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   现代化工
  2022年, 第42卷, 第11期 刊出日期:2022-11-20 上一期    下一期
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专论与评述
稳定性肥料产业发展创新及展望 收藏
李思平, 刘蕊, 刘家欢, 陈丽, 张卫峰, 高强, 张福锁
现代化工. 2022, (11): 1-8.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.11.001
摘要 ( 1422 )     PDF (1369KB) ( 112 )  
稳定性肥料的核心是硝化抑制剂和脲酶抑制剂。系统梳理了国内外抑制剂和稳定性肥料的发展趋势,并提出了我国发展思路。全球硝化抑制剂从2-氯-6-三氯甲基吡啶(CP)、双氰胺(DCD)发展到3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP),逐步解决了毒性大、不水溶、稳定性差等问题。脲酶抑制剂从氢醌(HQ)、苯基磷酰二胺(PPD)发展到目前的N-正丁基硫代磷酰三胺(NBPT),逐步解决了毒性大、添加量高等问题。国内外肥料企业已将抑制剂广泛添加到尿素、硫酸铵、尿素硝铵溶液、复合肥等肥料中,应用面逐步拓宽。但稳定性肥料产品目前均存在持效期短、稳定性差、价格偏高等共性问题。未来在我国发展需着重突破几项关键技术,包括抑制剂在不同肥料中的添加工艺,开发硝化抑制剂与脲酶抑制剂的添加保护技术,研发适合不同作物、不同区域的专用稳定性肥料,开发抑制剂与功能物质配合添加技术等。
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2022年美国(总统)绿色化学挑战奖项目评述 收藏
程海涛
现代化工. 2022, (11): 9-11.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.11.002
摘要 ( 1456 )     PDF (1207KB) ( 130 )  
介绍了2022年美国(总统)绿色化学挑战奖获奖项目的概要、创新与价值。其中绿色合成路线奖授予默克公司开发的一种更环保的方法来制造LAGEVRIOTM;绿色反应条件奖授予安进公司开发的一种用于生产治疗某些非小细胞肺癌新药的改进工艺;小企业奖授予农业科技公司Provivi开发的一种用于控制玉米毁灭性害虫(秋粘虫蛾)的生物信息素产品ProviviFAW®;学术奖授予康奈尔大学宋林教授开发的一种效率更高的用于制药行业的大而复杂分子的产业化工艺;环境特别奖授予加利福尼亚大学戴维斯分校开发的一种利用果糖生产塑料化学品以减少温室气体排放的技术。
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技术进展
吸附法分离硼的研究进展 收藏
罗清龙, 黄雪莉, 董明哲, 李军, 吴志坚, 聂国亮, 刘忠
现代化工. 2022, (11): 12-16.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.11.003
摘要 ( 925 )     PDF (2093KB) ( 3 )  
介绍了硼的基本属性、来源、存在形式、对动植物和环境的影响及吸附法分离硼的意义。目前研究和开发的硼分离技术有酸化法、碱沉淀法、萃取法、逐级结晶法、浮选法、反渗透法和吸附法。研究结果表明,吸附法以选择性高、分离效果好、操作简单、环境友好等优点,成为最有前景的方法。
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微纳结构CuO光催化剂的研究进展 收藏
刘海军, 刘斌, 刘慧, 吕露, 杜燕萍, 丁涛, 常薇
现代化工. 2022, (11): 17-21.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.11.004
摘要 ( 808 )     PDF (1590KB) ( 3 )  
系统介绍了不同形貌、元素掺杂和异质结类型的微纳结构CuO光催化剂的研究现状,并分析讨论了光催化性能产生差异的原因,如比表面积大小、带隙能级高低、可见光吸收强弱、光生载流子分离效率等。最后对CuO基光催化剂未来的研究发展方向进行了展望。
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Zr-MOFs及其衍生物用于CO2加氢制甲醇的研究进展 收藏
杨学磊, 左俊怡, 纳薇, 高文桂
现代化工. 2022, (11): 22-26,32.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.11.005
摘要 ( 806 )     PDF (1710KB) ( 4 )  
综述了Zr-MOFs催化剂的制备方法并探讨了影响催化剂性能的因素;总结了近年来对Zr-MOFs催化剂进行离子掺杂、改变活性金属的位置、功能基团的改性修饰、改变活性组分、MOFs热解或部分热解等改性后催化剂在CO2加氢制甲醇反应中的应用及反应机理;提出了目前存在的问题及未来的发展方向。
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金属氢化物热泵技术的研究进展 收藏
李旭杰, 冯荣, 李泽泉, 崔红, 康芹, 赵星辰, 陈芸剑, 单鹏悦
现代化工. 2022, (11): 27-32.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.11.006
摘要 ( 908 )     PDF (2385KB) ( 3 )  
首先对金属氢化物热泵系统工作的内在机理进行了详细阐述,对于金属氢化物材料种类及其性质进行了重点描述,在此基础上,又对通过压缩机或者热驱动进行工作的金属氢化物热泵的功能属性做了分析,并进一步梳理系统中核心部件反应器的发展现状,展望了未来待深入研究的关键技术。
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化学消解法前处理含微塑料环境样品的研究进展 收藏
王小娟, 关杰, 高帅, 韦诗雨, 李雨凡, 刘鹏霄
现代化工. 2022, (11): 33-37,43.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.11.007
摘要 ( 805 )     PDF (1282KB) ( 4 )  
系统地综述了酸消解、碱消解、氧化剂消解、酶消解及混合消解等化学消解方法,并对不同方法的消解效果、适用对象、对微塑料的影响等进行了讨论。
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去除水中无机氮的吸附/催化材料研究进展 收藏
李溪清, 张瑞娜, 刘莉, 沈格, 樊江雪
现代化工. 2022, (11): 38-43.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.11.008
摘要 ( 762 )     PDF (3806KB) ( 3 )  
概述了不同种类的吸附材料和催化材料;描述了吸附材料和催化材料进行氨氮和硝态氮的降解机制;综述了吸附材料和催化材料及不同改性方法在无机氮去除率和去除量上的区别;对去除废水无机氮的吸附/催化材料应用前景进行了展望。
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BiOCl/TiO2复合光催化材料研究进展 收藏
蒿琳静, 张杰, 张婷婷, 李冠鹏, 蒋苏毓, 杨敬贺
现代化工. 2022, (11): 44-48.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.11.009
摘要 ( 842 )     PDF (1637KB) ( 3 )  
TiO2具有化学稳定性好、无毒、降解彻底、生产成本低等优点,已成为环境领域常用的半导体材料。然而,TiO2的可见光响应范围小、光致空穴电荷复合快,限制了其实际应用。为了克服这些限制,人们采取了各种策略,包括元素掺杂、形貌调整、贵金属沉积和与其他半导体形成异质结结构等,其中将BiOCl与TiO2偶联制备异质结复合材料的设计越来越受到人们的重视。综述了近年来BiOCl/TiO2复合光催化剂的研究进展,包括二元催化剂、三元催化剂以及四元催化剂的应用,并对BiOCl/TiO2复合光催化的未来发展方向进行了展望。
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生物质气化多联产技术研究现状及发展前景 收藏
陈颖颀, 王赛娅, 金彦礼, 于戈文
现代化工. 2022, (11): 49-53.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.11.010
摘要 ( 1021 )     PDF (1503KB) ( 3 )  
阐述了生物质新型气化技术的原理和优缺点,介绍了以生物质气化为龙头的多联产工艺路线、耦合方式及其特点,对系统物质能量利用研究及其分析方法进行了概括,最后提出了生物质的开发和利用要坚持以提高生物质利用率、寻求生物质气化多联产系统最佳耦合方式为目标。
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挥发性有机物吸附材料研究进展 收藏
余淼霏, 杜胜男, 张学佳, 米俊锋
现代化工. 2022, (11): 54-58,64.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.11.011
摘要 ( 825 )     PDF (2484KB) ( 3 )  
总结了碳材料、天然矿物材料、沸石、金属有机骨架和复合材料等吸附材料的主要研究现状,介绍了吸附材料的制备和结构特点,分析了影响吸附材料吸附性能的各种因素,并对挥发性有机物吸附材料的研究方向进行了展望。
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工业源二氧化碳捕集技术进展与发展趋势 收藏
陆诗建, 张娟娟, 刘玲, 康国俊, 朱佳媚, 李清方
现代化工. 2022, (11): 59-64.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.11.012
摘要 ( 865 )     PDF (1594KB) ( 5 )  
从二氧化碳工业源排放入手,介绍了目前不同行业工业源采用的CO2捕集技术,包括化学吸收法、物理吸附法、膜分离法、深冷法以及新兴碳捕集技术,分析了各类捕集方法的原理及优缺点,并对未来发展提出了展望。
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高分子聚合物催化膜的制备及其处理有机废水研究进展 收藏
李新冬, 田婷婷, 朱新锋, 毛艳丽, 吴俊峰, 欧阳果仔
现代化工. 2022, (11): 65-69,75.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.11.013
摘要 ( 714 )     PDF (2026KB) ( 3 )  
总结了催化膜的制备方法,综述了高分子聚合物催化膜的种类及其在处理有机废水中的应用与不足,提出探索制备高分子聚合物催化膜的新技术;结合催化膜降解有机污染物的机理,指出增强高分子聚合物催化膜的使用寿命是未来研究的方向,为高分子聚合物催化膜降解新兴污染物提供理论基础。
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芳构化ZSM-5分子筛催化剂金属改性进展 收藏
张君涛, 黄超, 杨康, 王令营, 刘健, 武瑞瑞
现代化工. 2022, (11): 70-75.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.11.014
摘要 ( 804 )     PDF (5443KB) ( 3 )  
分析了近年来浸渍法与同晶取代法对ZSM-5进行改性的研究进展,并对2种方法进行了比较,结果表明,同晶取代较浸渍法对催化剂的酸性可调节性更大,且BTX选择性更高、积碳更少、寿命更长。同晶取代法与其他方法复合使用,芳烃的选择性更高,催化性能更加优良。最后,对ZSM-5分子筛催化剂用于MTA的发展方向做出了展望。
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制氢与CCUS关键技术耦合研究进展及展望 收藏
殷卓成, 杨高, 王朝阳, 马青, 刘菲, 柳庆仁
现代化工. 2022, (11): 76-81.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.11.015
摘要 ( 832 )     PDF (2531KB) ( 5 )  
系统介绍了氢能开发领域中各类制氢关键技术的工艺原理、应用现状,包括化石能源制氢、工业副产气制氢、化工原料高温裂解制氢、电解水制氢以及其他制氢技术,对比分析了各类氢能制备技术的优势与现存不足。详细展示了碳捕获、利用与封存(CCUS)技术的工艺原理、适用场合以及研究现状。最后,综合分析了耦合CCUS技术的低碳制氢关键技术研究进展,并为实现我国"双碳"目标、推动氢能源低碳可持续发展进行了展望。
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预荷电强化烟气除尘技术的研究进展及应用现状 收藏
向轶, 孟刚, 宋波, 武进, 李庆, 李瑞华, 王龙飞, 王帅
现代化工. 2022, (11): 82-86.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.11.016
摘要 ( 710 )     PDF (2097KB) ( 3 )  
针对大气污染物超低排放标准下对现有烟气除尘设备的改造需求,介绍了相关行业和地区的排放标准,综述了预荷电技术在电除尘、布袋除尘、旋风除尘和陶瓷管上的应用。结果显示,其投运后提高了细颗粒物的捕集效果,除尘总效率上升,颗粒物排放浓度降低,降低了布袋除尘器和陶瓷管的压力损失。该技术在钢铁、水泥、锅炉等领域均有相关工程应用,对原有除尘器能力有明显提升。
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科研与开发
整体型非对称P84/PES膜的制备及CO2分离性能的研究 收藏
戴晶, 周玥, 汪朝晖, 汪效祖
现代化工. 2022, (11): 87-92,99.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.11.017
摘要 ( 728 )     PDF (11635KB) ( 4 )  
共聚酰亚胺BTDA-TDI/MDI (P84)作为气体分离材料具有优异的气体分离选择性,但其气体的渗透性及机械性能有待进一步提高。鉴于聚醚砜(PES)优良的热稳定性、化学稳定性及机械性能,将其与P84共混,并探究了不同共混质量比、溶剂质量比、制膜温度、空隙停留时间、凝固浴温度等制膜条件对制备出的皮层无缺陷的整体型非对称膜的影响。结果表明,共混膜的CO2通量为3.78 GPU,CH4通量为0.12 GPU,CO2/CH4选择性为30.7,强度为13.85 MPa,拉伸率为10.28%。
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酸性调控对1-己烯临氢异构化反应性能的影响 收藏
刘蕾, 赵新红, 姚文君, 张文奇, 向永生
现代化工. 2022, (11): 93-99.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.11.018
摘要 ( 669 )     PDF (1808KB) ( 3 )  
以无定形酸性硅铝材料ASA30和ZSM-35沸石为母体材料,通过复配制备了一系列组成不同的复合催化材料,并考察了其在1-己烯临氢异构化反应中的催化性能。利用N2物理吸-脱附、NH3-TPD和Py-IR等对复合催化材料的孔结构和酸性质进行研究。结果表明,复合催化剂的孔结构参数、酸类型、酸强度及强弱酸酸量随其组成发生有规律的变化。骨架异构化率及异构烷烃选择性最好的AZ-3/2在250℃就达到其最优异构化性能,骨架异构化率为84.81%,异构烷烃选择性为27.53%,异构烯烃选择性为57.28%,正构烷烃选择性仅为4.65%。此时L/B酸比例为2.3、中强酸/弱酸比例为5.26。
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超疏水不锈钢网的制备与集雾性能研究 收藏
范郡哲, 孙文, 王立达, 杨政清, 张骞, 刘贵昌
现代化工. 2022, (11): 100-105.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.11.019
摘要 ( 696 )     PDF (3467KB) ( 3 )  
为提升网状捕雾器的集雾效率与寿命,通过电沉积法在20目的304不锈钢网上制备了氧化铈-硬脂酸疏水涂层并考察其集雾性能。利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)等考察了电流密度、溶液浓度、反应时间、温度等因素对涂层疏水性的影响。结果表明,在电流密度为2.0 mA/cm2、浓度为0.04 mol/L、反应时间为20 min、温度为20℃时,涂层疏水性能最佳,经硬脂酸改性后水接触角达到152.12°,具有超疏水效果。该超疏水不锈钢网的雾水收集速率为4 350 mg/(cm2·h),相比原始不锈钢网提升了90%以上,且具有良好的稳定性。
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BP/SiO2复合材料光催化降解甲基橙染料的研究 收藏
葛艳清, 刘树剑, 王驰, 李凯, 梅毅
现代化工. 2022, (11): 106-110.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.11.020
摘要 ( 693 )     PDF (3774KB) ( 3 )  
针对黑磷(BP)纳米片易团聚的问题,利用静电自组装方法将带正电荷的改性硅球和带负电荷的BP自组装成BP/SiO2复合材料。自组装后的BP/SiO2复合材料可有效避免BP纳米片间的团聚,从而暴露出BP纳米片更多的化学活性位点,进而增强BP的光催化性能。利用TEM、紫外光谱及光催化降解实验对其进行表征,结果表明,BP纳米片与改性硅球发生了静电自组装,且自组装后的BP纳米片比未组装的更薄,表明改性硅球确实能使BP纳米片层间的团聚受到抑制;在静置1 h以后,自组装后的BP纳米片比未发生自组装的BP纳米片获得了更加优异的光降解性能(MO去除率提高了23.26%)。
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碳基材料负载CeO2对磺胺甲(口恶)唑的伏安分析 收藏
胡华丽, 艾纪星, 张艳, 王鑫, 周欢喜, 杜海军
现代化工. 2022, (11): 111-116,121.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.11.021
摘要 ( 694 )     PDF (4495KB) ( 3 )  
为了改善CeO2纳米粒子单独使用时较严重的团聚现象,在超声作用下将CeO2与多壁碳纳米管(MWCNTs)形成复合材料,并利用SEM、Raman、XRD等方法对材料进行表征,发现CeO2纳米粒子具有明显的分散效果。将复合材料修饰到玻碳电极上(GCE)构建检测磺胺甲(口恶)唑(Sulfamethoxazole,SMX)的电化学传感器。对检测条件如pH、支持电解质、修饰材料使用量等进行优化。在优化条件下通过LSV法对SMX进行电化学分析,结果表明,该电极具有良好的选择性、稳定性,实际样品检测中回收率为88.3%~107.8%。
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T型微反应器中气液磺化制备十二烷基苯磺酸的研究 收藏
冯海波, 袁玫, 张玮, 张坤, 郑洁茹, 孔祥旭, 徐娜
现代化工. 2022, (11): 117-121.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.11.022
摘要 ( 742 )     PDF (1536KB) ( 4 )  
在T型微反应器中进行气态SO3磺化十二烷基苯(DDB)的研究。考察了反应温度、SO3/DDB摩尔比、SO3体积分数、SO3/干燥空气混合气流量等磺化参数对十二烷基苯磺酸(DBSA)收率的影响。经过对实验条件进行优化,在反应温度为60℃、SO3体积分数为4%、SO3/DDB摩尔比为1.2、SO3/干燥空气混合气流量为400 mL/min的条件下,DBSA收率可达94.57%。结果表明,T型微反应器是一种能够适用于DDB气液磺化过程的新型磺化反应器,为气液磺化实现柔性生产提供了新的思路。
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非均相催化氧化法降解水中诺氟沙星机理研究 收藏
魏志远, 张云霄, 占锐, 李嘉欣, 张猛, 刘莉莉
现代化工. 2022, (11): 122-128.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.11.023
摘要 ( 759 )     PDF (3635KB) ( 3 )  
诺氟沙星(NOR)是废水中最常见的氟喹诺酮类抗生素之一,其释放和累积会造成一系列生态和环境问题。以稳定、可回收的CoFe2O4纳米颗粒为非均相催化剂,在少量过一硫酸盐(PMS)投加条件下研究NOR的降解机理及效率影响因素。结果表明,在PMS浓度为0.5 mmol/L、CoFe2O4质量浓度为100 mg/L、pH=7、温度为25℃最佳反应条件下,30 min内NOR降解效率可达95.5%,反应速率常数约0.105 4 min-1。经过4次循环实验,NOR降解率仍可达到65.5%。
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碱性氨基酸制备负载型CuO、ZnO催化剂用于甘油选择性氧化制备1,3-二羟基丙酮的研究 收藏
郑丽英, 刘海, 柯义虎, 姜国平
现代化工. 2022, (11): 129-135,140.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.11.024
摘要 ( 667 )     PDF (5900KB) ( 3 )  
通过碱性氨基酸精氨酸(Arg)和组氨酸(His)制备负载型Au/CuO和Au/ZnO催化剂,利用XRD、XPS、TEM、BET等对催化剂进行表征,研究不同条件对甘油选择性催化氧化性能的影响。结果表明,当氨基酸浓度为10~15 mmol/L、Au负载量为1%、反应温度为80℃时,催化剂表现出较好的催化氧化性能。反应时间为6 h时,His-Au/CuO的甘油转化率为97%,1,3-二羟基丙酮(DHA)选择性为79%;反应时间为4 h时,Arg-Au/ZnO的转化率为97%,DHA选择性为74%。
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NiO@Co3O4复合物的制备及其对肼的电催化氧化研究 收藏
罗明洪, 王思洁
现代化工. 2022, (11): 136-140.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.11.025
摘要 ( 688 )     PDF (5343KB) ( 3 )  
通过水热法合成Ni (OH)2纳米线,与硝酸钴、2-甲基咪唑混合并通过溶液法合成Ni (OH)2@ZIF-67前驱体,将前驱体在氧气氛围下高温煅烧得到NiO@Co3O4催化剂。利用扫描电镜、透射电镜、X射线能谱等分析手段对催化剂的形貌、结构及组成进行分析。通过循环伏安、交流阻抗、计时电流等电化学方法研究了催化剂电催化肼氧化的性能。结果表明,NiO@Co3O4成功制备且NiO纳米线镶嵌在Co3O4骨架中;NiO@Co3O4对肼氧化具有良好的催化活性和催化稳定性,当煅烧温度为300℃时性能最佳。
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炭吸附共沉淀法制备EuFeO3纳米粉体及其光催化性能研究 收藏
张寿涛, 郭贵宝
现代化工. 2022, (11): 141-144.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.11.026
摘要 ( 672 )     PDF (1485KB) ( 3 )  
采用炭吸附共沉淀方法制取了EuFeO3纳米半导体。利用差热-热重分析(TG-DTA)、X-射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射光谱分析(UV-Vis)等技术对粉体进行表征。将制得的EuFeO3降解甲基橙溶液,并通过降解效果评价其光催化性能。结果表明,制得的EuFeO3粉体平均粒径小、分散均匀、结晶度高;活性炭的加入可以抑制团聚和烧结;在催化反应进行1 h后,体系中甲基橙的降解率达到88.63%,相较于普通沉淀法制备的EuFeO3的光催化性能得到提高。
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微波溶剂热法快速合成CoSb3纳米粉体的工艺研究 收藏
吴章平, 关春龙, 赵志伟, 赵小苗, 陈倩倩, 史丽萍
现代化工. 2022, (11): 145-149,154.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.11.027
摘要 ( 728 )     PDF (4450KB) ( 3 )  
以CoCl2和SbCl3为前驱物、NaBH4为还原剂、无水乙醇和聚乙二醇(200)为溶剂,采用微波溶剂热法合成了CoSb3纳米粉体,并考察了反应温度、前驱物的摩尔比以及保温时间对CoSb3纳米粉体的影响。通过XRD、SEM、TEM、激光粒度仪分别对样品的物相、形貌、晶粒尺寸进行表征。结果表明,当反应温度分别为210、230℃和250℃时,样品的主相分别为CoSb、CoSb2和CoSb3。在250℃保温10 min时,产物同时存在CoSb3、CoSb2、Sb三相;保温时间延长至20 min,CoSb2和Sb相含量减少,产物中主相为CoSb3相;保温时间延长至30 min可得到高纯CoSb3相。通过Rietveld精修法对CoSb3产物进行定量分析,CoSb3相质量分数在90.9%以上。CoSb3样品的晶体形貌为小颗粒球状,晶粒分布均匀,平均晶粒尺寸为33 nm。
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水热法制备掺氮活性炭及其电化学性能研究 收藏
王幼琪, 蒋文武, 沈培智
现代化工. 2022, (11): 150-154.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.11.028
摘要 ( 792 )     PDF (2422KB) ( 3 )  
以商业活性碳为原料、氨水为氮源,采用水热法制备掺氮活性炭。采用均匀设计法对实验参数(水热反应温度、时间和氨水用量)进行优化并得到回归方程。利用扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪、比表面分析仪、循环伏安、恒电流充放电、交流阻抗等对优化条件下制备的掺氮活性炭进行表征。结果表明,优化条件下水热法制备的掺氮活性炭在扫描速率为10 mV/s时比电容达130.1 F/g,与回归方程计算值(133.5 F/g)吻合较好;充放电电流密度为1 A/g时,掺氮后活性炭比电容提升28%;在不同充放电倍率下循环10 000圈,比电容保持率达94.9%。
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pH/温度双重响应型介孔二氧化硅载药微球的制备及缓释性能研究 收藏
葛永驰, 刘振宇, 崔宝蓉, 尚宏周, 孙晓然, 江悦, 王子萌
现代化工. 2022, (11): 155-160,169.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.11.029
摘要 ( 741 )     PDF (3495KB) ( 3 )  
采用溶胶-凝胶法制备介孔二氧化硅微球(mSiO2),以羧甲基壳聚糖(CMCS)、N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和丙烯酰胺(AM)自由基聚合的接枝共聚体对介孔二氧化硅进行功能化改性,制备出具有pH和温度双重响应的介孔二氧化硅纳米药物载体mSiO2@CMCS/NIPAM/AM。通过SEM、TM、FT-IR等表征手段分析该药物载体的结构性能。结果表明,以盐酸阿霉素(DOX)为模型药物,当pH为7时,DOX的平衡吸附量为94.99 mg/g,载药率为9.05%,包封率为66.59%。对搭载了DOX的药物载体进行释药实验,在pH为5.7、温度43℃时,DOX的累积释放率达到71%。
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Ni/La2O3的制备及其催化餐厨废油CO2重整制合成气的研究 收藏
何卫东, 罗文博, 袁红
现代化工. 2022, (11): 161-169.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.11.030
摘要 ( 688 )     PDF (6644KB) ( 2 )  
采用共沉淀法制备了Ni/La2O3催化剂,用于催化餐厨废油模型化合物(MWCO)的CO2重整反应制富氢合成气和碳纳米管(CNTs)。利用ICP-OES、N2-BET、XRD、H2-TPR对催化剂的结构和性能进行表征。研究了不同Ni金属质量分数催化剂、裂解温度对重整反应的影响。结果表明,20Ni/La2O3为催化剂时,在750℃下表现出高活性和稳定性,气体产物中氢气体积分数为45.6%,H2/CO值为1.69。对获得的碳产品进行SEM、TEM、TG和Raman分析表明,其为具有高纯度和高石墨程度的CNTs。
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磷酸金属盐类成核剂调控制备高流动抗冲共聚聚丙烯的研究 收藏
苟荣恒, 王勇, 刘义, 郭晓东, 韩李旺, 杨廷杰, 程敏
现代化工. 2022, (11): 170-173,178.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.11.031
摘要 ( 733 )     PDF (1401KB) ( 2 )  
考察了金属盐类成核剂TD-531和NA-11对煤基高流动抗冲聚丙烯K7760H的结晶性能、力学性能及熔融指数等的影响。结果表明,成核剂NA-11和TD-531的引入均可以有效促进K7760H的结晶过程,且低浓度下成核效果更加明显;添加250 μg/g成核剂TD-531和NA-11时,成核聚丙烯体系的结晶温度分别从空白聚丙烯的121.6℃提升至129.8℃和125.3℃。2种成核剂均可有效改善聚丙烯K7760H的拉伸强度且提升效果相当,而TD-531对弯曲模量的提升效果明显优于NA-11;但2种成核剂均使聚丙烯的冲击强度略有下降。添加成核剂使聚丙烯K7760H的熔融指数略有提高,表明成核剂对聚丙烯的流动性有一定提升作用。
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基于柔性透明ITO/PI导电薄膜的光电性能调控研究 收藏
陈琳, 刘鹤, 贾敏, 张士红, 朱秀慧, 张宇菲
现代化工. 2022, (11): 174-178.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.11.032
摘要 ( 752 )     PDF (1729KB) ( 2 )  
采用射频磁控溅射法在透明聚酰亚胺(PI)衬底上制备了系列柔性透明导电薄膜,考察了氧化铟锡(ITO)沉积温度与热处理条件对其透光率和导电性的影响。结果表明,有氧气氛下高温溅射会对导电薄膜的颜色和透光率产生不利影响,而真空高温热处理可使薄膜保持无色和高透光率;导电薄膜的方块电阻和电阻率随沉积与热处理温度增大而明显降低;高温热处理使Sn4+含量显著增大,由此导致载流子浓度大幅提高和导电性显著改善。CF-5表现出良好光学透明性、导电性和可弯折性,可见光区透光率>88%,电阻率在9.4×10-4 Ω·cm左右。
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季铵盐改性导电TiO2晶须在环氧涂料中的性能研究 收藏
葛平瑞, 左士祥, 唐骏, 李霞章, 刘文杰, 姚超
现代化工. 2022, (11): 179-183,188.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.11.033
摘要 ( 723 )     PDF (3416KB) ( 2 )  
采用十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐(HDC)对导电TiO2晶须(AT)进行有机表面改性,制得改性导电TiO2晶须(MAT)。利用水接触角测试、热分析、傅里叶红外光谱和透射电子显微镜等对MAT进行表征。结果表明,当m(HDC):m(AT)=0.05时,改性效果较佳且HDC以物理吸附方式存在AT表面,有机包覆层厚度约为4 nm。将改性前后的导电粉体添加到环氧树脂涂料中,研究导电涂料的流变性能及其涂层的导电性能和力学性能。结果表明,与AT相比,MAT在导电涂料中具有更好的分散性和抗流挂性能,且涂层的导电性能和力学性能更加优异。当MAT质量分数为9%时,导电填料之间相互连接形成三维导电网络,涂层表面电阻可达1.90×106Ω/sq。此外,MAT环氧导电涂料触变性小且储能模量大,具有较高的稳定性。
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超声波促进香紫苏醇H2O2氧化合成香紫苏内酯的研究 收藏
刘华秋, 文彬
现代化工. 2022, (11): 184-188.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.11.034
摘要 ( 626 )     PDF (1499KB) ( 3 )  
为提高香紫苏内酯的合成效率,采用超声波强化H2O2氧化效能并对反应条件进行了优化,同时对反应机理进行了初步探讨。结果表明,相较于传统氧化,超声辅助合成效率提高9%,且缩短反应时间;通过单因素实验考察合成香紫苏内酯的最佳条件为:超声频率为40 kHz、功率为250 W、n香紫苏醇n钨酸钠n过氧化氢=100:1:600、超声温度为60℃。超声反应时间为1.5 h时,香紫苏内酯最佳产率为89%。
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石墨烯复合膜制备工艺及其对氕氚的分离研究 收藏
刘玉昆, 黄群英, 柳伟平, 周勋
现代化工. 2022, (11): 189-193,200.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.11.035
摘要 ( 683 )     PDF (1933KB) ( 2 )  
采用真空热压和热释胶转移-热压法2种工艺制备了石墨烯复合膜,同时利用其开展了氚水富集的实验研究。结果表明,真空热压工艺热压温度过高将导致复合膜的质子传导性能衰减,且大面积石墨烯转移成功率低;而热释胶转移-热压法工艺可灵活制备不同尺寸的复合膜,且复合膜性能较为稳定。在此基础上,利用热释胶转移-热压法成功制备了反应面积为2 cm×2 cm的石墨烯复合膜,利用复合膜对比活度为3.51×105 Bq/L的氚水进行电解富集实验,氕氚分离系数可达10.45。
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Fe (Ⅵ)/H2O2体系氧化降解间甲酚的效能研究 收藏
冯卓, 李亚男, 张静, 张国凯, 王嘉琪
现代化工. 2022, (11): 194-200.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.11.036
摘要 ( 655 )     PDF (1581KB) ( 2 )  
以间甲酚(MC)为对象,研究了Fe (Ⅵ)/H2O2体系对其的降解效果及机理。考察了Fe (Ⅵ)投加量、H2O2浓度、pH和温度等因素对间甲酚降解率的影响;利用HPLC、GC-MS等方法对其进行分析与表征,解析Fe (Ⅵ)/H2O2体系降解MC过程中的产物并推测可能的降解路径。结果表明,当Fe (Ⅵ)和间甲酚物质的量比为5:1、H2O2浓度为40 mmol/L、pH为4、温度为25℃时,反应16.5 min后间甲酚的降解率可达到100%,最终矿化度为23.85%。Fe (Ⅵ)氧化MC阶段,起氧化作用的主要为中间高价态铁;后期类Fenton氧化阶段,·OH起主要作用,反应符合准一级动力学模型,反应速率常数为0.358 32。
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Mn-Mg-Ce/AC催化臭氧氧化降解水中苯酚的研究 收藏
王丽叶, 陶雨, 班春兰, 黄强
现代化工. 2022, (11): 201-206,210.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.11.037
摘要 ( 707 )     PDF (3904KB) ( 2 )  
采用共沉淀法制备Mn-Mg-Ce/AC催化剂,并研究了其在苯酚废水降解过程中的性能和作用机理。利用XRD、FT-IR、SEM、EDS对催化剂的结构、形貌及组成进行表征,并考察了苯酚降解的最佳反应条件及其反应动力学。结果表明,催化剂表面金属氧化物负载均匀、催化效果好。当催化剂的质量浓度为2.5 g/L、溶液初始苯酚质量浓度为450 mg/L时,在较大pH范围内催化效果良好,苯酚去除率达到了99%以上,COD去除率达到了92%。该催化臭氧氧化反应动力学均为准一级反应,并用一系列自由基捕获的方法探究了降解反应机理,结果发现反应活性氧自由基(·OH、·O21O2)参与了苯酚的降解。
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四氢嘧啶溶析结晶工艺的研究 收藏
李珍爱, 李海军, 胡红涛, 张英华, 郑德强, 唐双焱
现代化工. 2022, (11): 207-210.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.11.038
摘要 ( 812 )     PDF (1407KB) ( 9 )  
为提高四氢嘧啶的结晶收率,提出了有机试剂溶析结晶四氢嘧啶浓缩液方案,考察了溶析剂的选择、料液浓度、溶析剂的添加量及搅拌速率对收率的影响。结果表明,利用6倍料液体积的丙酮从300 g/L的四氢嘧啶浓缩液中溶析结晶出晶体,搅拌速率为300 r/min,一次结晶收率可达到94%以上,相比降温结晶提高40%以上,且晶体经重结晶、干燥后纯度可达99%以上。
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工业钛白废酸制备硫酸铝型无碱速凝剂的性能及水化机理研究 收藏
邓林, 毛雪华
现代化工. 2022, (11): 211-216.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.11.039
摘要 ( 701 )     PDF (9001KB) ( 6 )  
采用工业钛白废酸和氢氟酸酸解氢氧化铝,合成了含氟硫酸铝型无碱速凝剂。考察了不同掺量下含氟无碱速凝剂对水泥浆料性能的改变,同时通过XRD和SEM分析了加入速凝剂后水泥水化产物的组成和微观结构;提出水化概念模型,模拟含氟无碱速凝剂水化反应机理。结果表明,钛白废酸结合氢氟酸能更好地溶解氢氧化铝,且加入氢氟酸有利于提高速凝剂中铝元素的含量,使得含氟速凝剂质量分数最高可达48%,性能更佳;在7%含氟速凝剂掺量下,水泥基体初凝时间和终凝时间分别为3.17 min和5.33 min,所制备的无碱速凝剂符合GB/T 35159—2017《喷射混凝土用速凝剂》中合格品的要求。该技术为废硫酸重复再利用提供了一种参考方式。
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工业技术
炼厂醚后C4制2-PH装置工艺优化研究 收藏
郭雷, 吴桐, 徐国峰, 贺同强
现代化工. 2022, (11): 217-220.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.11.040
摘要 ( 704 )     PDF (1791KB) ( 5 )  
结合炼厂醚后C4资源及现有2-PH工艺流程的实际情况,主要对C4塔顶未反应C4回用、超重力反应过程强化技术用于氢甲酰化反应系统改进以及杂醇副产品提纯回收等方面进行技术分析,同时提出初步工艺方案,并探讨了针对现有装置进行技术改造的可行性,为今后2-PH装置的工艺优化提供一种可借鉴的思路。
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天然气提氦工艺模拟与分析 收藏
王金波, 陈冰, 刘永铎, 孙淑珍
现代化工. 2022, (11): 221-225.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.11.041
摘要 ( 865 )     PDF (2362KB) ( 4 )  
为降低能耗的同时提高天然气提氦工艺回收率和粗氦产品体积分数,提出了基于低温精馏原理的天然气提氦流程,该流程具有设备少、回收率高、粗氦产品体积分数高以及能耗低的特点。利用HYSYS软件建立了天然气提氦模型,并对一次提氦塔塔压、一次提氦塔塔顶进料温度、二次提氦塔进料温度等关键参数进行了分析,确定了较优的工艺参数,在回收率为95%、粗氦产品体积分数为75%的条件下,总能耗为425 kW。最后采用GFDA3分析方法定量地确定了流程中各设备的GFDA3损失大小,为流程改进指明了方向,其中GFDA3损失最大的设备是冷箱,其次为压缩机,第三是水冷器,第四是节流阀,第五是精馏塔,混合器GFDA3损失最小。
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碳减排环境下催化装置进料热量优化的生产工艺研究 收藏
林东浩
现代化工. 2022, (11): 226-229.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.11.042
摘要 ( 692 )     PDF (1517KB) ( 4 )  
通过对催化装置热进料的生产工艺改造,解决了炼厂催化装置、常减压装置和焦化装置间重复用能的问题,节约了大量的循环水,并且增加了3.5 MPa蒸汽的发汽量,在节能降耗的同时,减少了电厂的碳排放量以及对环境的污染,为企业带来良好的经济效益。
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炼厂溶剂再生装置运行中存在的问题及思考 收藏
李治明, 荣荣, 范成兵, 田旺博
现代化工. 2022, (11): 230-235,239.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.11.043
摘要 ( 752 )     PDF (2632KB) ( 4 )  
介绍了某炼厂溶剂再生装置的工艺流程、再生机理,探讨了溶剂再生装置运行中存在闪蒸罐温度难以控制、B系列富液夹带杂质等问题。建议采用增加贫富液换热二级换热器的方式,提高闪蒸温度及可控性,进一步脱除富胺液中的溶解烃。加氢裂化装置送来的富胺液中夹带杂质,可通过增加过滤器的方式进行消除,确保胺液再生系统平稳生产。采用Aspen Plus软件建立溶剂再生装置模型,对闪蒸温度进行模拟分析,发现A、B富胺液闪蒸温度控制在60~65℃有利于脱除富胺液中的烃类,烃类闪蒸率均超70%。对A、B系列溶剂再生塔塔顶压力与塔顶回流量进行优化,进一步降低蒸汽能耗,为装置高质量运行提供理论支撑。
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飞灰资源化中蒸发结晶分盐技术工程应用 收藏
夏天天, 李胜, 李敬超, 刘璐, 胡晓伟, 李湸
现代化工. 2022, (11): 236-239.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.11.044
摘要 ( 859 )     PDF (1413KB) ( 4 )  
介绍了垃圾焚烧飞灰的特性以及MVR处理飞灰水洗液技术,概括了可溶性氯盐的分质结晶原理和飞灰水洗液中NaCl和KCl分离过程。NaCl在蒸发器中蒸发浓缩结晶析出,料液的沸点升到近14℃,析出NaCl的母液在氯化钾结晶器中降温至40℃析出KCl晶体。MVR技术在飞灰资源化中的投资回收期为1.5~2.0年。
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废塑料油化技术及工程应用 收藏
李岚, 张成波, 朱喜
现代化工. 2022, (11): 240-244.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.11.045
摘要 ( 798 )     PDF (2055KB) ( 4 )  
采用自主研发的废塑料化学回收油化技术,设计并建设了日处理80 t废塑料资源化利用项目。该技术通过热解将废塑料转化为附加值较高的产物,实现了废塑料连续热解,攻克了废塑料热解过程中结焦和传热等技术难题,减量化显著,在处理低值塑料方面优势显著,符合国家鼓励的废物资源化利用方向。以该项目为例,介绍废塑料油化技术及项目主要系统和设备,以期为实现塑料的循环闭环提供解决方案,推动国内废塑料化学回收项目建成投产。
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分析测试
替米考星的电化学检测研究 收藏
秦洪伟, 刘妍, 赵薇, 尤国红
现代化工. 2022, (11): 245-248,255.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.11.046
摘要 ( 680 )     PDF (1816KB) ( 4 )  
制备了多壁碳纳米管/聚甲基红膜修饰电极(MWCNTs/PMR-GCE),采用循环伏安法(CV)和差分脉冲伏安法(DPV)研究了替米考星(TMS)在修饰电极上的电化学行为。研究了修饰量、缓冲体系、最佳pH、扫描速率对TMS检测效果的影响。结果表明,在柠檬酸-Na2HPO4(pH=6)的缓冲溶液中,TMS在修饰电极上出现了不可逆氧化峰。在4.0×10-6~1.0×10-4 mol/L的浓度范围内,TMS的氧化峰电流与TMS浓度呈良好的线性关系,线性方程为Ip=0.143 2C+6.973,相关系数r=0.995 8,最低检出限为6.0×10-7 mol/L。所制备的修饰电极具有良好的稳定性和可重复性。研究表明,MWCNTs/PMR-GCE可用于替米考星的电化学检测。
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基于锰掺杂碳点的橘红色荧光纳米开关检测Cu2+和Arg的研究 收藏
陈修阳, 潘立志, 盛同范, 周兴平, 张晖
现代化工. 2022, (11): 249-255.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.11.047
摘要 ( 732 )     PDF (2655KB) ( 3 )  
以邻苯二胺和无水氯化锰为原料,水热法合成发射橘红色荧光的锰掺杂碳点(Mn-CDs),对其进行形貌表征、官能团和表面分析以及光学性能表征。结果显示,Mn-CDs呈现为尺寸范围在3.0~8.0 nm的球形形状,且粒径均匀,平均粒径为6.75 nm;该碳点表面含有丰富的—COOH和—NH2等水溶性官能团,使得该碳点在水中有很好的分散性。在最佳激发波长为440 nm的照射下,最佳发射波长为599 nm,且荧光很稳定。在pH=7.4的磷酸盐溶液中测定不同离子对Mn-CDs的荧光影响发现,只有Cu2+能够对Mn-CDs荧光进行明显猝灭,而精氨酸(Arg)能够对淬灭荧光进行明显恢复。以上荧光猝灭与恢复的强度与Cu2+及Arg的浓度存在较好的线性关系,表明合成的Mn-CDs可以作为检测Cu2+和Arg的分析平台,Cu2+和Arg的最低检出限分别为0.234、0.650 μmol/L。
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丹参酮ⅡA磺酸钠的电化学测定及与DNA作用的研究 收藏
孙章华, 陈美凤, 马心英, 秦佳濛, 薛守庆
现代化工. 2022, (11): 256-260.   DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.11.048
摘要 ( 662 )     PDF (2127KB) ( 5 )  
制备了聚L-亮氨酸修饰玻碳电极,并对丹参酮ⅡA磺酸钠进行测定。结果表明,在此修饰电极上聚L-亮氨酸催化了丹参酮ⅡA磺酸钠电化学氧化还原反应。实验对该电极的制备条件以及测试条件进行了优化。丹参酮ⅡA磺酸钠的氧化峰电流与浓度呈线性关系,该修饰电极具有良好的灵敏度、选择性和稳定性,可用于相关产品的生产及质量控制。另外,用电化学和紫外分光光度法分别研究了丹参酮ⅡA磺酸钠和DNA的相互作用。结果表明,丹参酮ⅡA磺酸钠和dsDNA发生了明显的相互作用。
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