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2018年 第69卷 第2期 刊出日期:2018-02-05
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    本期封面、广告页、中英文目次表
    化工学报. 2018, 69(2):  0-0. 
    摘要 ( 44 )   PDF (37330KB) ( 286 )  
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    综述与专论
    氧化石墨烯复合水凝胶研究进展
    单国荣, 张宁
    化工学报. 2018, 69(2):  535-545.  doi:10.11949/j.issn.0438-1157.20170947
    摘要 ( 254 )   PDF (14231KB) ( 634 )  
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    氧化石墨烯(GO)是一种廉价易得、水中易分散、光热性能好的二维纳米材料。将氧化石墨烯与水凝胶结合,可以赋予水凝胶许多纳米材料的优异性能,大大拓展水凝胶的潜在应用。详细介绍了具有力学性能、光热转化性能、自修复性能的氧化石墨烯复合水凝胶及其在智能驱动器、细胞骨架等方面的应用,并对其未来研究方向提出展望和设想。

    微生物燃料电池处理高盐废水的研究进展
    成少安, 黄志鹏, 于利亮, 毛政中, 黄浩斌, 孙怡
    化工学报. 2018, 69(2):  546-554.  doi:10.11949/j.issn.0438-1157.20171384
    摘要 ( 273 )   PDF (489KB) ( 580 )  
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    高盐废水通常采用生化、蒸发和膜处理3种方法处理,但无论采用何种方法,高盐废水处理均存在难度大和成本高等问题。微生物燃料电池(MFC)是一种基于产电微生物催化氧化有机物获得电能的装置,应用MFC处理废水可实现在处理废水的同时回收废水中能量,从而降低废水处理成本。近年来,应用MFC处理高盐废水来降低处理成本的研究逐渐开展并成为一个研究热点。本文综述了MFC处理高盐废水研究的最新进展,分析了盐度对MFC产电、污染物脱除、微生物生长和群落的影响,基于耐盐微生物、生物膜、反应器结构及扩展应用等方面提出未来MFC处理高盐废水的研究方向。

    热力学
    超临界二氧化碳-共溶剂体系与聚醋酸乙烯酯相互作用
    胡冬冬, 包磊, 刘涛, 郎美东, 赵玲
    化工学报. 2018, 69(2):  555-562.  doi:10.11949/j.issn.0438-1157.20170900
    摘要 ( 146 )   PDF (2465KB) ( 281 )  
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    采用多尺度模拟和实验结合研究了乙醇、丙酮、正庚烷等共溶剂的加入对超临界二氧化碳(CO2)溶剂体系的影响,通过改善溶剂-溶剂和溶剂-溶质相互作用增强聚醋酸乙烯酯(PVAc)与CO2的相容性。量子力学从头算结果表明,3种共溶剂中乙醇与CO2的相互作用最强,丙酮次之,正庚烷最弱。分子动力学模拟也表明在相同共溶剂含量下,乙醇对溶剂体系溶解度参数的改善最为明显,超临界CO2-乙醇体系与PVAc链的相互作用更强,有助于提高PVAc与溶剂的相容性。这是由于乙醇本身的溶解度参数较大,且与CO2形成氢键作用,从而大幅增强了其与CO2的相互作用。浊点压力实验证实了共溶剂的加入增强了超临界CO2体系与PVAc的相容性,乙醇的加入对PVAc浊点压力的降低最为有效,且随着共溶剂含量的增加,PVAc在溶剂中的溶解能力增强。

    丙烯酰胺与甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵反相乳液聚合动力学
    陈勇, 单国荣
    化工学报. 2018, 69(2):  563-569.  doi:10.11949/j.issn.0438-1157.20170870
    摘要 ( 137 )   PDF (575KB) ( 189 )  
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    以丙烯酰胺(AM)和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为单体,失水山梨糖醇脂肪酸酯(Span 80)和失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚(Tween 80)为乳化剂,液体石蜡为油相,2,2'-偶氮二异丙基咪唑啉二盐酸盐(VA-044)为引发剂,研究AM与DMC反相乳液聚合动力学,反相乳液聚合速率方程为Rp=k[M]2.12[I]0.55[E]0.65,AM与DMC反相乳液聚合表观活化能为80.65 kJ·mol-1。通过反相乳液聚合速率随时间的变化关系得出其成核机理倾向于单体液滴成核。用Fireman-Ross法研究了共聚单体竞聚率,分别为rAM=0.23、rDMC=1.93,AM与DMC在聚合物链上发生无规共聚反应。单体量增大、引发剂量减少、乳化剂量增大、聚合温度降低均使共聚产物的特性黏数增大。

    二元混合溶剂对盐酸硫胺溶剂化物稳定性及晶习的影响
    杨洋, 王海生, 刘玉敏, 韩丹丹, 王静康, 龚俊波
    化工学报. 2018, 69(2):  570-577.  doi:10.11949/j.issn.0438-1157.20170774
    摘要 ( 115 )   PDF (1480KB) ( 156 )  
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    维生素B1是人体必需的营养物质之一,盐酸硫胺作为维生素B1的存在形式,因其空间结构不同有着不同稳定性的4种溶剂化物:盐酸硫胺半水合物(HH)、盐酸硫胺甲醇溶剂化物(MM)、非化学计量比的盐酸硫胺水合物(NSH)、无水盐酸硫胺(AH)。制药行业致力于寻找一种相对稳定的盐酸硫胺,以便于生产、储存和运输。采用悬浮转晶的方法制备了4种盐酸硫胺溶剂化物,从分子层次探究4种溶剂化物的稳定性,得出盐酸硫胺半水合物因其内部强氢键作用力而最稳定的结论。同时,探讨了二元混合溶剂对盐酸硫胺4种溶剂化物稳定性的影响,确定了不同溶剂化物稳定存在的适宜条件。采用BFDH模型模拟了盐酸硫胺甲醇溶剂化物的晶习,发现BFDH模型的模拟结果与实际晶习一致,为工业溶剂筛选以获得目标产品提供理论指导。

    正丁醇-氯苯-苯乙酮三元体系等压汽液平衡的测定与关联
    范凯, 陈长旭, 周峰, 郑晖, 许春建
    化工学报. 2018, 69(2):  578-585.  doi:10.11949/j.issn.0438-1157.20170804
    摘要 ( 114 )   PDF (515KB) ( 215 )  
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    正丁醇-氯苯常压下存在最低共沸现象,首先应用汽液平衡法从6种备选溶剂中筛选出苯乙酮作为最佳萃取剂,然后分别测定了正丁醇-氯苯、正丁醇-苯乙酮、氯苯-苯乙酮3个二元体系以及正丁醇-氯苯-苯乙酮三元体系在101.33 kPa下的汽液平衡数据。所有实验数据都通过了Herington法和Van Ness法的热力学一致性检验,采用Wilson、NRTL和UNIQUAC 3种活度系数模型进行关联计算,其二元拟合数据与实验数据吻合较好。使用关联得到的二元交互参数推算三元汽液平衡数据,并与实验值进行对比,偏差在合理范围以内。结果表明,苯乙酮作为萃取剂可以有效地改变正丁醇与氯苯的相对挥发度,在溶剂质量比为1:1时能够使共沸现象消失。为工业上使用萃取精馏分离正丁醇-氯苯体系提供参考,也为汽液平衡数据库补充新的内容。

    流体力学与传递现象
    水溶解CO2过程界面对流现象的PIV/LIF测量及传质系数预测
    傅强, 张会书, 胡楠, 袁希钢, 余国琮
    化工学报. 2018, 69(2):  586-594.  doi:10.11949/j.issn.0438-1157.20171043
    摘要 ( 152 )   PDF (4571KB) ( 263 )  
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    建立了用于观测水溶解CO2过程界面Rayleigh对流现象的粒子成像测速(PIV)和激光诱导荧光(LIF)技术联用方法,同时获得了该对流传质过程的液相速度场及浓度分布,定量观测了Rayleigh对流的发展过程。经界面对流发生条件下传质过程的分析,指出Rayleigh对流过程的涡量是影响传质过程的主要因素,给出了传质系数随涡量的变化关系和相应的关联式,进而为通过液相速度场的测量预测Rayleigh对流条件下的液相传质系数提供了一种有效的方法。

    R1234yf瞬态喷雾冷却及过热度影响的实验研究
    王锐, 陈斌, 王嘉丰, 田加猛, 周致富, 应朝霞
    化工学报. 2018, 69(2):  595-601.  doi:10.11949/j.issn.0438-1157.20171094
    摘要 ( 128 )   PDF (1953KB) ( 150 )  
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    制冷剂瞬态喷雾冷却是临床激光治疗的重要辅助手段。当前临床应用及实验研究均采用R134a或R404A进行喷雾冷却,但这两种制冷剂具有极高的温室效应潜能(GWP)值,对环境产生严重威胁。以热物性与R134a相似、而GWP值仅为4的R1234yf作为喷雾冷却的替代制冷剂,对其临床应用进行了探索性研究。表面传热的研究结果显示R1234f的冷却能力略低于R134a与R404A。通过降低制冷剂过热度的方式,可以有效提高喷雾集中程度,在保证闪蒸雾化的前提下显著提高表面热通量,提高R1234yf喷雾临床应用的可行性。

    Y聚焦型微通道内磁流体液滴的生成与调控
    马蕊, 付涛涛, 张沁丹, 刘偲, 朱春英, 马友光
    化工学报. 2018, 69(2):  602-610.  doi:10.11949/j.issn.0438-1157.20170938
    摘要 ( 80 )   PDF (1944KB) ( 211 )  
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    利用高速摄像仪研究了截面为400 μm×400 μm Y聚焦型微通道内磁流体液滴在矿物油中的生成过程。以水基磁流体EMG 807为分散相,含4%表面活性剂Span-20的矿物油为连续相。实验观察到了3种流型:弹状流、滴状流和喷射流。分别考察了两相流量、连续相毛细数及磁感应强度对液滴尺寸及生成过程的影响。结果表明:可通过改变两相流量及磁场调控液滴尺寸。当分散相流量不变时,液滴尺寸随着两相流量比的增加而减小。液滴尺寸随着连续相毛细数及磁感应强度的增加而减小,随着分散相流量的增加而增加。以两相流量比、连续相毛细数和磁Bond数为参数提出了一个液滴尺寸的关联式,预测值与实验值吻合良好。

    数字全息在线测量煤粉粒度分布
    赵亮, 吴晨月, 林小丹, 吴迎春, 吴学成, 周永刚, 邱坤赞, 岑可法
    化工学报. 2018, 69(2):  611-617.  doi:10.11949/j.issn.0438-1157.20171242
    摘要 ( 69 )   PDF (1707KB) ( 160 )  
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    煤粉粒度是燃煤电厂的重要指标,在线测量煤粉粒度能够即时指导锅炉优化运行,对节能减排具有重要意义。搭建了一套模拟一次风粉管道的煤粉粒径在线测量的装置,解决了传统取样方法堵塞和测量实时性差的问题,并设计实验研究数字全息在线测量煤粉粒度的可行性和可靠性。实验结果表明,数字全息在线测量煤粉粒度分布曲线与激光粒度仪的测量曲线趋势一致,平均粒径相对误差为5.6%,表征粒度分布的关键参数d50d90的相对误差均低于2%,满足工业应用的需求。数字全息技术对稀释前后不同浓度的煤粉粒径关键参数的测量相对误差均低于7%,稀释前后的煤粉粒度的数量分布和体积曲线的趋势一致,验证了数字全息技术在线测量煤粉粒度分布的可靠性,为整体测量装置的开发奠定了基础。

    偏心射流-刚柔组合桨搅拌器内混沌混合行为研究
    邱发成, 刘作华, 刘仁龙, 全学军, 陈家兴, 谷德银, 李兵, 王运东
    化工学报. 2018, 69(2):  618-624.  doi:10.11949/j.issn.0438-1157.20171041
    摘要 ( 115 )   PDF (935KB) ( 176 )  
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    搅拌反应器内普遍存在混合隔离区,是实现高效混合的一大障碍。流场耦合诱发流体的混沌现象,可减少混合隔离区,提高流体混合效率。结合Matlab软件,探究偏心空气射流-单层刚柔组合桨体系的混合行为演变规律,对比分析了不同偏心率下桨叶类型、桨叶离底高度、空气射流量以及转速对流体混沌混合的影响。结果表明,刚柔组合桨通过其自身刚-柔-流的多体运动与偏心空气射流的流场耦合,破坏了流体混合过程中出现的对称性流场,使更多的流体进入混沌状态。刚-柔组合桨(RF-RDT、RF-IRDT)比刚性桨(RDT、IRDT)的LLE值大,其中RF-RDT相比于其他3种类型的搅拌桨(IRDT、RDT、RF-IRDT),其LLE值分别提高了约42.8%,27.0%、6.9%;空气射流的偏心率等于0.6时,其最大LLE值相比于其他偏心率(0.8、0.4、0.2、0),依次提高了6.5%、2.4%、17.6%、25.1%。该研究结果可为刚柔组合桨的优化设计提供理论依据。

    搅拌槽内气液两相混沌混合及分散特性
    谷德银, 刘作华, 张姬一哲, 邱发成, 李军, 陶长元, 王运东
    化工学报. 2018, 69(2):  625-632.  doi:10.11949/j.issn.0438-1157.20171208
    摘要 ( 123 )   PDF (786KB) ( 189 )  
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    传统Rushton刚性桨常应用于过程工业中搅拌反应器内的气液分散过程,但由于桨叶背后易形成较大的气穴,气液混合效果较差。为了提高搅拌槽内气液两相的混合效果,提出了一种刚柔组合桨强化气液两相的分散过程。利用LabVIEW软件处理刚性桨和刚柔组合桨体系中气液混合过程的压力脉动信号,通过Matlab软件编程计算最大Lyapunov指数(LLE),分析气液混合体系的混沌混合行为,同时,对刚性桨和刚柔组合桨体系中的相对搅拌功耗、整体气含率、局部气含率进行测量。结果表明,在功耗为170 W,通气量为10 m3·h-1条件下,与刚性桨相比,刚柔组合桨能够通过刚-柔-流的耦合作用促进桨叶能量的传递过程,提高搅拌体系的混沌混合程度,刚柔组合桨体系的LLE提高了8.89%。同时,在相同操作条件下,与刚性桨相比,刚柔组合桨能够有效提高相对搅拌功耗以及搅拌槽内的整体气含率和局部气含率,且搅拌槽内气体分散更为均匀。

    基于CT显微图像的烧结矿孔隙特征分析及有效热导率预测
    周明熙, 周昊, 马鹏楠, 程明
    化工学报. 2018, 69(2):  633-641.  doi:10.11949/j.issn.0438-1157.20171233
    摘要 ( 100 )   PDF (5349KB) ( 178 )  
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    全面了解获取多孔烧结矿的热物理特性对于在钢铁企业中相关过程的运行优化和节能减排具有重要意义。在此前景下,无损的高精度X射线显微断层扫描技术被应用到表征烧结矿的孔隙结构并结合数值模拟来预测烧结矿的有效热导率。以40 μm的分辨率扫描了3个熟石灰添加水平下的烧结杯试验中获取的烧结矿样品。三维重建后的烧结矿可观测到各向异性的非常复杂的孔隙分布,导致其有效热导率也各向差异较大,形成复杂的内部温度场分布。烧结矿中0~300 μm的小孔隙在数量频率上占据大多数(约45%~50%),但仅占小部分的大于1 mm的大孔隙则贡献了约95%的孔隙体积占比,并主要决定了烧结矿的导热行为。3个烧结矿样品的有效热导率分别为0.645、0.682和0.784 W·m-1·K-1,对应的孔隙率分别为53.8%、53.1%和49.7%。通过与文献中的类似铁系聚合物的导热值,典型的经验式预测方程和结构分析模型等比较,证明了CT三维重建结合数值模拟的技术手段可有效捕捉烧结矿真实的多孔结构,从而比简单的经验式方程或结构分析模型能获取更精确的热物理行为的预测效果。

    新型气液逆流接触洗涤器流动-传质模型
    满长卓, 范怡平, 范瀚文
    化工学报. 2018, 69(2):  642-649.  doi:10.11949/j.issn.0438-1157.20170655
    摘要 ( 124 )   PDF (1838KB) ( 159 )  
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    通过冷模实验对一种新型气液逆流式洗涤器流动传质特性进行了考察。实验结果表明,在不同的操作条件下,洗涤器内气液两相流动会呈现出不同的流型。其中,洗涤器在泡沫流状态下的高效传质段体积和解吸率的数值均较大。将实验结果与理论分析相结合,依据其气液接触表面更新极快、形成高度湍动泡沫流的特点,提出了一种基于该洗涤器结构和操作特性、可以预测洗涤器传质效果的“两段式”流动-传质模型。模型将洗涤器内气液作用区分为两个区段:旋转射流段和高效传质段。利用该模型分析了解吸率与液气比L/G和旋流比ω的变化关系;结果表明,在不同操作条件下,该模型的计算结果与实验数据吻合较好,可供工程设计参考。

    聚焦十字型微通道内高黏流体中气泡生成动力学
    张翀, 付涛涛, 姜韶堃, 朱春英, 马友光
    化工学报. 2018, 69(2):  650-654.  doi:10.11949/j.issn.0438-1157.20170968
    摘要 ( 121 )   PDF (1904KB) ( 216 )  
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    利用高速摄像仪观察了聚焦十字型微通道内高黏度(630 mPa·s)的甘油-水溶液中氮气气泡的生成过程。研究了气泡生成过程以及气泡体积和最小颈部半径的变化规律。结果表明,高黏流体内气泡生成过程可分为回缩、膨胀、挤压和最终破裂4个阶段。气泡体积在膨胀和挤压阶段均随时间线性增长,但挤压阶段的斜率大于膨胀阶段的斜率。气泡最小颈部半径随时间变化分为两个不同的阶段:在挤压阶段,颈部半径随剩余时间呈幂率关系;而在最终破裂阶段,颈部半径随时间呈线性关系。

    催化裂化再生器树枝状气体分布器喷嘴的射流特性
    石睿捷, 王创博, 马玲, 严超宇, 魏耀东
    化工学报. 2018, 69(2):  655-663.  doi:10.11949/j.issn.0438-1157.20170999
    摘要 ( 85 )   PDF (8244KB) ( 128 )  
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    在催化裂化装置中再生器底部通常设置有树枝状管式气体分布器,通过分布器上的喷嘴分布气体。但在实际运行过程中喷嘴常出现布气不均和磨损问题,影响其自身的布气性能和使用寿命。为此,在二维床实验装置上针对喷嘴的射流特性进行了实验研究。实验物料为FCC催化剂颗粒,喷嘴出口气速范围为30~70 m·s-1,喷嘴喷射角度范围为0°~67.5°。实验用摄影观察法测量喷嘴射流的射流长度和附近的流场流态。实验结果表明射流长度随喷嘴气速和喷射角度的增大而变长。射流气体在向上翻转过程中,在树枝状管式气体分布器两分支管之间产生旋转涡流现象,旋转涡流的大小与喷嘴出口气速和安装角度有密切关系。最后基于实验数据,建立了喷嘴射流长度的计算模型。

    催化、动力学与反应器
    铬钒双金属催化剂乙烯聚合反应动力学模型化
    刘宝, 田洲, 赵柠, 刘柏平
    化工学报. 2018, 69(2):  664-673.  doi:10.11949/j.issn.0438-1157.20171035
    摘要 ( 118 )   PDF (800KB) ( 195 )  
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    双金属催化剂可催化乙烯聚合在单个反应器内制备双峰聚乙烯。考察了新型Cr-iV双金属催化剂及相应的单金属S-2和iV催化剂在不同实验条件下的乙烯均聚反应动力学。通过对Cr-iV催化剂聚合产物分子量分布曲线的解析发现铬钒活性中心之间存在相互作用,铬中心活性受到抑制,钒中心活性得到增强;聚合温度基本不改变铬钒活性中心生成的聚合物的质量分数。采用简化的单中心乙烯均聚动力学模型分别描述铬钒双活性中心的动力学行为,结合双金属催化剂的聚合实验结果确定了各个活性中心的动力学参数。相比单金属催化剂,Cr-iV催化剂中铬活性中心链增长速率常数降低,说明其聚合活性降低;而钒活性中心链失活速率常数减小,稳定性增强,活性提高。

    不同Pd/Ag配比Pd-Ag/Al2O3催化乙炔加氢微观反应动力学分析
    张健, 黄邦印, 隋志军, 周兴贵, 袁渭康
    化工学报. 2018, 69(2):  674-681.  doi:10.11949/j.issn.0438-1157.20171007
    摘要 ( 78 )   PDF (3161KB) ( 179 )  
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    乙炔加氢是乙烯工业中的重要精制反应。以α-Al2O3作为载体,采用分步等量浸渍法制备了不同Pd/Ag配比的加氢催化剂,使用N2物理吸附、XRD、ICP、XPS、TEM和CO化学吸附等手段表征催化剂的结构和组成,根据正交实验设计方案进行动力学实验,建立了微观反应动力学模型,并根据动力学模拟结果和动力学参数值的变化分析了Ag助剂含量对乙炔加氢反应动力学的影响。研究结果表明,以Pd-Ag催化剂上碳二加氢的DFT计算结果为基础参数来源,经过吸脱附步骤活化能的优化,微观反应动力学模型可以很好地模拟不同Pd/Ag配比催化剂上的乙炔加氢反应动力学结果;在所研究范围内,各催化剂上加氢反应的表面最丰物种皆为C2H4*,速率控制步骤为乙烯基加氢,不会随着Ag含量的不同发生变化;但是Ag含量的增加显著降低了氢气脱附活化能,提高了乙烯的选择性,这可能与Ag含量的提高增加了催化剂表面Ag和Pd之间的电子转移现象有关。

    典型陶瓷基体对催化滤芯中催化剂分散及脱硝活性的影响
    于超, 李长明, 张喻升, 郭凤, 余剑, 杨运泉, 许光文
    化工学报. 2018, 69(2):  682-689.  doi:10.11949/j.issn.0438-1157.20170939
    摘要 ( 111 )   PDF (5286KB) ( 245 )  
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    具有脱硝除尘一体化功能的催化滤芯在小型燃烧烟气处理中具有广泛的应用前景。采用3种典型商用陶瓷滤芯,涂覆V2O5-WO3-MoO3/TiO2脱硝催化剂,制备了具有脱硝除尘一体化功能的催化滤芯材料,考察了陶瓷滤芯的化学成分和孔径结构对NH3-SCR脱硝性能的影响。XRD、XRF、SEM、压汞等分析测试结果表明:碱金属与碱土金属元素含量低且孔径分布均匀的纤维状结构陶瓷滤芯,促进了催化剂分散,提升了脱硝活性,且降低了压降。催化滤芯在220~380℃、过滤面速度1 m·min-1、NH3/NO=1条件下脱硝率大于90%;抗水蒸气(15%,体积分数)和SO2中毒(3×10-2%,体积分数)测试表明催化滤芯在260~450℃温区内依然保持脱硝率大于90%,可满足催化滤芯实际工业应用要求。

    活化气氛对CO2加氢制取低碳烯烃Fe-K催化剂构-效关系
    张玉龙, 邵光印, 张征湃, 刘向林, 张超, 徐晶, 韩一帆
    化工学报. 2018, 69(2):  690-698.  doi:10.11949/j.issn.0438-1157.20170995
    摘要 ( 94 )   PDF (724KB) ( 196 )  
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    CO2加氢直接制取低碳烯烃是实现其资源化利用的重要途径。通过热分解法制备了5种不同K含量(1%、3%、5%、7%、9%)的Fe-K催化剂用于CO2加氢反应,结果表明Fe95-K5(95% Fe-5% K,质量分数)催化剂具有最优的活性及C2~C4烯烃选择性;随后对Fe95-K5催化剂进行了10% H2/Ar、10% CO/Ar及5% CO/5% H2/Ar 3种不同气氛活化处理以及CO2加氢反应。结果发现,10% CO/Ar活化的催化剂具有最高的C2~C4烯烃选择性(38.1%)及链增长能力(α=0.644)。此外,还通过X射线衍射、Raman、程序升温等表征技术揭示了催化剂在不同活化气氛下的结构演变历程。研究发现,10% CO/Ar与5% CO/5% H2/Ar活化的催化剂会生成γ1型碳化铁结构,而10% H2/Ar活化的催化剂则会在反应过程中生成γ2型碳化铁结构,两种碳化铁结构对CO2解离均有促进作用。

    聚苯胺衍生碳材料负载的Fe基合成气直接制低碳烯烃催化剂:载体碳化温度的影响
    石变芳, 查斌斌, 张俊, 张征湃, 徐晶, 韩一帆
    化工学报. 2018, 69(2):  699-708.  doi:10.11949/j.issn.0438-1157.20170996
    摘要 ( 73 )   PDF (1336KB) ( 160 )  
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    低碳烯烃是重要的基础化工原料,广泛应用于中间体和聚合物的生产。开发非石油路线的合成气直接制取低碳烯烃工艺具有重要的意义。在CO加氢反应中,载体对催化剂的性能影响显著。通过等体积浸渍法制备了不同碳化温度的聚苯胺(PANI)衍生碳材料负载的Fe基催化剂,考察了碳化温度对负载型Fe基催化剂CO加氢性能的影响。结果表明,随着PANI衍生碳材料碳化温度的升高,低碳烯烃选择性和烯烷比均有所升高;Fe20/NC-800催化剂表现出最好的低碳烯烃选择性(41.05%)。通过扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、Raman光谱(Raman spectrum)、X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)对载体表面研究,发现随着碳化温度提高,载体形貌变化较小,但载体石墨化程度增高,载体总含氮量减少,吡啶氮增加,季氮减少,吡咯氮小幅降低后再升高。此外,通过XPS和原位X射线衍射(in situ XRD)等对催化剂表面和体相结构的表征发现,碳化温度的提高导致载体表面高结合能N物种减少,对Fe供电子作用增强,弱化了载体-金属间相互作用,促进了活性金属Fe的还原、碳化及团聚能力,进而促进了低碳烯烃的生成。

    NiMo/HY催化剂上四氢萘加氢裂化反应网络与热力学平衡分析
    陈俊森, 彭冲, 方向晨, 周志明
    化工学报. 2018, 69(2):  709-717.  doi:10.11949/j.issn.0438-1157.20171034
    摘要 ( 121 )   PDF (811KB) ( 225 )  
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    采用固定床反应器对四氢萘在NiMo/HY工业催化剂上的加氢裂化反应过程进行了研究,考察了反应温度对产物分布的影响,提出了四氢萘加氢裂化反应网络。该网络包含加氢、异构、脱氢、开环、脱烷基等12个反应,通过热力学计算,得到了这些反应的平衡常数,并据此求得各类产物的平衡收率及其随温度、压力和氢气/四氢萘(摩尔比)的变化规律。由热力学平衡分析得到的产物收率随反应条件的变化规律与实验结果较为吻合,表明本文构建的反应网络可以较好地描述NiMo/HY催化剂上的四氢萘加氢裂化反应体系。

    微反应器中的混合对Cu-ZnO催化剂微结构形成过程的影响
    凌晨, 蒋新, 汪志勇, 秦湘飞, 卢建刚
    化工学报. 2018, 69(2):  718-724.  doi:10.11949/j.issn.0438-1157.20170976
    摘要 ( 85 )   PDF (1510KB) ( 154 )  
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    通过对微反应器中流速的调控,研究了混合过程对Cu-ZnO催化剂微结构形成过程的影响。采用Villermaux-Dushman反应体系测量了不同流速下反应器中的混合状况,采用X射线衍射(XRD)、高倍电镜线扫(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)分析了对应流速下制备得到的前体和氧化物的结构。结果显示,混合强度增加,前体中的Cu2+、Zn2+分布更为均匀,绿铜锌矿的比例减小,锌孔雀石中的Zn含量提高;进而导致其热分解形成的氧化物中Cu-Zn分布也更为均匀,CuO-ZnO界面增加,CuO晶粒粒径减小。研究表明,沉淀反应时混合条件的改变,导致后续系列中间产物中Cu-Zn分布的差异,通过这一路径,混合对反应的影响最终作用于催化剂结构。

    Brønsted酸强度对正碳离子转化方向影响的分子模拟
    付佳, 冯翔, 刘熠斌, 杨朝合
    化工学报. 2018, 69(2):  725-732.  doi:10.11949/j.issn.0438-1157.20170962
    摘要 ( 63 )   PDF (2103KB) ( 124 )  
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    采用密度泛函理论(DFT)系统地研究了Brønsted酸强度与催化反应过程中正碳离子转化活性之间的关系。通过调整B酸模型电子分布构建5种酸强度模型,其酸强度范围覆盖弱酸、强酸以及超强酸。将C4正碳离子作为模型化合物,计算其氢转移、异构化、脱氢、β断裂4种反应。计算结果表明氢转移的反应能垒与酸强度呈指数关系,其他3个反应能垒与酸强度呈线性关系。在弱酸范围内各反应对酸的敏感度由高到低排列如下:氢转移反应 > 异构化反应 > β断裂反应 > 脱氢反应,而在强酸范围内氢转移的酸敏感度最低。通过计算过渡态离子携带的电荷可知,反应活性对酸的敏感度与过渡态离子携带的Mulliken电荷有关。过渡态离子携带电荷越多,与酸性位的相互作用越强,所以提高酸强度时能更有效地降低反应能垒。该反应规律与实验结论相匹配,并且从原子层面解释了不同酸强度时实验产率变化的原因,对开发新型催化材料或者催化剂改性有重要意义。

    分离工程
    葡萄糖基多孔碳材料对CO2/CH4的分离性能
    王丽, 王兴杰, 李浩, 陈永伟, 李忠
    化工学报. 2018, 69(2):  733-740.  doi:10.11949/j.issn.0438-1157.20171368
    摘要 ( 90 )   PDF (1690KB) ( 225 )  
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    以淀粉糖(主要成分为葡萄糖)为碳前体,制备了一系列多孔碳材料(C-GLCs-800),对其进行孔隙结构分析,并应用FT-IR、SEM、TGA对其进行了表征,测定了材料在288、298和308 K下的CO2和CH4吸附等温线,根据IAST理论预测了材料对CO2/CH4二元体系的吸附选择性。实验结果显示,活化条件对材料的孔隙结构有明显影响,随着KOH/C质量比的增加,所制备的C-GLCs-800比表面积和总孔容先增加后降低。其中C-GLC-800-4的BET比表面积高达3153 m2·g-1,总孔容为2.056 cm3·g-1。C-GLC-800-2的窄微孔(Vd<1 nm,孔容0.3538 cm3·g-1)含量最高,为30.63%。C-GLC-800-2在298 K和105 Pa下对CO2吸附量高达3.96 mmol·g-1,明显高于许多传统吸附材料和MOFs材料在相同条件下对CO2的吸附容量。应用Clausiuse-Clapeyron方程计算了CO2和CH4在材料上的吸附热,应用IAST理论计算了CO2/CH4的吸附选择性,结果显示C-GLC-800-2对CO2/CH4的吸附选择性为8.35。

    真空变压吸附提纯沼气的实验
    田彩霞, 沈圆辉, 张东辉, 甘海南
    化工学报. 2018, 69(2):  741-749.  doi:10.11949/j.issn.0438-1157.20170821
    摘要 ( 95 )   PDF (2276KB) ( 202 )  
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    以煤基碳分子筛为沼气净化吸附剂,借助扫描电镜观察了碳分子筛的表面形貌,并通过物理化学吸附仪表征了碳分子筛的孔径分布。基于静态容积法测定了CO2与CH4在碳分子筛的静态吸附量,并估算了CO2与CH4在碳分子筛的动力学扩散系数。单塔穿透实验考察了吸附压力与进料流量对原料气中CO2穿透曲线的影响,选取吸附压力为0.3 MPa,进料流量为4 L·min-1进行两塔六步真空变压吸附提纯沼气的实验研究,并考察了吸附步骤时长与产品气冲洗率对CH4富集效果的影响。实验结果表明,吸附步骤时长为140 s,冲洗率为0.05时,产品气中CH4纯度可达98%,收率可达82%。

    真空变压吸附分离氮气甲烷的模拟与控制
    韩治洋, 丁兆阳, 韩旸湲, 沈圆辉, 张东辉
    化工学报. 2018, 69(2):  750-758.  doi:10.11949/j.issn.0438-1157.20171015
    摘要 ( 96 )   PDF (601KB) ( 185 )  
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    采用实验室自制的活性炭为吸附剂,进行了真空变压吸附(VPSA)分离氮气/甲烷的实验、模拟和控制研究。建立了一套双塔VPSA实验装置,并将其数学模型建立在gPROMS软件中,通过改变进料气流量做多组对比实验,通过模拟数据和实验数据的对比,验证了数学模型的准确性。通过双塔VPSA的模拟调试,可以将甲烷的纯度由30%提升到80%,同时保证83%的回收率。随后,针对实际生产中不可避免的状态干扰因素,选取了3种常见的扰动状况,以产品气纯度快速回归至80%为控制目标,根据本文所采用的VPSA系统设计了PID控制器,进行了模拟和控制的研究。研究结果表明,引入PID控制器可以使纯度受到扰动影响时较快速地回归至合格纯度,同时保证装置较为稳定的运行。

    快速变压吸附制氧动态传质系数模拟分析
    丁兆阳, 韩治洋, 石文荣, 沈圆辉, 田彩霞, 韩旸湲, 张东辉
    化工学报. 2018, 69(2):  759-768.  doi:10.11949/j.issn.0438-1157.20171269
    摘要 ( 98 )   PDF (2026KB) ( 153 )  
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    研究快速变压吸附制氧过程中的传质过程,结合实验数据对全局动态传质系数与常数传质系数进行对比模拟分析,并考察各传质阻力对传质效果的影响。结果表明:基于轴向、膜扩散和孔扩散估算的动态传质系数是有效的。膜阻力是主要阻力,其次是轴向扩散阻力,大孔扩散阻力较小,微孔扩散阻力可忽略。在快速变压吸附中,由于气速和温度变化较快,传质系数也会有较大变化,总体趋势是传质系数随着温度和气速的升高而升高。采用恒定传质系数无法准确描述吸附塔内各个时间点、空间点上的传质行为,根据各节点状态计算出的动态估算传质系数能够与吸附塔内的行为有较好的吻合度,模型具有较高的可信性。

    过程系统工程
    基于双层DAE-SOM的多指标工况识别方法
    李梦遥, 杜文莉, 钱锋
    化工学报. 2018, 69(2):  769-778.  doi:10.11949/j.issn.0438-1157.20170973
    摘要 ( 67 )   PDF (1894KB) ( 184 )  
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    由于工业过程常常受到扰动等因素影响导致工作点发生偏移,所以及时准确地掌握过程运行状况的变化显得尤为重要。目前的工况识别主要针对是否发生故障或者发生何种故障,很少有文献能够从安全、经济、故障等多方面考虑过程工况。针对这一问题,结合过程的历史数据和相关操作要求,获取不同安全状况、经济状况等的评判标准。基于这些判断准则,使用双层降噪自编码(denoising autoencoder,DAE)方法提取数据特征,并用自组织映射神经网络(self-organizing map,SOM)方法对特征提取后的数据聚类,将过程的状况可视化到二维映射图上。在该方法中,DAE方法可以降低工业过程扰动对数据的影响,而SOM方法能够更好地实现过程性能的可视化监控。通过实验可以发现,基于DAE-SOM的双层映射方法可以很好地判断系统的安全级别以及发生的故障类型、当前系统的经济效益状况等。

    气相法聚乙烯工艺冷凝态操作模式的稳定性和动态行为
    范小强, 韩国栋, 黄正梁, 孙婧元, 王靖岱, 阳永荣, 吴文清, 谢磊
    化工学报. 2018, 69(2):  779-791.  doi:10.11949/j.issn.0438-1157.20170791
    摘要 ( 92 )   PDF (854KB) ( 155 )  
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    气相法聚乙烯工艺冷凝态操作模式由于显著提高了循环气移热能力和反应器时空产率,已成为流化床乙烯聚合工艺的主流操作模式。建立了气相法聚乙烯工艺冷凝态操作模式的数学模型,包括流化床反应器模型,多级换热器模型和反应温度、压力以及循环气组成的控制模型。基于此,采用流程模拟方法,计算了系统在反应器温度采用闭环控制时的稳态解;根据系统对小扰动的动态响应特点,定性判断了反应器温度采用开环控制和闭环控制时聚合反应系统的稳定性;考察了系统对1-己烯分压和催化剂进料速率的阶跃响应特性。结果表明,反应器温度采用闭环控制时,聚合反应系统在所考察操作条件下均是稳定的,而采用开环控制时,解曲线被分叉点分割为稳定区域和不稳定区域。反应器温度对1-己烯分压阶跃变化的动态响应表明聚合反应系统存在长、短周期两类振荡,表明冷凝态操作模式下乙烯聚合反应过程是一个多控制回路耦合的复杂过程。

    能源和环境工程
    基于内燃机余热回收联产系统变工况特性分析
    田华, 井东湛, 王轩, 刘鹏, 喻志刚
    化工学报. 2018, 69(2):  792-800.  doi:10.11949/j.issn.0438-1157.20170903
    摘要 ( 104 )   PDF (910KB) ( 175 )  
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    回收天然气内燃机的排气余热是提高能源利用率的有效手段。提出一种回收排气余热的朗肯循环耦合吸收式制冷循环的联产系统,并针对内燃机多变工况特点,构建联产系统的变工况仿真模型开展变工况特性研究。结果表明,当内燃机工况从100%下降到40%时,联产系统的当量效率下降2.14%,系统总能效率增量仅下降1.64%,说明此联产系统具有很好的工况适应性。在40%工况下,制冷循环由于溴化锂溶液的结晶而不能正常运行。研究结果为联产系统的实际运行提供理论指导。

    [Bmim]Cl中CrCl3-AlCl3催化纤维素降解制取5-羟甲基糠醛
    毛明, 冷尔唯, 龚勋, 徐明厚
    化工学报. 2018, 69(2):  801-807.  doi:10.11949/j.issn.0438-1157.20170981
    摘要 ( 115 )   PDF (616KB) ( 136 )  
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    5-羟甲基糠醛是一种具有很高利用价值的化学平台化合物。以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([Bmim]Cl)为溶剂,以CrCl3和AlCl3为复合催化剂,在油浴加热条件下催化纤维素降解制取5-羟甲基糠醛,研究了催化剂种类、催化剂量、温度、纤维素浓度、气氛、纤维素聚合度、反应规模等不同因素对纤维素降解制取5-羟甲基糠醛的影响。结果表明,[Bmim]Cl用量为10 g,棉花添加量为0.5 g,x(CrCl3)=25%(mol),x(AlCl3)=2.5%(mol),反应温度为120℃,反应气氛为N2(dry)气氛,反应时间为4 h时,HMF产率最高,达到59%。此外,反应过程中水的作用机理也被给予了相应解释。

    表面与界面工程
    [BMIM]HSO4离子液体腐蚀性的实验与分子模拟
    张晋玮, 成洪业, 陈立芳, 漆志文
    化工学报. 2018, 69(2):  808-814.  doi:10.11949/j.issn.0438-1157.20170232
    摘要 ( 154 )   PDF (4590KB) ( 242 )  
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    基于失重法和分子模拟方法,研究了1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐([BMIM]HSO4)的腐蚀性和离子液体分子与金属表面的相互作用。实验结果表明[BMIM]HSO4对304不锈钢具有腐蚀性,且在水溶液中腐蚀性显著增强。基于量子化学方法计算了[BMIM]HSO4分子的HOMO和LUMO分布、Fukui指数及分子内部特征参数,计算结果表明[BMIM]HSO4在Fe金属表面吸附的位置主要集中在阴离子硫酸氢根和阳离子咪唑环上,可分别形成配位键和反馈键,在水溶液中[BMIM]HSO4分子与金属表面的相互作用变弱。分子动力学模拟揭示了在不同的环境中[BMIM]HSO4分子在Fe金属表面的吸附过程和吸附能。量子化学计算和分子动力学模拟结果一致,从理论上解释了在水溶液中[BMIM]HSO4腐蚀性增强的原因。

    直流脉冲电场下液滴-界面聚并行为
    李彬, 任瑞娟, 孙治谦, 王振波, 李晓宇, 金有海
    化工学报. 2018, 69(2):  815-822.  doi:10.11949/j.issn.0438-1157.20171068
    摘要 ( 94 )   PDF (1185KB) ( 159 )  
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    为了深入探究直流脉冲电场下液滴-界面聚并行为,针对去离子水作为分散相、葵花油作为连续相的体系,分别改变电场参数(电场强度、频率、波形)和物性参数(界面张力、电导率、液滴粒径、固体颗粒)进行显微实验研究,得到了液滴-界面聚并机制及各参数的影响规律。实验结果表明,液滴-界面存在完全聚并和不完全聚并两种机制,决定因素是泵吸和颈缩过程的相互作用。电场强度增大,不完全聚并程度增大,而电场频率的作用则相反,这与电场力大小和液滴稳定程度有关。随表面活性剂浓度增大,二次液滴急剧增大,超过临界胶束浓度后,小幅减小。随电导率和SiO2浓度增大,不完全聚并程度均先增大后减小,而随液滴粒径增大,不完全聚并程度持续增大。大部分工况下,液滴在直流稳恒电场下不完全聚并程度高于直流脉冲电场。为脉冲静电破乳机理的深入探讨及高效紧凑脉冲电脱盐脱水设备的研发奠定了理论基础。

    材料化学工程与纳米技术
    聚偏氟乙烯-b-聚乙烯基吡咯烷酮嵌段共聚物的制备和结构
    黄志辉, 刘进朝, 包永忠
    化工学报. 2018, 69(2):  823-829.  doi:10.11949/j.issn.0438-1157.20171037
    摘要 ( 97 )   PDF (10883KB) ( 231 )  
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    以C6F13I为链转移剂,通过碘转移乳液聚合制得碘封端的聚偏氟乙烯(PVDF-I),再以PVDF-I为大分子链转移剂进行N-乙烯基吡咯烷酮碘转移溶液聚合,得到聚偏氟乙烯-b-聚乙烯基吡咯烷酮(PVDF-b-PVP)两亲性嵌段共聚物;采用NMR、IR、XRD、DSC和AFM等对PVDF-b-PVP嵌段共聚物的分子和相态结构进行了表征。发现PVP能有效嵌入PVDF与末端碘之间,PVDF嵌段PVP后,PVDF分子链的有序度明显降低,产生γ晶型PVDF,同时结晶温度和结晶度降低。PVDF-b-PVP嵌段共聚物表现微相分离结构,相分离尺寸约20 nm,其亲水性也优于PVDF均聚物。

    聚电解质静电沉积改性制备高性能反渗透膜
    刘美玲, 刘军, 王琴, 谈勇, 李保安
    化工学报. 2018, 69(2):  830-839.  doi:10.11949/j.issn.0438-1157.20171021
    摘要 ( 131 )   PDF (3507KB) ( 190 )  
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    利用次氯酸钠溶液对商品反渗透膜表面进行氯化处理,然后将聚阳离子电解质壳聚糖通过静电吸附作用沉积在RO膜的表面,系统地研究了氯化过程的pH、氯化时间、次氯酸钠浓度、壳聚糖浓度及其沉积时间对膜性能的影响,以制备出高通量、高截留率的RO膜。在压力1.55 MPa、原料液温度(298±1)K的条件下,测定RO膜处理2000 μg·g-1氯化钠溶液的水通量和截留率。结果表明,当pH=9、氯化时间为30 min、次氯酸钠浓度为1000 mg·L-1时,水通量较原膜提高了约19.89%,截留率略有提高;当壳聚糖浓度为0.1%(质量分数)、沉积时间为30 min时,改性膜的接触角降低到34.88°,亲水性提高,水通量较氯化后的RO膜几乎保持不变,为60.55 L·m-2·h-1,截留率达到了99.56%。经过氯化和沉积改性后的RO膜水通量和截留率均得到了提高。

    单电子转移-蜕化链转移活性自由基细乳液聚合制备PS-b-PBA-b-PS共聚物
    徐锦超, 包永忠
    化工学报. 2018, 69(2):  840-847.  doi:10.11949/j.issn.0438-1157.20171005
    摘要 ( 68 )   PDF (1348KB) ( 146 )  
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    以碘仿为引发剂、连二亚硫酸钠/碳酸氢钠为催化体系、十二烷基硫酸钠/十六烷为乳化体系,通过单电子转移-蜕化链转移(SET-DT)活性自由基细乳液聚合合成碘端基化聚丙烯酸丁酯(I-PBA-I),进而以其为大分子引发剂引发苯乙烯聚合,制备聚苯乙烯-b-聚丙烯酸丁酯-b-聚苯乙烯(PS-b-PBA-b-PS)三嵌段共聚物,并进行共聚物结构和性能表征。发现两个阶段的SET-DT细乳液聚合均具有大的反应速率,碘仿引发剂用量少,可获得高分子量PBA和PS-b-PBA-b-PS共聚物。PS-b-PBA-b-PS共聚物具有微相分离和热塑性弹性体特征,PS质量分数为50%的嵌段共聚物的拉伸强度达9.8 MPa,断裂伸长率为660%。

    新型壳聚糖/锆复合球的制备及硼吸附性能
    王雄, 刘明言
    化工学报. 2018, 69(2):  848-857.  doi:10.11949/j.issn.0438-1157.20170634
    摘要 ( 112 )   PDF (2831KB) ( 192 )  
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    通过氧氯化锆与壳聚糖的配位反应以及Zr (OH)4在壳聚糖内的原位沉淀,制备了一种新型壳聚糖-锆复合球(CTS-Zr)并用于硼的吸附分离。采用扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶红外光谱(FTIR)对CTS-Zr进行了表征,系统考察了溶液pH、硼初始浓度、接触时间、温度及共存阴离子Cl-、NO3-和SO42-对CTS-Zr吸附性能的影响。结果表明:pH=2~7时,CTS-Zr对硼的吸附效率较高;吸附平衡行为符合Langmuir等温吸附模型;pH=7时,最大吸附量计算值为21.1 mg·g-1;吸附动力学符合准二级动力学模型;常见的共存阴离子对硼的吸附影响很小;吸附热力学研究表明,CTS-Zr对硼的吸附过程为放热的非自发过程;使用pH=12的NaOH水溶液,对吸附剂CTS-Zr进行了洗脱,洗脱效率为96.3%,且经过3次吸附-解吸循环后,CTS-Zr的吸附效率没有明显降低。

    双胍基化聚乙烯胺改性制备抗生物污染反渗透膜
    周艺璇, 王志, 董晨曦, 王耀, 王纪孝
    化工学报. 2018, 69(2):  858-865.  doi:10.11949/j.issn.0438-1157.20170978
    摘要 ( 72 )   PDF (10076KB) ( 186 )  
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    反渗透作为一种高效、低能耗的膜分离技术,在使用过程中极易受到生物污染的侵袭,造成膜性能不可逆下降。制备具有杀菌功能的反渗透膜可以有效缓解膜生物污染问题。采用二次界面聚合法,将合成的双胍基化聚乙烯胺(PVAmG)阳离子聚合物引入到初生反渗透膜表面,制备出具有杀菌功能的PVAmG改性反渗透膜。结果表明,改性后膜表面的微观形貌和润湿性变化不大,在中性条件下膜表面荷正电。PVAmG改性膜在不降低膜选择透过性能的同时,有效提高了抗生物污染性能。PVAmG改性膜与枯草杆菌和大肠杆菌连续接触4次后,膜面细菌死亡率每次均接近99.9%,表明PVAmG改性膜具有持久的广谱杀菌性。

    活性炭填充PEG/PVDF杂化膜的脱硫性能
    张杏梅, 胡文玲, 孙鹤翔, 韩小龙, 王玉琪
    化工学报. 2018, 69(2):  866-872.  doi:10.11949/j.issn.0438-1157.20171101
    摘要 ( 92 )   PDF (1992KB) ( 134 )  
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    制备了不同活性炭(AC)填充量的AC-PEG/PVDF杂化膜,并对其形貌与结构进行了相应的表征。以噻吩/正庚烷混合物作为模拟汽油体系,研究了所制备AC-PEG杂化膜的渗透汽化脱硫性能。研究表明,填充活性炭后,膜的脱硫性能明显提高。当活性炭填充量为5%,温度为85℃时,与未填充的PEG膜相比,AC-PEG/PVDF杂化膜的渗透通量由0.43 kg·(m2·h)-1提高至1.14 kg·(m2·h)-1,富硫因子由7.29提高至9.47。

    其他
    基于典型期刊文献计量分析的国内外化工领域研究特点及趋势——对《化工学报》、AIChE Journal、Chemical Engineering ScienceIndustrial&Engineering Chemistry Research发文分析
    吴曼, 宋爱芳, 张岩, 郭庆杰
    化工学报. 2018, 69(2):  873-884.  doi:10.11949/j.issn.0438-1157.20171149
    摘要 ( 277 )   PDF (544KB) ( 378 )  
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    基于文献计量方法,利用Scifinder Web数据库,从年发文量、研究机构、索引词、被引文献和施引文献等不同角度对《化工学报》、AIChE Journal、Chemical Engineering ScienceCES)和Industrial&Engineering Chemistry ResearchIECR)4个国内外主流化工期刊近20年(1996—2015年)发表的49565篇文献,进行了较为全面的探讨,以期为我国化工学科“双一流”建设及同类期刊的发展提供借鉴和参考。中国机构在国际期刊上日益增多的发文量和上升的发文机构排名,显示了近年来国内化工科研强劲的发展势头和国际影响力。同时,国内各机构化工学科的学术研究日益活跃,高水平学术论文成果的产出仅仅集中于少数顶尖科研机构的现象有所变化。《化工学报》与三大主流期刊AIChE Journal、CESIECR的发文重点及热点基本一致。近10年(2006—2015年),中国机构在“聚合物形态”、“离子液体”、“纳米颗粒”等方面对三大国际期刊发文有较大的贡献。