2017, 第37卷, 第5期 刊出日期:2017-05-15

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  • 现代化工. 2017, 37(5): 1-5. https://doi.org/
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    随着笔记本电脑、手机和电动汽车对锂电池需求的不断增加,直接带动未来对锂资源需求量的飞速增长。我国盐湖锂资源十分丰富,是今后开发的重要来源。青藏高原是我国盐湖锂资源主产地,自然条件差,开采难度大。盐湖卤水锂品位参差不齐,伴生元素众多,综合利用价值高。在介绍我国盐湖锂资源禀赋、国内外开发利用现状的基础上,指出我国盐湖锂资源在开发利用中存在工艺技术水平较低、综合利用程度不高、缺乏长远科学规划等问题,提出要加强盐湖锂资源开发及综合利用科技攻关,制定盐湖锂产业发展整体规划,保证盐湖锂资源开发过程高效、绿色、环保等切实合理的科学建议。

  • 现代化工. 2017, 37(5): 6-12. https://doi.org/
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    “非粮”木本生物柴油作为生物能开发的一个重要方面,有着广阔的应用前景。但现阶段高成本已成为阻碍其市场化的障碍。为了降低成本和能耗,并减少对环境的影响,更多的研究聚焦于新油料资源筛选及燃油性能评估、生产工艺优化、生命周期评价。重点从这3个方面对近几年的研究进行梳理,以求较全面客观地反映现状,并从培育和生产的角度提出展望,未来生物柴油产业的可持续发展一定与节能减排、循环经济紧密相连,也将会推动应用学科和基础学科的协同发展。

  • 现代化工. 2017, 37(5): 13-16. https://doi.org/
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    简要介绍了我国C4烃的资源量、利用现状与发展情况,并概述了其主要来源与组成。对C4烃中用途较为广泛的组分丁二烯、正丁烯、异丁烯、正丁烷、异丁烷的分离方法及国内外主要利用技术进行了详细的阐述,并介绍了其中一些较为先进的工艺技术。针对目前国内外C4烃利用所面临的问题,尤其是国内C4烃利用所遇到的技术难题与发展瓶颈,结合我国的市场与国情,提出了一些针对性的建议与期望,并对我国C4烃的未来发展方向进行了相应的展望。

  • 现代化工. 2017, 37(5): 17-20. https://doi.org/
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    主要对生物炭还田效用、生产还田生物炭的重要工艺条件、生物炭的质量评价参数这3个主要部分进行综述和分析。提出生物炭研究及应用的当前问题,并对今后的研究趋向和前景进行展望,认为生物炭的研究仍在起步阶段,生产原料、设备、工艺多种多样,土壤类型、农作物也是种类繁多,因此这一领域的研究难成体系,施入方法也难以统一。有必要对具体农作物、具体土壤类型生产针对性强的还田生物炭,而具体的生物炭施用方法有待学者们进一步地研究与总结,但可以确定的是生物炭在农业领域中的研究应用仍存在巨大潜力。

  • 现代化工. 2017, 37(5): 21-24,26. https://doi.org/
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    综述了LTO基负极材料的改进原理及研究现状,包括材料纳米化、掺杂改性、复合材料,并预测了其作为锂离子电池负极材料的应用前景。

  • 现代化工. 2017, 37(5): 25-29. https://doi.org/
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    介绍了甲烷催化裂解的反应机理,比较了催化剂3种再生方法,系统地阐述了催化剂组分和制备方法对甲烷催化裂解的影响,讨论了镍基催化剂催化产生碳纳米管的机理,列举了碳纳米管的应用。并结合现状提出了甲烷裂解制氢及碳纳米管在反应中存在的问题及应用前景。

  • 现代化工. 2017, 37(5): 30-32,34. https://doi.org/
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    从铝盐投加对生物处理系统处理效能以及微生物的影响2个大的方面进行了论述,并对未来的研究方向进行了展望,为铝盐应用于污水生物化学协同除磷的研究提供参考和借鉴。铝盐的投加可以使得污水生物处理系统的总磷去除得到有效的提高,而活性污泥的沉降性能提高、活性降低;铝盐会使得生物处理系统的微生物种群数量减少。未来的研究主要集中在铝盐长期胁迫对生物处理系统的处理效能的影响、微生物群落的具体变化、耐铝菌株的发掘和含铝剩余污泥的处置和回收利用。

  • 现代化工. 2017, 37(5): 33-37. https://doi.org/
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    通过最近10年国内外对金属有机框架的制备及应用的对比,并结合本实验室的具体研究,对MOFs的制备方法和应用进行了全面的评述和展望。

  • 现代化工. 2017, 37(5): 38-41,43. https://doi.org/
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    综述了聚苯乙烯的功能化方法以及应用领域。概述了聚苯乙烯的制备方法,介绍了功能化聚苯乙烯的方法,如磺化、羧基化、氨基化等,同时提出了当前研究工作存在的问题以及不足,并对未来研究方向进行了展望。

  • 现代化工. 2017, 37(5): 42-45. https://doi.org/
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    介绍了膜蒸馏过程中污染的类型和形成过程,综述了膜抗污染领域的研究进展,并对抗污染膜在膜蒸馏中的应用前景进行了展望。

  • 现代化工. 2017, 37(5): 46-49. https://doi.org/
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    介绍了硅酸钙生物活性水泥的研究进展、制备方法,重点介绍了硅酸钙生物活性水泥的生物学性及其对应机理,液态硅酸钙水泥(hydraulic calcium silicate cements,HCSCs)在临床应用方面的研究进展,指出了硅酸钙生物活性水泥在牙本质矿化、活髓及骨再生和修复上发挥着不可替代的作用。

  • 现代化工. 2017, 37(5): 50-54. https://doi.org/
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    综述了国内外热法以及膜法在高含盐废水处理中的研究与应用,重点介绍了目前市场上普遍应用的多级闪蒸、多效蒸发、机械式蒸汽压缩技术以及新型的加湿-除湿蒸发技术等的应用。通过对各种蒸发技术的比较,指出合理运用高效节能的蒸发技术,可以实现高含盐废水的“零排放”。

  • 现代化工. 2017, 37(5): 55-58. https://doi.org/
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    介绍了近年来国内外浆态床渣油加氢催化剂的研究进展。分别阐述了3种浆态床加氢催化剂(固体粉末催化剂、水溶性和油溶性催化剂)的研究现状,系统分析了影响浆态床渣油加氢催化剂反应活性的重要因素。最后展望了浆态床加氢催化剂的发展前景和仍需解决的技术问题。

  • 现代化工. 2017, 37(5): 59-61,63. https://doi.org/
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    致密砂岩储层孔渗低、物性差,必须经过水力压裂改造后才能具有较好的产能。为了降低施工成本和压裂液对储层的伤害,同时在高温条件下具有良好的耐剪切性能和破胶性能,需要研发一种耐高温、低伤害的压裂液体系。以改性纳米二氧化硅为交联剂,对新型耐高温超低浓度纳米二氧化硅压裂液性能进行了较为全面的评价研究。结果表明,该压裂液体系在135℃条件下剪切2h后平均黏度为100 mPa·s,具有良好的携砂能力。破胶液残渣质量为常规胍胶压裂液质量的37.2%,破胶液的表面张力小,具有良好的返排性,压裂液与地层水配伍性好。超低浓度纳米胍胶压裂液大幅降低了对地层的伤害程度,适用于低渗的致密砂岩储层。

  • 现代化工. 2017, 37(5): 62-66. https://doi.org/
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    以天然石墨(G)为原料,苯胺为含氮前驱体,采用Hummers法、原位引发苯胺聚合以及在氮气中高温热处理制备了氮掺杂石墨烯(N-G)。借助X射线衍射(XRD)、傅里叶转换红外光谱(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)、低温氮气吸脱附(BET)、热分析方法(TG-DSC)和电化学测试等手段对N-G的组成、结构、形貌和电化学性能等进行表征分析和评价。结果表明,在氮气中高温热处理聚苯胺修饰的氧化石墨烯(GO)能够有效地对其进行还原和氮掺杂,获得的N-G具有微孔结构,比表面积达到167.6m2/g,显示出高的热稳定性;在三电极体系中,N-G在0.1mol/L KOH中催化氧气还原反应(ORR)的起始电势为0.89V,主要以2电子反应途径进行,生成H2O2的选择性达到75%~95%,并且产生的电流密度较大。

  • 现代化工. 2017, 37(5): 67-70,72. https://doi.org/
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    以玉米秸秆粉末为原料,浓磷酸为反应催化剂,混合多元醇以及碳酸乙烯酯为液化剂,180℃条件下,在高压反应釜中对玉米秸秆进行催化液化实验。考察了聚乙二醇复配乙二醇、聚乙二醇复配碳酸乙烯酯以及聚乙二醇复配甘油3种不同混合液化剂对液化率和液化产物特性的影响。采用气质联用仪(GC-MS)以及傅里叶红外光谱仪(FT-IR)对液化产物和液化残渣进行表征。实验结果表明,以聚乙二醇与乙二醇混合溶剂液化时液化率最高,为97.83%。GC-MS分析结果表明,液化产物成分复杂,主要包括醇类、有机酸类、醚类、酮类、酯类和糖类等化合物。FT-IR分析结果表明,以聚乙二醇与乙二醇混合溶剂为液化剂时秸秆液化效果最好。

  • 现代化工. 2017, 37(5): 71-75. https://doi.org/
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    用新型双金属催化剂Rh-Ni@MOF-5对不同碳链长度的烯烃氢甲酰化反应进行研究。用直接法合成的MOF-5晶体作催化剂载体,将Rh、Ni元素负载在MOF-5上合成Rh-Ni@MOF-5。采用TG、XRD、SEM、TEM和FTIR等手段对其进行表征,结果表明,负载金属后的催化剂拥有规整的立方体结构且热稳定性较强。采用3种烯烃的氢甲酰化反应对其催化性能进行评价,结果表明,Rh-Ni@MOF-5对烯烃的氢甲酰化反应具有良好的催化作用并且解决了反应后催化剂的分离回收问题。在一定条件下,其反应转化率均高于70%。与单金属催化剂Rh@MOF-5进行对比发现,双金属催化剂具有更高的催化活性,其收率和选择性均较单金属催化剂有明显优势。以1-己烯氢甲酰化反应为例,考查了Rh-Ni@MOF-5的使用寿命,结果表明,多次重复利用后仍能保持稳定的晶体结构和良好的催化性能。

  • 现代化工. 2017, 37(5): 76-79,81. https://doi.org/
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    利用NaBH4将合成的ZIF-90晶种改性为ZIF-91,并用二次生长法在Al2O3支撑体上制备ZIF-90膜和ZIF-91膜。利用XRD、TGA、FT-IR,SEM、BET对合成的粉末及膜进行表征。以N2/n-C5H12模拟油气体系,将制备的ZIF-90/Al2O3膜和ZIF-91/Al2O3膜用于油气回收实验。考察了不同操作压力及温度下,2种膜在混合气中的分离性能,结果表明,当操作压力为0.06 MPa、温度为25℃时,ZIF-90膜和ZIF-91膜对N2/n-C5H12的分离因子分别为2.82、3.98,渗透性分别为5.02×10-8、2.35×10-8mol/m2·s·Pa,说明改性在一定程度上提高了膜的分离性能。

  • 现代化工. 2017, 37(5): 80-84. https://doi.org/
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    利用酚化方法对木质素进行修饰,使其接入活性基团,考察了不同的酚单体对木质素改性效果的影响,优化了漆酶催化改性碱木质素和对甲苯酚的共聚反应过程,并对共聚产物进行了表征和性能测试。研究表明,邻苯二酚改性后的碱木质素的酚羟基质量摩尔浓度增加最显著,由6.95mmol/g提高到10.83mmol/g,提高了55.83%。共聚反应的最佳反应条件为:反应体系的最适质量分数为80%丙酮溶液,反应温度为30℃,pH3.5,最适碱木质素与对甲酚质量比为0.5/1,最佳酶浓度为300U/mL,反应时间为16h。在最适条件下,共聚物产率显著提高,可达93.6%。邻苯二酚改性后的碱木质素和对甲酚聚合后的产物分子质量明显增加,由2770g/mol提高到20481g/mol,增加了约10倍,热稳定分析表明聚合产物的热学稳定性比改性前有所提高。

  • 现代化工. 2017, 37(5): 85-88. https://doi.org/
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    采用溶胶-凝胶法合成富锂锰基(Li1.2Ni0.2Mn0.6O2)正极材料,考察反应pH对材料结构、形貌及电化学性能的影响。X射线衍射(XRD)分析结果表明,制备的材料(Li1.2Ni0.2Mn0.6O2)结晶良好,均为理想层状结构的富锂锰基材料。扫描电子显微镜(SEM)分析结果显示,pH7.0时制得的材料颗粒细小,分散均匀。充放电性能测试结果显示,pH7的样品具有良好的电化学性能,在2.0~4.8V以0.05C充放电时,首次容量达到263mAh/g。同时具有良好的倍率性能,1.0C放电容量达到200mAh/g。