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   现代化工
  2021年, 第41卷, 第12期 刊出日期:2021-12-20 上一期    下一期
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专论与评述
基于文献计量的全球氢能知识图谱分析 收藏
周超峰, 孙玉琦, 魏凤, 丰米宁
现代化工. 2021, (12): 1-6.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.12.001
摘要 ( 744 )     PDF (1495KB) ( 98 )  
氢能作为燃料具有清洁、高效、绿色、零碳、储能等优点,其经济价值和战略意义已引起世界各国高度关注。基于Web of Science数据库,借助多种可视化工具多维度对全球氢能进行定量和研究主题聚类分析,全面揭示该领域的发展态势、研究力量和研究热点。结果表明,全球氢能发展态势总体呈增长趋势;从微观、中观和宏观3个维度探究该领域研究力量;绘制高频关键词表及突变词表探究研究热点,主要集中在制氢、储氢、析氢反应、燃料电池以及生物氢等方面。最后,从国家战略、关键技术研发、产业链和产业生态等角度提出发展建议。
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电解水制氢成本分析 收藏
张轩, 王凯, 樊昕晔, 郑丽君
现代化工. 2021, (12): 7-11.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.12.002
摘要 ( 1352 )     PDF (1575KB) ( 336 )  
氢能已成为未来能源发展的重要方向之一,被视为是实现碳达峰、碳中和的必由之路。目前氢气的主要来源以天然气和煤等化石燃料为主,生产过程仍要排放大量二氧化碳。电解水所产氢气被视为"绿氢",被认为是氢气生产的最终方向,但目前"绿氢"成本远远高于化石燃料制氢。通过分析碱性电解槽(AWE)和质子交换膜电解槽(PEM)两种主流电解技术的制氢成本,发现氢气成本主要由设备折旧和电力成本两部分组成。由此降本措施主要是降低这两部分的成本,包括降低电价以降低电力成本,增加电解槽工作时间生产更多氢气以摊薄折旧和其他固定成本,以及通过技术进步和规模化生产降低电解槽尤其是PEM电解槽的设备成本等。
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技术进展
有机多孔材料在CO2转化中的研究进展 收藏
邹冉, 支云飞, 陕绍云, 苏红莹, 方清, 王鹏飞
现代化工. 2021, (12): 12-16,21.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.12.003
摘要 ( 691 )     PDF (2770KB) ( 6 )  
综述了3类有机多孔材料在CO2环加成反应和光、电还原反应领域的研究进展,从机理方面重点分析了不同有机多孔材料对于催化CO2转化效率高低的原因,并对存在的问题、发展前景进行了探讨和展望。
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连续流酶反应器的应用研究进展 收藏
朱昊, 徐刘佳, 郑明明, 郑冬云, 刘晓军
现代化工. 2021, (12): 17-21.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.12.004
摘要 ( 769 )     PDF (1959KB) ( 5 )  
重点就连续流酶反应器的相关研究进行了综述,内容涵盖连续流酶反应器的构建、研究进展、相关应用以及发展前景和趋势等方面,以期为连续流酶反应器的相关科学研究提供参考。
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置换法联合压裂开采天然气水合物技术 收藏
冯轩, 翟亚若, 王久星, 韩金虎, 陈映赫, 马麟
现代化工. 2021, (12): 22-26.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.12.005
摘要 ( 610 )     PDF (1488KB) ( 2 )  
详细概述了可燃冰的物化性质、勘探开发主要历程及开采技术现状,着重介绍了压裂联合CO2置换开采天然气水合物技术,并对其在技术、经济及安全方面的优势进行了分析,同时指出了该联合工艺在技术、地质风险及环保方面存在的不足和挑战,并对其未来发展前景进行了展望。
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合成气制乙醇的研究进展 收藏
白丽军, 王明义, 丁传敏, 李艳春, 王俊文, 孟园园
现代化工. 2021, (12): 27-31,37.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.12.006
摘要 ( 643 )     PDF (1771KB) ( 4 )  
围绕合成气制乙醇工艺的研究现状进行了综述,介绍了直接法制备的反应机理与不同催化剂在反应中的应用,间接法中的2种不同工艺路线以及沸石催化剂在甲醇羰基化和二甲醚羰基化过程中的反应机理,并且描述了不同催化剂的开发与应用以及间接法串联床层催化的研究。
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不同制备工艺生物质基碳气凝胶油水分离性能的研究进展 收藏
何龙, 伍亚军, 石锐, 李亮, 张潇, 黄雪莉, 王雪枫
现代化工. 2021, (12): 32-37.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.12.007
摘要 ( 667 )     PDF (5259KB) ( 6 )  
综述了采用生物质材质和不同干燥方法与高温热解法相结合获得碳气凝胶的方法;分析讨论了制备工艺、生物质原料对碳气凝胶性能的影响,最后对研究前景和发展方向进行了展望,并提出相关建议。
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耐酸纳滤膜的研究进展 收藏
胡利杰, 梁松苗, 张佳佳, 王兵辉
现代化工. 2021, (12): 38-41.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.12.008
摘要 ( 707 )     PDF (1307KB) ( 4 )  
基于极端苛性环境中对强酸废液处理的需求,耐酸纳滤膜已成为研究热点之一。主要介绍了耐酸纳滤膜材料、膜元件的耐酸特性及工业化应用效果,并针对耐酸纳滤膜研究中现存的问题和今后的研究方向提出了一些建议。
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碳材料活化过单硫酸盐降解有机污染物技术研究进展 收藏
吴楠, 耿振翔, 董翔宇, 陈锐琦, 刘洁
现代化工. 2021, (12): 42-46,52.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.12.009
摘要 ( 703 )     PDF (1364KB) ( 4 )  
简述了高性能异相催化剂的设计对PMS氧化技术的影响及作用机制。针对非金属/金属碳材料-PMS体系,介绍了所采取的实验方法、表征技术以及有机污染物降解性能,对催化剂与反应物的构效关系进行了阐明,并提出了目前PMS活化技术存在的一些问题以及未来的发展方向。
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催化剂对生物质气化制氢的影响研究进展 收藏
曹子昂, 王雷, 吴影, 朱跃钊
现代化工. 2021, (12): 47-52.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.12.010
摘要 ( 710 )     PDF (2012KB) ( 3 )  
分析了催化剂种类、催化剂添加量(Ca/C摩尔比)对生物质气化制氢产气中气体组成和氢气产率的影响,大量实验研究表明,Ca/C摩尔比适宜区间为1.0~2.0,随着Ca/C摩尔比增加至2.0,H2体积分数上升,可达到60.5%~67.8%,CO2体积分数下降,低至0.2%~8.5%,CH4基本保持不变,维持在10%~17%。研究了催化剂循环次数对CaO转化率的影响,结果表明,循环次数为1~100次时,CaO转化率从70%~99%下降至19.8%~21.6%,循环次数为100~1 000次时,CaO转化率下降至18.5%~19.7%,并利用动力学分析,发现准二级吸附速率方程拟合效果最好,相关系数均为0.980以上。
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杜仲胶提取技术研究进展 收藏
秦磊, 王建博, 张颜, 张继川, 樊永明
现代化工. 2021, (12): 53-58,63.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.12.011
摘要 ( 686 )     PDF (1395KB) ( 4 )  
综述了杜仲胶提取方法的技术进展,对杜仲胶的提取方法和杜仲胶产业化所遇到的问题进行了分析,展望了杜仲胶提取技术的发展方向。
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聚丙烯增刚成核剂研究与应用新进展 收藏
张祖平, 马国庆, 周雪云, 艾照全
现代化工. 2021, (12): 59-63.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.12.012
摘要 ( 680 )     PDF (1462KB) ( 3 )  
综述了近年来聚丙烯增刚剂的研究和应用进展,对增刚剂类别中关于有机磷酸酯类、有机羧酸类、二亚苄基山梨醇类、酰胺类、松香类以及复合型增刚剂对聚丙烯的不同影响进行了综述,并对未来聚丙烯中增刚剂的发展趋势进行了展望。
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生物修复技术在石油污染治理中的应用研究进展 收藏
樊鑫, 刘璐
现代化工. 2021, (12): 64-68.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.12.013
摘要 ( 619 )     PDF (1320KB) ( 3 )  
通过研究不同类型生物修复技术的修复原理和应用特点,对比在土壤石油污染和海洋石油污染环境中的修复效果,旨在更好地了解生物修复技术,并对今后的研究重点进行了展望。
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CO2置换联合地热开采陆域可燃冰-地质封存一体化技术 收藏
陈颖, 金吉能, 兰天庆
现代化工. 2021, (12): 69-73.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.12.014
摘要 ( 569 )     PDF (1648KB) ( 2 )  
概述了可燃冰的基本概况,简述了国内外可燃冰和地热能的勘探开发方式现状,提出了CO2置换联合地热开采陆域可燃冰-地质封存一体化技术,并分析了该技术的优势,概括了其在技术、投资及环境层面存在的不足和挑战,并对其发展前景进行了展望。
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科研与开发
nZVI@CN对水中三氯乙烯去除性能的研究 收藏
梅皓天, 廖译嘉, 林匡飞, 张猛, 王琪, 刘冠宏
现代化工. 2021, (12): 74-78.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.12.015
摘要 ( 613 )     PDF (2199KB) ( 2 )  
通过液相还原法将纳米零价铁(nZVI)负载于氮化碳(CN)表面制成复合材料(nZVI@CN),并考察其对水中三氯乙烯(TCE)的去除性能。结果表明,制得的nZVI@CN表面零价铁(粒径50 nm左右)分散均匀,比表面积和孔隙体积高于nZVI和CN。批实验和氯离子检测结果表明,TCE的去除包括吸附和还原脱氯2个过程。nZVI@CN的质量浓度为2 g/L时,TCE (20 mg/L)3 h的去除效率可达87.6%。nZVI@CN还原降解体系中,离子质量浓度的增加以及溶液pH升高均不利于TCE的还原脱氯,而溶解氧(DO)对TCE的去除无显著影响。
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Zn改性TiO2催化臭氧氧化降解溶液中p-CBA的研究 收藏
孟一帆, 孙时, 乔函, 李薇, 禹耕之, 杨忆新, 罗明生
现代化工. 2021, (12): 79-82,87.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.12.016
摘要 ( 580 )     PDF (3742KB) ( 2 )  
采用浸渍法制备Zn掺杂改性TiO2催化剂,以对氯苯甲酸(p-CBA)为目标污染物,考察Zn/TiO2的催化臭氧氧化效能,结果发现Zn掺杂比为0.5%的催化剂具有最佳活性。利用SEM、XRD、FT-IR、BET和等电点性质对改性催化剂进行表征,结果表明,随着Zn掺杂比的增大,催化剂的比表面积急剧降低,但等电点、表面羟基明显增多,推测等电点和表面羟基等性质的改变是导致催化剂活性增强的重要因素。另外,当溶液pH在催化剂的等电点附近时,Zn/TiO2的催化臭氧氧化效率较高。
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耐低温苯系物降解菌的筛选及其效能研究 收藏
张雷, 张胜楠, 周文博, 陈琦楠, 苗月
现代化工. 2021, (12): 83-87.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.12.017
摘要 ( 531 )     PDF (1741KB) ( 3 )  
利用低温循环水槽模拟地下水环境温度(10℃),以辽阳石化公司含油废水处理好氧池中活性污泥为菌株来源、苯系物为唯一碳源,经污泥驯化和菌株富集、分离、纯化分离出5株耐低温BTEX降解菌。经16S rRNA基因分析并结合其形态学和生理学特性,鉴定菌株DS1、菌株DS3属于假单胞菌属(Pseudomonas sp.);菌株DS2和菌株DS4为芽孢杆菌属(Bacillus sp.);菌株DS5属于葡萄球菌属(Staphylococcus sp.)。低温条件下,优选得到降解能力高的优势菌株DS4,其对邻、间、对二甲苯的降解率达到96.41%,对乙苯的降解率为95.38%,对甲苯的降解率为80.37%,对苯的降解能力最低,为63.92%。
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氮掺杂碳纳米管负载镍原子作为氧还原反应的高效电催化剂的研究 收藏
解燕, 朱夕夕, 郑炜琼, 张传玲
现代化工. 2021, (12): 88-92,98.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.12.018
摘要 ( 615 )     PDF (5470KB) ( 3 )  
将静电纺丝技术与金属有机框架相结合,通过一步热解法制备的氮掺杂多孔碳纳米管负载镍原子作为氧还原反应高效催化剂。电化学测试结果表明,当前驱体离子摩尔比为100:10时,其具有最高的起始电位和半波电位,仅次于贵金属Pt/C。通过计时电流法测试表明,在给定电压下,经过20 000 s其电流密度还能保持在原来的81.7%,远高于Pt/C的63.5%,结果表明合成的电催化剂具有良好的稳定性。
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新型Janus膜的制备及其膜蒸馏性能研究 收藏
莫正阳, 陈召川, 陈怡程, 赵一迪, 于秀雯, 陈雪梅
现代化工. 2021, (12): 93-98.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.12.019
摘要 ( 583 )     PDF (4566KB) ( 2 )  
针对传统的静电纺丝纳米纤维膜(ESNM)容易被污染且存在机械稳定性低和膜通量不高的问题,采用静电纺丝和层层组装的方法制备了一种一侧呈超疏水性、另一侧呈亲水性的不对称结构蒸馏膜(Janus膜),其中超疏水层由表面包覆聚二甲基硅氧烷(PDMS)的SiO2微球堆叠而成,其接触角为151°;亲水层由偏聚氟乙烯(PVDF)与聚乙烯醇(PVA)溶液静电纺丝出的纳米纤维组成,其接触角为17°。拉伸实验结果表明,该Janus膜在弹性范围内能承受的最大负荷是未进行表面改性的PVDF膜的3.6倍。直接接触式膜蒸馏实验(DCMD)结果表明,Janus膜的膜通量为29.9 L/(m2·h),截留率为99.9%。
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磁场诱导构建非均质PEBA磁性膜及其氧氮分离性能的研究 收藏
康雪婷, 万超, 金腾, 白云翔, 董亮亮, 张春芳
现代化工. 2021, (12): 99-102,106.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.12.020
摘要 ( 519 )     PDF (2666KB) ( 2 )  
采用溶剂挥发法并在成膜过程中引入外加磁场,借助磁场诱导作用促使Fe3O4磁性粒子向膜表面迁移,构建具有非均质结构的聚醚嵌段聚酰胺(PEBA)磁性膜,并对膜结构和氧氮分离性能进行研究。结果表明,磁场诱导迁移使磁性粒子在膜表面富集形成非均质结构;与均质磁性膜(i-PEBA/Fe3O4)相比,非均质磁性膜(ani-PEBA/Fe3O4)的饱和磁化强度提高了53%,表现出更高的磁响应性;当Fe3O4质量分数为10%时,非均质磁性膜的O2渗透系数为36.84 Barrer,O2/N2理想选择性为4.55,具有良好的氧氮分离性能。
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Pd-Au/CNT催化剂的甲醇电氧化性能研究 收藏
袁倩星, 陈维民, AL-KHAWLANI Amar, 吕新荣
现代化工. 2021, (12): 103-106.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.12.021
摘要 ( 623 )     PDF (2406KB) ( 2 )  
采用乙二醇还原法制备了碳纳米管负载Pd-Au双金属催化剂,并用于碱性介质中甲醇的电化学氧化。考察了Pd与Au摩尔比对燃料电池催化性能的影响。结果表明,Au的引入在一定程度上改善了Pd纳米粒子的分散性能,增大了催化剂的电化学表面积。当Pd与Au的摩尔比为1:0.2时,Pd-Au/CNT催化剂具有最高的甲醇氧化活性,其甲醇氧化峰电流密度约为Pd/CNT电流密度的1.34倍。经过1 200 s的单电势阶跃计时电流试验,Pd-Au/CNT (1:0.2)催化剂的活性衰减率仅为42.3%,显著低于Pd/CNT催化剂,显示出良好的抗中毒能力。
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CuNiAl催化乙酰丙酸转移加氢制备γ-戊内酯的研究 收藏
张子健, 遇治权, 王瑶, 黄卉, 刘颖雅, 孙志超, 王安杰
现代化工. 2021, (12): 107-112,119.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.12.022
摘要 ( 687 )     PDF (4062KB) ( 4 )  
通过共沉淀法成功合成CuNiAl-LDH前体,将其直接还原制备一系列CuNiAl催化剂,并考察其在催化乙酰丙酸转移加氢制备γ-戊内酯的反应性能,研究了活性组分、还原温度、供氢溶剂、反应温度和反应时间对催化性能的影响。结果表明,Cu组分加入后生成CuNi合金,显著提高了催化活性,且当n(Cu):n(Ni):n(Al)为1:14:5、还原温度为500℃时,催化性能最佳。以异丙醇为供氢溶剂,在170℃下反应120 min,乙酰丙酸的转化率和γ-戊内酯的选择性分别达到98.2%和83.1%。
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双相体系中毛竹粉为原料一锅法生产糠醛和5-羟甲基糠醛的研究 收藏
张宇, 彭红, 夏琪, 毕浩然, 黄玲玲
现代化工. 2021, (12): 113-119.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.12.023
摘要 ( 577 )     PDF (1938KB) ( 2 )  
以被离子液体1-丁基-3-甲基咪唑乙酸盐(BmimAc)预处理后的毛竹粉为原料、稀H2SO4为催化剂,微波协同作用下在水-甲基异丁基甲酮(MIBK)双相体系中一锅法同时生产糠醛(FF)和5-羟甲基糠醛(HMF),同时对反应后的竹粉残渣进行FT-IR、XRD、Py-GC/MS表征,并与反应前的竹粉原料进行比较。结果表明,一锅法生产FF和HMF的最佳工艺条件为:H2SO4质量分数为1.0%、微波加热温度为180℃、反应时间为30 min,此时FF和HMF的最高产率分别达到67.00%和25.52%;在相同反应条件下,毛竹半纤维素转化为FF的效率远高于毛竹纤维素转化为HMF的效率;经稀H2SO4催化降解后的竹粉残渣中,木素质量分数随反应时间的延长和温度的升高而增大;经BmimAc预处理后竹粉的物化性质在一定程度上发生了改变。
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聚乙烯基溴代咪唑离子液体的制备及其油品脱硫性能 收藏
张怿涵, 姚培, 徐洋, 李恩田
现代化工. 2021, (12): 120-124.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.12.024
摘要 ( 536 )     PDF (1517KB) ( 3 )  
为了获得一种易于分离回收的高效油品脱硫剂,对乙烯基溴代咪唑离子液体进行聚合得到聚乙烯基溴代咪唑离子液体。通过实验研究了该离子液体对溶剂油中二苯并噻吩(DBT)的脱除率,并利用单因素实验研究了脱硫工艺条件对脱硫效果的影响。结果表明,聚乙烯基溴代咪唑离子液体对溶剂油中的DBT有较好的脱除效果,在20℃、P ([VDIM]Br)质量浓度为0.3 g/mL、萃取时间为15 min的条件下,其脱硫率达到78%左右。通过响应面法对单因素脱硫工艺条件进行优化,得到最优脱硫条件为:脱硫温度为26℃、脱硫时间为17 min、P ([VDIM]Br)质量浓度为0.34 g/mL,此条件下DBT的脱硫率为80.26%。
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核壳结构Fe3O4@Sn-MOF的制备及其光催化性能研究 收藏
岳琳, 曹云梦, 张迎, 王涛, 罗晓, 廉静, 李再兴
现代化工. 2021, (12): 125-129.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.12.025
摘要 ( 563 )     PDF (2555KB) ( 2 )  
采用水热法合成了具有核-壳结构的金属-有机骨架复合材料Fe3O4@Sn-MOF。通过XRD、TEM、BET、FT-IR和DRS等测试手段对复合材料进行了表征。以酸性大红3R (AR3R)为模拟废水,在氙灯光源下对Fe3O4@Sn-MOF进行光催化活性评估。研究了Fe3O4质量和催化剂质量浓度对光催化性能的影响。结果表明,与其他样品相比,Fe3O4-3@Sn-MOF对AR3R的降解效果最好。当催化剂质量浓度为6.7 g/L时,在30 min内光催化降解AR3R可达100%。经5次光催化循环实验后,Fe3O4@Sn-MOF仍保持良好的稳定性和活性。
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腐植酸钾/明胶缓释凝胶的合成及性能研究 收藏
牛育华, 赵栋, 朱晓斌, 张昌辉, 宋洁, 赵轩
现代化工. 2021, (12): 130-135.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.12.026
摘要 ( 575 )     PDF (4299KB) ( 2 )  
以腐植酸钾(KHA)和明胶(Ge)为天然高分子组分、丙烯酰胺(AM)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体、过硫酸钾(KPS)为引发剂、N、N'-二亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,采用水溶液聚合法制备KHA/Ge/AM/AMPS水凝胶,利用FT-IR、SEM、TG对水凝胶的结构进行表征。通过压缩测试得到凝胶压缩强度为3.21 MPa,在压缩后未发生破裂并可迅速恢复原状;实验测得凝胶水接触角为61.5°,有良好的亲水性。同时,考察了水凝胶在人工胃液(pH=1.2)和人工肠液(pH=7.4)中对核黄素的释放性能。结果表明,水凝胶的溶胀与释药具有pH敏感性及优良的耐盐性能,水凝胶对核黄素的载药量为58.47 mg/g,包封率为49.56%。在pH=1.2的缓冲溶液中30 h药物累积缓释率为38%;在pH=7.4的缓冲体系中30 h的药物累积缓释率为67%,有良好的缓释效果,可用作胃肠道给药载体材料。
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偕胺肟化D301树脂的制备及其对镓的吸附性能研究 收藏
高文华, 张于天, 高丰, 高艺殊, 张洁, 安富强
现代化工. 2021, (12): 136-139,145.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.12.027
摘要 ( 584 )     PDF (1587KB) ( 3 )  
为提高D301树脂对镓的吸附性能,在D301树脂表面接枝丙烯腈单体并对其进行偕胺肟转化制得功能材料D301-g-PAO。探讨了制备条件对接枝率的影响,并研究了D301-g-PAO对Ga (Ⅲ)的吸附性能。结果表明,在45℃、丙烯腈用量为16 mL、过硫酸铵单体质量分数为2%、反应16 h时,接枝率达到最大为19.77%,D301-g-PAO对镓的吸附量为383.3 mg/g。
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不同氮源对栅藻和小球藻生长及固碳的影响 收藏
马咸莹, 摆倩文, 丁功涛
现代化工. 2021, (12): 140-145.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.12.028
摘要 ( 674 )     PDF (1645KB) ( 2 )  
为应对CO2引起的温室效应,利用微藻的光合作用固定CO2。选取栅藻、小球藻为研究对象,以BG-11培养基的氮源质量浓度(247 mg/L)为标准,分别以硝酸盐、亚硝酸盐和铵盐为培养基氮源,考察在不同氮源种类及质量浓度的培养条件下,2种微藻的生长速率、CO2吸收速率。结果表明,在以亚硝酸钠为氮源、氮元素质量浓度为247 mg/L的培养基中,栅藻的最大比生长速率为0.040/h,固碳速率达到最高为0.036 g/(L·h);同等条件下,小球藻的最大比生长速率为0.030/h,固碳速率达到最高为0.023 g/(L·h)。利用栅藻和小球藻固定二氧化碳是一项有效的减排技术。
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磁性碳纳米球破乳剂的制备及性能研究 收藏
李哲, 张临, 刘超, 魏立新, 贾新磊, 耿孝恒
现代化工. 2021, (12): 146-149.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.12.029
摘要 ( 574 )     PDF (2622KB) ( 2 )  
为提供绿色、可重复利用的破乳剂,降低破乳剂对环境的副作用,采用溶剂热合成法制备磁性碳纳米球,对其进行破乳测试及回收性能研究,并通过XRD、FT-IR和SEM等对其形貌、结构等进行表征。结果表明,磁性碳纳米球颗粒均匀、分散性良好,Fe3O4与碳纳米球复合成功。破乳实验结果表明,当破乳温度为65℃、破乳剂质量分数为600 μg/g、沉降时间为90 min时,破乳效果较好,在此条件下破乳效率可达93.31%。在8次循环回收实验中,前4次的破乳效率稳定在90%以上,证明破乳剂有良好的磁性和回收性能。
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不同晶相和形貌三氧化钨的可控合成及光电化学性能研究 收藏
高彩云, 李瑞, 李东
现代化工. 2021, (12): 150-153,159.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.12.030
摘要 ( 568 )     PDF (3039KB) ( 3 )  
通过过氧化聚钨酸水热合成方法制备了不同晶体结构和表面形貌的WO3,研究了pH对晶体结构和表面形貌的影响。结果表明,调节pH可以实现对WO3晶型和形貌的可控合成;晶体结构对WO3的可见光吸收能力有重要的影响;不同晶相WO3的PEC性能差异明显,与六方WO3(h-WO3)和六方-立方WO3(h-c-WO3)的PEC性能相比,立方WO3(c-WO3)纳米棒的PEC性能得到极大地提高,主要是因为晶体结构改善了c-WO3对长波长可见光的吸收能力;另外,在PEC水分解过程中,纳米棒加速了光生电子的转移速度,从而减小了电子-空穴的复合几率。可见合理调控pH是制备具有高PEC性能WO3的技术关键。
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耐碱性硫酸盐还原菌发酵培养基的优化研究 收藏
姚亮, 赵运生, 孔京, 孔凡敏, 胡永红
现代化工. 2021, (12): 154-159.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.12.031
摘要 ( 627 )     PDF (2960KB) ( 2 )  
以耐碱性硫酸盐还原菌硫降解率为指标,比较基础碱性培养基不同的碳源、(有机与无机)氮源、无机盐的降解效果,筛选其中效果较好的8个因素,优化1株耐碱性硫酸盐还原菌的发酵工艺;设计PB试验并分析其中影响最为显著的3个因素;进行最陡爬坡实验逼近因素的最佳质量浓度,以最陡爬坡实验降解率最高的组为中心值进行中心组合试验,并分析得到最佳优化因素为:乙醇质量浓度为5.27 g/L、酵母粉质量浓度为2.03 g/L、KCl质量浓度为4.02 g/L。在此条件下,降解率达到81.21%,较未优化前提高17.99%。
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低共熔溶剂提取槲树叶中黄酮类物质的研究 收藏
沈豪玲, 郭晨思, 高翔宇, 陈俊英, 韩秀丽, 常春, 陈志勇
现代化工. 2021, (12): 160-164.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.12.032
摘要 ( 591 )     PDF (2083KB) ( 2 )  
研究了氯化胆碱-乙酸组成的低共熔溶剂在提取槲树叶中黄酮类物质的应用。考察了氯化胆碱-乙酸体系的摩尔比、含水质量分数、提取温度、提取时间、液固比对黄酮类物质芦丁提取量的影响;在单因素的基础上进行了响应面分析。得到最佳的实验条件:n(氯化胆碱):n(乙酸)=1:3、含水质量分数为30%、提取温度为61℃、液固比为51 mL/g、提取时间为85 min,此时,芦丁平均提取量为58.79 mg/g。
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微反应器中双氧水氧化丙烯酸制备乙醛酸的研究 收藏
周林利, 张跃, 娄喜营, 严生虎, 辜顺林, 刘建武
现代化工. 2021, (12): 165-169.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.12.033
摘要 ( 767 )     PDF (1644KB) ( 5 )  
以丙烯酸(C3H4O2)为原料、H2O2为氧化剂、V2O5和H3PW12O40为组合催化剂,设计了在微反应器中液相氧化合成乙醛酸的连续流工艺。分别考察了物料摩尔比、催化剂种类、催化剂物质的量、反应停留时间、反应温度、H2O2质量分数等对反应的影响。结果表明,在管式反应器中,n(C3H4O2):n(H2O2):n(V2O5):n(H3PW12O40)=1:6:0.025:0.012 5、反应温度为55℃、反应停留时间为6.5 min、H2O2质量分数为35%时,丙烯酸转化率达97.1%,乙醛酸选择性达91.4%。与间歇氧化反应相比,连续流反应具有反应效率高、时间短、安全性高以及容易控制流态等优点,消除了氧化过程中双氧水分解带来的安全隐患,实现了乙醛酸的绿色安全生产。
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涂覆聚多巴胺层对提高薄膜复合聚酰胺膜选择性和防污性的影响 收藏
王通军, 蒋超, 周郁, 洪建权, 魏慧贤
现代化工. 2021, (12): 170-174,179.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.12.034
摘要 ( 683 )     PDF (2936KB) ( 2 )  
通过聚多巴胺(PDA)涂覆作用对薄膜复合聚酰胺(TFC-PA)膜进行改性,以提高膜的防污性和选择性能。采用衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和接触角分析仪考察改性后膜表面结构、形貌和亲水性的变化,通过正渗透实验和结垢实验评估改性前后膜的渗透性和防污性。结果表明,改性后膜表面成功涂覆了均匀的聚多巴胺层,膜表面的亲水性增加;改性膜拥有较高的水渗透通量和较低的反向溶质通量。原始膜经过改性后选择性由(0.26±0.3)×10-3变化至(0.09±0.2)×10-3,膜的选择性变高。原始膜经过改性后结垢指数由12.26%降低到5.45%,改性膜显示出更好的防污性。
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响应面法优化三醋酸纤维素合成工艺的研究 收藏
袁璐璇, 康菡子, 王彦博, 蒋文伟
现代化工. 2021, (12): 175-179.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.12.035
摘要 ( 583 )     PDF (2775KB) ( 2 )  
以瓦楞纸箱为原料成功地合成了三醋酸纤维素(CTA),并利用响应面分析法对合成工艺进行优化。将处理后的纸箱纤维为原料,以乙酸酐为乙酰基供体、乙酸为溶剂、硫酸为催化剂,通过均相乙酰化反应合成了CTA。探究了乙酸、乙酸酐和催化剂的浓度以及反应时间对三醋酸纤维素收率的影响,并结合响应面分析法得到最佳反应条件:硫酸与纤维素的质量比为0.21:1、乙酸酐与纤维素质量比为5.5:1、乙酸与纤维素质量比为20:1、反应时间为6.2 h、反应温度为60℃。最佳反应条件下制得的CTA取代度为2.94,收率为81.03%。
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含氟耐高温型CO2发泡剂的制备与室内评价研究 收藏
尹相文, 田玉芹, 韦雪, 刘伟伟, 秋列维, 王晨
现代化工. 2021, (12): 180-183,188.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.12.036
摘要 ( 561 )     PDF (1465KB) ( 2 )  
以含氟辛基磺酰氟和4,4'-二羟基二苯醚为原料,制备了氟碳双磺酸盐型CO2发泡剂。考察了发泡剂质量分数、发泡温度、压力和矿化度对体系泡沫性能的影响。结果表明,当温度和矿化度升高,体系起泡体积和半衰期均减小;压强增大,体系起泡体积和半衰期均增大。当发泡剂质量分数为0.3%时,在150℃、20 MPa和100 000 mg/L矿化度下,起泡体积、半衰期和综合指数分别为667 mL、28 min和18 676 mL/min。室内封堵实验表明,该发泡剂泡沫封堵效果优异,阻力因子可达32.5。
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光促进Pd/g-C3N4催化苯乙烯加氢性能研究 收藏
肖佩荣, 张盼, 李宇豪, 王琪, 陈亚中
现代化工. 2021, (12): 184-188.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.12.037
摘要 ( 562 )     PDF (4171KB) ( 2 )  
采用化学还原法制备了载钯石墨相氮化碳催化剂(Pd/g-C3N4),利用XRD、TEM、XPS及PL等对催化剂进行表征,并以苯乙烯加氢为探针反应考察了其性能。结果表明,载体g-C3N4呈二维堆叠层状结构,活性组分Pd在g-C3N4表面分散均匀,且主要以零价形式存在。PL光谱分析表明,Pd的负载可以促进g-C3N4的光生电子空穴分离,有利于丰富Pd NPs表面的电子云密度。当Pd负载质量分数为0.5%时催化活性最佳,30℃下2 h转化率为80.2%,加入光照后转化率可达99.6%。
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吸附餐饮油烟颗粒活性炭的再生研究 收藏
刘俊岭, 黄龙, 易玉峰, 解刚, 陈晗旭, 侯周晗
现代化工. 2021, (12): 189-192.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.12.038
摘要 ( 605 )     PDF (1634KB) ( 3 )  
通过自组装油烟装置模拟产生餐饮油烟,并利用颗粒活性炭进行油烟吸附,吸附量为700 mg/g。利用GC-MS、元素分析和红外光谱等确认活性炭吸附有机物主要成分为小分子烷烃、烯烃和羰基化合物等。分别用臭氧、芬顿试剂和加热3种方法对吸附油烟后的活性炭进行再生。结果表明,臭氧法和芬顿试剂法再生后,活性炭的碘吸附值和COD值接近新鲜活性炭。从四氯化碳吸附率来看,芬顿试剂法的再生效果最好,再生率为81.3%。
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乙二胺改性双氰胺甲醛脱色絮凝剂的合成及脱色性能研究 收藏
卢素敏, 宋美华, 王汉昌, 尹良珂, 李献朋
现代化工. 2021, (12): 193-197.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.12.039
摘要 ( 546 )     PDF (3104KB) ( 2 )  
以乙二胺为改性剂、双氰胺和甲醛为原料,制备了改性脱色絮凝剂(EDA-DCDF),利用FT-IR、XRD和SEM对絮凝剂结构及形貌特性进行表征。考察了原料配比、絮凝剂投加量、废水初始pH、无机盐和表面活性剂等对染料脱色性能的影响。结果表明,改性双氰胺甲醛颗粒属无定形结构,相对于未改性双氰胺甲醛DCDF,改性后的EDA-DCDF获得了更好的脱色性能,对活性红195的最大脱色率可达到98.7%,明显高于DCDF。EDA-DCDF在酸性至微碱性条件下使用可获得良好的脱色性能,无机盐、表面活性剂对絮凝剂脱色性能产生了不同影响,在实验浓度范围内,EDA-DCDF展示了较好的抗盐性,而表面活性剂SDBS对脱色性能产生明显的负面影响。
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缓释型聚多巴胺丁香酚微球的制备及抑菌性能 收藏
陈茹茹, 施冬健, 储鸿
现代化工. 2021, (12): 198-202.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.12.040
摘要 ( 555 )     PDF (3846KB) ( 2 )  
以盐酸多巴胺在碱性条件下氧化自聚形成的PDA微球为载体,原位吸附丁香酚制备聚多巴胺负载丁香酚(EO@PDA)微球。通过纳米粒度仪、扫描电子显微镜、FT-IR和UV-Vis等对EO@PDA微球的形貌、粒径以及释放行为进行研究。结果表明,EO@PDA微球呈规整球形,粒径在272~866 nm之间可控,丁香酚平衡负载量为0.295 mg/mg,释放符合Higuchi模型,在24 h内累积释放率达到74.62%。抑菌实验结果表明,EO@PDA微球对金黄色葡萄球菌(S.aure)的最小抑菌质量浓度(MIC)和最小杀菌质量浓度(MBC)分别为16.5 mg/mL和66 mg/mL;对大肠杆菌(E.coli)的MICMBC分别为33 mg/mL和132 mg/mL;与游离丁香酚相比,EO@PDA微球作用于金黄色葡萄球菌24 h的抑菌率提高了46.02%。因此,丁香酚经PDA微球负载后具有良好的缓释性能和长效抑菌作用。
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工业技术
碟管式纳滤膜组合工艺处理高含盐水中试研究 收藏
赵信新, 于辉, 刘欣, 张晓敏, 许家晟, 陈爽
现代化工. 2021, (12): 203-207.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.12.041
摘要 ( 596 )     PDF (1475KB) ( 6 )  
以碟管式纳滤加超滤膜组合工艺深度处理微污染高含盐地表水,探究了不同操作条件对超滤和纳滤膜分离性能的影响,并检测进出水水质状况。中试结果表明,浸没式超滤膜在运行4 h后产水通量下降15%,气洗1 h后可恢复至最佳水平;碟管式纳滤膜最佳运行压力为1 MPa,此时回收率和脱盐率分别为70%和55%左右;在最佳运行压力下,碟管式纳滤膜系统回收率和脱盐率随进料液溶质浓度增大而减少,且具有较高的离子选择性透过性;超滤-纳滤组合工艺可有效去除水中典型嗅味物质2-甲基异莰醇(2-MIB)和土臭素(GSM),产水中浊度、氯化物、硫酸盐及硬度含量远低于常规水处理工艺,具有更高的安全性。
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纳滤-反渗透集成膜用于高盐废水脱盐分质的中试研究 收藏
陈伟, 刘丹, 刘琼琼, 徐威杰, 柴曼, 曾辉
现代化工. 2021, (12): 208-212.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.12.042
摘要 ( 574 )     PDF (1612KB) ( 3 )  
为探索纳滤-反渗透集成膜技术在工业高盐废水中的脱盐分质效果,以天津市南港工业园某企业产生的高盐废水为原水进行一系列试验,重点考察了集成膜对废水中1价和2价阴阳离子的截留率。结果表明,纳滤-反渗透集成膜工艺对高盐废水的脱盐率具有显著效果,其中纳滤膜对SO42-的截留率高达99.02%,对Cl-会出现负截留现象,从而使Na2SO4和NaCl得到有效分离,而反渗透膜则主要脱除NaCl,对Cl-的截留率达到95%以上。此外,纳滤-反渗透集成膜技术对废水中色度、COD等常规污染物也具有良好的去除效果。
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TH系列高氮焦化馏分油加氢催化剂的开发与工业应用 收藏
张景成, 张国辉, 于海斌, 肖寒, 朱金剑, 张玉婷, 南军, 赵培江, 黄敬远, 杨涛, 史开洪
现代化工. 2021, (12): 213-217.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.12.043
摘要 ( 596 )     PDF (1682KB) ( 1 )  
针对海洋原油高氮高芳的特点,开发了新型TH系列高氮焦化馏分油加氢催化剂,并在中海石油舟山石化有限公司170万t/a焦化馏分油加氢裂化装置上成功实现TH全系列加氢催化剂的整体工业应用。应用结果表明,TH系列加氢催化剂对高氮焦化馏分油处理效果良好,具有优异的加氢稳定性、加氢裂化选择性和超深度脱硫脱氮活性,加氢柴油产品满足国Ⅵ清洁柴油质量标准,预加氢石脑油产品是优质的重整原料,满足炼厂劣质馏分油加氢转化生产清洁燃料和优质化工原料的需求。
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调整炼油厂产品结构的柴油加氢裂化技术的开发与应用 收藏
梁宇, 王甫村, 王紫东, 吴显军
现代化工. 2021, (12): 218-221,225.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.12.044
摘要 ( 606 )     PDF (1437KB) ( 1 )  
针对目前我国消费柴汽比逐年下降的趋势,压减柴油、减油增化成为炼油企业调整的重要方向。在多产石脑油加氢裂化技术的基础上,通过对催化材料和工艺技术的创新,开发了劣质柴油加氢裂化多产高芳潜石脑油技术,通过制备具有丰富介孔结构和中强酸性的催化剂,在适宜的工况下可将柴油中的芳烃组分高效地转化为富含芳烃的汽油馏分。采用该技术处理中石油某炼油厂催化柴油和焦化柴油混合油,重石脑油收率最高达35%,芳潜为47%左右。
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煤基混合碳四生产MTBE/1-丁烯的问题探索 收藏
刘尚清, 张军
现代化工. 2021, (12): 222-225.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.12.045
摘要 ( 564 )     PDF (1418KB) ( 2 )  
介绍了煤基混合碳四生产MTBE/1-丁烯产品的工艺过程,针对生产过程中发生的产品纯度低、新装填催化剂超温、产品产率低的问题,通过工艺技术路线改造、新更换催化剂生产调整、工艺优化等措施,使产品纯度、新催化剂使用、产品转化率得到了大幅改善,推进了企业提质增效的能力,且对同类型的装置生产提供了新的解决思路。
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含醇四氢呋喃的精馏提纯工艺改进及应用 收藏
李明晓, 许保云, 吴高胜, 赵静
现代化工. 2021, (12): 226-229.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.12.046
摘要 ( 680 )     PDF (1419KB) ( 2 )  
为将聚烯烃催化剂制备过程中回收的含醇四氢呋喃进行提纯、循环使用,探究了脱醇吸附-间歇精馏的工艺路径,通过小试实验和工业化装置改造,验证了脱醇吸附-间歇精馏工艺路径的可操作性,可将含醇四氢呋喃提纯至99.99%,并将醇全部去除,达到了四氢呋喃循环使用的目的,保证了产品质量稳定性,并有效降低了生产成本。
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分析测试
基于谷胱甘肽修饰金纳米粒子可视化检测镉离子残留的研究 收藏
关桦楠, 张悦, 孙冰玉, 刘博, 瑙阿敏, 徐丽萍
现代化工. 2021, (12): 230-234.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.12.047
摘要 ( 574 )     PDF (3541KB) ( 1 )  
基于镉离子可以与谷胱甘肽的羧基进行螯合配位形成网状超分子的性质,引入谷胱甘肽(GSH)的巯基修饰金纳米粒子(AuNPs)的表面,采用自组装法制备谷胱甘肽-金纳米粒子(GSH-AuNPs),进而建立一种灵敏高效的可视化比色检测镉离子的方法。结果表明,随着镉离子浓度的增高,体系的颜色由酒红色变为蓝紫色;在1.25~3.00 μmol/L范围内,镉离子浓度与吸光度具有良好的线性关系,检测限为80 nmol/L;反应体系对4种常见金属离子和5种常见氨基酸具有明显的抗干扰性能。该谷胱甘肽-金纳米可视化比色检测镉离子体系具有良好的选择性和灵敏性。
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高选择性亚硝酰氢荧光探针的合成及生物应用 收藏
赵美, 石迪, 马韬, 胡婉迪, 卢丹青
现代化工. 2021, (12): 235-239.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.12.048
摘要 ( 536 )     PDF (2397KB) ( 1 )  
以6-苯并-d-噻唑-2-萘酚为荧光母体和二苯基膦苯甲酸酯为HNO的特异性识别基团,设计合成了一种荧光增强型探针(BNB-HNO),该探针对HNO具有较好的选择性、抗干扰性、高灵敏性(LOD=54.6 nmol/L)以及响应迅速(反应时间<10 min)等优点;另外,BNB-HNO可以直接用于血清样品中HNO的定量检测和斑马鱼中外源性HNO的成像研究。证明BNB-HNO具有用于生物体系中HNO检测的潜力,是生物系统中HNO的理想"追踪器"。
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