纳米腐植酸粉体是一种无毒、抗菌且对重金属离子有螯合和络合的多功能材料。在前期单因素实验基础上,以纳米腐植酸产率为考察指标,利用响应面分析法对碱溶酸析沉淀法配加高剪切技术制备纳米腐植酸的工艺参数进行优化;结果表明,制备纳米腐植酸最优工艺条件:反应时间为3.0 h,反应温度为51.2℃,晶粒调整剂用量为249 mg/L,固液比为9.2∶1,氨水质量分数为12.60%,剪切速率为2 800 r/min,pH=2.5;在此条件下纳米腐植酸产率为95.3%,相比正交实验下收率提高6.9%;拟合出响应值与因子间的方程模型,且氨水浓度和反应温度对纳米腐植酸产率的影响最大。
以不同分子质量的工业酚醛树脂和自制的酚醛树脂分别为炭前体,以三嵌段共聚物F127为模板剂,探究工业酚醛树脂合成有序介孔炭可行性。在有机-有机自组装法基础上,利用工业酚醛树脂成功制备出介孔炭材料。采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和N2吸脱附等技术手段对其结构、形貌进行表征,并探究材料对亚甲基蓝(MB)的吸附性能。结果表明:工业酚醛树脂可制备出有序介孔炭,其中PF-8012型工业酚醛树脂制备出的介孔炭材料(MC-2)和实验室自制酚醛树脂(MC0)都呈二维六方介观结构,介孔都高度均一有序,MC-2平均孔径为3.9nm,平均比表面积为604m2/g,MC-0平均孔径为3.4nm,平均比表面积为517m2/g,两者吸附均符合二级动力学方程和Langmuir吸附等温曲线,且MC-2平衡吸附量为70m2/g,大于MC-0的67m2/g。
以果胶和淀粉为原料,采用干热共混处理的方法制备小肠靶向载体材料,用现代分析方法对干热共混物结构和性能进行表征。并以胰酶为模型药物,干热后的共混物为骨架材料进行压片,考察给药系统在人工小肠液中的体外释药性能。FT-IR分析结果表明,果胶分子与淀粉分子发生了交联反应;DSC分析结果表明,干热后共混物的Ton、Tp、Toff的温度升高,反应热焓值减小,热稳定性增强;SEM分析结果表明,干热后,淀粉颗粒被果胶包裹或与果胶紧密相连。体外模拟试验表明,淀粉质量分数为20%,制备的骨架片释放度较高,控释效果较好。因此,干热共混法是制备小肠靶向载体材料的较好的方法,有较好的应用前景。
将单腈胺浸渍到竹叶上,在N2气氛中600℃焙烧,制备高比表面积的石墨型氮化碳/竹叶炭(g-C3N4/BC),以得到活性稳定、易于循环利用的催化材料。采用XRD、FT-IR、SEM、BET等方法对g-C3N4/BC进行表征。将g-C3N4/BC作为催化剂用于催化氧气氧化环己基苯(CHB)合成苯酚和环己酮。考察了反应温度、氧气压力和催化剂重复使用对反应的影响。结果表明:在g-C3N4/BC催化作用下,110℃、1.1MPa O.2下反应4h,CHB转化率为16.7%,苯酚和环己酮选择性分别为64.0%和57.0%。催化剂循环使用10次,催化性能没有明显变化。并提出了g-C3N4/BC催化氧化CHB的反应途径和催化机理。
向纳米自组装催化剂载体中加入10%~50%的分子筛(LNS-0),以未添加分子筛的纳米自组装催化剂作参比剂,对制得的催化剂进行表征、评价。结果表明,分子筛可以改善纳米自组装催化剂的孔性质,提高催化活性。当添加30% LNS-0时,所得催化剂MNL30-25D孔性质最好,活性最高,其孔径大小为0.35mL/g,比表面积为309.7m2/g,分别是参比剂的1.4、2.31倍;观察XRD图谱,该催化剂表面活性金属弥散性最好;其脱氮率、脱硫率、芳烃饱和率分别是参比剂的1.024、1.046、1.815倍。但是随着分子筛加入量>30%,LNS-0对纳米自组装催化剂的影响减小,并且加入量过大会抑制纳米自组装催化剂的活性。
以环己烷-正庚烷物系,在直径为0.75m、内置4块塔板、40m2板式再沸器和30m2板式冷凝器的精馏塔中考察了开孔率、阀孔动能因子、回流比等因素对十字旋阀塔板默弗里板效率的影响。其中开孔率变量是8.22%、11.0%和13.56%;阀孔动能因子变化范围是(5~13)(m/s)(kg/m3)0.5;回流比变量是∞、15、10、8。在开孔率为11.0%,回流比为15的条件下,与F1型浮阀的板效率做了对比。将实验值与AIChE效率模型、变型的Chen-Chuang效率模型的计算值也进行了对比。结果表明,在相同操作条件下,开孔率越大,塔板效率越低,且波动也越大;在相同开孔率条件下,塔板效率随回流减小而变小;基于Liang等的变型Chen-Chuang模型更加适合十字旋阀塔板的板效率预测,其误差较小,为工业设计提供了参考。
针对混合制冷剂循环液化天然气流程能耗高、效率低的现状,运用HYSYS软件对液化流程模型进行优化,分析评价表明,压缩机、冷却器、多股流换热器、节流阀及混合器的损失依次减少。探讨了流体压力、温度、压缩比等参数对压缩过程不可逆性的影响,第一段压缩机出口压力为1 074kPa、压缩比为2.02,第二段压缩机进口温度为40℃、压缩比为3.63时,最小压缩机比功耗、损失为5.98kWh/kmol、15 840.06kW。优化换热器操作,保持夹点温差、对数平均温差约3、5℃,换热器损失减少41%。借助分析原料气的CP-T分布,在满足不同温区所需冷量的基础上,合理配置制冷剂组分,调整制冷剂蒸发压力可降低换热过程损失。
由于天然气水合物堵塞造成的流动安全问题日益严重,水合物阻聚剂作为一种新型防控方法逐渐受到油气生产和运输部门重视。结合高压蓝宝石反应釜,并将先进的在线激光粒度测定装置引入水合物阻聚剂性能评价领域,系统考察了2种复配型水合物阻聚剂在油水体系内的阻聚效果,并研究了含阻聚剂油水体系在水合物形成过程中颗粒粒径分布变化规律。结果表明,2种水合物阻聚剂在蓝宝石反应釜评价实验中均表现出良好的阻聚性能;由在线激光粒度测定装置的评价可知,尽管2种阻聚剂对油水乳化性能相近,但二者在控制水合物初始形成阶段颗粒间聚集能力方面存在较大差异。最后,从水合物阻聚剂乳化和阻聚两方面入手,详细分析了水合物阻聚剂在油水体系内的阻聚机理。