现代化工

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氢能产业发展之困局——“源”与“汇” 收藏

王明华

现代化工. 2022, (9): 1-6. DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.09.001

摘要 ( 806 )

PDF (1618KB) ( 87 )

随着氢能产业的不断推进,热点越来越集中在氢能制取的"源"和氢能利用的"汇"上。"氢源"从目前的3万t/a到2060年的1亿t,未来40年内的年均增长率高达22.5%;为达到绿氢规模,光伏装机需3 360 GW,体量巨大。"氢汇"主要集中在工业、交通、建筑、电力等难以脱碳的能源消费领域,应用范围十分广泛。"源"与"汇"是否匹配,将会是大规模推进氢能产业发展的核心要义。重点围绕重卡、煤化工、石油炼化、氢炼钢、燃氢电站和燃氨电站等重要高碳排放领域阐述氢能应用的逻辑及趋势,以期通过分析"氢源"和"氢汇"之间的数量关系来优化和统筹好"氢源"与"氢汇"的配置关系,突破氢能产业规模化发展的困局,促进氢能的原料和燃料属性得到更好的发展。

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碳中和进程中天然气与氢能产业深度融合的新发展模式探讨收藏

张超, 宋鹏飞, 侯建国, 王秀林

现代化工. 2022, (9): 7-12. DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.09.002

摘要 ( 791 )

PDF (2146KB) ( 59 )

碳中和将大力推动我国可再生能源和氢能产业的发展,未来高比例可再生能源下,氢能将在储能、连通传统能源与新能源等方面发挥重要的枢纽作用。利用天然气产业已有的基础设施优势,深度融合氢能产业与天然气产业,会产生新的发展模式。站在天然气产业的角度,分析了未来天然气在能源转型中的作用,提出与氢能产业在上、中、下游典型的9种融合模式,对未来新发展模式提出了展望和建议。

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“双碳”目标下CCUS产业化模式面临的挑战、对策及发展方向收藏

张帆

现代化工. 2022, (9): 13-17. DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.09.003

摘要 ( 725 )

PDF (2031KB) ( 67 )

在碳达峰、碳中和的主题背景下,详细介绍了多联产减排和多能互补耦合利用新型CCUS产业化发展模式,探讨了当前我国CCUS产业化模式在技术、行业发展、产业化机制、标准与规范及国家政策等领域面临的挑战,并在此基础上,给出应对需求的产业支持政策,最后提出从捕集、封存、监测及评估角度出发,加快我国CCUS标准体系建设的建议,旨在对中国走出立足自身的CCUS发展之路提供新的思路。

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国外页岩气开发实践及对我国产业化发展的建议收藏

宋昊, 胡明毅, 王再兴, 李甜甜

现代化工. 2022, (9): 18-22. DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.09.004

摘要 ( 901 )

PDF (2817KB) ( 44 )

在介绍国外页岩气开发历程的基础上,详细总结了美国、加拿大等国页岩气革命的开发经验;概述了中国页岩气的资源分布和勘探开发现状,并梳理了国内页岩气发展在地质、技术、经济及环境领域存在的风险和不足。综合国际开发经验与国内产业现状,提出推动中国页岩气产业化发展的几点建议,旨在加快我国页岩气的发展进程。

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废塑料无害化回收利用发展现状及趋势收藏

陈勇

现代化工. 2022, (9): 23-26. DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.09.005

摘要 ( 750 )

PDF (1293KB) ( 61 )

综述了国内外废塑料无害化回收利用的现状;介绍了国内主要从事废塑料再生利用的企业发展概况以及行业发展相关规范;提出了我国废塑料回收利用行业存在的问题并对未来发展趋势进行了展望。

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氢纯化用钯复合膜研究进展收藏

李广忠, 李亚宁, 王昊

现代化工. 2022, (9): 27-30,35. DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.09.006

摘要 ( 474 )

PDF (1617KB) ( 2 )

综述了近年来国内外在钯复合膜制备方面的研究进展,包括陶瓷、金属多孔载体钯复合膜以及5B族载体钯复合膜的发展趋势。介绍了四层结构的金属多孔载体型钯复合膜、新开发出的具有空隙结构的金属多孔载体钯复合膜、以及添加Ru的PdRu复合膜等。5B族钯复合渗氢膜研究的重点是载体的表面处理、膜界面稳定层的制备以及超薄均匀钯膜的制备技术。

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压裂返排液处理技术现状及发展收藏

谢娟, 惠海伟, 温立宪, 李新宇, 杨晓龙

现代化工. 2022, (9): 31-35. DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.09.007

摘要 ( 466 )

PDF (1946KB) ( 2 )

国内压裂返排液具有成分复杂、乳化严重、危害大的特点,在此基础上介绍了回注、回用和外排3种不同的压裂返排液处置方式。我国压裂返排液处理技术仍需向无害化和资源化发展,建议研发高效环保的压裂体系,降低对环境的危害及处理成本;油气田现场处理压裂返排液时,应结合自动监测技术,加大模块化处理规模,提高水资源的重复利用。

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不同结构TiO₂纳米材料的制备及在光解水制氢方向的研究进展收藏

乔鹏, 代曼, 刘颖, 王雪芹

现代化工. 2022, (9): 36-39,45. DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.09.008

摘要 ( 582 )

PDF (1336KB) ( 2 )

综述了TiO₂催化材料光解水产氢的基本原理以及不同结构TiO₂纳米材料在光催化制氢方向的研究进展,包括TiO₂纳米薄膜、TiO₂纳米棒、TiO₂纳米片、TiO₂纳米颗粒、TiO₂核壳及中空微球、TiO₂纳米管等,并且对发展趋势进行了展望。

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天然气水合物清洁开采技术研究进展收藏

彭文争, 刘琦, 刘双星, 薛明, 彭勃

现代化工. 2022, (9): 40-45. DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.09.009

摘要 ( 620 )

PDF (2126KB) ( 4 )

对天然气水合物开采过程中有可能引发的环境风险进行了讨论,综述了目前主要的清洁开采技术,并对其机理及优缺点进行了对比与分析,指出了当前天然气水合物开采技术的缺陷,并对其未来发展方向进行了展望。

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纤维素基CO₂吸附剂研究进展收藏

李江琴, 把明芳, 陕绍云, 胡天丁, 支云飞, 苏红莹, 蒋丽红

现代化工. 2022, (9): 46-50. DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.09.010

摘要 ( 501 )

PDF (1335KB) ( 3 )

介绍了纤维素、纤维素气凝胶、纤维素基活性炭和纤维素膜等材料的制备及其在CO₂吸附领域的应用研究进展,指出了纤维素基CO₂吸附剂存在的主要问题和研究重点,并对未来发展进行了展望。

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钛酸钙纳米材料的改性及在光催化领域的研究进展收藏

孙德武, 宋沐遥, 李佳昕, 关壬铨, 高鑫椿, 翟宏菊

现代化工. 2022, (9): 51-54. DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.09.011

摘要 ( 562 )

PDF (1308KB) ( 3 )

综述了CaTiO₃纳米材料的改性方法,包括离子掺杂、复合等,并对改性CaTiO₃在光催化降解、产氢、还原CO₂等领域的应用进展进行了总结。

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燃煤电厂溶液吸收法碳捕集技术研究进展收藏

叶舣, 赵兴雷

现代化工. 2022, (9): 55-59,65. DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.09.012

摘要 ( 716 )

PDF (1350KB) ( 5 )

用于燃煤电厂烟道气CO₂捕集的技术主要为溶液吸收法,根据吸收剂类型可分为混合胺吸收剂、两相吸收剂、无水吸收剂和离子液体吸收剂。描述了现有溶液吸收法的发展情况以及CO₂捕获过程,对不同吸收剂优缺点以及目前工业示范情况进行了综合阐述;重点强调了不同技术路线的工业放大可能性以及捕集成本;最后,指出了未来的发展方向和亟需解决的问题。

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生物及其组合技术净化VOCs的研究进展收藏

刘晨星, 任爱玲, 谷丹丹, 侯晓松

现代化工. 2022, (9): 60-65. DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.09.013

摘要 ( 608 )

PDF (1442KB) ( 2 )

针对VOCs的污染控制问题,介绍了生物处理技术和常见的生物组合技术。总结了生物及其组合技术的研究进展以及存在的问题,并指出其在VOCs治理方面的研究方向和未来工业上的应用前景。

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纳米驱油技术进展收藏

张志超, 柏明星, 王玺程, 张元锋, 李文明, 高振东

现代化工. 2022, (9): 66-70. DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.09.014

摘要 ( 524 )

PDF (1996KB) ( 2 )

系统论述了纳米驱油技术提高原油采收率的机理,包括降低油水界面张力、改变油藏润湿性、分离压驱油、调剖堵水、改善流度比及防止沥青质沉淀阻塞油藏孔道。而针对常规纳米驱油体系因自身不稳定易发生材料的聚沉进而影响提高油藏采收率的效果,解决方法是对常规纳米颗粒接枝不同的官能团进行改性来实现稳定性;同时,特殊的官能团和驱油纳米材料的有机结合能形成对温度、磁性、pH及含油饱和度敏感的智能纳米驱油体系,实现对油藏剩余油的定向挖潜,改善油藏的驱油效果。

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纳米铁碳微电解材料研究进展收藏

张黎, 张珊, 李洁, 王通, 王柯, 沈韵, 杨莉

现代化工. 2022, (9): 71-75,80. DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.09.015

摘要 ( 443 )

PDF (2303KB) ( 3 )

从不同铁纳米粒子制备方法特点及活性影响因素,碳材料的选择、自身特性与性能之间的关系,铁碳颗粒的组织形式及其电场作用影响等3个方面的研究现状出发,就纳米铁碳微电解材料的组成部分对污染物去除性能的影响进行了分类综述和总结,并在此基础上展望了未来纳米微电解材料的发展方向,旨在为最大限度发挥纳米铁碳微电解技术应用潜力、进一步推动纳米铁碳微电解技术的工业化应用提供参考。

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醇胺溶液吸收CO₂的腐蚀研究进展收藏

陆诗建, 贡玉萍, 刘玲, 康国俊, 陈曦, 刘苗苗, 张娟娟, 王风

现代化工. 2022, (9): 76-80. DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.09.016

摘要 ( 499 )

PDF (1324KB) ( 3 )

总结了醇胺溶液吸收CO₂的腐蚀机理,研究结果表明,HCO^-₃、H₃O⁺和质子化胺是溶液具有腐蚀性的根本原因,温度、胺的种类、热稳定盐、CO₂对腐蚀效果均有影响。抑制腐蚀的主要措施是添加缓蚀剂,对国内外缓蚀剂的研发进展进行了总结,提出了胺液腐蚀控制的未来发展方向。

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微藻生物膜贴壁培养及其在废水处理中的应用收藏

伯雅慧, 胡政宇, 齐美, 汪纯, 程鹏飞

现代化工. 2022, (9): 81-85. DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.09.017

摘要 ( 417 )

PDF (1927KB) ( 3 )

基于一类新型微藻生物膜贴壁技术的特征及运行原理,分析了不同类型生物膜贴壁装置的特点及相关影响因素,阐释了生物膜材料对贴壁微藻生长的影响。讨论了微藻生物膜的形成机制,发现生物膜形成过程中起关键作用的主要是藻细胞胞外聚合物(EPS)的作用。概述了生物膜贴壁微藻在农业废水、工业废水及生活污水处理中的应用。研究优化生物膜贴壁培养装置及相关工艺条件,在净化污染水体的同时还可生产藻类高价值产品。耦合废水处理集成的微藻生物膜贴壁培养体系将具有藻类生产经济性和环保应用潜力。

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醇脱水制备α-烯烃的催化剂研究进展收藏

张筱榕

现代化工. 2022, (9): 86-90,96. DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.09.018

摘要 ( 496 )

PDF (1360KB) ( 2 )

综述了最近几年来醇脱水反应制备α-烯烃的催化剂研究进展,重点介绍了分子筛催化剂、杂多酸催化剂和金属氧化物催化剂,详细讨论了各种催化剂的特点及利弊。从酸碱活性中心和孔道结构的角度研究了不同改性方法合成的催化剂对脱水活性的影响,提出了该领域未来研究工作的发展方向及关键所在。

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功能化磁性石墨烯去除水中有机物的研究进展收藏

柏杉山, 王利红

现代化工. 2022, (9): 91-96. DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.09.019

摘要 ( 518 )

PDF (1688KB) ( 2 )

综述了功能化磁性石墨烯材料去除水中有机染料、芳香族化合物、农药和其他有机物的研究进展,并对吸附机理进行了探讨,指出了当前研究中有待解决的问题和未来发展方向。

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纳米Fe₃O₄活化过硫酸盐降解废水中诺氟沙星的研究收藏

苏冰琴, 刘一清, 林昱廷, 宋秀兰, 李瑞, 芮创学

现代化工. 2022, (9): 97-101,108. DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.09.020

摘要 ( 424 )

PDF (2171KB) ( 4 )

采用纳米Fe₃O₄活化KHSO₅(PMS)的高级氧化工艺降解废水中诺氟沙星(NOR)。考察了Fe₃O₄质量浓度、PMS浓度、初始pH等对诺氟沙星降解效果的影响,探究了催化剂Fe₃O₄的重复利用效果。结果表明,诺氟沙星初始质量浓度为 5.0 mg/L、Fe₃O₄质量浓度为2.0 g/L、PMS浓度为0.8 mmol/L、初始pH为7.0、温度为30℃的优化条件下,反应120 min后诺氟沙星的降解率达到96.6%,降解速率常数K_obs为0.030 3 min^-1,降解过程符合一级反应动力学。EPR实验证实反应体系中降解诺氟沙星的主导作用源于SO^-₄·。通过LC-MS分析推测了诺氟沙星的降解路径和反应机理。

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CuO/CoFe₂O₄活化过一硫酸盐去除四环素的研究收藏

周书葵, 田瑞, 段毅, 高聪, 吴姣

现代化工. 2022, (9): 102-108. DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.09.021

摘要 ( 398 )

PDF (3407KB) ( 5 )

采用水热法制备磁性CuO/CoFe₂O₄(CCF)复合材料,并将其用于活化过一硫酸盐(PMS)。通过SEM-EDS、XRD和XPS对CCF进行表征。以四环素(TC)为目标污染物,考察了溶液初始pH、氧化剂用量、催化剂质量浓度、共存离子对CCF活化PMS处理含TC溶液的影响。结果表明,当温度为25℃、TC的初始质量浓度为20 mg/L、CCF质量浓度为0.09 g/L、PMS初始浓度为0.3 mmol/L、初始pH为7时,30 min内去除率可达91%,且CCF具有良好的稳定性与可重复使用性;反应过程中 SO^-₄·、·OH和 ¹O₂都参与了TC的降解,其中 ¹O₂发挥了主要作用。

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不同硅铝比丝光沸石上二甲醚羰基化反应的积炭研究收藏

王晓胜, 刘少铎, 杨韬, 李然家, 余长春, 李晓娇, 刘毓翔

现代化工. 2022, (9): 109-113. DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.09.022

摘要 ( 392 )

PDF (2189KB) ( 2 )

制备了不同SiO₂/Al₂O₃摩尔比的丝光沸石分子筛(MOR),对其二甲醚羰基化反应活性进行了评价,并对反应后催化剂上的积炭进行了表征。结果表明,随着SiO₂/Al₂O₃摩尔比的提高,MOR催化剂上羰基化反应诱导期逐渐缩短,二甲醚(DME)转化率逐渐升高,但单程寿命并未随硅铝摩尔比提高而有较大改变。适当提高硅铝摩尔比有助于降低传质阻力、提高MOR催化剂的羰基化反应活性。反应后MOR催化剂上的积炭量整体与催化剂的反应活性呈正相关,即硅铝摩尔比提高后催化剂上的积炭量较多、积炭的氢碳比较低。

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Pd/ZrO₂-活性炭催化一锅法合成2-丁基环己酮的研究收藏

吴慧玲, 薛伟洋, 顾彬, 刘梦洋, 荣欣, 李敬美, 孙承林

现代化工. 2022, (9): 114-119. DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.09.023

摘要 ( 418 )

PDF (4559KB) ( 3 )

采用浸渍法制备了一系列不同ZrO₂掺杂量的Pd/ZrO₂-活性炭(AC)复合催化剂,并用于正丁醛与环己酮一锅法制备2-丁基环己酮。利用XRD、N₂物理吸附、TG-DTG、SEM、TEM对Pd/ZrO₂-AC复合催化剂的物理及化学性质进行表征,考查了ZrO₂掺杂量、反应温度、Pd负载量、载体制备方法对反应性能的影响。结果表明,在140℃条件下,浸渍法制备的0.8Pd/50ZrO₂-AC可实现98%的正丁醛转化率及77%的2-丁基环己酮收率,优于Pd/ZrO₂及Pd/AC催化剂。0.8Pd/50ZrO₂-AC催化剂循环使用3次,始终保持95%以上的正丁醛转化率及约70%的2-丁基环己酮收率,表现出良好的循环稳定性。

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耐高温Pt@TiO₂催化剂的制备及其催化燃烧丙烷、丙烯性能研究收藏

马静, 方子昂, 林静, 马子然, 王红妍, 王宝冬, 刘爽

现代化工. 2022, (9): 120-124. DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.09.024

摘要 ( 437 )

PDF (3775KB) ( 3 )

采用三聚氰胺诱导的"金属-载体强相互作用"工艺合成了具有Pt@TiO_x包覆结构的新型铂催化剂(Pt@TiO₂),并利用XRD、TEM、XPS和EPR对其进行表征分析。结果表明,Pt@TiO₂催化剂表现出强于传统Pt/TiO₂催化剂的热稳定性和丙烷、丙烯氧化活性。即使经过800℃高温处理,Pt@TiO₂仍能在较低温度实现丙烷(T₅₀=312℃)、丙烯(T₅₀=237℃)的催化燃烧,在煤化工尾气挥发性有机物(VOCs)净化领域展现出较强的应用潜力。

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两亲性胶束包覆Eu³⁺掺杂LDHs纳米载体材料的制备与性能研究收藏

梁良, 任锦, 余敬谋, 石向群, 余霞

现代化工. 2022, (9): 125-128,133. DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.09.025

摘要 ( 426 )

PDF (1506KB) ( 2 )

采用两亲性胶束CSA-ss-DOCA(CsD)对Eu³⁺掺杂层状双氢氧化物Eu-LDH(LE)进行包覆,制备得到纳米载体材料LE@CsD。利用荧光光谱、FT-IR、XRD、TG、粒度以及溶血实验和蛋白吸附等方法对样品结构、尺寸、热力学性质与生物相容性进行表征。结果表明,LE@CsD在613 nm处(λ_ex=306 nm)具有Eu³⁺的特征荧光,CsD对LE的包覆并未影响样品获得荧光特性;模板药物分子五氟尿嘧啶(5Fu)被成功负载到LE@CsD上,且其层状结构未受破坏,验证了样品的载体性质;负电性胶束CsD通过静电作用与LE结合,"屏蔽"了LE层板的正电荷,使LE@CsD的蛋白吸附率仅为0.05%,溶血率低至1.16%,平均粒径控制为(230.3±2.7) nm,具备良好的生物相容性。

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典型抗生素甲氧苄啶影响下缺氧反硝化脱氮除碳效能的研究收藏

李云琴, 曾悦

现代化工. 2022, (9): 129-133. DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.09.026

摘要 ( 409 )

PDF (1702KB) ( 3 )

以实际废水和活性污泥为研究对象,通过构建的序批式好氧-缺氧反应器探究不同质量浓度抗生素甲氧苄啶(TMP)对硝化与反硝化过程的影响。结果表明,低质量浓度(如1.0 mg/L)TMP对除碳、脱氮过程无明显影响,而TMP质量浓度超过2.0 mg/L时,降低了碳源消耗及脱氮性能。当进水TMP质量浓度为8.0 mg/L时,稳定时期COD和NH⁺₄-N去除率分别为71.6%~76.5%和75.6%~76.2%,远低于对照组。高质量浓度TMP降低了NH⁺₄-N氧化、NO^-₂-N氧化及NO^-₃-N反硝化,提高了NO^-₂-N的积累并且积累量高达6.5 mg/L,远高于对照组。低质量浓度TMP对硝酸盐还原酶(NAR)的影响不明显。

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SiO₂气凝胶负载过渡金属氧化物催化分解N₂O的研究收藏

王逸飞, 王亚涛, 王新承, 马小丰, 李翠清, 王虹, 宋永吉

现代化工. 2022, (9): 134-140. DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.09.027

摘要 ( 509 )

PDF (2975KB) ( 1 )

以二氧化硅气凝胶为载体,采用等体积浸渍法制备了一系列不同负载量的过渡金属氧化物M/SiO₂-ag(M=Ni、Co、Cu、Fe、Mn、Zn)催化剂,利用XRD、BET、H₂-TPR等对催化剂进行表征,研究了SiO₂气凝胶负载过渡金属氧化物分解N₂O的催化性能。结果表明,负载NiO的样品具有最高的催化分解活性,当NiO负载量为27%时催化活性最佳,可在451℃完全转化N₂O;在455℃下对Ni₂₇/SiO₂-ag进行100 h寿命实验,催化活性未下降,表明Ni₂₇/SiO₂-ag具有较好的热稳定性。

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聚合物基纳米氧化铈复合吸附剂去除酸性废水中氟的研究收藏

唐欢, 许海民, 史新星, 毛亚, 谢欢, 杨文澜

现代化工. 2022, (9): 141-145. DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.09.028

摘要 ( 489 )

PDF (2570KB) ( 2 )

以聚合物阴离子交换树脂D201为载体,将纳米氧化铈(NCO)载入D201孔道内,制备出复合纳米吸附剂NCO@201,并用于酸性废水中氟的深度去除。结果表明,NCO@201具备良好的稳定性,能够在酸性水环境中长期稳定使用;溶液pH对NCO@201的除氟性能有较大影响,酸性条件下(pH=3,氟初始质量浓度为 10 mg/L)其最大除氟吸附量可达17.67 mg/g;NCO@201在高浓度竞争离子环境中对氟具有优异的吸附选择性。吸附动力学表明,酸性环境下NCO@201对氟的吸附可在180 min内达到平衡。NCO@201吸附饱和后可采用NaOH溶液进行脱附再生。

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改性城市污泥灰对榆林煤热解挥发物的原位氧化催化裂解研究收藏

郭双淇, 班延鹏, 杨英杰, 吕剑楠, 靳立军, 胡浩权

现代化工. 2022, (9): 146-150,154. DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.09.029

摘要 ( 378 )

PDF (1728KB) ( 1 )

利用固定床反应器研究了改性城市污泥灰对榆林煤热解挥发物的氧化催化裂解作用,考察了NiO负载量对产物分布的影响,并通过TG、XRD、NH₃-TPD、N₂吸附/脱附等表征分析了改性催化剂在煤热解挥发物催化裂解过程中的作用机理。结果表明,与未使用催化剂相比,当使用污泥灰负载20%的NiO为催化剂时,焦油产率从15.58%降到9.96%,但轻质焦油质量分数从58.0%增加到87.5%,气体体积产率增加了2.73倍。催化剂的催化效果随着使用次数增加逐渐降低,表面积碳的累积导致催化剂活性降低。

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Mn_xCo_y/ATP催化剂的制备及其催化氧化对二甲苯性能研究收藏

梁黎明, 孟杰, 刘经伟, 吴凤芹, 姚超

现代化工. 2022, (9): 151-154. DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.09.030

摘要 ( 395 )

PDF (3025KB) ( 2 )

以提纯后的凹凸棒土为载体,采用超声浸渍法在其表面负载锰钴氧化物,制备锰、钴质量比分别为1:1、2:1、3:1、4:1和5:1的Mn_xCo_y/ATP催化剂,利用XRD、SEM、TEM、H₂-TPR等对催化剂物化性质进行表征,考察了催化剂对对二甲苯的催化氧化性能的影响。结果表明,当锰、钴质量比为1:1、空速为10 000 h^-1、对二甲苯质量浓度为4 000 mg/m³时,8% Mn₁Co₁/ATP催化剂的催化氧化性能最高,其T₁₀=195℃、T₅₀=268℃、T₉₉=345℃。

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适冷假单胞菌1-2D降解菲的途径及其酶动力学研究收藏

白红娟, 卫燕红, 张晴, 宋雨, 胡锦俊, 蒋雪琴

现代化工. 2022, (9): 155-159. DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.09.031

摘要 ( 429 )

PDF (1591KB) ( 2 )

为揭示适冷假单胞菌1-2D菌株降解菲的机理,对该菌株的菲降解底物广谱性、代谢产物及酶动力学进行了研究。结果表明,该菌株具有降解广谱性,可利用羧酸类、酚类和杂环化合物为唯一碳源进行代谢。菲代谢中间产物有1-羟基-2-萘甲酸、1-萘酚、水杨酸、邻苯二酚和β-胡萝卜素,初步推测菌株1-2D的菲降解过程存在水杨酸途径和邻苯二甲酸途径。此外,菌株1-2D代谢菲的酶动力学参数V_max为217 nmol/(min·mg)、K_m为1.61 μmol/L。

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异氰酸酯改性空心玻璃微珠/硬质聚氨酯泡沫的制备收藏

刘冬, 邹龙庆, 张宏斌, 兰天宇

现代化工. 2022, (9): 160-164,169. DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.09.032

摘要 ( 394 )

PDF (2244KB) ( 1 )

利用异氰酸苯酯(MDI)对空心玻璃微珠(HGMS)表面进行修饰,通过溶液共混法制得HGMS-NCO材料,并将其作为硬质聚氨酯泡沫(RPUF)的增强填料制备HGMS-NCO/RPUF复合泡沫。利用红外光谱(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)对所合成的HGMS-NCO材料进行表征。HGMS-NCO/RPUF复合泡沫的压缩试验结果表明,与纯RPUF相比,HGMS-NCO/RPUF(25%)的表观密度、压缩强度分别提高了35.18%和48.62%。此外,HGMS-NCO的加入提高了RPUF泡沫的热稳定性。HGMS-NCO/RPUF的吸水率和导热系数随填料质量的增加呈现先减小后增大的趋势,添加25%泡沫的吸水率为3.4%,导热系数为0.023 82 W/(m·K)。

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高铁粉煤灰制备氧化铁颜料的试验研究收藏

齐雅楠, 康自华, 聂登攀, 罗斌, 吴怡逸, 戴毅, 彭昌琴

现代化工. 2022, (9): 165-169. DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.09.033

摘要 ( 373 )

PDF (1618KB) ( 2 )

以硫酸浸出粉煤灰中的铝、铁离子,以碱为沉淀剂,根据铝、铁离子水解pH差异沉淀出氢氧化铁前驱物,经煅烧制备氧化铁颜料,并探究酸浸温度、pH区间以及煅烧温度对氧化铁颜料提取率的影响。利用X射线衍射(XRD)等表征手段对其物相组成进行表征。结果表明,在酸浸温度为150℃、时间为4 h的优化工艺条件下,酸浸铝铁的效果最佳;在pH为5时沉淀效果最佳,沉淀率可达98%;煅烧温度为550℃、时间为4 h时,其氧化铁产率可达98%。在优化条件下,氧化铁颜料产率可达98%,纯度可达97%。

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正十六烷-聚脲相变微胶囊的制备与热性能研究收藏

李昭君, 公雪, 王程遥, 朱群志

现代化工. 2022, (9): 170-174. DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.09.034

摘要 ( 416 )

PDF (2979KB) ( 1 )

基于微流控技术并结合界面聚合法制备了一种以正十六烷为芯材、聚脲(PU)为壳材的相变微胶囊。利用扫描电子显微镜(SEM)、光学显微镜(OM)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)、热重分析仪(TGA)、差示扫描热分析仪(DSC)等对微胶囊的微观形貌、化学结构、热稳定性、相变潜热等进行表征和分析。结果表明,制备的正十六烷聚脲相变微胶囊具有粒径可控、高分散性的优点;所制得的微胶囊呈球形;被壳材聚脲包覆的微胶囊较正十六烷的热稳定性更好、化学结构更加稳定。

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Al改性Cu/SiO₂催化剂催化二甘醇脱氢制对二氧环己酮的研究收藏

孙中华, 吴中, 刘经伟, 何天赐, 徐骏, 钱俊峰, 何明阳

现代化工. 2022, (9): 175-180. DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.09.035

摘要 ( 469 )

PDF (3764KB) ( 1 )

通过共沉淀法对Al改性Cu/SiO₂催化剂进行研究,并利用XRD、BET、TEM、ICP等对催化剂进行表征。同时对催化剂进行二甘醇(DEG)制备对二氧环己酮(PDO)脱氢性能评价,并对催化剂的制备工艺和脱氢反应工艺条件进行了优化。结果表明,在共沉淀反应温度为80℃、搅拌速度为300 r/min、焙烧温度为400℃、焙烧时间为2 h、脱氢反应温度为250℃、常压、DEG液时空速为0.4 h^-1、氢气空速为240 h^-1的条件下,DEG转化率达97.2%,PDO选择性达96.4%。在最佳条件下催化剂连续反应1 440 h后,DEG转化率和PDO选择性均在95%以上,催化剂的稳定性较好。

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双金属改性催化剂的制备及甲醇甲苯侧链烷基化反应性能研究收藏

向家兴, 谭亚南, 庞胜翠, 唐源

现代化工. 2022, (9): 181-185,189. DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.09.036

摘要 ( 387 )

PDF (3095KB) ( 1 )

通过分级改性的方法制备了nMetal-K-13X型双金属改性催化剂,并利用XRD、BET、ICP-OES和SEM对催化剂进行表征,考察了催化剂对甲醇甲苯侧链烷基化反应性能的影响。结果表明,反应的甲醇转化率和产物的选择性受扩散因素及催化剂粒径的影响。而在钾改性分子筛催化剂前驱体的基础上,引入第二金属元素的改性方式可有效调控催化剂结构和粒径,可更好地发挥双金属改性催化剂的酸、碱协同催化作用。当K⁺交换5次、Fe₂O₃/KX质量比为0.02时催化活性最优,其侧链烷基化反应的甲醇转化率为99.72%,苯乙烯和乙苯的选择性之和达到92.04%。

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双酚E的合成工艺研究收藏

李良葵, 柯达, 李珍名, 阮建成, 陈新志

现代化工. 2022, (9): 186-189. DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.09.037

摘要 ( 466 )

PDF (1413KB) ( 1 )

在酸催化作用下,以聚酯生产过程中副产的乙醛和苯酚为原料,通过缩合反应制备双酚E,并对其工艺条件进行优化。结果表明,优化后的工艺条件为:催化剂为80%的硫酸水溶液、苯酚:乙醛:硫酸的摩尔比为5:1:2、反应温度为20℃、反应时间为2 h,在最优工艺条件下,乙醛转化率为94.7%,双酚E收率为84.6%,纯度为99.5%。该工艺中催化剂和溶剂能循环使用,副产物仅为水,在两相体系中较易分离回收。

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W/O/W型Pickering乳液制备微胶囊及其缓释性能研究收藏

宁娇, 贺拥军

现代化工. 2022, (9): 190-193. DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.09.038

摘要 ( 394 )

PDF (3569KB) ( 1 )

以染料亚甲基蓝(MB)水溶液为内水相、大豆油为油相,采用两步乳化法制备出稳定的W/O/W型Pickering乳液;以海藻酸钙为壁材、包裹亚甲基蓝水溶液的W/O/W型Pickering乳液为芯材,采用化学交联固化法制备微胶囊。通过显微镜观察Pickering乳液液滴粒径及稳定性,利用紫外分光光度计考察了单因素对微胶囊缓释性能的影响。结果表明,当固体颗粒质量分数为2.5%时制备的W/O/W型Pickering乳液最为稳定,平均粒径为39.22 μm;直径为1 000 μm的微胶囊置于酸中缓释率最大,可达到89.1%。

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包覆型改性纳米铁去除水中多氯联苯的研究收藏

陈仪霖, 张克峰, 王珊, 李兴国, 刘雷

现代化工. 2022, (9): 194-199. DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.09.039

摘要 ( 387 )

PDF (3294KB) ( 1 )

通过海藻酸钠固定化制备海藻酸钠负载纳米铁镍凝胶球(SA-Fe/Ni),用于去除水体中的多氯联苯。考察了SA-Fe/Ni质量浓度、初始多氯联苯浓度、初始pH、反应温度等因素对材料去除多氯联苯的影响,同时探讨了去除反应过程中反应液总铁浓度的变化情况。结果表明,纳米铁镍材料(Fe/Ni)对4-氯联苯(4-CBP)的去除能力优于nZVI、Fe/Cu等材料。经海藻酸钠包覆后,提高了Fe/Ni的抗团聚和抗氧化能力,并且易于从反应体系中回收再利用。在最佳条件下,SA-Fe/Ni对4-CBP的去除率达到93.70%。SA-Fe/Ni在去除4-CBP的过程中,SA及Fe/Ni具有吸附还原协同作用,最终4-CBP经连续脱氯被降解为联苯。

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Bi₂O₃/白炭黑催化脱除尾氯中氢气的研究收藏

赵斌, 张彤, 薛建伟, 李福祥

现代化工. 2022, (9): 200-204. DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.09.040

摘要 ( 380 )

PDF (2572KB) ( 1 )

以白炭黑为载体、五水硝酸铋为前驱体,采用等体积浸渍法制备Bi₂O₃/白炭黑催化剂。通过固定床反应器考察了催化剂在不同反应温度、焙烧温度和不同Bi₂O₃负载量的条件下脱除尾氯中氢气的性能。通过XRD、SEM、EDS和BET对反应前后的催化剂进行表征,结果表明,Bi₂O₃负载量为3%、550℃下焙烧的Bi₂O₃/白炭黑催化剂在50℃时催化效果最好,平均氢气转化率为97.8%。

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萃取精馏分离甲醇-三甲氧基硅烷的动态特性研究收藏

尹民, 陆平, 张豪豪, 李海, 周准, 华超

现代化工. 2022, (9): 205-213. DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.09.041

摘要 ( 489 )

PDF (4220KB) ( 2 )

以三甲氧基硅烷-甲醇最大共沸物萃取精馏系统为例,利用三元相图分析了传统控制策略不适用于最大共沸物萃取精馏系统过程控制的原因,在稳态计算的基础上,利用Aspen Dynamics软件建立了多种控制结构,通过引入±20%的进料流量和组成扰动考察控制结构的动态可控性。动态响应结果表明,在固定溶剂比的前提下,塔釜热负荷/进料流量前馈控制结构在超调量、响应时间等方面优于基础控制结构,但三甲氧基硅烷产品的摩尔分数为99.3%,未达到设计值。为保证产品纯度,提出一种固定萃取剂流量/产品流量的新型控制结构,该控制结构无需使用昂贵的在线组分分析仪器即可保证产品摩尔分数稳定在99.6%。

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双塔天然气氦气回收工艺研究收藏

蒋洪, 祝梦雪, 张文强

现代化工. 2022, (9): 214-218,222. DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.09.042

摘要 ( 474 )

PDF (2293KB) ( 2 )

针对现有天然气氦气回收方法存在的能耗高、流程复杂、氦气回收率低以及粗氦产品纯度低等缺点,提出了一种创新的天然气氦气回收方法。该方法采用双塔提氦工艺,特色在于氦气提浓塔和氦气回收塔均采用具有温度梯度的多股进料方式,氦气提浓塔和氦气回收塔部分塔底出料分别在主冷箱和氦气回收冷箱中升温后回流。通过对该流程进行特性分析发现,可以通过增加理论塔板数、增加吸收塔回流量、升高低温分离器温度等方法来提高氦气回收率。通过对该流程进行适应性分析发现,氦气回收率随着原料气中氦气含量的增多而升高;在相同制冷条件及其他条件下,较贫气质的氦气回收率要高于较富气质的氦气回收率。对于不同的气质,综合能耗都随着原料气中氦气含量的升高而增加,气质越富综合能耗越高。

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超大型丙烷丙烯分离塔运行故障诊断与改造收藏

毛克有, 冀红飞, 胡春峰, 陈福帮, 谢润兴

现代化工. 2022, (9): 219-222. DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.09.043

摘要 ( 499 )

PDF (1482KB) ( 6 )

新建丙烷脱氢装置的丙烷丙烯分离塔采用六溢流塔板设计,开车运行时分离效果差,产品不合格。通过对塔内件设计参数详细核算并结合γ射线扫描检测,对运行故障进行了分析论证,查清了原因并进行了相应改造,改造后达到良好的分离效果。

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浅冷油吸收法在炼厂混合干气回收中的应用收藏

赵梦

现代化工. 2022, (9): 223-226. DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.09.044

摘要 ( 662 )

PDF (1482KB) ( 2 )

采用浅冷油吸收工艺对国内某炼厂副产催化干气和焦化干气中的碳二及以上馏分进行回收,根据对饱和干气和不饱和干气的处理方式不同,制定了2种回收方案,方案一为设置2套碳四吸收-解吸系统分别处理饱和干气和不饱和干气,方案二为设置1套碳四吸收-解吸系统来统一处理饱和干气和不饱和干气的混合气。利用流程模拟软件Symmetry对上述2种方案进行模拟计算,结果表明,2种方案均可达到回收碳二提浓气的要求,其中,方案一将饱和干气和不饱和干气分开处理,回收率高,适用性强;方案二的产品纯度较方案一高,但能耗较大。

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MFP技术在重油催化裂化装置中的工业应用研究收藏

宋亦伟, 赵勇

现代化工. 2022, (9): 227-230. DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.09.045

摘要 ( 412 )

PDF (1377KB) ( 1 )

总结了多产丙烯和低硫燃料油组分的催化裂化与加氢脱硫技术(marine fuel and propylene,MFP)的工业试验装置主要技术内容和工艺特点。以140万t/a重油催化裂化装置为试验对象,对装置的空白标定数据、80%藏量标定数据进行了分析。结果表明,与空白标定相比,MFP工艺实现了液化气烯烃度大幅增加,低碳烯烃产率和选择性得到改善,同时实现了抑制干气和焦炭的生成,使多环芳烃最大程度保留在燃料油组分中,产品性质稳定。

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ZQC-25催化剂在加氢脱酸装置上的工业应用收藏

金吉海, 焦祖凯, 宋君辉, 甄涛, 严金龙, 张铎, 刘丽芝

现代化工. 2022, (9): 231-234. DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.09.046

摘要 ( 411 )

PDF (1760KB) ( 1 )

介绍了ZQC-25催化剂首次在某炼厂30万t/a润滑油加氢脱酸装置上的工业应用情况,分析了装置标定以及生产加氢脱酸油的运行结果。标定表明,以绥中常二线、减一线为原料,在平均反应温度分别为288℃和308℃、体积空速0.95 h^-1、反应压力3.0 MPa、氢油体积比600:1的工艺条件下,能够生产酸值小于0.05 mg/g的加氢油,并保留了较高的C_A值,为后续糠醛精制装置提供原料,在生产期间加氢脱酸油完全满足炼厂加氢脱酸装置要求。该催化剂采用了器外预硫化工艺,开工时间仅是原催化剂的1/2,2年来减少不合格产品约1 250 t。

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α-ZrP/Fe₃O₄的制备及其对敌草快分离分析的研究收藏

沙鸥, 朱雨情, 胡卡利, 姚佳伟, 周全, 陈丽

现代化工. 2022, (9): 235-238,244. DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.09.047

摘要 ( 390 )

PDF (1542KB) ( 1 )

采用溶剂热法制备α-ZrP纳米粒子,在此基础上利用机械化学法制备了α-ZrP/Fe₃O₄并用作磁固相萃取剂与紫外分光光法联用对环境水样中的敌草快进行快速检测。结果表明,在最佳实验条件下,敌草快在0.025~1.0 μg/mL范围内线性关系良好,相关系数R=0.999 3,检出限为0.015 μg/mL。对该方法进行加标回收验证,河水的加标回收率为83.5%~103.6%,相对标准偏差为3.29%~4.22%。该方法操作简单、现象直观,为环境水体中敌草快的快速测定提供了一种新方法。

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羟基多孔有机聚合物固相微萃取-高效液相色谱测定水中3种氟喹诺酮类抗生素收藏

黄贵琦, 苏美玲, 李思敏

现代化工. 2022, (9): 239-244. DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.09.048

摘要 ( 409 )

PDF (2637KB) ( 1 )

以间苯三酚和对苯二甲醛为反应单体,通过高效的微波合成技术制备了一种带有羟基的多孔有机聚合物(POP)作为固相微萃取(SPME)涂层材料,结合高效液相色谱法,建立了一种环境水样中3种氟喹诺酮类抗生素(恩诺沙星、司帕沙星与左氧氟沙星)的分析方法。在最佳萃取/解吸条件下,该方法在0.5~200 μg/L浓度范围内线性关系良好(R²>0.998 8),检出限(S/N=3)为0.22~0.50 μg/L,加标回收率为91.4%~97.8%,相对标准偏差(RSD)为2.7%~4.6%。研究表明,该方法回收率高、重复性好、操作简便,适用于环境水样中氟喹诺酮类抗生素的快速检测。

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一种新颖的苯并香豆素衍生物荧光探针的制备及其对汞离子的高选择性检测收藏

刁学文, 杨迪, 刘寄, 王兆刚, 蔡小华

现代化工. 2022, (9): 245-249. DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.09.049

摘要 ( 415 )

PDF (2134KB) ( 1 )

从价廉易得的2-羟基-1-萘甲醛和氰乙酰胺原料出发,通过一锅法缩合反应得到苯并香豆素衍生物新型荧光探针L,其化学结构经过IR、¹HNMR、¹³CNMR、ESI-MS确证。根据Job曲线、荧光滴定等确定探针L与Hg²⁺形成2:1的配合物。该方法对Hg²⁺测定的线性范围为1.6×10^-8~0.8×10^-6 mol/L,络合常数为1.45×10⁴ L/mol,检测限为4.13×10^-7 mol/L。探针L具有稳定性好、操作简单、灵敏度和选择性高等优点,可以通过荧光增强信号方便地检测出贵州中药材天麻、太子参和贵州固体废渣磷石膏中是否含有Hg²⁺。

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