现代化工

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王明华

现代化工. 2021, 41(7): 1-4. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.07.001

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在碳达峰、碳中和的战略目标下，煤基能源的兴衰关系到煤炭、煤电和煤化工上下游各个相关板块，影响面甚广。通过研究能源形态变革的演进规律发现，氢能是架起传统能源与新能源之间的桥梁，是可再生能源高比例发展的推进器，是煤化工/冶金产业转型发展的原料仓，是交通/电力领域多元发展的动力源，是未来电网平衡的稳定器。基于此，研究提出了氢能-煤基能源产业发展的契入点，布局氢源和制氢技术，建设通道，建立一体化产业发展模式，激活煤炭原料属性，实现CO₂零排放。最后阐述了氢能-煤基能源产业发展路径和建议，以切合国家能源发展战略，实现国家应对气候变化的总体目标。

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风电制氢与煤化工集成系统可行性分析

黄文章, 袁建军, 石国峰, 黄磊, 刘德军, 李长福, 刘庆华, 王乃燕

现代化工. 2021, 41(7): 5-8. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.07.002

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为了提高西北地区弃风电的利用率、减少煤化工产业对当地环境的污染，提出了风电与煤化工进行耦合的方案。该方案构建了风电制氢与煤化工相耦合的基本架构，将不能并网的富裕风电电解水制氢，氢气应用于煤化工系统，简化其单元过程。以30万t/a甲醇规模为例，对两种方案的能耗、投资及经济可行性进行了分析。结果表明，在有充足弃风电的西北地区，风电制氢与煤化工耦合系统的煤耗量、水耗量和CO₂排放量分别是原单纯煤化工系统的51.9%、62.2%、22.2%，就地可利用弃风电电量1.238 4×10⁹ kWh/a；对于30万t/a甲醇规模，耦合方案投资可以节省1.23亿元，甲醇成本每年可以减少602.99万元。

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传统油企氢能业务发展全产业链探讨

张轩, 樊昕晔, 王凯

现代化工. 2021, 41(7): 9-13. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.07.003

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石化企业面临产能过剩、碳减排、新能源崛起等压力，亟待转型升级。虽然未来很长一段时间化石能源仍然是不可替代的，但新能源的崛起已成趋势，无法阻挡，其中氢能被认为是化石能源的有力替代者。相比于锂电，石油企业在产业链上与氢能有着更密切的契合度，所以传统的石油企业应该优先发展氢能业务；同时指出了氢能发展面临政策限制过严、加氢站配套不完善、储运困难等难点；针对石油企业的氢能业务发展提出了加强顶层设计、争取国家优惠政策、加大氢能技术研发、尽快与车企合作等建议。

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CO₂促进“甲醇经济”与“氢经济”共同发展

王江涛, 鹿晓斌

现代化工. 2021, 41(7): 14-18,25. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.07.004

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在"碳达峰"和"碳中和"背景下，如何快速实现碳减排任务重大，其中能源消费结构至关重要。在CO₂循环利用中，甲醇作为"碳载体"和"氢载体"可以促进氢能产业优化，解决氢气（H₂）难运输、难存储的瓶颈。针对富碳天然气和CO₂集中排放大户，充分利用甲醇和H₂之间的相互转化反应，提出富碳天然气-甲醇-氢能一体化技术和CO₂-H₂-甲醇一体化技术，通过CO₂实现H₂与甲醇互补和相互转化的能源终端供应系统，推动能源低碳转型。

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油氢合建加氢站建设与设计规范探讨

张旭

现代化工. 2021, 41(7): 19-25. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.07.005

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加氢站与加油站合建可以有效解决用地审批困难、选址受限、远离终端客户及管理成本高等问题。通过功能设施分区，共用给水和排水、供电、站控及安防系统，可最大限度地降低合建站建设管理成本，节约土地资源，实现加油与加氢合建站的可持续发展。简要分析了油氢合建站的优势，从功能分区、建设方案、建站等级、安全管理及日常运维等多角度介绍了合建站的特点；剖析了国内外加氢站建设标准和规范发展现状，以《加氢站技术规范》GB 50516—2010为切入点，对我国加氢站设计与建设标准的制定提出了合理化建议。分析结果可为加氢站项目建设或标准、规范修编提供参考。

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沿海地区氢制备路线探究

厉劲风, 吴舒琴, 王西明

现代化工. 2021, 41(7): 26-28,34. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.07.006

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我国沿海地区凭借风资源、核能以及海港优势，可发展具有沿海特色的氢源基地。发展初期，依靠化工副产制氢推动氢能产业起步；中后期利用风、核等清洁能源从根本上实现零排放绿色制氢。以大规模环境友好型制氢基地为目标，简述了符合我国沿海特色的相关技术路线，并指出可依托海港优势形成液氢集散中心，成为液氢集散枢纽，最终耦合布局风电、核能制氢基地以及液化天然气接收站，统筹布局形成沿海特色氢源基地。

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核能制氢不同工艺与速率的经济性研究

李智勇, 张一凡, 李文安, 胡江, 荣梅, 尚鑫

现代化工. 2021, 41(7): 29-34. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.07.007

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为分析核能制氢的经济性，基于IAEA开发了氢经济评价程序（HEEP），重点分析了反应堆技术、制氢工艺和制氢速率的不同对制氢成本的影响，并与GIF经济建模工作组（EMWG）开发的G4-ECONS做了对比验证。计算结果表明，对于先进压水堆，可以利用核电厂的规模效应来提升制氢的经济性，对于高温气冷堆等四代堆型，在降低核电厂成本占比的同时还应该重点关注制氢厂的成本。另外，当氢气的生产速率一定时，可采用高温蒸汽电解或硫-碘热化学循环以提升整体的制氢效率；对于常规的电解，可以提高氢气的生产速率以提升制氢的经济性。研究结论不仅为开展核能制氢时经济性的提升指明了方向，还能够指导不同企业根据自身现状来选择适合的制氢方案。

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低碳城市发展与评价研究

于涵, 赵晓燕, 颜俊, 傅懿新

现代化工. 2021, 41(7): 35-40. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.07.008

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低碳城市发展对于解决能源危机和环境问题至关重要。综述了低碳经济与低碳城市的内涵，以及国内外低碳城市近年来的发展现状。从碳减排、碳消纳和地区平衡两方面概述了低碳城市发展规划，总结了现阶段低碳城市评估定量体系，指出低碳城市建设的关键问题。

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国六标准下汽车非燃油系统蒸发污染物控制现状分析

段肖宁, 李晶, 郑清平, 武金娜, 王崇

现代化工. 2021, 41(7): 41-45. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.07.009

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介绍了国六排放标准下汽车非燃油系统测试方法及各企业应对策略，重点阐述了国内外汽车行业非燃油系统蒸发排放控制技术进展，并从测试方法优化及政策法规走向两方面对未来技术发展趋势进行了分析。

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生物法处理烟气中NO_x的研究进展

丁欣, 陈虎, 王莹, 陈宏平, 吕永康

现代化工. 2021, 41(7): 46-50. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.07.010

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简要介绍了生物法脱除烟气中NO_x的主要原理以及研究现状，发现NO气液传质速率低是限制单一生物法实际工业应用的"瓶颈"所在，而物化-生物法联用技术已经成为目前解决NO传质速率低的主要方法，从而进一步对膜分离技术结合生物法、络合吸收结合生物还原法、氧化吸收联合生物法3种联用技术进行了优缺点分析，并对每种联用技术需要解决的问题给出了建议。

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微污染水源水处理技术研究进展

徐文媛, 李素颖, 汪焱, 程永兵, 沈蒙莎, 彭家喜, 陈曦

现代化工. 2021, 41(7): 51-55. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.07.011

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首先对传统水处理工艺的改进和强化的研究进行了描述；再将微污染水进行预处理，预处理工艺对低分子有机物和颗粒性物质的去除、水质软化等方面有很好效果；最后再进行深度处理，组合工艺可实现对微污染水源水及含消毒副产物水体的深度处理，强化了水中污染物的去除。

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生物质及其衍生材料在有机复合相变储能材料中的应用

张青峰, 朱钰漕, 张焕芝, 夏永鹏, 徐芬, 孙立贤

现代化工. 2021, 41(7): 56-60,67. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.07.012

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综述了生物质基有机相变储能材料的最新研究进展，介绍了生物质基相变材料的分类及特点，指出了该领域中面临的挑战和未来研发重点。

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多环芳烃催化加氢催化剂与反应机理研究进展

唐瑞源, 吴康, 刘凯, 曹鹏程, 袁悦

现代化工. 2021, 41(7): 61-67. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.07.013

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重点阐述了加氢催化剂的活性组分与载体对多环芳烃催化加氢性能的影响，同时综述了选择性催化加氢反应机理，研究发现，多环芳烃催化加氢受到活性组分的分散性和颗粒大小、载体酸性和孔道分布的影响，最后指出了加氢催化剂开发应关注的内容。

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人工湿地填料在废水中脱氮除磷的应用研究进展

尹楚杰, 吕源财, 潘文斌

现代化工. 2021, 41(7): 68-71. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.07.014

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首先对人工湿地相关概念及人工湿地植物、微生物、填料进行了阐述，着重介绍了多种人工湿地填料在除磷、除氮方面的净化效果，最后对人工湿地填料的发展前景进行了展望。

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超临界水-煤气化技术制可燃气的研究进展

孟庆云, 姜海纳

现代化工. 2021, 41(7): 72-77. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.07.015

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基于超临界水的性质及特点，重点介绍了目前超临界水-煤气化制可燃气等方面的研究现状，分别从反应物自身特性（水煤浆质量分数、煤样粒径等）与反应外部条件（气化温度、反应压力、催化剂种类、停留时间等）2个方面分析并总结了各因素对气化制可燃气的一般性影响规律。深入研究气化反应机理、在中低温环境下探索制取可燃气的最佳反应条件仍然是未来的研究重点。

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从黄金氰化渣中回收有价金属的技术进展

朱亚良, 孟凡涛, 魏春城, 胡泽政, 段旭晨, 李占冲

现代化工. 2021, 41(7): 78-81,85. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.07.016

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通过分析氰化渣的种类和特点，归纳了回收氰化渣中有价金属的几种方法，并就我国在氰化渣综合利用方面存在的问题提出了相应的建议。

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电催化氮还原合成氨催化剂研究进展

陈辉, 刘淑芝, 刘先军

现代化工. 2021, 41(7): 82-85. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.07.017

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综述了贵金属催化剂、非贵金属催化剂以及非金属催化剂在电催化氮还原反应（NRR）中的最新研究进展，并进一步对其未来发展方向进行了分析和展望。

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制氢技术发展现状及新技术的应用进展

李子烨, 劳力云, 王谦

现代化工. 2021, 41(7): 86-89,94. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.07.018

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介绍了当前制氢工业中各项技术的发展现状，包括以甲烷蒸汽重整为主的化石燃料制氢以及各种电解水制氢方法；简述了过程强化技术，展示了超重力技术与超声波技术在制氢工业中的应用；最后指出了低碳制氢技术发展的新方向。

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微球类高吸油材料的研究进展

陈国晶, 张智嘉, 李万利

现代化工. 2021, 41(7): 90-94. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.07.019

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介绍了微球类高吸油材料的吸油原理，从提高吸油材料的吸油倍率、吸油速率和可回收性3方面详细介绍了近5年国内外的研究进展，总结了微球类高吸油材料存在的问题。

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碳纳米管的改性及在水处理领域中的应用与回收

李柳, 黄李金鸿, 黄万抚, 包亚晴

现代化工. 2021, 41(7): 95-98,102. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.07.020

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介绍了改性碳纳米管的主要方法；阐述了改性碳纳米管在水处理领域的应用现状；最后，介绍了从环境中回收再生碳纳米管的主要方法并提出现存问题。

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污泥能源化技术研究进展

王杰, 熊祖鸿, 石明岩

现代化工. 2021, 41(7): 99-102. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.07.021

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总结了目前国内外关于污泥能源化利用方面的研究进展，包括污泥制氢、污泥制油、污泥制沼气、污泥制合成燃料、微生物燃料电池发电等，并对污泥处置方法未来的发展进行了展望。

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6FDA-BAPM/DABA聚酰亚胺混合基质膜的制备及其对CO₂分离性能的研究

代岩, 章星, 李伟娇

现代化工. 2021, 41(7): 103-107. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.07.022

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为了解决聚酰亚胺膜易塑化且渗透性低的问题，利用单体设计和共聚的方法制备了大体积侧基型聚酰亚胺膜[6FDA-BAPM/DABA，n（BAPM）∶n（DABA）为3∶1]，并测试了其对CO₂/CH₄等多种气体体系的分离性能。结果表明，所制备的膜具有良好的性能和抗塑化作用。在此基础上通过掺入中空多孔碳纳米球的方法制备了混合基质膜，以获得同时具有高选择性和高渗透性的气体分离膜。结果表明，掺入0.7%填料的膜具有最优性能，CO₂渗透系数达到122.85 Barrer，CO₂/CH₄选择性为63.84。

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NiTe/Ni@CC//AC/CC全固态柔性超级电容器的性能研究

钱豪, 刘湉湉, 聂仲武, 陈曙光

现代化工. 2021, 41(7): 108-112,117. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.07.023

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采用电镀和水热反应两步法制备了一种高柔性NiTe/Ni@CC超级电容器正极材料。利用X射线衍射、扫描电镜、能谱仪和电化学工作站对NiTe/Ni@CC电极进行了表征与分析。结果表明，该电极具有CC-Ni-NiTe的层次结构；在电流密度为 5 mA/cm²时，电极的面积比电容达到2.85 F/cm²；由该电极组装的NiTe/Ni@CC//AC/CC全固态柔性超级电容器在 5.57 mW/cm²的面功率密度下可提供高达0.50 mW·h/cm²的面能量密度，并且在0~90°的2 000次弯曲循环后，具有77.20%的初始电容保持率。

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静电自组装PP无纺布单宁吸附材料的制备及性能表征

应俏, 刘志达, 唐辉, 罗大伟, 李志斌

现代化工. 2021, 41(7): 113-117. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.07.024

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以聚丙烯（PP）无纺布为主体材料，利用UV辐照接枝聚合在PP无纺布表层引入第1层活性基羧基，然后通过静电自组装技术再向其引入第2层活性基芳香胺基，最后通过芳香胺基的叠氮法对明胶分子进行偶联固定，制备出对单宁具有吸附作用的新型吸附材料。通过对各步反应中间产物和吸附前后吸附材料的傅里叶变换红外光谱与扫描电镜分析，对吸附材料进行表征，最终在PP无纺布上实现各步改性反应与活性分子组装，也证实了该吸附材料对单宁具有较好的吸附能力。

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聚合金属酞菁仿生催化氧化燃油脱硫性能研究

张雨帆, 谭阿敏, 田敏, 张改

现代化工. 2021, 41(7): 118-121,127. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.07.025

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采用水热技术制备了聚合金属酞菁脱硫催化剂（MPPcTc，M=Mn²⁺、Fe²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺），利用红外光谱仪和紫外-可见分光光度计对催化剂结构进行了表征。在自然光照下，以空气中的氧分子为氧化剂，建立仿生催化氧化燃油脱硫体系，评价了催化剂对模拟燃油中噻吩的脱除活性，探讨了酞菁环共轭结构对催化氧化脱硫性能的影响。结果表明，在常温、常压下催化氧化3 h后，噻吩脱除率最高可达94.17%，实现了深度脱硫；随着酞菁环共轭体系的增大，催化活性显著提高。

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马缨丹生物炭对水中Pb (Ⅱ)污染的吸附研究

张杰, 贺敏婕, 陈可欣, 张山, 黄艺, 彭书明

现代化工. 2021, 41(7): 122-127. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.07.026

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在450℃的限氧条件下热解一种高风险的入侵植物马缨丹，成功合成了一种生物炭材料（LCB）。通过批量吸附实验探究了pH、吸附剂投加量和初始浓度等因素对LCB吸附重金属Pb²⁺的影响，并评估了LCB去除铅离子的有效性，利用SEM和EDS等对LCB的相关结构与性质进行表征。结果表明，马缨丹在制备生物炭过程中形成了丰富的孔径结构，且能有效去除水溶液中的Pb²⁺。通过Langmuir模型和拟二级动力学方程描述生物炭对铅的吸附行为，结果表明，吸附主要发生在单分子层，理论最大吸附量为75.74 mg/g，化学吸附是此过程的主要限速吸附机制。

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铁氮掺杂石墨烯的制备及其氧还原性能研究

罗迎新, 李翔, 张博稳, 颜学敏, 张研, 邓晓清

现代化工. 2021, 41(7): 128-132. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.07.027

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完美石墨烯不具有氧还原活性，掺杂石墨烯是产生氧吸附活性位、提高氧还原活性的关键。以石墨为原料，通过改进的hummers氧化还原方法得到氧化石墨烯（GO）溶液；以卟啉铁为Fe、N源，进一步制备出高氧还原催化活性的Fe、N掺杂石墨烯。结果发现，随着卟啉铁与石墨烯质量比的增加，其活性先增大后减小，当石墨烯与卟啉铁质量比为1∶4时，具有较高的催化活性。结果表明，合适的掺杂质量比有利于形成更多Fe₃C活性位点，得到较大的比表面积，从而获得高活性的掺杂石墨烯。

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稀土钐铕双核有机配合物结构和发光性能研究

李运涛, 郝瑾, 高春焕, 易志辉

现代化工. 2021, 41(7): 133-137,143. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.07.028

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以苯甲酸（BA）和邻菲罗啉（Phen）为第1和第2配体，合成了系列钐与铕双核稀土有机配合物Eu_1-xSm_x（BA）₃Phen（x=0.2，0.5，0.8）。对样品进行IR、UV/Vis、XRD、SEM、TG等分析，推测了新合成配合物的分子结构。结果表明，该系列稀土有机配合物可以有效吸收紫外光和可见光，吸收峰主要来自于有机配体BA和Phen；Sm³⁺的掺入对于Eu³⁺具有荧光增强作用，可以应用于转光剂的研究，当Sm³⁺的摩尔分数为0.5时，Eu_0.5Sm_0.5（BA）₃Phen配合物呈现良好分散的片状，发光强度达到最大；配合物具有较好的热稳定性，在一定的紫外光照射下能够发出明亮的特定颜色的光。

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一步合成ZrO₂表面包覆F、Al共掺尖晶石锰酸锂及其性能研究

周灿凯, 朱华丽, 刘俊, 唐焯林, 袁梦明, 陈召勇

现代化工. 2021, 41(7): 138-143. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.07.029

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采用喷雾干燥法制备了形貌规整、粒径分布均匀的球型前驱体，再通过煅烧制备了包覆改性复合掺杂尖晶石锰酸锂材料，利用X射线衍射（XRD）、激光粒度、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、CV测试、EIS分析、充放电测试对其结构和电化学性能进行表征，并探究了不同二氧化锆包覆质量分数对氟铝共掺杂材料性能的影响。结果表明，当二氧化锆包覆质量分数为3%时，0.1 C倍率首次放电比容量为118.5 mA·h/g，1 C倍率循环260次后放电比容量为98.2 mA·h/g，容量保持率为83.2%，相比未包覆样品的循环性能有较大提升。

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氨氮对颗粒污泥生物除磷的影响及相关机制探究

刘容麟, 王红涛

现代化工. 2021, 41(7): 144-148. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.07.030

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为探究进水氨氮（NH₄⁺-N）对颗粒污泥生物除磷的影响，构建了序批式反应器（SBR），在中温条件下考察了进水 NH₄⁺-N对生物除磷颗粒污泥的特征及其污染物去除规律的影响。结果表明，进水NH₄⁺-N质量浓度为40 mg/L时，颗粒污泥沉降性能最好、生物量最大，稳定运行期污泥体积指数（SVI）为52.9 mL/g，总悬浮固体（TSS）质量浓度达到5.7~5.9 g/L，显著高于其他组别。粒径分析表明，适当提高NH₄⁺-N质量浓度利于颗粒污泥粒径增大，且当进水NH₄⁺-N质量浓度为40 mg/L时，0.8~1.2 mm粒径占比升高至34.6%。进水NH₄⁺-N能影响颗粒污泥胞外聚合物的质量分数及组分，当进水NH₄⁺-N质量浓度为40 mg/L时，EPS质量分数可高达134 mg/g，而NH₄⁺-N质量浓度升高提高了EPS内蛋白质（PN）与多糖（PS）的比值。进水NH₄⁺-N能影响颗粒污泥对TP、NH₄⁺-N及化学需氧量（COD）的去除效率。当进水NH₄⁺-N质量浓度为40 mg/L、颗粒污泥稳定运行时，TP、NH₄⁺-N及COD的去除效率可分别达到95.8%~96.4%、95%和94.6%~95.6%。

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底物浓度和水力滞留时间对电化学厌氧消化的影响

刘海波, 龙宪钢, 许坤德, 郑金柱, 李建昌

现代化工. 2021, 41(7): 149-152,157. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.07.031

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采用电化学厌氧消化（EAD）连续发酵工艺，以乙酸钠为底物，在温度为35℃、pH为中性的条件下，考察底物质量浓度和水力滞留时间对电化学厌氧消化的影响，分析了不同条件下的产气量、气体含量、底物利用率及产甲烷转化率。结果表明，当底物质量浓度从15 g/L增加到25 g/L时，甲烷体积分数先增加后减少，甲烷产率一直降低，导致电化学厌氧消化的降解效果降低。延长水力滞留时间能提高电化学厌氧消化的效果，促进底物在反应体系内的充分氧化分解，提高甲烷产率，但反应器运行效率会减小。

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乙二醛硝酸氧化连续流合成乙醛酸的研究

刘建武, 严生虎, 张跃

现代化工. 2021, 41(7): 153-157. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.07.032

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以乙二醛为底物、硝酸为氧化剂、亚硝酸钠为引发剂、盐酸为助催化剂，在具有特殊微结构的金属微通道反应器内连续生成乙醛酸。考察了物料摩尔比、硝酸质量分数、引发剂摩尔分数、助催化剂摩尔分数、温度和停留时间对反应的影响，结果表明，n（HNO₃）∶n（乙二醛）∶n（NaNO₂）∶n（HCl）=0.85∶1∶0.15∶0.2、硝酸质量分数为35%、温度为55℃、时间为2 min时，乙二醛转化率为80.3%，乙醛酸选择性达78.3%。与间歇反应相比，连续流微通道反应具有停留时间短、强传质传热的特点，大大缩短了反应时间，提高了反应效率，克服了硝化反应过程中出现的飞温现象，提升了本质安全等级，实现了乙二醛硝化的绿色安全高效合成。

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弱酸性溶液中快速制备PS/SiO₂空心微球及其应用研究

张卫红, 黄四平, 胡江山, 艾星彤

现代化工. 2021, 41(7): 158-163. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.07.033

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以聚乙烯吡咯烷酮为稳定剂，通过乳液聚合法合成了单分散聚苯乙烯（PS）微球。以PS微球为种子，在弱酸性溶液及不同温度下水解正硅酸乙酯（TEOS），一步合成了具有PS和SiO₂复合壳层的空心微球。研究了溶液pH及反应温度对微球空心度的影响，结果表明，能否得到空心微球受制于不同pH及温度下TEOS水解、缩聚速率以及所生成的纳米SiO₂对PS微球的包覆程度，溶液pH为3.0左右时，室温下反应就可以得到空心微球；pH升高至4.0~5.0时，反应温度达到40℃以上才可以得到空心微球；pH达到6.0时即使升温至50℃以上也无法得到空心微球。通过实验证实了空心SiO₂微球镀层不仅对玻璃具有增透效果，还可以使玻璃表面呈现出超亲水性。

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甘蔗渣纤维素吸油材料的制备及性能研究

潘奕雯, 刘琦, 杨舒涵, 李海峰, 刘长发, 郑丽娜

现代化工. 2021, 41(7): 164-168,173. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.07.034

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在1-丁基-3-甲基氯咪唑（[Bmim]Cl）离子液体均相反应介质体系下，以易改性甘蔗渣为原材料，经1%的NaOH预处理后，选用N，N'-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）为交联剂、过硫酸铵（APS）为引发剂、甲基丙烯酸甲酯（MMA）为单体，采用均相接枝共聚制备天然纤维素基吸油材料。探究接枝反应中单体、引发剂、交联剂用量以及反应时间和反应温度对接枝效果的影响。采用SEM、FT-IR和XRD对甘蔗渣纤维素接枝前后的形态、结构以及结晶度进行表征，结果表明，接枝共聚物表面变粗糙且结晶度降低已成功接枝。最优条件下所制备甘蔗渣纤维素接枝率可达471.25%，水面浮油回收率为22.56 g/g，吸水率为2.55 g/g。通过均相共聚法实现对甘蔗渣的化学改性，所制备的吸油材料可应用于海洋石油污染处理。

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Pd/ZSM-5/堇青石整体式催化剂对甲苯的催化降解性能研究

杨玉玲, 周家斌, 陈东, 刘速

现代化工. 2021, 41(7): 169-173. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.07.035

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以蜂窝状堇青石为载体，采用聚乙烯醇（PVA）溶液辅助涂覆法制备Pd/ZSM-5/堇青石整体式催化剂，利用XRD、N₂吸附-脱附、SEM等方法对催化剂结构和性质进行表征。通过气相色谱分析催化剂对甲苯降解效果，考察了Pd的质量分数、堇青石煅烧时间及浆料涂覆次数对催化降解甲苯性能的影响。结果表明，ZSM-5分子筛具有较大比表面积，能有效负载Pd，在粘结剂的作用下与堇青石载体有效结合；制备的5% Pd/ZSM-5/堇青石对甲苯的催化降解效果最好，T₅₀和T₉₀分别为275℃和313℃；堇青石焙烧时间4 h的催化效果最好；负载5% Pd质量分数的分子筛对堇青石涂覆6次时性能最优，制备的Pd/ZSM-5/堇青石整体式催化剂显示出良好的催化氧化甲苯活性。

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Mg (NO₃)₂对煤基活性炭及其催化甲烷裂解制氢的影响

罗化峰, 李通达, 乔元栋, 宁掌玄, 薄春丽

现代化工. 2021, 41(7): 174-178. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.07.036

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为改善煤基活性炭（AC）催化甲烷裂解的活性和稳定性，通过在煤中原位添加Mg（NO₃）₂和KOH的方法制备出一种新型煤基活性炭（xMg-AC）。利用FT-IR、XRD、SEM等对其进行表征及分析，结果表明，煤原位添加Mg（NO₃）₂可以提高 xMg-AC表面的含氧基团浓度和炭结构的无序性。在催化甲烷裂解制氢过程中，xMg-AC较AC具有更高的转化率和更多的碳纤维，其中5Mg-AC的催化效果最佳。

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Ni/γ-Al₂O₃的制备及其催化邻苯二甲酸二异壬酯加氢的研究

钱俊峰, 张益峰, 韦梅峻, 钟兆雅, 何明阳, 陈群

现代化工. 2021, 41(7): 179-184. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.07.037

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采用等体积浸渍法制备不同镍质量分数的Ni/γ-Al₂O₃催化剂，利用XRD、SEM、BET、H₂-TPR和NH₃-TPD等对其进行一系列表征，评价其催化邻苯二甲酸二异壬酯的加氢性能，30% Ni/γ-Al₂O₃表现出优异的催化活性。同时，考察了Ni/γ-Al₂O₃催化剂的焙烧温度和还原温度对邻苯二甲酸二异壬酯加氢的性能影响，结果表明，在催化剂焙烧温度为500℃、还原温度为450℃的最佳条件下，环己烷-1，2-二甲酸二异壬酯的收率为85.74%。对邻苯二甲酸二异壬酯的加氢工艺进行优化，在温度为160℃、压力为7 MPa、空速为0.25 h^-1和氢油比为1 500∶1的条件下，邻苯二甲酸二异壬酯加氢效果最佳，反应的收率高达93.53%。

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TBP为萃取剂分离废磷酸铁锂电池中金属锂的研究

王艺博, 阮久莉, 郭玉文, 姚扬, 李妍林

现代化工. 2021, 41(7): 185-190. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.07.038

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LiFePO₄/C粉末盐酸浸出液中主要离子为Li⁺、Fe³⁺与少量的Cl^-，符合TBP萃取Li⁺必须存在过渡族金属离子与Cl^-的理论。探究了TBP萃取Li⁺的机制以及氯离子供给剂、Fe³⁺/Li⁺摩尔比、Cl^-浓度与Li⁺浓度对萃取的影响，得到Li⁺最佳萃取分离条件。结果表明，以FeCl₃+AlCl₃为氯离子供给剂，模拟配制酸浸出液中Li⁺是以[LiFeCl₄]·nTBP的络合形式被萃取；TBP萃取Li⁺的最佳条件为：溶液中Fe³⁺/Li⁺摩尔比为1.5、Cl^-浓度为5 mol/L、Li⁺质量浓度为1 g/L；当相比（O/A）为0.5时，在最佳条件下TBP对LiFePO₄/C粉末盐酸浸出液中Li⁺的二级萃取率达到92%以上，以6 mol/L盐酸为反萃剂三级反萃后Li⁺反萃率约为93%，反萃后有机相中Fe³⁺等杂质质量分数低于1%。该方法使废旧磷酸铁锂电池中的锂分离率达到83%以上，实现废旧磷酸铁锂电池中金属锂资源再生的目的。

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Na₃CrV (PO₄)₃@C钠离子电池正极材料的制备及其性能研究

张铭传, 程嘉霖, 卢锋奇

现代化工. 2021, 41(7): 191-196,204. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.07.039

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采用溶胶-凝胶法合成了NASICON结构Na₃CrV（PO₄）₃@C钠离子电池正极材料，所包覆的碳源为聚乙烯吡咯烷酮（PVP-K30）和柠檬酸。通过XRD、Raman、XPS、TGA、SEM等对材料的结构组成和形貌进行表征，同时组装成扣式电池进行电化学性能测试，观察碳包覆对Na₃CrV（PO₄）₃正极材料电化学性能的改善情况。结果表明，碳包覆之后材料的比容量显著提高，当电压范围为1.3~4.3 V时，材料在1 C的倍率下循环100圈后拥有167 mA·h/g的放电比容量，在20 C大倍率下循环500圈后拥有90 mA·h/g的放电比容量。

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延长气田新型缓蚀剂现场应用效果评价

崔铭伟, 封子艳, 刘其鑫

现代化工. 2021, 41(7): 197-204. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.07.040

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为提高气井腐蚀防护效果，现场验证了一种新型缓蚀剂的缓蚀效果。选择4口实验井，优选加注方式、注入点及计算合适加注量，分别采用挂片失重分析、SEM、EDS及XRD等评价手段分析缓蚀剂的现场应用效果和缓蚀原理。结果表明，加注缓蚀剂后，不同材质实验井的缓蚀效率大都在80%以上，加注缓蚀剂对20^#钢的缓蚀性能与N80的接近，挂片表面均覆盖了一层较为致密、鳞次状明显的腐蚀产物且分布均匀，均优于对16Mn的缓蚀性能，缓蚀剂对实验井的选择性不明显；20^#钢与N80钢腐蚀产物中O元素以及Cl元素含量明显减少；16Mn钢腐蚀产物中O元素含量较高，存在明显的堆积现象，局部腐蚀较多，但蚀坑直径较小；腐蚀产物中垢样含量升高，腐蚀产物含量降低，表明缓蚀剂起到了较好的缓蚀效果。

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微反应器中合成二甲基二烯丙基氯化铵的研究

李忠于, 黄伟, 管庆宝, 秦涛

现代化工. 2021, 41(7): 205-207,213. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.07.041

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利用微反应器设计了连续合成二甲基二烯丙基氯化铵的新工艺，考察了反应温度、物料摩尔比、停留时间对反应的影响，并通过单因素条件对实验工艺进行优化。结果表明，较优的实验条件为：n（二甲胺）∶n（氢氧化钠）∶n（氯丙烯）=1∶1∶2.1、反应温度为45℃、停留时间为11 min，此时产品收率为92%。与传统间歇"一步法"工艺相比，该微反应工艺简化了操作，缩短了反应时间，并且提高了收率。

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复合胶束模板法制备碳酸钙中空微球的研究

陈义雯, 王百年, 童佳佳, 杨保俊, 谢磊

现代化工. 2021, 41(7): 208-213. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.07.042

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以碳酸钠和氯化钙为原料、十二烷基磺酸钠（SDS）和聚乙二醇（PEG）为晶型控制剂，采用复分解方法制备了碳酸钙中空微球。利用FESEM、FETEM、XRD和FT-IR等分别对样品的形貌、结构和晶型进行表征，并考察了反应温度、晶型控制剂添加量对碳酸钙晶体形貌的影响。结果表明，当反应温度为20℃、SDS浓度为0.05 mol/L、PEG质量浓度为20 g/L时可制备出具有纯相方解石晶型的碳酸钙中空微球。初步机理分析表明，阴离子表面活性剂SDS与非离子型表面活性剂PEG间的相互作用形成复合胶束，对碳酸钙的形貌生长有重要影响。

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基于二氧化碳返炉的煤制天然气联产甲醇和乙二醇工艺研究

刘阳, 吴秀章, 刘永健, 王波

现代化工. 2021, 41(7): 214-218. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.07.043

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针对某13亿m³/a典型煤制天然气联产甲醇和乙二醇工艺系统进行分析，挖掘该工艺存在的问题以及优化空间。在此基础上，提出了基于二氧化碳返炉的煤制天然气联产甲醇和乙二醇工艺，并利用模拟计算方法得到工艺的物料平衡和能量平衡数据。经分析，相比于典型煤制天然气联产甲醇和乙二醇工艺，基于二氧化碳返炉的煤制天然气联产甲醇和乙二醇工艺年可提升收益1.99亿元左右，表明将二氧化碳返炉技术集成于煤制天然气联产甲醇和乙二醇工艺更具有经济优势。

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厌氧颗粒污泥启动及菌群结构变化研究

王文奇, 师辰艺, 刘明庆, 范梦婕, 刘济宁, 陈英文

现代化工. 2021, 41(7): 219-224,227. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.07.044

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利用升流式厌氧污泥床（UASB），以精对苯二甲酸（PTA）废水为降解对象，在中温条件（30℃）下研究PTA废水方式的启动和葡萄糖方式的启动及菌群结构变化。实验结果表明，葡萄糖启动方式和PTA废水启动方式均可成功启动UASB反应器，葡萄糖启动完成后COD去除率在75%左右，TA去除率约为65%；PTA废水启动完成后COD去除率在63%左右，TA去除率在53%左右。通过对比发现，葡萄糖启动方式更容易启动UASB反应器，且降解效率高。对葡萄糖启动方式过后的污泥进行微生物多样性分析发现，门类上，污泥样主要以Chloroflexi（绿弯菌门）、Proteobacteria（变形菌门）、Actinobacteria（放线菌门）和Bacteroidetes（拟杆菌门）为主；而在种属中，污泥样主要以norank＿f＿norank＿o＿SBR031、norank＿f＿Bacteroidetes＿vadinHA17、Propioniciclava、Anaerolineaceae、Syntrophus、Anaerolinea、Georgenia、Longilinea为主。

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新型络合铁催化剂在焦炉煤气净化中的研究

李飞, 谷小虎, 王旭峰, 周云辉

现代化工. 2021, 41(7): 225-227. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.07.045

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以焦炉煤气为原料气，在实验室中对络合铁催化剂进行适应性研究，分析了络合铁催化及脱除H₂S机理。并在焦化企业脱硫装置进行了工业试用，考察了pH、氧化还原电位、再生空气量对脱硫过程的影响，结果表明，在使用了络合铁催化剂后，焦炉煤气中硫化氢含量从2.0~4.0 g/m³降到20 mg/m³以下，脱硫装置运行稳定，无脱硫废液排出。

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新型苯预处理钌脱硫催化剂的工业化使用

葛昕, 常钫芳

现代化工. 2021, 41(7): 228-230. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.07.046

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环己烯水合法是制备己内酰胺的主流工艺路线，其中环己烯通常由苯加氢生成，苯中微量的硫可能会导致苯加氢钌催化剂中毒，影响催化剂寿命。提出了一种新的苯预处理脱硫催化剂装填方案，对比了钌脱硫催化剂和钯脱硫催化剂的运行数据，介绍了钌脱硫催化剂的再生方案，总结和展望了目前钌脱硫催化剂的研究现状和发展方向。

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金属烧结滤芯用于多晶硅氯硅烷净化放大研究

刘见华, 万烨, 赵雄, 赵宇, 周勇毅, 严大洲

现代化工. 2021, 41(7): 231-233. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.07.047

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采用金属粉末烧结滤芯对多晶硅制备干法回收工序的氯硅烷进行中试净化研究，在相同过滤精度和面积下，对比处理量对初始过滤压降和不同滤饼剥离方式对剥离率的影响。结果表明，当原料颗粒浓度为235 g/m³、采用液相反冲滤饼剥离方式时，出口颗粒平均浓度为2.1 g/m³，过滤效率为99.1%。

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金纳米团簇/碳量子点比率型荧光探针在Pb²⁺检测中的应用

雷霞, 李鸿昌, 孙晓燕, 胡云楚, 文瑞芝

现代化工. 2021, 41(7): 234-238. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.07.048

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合成了金纳米团簇（GSH-AuNCs）和碳量子点（CDs）2种荧光纳米材料，分别对其进行光学、形貌表征。进一步构建金纳米团簇/碳量子点比率型荧光探针，根据Pb²⁺对CDs/AuNCs荧光探针的高选择性荧光增强作用，将CDs作为参比探针，GSH-AuNCs作为响应探针，利用GSH-AuNCs（580 nm）与CDs（450 nm）的荧光强度比值（F=F₅₈₀/F₄₅₀）的变化情况来高灵敏度的检测Pb²⁺含量。在浓度为20~700 nmol/L围内，CDs/AuNCs荧光探针检测Pb²⁺的线性方程为F₅₈₀/F₄₅₀=0.008 97[Pb（Ⅱ）]+2.727 7（R²=0.994 6），LOD=3.9 nmol/L，并对该比率型荧光探针的构建和检测机制进行了探究。最后将该探针应用于实际水样中Pb²⁺的检测，加标回收率在90.7%~117.1%，说明该探针具有潜在的应用价值。

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铕金属-有机框架材料在荧光传感中的研究进展

赵小杨, 王佳, 杨启山

现代化工. 2021, 41(7): 239-244. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.07.049

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综述了近年来国内外关于Eu-MOFs用于阴阳离子、有机小分子、硝基芳香化合物检测的研究成果。镧系有机框架材料（Ln-MOFs）具有丰富多样的拓扑结构和独特的发光性质，可对众多分子、离子形式存在的有害污染物、危险品实现高效的荧光检测，在人体健康、生态环境的保护方面具有重大意义。其中，以铕离子（Eu³⁺）为中心构筑的MOF具有更强的抗干扰能力以及更高的检测灵敏度，是一种极具潜力的高效荧光探针。最后对Eu-MOFs未来发展趋势进行了展望。

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电感耦合等离子体质谱/发射光谱法测定地球化学样品前处理条件的优化选择

张元, 赵文志, 梁中恺, 孙彦峰, 谢旭, 李明亮

现代化工. 2021, 41(7): 245-250. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.07.050

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通过改变混合酸（盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸）中高氯酸的比例，采用石墨管加热消解和电热板加热消解2种方式，残渣用逆王水提取，3%稀硝酸定容测定，建立了一种理想的酸分解方法用于电感耦合等离子体质谱/发射光谱法（ICP-MS/OES）测定地球化学样品主、次、痕量元素。结果表明，当使用10 mL逆王水、5 mL氢氟酸、石墨管加热消解（加入2~3 mL高氯酸），或电热板加热消解（加入3~4 mL高氯酸分解试样），使用10 mL 50%逆王水提取，对主、次、痕量元素分解效果都有提高，尤其对主量元素分解效果的提高最为明显。测定结果显示，5种元素方法检出限在0.011~42.8 μg/g，相对标准偏差（n=9）在2.06%~7.56%，精密度和准确度均满足地质实验室质量管理规范要求，可快速、准确测定地球化学样品中的多元素。

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2021年, 第41卷, 第7期　刊出日期：2021-07-20

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