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   现代化工
  2021年, 第41卷, 第9期 刊出日期:2021-09-20 上一期    下一期
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专论与评述
煤制天然气企业现状分析及脱困思路 收藏
孔秋生, 胡四斌
现代化工. 2021, (9): 1-4,10.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.09.001
摘要 ( 992 )     PDF (1305KB) ( 78 )  
目前国内煤制天然气企业经济效益不乐观,实际产量低、综合成本较高、成本与售价倒挂、生产运营困难。分析了煤制天然气示范项目生产运营困难的四大主要原因;提出解决现有煤制天然气企业生存问题的思路,一方面需从降低成本和投资、切实提高效益、提高煤制天然气企业竞争力,另一方面则需要切实解决调峰困难、解决企业开工时间不足、产能闲置的困境。从技术升级改造及调整产品结构方面入手,提出了4种不同产品技术路线对现有煤制天然气企业的主工艺装置进行技术改造升级,以期打破煤制天然气企业困境,为企业生存解困,实现企业良性发展。
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高炉炼铁烟尘资源综合利用现状及展望 收藏
阮久莉, 王艺博, 姚扬, 郭玉文
现代化工. 2021, (9): 5-10.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.09.002
摘要 ( 1159 )     PDF (1306KB) ( 60 )  
高炉炼铁烟尘是钢铁行业产生量较大的一类工业固废,因其含锌、铅、铁、碳等元素,既存在一定的环境风险,又具有潜在的资源回收价值。通过梳理高炉炼铁烟尘的综合利用发展历程,分析高炉炼铁烟尘综合利用相关政策、标准体系和工艺技术现状,并结合国家新时代下的发展战略提出未来高炉炼铁烟尘绿色化、低碳化综合利用的新思考,为我国高炉炼铁烟尘资源综合利用的新发展提供科学参考。
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重油临氢/供氢热裂化技术中国专利总览 收藏
牛承祥, 宋彬, 徐典宏
现代化工. 2021, (9): 11-16.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.09.003
摘要 ( 987 )     PDF (1581KB) ( 39 )  
借助专利信息服务平台的分析工具,从申请趋势、来源国分布、技术布局、申请人、专利功效矩阵等角度分析了重油临氢/供氢热裂化技术的相关专利文献。分析结果表明,临氢/供氢热裂化技术已进入了衰退期,专利技术大部分集中在中国石化、中国石油和部分国内私企手中,而国外大公司在中国的专利布局意识不强烈;目前研究开发的重点是临氢/供氢热裂化与其他炼油工艺的组合工艺技术以及催化剂体系的改进技术,中国石化在该领域布局早、申请量大、综合实力较强。
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技术进展
联合深海地热开采天然气水合物技术展望 收藏
王维希, 张春生, 吴颜雄, 张审琴, 夏晓敏
现代化工. 2021, (9): 17-21.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.09.004
摘要 ( 972 )     PDF (1402KB) ( 2 )  
概述了天然气水合物(NGH)和地热能的概况及可燃冰的主要开发方式,着重介绍了联合深海地热开采可燃冰技术,并从技术、地理、资源及经济等多方面分析了该联合技术的优势,同时指出了其在技术、投资及地质风险层面存在的不足和挑战,最后指明了该联合工艺技术的发展前景。
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CO2置换开采海域天然气水合物联合技术展望 收藏
徐栋, 陈映赫, 韩旭波, 郝国宇, 陆俊波, 兰天庆
现代化工. 2021, (9): 22-26,32.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.09.005
摘要 ( 1062 )     PDF (1953KB) ( 3 )  
介绍了天然气水合物(NGH)的储量、分布及物化性质,对比了不同NGH开采方式的优缺点,着重论述了CO2开采可燃冰与海洋封存联合技术,分析了该技术在能源、地质、经济与环境方面的优势,指出了其在技术、投资、环保与政策方面存在的不足和面临的挑战,最后展望了其发展前景。
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低温制备无机钙钛矿电池材料的研究进展 收藏
张俊森, 符昊, 龚丽
现代化工. 2021, (9): 27-32.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.09.006
摘要 ( 1063 )     PDF (4537KB) ( 2 )  
为了降低能耗,同时满足柔性器件的制作需求,低温(≤ 200℃)制备无机钙钛矿材料至关重要。介绍了低温制备无机钙钛矿电池材料的研究进展,总结了在低温下制备无机钙钛矿电池材料的方法,并对无机钙钛矿电池材料的低温制备以及无机钙钛矿太阳能电池的发展做出了展望。
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酸性环境下用于溶剂脱水的沸石分子筛膜的研究进展 收藏
严浩军, 高飞翎, 胡华杰, 柳平英, 张秋菊, 孔春龙
现代化工. 2021, (9): 33-37,42.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.09.007
摘要 ( 926 )     PDF (3119KB) ( 2 )  
综述了耐酸的亲水性沸石分子筛膜材料的最新研究进展,介绍了其在酸性环境下有机溶剂脱水工业上应用的研究现状,分析了进一步提高酸稳定性的设计方法,并对实现工业化大规模生产需要解决的关键问题进行了总结,展望了未来低成本绿色酸性溶剂脱水的发展趋势。
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光催化涂层/薄膜材料的制备工艺及其结构调控研究进展 收藏
李大玉, 周逸文, 梅昕, 张超
现代化工. 2021, (9): 38-42.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.09.008
摘要 ( 944 )     PDF (1304KB) ( 4 )  
光催化涂层/薄膜的材料体系包括氧化物、硫化物、氮化物、磷化物及其表面改性和新兴的材料体系。光催化涂层/薄膜的制备工艺主要包括液相法、气相法和电化学法等,指出各工艺利弊和制备工艺对薄膜光催化性能的影响。介绍了光催化涂层/薄膜材料的某些特殊微纳结构(核壳结构及中空结构、介孔结构、碳包覆结构)及其结构调控的方法;总结展望了光催化涂层/薄膜材料在制备、结构调控及其应用方面存在的问题及未来的发展趋势。通过对制备工艺和材料体系的研究设计,提高光利用率,实现光催化薄膜的结构和性能等方面的调控,未来光催化涂层/薄膜材料应向着可持续的产业化方向不断发展。
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用于CO氧化的铜基催化剂研究进展 收藏
李世豪, 刘保林, 李怡招, 黄雪莉, 刘成龙
现代化工. 2021, (9): 43-47.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.09.009
摘要 ( 914 )     PDF (4789KB) ( 3 )  
系统地介绍了用于CO氧化的催化剂种类、反应类型和反应机理,着重对铜基催化剂(单金属氧化物、双金属氧化物、多金属氧化物)用于该反应的研究进展进行总结,分析了对催化性能产生影响的因素,并在此基础上,对铜基催化剂用于CO氧化的研究方向进行了展望。
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金属锂二次电池负极的研究进展 收藏
李冲, 谢德龙, 谢于辉, 朱远蹠, 吴华, 梅毅
现代化工. 2021, (9): 48-51,56.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.09.010
摘要 ( 883 )     PDF (2419KB) ( 2 )  
针对金属锂负极在恒电流充放过程中面临的SEI膜破裂和锂枝晶生长会极大降低电池的使用寿命和倍率性能,并且具有较大安全隐患的问题,分别从SEI膜设计、电解质改性和金属锂负极结构设计3个方面综述了相关研究进展,为今后高容量金属锂电池的研究提供了参考和思路。
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纳米纤维素增强天然高分子材料的研究进展 收藏
董峰
现代化工. 2021, (9): 52-56.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.09.011
摘要 ( 1053 )     PDF (2339KB) ( 3 )  
总结了纳米纤维素晶体和纳米纤维素纤丝作为增强材料在天然高分子材料中的最新发展和应用。对比了生物质基纳米纤维素的原料来源、制备方法和形貌尺寸,总结2种纳米纤维素的性能特点,分类探讨了2种纳米纤维素对天然高分子材料的机械性能、阻隔性能、吸水性能和热稳定性的增强效果。纳米纤维素具有纳米尺度、高结晶性和形成氢键的能力,与基体高分子形成强大的氢键网络结构,可以显著提高基体材料的相关性能。纳米纤维素增强天然高分子材料在着重强调机械性能和阻隔性能的包装材料行业具有巨大发展潜力。
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含油污泥催化热解技术研究进展 收藏
张磊, 谭潇, 齐随涛
现代化工. 2021, (9): 57-60.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.09.012
摘要 ( 883 )     PDF (1275KB) ( 2 )  
简述了含油污泥的成分来源及处理方法,着重介绍了目前国内外催化热解技术中常用催化剂的不同种类及优缺点,比较了相关研究中金属负载分子筛类催化剂的催化活性,探讨了催化剂活性和选择性的影响因素及机理,最后对含油污泥催化热解技术在提升产品质量、连续催化热解反应和重金属处理的未来发展做出展望。
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重金属-石油烃复合污染土壤植物修复技术研究 收藏
郭志红, 张淑琴, 王莎, 任大军, 张晓晴
现代化工. 2021, (9): 61-64,69.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.09.013
摘要 ( 905 )     PDF (1631KB) ( 2 )  
综述了重金属、石油烃及重金属-石油烃复合污染的危害,分析总结了土壤重金属-石油烃复合污染植物修复技术的原理、适用范围、优缺点及应用,旨在为重金属-石油烃复合污染土壤植物修复提供科学参考。
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放射性去污可剥离膜的研究进展 收藏
张慧媛, 何勇, 张红兴, 习海玲, 朱文超
现代化工. 2021, (9): 65-69.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.09.014
摘要 ( 1051 )     PDF (1817KB) ( 2 )  
针对传统放射性去污方法普遍存在去污废液量大、损伤装备表面、不适用于大型机械化操作等问题,综述了放射性去污可剥离膜领域国内外最新的研究进展,讨论归纳了其去污特点,展望了其发展趋势和前景。
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CO2抽取地热联合驱油封存一体化技术进展 收藏
廖石宝, 周玉辉, 李伯英
现代化工. 2021, (9): 70-74.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.09.015
摘要 ( 832 )     PDF (2639KB) ( 4 )  
概述了干热岩的分布及形成原因,简述了国内外干热岩勘探开发的现状,对比了CO2开发干热岩与常规开发技术,以CO2应用技术为切入点,提出了注二氧化碳循环热交换(CO2-EGS)-二氧化碳强化采油(CO2-EOR)-二氧化碳封存(CCS)联合技术,从多方面因素考虑,分析了该联合技术的优越性,概括了其在技术、投资及地质风险和环境保护等方面存在的不足和挑战。此联合技术是碳捕获、利用与封存技术(carbon capture,utilization and storage,CCUS)的有益补充。
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科研与开发
高灵敏、可穿戴生物质炭基柔性压力传感材料的制备与性能研究 收藏
秦磊, 任汝全, 钟演, 樊永明
现代化工. 2021, (9): 75-80.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.09.016
摘要 ( 920 )     PDF (6333KB) ( 2 )  
杜仲残渣(EUR)是杜仲胶提取过程剩余的废弃物,是一种廉价、可再生、环境友好的资源,以其炭化物为导电材料、聚二甲基硅氧烷(PDMS)为柔性基质,制备了廉价、对人体友好的复合柔性压阻式传感材料,并对材料结构以及压敏性进行了表征,测试了该压力传感材料从0到14 kPa的响应特性。结果表明,在0.3 kPa应力下具有高的灵敏度(142.1 kPa-1),所制备的CEUR/PDMS材料对应力变化响应稳定并具有良好的耐久性;该复合传感材料对手持不同质量烧杯、手机振动以及书写信号具有良好的响应。该复合材料制备工艺简单、成本低、响应性能优异且对人体无害,在可穿戴和监测人体活动等领域具有广泛的应用前景。
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磷氮协同本征阻燃剂的制备及其阻燃丙烯酸酯的研究 收藏
姜豪, 朱苗苗, 朱远蹠, 谢于辉, 谢德龙, 梅毅
现代化工. 2021, (9): 81-85,91.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.09.017
摘要 ( 871 )     PDF (3997KB) ( 2 )  
以苯膦酰二氯和丙烯酰胺为原料,通过"一步法"成功合成出一种氮磷协同本征阻燃剂1,3-二丙烯酰-苯基磷酰胺(BPOAM)。利用FT-IR、1H和31P核磁共振波谱对其结构进行表征。通过乳液聚合法将BPOAM与甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯聚合制备阻燃型丙烯酸酯共聚物。采用TG、LOI值测试和锥形量热测试等方法对共聚物的热稳定性、阻燃性能进行研究。结果表明,当BPOAM质量分数为14%时,其残炭量达到21.8%,LOI值增加了4.8%,火灾性能指数提高了55%,热释放速率峰值和总热释放量分别降低了28.53%和41.35%。
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原位合成Cu-Fe3O4@花生壳炭及其非均相Fenton催化降解罗丹明B的研究 收藏
张宇, 毛磊, 张春桃, 梁文懂
现代化工. 2021, (9): 86-91.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.09.018
摘要 ( 847 )     PDF (2557KB) ( 3 )  
以花生壳炭(PAC)为载体,采用溶剂热法原位合成了Cu-Fe3O4@PAC,并用于非均相Fenton催化降解罗丹明B溶液。利用SEM、XRD、氮气吸附-脱附和XPS方法对合成的催化剂进行表征和分析。结果表明,将纳米Cu-Fe3O4负载于花生壳炭后,纳米Cu-Fe3O4的团聚程度减小、分散程度增大、结晶度明显降低,晶相结构为单质铜和Fe3O4,Cu-Fe3O4@PAC表面富含Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)和Cu(0)位点,有效提高了对罗丹明B的降解性能。在纳米Cu-Fe3O4@PAC质量浓度为0.3 g/L、H2O2浓度为20 mmol/L、溶液pH为4.5、反应温度为35℃、反应时间为2 h的条件下,罗丹明B降解率达91.4%,一级反应速率常数为0.020 7 min-1,比无花生壳炭载体的纳米Cu-Fe3O4对罗丹明B的降解率增加了26.8%。
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SOFC阴极材料La1.5Ba0.1Sr0.4CoMO5+δ的制备及性能研究 收藏
程旭, 李松波, 安胜利, 杜旭
现代化工. 2021, (9): 92-95.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.09.019
摘要 ( 862 )     PDF (3272KB) ( 3 )  
采用溶胶-凝胶法合成中低温固体氧化物燃料电池(IT-SOFC)阴极材料La1.5Ba0.1Sr0.4CoMO5+δ(M为Co、Cu、Fe、Ni)(LBSCM),通过X射线衍射(XRD)、热膨胀系数(TEC)测试、扫描电镜(FESEM)、直流四电极法对材料的微观结构及电性能进行研究。XRD分析结果表明,溶胶-凝胶法制备的LBSCM均为双钙钛矿结构,阴极粉体颗粒大小较均匀、致密度较高。利用直流四电极法测试了阴极材料LBSCM的电导率,结果表明,在测试温度400~800℃下,LBSCM(M=Fe)导电机制符合小极化子导电理论,而LBSCM(M为Co、Cu、CuFe)电导率随着测试温度的升高逐渐减小,表现为类金属导电机理,其中电导率最大的是LBSCM(M=Co),在400℃达到了1 204 S/cm。热膨胀系数研究结果表明,掺杂Cu、Fe、Ni的LBSCM阴极材料热膨胀系数均明显降低。
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氧化石墨烯/SiO2复合材料改性水性聚氨酯的制备及性能研究 收藏
马懿卿, 冯新根, 马清杰, 张瑶, 王磊, 赖小娟, 张引引
现代化工. 2021, (9): 96-100.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.09.020
摘要 ( 833 )     PDF (3082KB) ( 2 )  
将自制杂化材料SiO2-GO加入水性聚氨酯(WPUA)中,制备了SiO2-GO/WPUA复合乳液,研究了该复合乳液及其胶膜的结构及性能。改性后GO与SiO2表面活性基团之间存在相互作用,SiO2更好地阻隔了GO的团聚,实现GO有效地剥离。随着SiO2-GO填料的增加,SiO2-GO/WPUA复合乳液的粒径逐渐增大。由热失重、拉伸测试可知,SiO2-GO杂化填料的加入,可提高SiO2-GO/WPUA的力学性能和热稳定性。当SiO2-GO填料质量分数为0.7%时,复合胶膜的拉伸强度为50.14 MPa。TG测试结果表明,在热分解率为30%、50%时,SiO2-GO/WPUA膜比WPUA的分解温度分别提高了28、46℃。SiO2-GO/WPUA胶膜耐热性优于WPUA胶膜。
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磷石膏复合胶凝材料的制备及胶结过程研究 收藏
魏兴, 郑光亚, 何宣志, 张志远, 张云开, 夏举佩
现代化工. 2021, (9): 101-106.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.09.021
摘要 ( 962 )     PDF (4560KB) ( 2 )  
为了促进磷石膏资源化利用,以磷石膏、无水石膏、钢渣和P·Ⅱ52.5水泥为原材料,通过复配方法制备磷石膏复合(PSGW)胶凝材料并对其水化胶结过程进行研究。结果表明,当磷石膏质量分数为35%、无水石膏质量分数为5%、钢渣质量分数为10%、P·Ⅱ52.5水泥质量分数为50%时,制备出的PSGW胶凝材料3 d抗折强度为4.9 MPa、抗压强度为35.3 MPa;28 d抗折强度为6.9 MPa、抗压强度为51.5 MPa、软化系数为0.88,满足P·O42.5 R等级要求。通过对PSGW胶凝材料进行XRD、FT-IR和SEM表征分析发现,该体系水化产物主要为棒状钙矾石、板块状水化硅酸钙、氢氧化钙和重结晶的二水硫酸钙。
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改性不同形貌天然黏土负载纳米金催化剂的制备及催化性能研究 收藏
谢艳玲, 祝琳华, 司甜
现代化工. 2021, (9): 107-111,117.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.09.022
摘要 ( 802 )     PDF (5884KB) ( 3 )  
以有机硅烷接枝改性埃洛石纳米管(HNTs)和层状高岭土(Kaolin)为纳米金的载体、氯金酸为前体,通过液相还原法制备得到负载型金催化剂。以环己烷液相选择性氧化为模型反应,考察了还原剂的种类和载体的形貌对金催化剂催化性能的影响。结果表明,当纳米金的理论负载质量分数为1.5%时,以管状埃洛石为载体、NaBH4为还原剂制备得到的金催化剂样品1.5% Au/AE-HNTs上纳米金呈高度分散状态,平均粒径为2.6 nm;在模型反应中催化氧化性能较好,其中KA油的选择性达到83.06%,环己烷的转化率达到9.6%,且XPS表征结果显示Au0为主要催化活性价态。
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EPS有机质对土壤重金属的吸附效果及机理研究 收藏
葛亚男, 张弛, 张聪政, 黄伟
现代化工. 2021, (9): 112-117.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.09.023
摘要 ( 965 )     PDF (2262KB) ( 2 )  
为了研究污泥胞外聚合物(EPS)对土壤重金属铜、镉、锌的吸附效果及机理,采用热提法从不同pH的污泥中提取EPS,淋洗含重金属的土壤。结果表明,在pH为5时,EPS对土壤中铜、镉、锌的吸附效果最好,去除率分别达63.00%、54.92%、34.86%;在污泥调理过程中,EPS有机质主要为蛋白质和多糖,且总EPS、有机碳的浓度及蛋白质/多糖的比值均呈下降趋势;在实验开始的0~2 h,EPS对土壤重金属的吸附符合一级反应动力学。三维荧光和傅里叶红外光谱测定表明,吸附过程中蛋白质起主要作用,其中起主要作用的化学基团有胺基、酰胺基、羟基、CO基以及羧基、C-O-C基等。
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酚醛树脂改性磁载TiO2复合材料的制备及太阳光催化性能的研究 收藏
杨晓艳, 张金源, 李惠娟, 李榕, 杨东海, 梁坤
现代化工. 2021, (9): 118-122,128.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.09.024
摘要 ( 922 )     PDF (2657KB) ( 3 )  
以Fe3O4为载体,采用溶胶-凝胶法制备酚醛树脂改性磁载TiO2复合光催化剂,考察其太阳光催化降解苯酚的性能。探讨了Fe3O4和PF的负载量、焙烧温度、苯酚质量浓度、溶液的pH等对光催化降解苯酚活性的影响。通过FT-IR、XRD、SEM、UV-Vis等手段对复合光催化剂进行物相表征。结果表明,复合材料中TiO2为锐钛矿相,PF改性和Fe3O4负载促进TiO2可见光吸收。当苯酚质量浓度为10 mg/L、pH为6、太阳光照射180 min时,8% PF/5% Fe3O4/TiO2(200℃、4 h)复合材料对苯酚的降解率为92.51%。Fe3O4的负载提高了各催化剂的磁回收性能。
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导电TiO2的表面改性及在丙烯酸涂料中的流变性能研究 收藏
姚宇, 左士祥, 唐骏, 刘文杰, 李霞章, 姚超
现代化工. 2021, (9): 123-128.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.09.025
摘要 ( 916 )     PDF (2796KB) ( 2 )  
以TiO2为核体,通过共沉淀法制备Sb-SnO2/TiO2(SST)导电复合材料,并采用甲基苯基二甲氧基硅烷(MPD)对其进行表面改性。利用XRD、SEM、TEM、FT-IR、水接触角和TG等技术对导电材料进行表征。结果表明,MPD的合适用量为3%且以化学键形式结合于SST表面,其包覆层厚度为3~5 nm。将改性Sb-SnO2/TiO2(MSST)复合材料加到丙烯酸树脂中制备导电涂料,并将其涂覆在ABS基板上固化后得导电涂层。结果表明,MSST导电涂层的表面电阻小于SST导电涂层,添加量为18%时效果较佳。通过流变仪测定导电涂料的流变性能,结果表明,与SST相比,MSST大幅提高了丙烯酸导电涂料的分散性、储存稳定性和机械性能。
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钾改性CuZnAl催化醇脱氢生成甲乙酮反应动力学研究 收藏
李鹏, 安咏琪, 周峰, 赵瑛祁, 苑兴洲, 马会霞, 张健
现代化工. 2021, (9): 129-134.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.09.026
摘要 ( 882 )     PDF (1531KB) ( 2 )  
以硝酸铜、硝酸锌、硝酸铝为原料,碳酸钠为沉淀剂,采用共沉淀法制备CuZnAl催化剂,并通过浸渍法引入钾元素制备钾改性CuZnAl催化剂。利用XRD、XPS对该催化剂进行表征。结果表明,钾元素可以成功引入到CuZnAl催化剂中,活性中心Cu以2种形态表现。将该催化剂用于仲丁醇(SBA)脱氢生成甲乙酮(MEK)的反应中,在常压、仲丁醇流速为0.1 mL/min、温度为220~250℃的条件下,仲丁醇的转化率为84%,甲乙酮的选择性为95%。运用matlab分析软件并采用双曲线及幂函数动力学模型对反应过程进行最小二乘法参数拟合,通过双曲线动力学模型得出表观活化能为45.51 kJ/mol;通过幂函数动力学模型得出该反应的反应级数为1.37,表观活化能为58.36 kJ/mol。
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碳纳米管负载NiFe催化剂的制备及析氧性能研究 收藏
王凯, 陈春翔, 刘志琪, 闫蕊
现代化工. 2021, (9): 135-138,144.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.09.027
摘要 ( 827 )     PDF (2955KB) ( 4 )  
以碳纳米管(CNT)为前驱体,通过改变在水热釜中的反应时间、温度及NiFe双层氢氧化物的负载量制备不同的NiFe/碳纳米管复合电解水催化剂,将碳纳米管独特的中空微观结构、高比表面积、高导电性与NiFe催化剂的高催化活性相结合,制备了一种高效率纳米复合电解水催化剂。利用扫描电镜、电化学分析、激光拉曼、X射线衍射等分析方法研究反应温度、时间和NiFe负载量对NiFe/碳纳米管复合催化剂的析氧性能(OER)影响,结果表明,反应温度为150℃、反应时间为8 h下制备的NiFe/碳纳米管复合催化剂的电催化析氧活性最高。
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浸渍改性NiO/ACF催化剂低温催化还原再生水中溶解氧的研究 收藏
袁杰, 梁美生, 王洁
现代化工. 2021, (9): 139-144.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.09.028
摘要 ( 873 )     PDF (3881KB) ( 2 )  
为消除城市再生水输送过程中溶解氧(DO)对管道的腐蚀,利用等体积浸渍法制备了NiO/ACF催化剂,并用于催化碳酰肼还原再生水中溶解氧。在反应温度为45℃条件下,考察了活性金属种类、负载量和焙烧温度对催化除氧性能的影响并探讨了催化反应机理,同时利用BET、XRD和SEM对催化剂进行表征分析。结果表明,选用Ni为最佳活性金属,在ACF上成功负载了金属Ni,引入了活性组分NiO,且没有破坏ACF的有序结构。金属Ni质量分数为10%、焙烧温度为350℃时,NiO/ACF催化剂表现出优异的催化性能,反应55 min后DO去除率可以达到91.11%。
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热处理温度对车用锂电池LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正极回收粉末性能的影响 收藏
郭斌峰, 韦翠翠, 马心坦
现代化工. 2021, (9): 145-148,154.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.09.029
摘要 ( 841 )     PDF (4192KB) ( 2 )  
将锂电池镍钴锰正极回收粉末试样预处理后再升温到相应的热处理温度下完成煅烧过程。通过实验测试的手段分析其组织演变及充放电性能。研究结果表明,提高热处理温度后,试样可以保持稳定晶型结构,当电池发生失效后依然可以在材料主体中形成良好的层状组织。逐渐提高材料的处理温度后,阳离子发生了更大程度混排。试样保持团聚体结构,颗粒尺寸约9 μm,在颗粒间形成了部分黏结物。经过700℃与800℃烧结后试样表面形成光滑结构,已经观察不到小颗粒。试样首次充放电得到初始试样容量为7.05 mA·h/g,随着温度上升,材料发生了初始放电比容量增大的趋势,800℃时获得最大值。逐渐提高温度后,容量保持率减小,热处理温度800℃时获得了高放电比容量与高容量保持率的较优综合性能。
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球磨联合超声波提取榛子蛋白的研究 收藏
唐永康, 俞建峰, 夏晓露
现代化工. 2021, (9): 149-154.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.09.030
摘要 ( 837 )     PDF (4833KB) ( 2 )  
针对榛子蛋白提取中存在提取率低、效率低及蛋白易变性等问题,采用球磨联合超声波方法提取榛子蛋白。通过单因素试验研究了超声时间、超声功率、榛子粉中位粒径及液料比对榛子蛋白提取率的影响,同时结合响应面试验进行优化并确定最佳提取工艺。结果表明,在超声时间为8 min、超声功率为180 W、榛子粉中位粒径为10.96 μm、液料比为25 mL/g的条件下,榛子蛋白提取率可达84.7%。球磨联合超声波方法提取榛子蛋白具有提取率高、效率高、易操作等优点,为榛子蛋白及其他植物蛋白的提取研究提供理论基础。
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改性MCM-41负载铁基催化剂的制备及其催化降解亚甲基蓝的研究 收藏
宋瑾, 吴凤龙
现代化工. 2021, (9): 155-159,164.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.09.031
摘要 ( 888 )     PDF (6292KB) ( 2 )  
以自制二元共聚物聚[苯乙烯-3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷]改性MCM-41,并以其为载体制备铁基非均相催化剂。研究了该催化剂对亚甲基蓝的催化降解性能,同时利用FT-IR、XRD、SEM、NH3-TPD、氮气等温吸附(BET)等手段分析了分子筛改性后对铁基催化性能的影响。结果表明,改性MCM-41负载铁基催化剂具有优异的催化降解亚甲基蓝性能,25 min时去除率达到81.2%,与纯MCM-41负载铁基催化剂相比,性能提高了33.9%。
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纳米颗粒对赤藻糖醇/甘露糖醇稳定性影响的实验研究 收藏
王宁, 齐承英, 张瑞瑞, 宋亚伟, 杨宾
现代化工. 2021, (9): 160-164.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.09.032
摘要 ( 899 )     PDF (1797KB) ( 2 )  
以赤藻糖醇/甘露糖醇为相变材料,研究了6种不同纳米颗粒对其稳定性的影响,并与纯赤藻糖醇的稳定性进行比较。结果表明,氮化硼和二氧化硅表现出较好的稳定性,其中添加氮化硼的材料稳定性最大提升了11.96%,添加二氧化硅的材料稳定性最大提升了61.38%。
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间硝基苯乙酮在微通道反应器中的连续流合成研究 收藏
王晓东, 刘健, 蒋涛, 李英利, 李艳秋, 乔奇伟
现代化工. 2021, (9): 165-167.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.09.033
摘要 ( 885 )     PDF (1357KB) ( 4 )  
在碳化硅材质微通道反应器中,以苯乙酮为原料、硝酸为硝化剂、浓硫酸为溶剂合成间硝基苯乙酮。考察反应物料摩尔比、混酸摩尔比、反应温度、反应停留时间等工艺参数对反应的影响并对其进行优化。结果表明,当n(苯乙酮):n(硝酸):n(硫酸)=1:1.5:2、反应体系温度为10℃、停留时间为110 s时,反应效果最佳。该工艺充分利用了微通道反应器优良的传质传热特点,有利于对反应的精确控制和降低能耗,并减少副反应的发生。
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固体超强酸催化合成N-甲基苯基吡咯烷酮的研究 收藏
李修刚, 杨晓红, 黄启鹏, 张玲钰
现代化工. 2021, (9): 168-172.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.09.034
摘要 ( 831 )     PDF (1927KB) ( 2 )  
以SO42-/MxOy型固体超强酸为催化剂,采用固定床技术合成了N-甲基苯基吡咯烷酮。分别考察了原料物质的量的比、反应温度、进料速度3个因素对产品收率的影响。结果表明,最佳实验方案为:1,4-丁内酯与4-甲基苯胺的物质的量的比为1.4:1、反应温度为320℃、进料速度为1.0 mL/min,此时1-(4-甲基苯基)-2-吡咯烷酮摩尔收率可以达到98.5%;1,4-丁内酯与2-甲基苯胺的物质的量之比为1.1:1、反应温度为300℃、进料速度为1.0 mL/min时,1-(2-甲基苯基)-2-吡咯烷酮摩尔收率可达到91.1%。
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纳米SiO2的表面改性及SiO2/WEPN复合材料的制备与性能研究 收藏
李根, 李国宇, 李培礼, 朱广军
现代化工. 2021, (9): 173-177,184.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.09.035
摘要 ( 850 )     PDF (4150KB) ( 2 )  
γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)对纳米SiO2进行表面改性,以酚醛预聚体、环氧氯丙烷(ECH)、二乙醇胺(DEA)等为主要原料并通过预聚体法合成SiO2/水性酚醛环氧树脂(WEPN),与三乙烯四胺(TETA)固化得到复合涂膜。通过FT-IR、SEM、TEM、TGA、力学性能测试等对产物的结构与性能进行表征。结果表明,APTES对纳米SiO2改性成功,改性后亲油效果增加,团聚明显改善,APTES的最佳质量分数为40%;纳米SiO2通过化学键接入WEPN中,分散良好,SiO2的加入有效提高了WEPN的热稳定性、韧性及耐酸碱性等应用性能。当纳米SiO2质量分数为2%时,涂膜的综合性能最好,拉伸强度由67.15 MPa增至77.48 MPa,耐冲击性达到50 cm,断裂伸长率由3.55%增至4.32%,水接触角增至115°,涂膜(10%失重)分解温度从298.5℃提高到350.1℃,残留量由19%增至29%。
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铝盐、铁盐和钛盐混凝对三卤甲烷前体物的去除研究 收藏
陈孟, 张克峰, 张英芹, 王珊, 丁万德, 李佳岷
现代化工. 2021, (9): 178-184.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.09.036
摘要 ( 827 )     PDF (2386KB) ( 2 )  
以引黄水库水加标腐殖酸为研究对象,重点对比分析了聚合氯化铝(PAC)、氯化铁(FeCl3)、硫酸钛[Ti(SO42]对三卤甲烷(THMs)前体物的去除效能及控制机理。结果表明,在低投加量下,PAC对THMs前体物的去除效果最好;在高投加量下,Ti(SO42的去除率最高,并且Ti(SO42对小分子有机物也能获得理想的处理效果。PAC去除THMs前体物的混凝机理以吸附电中和以及吸附架桥为主,FeCl3、Ti(SO42的去除机理更多的是依靠网捕卷扫。
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超高压处理对青稞苗汁品质的影响 收藏
甘文梅, 张炜, 王志娟, 乜世成, 高红, 宋林
现代化工. 2021, (9): 185-191.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.09.037
摘要 ( 832 )     PDF (2698KB) ( 2 )  
以昆仑十四号青稞苗为原料,探究超高压处理对青稞苗汁中多酚氧化酶(PPO)的影响,以保压压力、保压时间及pH为单因素,采用响应面法优化工艺过程,并确定多酚氧化酶最佳钝化条件为:保压压力为500 MPa、保压时间为25 min、pH为4.0,此时PPO残留酶活性为18.88%。通过对比超高压处理前后青稞苗汁理化指标变化,探究了保压压力和保压时间对青稞苗汁品质的影响。结果表明,随着压力增大和保压时间延长,微生物含量显著降低,达到国家要求的果蔬汁卫生标准;pH变化不显著;总花色苷、总黄酮、总酚含量比未超高压组含量增加显著,说明超高压处理能更好地保持青稞苗汁的品质。
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泡沫碳化硅填料孔内流体微观流动特性研究 收藏
张洋, 高鑫, 严鹏, 郝志强, Salah Mohammed Abdullah Abdo, 李洪, 李鑫钢
现代化工. 2021, (9): 192-196.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.09.038
摘要 ( 820 )     PDF (6596KB) ( 2 )  
为了从微观角度探究泡沫碳化硅填料内部孔道的流动特性,采用高速摄影和示踪粒子法相结合的可视化方法,在微观尺度下观测液体在泡沫碳化硅波纹规整填料内部的流动特性。通过对获得图像数据的分析发现,当流量为20~120 mL/min时,部分流经液体在泡沫碳化硅填料孔道内形成稳定的涡旋流。在此基础上,进一步考察了液体流量对泡沫碳化硅波纹填料片孔内涡旋流动的尺度和强度影响,结果表明,在低流量条件下,随着流体流量从20 mL/min增加到120 mL/min,孔内涡旋的半径减小、稳定性增强且旋流速度增加。
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工业技术
多不饱和脂肪酸酯分离纯化研究-1:物性模型研究与建立 收藏
安登超, 廉景燕, 韩振为
现代化工. 2021, (9): 197-200.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.09.039
摘要 ( 903 )     PDF (1272KB) ( 2 )  
利用分子模拟技术(GAUSS)和类导体屏蔽片段活度系数模型(COSMO-SAC)相结合的方法,研究了多不饱和脂肪酸酯体系纯组分的热力学性质和传递性质。通过数值计算方法,将物性数据进行回归,分别得到了饱和蒸气压Anton-Riedel拓展方程模型log P=A+B/(T)+C×T+D×ln(T)、液相黏度Andrade扩展方程模型log η=A+B/(T)+C×ln(T)和液相密度Rackett方程模型ln(1/ρ)=ln(B/A)+(1-T/CD×ln(B)。
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膜分离-变压吸附协同捕集低浓度烟气二氧化碳工艺模拟研究 收藏
李飒, 林千果, 徐冬, 林汉驰, 段晓雅, 王昊
现代化工. 2021, (9): 201-205.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.09.040
摘要 ( 978 )     PDF (1346KB) ( 3 )  
利用软件PRO Ⅱ和Aspen Adsorption分别模拟协同工艺中膜分离和变压吸附过程,通过引入气体流量修正系数解决气体流量不匹配问题,提高膜-变压吸附协同碳捕集工艺模拟的准确性。案例研究表明,引入流量修正系数解决了协同工艺模拟过程中出现的气体流量不匹配问题,实现了稳态膜分离和动态循环变压吸附过程的耦合。与以往的膜-变压吸附协同工艺模拟方法相比较,更好地识别了能耗降低和捕集率提升的技术途径。
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化学循环分离煤基乙二醇联产碳酸丁烯酯工艺研究 收藏
王译伟, 高鑫, 李洪, 李海涛, 李鑫钢
现代化工. 2021, (9): 206-210,214.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.09.041
摘要 ( 908 )     PDF (1699KB) ( 2 )  
为解决酯交换法合成五元环状碳酸丁烯酯的原料短缺以及煤制乙二醇产品精制过程中乙二醇与1,2-丁二醇共沸物难以分离的瓶颈问题,基于化学循环分离技术与反应精馏技术提出了耦合集成工艺,将碳酸-1,2-丁烯酯的合成与乙二醇/1,2-丁二醇的分离过程耦合集成于同一工艺中同时完成,在此基础上建立了集成工艺的全流程模拟模型,并通过灵敏度分析对该耦合工艺的设计与操作参数进行优化,研究结果为煤基乙二醇生产过程分离高纯度乙二醇同时联产碳酸1,2-丁烯酯耦合工艺的开发奠定了基础。
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GARDES-Ⅱ器外完全硫化态催化剂在汽油加氢装置的工业应用 收藏
文斌, 高海波, 李银平, 唐绍泉, 王东辉
现代化工. 2021, (9): 211-214.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.09.042
摘要 ( 781 )     PDF (1377KB) ( 2 )  
GARDES-Ⅱ器外完全硫化态催化剂在某石化公司80万t/a汽油加氢脱硫装置上成功应用,与上一周期采用氧化态催化剂开工时相比,硫化态催化剂具有开工过程安全环保、流程简单且耗时短等优点。装置标定结果表明,GARDES-Ⅱ器外完全硫化态催化剂完全可以满足该装置生产国Ⅵ(A)标准汽油的要求,产品博士试验通过,硫质量分数平均为6.5 μg/g,烯烃体积分数降低4.7%,研究法辛烷值(RON)损失为0.45个单位,汽油收率为99.05%。由此表明,GARDES-Ⅱ器外完全态硫化催化剂满足公司清洁汽油生产要求,具有良好的脱硫、降烯烃能力以及较好的辛烷值恢复功能。
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高含汞凝析油脱汞现场试验 收藏
蒋洪, 黄靖珊, 韩晓春, 杨铜林, 李浩玉
现代化工. 2021, (9): 215-219,225.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.09.043
摘要 ( 792 )     PDF (1767KB) ( 2 )  
对凝析油脱汞主要方法进行了分析与评价,根据某气田凝析油特点及处理要求,提出凝析油脱汞现场试验方案,即化学吸附、汽提、汽提-化学吸附组合工艺,并完成凝析油脱汞试验装置的开发及设计。现场试验及应用效果评价表明,高含汞凝析油经汽提-化学吸附工艺处理后,凝析油中单质汞含量低于10 μg/L,总汞含量低于100 μg/L,处理效果较其他2种工艺好且成本较低。针对高含汞凝析油可采用汽提-化学吸附工艺进行脱汞。
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酸性气中H2S提浓工艺优化 收藏
韩振飞
现代化工. 2021, (9): 220-225.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.09.044
摘要 ( 867 )     PDF (1662KB) ( 2 )  
针对硫回收装置对酸性气中H2S摩尔分数有要求的问题,提出了一种能耗低并且能够显著提高系统出口酸性气中H2S摩尔分数的工艺方案。采用模拟手段,对富甲醇热闪蒸及再生工艺流程进行了优化改进;对改进后的富甲醇热闪蒸汽提再生工艺原料气适应性进行了计算分析,探讨了改进后的提浓工艺机理,得到了汽提塔理论板数。研究结果表明,针对低硫进料气,通过热闪蒸及预提浓后酸性气中H2S摩尔分数能达到40%及以上。改进的酸性气提浓工艺可调节的操作参数多,适应性强,对于更低硫含量的原料气,酸性气产品中的H2S也能得到充分提浓。此外,新的提浓工艺具有投资低、操作费用节省的优点。
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蒸发结晶工艺在煤化工高盐废水零排放中的应用 收藏
张旭
现代化工. 2021, (9): 226-231.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.09.045
摘要 ( 969 )     PDF (1607KB) ( 2 )  
为实现高含盐废水的零排放和资源化目标,提出了纳滤分盐+多效蒸发工艺、纳滤分盐+MVR+结晶器、纳滤分盐+MVR/多效蒸发3种技术方案,通过工业验证结果显示,纳滤分盐+多效蒸发工艺获得的工业盐、硝质量分数在95%以上,产生的回用水可以直接用于循环水或生产水。该工艺具有运行稳定、操作弹性大、能耗低、投资低及占地面积小等优点。同时提出了提高结晶盐产品规格的措施以及设备、管线材质选择建议,可为高盐水领域广大技术人员提供参考。
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牙膏用二水磷酸氢钙生产工艺的改进探索 收藏
李云东, 马航, 刘晨曦
现代化工. 2021, (9): 232-234,240.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.09.046
摘要 ( 1015 )     PDF (1269KB) ( 3 )  
介绍了牙膏用二水磷酸氢钙生产工艺的改进研究。采用单一的原料参与反应,并通过加入稳定剂、充分利用体系中所含的Mg2+,生产得到合格的牙膏用二水磷酸氢钙产品,从而达到简化工艺路线的目的。
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分析测试
含铁二氧化硅涂层固相微萃取-GC/MS法测定水中的有机磷阻燃剂 收藏
赵佳平, 王俊霞, 刘婷婷, 张占恩
现代化工. 2021, (9): 235-240.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.09.047
摘要 ( 948 )     PDF (4241KB) ( 2 )  
制备了含铁的二氧化硅材料,并以涂敷式自制了固相微萃取纤维,建立了顶空固相微萃取-气质联用技术测定环境水样中5种典型有机磷阻燃剂的检测方法。对材料进行了SEM-EDS、XRD、氮气吸附脱附以及热重分析表征,结果表明,材料热稳定性好,有丰富的孔道结构。考察了萃取温度、时间、pH、盐质量分数的影响,最佳分析条件为:萃取温度为80℃,萃取时间为30 min,pH为3,盐质量分数为30%;在最佳条件下,5种有机磷阻燃剂的检出限为2.1~32.6 ng/L。应用于太湖水和某污水处理厂出水中磷酸酯阻燃剂的检测,获得了较高的加标回收率(69.4%~113.7%)和精密度(5.3%~10.7%)。
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基于阻抗生物传感器检测一种海洋缓蚀细菌的研究 收藏
王治文, 梁慧光, 李永娟, 龙海涛, 孔鹏
现代化工. 2021, (9): 241-245.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.09.048
摘要 ( 908 )     PDF (1605KB) ( 2 )  
通过将11-巯基-十一烷酸自组装到金电极表面、利用EDC/NHS活化羧基促进凝集素分子(ConA)的固载,构建了用于检测一种具有良好缓蚀性能的海洋细菌(S-59)的生物传感器。通过电化学阻抗谱探究了S-59在Q235碳钢表面的电化学行为,并利用ConA修饰金电极传感器系统对不同浓度菌液进行检测,建立了电荷转移电阻(Rct)与S-59浓度之间的线性关系,线性检测范围为103~108 cfu/mL,同时验证了该传感器具有较好的特异性、稳定性和重复性。
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