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本期目录
2013年 第32卷 第11期 刊出日期:2013-11-05
    特约评述
    酶法和微藻固定二氧化碳的研究进展
    尹 静,卢文玉,财音青格乐
    化工进展. 2013, 32(11):  2535-2542. 
    摘要 ( 1605 )  
    相关文章 | 多维度评价
    CO2是导致温室效应的主要气体,固定和转化CO2的研究近年来取得了迅猛发展。目前,CO2转化的主要方法为化学法和生物法,化学法转化CO2存在转化效率低、能耗高、对设备耐温耐压性能要求高等缺点,生物法主要是指酶法及微藻固定CO2,其由于反应条件温和且绿色无污染的优点而备受关注。本文综述了国内外在多酶体系和微藻固定CO2方面的研究现状,重点对多酶体系的选择和优化、微藻筛选与基因工程育种、光反应器设计及高附加值产品的合成等方面的研究情况进行了论述,并指出构建新的多酶体系将CO2固定与有用物质生产相偶联是生物酶法的主要发展方向,此外,基因工程微藻的构建及新型光反应器的研发是提高微藻法固碳效率的主要方式。
    化工过程与装备
    CO2置换CH4水合物的相平衡研究进展
    周琳淞1,郭 平1,杜建芬1,霍建立2
    化工进展. 2013, 32(11):  2543-2548. 
    摘要 ( 1232 )  
    相关文章 | 多维度评价
    总结了近年来国内外CO2置换CH4水合物的相平衡研究成果,包括置换机理、相平衡实验、混合水合物相平衡的影响因素及相平衡研究的应用。研究表明,电解质溶液、微波等体现了电场对水合物形成的作用力;表面活性剂、多孔介质需要考虑界面张力、吸附等作用对相平衡条件的影响;气体组分对水合物形成的影响与各自的水合物相平衡条件、组分之间的相互作用有一定关系。目前的相平衡实验研究多采用观察法,有一定的误差,并且无法研究多孔介质内的水合物形成情况,因此需要结合一些微观成像技术、色谱分析技术满足实验要求;液态或乳化液形式的CO2由于其运输、注入、分离、置换效果的优势受到了重视,但是相关的相平衡研究尚处于起步阶段;CO2置换的工程实际条件不同于实验室,注热或降压措施的影响范围较大,所以考虑多孔介质沉积层的多个物理场变化的相平衡研究将是今后研究的重要课题。
    双偏振干涉测量研究聚合物界面行为的应用进展
    梁 莹,段 明,王 虎,方申文
    化工进展. 2013, 32(11):  2549-2554. 
    摘要 ( 1550 )  
    相关文章 | 多维度评价
    双偏振干涉测量(dual polarization interferometry,简称DPI)技术具有无需标记、实时、精确测量的优点。因此它能对两相或者多相分子相互作用界面层的密度、厚度和质量进行实时地、动态地定量测量,从而了解分子结构与界面相互作用行为之间的关系。本文简单介绍了DPI的测量原理和特点,着重评述了DPI技术在研究聚合物固液界面行为方面的最新应用进展。通过借鉴国外学者的研究方法和模型,研究聚合物在油水界面的吸附过程,建立吸附过程热力学和动力学模型,从分子层面揭示聚合物在油水界面的吸附机理,为含聚污水处理提供新思路和理论依据。随着DPI研究应用的不断展开和深入,还可以应用于胶体表面化学、材料表面化学和纳米化学。
    环己烯水合过程汽-液两相流动的CFD研究
    刘 晨,肖晶晶,王红星,邱 挺
    化工进展. 2013, 32(11):  2555-2561. 
    摘要 ( 1764 )  
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    环己烯直接水合是制备环己醇的一种新工艺,本文利用体积率函数法(VOF法)建立了环己烯水合流动过程的数学模型,考虑了汽-液相间摩擦力动量源项、表面张力动量源项和多孔介质动量源项,定量描述了汽-液两相逆流流动过程。根据计算流体力学(CFD)模型模拟了黏度、表面张力和流动阻力对流动的影响,结果表明黏度和表面张力影响液膜厚度和液面波动程度,进而影响传质;流动阻力过大会导致液膜断裂,不利于传质。
    螺旋叶片转子强化管抗污垢性能的数值模拟
    张 震1,关昌峰1,何长江1,何立臣1,丁玉梅1,阎 华1,杨卫民1,2
    化工进展. 2013, 32(11):  2562-2568. 
    摘要 ( 1268 )  
    相关文章 | 多维度评价
    采用流场分析软件FLUENT模拟研究了光管及内置螺旋叶片转子强化管的抗污垢性能,得到了换热管轴向以及径向颗粒污垢体积分数分布,并研究了颗粒直径对强化管抗污垢性能的影响。研究结果表明,与相同条件下的光管相比,强化管管内沉积的污垢明显减少,并且由于颗粒自身重力影响,换热管底部沉积的污垢体积分数高于换热管顶部;此外,随着颗粒污垢直径的增大,轴向方向上强化管底部的颗粒污垢体积分数有所增加,强化管顶部的颗粒污垢体积分数有所减小;径向方向上颗粒直径对强化管近壁区域的颗粒污垢体积分数的影响最为明显。
    三种湍流模型下搅拌釜内气含率特性的模拟
    丁程兵,陈迁乔,钟 秦
    化工进展. 2013, 32(11):  2569-2573. 
    摘要 ( 1429 )  
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    采用计算流体力学(CFD)方法,应用Euler-Euler双流体模型,桨叶采用多重参考系法(MFR),与考虑气泡聚并与破碎对气泡尺寸影响的群体平衡模型(PBM)相结合,比较了标准k-ε、Realizable k-ε和RNG k-ε3种湍流模型对双层涡轮搅拌釜内气-液两相液相流场、局部气含率及气泡尺寸分布的影响。结果表明:3种湍流模型预测的液相流场流型相似,总体气含率预测值相差不大,均与实验值吻合较好。对于局部气含率,标准k-ε和RNG k-ε模型在桨叶区的预测值偏大,在接近自由液面处三者预测值均偏低,Realizable k-ε模型预测结果与实验值符合最好;对于气泡尺寸,3种湍流模型预测结果均与实验值较吻合,在靠近自由液面处预测值均偏小,气泡尺寸分布与湍流长度分布相吻合。
    随动式动态混合器的混合性能
    王 峰,阎 华,张 震,关昌峰,杨卫民
    化工进展. 2013, 32(11):  2574-2578. 
    摘要 ( 1108 )  
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    介绍了随动式动态混合器的结构原理,采用截面直接拍摄法在光管和随动式动态混合器中进行了甘油-水两相混合实验,获得甘油的轴向分布图。此外,采用FLUENT中的Mixture多相流模型、RNG k-ε 湍流模型进行了混合性能数值模拟研究,获得了甘油的浓度场云图及混合不均匀系数。数值模拟与实验所得甘油在光管中的流动状态具有很好地一致性,证明了模拟方法的可靠性。研究结果表明,随动式动态混合器对分散相具有“分割-分隔、扰流、摩擦-混合”的作用,模拟所得甘油沿流动方向不均匀系数的变化,表明了随动式动态混合器具有较好的混合性能。
    带有Kenics静态混合器的水平液固两相流化床换热管的压降研究
    刘 燕1,李洪彬1,2,王晋刚1,张少峰1
    化工进展. 2013, 32(11):  2579-2582. 
    摘要 ( 1193 )  
    相关文章 | 多维度评价
    以饱和硫酸钙为介质,在安装Kenics静态混合器的水平液固两相流化床换热管上进行实验研究,考察介质流速、Kenics静态混合器扭率、颗粒体积分数及颗粒尺寸对压降的影响,并与冷态实验条件下的压降变化规律进行比较。结果表明:同等操作条件,安装Kenics静态混合器后压降比安装前提高20%~140%;压降随雷诺数的增大而增大,随Kenics静态混合器扭率的增大而减小;颗粒体积分数对压降也有影响。根据实验数据,得出了稳定操作条件下压降与上述影响因素之间的经验关联式,为带有Kenics静态混合器的水平液固两相流化床换热器的设计提供计算依据。
    变压精馏分离甲醇-丙酮的工艺模拟及优化
    孔 鹏,高瑞昶
    化工进展. 2013, 32(11):  2583-2587. 
    摘要 ( 1614 )  
    相关文章 | 多维度评价
    采用Aspen Plus软件,以塔釜能耗为目标,以甲醇、丙酮纯度为约束函数,对双效变压精馏分离甲醇-丙酮工艺过程进行模拟。分析了操作压力、理论板数、回流比、进料位置和进料温度等参数对精馏过程的影响。确定了最优工艺参数:减压塔操作压力40 kPa,理论板数37,回流比2.4,进料塔板数26,进料温度25 ℃;常压塔理论板数30,回流比4.2,进料塔板数23。减压塔所得甲醇质量分数为99.0%,常压塔所得丙酮质量分数为99.7%。对比变压精馏和萃取精馏过程,变压精馏更容易得到高纯度丙酮产品,节能约13.4%。模拟结果对工业设计和设备改造具有一定指导意义。
    能源加工与技术
    油脂催化裂解制备可再生烃类燃料研究进展
    刘玉环1,2,刘英语 1,2, 王允圃1,2,阮榕生1,2,温平威2,万益琴1,2,程方园1,2
    化工进展. 2013, 32(11):  2588-2592. 
    摘要 ( 1562 )  
    相关文章 | 多维度评价
    非食用油脂作为一种生产可再生烃类燃料的原料,受到了全世界的关注。相对于常规的裂解非食用油脂生产烃类燃料的方法中存在的脱羧选择性较差、产物中饱和烃类少、含氧有机物多等问题,微波辅助裂解具有选择性、脱羧过程中微波具有促进作用、烃类得率高等优点。本文简述了目前常用的油脂催化裂解的方法,着重介绍了不同催化剂的催化裂解、微波辅助裂解制备液体燃料。通过比较,得出了微波催化裂解在燃料性能及处理成本上的优势,为制备低成本、高效能的可再生烃类燃料提供了新方法,具有广阔的应用前景。
    聚甲氧基甲缩醛的最新研究进展
    刘康军,张朝峰,李瑞丰
    化工进展. 2013, 32(11):  2593-2598. 
    摘要 ( 2467 )  
    相关文章 | 多维度评价
    聚甲氧基甲缩醛是世界公认的环保型燃油组分,极具应用前景。本文综述了近年来国内外石油化工公司及科研机构关于聚甲氧基甲缩醛研究开发的最新进展,重点介绍了合成聚甲氧基甲缩醛的方法、反应热力学、反应动力学、催化剂类型以及工艺路线的研究现状,分析总结了各种方法的特点和优点,同时介绍了聚甲氧基甲缩醛的部分理化性质和分析检测方法,最后对聚甲氧基甲缩醛的应用前景作了展望,指出由甲醇基合成新型柴油添加剂聚甲氧基甲缩醛对发挥甲醇行业产能、延伸下游产品链具有重要意义。
    燃料乙醇温室气体排放与能量投入/产出的探讨
    岳国君,王满意,林 鑫
    化工进展. 2013, 32(11):  2599-2603. 
    摘要 ( 1506 )  
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    介绍了基于全生命周期评价和生物燃料系统分析模型的燃料乙醇温室气体排放及能量投入/产出研究结果,总结相关研究工作进展。从降低温室气体排放和能量投入/产出比的角度,对燃料乙醇原料的选择、生产工艺优化的指导原则、能源产品多元化以及工厂布局与物流等问题提出相应建议。
    混合制冷剂液化天然气过程的有效能分析
    王春燕,邵方元,朱 新,张彩珠,魏顺安
    化工进展. 2013, 32(11):  2604-2608. 
    摘要 ( 1313 )  
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    采用Aspen Plus化工模拟软件对混合制冷剂液化天然气过程进行全流程的模拟计算,并对各个单元设备进行有效能分析。结果表明:压缩机的有效能损失占整个流程有效能损失的63.8%,换热过程占19%,是流程中的节能重点。在流程模拟的基础上,以高压制冷剂的压力和温度、低压制冷剂的压力和温度及混合制冷剂中甲烷与正戊烷的摩尔含量为可变因素,分析了这些因素对各设备有效能损失的影响,找出相应的影响规律,并提出了相应的降低体系有效能损失的措施与建议,对整个工艺过程的节能降耗具有一定的指导作用。结果表明:提高高压制冷剂的压力、低压制冷剂的压力与温度和混合制冷剂中正戊烷的含量,以及降低高压制冷剂的温度与混合制冷剂中甲烷含量的含量,有助于降低整个流程的有效能损失。
    工业催化
    金属氧化物催化苯酚-甲醇气相C-烷基化的研究进展
    刘俊逸1,黄 华1,2,衷 晟2,彭伟才2,佘喜春2,尹笃林1
    化工进展. 2013, 32(11):  2609-2613. 
    摘要 ( 1477 )  
    相关文章 | 多维度评价
    综述了金属氧化物催化体系下的苯酚-甲醇气相C-烷基化反应研究进展,比较了苯酚-甲醇气相邻位C-烷基化合成邻甲酚和2,6-二甲酚的工艺方法和催化体系,重点探讨了金属氧化物催化体系下苯酚-甲醇连续固定床气相烷基化法的研究现状。同时,对单一组分和多组分金属氧化物的不同C-烷基化反应活性进行了比较,在此基础上探讨了催化剂酸碱性质与反应性能的关系、催化剂失活原因、苯酚和甲醇气相邻位C-烷基化的反应机理等问题,并对今后更高效环保的金属氧化物催化剂的研究方向提出了展望,提出了纳米尺度催化剂和生物质催化剂等研究热点。
    非光气法催化合成碳酸二苯酯研究进展
    刘 勇1,刘 坚2
    化工进展. 2013, 32(11):  2614-2620. 
    摘要 ( 1193 )  
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    综述了近年来酯交换法、苯酚氧化羰化法、草酸二甲酯和苯酚交换、脱羰法和尿素酚解法4种非光气法催化合成碳酸二苯酯(DPC)的研究进展,包括每种合成法所使用的催化剂、反应条件、反应物的转化率和产物的收率,指出了每种合成法的优缺点,并从原料来源的难易、催化剂制备的成本、产物的收率、生产工艺的复杂性、能耗等方面进行分析比较,指出选用酯交换法和尿素酚解法生产碳酸二苯酯较为有利,这两种合成法可能是未来研究的重点。
    磷化镍的制备、表征及其催化性能研究进展
    李景锋,李学辉,柴永明,刘晨光
    化工进展. 2013, 32(11):  2621-2630. 
    摘要 ( 1700 )  
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    原油的劣质化和环保法规的日益严格使馏分油的加氢精制技术面临严峻挑战,近年来,磷化镍(Ni2P)由于具有优异的加氢脱硫和加氢脱氮性能已成为新型催化加氢材料研究的焦点。本文综述了Ni2P的制备、表征和催化性能方面的研究进展。磷化氢还原法、次磷酸盐还原法和氢气等离子体还原法可在较低温度下制备高活性Ni2P催化剂。扫描透射电镜表明Ni2P(0001)表面有Ni3P和Ni3P2两种可能的终端结构。Ni3P终端的Ni是四方锥型结构,有解离H吸附;而Ni3P2终端的Ni是四面体型结构,无解离H吸附,这表明四方锥型的Ni活性点具有高反应活性。从目前的研究看,Ni2P是具有潜在应用前景的一种新型加氢精制催化材料。
    氧化羰基化合成碳酸二甲酯催化剂的研究进展
    王 坤1,李 忠2,李安民1
    化工进展. 2013, 32(11):  2631-2637. 
    摘要 ( 1520 )  
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    甲醇氧化羰基化是合成碳酸二甲酯的重要方法,也是重要的煤炭清洁利用途径之一,近年来获得较大发展。本文详细阐述了该工艺过程中有关催化剂的国内外研究现状及发展趋势,并根据载体的结构特征,按照分子筛载体、活性炭载体和其它载体,将铜基催化剂分为三类,综合论述了合成催化剂的制备技术,表面微观结构和特征、催化性能以及催化机理等方面的最新研究进展。通过深入分析和比较,认为分子筛和活性炭为载体制备的负载无氯铜基催化剂,不仅具有较好的催化活性和稳定性,而且避免了以前CuCl/CuCl2为活性组分催化剂中Cl离子对催化剂活性和稳定性的影响,以及对设备造成的腐蚀,具有较好的发展前景。
    合成己二酸工艺研究进展
    杨彦松,蹇 建,游奎一,罗和安
    化工进展. 2013, 32(11):  2638-2643. 
    摘要 ( 1515 )  
    相关文章 | 多维度评价
    己二酸是一种极其重要的石油化工原料和有机合成中间体,近年来全球的消费量呈现出稳定的增长趋势。由于传统生产工艺存在环境污染等问题,其绿色合成方法备受研究者的关注。本文主要综述了近年来国内外采取不同的原料及催化体系清洁合成己二酸的最新研究进展,重点介绍了以环己烷、环己醇、环己烯及丁二烯等为原料,以分子氧、过氧化氢或臭氧为氧源,采用不同的催化体系合成己二酸的工艺路线,并分析了各种方法的优缺点。研究结果表明,在这些方法中,采用环己烷为原料,一步绿色催化合成己二酸的工艺路线具有很好的应用前景,是未来工业化的最佳方法和思路。
    CO2对CuO/ZnO/Al2O3催化剂前体老化及催化性能的影响
    陈 雄,郑华艳,杨 浩,李 忠
    化工进展. 2013, 32(11):  2644-2649. 
    摘要 ( 1468 )  
    相关文章 | 多维度评价
    采用并流共沉淀法制备CuO/ZnO/Al2O3甲醇合成催化剂前体,在通入CO2条件下老化,采用XRD、FT-IR、DTG、H2-TPR、XPS等表征手段对制备的前体及焙烧后的催化剂进行表征,研究不同CO2通入量对前体晶相转变、微观结构及其焙烧后催化性能的影响。研究结果表明,老化阶段通入CO2后,沉淀母液的pH值趋于7,产生CO32?离子,进而影响Zn2+的沉淀,促进Cu2+进入Zn5(CO3)2(OH)6晶格中取代Zn2+形成绿铜锌矿(Zn,Cu)5(CO3)2(OH)6物相,有助于增强焙烧后催化剂的Cu-Zn之间协同作用,增加活性组分Cu分散度。CO2通入量为40 mL/min时,制备的催化剂在浆态床合成甲醇过程中表现出良好的催化活性和稳定性,甲醇时空收率(STY)达到301.78 g/(kg?h),失活率仅为0.15%/d,与未通入CO2辅助老化制备的催化剂相比,时空收率提高了9.72%,平均失活率降低了33.33%。
    负载型PVP-Pt催化剂催化2-氧-4-苯基丁酸乙酯的不对称加氢
    张学勤,何年志,肖美添,叶 静
    化工进展. 2013, 32(11):  2650-2654. 
    摘要 ( 1040 )  
    相关文章 | 多维度评价
    分别采用乙醇、甲醛、甲酸钠、硼氢化钠为还原剂,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为稳定剂,制备了负载型PVP-Pt/γ-Al2O3催化剂,考察了催化剂对2-氧-4-苯基丁酸乙酯不对称加氢合成(R)-2-羟基-4-苯基丁酸乙酯的性能,其中硼氢化钠作为还原剂时性能最佳。研究了制备条件如还原温度、还原浓度、还原介质、PVP/Pt物质的量比以及反应溶剂、时间等因素对催化结果的影响。实验结果表明,在PVP/Pt=5∶1、还原温度0 ℃、NaBH4浓度为0.5 mol/L、乙醇作为还原介质制备的催化剂,对2-氧-4-苯基丁酸乙酯(EOPB)不对称加氢的转化率可达100%,对映选择性为76.8% e.e.。
    CeO2的添加对MnOx/ACFN催化剂脱除NOx性能影响
    厉 励1,黄华存2,韦藤幼1,孙建华1,童张法1
    化工进展. 2013, 32(11):  2655-2660. 
    摘要 ( 1315 )  
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    以经过硝酸改性后的活性炭纤维(ACFN)为载体,采用等体积浸渍法制备了MnOx/ACFN催化剂。测试了其在以氨气为还原剂的低温选择性催化还原(SCR)过程中的催化活性,并考察了活性组分MnOx的负载量、金属氧化物CeO2的复合负载方法及负载量对催化剂脱硝活性的影响。同时运用XRD和SEM对催化剂理化特性进行表征。结果表明,采用共沉淀法添加CeO2、总负载量为15%、且铈与锰的物质的量比为3∶2、反应温度为200 ℃时,催化剂的活性最高,对NOx的去除率达到92.2%。
    材料科学与技术
    水滑石纳米材料特性及其在电化学生物传感器方面的应用
    刘儒平1,孔祥贵2,岳 钊1,牛文成1,刘国华1
    化工进展. 2013, 32(11):  2661-2667. 
    摘要 ( 1530 )  
    相关文章 | 多维度评价
    阐述了水滑石纳米材料结构和性能之间的关系及近年来水滑石纳米材料在电化学生物传感器方面应用的最新进展。重点介绍了水滑石纳米材料在吸附生物酶制备电化学传感器、水滑石纳米片固定生物酶制备电化学传感器、水滑石纳米片固定其它活性组分制备电化学传感器、水滑石自构筑电化学传感器等方面的应用。着重对水滑石纳米材料制备电化学传感器的机理和制备方法进行了系统概述。提出了水滑石纳米材料构筑电化学生物传感器应用研究的发展趋势:对水滑石纳米材料进行多层、多组分、微型化和阵列化等多样化设计,指出高选择性和高灵敏度检测是未来新型电化学生物传感器应用研究的主要发展方向。
    石墨烯材料在重金属废水吸附净化中的应用
    吴春来1,2,樊 静1
    化工进展. 2013, 32(11):  2668-2674. 
    摘要 ( 3088 )  
    相关文章 | 多维度评价
    石墨烯材料具有较大的比表面积、良好的化学稳定性,近年来在环境污染物深度吸附处理方面的应用逐渐引起了人们的关注。本文综述了石墨烯材料在重金属离子的吸附处理方面的研究进展,包括普通石墨烯、氧化石墨烯、功能化石墨烯以及石墨烯复合物等材料;讨论了石墨烯表面功能化修饰对重金属离子吸附性能的影响;分析了各种材料的优点与缺点;提出了需进一步研究的问题,如石墨烯表面功能化修饰的结构-性能关系、石墨烯材料的循环使用以及石墨烯材料对痕量重金属离子的富集灵敏度等问题,指出合成选择性好、富集灵敏度高且可多次循环使用的石墨烯材料,在重金属废水的深度处理中将得到进一步应用。
    六氟磷酸锂的纯化
    付 豪,陈俊彩,李宣丽,彭 琴,王辛龙,杨 林,张志业
    化工进展. 2013, 32(11):  2675-2678. 
    摘要 ( 1819 )  
    相关文章 | 多维度评价
    以PCl5和LiF为原料制备的LiPF6中Cl?含量较高,为了降低产品中Cl?含量以及提高产品纯度,本文采用乙醚和苯对其进行了纯化研究。在乙醚、乙二醇二甲醚、乙腈、丙酮几种溶剂中,确定了用乙醚来纯化LiPF6后,首先考察了LiPF6、LiCl、PCl5在乙醚中的溶解度,结果表明:乙醚能有效地分离LiCl和LiF,但是不能很好地分离PCl5,使得纯化后的Cl?较高。继续研究PCl5在苯、甲苯、二甲苯、氯苯、环己烷中的溶解度,结果表明:氯离子在苯和甲苯中有较好的溶解性能。继而,用苯和甲苯分别进行纯化研究,结果表明:用苯纯化后的LiPF6产品中的Cl?含量在2 mg/L以下,苯的残留量为0.0004%。认为乙醚和苯是纯化LiPF6产品的最佳溶剂选择。
    生物化工
    乙醇补料发酵技术研究进展
    郭加明,杨功勋,胡纯铿,詹美蓉,张新华
    化工进展. 2013, 32(11):  2679-2684. 
    摘要 ( 1526 )  
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    作为一种可再生的清洁能源,燃料乙醇的开发利用备受关注,对其发酵工艺的研究也日益深入。近年来,补料发酵工艺逐渐应用于燃料乙醇的生产研究中,并以其降低基质抑制和减轻纤维素稀酸水解液中有毒成分的影响等优点而显示了良好的发展潜力,但由于发酵过程的复杂性和对补料控制策略的研究尚不深入等存在的问题,使该技术在燃料乙醇规模化生产中的应用受到制约。本文介绍了国内外乙醇补料发酵研究的主要进展,着重概述补料发酵技术在乙醇两大重要发酵工艺——纤维素乙醇工艺和超高浓度乙醇发酵工艺中的应用以及补料调控策略等,并提出该领域进一步研究应留意的方向,如应加强乙醇补料发酵动力学和控制理论、新型传感器与在线监测技术等方面的研究。
    阿魏酸酯酶的制备及在肉鸡饲料中的应用
    杨道秀1,许文江2,王林林1,蔡婀娜 1,李夏兰1
    化工进展. 2013, 32(11):  2685-2690. 
    摘要 ( 1436 )  
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    为了降低饲料中非淀粉多糖质量抗营养因子,提高肉鸡对饲料养分的利用,本文研究了固态发酵阿魏酸酯酶的工艺及其对饲料养分利用率的影响。结果表明:在麦麸与麦糟质量比为2∶8、蛋白胨与酵母粉质量比为2∶4、含水量为40%、接种量为10%、培养时间为6天、培养温度为33 ℃条件下,阿魏酸酯酶的酶活达到了29.49 U/g,较未优化前提高了5.11倍。将浓缩后的酶液与溢多酶AF831添加入肉鸡饲料中,发现添加溢多酶及阿魏酸酯酶可以提高干物质、粗蛋白、粗灰分、酸性洗涤纤维等利用率,但作用不明显,对中性洗涤纤维改善效果极显著(P<0.01)。
    动力学拆分制备(R)-3,5-双三氟甲基苯乙醇
    王 亮,徐 刚,杨立荣
    化工进展. 2013, 32(11):  2691-2694. 
    摘要 ( 1192 )  
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    通过动力学拆分方法,由3,5-双三氟甲基苯乙酮出发,经过NaBH4还原,制备得到高纯度消旋化的(R,S)-3,5-双三氟甲基苯乙醇。经过筛选得到2种高效高选择性动力学拆分(R,S)-3,5-双三氟甲基苯乙醇的脂肪酶:Novozym 435和Rhizopus arrhizus。以Rhizopus arrhizus作为实验脂肪酶,考察了影响其动力学拆分的因素,包括溶剂、反应温度和底物浓度,获得最佳的反应条件为:正己烷作为溶剂,40 ℃下反应,底物浓度为100 mmol/L。在最佳的条件下,以乙酸乙烯酯作为酰基供体进行动力学拆分反应,经过后期的分离纯化,成功制备得到了e.e.值接近100%的(R)-3,5-双三氟甲基苯乙醇。
    基于化学修饰法探讨脂肪酶对手性伯醇的识别机理
    周勤丽,孟 枭,徐 刚,杨立荣
    化工进展. 2013, 32(11):  2695-2700. 
    摘要 ( 1332 )  
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    洋葱假单胞菌脂肪酶(PcL)催化多种手性伯醇酯的不对称水解反应显示其对结构中含有额外的非酯键氧原子的手性伯醇酯的对映体选择性较高,而对不含额外氧原子的选择性差。分别用多种氨基酸残基特异性的修饰剂修饰 PcL,结果发现经 N-乙酰咪唑(NAI)修饰酪氨酸残基(Tyr)后 PcL 对含额外非酯键氧原子的手性伯醇酯对映体选择性显著降低,而对不含额外氧的伯醇酯选择性几乎不受影响。蛋白质谱证实产生主要影响的是位于 PcL 活性口袋内的 Tyr29 残基,手性伯醇酯能否与 Tyr29 形成额外氢键决定了 PcL对其选择性。分子动力学模拟表明,Tyr29被修饰的 PcL 不能与底物形成氢键,因此选择性明显下降。这一发现成功揭示了脂肪酶对手性伯醇对映体选择性的分子识别机理。
    纤维素水解液中木糖发酵制丁醇
    刘 钺,张宏武,陈 波,康新凯,杜风光
    化工进展. 2013, 32(11):  2701-2706. 
    摘要 ( 1539 )  
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    对实验室菌种进行筛选后,得到一株能利用纤维素水解液木糖发酵生产丁醇的菌株。研究发现,该菌株不仅能利用水解液中的葡萄糖,还可以利用水解液中的木糖。对菌种生长特性探索,批式发酵中碳源、氮源以及CaCO3等条件优化后,得到最佳种子培养时间为20~24 h,并确定了木糖浓度为20 g/L的纤维素水解液用于15 L发酵罐实验,在37 ℃静置培养84 h,丁醇产量10.95 g/L,总溶剂16.78 g/L(丙酮、乙醇、丁醇三者之和),木糖利用率达到70%以上,总溶剂转化率为39.4%。解决了纤维素水解液中木糖不能被利用而造成的经济损失问题。
    精细化工
    酯基Gemini季铵盐阳离子表面活性剂的研究进展
    陈瑞兰,郑 成,林 璟,毛桃嫣,黄武欢,徐运欢,陈悦凯
    化工进展. 2013, 32(11):  2707-2712. 
    摘要 ( 1333 )  
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    含酯基季铵盐表面活性剂具有良好的表面活性及生物降解性能而广受国内外学者关注。本文回顾了近几年来国内外对可降解的含酯基双子季铵盐(对称型、非对称型及含杂环型)的研究概况,并简要介绍产物作为消毒杀菌剂、金属腐蚀抑制剂、乳化剂、泡沫剂、基因载体等在工业上的应用。最后,指出通过分子设计开发性价比优异的新型表面活性剂、优化合成工艺、提高与传统表面活性剂的配伍性能等是当前的研究热点。
    木质素磺酸钠型缓蚀阻垢剂M-04的制备与评价
    袁玮良,王 平,王心春,刘春晓,李海燕,伍佳佳
    化工进展. 2013, 32(11):  2713-2718. 
    摘要 ( 1213 )  
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    在水溶液中,以木质素磺酸钠(SL)和二乙烯三胺五亚甲基膦酸(DTPMPA)为原料,与葡萄糖酸锌(C12H22O14Zn)和已溶于乙醇的甲基苯骈三氮唑(TTA)复配,制备了木质素磺酸钠型缓蚀阻垢剂M-04。选取药剂质量分数、主原料配比、乙醇/TTA乙醇溶液、反应时间、反应温度为因素,通过正交实验,确立了最佳复配条件。结果表明,ρ(M-04)=50 mg/L时,阻CaCO3垢率达到了84.83%,分散氧化铁透光率为63.4%,阻垢分散性能良好。ρ(M-04)=70 mg/L时,缓蚀率为65.7%;预膜后仅需10 mg/L,可达到同等缓蚀水平。
    4,4'-二羟基二苯砜合成新工艺的研究
    张天永1,5,朱佳佑1,李 彬1,2,4,姜 爽1,陈 松1,5,王树华3,5
    化工进展. 2013, 32(11):  2719-2722. 
    摘要 ( 1002 )  
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    对苯酚磺化、脱水法合成4,4'-二羟基二苯砜(BPS)工艺进行改进。研究了使用新的催化剂(2,6-萘二磺酸)和溶剂(均三甲苯-均四甲苯混合溶剂),提高经苯酚和浓硫酸合成BPS的收率和纯度。详细研究了合成过程中所用溶剂类型及混合溶剂比例、催化剂种类及用量对BPS收率、纯度及异构体2,4'-二羟基二苯砜变化规律的影响。较好的工艺条件为:100 g均三甲苯-均四甲苯混合溶剂(二者质量比3∶1),5 g 2,6-萘二磺酸催化剂,98.5 g苯酚,在110 ℃将51.2 g硫酸滴加完成后,将反应液快速升温至回流温度172 ℃并保持5 h。BPS产品收率可达99.3%,纯度为96.49%。该方法收率高,催化剂便宜,易于工业化。
    铁粉催化合成1,1,1,3,3-五氯丙烷
    许晓涛,龙 辉,张未星
    化工进展. 2013, 32(11):  2723-2726. 
    摘要 ( 1396 )  
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    以氯乙烯与四氯化碳为原料,在铁粉催化剂与磷酸三丁酯助催化剂作用下,通过自由基加成反应合成1,1,1,3,3-五氯丙烷。考察了催化剂、助催化剂、氯化铁、反应温度、反应时间、原料摩尔比对反应的影响,以及氯化亚铁的生成来源。研究获得反应的最佳工艺条件为:原料摩尔比n(四氯化碳)∶n(氯乙烯)=1∶(0.1~0.4),反应温度110~115 ℃,反应时间4~5 h,采用铁粉作催化剂,用量为总物料质量的0.6%~0.9%,助催化剂磷酸三丁酯与铁粉的摩尔量比为1∶1。1,1,1,3,3-五氯丙烷的收率为85.2%,产品纯度为99.8%。
    资源与环境工程
    水体环境中纳米银的来源、迁移转化及毒性效应的研究进展
    唐诗璟,郑 雄,陈银广
    化工进展. 2013, 32(11):  2727-2733. 
    摘要 ( 1440 )  
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    纳米银已成为日用产品中广泛使用的原材料,不可避免地将通过各种途径进入水体环境中,主要是在纳米银合成加工环节以及使用含纳米银的产品中,其将对环境构成潜在威胁。目前已在自然水体与污水处理厂中检测出纳米银,其进入水体环境后将发生迁移转化,导致其价态与种类的变化。本文将从物理作用、化学作用以及与生物大分子作用3个方面进行分析,并总结了主要的影响因素:pH值、离子强度以及电解质种类,进而阐述了纳米银毒性产生机理:一是溶解出的银离子,二是纳米银颗粒本身,并分析了迁移转化行为对毒性的影响。最后列出了目前急需解决的问题:一是建立具体水体中纳米银浓度的数据库;二是分析纳米银在实际环境中迁移转化行为;三是需要对纳米银的致毒机理进行深入研究。本综述旨在为预测纳米银在水体环境中的浓度、环境行为及其环境风险奠定了相关的理论基础。
    城市污水深度脱色技术研究进展
    李文强,赵文涛,肖 靓,杨殿海
    化工进展. 2013, 32(11):  2734-2743. 
    摘要 ( 1046 )  
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    城市污水厂二级生物处理出水中的色度物质构成复杂且难以处理,随着排放标准日益严格和再生水用量的不断提高,解决色度问题逐渐成为研究热点。本文介绍了色度的概念和组成,总结了国内外研究者利用混凝、氧化技术、膜过滤技术和组合工艺去除色度的效果和机理,分析了影响其脱色效果的因素,并简要评述了各项技术的应用前景。总结发现,纳滤(去除率90%~100%)、臭氧及光催化及其组合工艺(60%~80%)效果最优,其次是混凝、超滤及其组合工艺(50%),而微滤、含氯氧化剂及紫外照射工艺脱色效果较差。最后对本领域的发展前景作了展望,提出研究色度物质的来源及构成,关注脱色工艺性能及复色的可能性,以及实现脱色、消毒和去除微量有机物的多功能性,将是未来的研究重点。
    胞外聚合物对好氧颗粒污泥影响的研究进展
    闫立龙1,刘 玉1,任 源2
    化工进展. 2013, 32(11):  2744-2748. 
    摘要 ( 1292 )  
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    结合国内外对胞外聚合物和好氧颗粒污泥技术的最新研究进展,本文简要介绍了胞外聚合物的提取和测定方法;着重分析了影响EPS含量的主要因素,包括有机负荷、水力剪切力、沉降时间、废水水质等;详细论述了其主要成分蛋白质和多糖以及其对好氧颗粒污泥的形成、结构稳定性作用机理,探讨了EPS对颗粒污泥传质的影响;并提出了建立EPS标准提取方法、EPS组分对污泥沉降性的影响机制以及EPS中其它组分如腐殖质和通过共价、絮凝作用等结合的无机物对好氧颗粒化过程所起的作用进行深入的研究将会是今后的研究重点,进一步的研究有望揭示EPS对好氧颗粒污泥形成和稳定影响的作用机制。
    吸附法处理重金属废水的研究进展
    张 帆,李 菁,谭建华,王 波,黄 福
    化工进展. 2013, 32(11):  2749-2756. 
    摘要 ( 1548 )  
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    重金属废水是对环境污染最严重和对人类危害最大的工业废水之一,吸附法作为一种重要的处理重金属废水的方法已经得到广泛应用。本文介绍了近年来利用吸附法处理重金属废水的研究进展。根据吸附机理将吸附剂吸附重金属的方法分为化学吸附和物理吸附两大类,并对其研究现状进行了介绍。指出温度、吸附剂的用量、吸附时间、重金属离子的初始浓度以及溶液的pH值等吸附条件对吸附剂吸附重金属的影响,介绍了活性炭、沸石、壳聚糖、膨润土、生物吸附剂、废弃农作物、纳米材料、离子交换树脂、高分子吸附材料等9种吸附剂处理重金属废水的研究进展,同时对吸附法处理重金属废水的发展方向进行了展望。
    离子液体萃取重金属离子的研究进展
    陈仁坦,刘植昌,孟祥海,张 睿
    化工进展. 2013, 32(11):  2757-2763. 
    摘要 ( 1887 )  
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    离子液体作为一种新型的绿色溶剂,在重金属离子萃取分离方面较传统的有机溶剂有显著的优势。本文系统综述了近年来使用离子液体萃取重金属离子的研究进展,详细讨论了离子液体萃取重金属离子的原理和影响因素,包括螯合剂浓度、萃取时间、萃取温度、离子液体组成、溶液pH值、金属离子初始浓度、干扰离子以及水/离子液体质量比等。进一步介绍了提高离子液体萃取性能的措施以及金属离子的脱除与离子液体的回收状况,以及该萃取方法在废水处理、重金属离子分析和冶金中的研究与应用现状,最后指出其未来发展方向是合成功能化离子液体、提高萃取效率,以实现其工业化应用。
    原油稳定站换热器堵塞的成因
    任 刚1,2,3,李宜强1,2,3
    化工进展. 2013, 32(11):  2764-2767. 
    摘要 ( 1109 )  
    相关文章 | 多维度评价
    原油稳定站换热器结垢堵塞造成换热效率下降,降低原稳效果,影响外输油品质。为了解决大庆油田田某原稳站换热器堵塞问题,研究人员采用不同类型换热器和运行参数,收效甚低。鉴于此,本文通过对换热器堵塞物和进出口进行取样,采用化学分析、XRD衍射、扫描电镜等手段对其成分进行定性和定量分析,确定了造成换热器堵塞的原因。即三采采油技术发展导致来油杂质含量高,一是油中无机组分特别是硅离子和铝离子经过一定化学反应形成硅铝垢层吸附在管壁;二是油品中重质组分含量高,易于从油中脱离出来吸附在管壁,重质油又加强了无机垢组分在管壁吸附力,加速了无机组分沉积,形成了一个有机和无机混合的堵塞物团,最终导致换热器堵塞,换热效率降低。
    SBR共代谢工艺深度处理石化废水
    郭静波1,陈 微1,王 亮2,马 放3
    化工进展. 2013, 32(11):  2768-2772. 
    摘要 ( 1367 )  
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    以实现石化废水深度处理为目的,考察采用序批式活性污泥工艺(sequencing batch reactor,SBR)生物共代谢深度处理石化废水效果的营养及工艺运行条件。结果表明:最佳共代谢基质为淀粉,当其投加量为30 mg/L、摇床转速为120 r/min、温度为25 ℃、MLSS为2320 mg/L时,经12 h处理后的二级出水COD下降了79.58%,臭、氨氮、BOD5等指标也有所改善。SBR的最佳工艺条件为运行周期6 h、曝气强度30 L/h、淀粉投加量30 mg/L、缺氧/好氧运行时间比例1/2。此外,生活污水可替代淀粉作为共代谢基质,剩余污泥的持续添加不会影响污染物的降解效果。因此,SBR生物共代谢工艺可实现石化废水的深度处理、生活污水的同步处理及剩余污泥的减量。
    改性活性炭吸附脱除二氧化碳中微量乙烷
    刘 荫,张永春
    化工进展. 2013, 32(11):  2773-2777. 
    摘要 ( 1106 )  
    相关文章 | 多维度评价
    我国对食品级二氧化碳要求较高,在其生产过程中乙烷的脱除是难点。文章首先考察了市售的不同吸附剂,包括Y型、X型、A型等分子筛类,椰壳和煤基活性炭以及吸附树脂等吸附剂对CO2中微量C2H6的吸附效果,之后考察了不同浓度盐酸酸改性与氢氧化钠碱改性、双氧水氧化改性、氨水还原改性等改性条件对吸附剂吸附性能的影响。研究表明,具有高比表面积、丰富微孔和适量中孔结构的活性炭更有益于二氧化碳中微量乙烷的吸附;浓度为1%的盐酸溶液浸渍活性炭3 h后,能增强其对CO2中微量C2H6的吸附能力;浓度3%、浸渍时间6 h为氢氧化钠碱溶液改性活性炭的最佳条件;弱氧化剂双氧水改性能略微提高活性炭对二氧化碳中乙烷的吸附能力,弱还原剂氨水改性对吸附效果无明显影响。
    聚丙烯中空纤维膜组件分离烟气中的CO2
    瞿如敏,沙 焱,陈 浩,杨林军
    化工进展. 2013, 32(11):  2778-2782. 
    摘要 ( 1067 )  
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    膜吸收法在大型工业燃煤电厂二氧化碳(CO2)捕集方面具有很好的应用前景,但烟气组分对该技术效果影响还有待进一步研究。本文以单乙醇胺(MEA)为吸收剂,开展了疏水性聚丙烯(PP)中空纤维膜组件分离模拟烟气中的CO2的实验研究,考察了吸收操作条件以及燃煤烟气中水汽和SO2对膜组件吸收效率的影响。结果表明,试验的最佳液气比为24 L/m3;MEA的浓度为0.6 mol/L;膜组件进口的温度变化对吸收效率基本没有影响;CO2的浓度在10%~20%内变动对吸收效率影响不大。与CO2相比,SO2会优先发生吸收作用,而水汽则会吸附在聚丙烯中空纤维膜组件的孔壁上,产生毛细管凝聚现象,阻塞CO2的渗透吸收。
    废锂离子电池负极活性材料的分析测试
    夏 静,张哲鸣,贺文智,李光明,李心砚,王琢璞,李 舒
    化工进展. 2013, 32(11):  2783-2786. 
    摘要 ( 1254 )  
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    目前关于废锂离子电池资源化的研究主要集中在正极贵金属和负极铜材料的分离回收和精制方面,但对负极活性材料的资源化研究很少。本文采用XRD、SEM、GC-MS、ICP-AES等检测手段对废锂离子电池负极活性材料中石墨的结构、有机物的种类以及Li、Gu等金属的含量进行测试分析。结果显示,其主要组分石墨的本体结构基本无变化,仍保持完整的层状结构,但是其中含有一定量的有机物质,如有机电解质及增塑剂等。经过提纯,可以将其作为石墨原料进行资源化再利用;此外,稀有金属Li含量较高,为31.03 mg/g,分离回收的价值较高。
    产品与市场
    碳纳米管技术中国专利分析
    刘会景1,霍翠婷2
    化工进展. 2013, 32(11):  2787-2791. 
    摘要 ( 1451 )  
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    通过对中国发明专利进行数据挖掘和计量分析,总结了碳纳米管技术及应用的专利申请情况,结果表明,碳纳米管技术处于高速发展阶段,高等院校和企业申请了大量的专利。通过国际专利分类信息(IPC)研究了重点高等院校和企业申请人的专利技术布局。结合专利申请年份跨度及专利法律状态信息,总结重点专利持有人的技术研发实力和近期技术投入力度。
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