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  通过调节硅铝比和引入金属离子构建了Si₉₆O₁₉₂、NaAlSi₉₅O₁₉₂、Na₂Al₂Si₉₄O₁₉₂、Li₂Al₂Si₉₄O₁₉₂、K₂Al₂Si₉₄O₁₉₂分子筛模型，并用Monte Carlo模拟CO₂和N₂吸附。结果表明，硅铝比降低和金属离子量增加可提供更多的吸附位点，CO₂吸附量逐渐增加，CO₂/N₂选择性显著提高。CO₂吸附位点主要集中在Na⁺附近和孔道中。在低压力下，分子筛吸附量主要由不同金属离子与CO₂分子之间的相互作用决定；随着压力增加，吸附量由分子筛的孔道自由体积决定。从分子层面探究CO₂/N₂吸附机理，为开发高效吸附剂提供理论依据和指导。
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  超疏水不锈钢网的制备及其雾水收集性能研究

  李锐, 王立达, 孙文, 舒向泉, 贺永鹏, 刘贵昌

  现代化工. 2020, 40(11): 92-97. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.11.019

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  通过在不锈钢网上包覆沸石涂层并用氟硅烷改性制备出稳固的超疏水网格，并考察其雾水收集性能。水热反应时间为24 h时，水滴在改性后的不锈钢网上的接触角最大为155°，达到超疏水效果，且对水滴的粘附力低。雾水收集实验结果表明，与未处理的不锈钢网相比，超疏水网格的收集速率最大提升93%。此外超疏水网格具有良好的稳定性，分别在1 mol/L HCl、1 mol/L NaOH和3.5% NaCl溶液中浸泡48 h后，网格仍然表现出良好的疏水与雾水收集效果；在2 000目砂纸上经60个磨损循环后，接触角仍能达到145°，雾水收集性能优异。
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  Na₂SO₄·10H₂O@SiO₂微胶囊的制备及相变过程研究

  李开红, 何垒垒, 王雪莹, 罗清龙, 黄雪莉

  现代化工. 2020, 40(11): 98-103. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.11.020

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  以水玻璃为硅源，采用化学沉淀-微波加热法制备了Na₂SO₄·10H₂O@SiO₂相变微胶囊。利用FT-IR、XRD、SEM、TEM、DSC对Na₂SO₄·10H₂O@SiO₂相变微胶囊进行了分析与表征，同时考察了乳化剂配比、芯壁比、微波加热功率、酸浓度对相变微胶囊形貌和热性能的影响。结果表明，十水合硫酸钠与二氧化硅之间仅存在物理相互作用，制备的微胶囊具有球状核壳结构；当微胶囊的芯壁比为1：0.5、微波加热功率为260 W、酸浓度为4 mol/L时，制得的相变微胶囊潜热值最大。因芯材和壁材廉价易得、无毒害，该相变微胶囊有望应用于建筑节能领域。
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  部分硝化-短程反硝化-厌氧氨氧化系统脱氮效能及N₂O排放特性的研究

  宋晶晶, 周鑫, 王共磊, 曹曦薇, 吕琳

  现代化工. 2020, 40(11): 104-108. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.11.021

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  为建立城市污水主流厌氧氨氧化脱氮系统并研究其温室气体N₂O排放特征，采用低氧SBBR处理模拟生活污水并获得了94.1%的TN去除率。连续试验及批量试验结果表明，高效脱氮是部分硝化-短程反硝化耦合厌氧氨氧化共同耦合作用结果。典型周期内N₂O排放呈快速上升、波动式快速下降、缓慢消失的规律，其中第75 min N₂O排放速率最高，达6.7 μg/（L·min），推测是由于低氧硝化过程中羟胺氧化作用所致。高通量测序揭示了体系内同时存在着厌氧氨氧化、好氧异养、反硝化、硝化等功能菌属，与系统脱氮和N₂O产生密切相关。
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  钾钠复合催化剂对煤气化反应的影响

  武恒, 李克忠, 吴松怡, 赵锐君, 刘雷, 王会芳

  现代化工. 2020, 40(11): 109-112. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.11.022

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  以内蒙古王家塔煤为研究对象，在加压固定床中研究钾钠复合催化剂（K₂CO₃-Na₂CO₃）对煤气化反应的影响。结果表明，钾钠复合催化剂的催化效果接近K₂CO₃，既能提升碳转化率，又能催化甲烷化反应。不同负载方法中湿式氧化法催化效果优于浸渍法和干混法。利用红外光谱和化学定量分析揭示了湿式氧化法负载钾钠复合催化剂的机理过程，通过提高煤中羧基浓度促进复合催化剂与煤的离子交换反应过程，形成更多催化活性位点。
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  Cu-Co金属硫化物作为超级电容器电极材料的性能研究

  杨旭光, 陈攀, 郭宇航

  现代化工. 2020, 40(11): 113-116. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.11.023

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  通过改变溶剂热反应的液体环境，探究了所制备超级电容器电极材料CuCo₂S₄的形貌、粒径以及作为电极材料的比容量。利用XRD、SEM等测试手段对所制备的活性材料CuCo₂S₄的形貌和粒径进行分析，利用循环伏安测试（CV）、恒电流充放电测试（GCD）和电化学阻抗（EIS）等测试手段对电极的电化学性能进行分析。结果表明，丙三醇溶剂环境比乙二醇溶剂环境所制备CuCo₂S₄的粒径更小、质量比容量更大，同时CuCo₂S₄颗粒粒径随着油浴保温时间延长而变大。在溶剂环境中加入丙三醇、油浴时间为10 h条件下制备的CuCo₂S₄电极材料具有最优的电化学性能，在电流密度为2 A/g时，质量比容量可达659 F/g。
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  花状Au-TiO₂可见光催化-臭氧联用降解酚类污染物的研究

  赵振悦, 吴玲, 颜家保, 余海东, 刘斯洋, 胡杰

  现代化工. 2020, 40(11): 117-121. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.11.024

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  采用沉积-沉淀法将Au纳米颗粒均匀地负载在花状TiO₂表面，成功制备了花状Au-TiO₂等离子体催化剂，并将其应用于可见光催化、臭氧氧化、二者联用降解废水中酚类污染物。结果表明，酚类污染物在不同氧化方式下的降解速率为：Au-TiO₂/O₃/Vis > Au-TiO₂/O₃ > O₃ > Au-TiO₂/Vis；不同的酚类污染物降解速率为：水杨酸 > 2-氯苯酚 > 苯酚。Au-TiO₂/O₃/Vis具有比单独臭氧更强的氧化能力，不仅能更快地降解酚类污染物，更为重要的是可见光催化的引入还能够将单独臭氧难以降解的中间产物草酸进一步降解，二者联用的协同效应促进了酚类污染物进一步的矿化。
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  基于ZnO微型多功能传感器的制备及性能研究

  郑宇, 牛文斌, 赵凯, 王云朋, 张淑芬

  现代化工. 2020, 40(11): 122-126. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.11.025

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  以二乙基锌（DEZ）和水（H₂O）为前驱体，采用原子层沉积方法在玻璃微球基底上沉积ZnO薄膜，得到核壳结构的ZnO包覆微球。以该微球为核心构筑传感器件，研究了器件的紫外、温度响应特性。由于ZnO固有的光电效应以及对O₂的吸附和解吸作用，该器件显示出较为灵敏的紫外响应特性；由于ZnO独特的热释电效应，该器件能够灵敏地响应温度变化，电流变化率的灵敏度为7.80%/℃。进一步将其应用于人体呼吸的实时检测，实现了对不同人体热活动状态的区分与监测，可广泛应用于医疗和健康领域。
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  直接酰胺化催化合成色酚AS-PH的研究

  韩焕蓬, 姚斌, 武玉民, 冯维春, 舒永

  现代化工. 2020, 40(11): 127-130,135. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.11.026

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  为有效地解决传统合成色酚AS-PH方法中产生废盐、废酸的问题，采用直接酰胺化方法合成色酚AS-PH。以芳基硼酸为催化剂，考察了催化剂种类、催化剂摩尔分数、溶剂配比、反应时间以及反应温度对合成反应的影响。结果表明，在邻氨基苯乙醚作原料和溶剂、酸胺配比为1：8、20%苯硼酸作催化剂、反应温度为170℃、反应时间为3.5 h的最佳反应条件下，色酚AS-PH的收率可达80%以上，母液套用次数可达20次。
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  氮掺杂碳材料的制备及催化降解苯酚废水实验研究

  潘建, 潘顺龙, 刘志英, 刘珍雪, 徐炎华

  现代化工. 2020, 40(11): 131-135. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.11.027

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  以ZIF-67为前驱体并经过热解法制备ZIF-67衍生碳材料的催化剂，利用BET、XRD、SEM等分析方法对催化剂进行表征。结果表明，在700、800、900℃条件下制备的催化剂都形成了金属单质Co，形成包覆钴金属的氮掺杂多孔碳的结构，通过对比实验发现，800℃下制得的催化剂催化活性比在700、900℃下的高。同时设计了催化降解模拟苯酚废水的实验，结果表明，当苯酚初始质量浓度为50 mg/L、过一硫氢盐浓度为1.2 mmol/L、催化剂质量浓度为0.05 g/L、pH=9、反应时间为120 min时，苯酚和TOC的去除率分别为90.6%和82.3%；催化剂重复实验5次后，苯酚和TOC的去除率分别为76.4%和70.3%。
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  Cu-Mn-Ce/海泡石的制备及其催化臭氧氧化布洛芬废水性能研究

  王洪华, 赵雅晴, 牛建瑞

  现代化工. 2020, 40(11): 136-138,143. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.11.028

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  利用共沉淀法制备Cu-Mn-Ce/海泡石催化剂，利用XRD、TEM和BET等表征其物化性质，进一步构建非均相催化臭氧氧化体系。探讨了不同实验条件下布洛芬废水的去除效率。得到的最优反应条件为：Cu-Mn-Ce负载量为20%、臭氧通量为30 mg/min、催化剂添加质量为0.45 g、pH=7，此时，布洛芬废水TOC的去除率可达96.17%。循环实验表明，催化剂重复利用5次后，降解效率仍为93.28%，表明催化剂重复利用性能良好。
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  煤焦油加氢废钼催化剂中回收钼的实验研究

  何如意, 栗达, 杨昆鹏, 杨忠凯, 李涛, 任保增

  现代化工. 2020, 40(11): 139-143. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.11.029

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  为了最大化地回收废钼催化剂、解决废催化剂的处置问题及减少矿物资源的开采，采用Na₂CO₃焙烧-水浸法回收废钼催化剂。利用X射线能谱分析、电感耦合等离子体发射光谱分析、火焰原子吸收光谱分析和X射线衍射分析对样品进行表征，保持水浸过程变量不变，对焙烧过程的焙烧温度、Na₂CO₃质量和焙烧时间等变量进行优化，并对不同条件下的XRD谱图进行分析。优化后的工艺条件为：焙烧温度为700℃、Na₂CO₃质量为2 g、焙烧时间为80 min，此条件下钼的回收率可达到90.79%。
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  g-C₃N₄/Ag/Ag₃PO₄复合物的制备及其光催化性能

  汤春妮, 刘恩周

  现代化工. 2020, 40(11): 144-149,154. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.11.030

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  采用煅烧-沉积-光照还原法制备了g-C₃N₄/Ag/Ag₃PO₄复合材料（CAA），利用XRD、FT-IR、SEM、TEM、UV-Vis、XPS和PL等对其进行表征。在模拟太阳光下，CAA光催化降解亚甲基蓝（MB）和清除氮氧化物（NO_x）的性能显著优于Ag/Ag₃PO₄和g-C₃N₄，最优的CAA₁₀在10 min内的MB降解率为99.49%、NO_x清除率为63.11%。结果表明，Z机制耦合银纳米粒子的局域表面等离子体共振效应是复合材料光催化性能增强的主要原因。
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  C₄烯烃组成变化对烷基化反应热力学行为的影响

  凌洁, 曹潘, 李阔, 温立宪, 仵嘉玲, 孟凡, 黎小辉

  现代化工. 2020, 40(11): 150-154. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.11.031

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  针对丁烯资源中异丁烯体积分数增加、烷基化C₄原料组成变化引起生产波动的现状，借助热力学方法对1-丁烯、2-丁烯、异丁烯与异丁烷在-10~50℃内液相烷基化反应特征进行分析。结果表明，烷基化反应为不可逆放热反应，放热量随温度升高略增大，生成目的产物放热量略大于生成副产物放热量，异丁烯烷基化反应放热量最小；不同丁烯烷基化反应平衡转化率均在99.9%以上，异丁烯烷基化平衡转化率略低于其他2种烯烃，主、副反应平衡转化率均随温度升高略降低；辛烷值较高的TMP的选择性随温度升高而降低，而副产物DMH、MH选择性增加。随着C₄原料中异丁烯体积分数的增加，烷基化目的产物的选择性略降，且随着温度的升高降低趋势增强，温度对烷基化产物辛烷值影响敏感，有效控制并稳定反应温度可弥补烷基化产品质量的损失。
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  三种燃油原位脱硫反应体系的构建及对比研究

  王敏, 陈平, 赵志西, 孙传庆, 王庆

  现代化工. 2020, 40(11): 155-158,163. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.11.032

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  以异丙醇为相转移剂构建了3种可以实现模拟燃油原位氧化脱硫的反应体系，通过改变体系中试剂的体积比，确定最佳的反应体系为异丙醇-乙腈反应体系且体积比为1：1。在最佳反应体系下，利用单因素法分别考察了Pt/C质量、助剂种类、模拟燃油初始硫质量分数以及有机硫化物的种类对脱硫效果的影响，并进行了新构建的燃油脱硫反应体系的动力学分析。结果表明，3种反应体系的模拟燃油脱硫率从高到低依次为：异丙醇-乙腈 > 异丙醇-DMF > 异丙醇-去离子水，且最佳配比为1：1；在0.15 g Pt/C催化剂的作用下，模拟燃料油的脱硫效果最好。KOH在4种酸碱添加剂中脱硫效果最好，初始硫质量分数对脱硫效果影响很小；在相同的反应条件下，去除不同硫化物的效果是：DBT > 4，6-DMDBT > BT。
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  SnS₂/RGO/WS₂复合材料的制备及其催化性能的研究

  祁佳音, 郭卓

  现代化工. 2020, 40(11): 159-163. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.11.033

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  为提高锂离子电池负极材料的电催化析氢性能，以石墨烯为载体，采用水热法制备了还原氧化石墨烯（RGO）纳米片负载WS₂、SnS₂复合纳米材料。电化学性能测试结果表明，当SnS₂与WS₂的物质的量的比为1：2、电流密度为10 mA/cm²时，其在0.5 mol/L的H₂SO₄电解质溶液中的过电位为180 mV，Tafel斜率为129 mV/dec。SnS₂/RGO/WS₂复合纳米材料作为无贵金属的电催化剂具有巨大的潜力。
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  乙酸乙烯酯-NO₂光氧化产生SOA的影响因素研究

  杨智博, 郭斌, 任爱玲, 刘子楠

  现代化工. 2020, 40(11): 164-168. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.11.034

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  在温度（287±1）K的条件下，利用自制的室内烟雾箱探究反应物初始浓度比值、光照强度、相对湿度及部分种子气溶胶对C₄H₆O₂-NO₂光氧化生成SOA的影响。结果表明，反应物初始浓度比值、光照强度的增大会提高SOA的产生浓度，且与产生的SOA浓度最大值之间存在显著的线性关系；高湿度条件会抑制更多SOA的生成；3种因素对SOA生成的影响顺序为光照强度 > 反应物初始浓度比值 > 相对湿度。种子气溶胶（NH₄）₂SO₄、NH₄NO₃、Na₂SiO₃·9H₂O加入初期会促进SOA生成，之后会阻碍SOA的生成，使SOA的最终生成量降低；3种种子气溶胶对SOA生成的影响顺序为（NH₄）₂SO₄>NH₄NO₃≈Na₂SiO₃·9H₂O。
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  双磺酸离子液体催化合成聚甲醛二甲醚的研究

  张静, 张昊昱, 黄双平, 张朝峰, 李瑞丰

  现代化工. 2020, 40(11): 169-172,177. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.11.035

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  制备了4种双磺酸丙基咪唑离子液体，用NMR表征了离子液体的结构，并通过Hammett法研究了离子液体的酸度。考察了离子液体催化甲醇和三聚甲醛合成聚甲醛二甲醚（PODE_n）的催化活性，通过单因素实验确定了最佳反应条件：反应时间为2 h、反应温度为110℃、催化剂质量分数为2%、n（甲醇）：n（三聚甲醛）为2：1。此时，三聚甲醛的转化率和PODE_3~5的选择性分别为96.91%和56.67%。研究表明，双磺酸离子液体的催化活性明显高于单磺酸离子液体，在催化合成PODE_n中更具有优势。
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  α-MnO₂/Mn₂O₃/AISI304丝网整体式催化剂的制备及催化燃烧碳烟性能研究

  刘经伟, 陈力, 管国锋

  现代化工. 2020, 40(11): 173-177. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.11.036

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  采用两步水热法制备α-MnO₂/Mn₂O₃/AISI304丝网整体式催化剂，首先通过尿素水热法在AISI304丝网上生长Mn₂O₃涂层；然后在涂层表面原位生成以α-MnO₂为活性组分的催化剂。利用XRD、SEM、N₂吸附-脱附、H₂-TPR等对催化剂进行表征，考察了不同焙烧温度对整体式催化剂结构和碳烟催化燃烧性能的影响。结果表明，焙烧温度为700℃时，Mn-Nit-700的活性组分以α-MnO₂纳米棒为主，具有更加丰富的表面活性氧物种（焙烧温度<500℃），有利于碳烟的催化燃烧反应。在O₂/N₂氛围下，Mn-Nit-700催化剂的催化燃烧碳烟性能最佳（T₅₀=388℃），CO₂选择性为100%，同时具有较佳的抗水性能。
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  乙二醇脱盐的离子交换树脂电再生实验研究

  贺三, 张小卓, 梁羽, 袁宗明

  现代化工. 2020, 40(11): 178-181. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.11.037

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  为简化深水气田乙二醇回收系统，使离子交换技术代替现有乙二醇脱盐工艺，提出了一种离子交换树脂电再生方法。通过布置在树脂床两侧的电极提供电场，在水流中发生电极反应与水解离，产生的H⁺和OH^-使饱和树脂再生。与现有的电再生方法相比，该方法再生条件较简单，对于空间、淡水十分有限的海上平台更具适用性。实验结果表明，在74 V内对混床电再生1 h后，可脱除5.46 BV模拟乙二醇富液中31.26%的NaCl，离子交换树脂得到有效再生。重复脱盐-再生实验15个周期后，树脂性能仍保持良好。
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  量子点废液轻组分的资源化利用

  李云, 张竞予, 陈金芳

  现代化工. 2020, 40(11): 182-185,189. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.11.038

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  溶液法生产量子点产品过程中会产生大量的轻组分废液，其主要成分为正己烷与乙醇的混合溶液，此二元物系常压下会形成共沸物。通过萃取精馏的方式对量子点废液轻组分进行分离，选取N，N-二甲基甲酰胺（DMF）作为萃取剂，通过气液相平衡实验和间歇萃取精馏实验证明DMF能够对正己烷-乙醇共沸物系进行有效地分离。实验结果表明，填料塔理论塔板数为13、溶剂比为1.5、回流比为3时，得到正己烷的质量分数为98%，回收率为56.4%；乙醇的质量分数为95%，回收率为74.8%。同时考察了回收溶剂再利用的可行性。
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  烧结温度对不锈钢纤维烧结毡拉伸性能的影响

  任海涛, 齐帆, 郭亮, 呼伟, 翟俊

  现代化工. 2020, 40(11): 186-189. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.11.039

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  以316 L、6 μm不锈钢纤维为研究对象，研究了烧结温度对不锈钢纤维烧结毡拉伸性能的影响。通过SEM对不同温度制备的不锈钢纤维烧结毡的微观结构进行表征。结果表明，烧结温度低于1 200℃时，纤维之间搭接点烧结不牢固，导致纤维毡拉伸性能降低；烧结温度高于1 200℃时，纤维中晶粒容易长大，纤维表面易出现竹节状结晶，导致纤维毡拉伸性能降低；烧结温度在1 200℃时，制备出抗拉强度达31 MPa和延伸率约为10%的不锈钢纤维毡。因此，保证形成高强度烧结结点同时避免形成粗大竹节状晶粒是制备高强度、高韧性不锈钢纤维烧结毡的关键。
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  丙二烯磷酸水相介质中催化合成顺丙烯磷酸的工艺研究

  王骁, 丁一刚, 刘生鹏

  现代化工. 2020, 40(11): 190-193,199. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.11.040

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  丙二烯磷酸选择加氢生成顺丙烯磷酸是化学合成磷霉素的关键步骤。在以水为溶剂的丙二烯磷酸选择加氢过程中，重点考察了自制的核壳催化剂与5%的Pd/C催化剂在重复利用、反应时间、反应温度、反应压力方面对反应的影响。在V（原料）：V[溶剂（水）]=1：5、反应时间为8 h、反应温度为45℃、压力为0.4 MPa时，自制催化剂催化加氢反应具有最佳结果，丙二烯磷酸的选择性达69.95%，顺丙烯磷酸的收率达54.38%。
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  Ni掺杂磷化钴催化剂的制备及其苯并呋喃加氢脱氧的性能

  秦浩, 朱天汉, 戴和坤, 宋华

  现代化工. 2020, 40(11): 194-199. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.11.041

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  以MCM-41为载体、硝酸镍为镍源、硝酸钴为钴源、磷酸氢二铵为磷源制备了Ni改性的磷化钴催化剂，并利用XRD、BET、SEM、CO吸附等分析手段对催化剂进行表征。以苯并呋喃（BF）为模型化合物，在连续流动固定床反应器中研究了不同镍磷比对催化剂加氢脱氧性能的影响。结果表明，引入Ni能显著加速加氢脱氧反应的进行，并且能提高主反应的选择性。在300℃、3.0 MPa、质量空速4.0 h^-1、H₂/油体积比为500的条件下，CoP/MCM-41催化剂BF转化率为60%，无氧产率为19%；而NiCoP/MCM-41催化剂BF转化率为98%，无氧产率为88%，催化剂BF转化率提高了28%，无氧产率提高了69%。
工业技术
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  低压含烃原料气低温甲醇洗工艺的设计

  徐立圆, 李燕, 管凤宝, 张述伟

  现代化工. 2020, 40(11): 200-206. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.11.042

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  对某厂低压含烃特殊原料气进行低温甲醇洗工艺设计，该原料气属于低压进料，且含有苯等有机烃类。针对原料气具体特点，设计了2套低温甲醇洗工艺，工艺Ⅰ是采用传统11塔低温甲醇洗方案，工艺Ⅱ采用9塔低温甲醇洗方案。借助Aspen Plus模拟分析表明，2套工艺均能达到净化要求，工艺Ⅱ较工艺Ⅰ有较好的节能及净化效果。对以后低压含烃特殊原料气的净化提供了参考。
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  多反应段蒸馏塔的设计与控制

  严振宇, 黄克谨, 陈海胜, 张亮, 钱行, 苑杨, 王韶锋

  现代化工. 2020, 40(11): 207-213. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.11.043

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  针对多步连续可逆反应，系统地探究了多反应段蒸馏塔设计的有效性与可行性。以两步连续可逆反应合成碳酸二乙酯和三步连续可逆反应制备硅烷为例，从稳态到动态进行了单反应段蒸馏塔和多反应段蒸馏塔的比较与分析。结果显示，多反应段的引入有助于协调多步反应之间以及反应操作与分离操作之间的相互关联，不仅能够提升系统的稳态性能，还能够改善动态特性与可控性。因此，针对多步连续可逆反应物系的分离问题，多反应段设计方法是一种行之有效的过程强化手段。
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  活性炭/双氧水/臭氧体系对某染料废水生化出水脱色的中试研究

  邓猛, 杨文斌, 李海波, 肖磊, 尚官郧

  现代化工. 2020, 40(11): 214-218. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.11.044

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  采用活性炭/双氧水/臭氧体系对某公司染料废水生化出水进行脱色中试研究。结果表明，该体系具有替代本项目现行物化脱色工艺的可行性，不仅技术可行，而且经济可行。反应水力停留时间为2 h，双氧水（27.5%）投加量为0.2‰，pH控制在中性或偏碱性，臭氧质量浓度为50 mg/L，气体流量为1 L/min；生化出水经过过滤塔初步过滤、反应塔催化氧化（催化剂投加量40%），色度低至40倍，COD浓度低至20 mg/L以下，优于排放标准。生化出水物化脱色现行费用为25.46元/t，活性炭/双氧水/臭氧体系运行费用为2.15元/t，新体系在保证效果的同时大大节约了运行成本。
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  基于GFDA3分析的C₂⁺回收工艺分析

  蒋洪, 杨铜林, 杨冬磊

  现代化工. 2020, 40(11): 219-223. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.11.045

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  针对国内天然气凝液回收的要求，提出了一种基于干气循环的改进RSV乙烷回收流程：丙烷与混合冷剂制冷的RSV流程（RSV-P-M）。运用HYSYS软件模拟回收乙烷及以上组分。为了分析乙烷回收过程中能耗较高、有效能利用较低的问题，对改进流程进行了GFDA3分析、灵敏度分析。研究结果表明，塔器及节流阀具有较大不可逆性，冷箱改进潜力明显。以GFDA3效率、GFDA3损、乙烷回收率、能耗为目标函数，采用单因素分析法对不可逆性较小的设备进行参数优化后，乙烷回收率提高了2.58%，综合能耗减少了155 640 MJ/d，流程GFDA3效率提高了10.58%，经济效益得到显著提高。
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  醚后碳四脱水工艺设计

  李甜, 潘澍宇, 郭天祥, 吴鹏

  现代化工. 2020, 40(11): 224-226,229. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.11.046

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  为满足2-PH装置对C₄原料含水量的限制，对其上游MTBE装置的醚后C₄进行脱水设计。通过对各脱水方案进行比较，最终流程采用"冷冻机+聚结器+分子筛"的方式，可以将C₄的含水量由1 800×10^-6降低至10×10^-6。经装置实际运行检验，采用此方式进行C₄脱水是可行有效的。
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  萃取精馏分离高纯环戊烷工艺研究

  王圆圆, 林祥钦, 潘会会, 郭爱军

  现代化工. 2020, 40(11): 227-229. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.11.047

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  研究了从富环戊烷芳烃抽余油中萃取分离高纯环戊烷的工艺。首先根据相平衡实验结果，选择了合适的萃取剂DMF，结合溶解度实验，确定了适宜的溶剂比。在此基础上，应用Aspen Plus软件进行了高纯环戊烷工艺模拟及设计，获得了最优的设计参数和操作条件。据此建设了4 000 t/a工业装置，装置运行结果表明，环戊烷质量分数大于99%、回收率大于95%，与普通精馏分离环戊烷相比，年增效1 016万元，经济效益显著。
分析测试
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  气质联用法分析丙烯腈和丙烯酸甲酯中对羟基苯甲醚

  楚艳杰, 袁航, 张善营, 刘文涛, 刘浩, 朱诚身

  现代化工. 2020, 40(11): 230-233. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.11.048

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  建立了一种测定工业丙烯腈和丙烯酸甲酯中微量阻聚剂对羟基苯甲醚（MEHQ）的气质联用法，利用SH-RXI-5MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm）型毛细管柱分离、质谱检测器（EI）检测、外标标准曲线法定量。MEHQ的加标回收率为99.4%~101.9%，相对误差为0.1%~6.7%，检出限低至0.024 mg/L，具有较高的灵敏度；目标化合物MEHQ在0.400~80.000 mg/L范围内有较好的线性关系，线性相关系数R²≥0.999。不同日测量结果的相对标准偏差均低于3.0%，具有较好的准确度和精密度。该方法已成功应用于工业用丙烯腈和丙烯酸甲酯中微量MEHQ的检测，同时保证测试人员的安全。
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  微波消解MPT-AES法测定玛卡中的微量金属元素

  关皓天, 吴限, 张金生, 宫晓杰, 李丽华

  现代化工. 2020, 40(11): 234-237. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.11.049

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  建立了微波消解结合MPT-AES法测定中药玛卡中Ca、Fe、Zn、Cu、Cd、Pb的方法，样品经微波消解后，利用微波电感耦合等离子体炬发射光谱（MPT-AES）进行了测定，并对影响微波消解的因素和条件进行了考察，对MPT光谱仪的载气流量、工作气流量等仪器参数进行了优化选择，并且对酸效应和共存元素的影响也进行了实验，在最佳实验条件下得到Ca、Fe、Zn、Cu、Cd、Pb检出限依次为5.61、12.4、7.8、3.7、3.4、6.1 ng/mL，RSD（精密度）在0.3%~1.5%，加标回收方法检测出Ca的回收率区间为99%~101.5%，Fe的回收率在102%~104%，Zn的回收率区间在95.5%~97%，Cu、Cd、Pb的回收率分别在96.5%~98.5%、98%~104%、94%~96%。
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  “关-开”型铜(Ⅱ)离子荧光探针的研究进展

  吴平, 任红, 韩丹丹, 高文秀, 芦菲

  现代化工. 2020, 40(11): 238-242. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.11.050

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  从荧光探针分子识别机制角度出发，综述了近5年络合型和反应型的"关-开"型铜（Ⅱ）离子荧光探针的研究进展，在此基础上对"关-开"型铜离子荧光探针的发展前景做了展望。