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本期目录
2013年 第32卷 第02期 刊出日期:2013-02-05
    特约评述
    纤维素选择性催化转化为重要平台化合物的研究进展
    邓 理1,廖 兵1,郭庆祥
    化工进展. 2013, 32(02):  245-254. 
    摘要 ( 1902 )  
    相关文章 | 多维度评价
    纤维素是自然界中最丰富的植物生物质组分,拓宽纤维素的利用对于减少化石资源使用和可持续发展非常重要。本文综述了以纤维素为原料,通过化学催化转化得到平台化合物葡萄糖、羟甲基糠醛、乙酰丙酸、多元醇的方法,包括离子液体催化、固体酸催化和贵金属催化加氢等,以及上述平台化合物后续转化的途径。如羟甲基糠醛的氧化与还原,乙酰丙酸制备γ-戊内酯、烃、1,4-戊二醇和甲基四氢呋喃,以及多元醇催化重整制备液体燃料。提出纤维素催化制备平台化合物的研究成果将为可再生资源替代化石资源的可持续发展提供有力的理论支持和实践指导。
    化工过程与装备
    旋流静态混合器内瞬态流动特性研究进展
    禹言芳1,王 丰1,孟辉波1,王艳芬2,王 伟1,吴剑华
    化工进展. 2013, 32(02):  255-262. 
    摘要 ( 1799 )  
    相关文章 | 多维度评价
    首先概括了静态混合的技术特色;其次,重点综述了近年来旋流静态混合器内脉动压力与速度波动的统计特征、多尺度分形和混沌混合特性等方面的研究进展;实验研究发现Kenics静态混合器各点压力最大波动幅值与进口流量呈二次函数关系,脉动功率谱随着频率的增加呈幂函数关系衰减;轴截面内壁面自由涡和主体区强制涡相互耦合诱导混沌流的产生,同时提高速度与温度梯度的场协同程度。最后,总结了静态混合器内螺旋元件的切割分流、改变流向和径向混合等功能在强化CO2水合物形成过程中的作用。指出将计算流体力学、映射法等方法同LIF、PIV、PFS有机结合可有效地分析静态混合器内多相流动混合机理。
    中空纤维渗透汽化复合膜及组件研究进展
    王乃鑫,张国俊,纪树兰
    化工进展. 2013, 32(02):  263-269. 
    摘要 ( 1829 )  
    相关文章 | 多维度评价
    中空纤维渗透汽化膜组件具有器件小型化及成本较低等方面的优势,其工业应用潜力巨大。本文介绍了中空纤维渗透汽化复合膜及组件的研究进展,阐述了膜材料、成膜方法以及组件结构参数等对组件渗透汽化性能的影响,并对中空纤维渗透汽化膜组件的中试研究进行了总结。通过组件放大及中试研究发现,中空纤维渗透汽化膜组件的装填密度、长度以及抽吸方式均会影响其下游侧的真空度,从而影响其渗透汽化性能。膜材料的分子设计、组件的结构参数优化以及耐溶剂耐高温封装将是中空纤维渗透汽化膜组件未来工业放大过程中的关键环节。
    喷雾冷冻干燥对颗粒产品形态的影响
    徐 庆,耿县如,李占勇
    化工进展. 2013, 32(02):  270-275. 
    摘要 ( 1951 )  
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    喷雾冷冻干燥作为一种新型颗粒制备技术,产品具有尺寸可控、多孔、速溶、流动性好等优点。鉴于该技术在医药、食品、化工等行业生产独特产品的优势,本文综述了国内外喷雾冷冻干燥过程中有关颗粒形成及其形态变化的影响因素,具体介绍了其冻结过程对蛋白质颗粒形态、脂质体颗粒稳定性、疫苗颗粒、无机材料形态等产品的影响。同时还指出了喷雾冷冻干燥技术存在过程不连续、规模化程度不高、低温液体处理不便等问题需要解决,表明合理优化喷雾冷冻干燥工艺及强化干燥过程将是该技术未来研究的重点。
    孔盘式液体分布器内液体流动对布液孔出流均匀性的影响
    于洪锋1,李鑫钢1,2,李 洪1,2
    化工进展. 2013, 32(02):  276-282. 
    摘要 ( 2780 )  
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    借助包括双欧拉均相多相流模型、VOF界面追踪方法和SST k-ω湍流模型的CFD模型,对孔盘式液体分布器内的流场对布液孔出流均匀性的影响进行研究。首先以单孔流动时的液体流量为标准值,通过与标准值的偏差来评估布液孔的出流不均。根据偏差的大小,可以衡量分布器内流动对布液孔出流的影响。然后结合孔前流动区概念对模拟结果进行分析,发现布液孔出流不均是由分布器内液体流动不均造成的。最后,提出了通过改变进料管位置来优化盘式液体分布器结构。计算结果表明,改变进料管的位置可以避免大规模不良分布,进而提高液体分布器的性能。
    被动式DMFC气泡行为的实验研究和数值模拟
    张飞翔,齐 亮,姚克俭
    化工进展. 2013, 32(02):  283-289. 
    摘要 ( 2088 )  
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    在被动式直接甲醇燃料电池(DMFC)中,阳极催化层表面电化学反应生成的二氧化碳(CO2)通过扩散层及时排出阳极通道,对提高直接甲醇燃料电池的性能具有重要意义,因此研究阳极通道内的气液两相流对电池性能的优化具有非常重要的意义。利用计算流体力学模拟软件Fluent,采用VOF(volume of fluid)两相流模型追踪气液界面的方法对静止甲醇溶液中CO2气泡形成的过程进行模拟,利用可视化实验对部分结果进行验证,结果表明:气泡在浮力和表面张力作用下被拉长,受尾部液体剪切力作用脱离,倾斜的扩散层表面有利于气泡尽快的离开孔口,气速较大时气泡在脱离前会出现多次融合,气泡在高浓度甲醇溶液中以气泡链的方式产生。研究结果为扩散层的制备和优化提供了参考。
    65 t/h高低差速循环流化床流动特性模拟
    刘洪鹏1,2,肖剑波2,李惟毅3,陈冠益1,王 擎2
    化工进展. 2013, 32(02):  290-294. 
    摘要 ( 1985 )  
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    对一台65 t/h高低差速循环流化床炉内流动特性进行二维数值模拟。采用基于颗粒动力学理论的欧拉双流体模型来描述气固流动,湍流模型、气固曳力模型和不同粒径颗粒间曳力模型分别采用RNG k-ε per phase模型、Gidaspow模型和Schiller-naumann模型,并应用商业计算流体力学软件Fluent进行数值计算,得到炉内颗粒速度分布、压力分布和颗粒浓度分布,并将压力分布与实测值进行对比。在欧拉双流体模型中分别采用单粒径固相模型和多粒径固相模型,并对模拟结果进行对比分析。结果表明,单粒径固相模型能够较好预测高低差速循环流化床炉内流动特性,为其优化设计、运行及大型化提供了理论依据。
    基于PSO优化LS-SVM的气液两相流干度软测量
    周云龙,张全厚,邓艳秋
    化工进展. 2013, 32(02):  295-298. 
    摘要 ( 2070 )  
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    对标准孔板进行改进,设计了一种流出特性较好的锥形孔板。将锥形孔板压差脉动特性的经验公式与经过粒子群算法优化的混核最小二乘向量机模型结合,建立了气液两相流干度的软测量模型。该模型的优点是采取径向基核函数和多项式核函数的混合核函数兼顾了局部和全局的拟合能力,且通过对传统最小二乘向量机模型的参数优化,可减少对初始点和样本数量的依赖。实验结果表明,该预测方法可行,且比未经过优化的最小二乘支持向量机模型和经过优化的单核最小二乘向量机模型的泛化能力强,具有实际工程意义。
    微通道反应器中苄亚甲基二氯水解制苯甲醛连续流工艺
    严生虎1,陈代祥1,沈 卫2,沈介发1,马 兵2,刘建武1,张 跃1
    化工进展. 2013, 32(02):  299-302. 
    摘要 ( 3025 )  
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    以苄亚甲基二氯为原料,盐酸为催化剂,在微通道反应器中连续合成了苯甲醛。考察了苄亚甲基二氯水解反应的温度、盐酸催化剂起始浓度、反应物料摩尔比以及停留时间对反应的影响。实验确定了较优的工艺参数组合:在起始浓度为20%(质量分数)的盐酸催化下,水解反应温度为140 ℃,盐酸与苄亚甲基二氯物料摩尔比为15∶1,停留时间为370 s时,苄亚甲基二氯的转化率达到69.2%,GC选择性超过99.9%。与传统生产工艺相比,实现了连续化操作,缩短了反应时间;采用盐酸作催化剂,避免了传统金属催化剂残留对产品的影响。
    纤维素与木质素共热解试验及动力学分析
    金 湓,李宝霞
    化工进展. 2013, 32(02):  303-307. 
    摘要 ( 3014 )  
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    采用热重分析仪(TGA)对木质素与纤维素单独热解和共热解基本特性及热解动力学进行了研究。热重分析曲线表明,木质素热解过程是由两个位于不同温度段的热解过程组成,纤维素则仅在300~380 ℃的温区内迅速热解,在纤维素含量较低(≤40%)共热解时,二者表现为相互抑制作用,但随着纤维素含量增大,二者关系转变为相互促进作用。热解动力学研究表明,纤维素与木质素单独热解和共热解过程都可用一级反应动力学模型来描述,且随着纤维素含量增加,反应活化能(E)也随之增加,但其值总小于活化能线性加和值(Ec),据此可推测共热解过程存在着一定的协同作用。
    能源加工与技术
    基于分布式能源的工业园区能源规划
    罗艳玲,鄢烈祥,卢 海,林子雄
    化工进展. 2013, 32(02):  308-312. 
    摘要 ( 3021 )  
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    分布式热电联产的能源系统在经济效益、能效和碳减排方面都有较大的优势,因此,针对目前工业园中普遍存在的能量利用效率低、温室气体排放严重等问题,本文建立了基于分布式能源的工业园区综合能源规划模型。根据园区的热、电、蒸汽、冷等各个时段的负荷需求、当地的可利用资源以及备选的能源转换技术,以最小化规划期内整个园区系统的总费用最少为目标,确定出园区内能源转换装置的类型和尺寸、各种能源的供应量及CO2排放量。同时将本文所建立的模型用于求解某工业园区的能源规划问题,验证了其有效性。
    全钒液流电池电解液分布的数值模拟
    徐 波1,齐 亮1,姚克俭1,谢晓峰2
    化工进展. 2013, 32(02):  313-319. 
    摘要 ( 2890 )  
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    为了提高全钒液流电池双极板流道电解液分布均匀性,考察流体流动行为,本文基于计算流体力学,在传统平直并联流道基础上通过增加倾斜挡板和入口流堰,改进流道结构;同时探究钒电池用电解液在分段式多通道蛇形流道内流体水力学特征。数值模拟结果表明:分段式多通道蛇形流道既可以保持传统蛇形流道流体均匀分配的性能,又能有效降低流阻,减少泵耗;合适的电解液流速及其均匀分布可以优化电解液活性物质浓度分布,提高电解液稳定性,增大钒电池能量效率。
    工业催化
    二硝基甲苯加氢制甲苯二胺催化剂的研究进展
    闫少伟1,2,范 辉2,于智慧1,梁 川1,李 忠1,孟凡敬3
    化工进展. 2013, 32(02):  320-326. 
    摘要 ( 2681 )  
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    综述了二硝基甲苯液相加氢合成甲苯二胺催化剂的研究进展,并介绍了(Pd+Pt)/C等贵金属催化剂、雷尼镍催化剂、负载型镍基催化剂、非晶态镍催化剂和漆原镍催化剂的最新研究成果。通过对比上述各催化剂在生产成本、制备工艺及催化二硝基甲苯加氢性能等方面的优缺点,发现非晶态镍催化剂不但价格低廉,而且在1 MPa低压二硝基甲苯液相加氢的反应中表现出与(Pd+Pt)/C工业催化剂相似的活性和选择性,是替代二硝基甲苯液相加氢贵金属和雷尼镍工业催化剂的首要选择;漆原镍催化剂制备工艺简单,价格低廉,且在众多的加氢反应中表现出与骨架镍催化剂相似的催化性能,也具有较大的工业化潜质。
    二氧化碳与环氧化合物共聚反应催化剂的研究进展
    秦 刚1,3,范利丹2,曹少魁3,卜站伟3,陈 涛1,易 奎1
    化工进展. 2013, 32(02):  327-332. 
    摘要 ( 2607 )  
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    二氧化碳综合利用对于减轻温室效应和开发有机化工新碳源都具有重要价值。本文简要介绍了二氧化碳化学转化的研究意义,总结了其参与化学反应的主要途径,对比了二氧化碳基聚碳酸酯与双酚A型聚碳酸酯,指出开发催化二氧化碳与环氧化合物共聚反应的高效催化剂是该领域研究的重点。重点综述了二氧化碳与环氧化合物共聚各类催化剂的研究进展,并探讨了其优缺点。分析得出该研究领域进一步发展面临的主要问题是催化剂效率和共聚产物的性能与应用。产品由于具有生物降解性且其原料为储量丰富的二氧化碳,因而具有广阔的应用前景。
    直馏汽油异构催化剂的研究进展
    程 伟,程晓晶,王雪枫
    化工进展. 2013, 32(02):  333-339. 
    摘要 ( 1724 )  
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    主要介绍了直馏汽油异构改质催化剂的研究进展以及在国内的工业使用情况。目前,直馏汽油异构催化剂主要集中在多孔材料负载金属的催化剂上,尤其集中在分子筛负载金属的双功能催化剂的研发及应用上。如何选择最合适的催化剂载体,使负载金属与载体酸中心之间更匹配以促进异构反应的进行,如何对比表面积较大的多孔性材料进行改性以及以普通金属代替贵金属是当今比较热点的问题。直馏汽油异构改质催化剂的工业应用也呈现出多元化的局面,有多种不同的催化剂同时应用于不同的生产厂家,并彰显出各自的特色。
    CO2吸附活化及催化加氢制低碳烯烃的研究进展
    李 静1,邓廷云2,杨 林1,曹建新1
    化工进展. 2013, 32(02):  340-345. 
    摘要 ( 3175 )  
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    随着工业化的发展,CO2的排放与日俱增,给环境带来了不可忽视的严重后果。同时,石油资源日渐匮乏,使得以石油为原料制低碳烯烃的工业面临严峻的挑战。利用CO2制低碳烯烃是缓解环境与资源双重压力的有效途径之一。本文综述了CO2催化加氢制低碳烯烃的热力学分析,CO2在过渡金属单晶和氧化物表面的吸附活化机理以及CO2催化加氢制低碳烯烃催化剂的研究进展。分析比较了包括单金属催化剂、双金属催化剂和复合催化剂在内的CO2制低碳烯烃催化剂的优缺点。提出了催化反应过程中存在催化剂难以兼顾选择性和转化率的技术难题,并指出了今后的主要研究方向是加强催化反应机理和催化剂制备、改性技术的研究。
    Ag/AgX(X=Cl,Br,I)等离子共振光催化剂的研究进展
    王 欢,崔文权,韩炳旭,梁英华
    化工进展. 2013, 32(02):  346-351. 
    摘要 ( 2709 )  
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    银/卤化银[Ag/AgX(X=Cl,Br,I)]光催化剂作为一种新型光催化剂,由于在可见光区域具有明显的等离子共振效应从而显示了优异的可见光催化降解有机污染物的活性,引起了人们的极大重视。本文主要对Ag/AgX(X=Cl,Br,I)等离子体光催化剂的结构、光催化降解有机物机理、催化剂制备等进行了综述。Ag/AgX(X=Cl,Br,I)的活性普遍较高,通过半导体复合及形貌尺寸的控制,光催化性能得到进一步改善。进而论述了Ag/AgX体系等离子体共振光催化剂在工业染料废水处理上的应用现状,并对Ag/AgX(X=Cl,Br,I)等离子体光催化剂在高浓度、成分复杂污水体系处理中的应用进行了展望。
    仲丁醇脱氢制甲乙酮的Cu-ZnO催化剂
    姜广申1,胡云峰1,2,蔡 俊1,许 鹏3,丛 亮1,方 菲1
    化工进展. 2013, 32(02):  352-358. 
    摘要 ( 1869 )  
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    采用共沉淀法和机械混合法制备了铜锌催化剂,并利用TPR、XRD和N2O吸附分解催化剂表征手段分析了铜锌催化剂中ZnO和Cu在仲丁醇(sec-butanol,SBA)脱氢反应中的作用。研究表明,Cu0是SBA脱氢的活性中心,ZnO具有分散铜物种和抗烧结能力。ZnO能够有效分散铜物种和阻止Cu0烧结的原因是在催化剂制备过程中形成了(CuZn)x(OH)y(CO3)z(x=1,5;y=2,6,z=1,2)前体,经焙烧形成了高分散的CuO-ZnO固溶体。同时,通过SBA催化脱氢反应测试筛选了适宜的Cu/Zn摩尔比,当Cu/Zn为1∶1时,表现出良好的反应活性,常压、240 ℃下质量空速为17.5 h?1时,该催化剂对SBA转化率达到80.54%,甲乙酮(methyl ethyl ketone,MEK)收率达到76.04%。铜锌催化剂的脱氢活性与Cu0比表面积不呈线性关系,SBA脱氢反应是一结构敏感型反应。
    碳基固体酸的制备及其催化合成碳酸甲丙酯
    倪邦庆,贾国亮,范明明,王 辉
    化工进展. 2013, 32(02):  359-363. 
    摘要 ( 2148 )  
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    以葡萄糖为原料制备了碳基固体酸催化剂,利用碳酸二甲酯(DMC)与正丙醇的酯交换反应为探针反应,考察了制备条件对碳基固体酸催化活性的影响。结果表明,在碳化温度350 ℃、碳化时间2 h、磺化温度130 ℃、磺化时间10 h、浓硫酸与碳材料的质量比为100∶1的条件下,制备的固体酸具有较好的催化活性;当n(丙醇)∶n(DMC)=2∶1、反应温度90 ℃、反应时间5 h、催化剂用量占原料总质量4%时,碳酸甲丙酯(MPC)选择性超过90%,收率达到40%左右。催化剂催化活性较稳定,连续催化反应4次活性没有明显下降。
    Pd-Ag/Al2O3催化剂上丁二烯的加氢反应性能
    乐 毅,杨 栋,朱云仙,戴 伟
    化工进展. 2013, 32(02):  364-367. 
    摘要 ( 2179 )  
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    对Pd-Ag/Al2O3催化剂在裂解混合碳四选择加氢制丁烯反应中的性能进行了研究。实验结果表明,1,3-丁二烯加氢生成1-丁烯的选择性与反应器入口1,3-丁二烯浓度和氢/丁二烯比密切相关,在反应器入口温度40 ℃、反应压力1.0 MPa、液空速40 h?1的条件下,当入口丁二烯摩尔分数大于2.6%,1-丁烯选择性维持在66%以上;当入口丁二烯摩尔分数降至2.6%以下时, 1-丁烯选择性开始下降;当反应器入口1,3-丁二烯摩尔分数小于1.0%时,出口1,3-丁二烯摩尔分数可降至小于1.0×10-5。当反应器入口1,3-丁二烯摩尔分数为0.50%~0.85%时,1-丁烯选择性随着氢/丁二烯摩尔比的增加呈现线性下降趋势,表明过量的氢气是发生丁烯的异构化和加氢反应的重要原因。H2-TPR和XPS表征结果显示,Pd-Ag/Al2O3中的Pd和Ag还原过程中形成了Pd-Ag合金。
    煤系高岭土制备Fe-MCM-41介孔分子筛及其氨选择性催化还原NOx
    吴其胜1,黎水平1,陆国森2,张长森1
    化工进展. 2013, 32(02):  368-372. 
    摘要 ( 2562 )  
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    以煤系高岭土、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、硝酸铁等为原料,通过水热法合成不同Fe含量的六方介孔分子筛Fe-MCM-41。通过傅里叶变换红外光谱、N2吸附脱附、高分辨透射电子显微镜对催化剂进行表征,并以氨为还原剂研究其选择性催化还原NO活性以及反应条件(包括Fe掺量、反应温度、空速、氨氮比和O2浓度等)对催化性能的影响。结果表明,Fe成功进入MCM-41介孔材料的骨架内,Fe-MCM-41介孔分子筛BET比表面积为980.2~596.8 m2/g,孔容积为0.95~0.60 cm3/g,平均孔径在3.90~3.45 nm。随着铁掺杂量的增加,介孔结构的有序度下降。当n(Fe)/n(Si)=0.05、空速为5000 h?1,Fe-MCM-41催化剂在350 ℃反应时NO转化率最高,可达90.7%;且当氨氮比为1.1和O2含量为2.5%时,催化剂能保持较高的活性。
    材料科学与技术
    电化学还原CO2阴极材料研究进展
    赵晨辰,何向明,王 莉,郭建伟
    化工进展. 2013, 32(02):  373-380. 
    摘要 ( 2941 )  
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    CO2的电化学转化具有环境、资源和经济效益等多重意义。本文综述了电化学方法还原CO2阴极材料的发展现状,分别对水基溶剂、有机溶剂和离子液体中电极材料的研究情况进行了阐述,并指出了其各自的优缺点。水基溶剂中,CO2加氢具有充足的H+来源且反应过程相对较为简单,但产物燃料化特性不明显;有机溶剂中反应效率较高,但反应路径较为复杂;离子液体是较新的研究领域,生成CO2?的反应过电位大大降低,但产物较为复杂且分离有难度。最后对电化学还原CO2阴极材料的发展趋势进行了展望,认为还需在复合材料、反应界面开展更深入的探索。
    含聚乙二醇的嵌段共聚物的合成及自组装研究进展
    栗志广1,马晓燕1,常 海2,陈智群2
    化工进展. 2013, 32(02):  381-387. 
    摘要 ( 2023 )  
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    综述了通过活性自由基聚合如原子转移自由基聚合(ATRP)、氮氧稳定自由基聚合(NMP)、可逆加成断裂链转移聚合(RAFT)等方法合成含聚乙二醇(PEG)的嵌段共聚物的研究进展,并对含PEG类嵌段共聚物在溶液中的自组装技术和在药物载体、介孔材料以及碳纳米管中的应用进行了归纳,指出含PEG的嵌段共聚物可以自组装成多种形貌,直接影响材料的性能和应用,所以这些结构有潜在的应用价值和应用前景,并且合成新的含PEG的嵌段共聚物和开发具有新型结构、形貌可控的自组装体以及新的应用领域是今后的一个热点问题,具有重要的科学研究意义和实际应用价值。
    纳米TiO2基绿原酸印迹聚合物的制备及其吸附研究
    谭先周1,李 辉1,2,逯翠梅2,李 贵1
    化工进展. 2013, 32(02):  388-393. 
    摘要 ( 1909 )  
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    以纳米TiO2为牺牲载体,绿原酸为模板分子,甲基丙烯酸(MAA)、二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)及偶氮二异丁腈(AIBN)分别为功能单体、交联剂及引发剂,制备了绿原酸印迹聚合物。用傅里叶红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)研究了聚合物结构,静态吸附法研究了模板在聚合物上的结合特性。结果表明:除去纳米TiO2基质后的中空分子印迹聚合物H-MIP对模板分子具有较强的吸附能力和较高的吸附选择性(相对选择系数为3.353)。Freundlich模型比Langmuir模型更适合描述H-MIP对模板的等温吸附。将分子印迹聚合物H-MIP用于对杜仲甲醇提取液中绿原酸进行固相微富集时,表现了较好的吸附效果。
    功能化离子液体-MDEA复配体系吸收CO2
    王占丽,徐 凡,邢小林,任保增
    化工进展. 2013, 32(02):  394-399. 
    摘要 ( 2748 )  
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    采用一步法合成了两种功能化离子液体四乙铵-丙氨酸盐([N2222][Ala])和四乙铵-丝氨酸盐([N2222][Ser]),利用IR和1H NMR对其结构进行了表征,并测定了其玻璃转化温度和分解温度;同时,在40 ℃下分别将[N2222][Ala]和[N2222][Ser]与MDEA进行复配,考察复配后的体系对CO2吸收性能;实验结果表明,[N2222][Ala]和[N2222][Ser]的加入对MDEA吸收CO2均有不同程度的增强作用,当加入质量分数为10%时,体系对CO2吸收量分别增加了8.63%和5.40%。此外,研究了20~60 ℃温度范围内复配体系的密度、黏度等,并比较了吸收前后黏度的变化。
    含硝酸铈的乳化炸药爆轰的制备
    解一超,韩志伟,解立峰
    化工进展. 2013, 32(02):  400-403. 
    摘要 ( 1668 )  
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    为研究乳化炸药在爆轰合成纳米氧化铈中的应用,研制了以硝酸铈和硝酸铵为主要氧化剂的乳化炸药。对不同硝酸铈含量的乳化炸药爆速进行了测试,并利用差示扫描量热仪研究了不同硝酸铈含量的乳化炸药基质的放热特性。研究结果表明,硝酸铈含量对乳化炸药的爆速具有显著影响,同时也决定了乳化基质的放热量和放热速率,用于爆轰合成的硝酸铈质量分数以30%~50%为宜。利用硝酸铈质量分数为40%的乳化炸药,采用爆轰法得到了粒径为70 nm、晶型为立方晶系的纳米氧化铈。
    新型聚胺基微球制备及其吸附蛋白质性质
    刘 培1,2,聂婷婷1,2,王 峰1,2
    化工进展. 2013, 32(02):  404-409. 
    摘要 ( 1888 )  
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    以反相乳液为模板,通过在聚乙烯亚胺(PEI)水溶液/液体石蜡的W/O乳状液中连续滴加戊二醛的方式,在液滴间聚并过程中,交联剂和PEI在油水界面发生交联反应,制备得到新型的聚胺基交联微球。所得微球表面光滑,球形对称,粒径分布范围0.37~4.29 ?m,平均粒径为 1.44 ?m。微球表面Zeta电位的等电点为10.6,热重分析结果表明交联反应提高了PEI的分解温度。吸附蛋白质的实验结果证明,微球能自脂肪酶、纤维素酶、?-淀粉酶、果胶酶的混合蛋白质溶液中选择性吸附脂肪酶,微球对所检测脂肪酶的最大吸附量为127.8 mg/g。
    缓释铜的凹土/海藻酸钠复合微球的制备及性能测试
    徐婷婷,李治方,吴 洁,陈 静
    化工进展. 2013, 32(02):  410-413. 
    摘要 ( 1657 )  
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    海藻酸钠微球是传统缓控释制剂,提高凝胶强度和增大毛细孔隙率是改善其缓控释性能的有效途径。本文以原子吸收分光光度法辅以微观形貌表征(SEM)和溶胀实验等分析方法,探讨了凹土/海藻酸钠复合微球用于以生命体中微量元素(Cu2+)控释的可行性,并进行了缓释机理分析。实验结果表明,凹土具有显著改善微球的凝胶强度和缓释性能的作用;与海藻酸钠微球相比,复合微球的吸附率由91.82%提高到94.60%,在2 h之内的释放率由66.35%降低到22.78%,表明凹土/海藻酸钠复合微球可作为理想的长效缓释药物的载体。
    生物化工
    生物燃料电池酶电极的研究进展
    侯秀璋1,马晓燕1,惠昱晨1,常 海2
    化工进展. 2013, 32(02):  414-419. 
    摘要 ( 1931 )  
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    综述了生物燃料电池酶电极的研究进展,尤其是近年来在氧化还原酶的种类、电子介体电极、直接电子传递电极以及固定化酶等方面的研究成果。从提高生物燃料电池的转换效率出发,分析各因素对酶电极性能的影响,包括针对不同底物燃料使用相应的氧化还原酶实现电极之间的电子传递、小分子或聚合物中介体存在下提高电流密度、导电聚合物等修饰电极对直接电子传递效率的贡献,以及物理或化学的酶固定化方法增加酶的稳定性等。因此采用新材料及新工艺构筑酶电极,最大程度上保持酶的活性,提高载酶量及电子传递效率,将成为该领域未来的发展方向。
    一株耐NMMO纤维素酶菌株的筛选及发酵优化
    夏东琴1,何玉财1,谭春伟2,龚 磊1,龚 婷1,严生虎1,张 跃1,王利群1
    化工进展. 2013, 32(02):  420-424. 
    摘要 ( 2238 )  
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    在常规筛选方法的基础上,利用在富集培养基中加入10 g/L NMMO,从土壤中筛选获得一株耐NMMO的高活性纤维素酶菌株Galactomyces sp. CCZU11-1。经研究,最适产酶培养条件为:碳源为甘蔗渣(5 g/L),氮源为(NH4)2SO4(5 g/L),表面活性剂为Tween-80(8 g/L),培养温度为30 ℃,初始培养pH值为5.5。在此条件下菌株培养7天后,FPA及CMCase分别为13.5 IU/mL和24.6 IU/mL。在培养体系和反应体系中分别加入200 g/L NMMO,Galactomyces sp. CCZU11-1纤维素酶仍具有良好的活性,表明其具有较高的耐NMMO性能及应用前景。
    精细化工
    糠醛生产工艺及制备方法研究进展
    张璐鑫,于宏兵
    化工进展. 2013, 32(02):  425-432. 
    摘要 ( 3076 )  
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    糠醛是一种应用广泛的化工原料,其现有生产工艺在产率、能耗及环境污染等方面存在较大问题。本文介绍了现有的主流生产工艺如Quaker Oats工艺,Agrifuran工艺,Petrole-chimie工艺,Escher Wyss工艺及Rosenlew工艺存在的不足,分析了半纤维素生成糠醛的机理及水解动力学研究、糠醛生产设备的更新改造。从溶剂体系、催化剂体系、分离方法、加热方式等多方面探讨发展新的糠醛生产工艺。提出今后的研究重点要放在开发绿色的溶剂及催化剂上,以期对生态环境的危害降至最低。
    有机单(双)硫代磷(膦)酸类化合物的研究进展
    王勇泉,刘广义,任 恒,狄 宁
    化工进展. 2013, 32(02):  433-440. 
    摘要 ( 1856 )  
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    有机单(双)硫代磷(膦)酸分子中含有硫和磷、或硫、磷、氧原子,可以与多种金属离子螯合,被广泛用做金属萃取剂或缓蚀剂、浮选捕收剂、润滑油添加剂、农业杀虫剂或除草剂。本文介绍了有机单(双)硫代磷(膦)酸类化合物与金属离子的相互作用,详述了二硫代磷酸如甲酚黑药类及醇基黑药类在矿物浮选上的应用,分析了硫代次膦酸应用于锌、镉、铜、铁以及贵金属的萃取回收,对钴、镍分离以及锕系和镧系元素的分离的作用。在此基础上,提出了有机单(双)硫代磷(膦)酸类化合物的发展方向,包括开发有机单(双)硫代磷(膦)酸的新合成工艺,开展有机单(双)硫代磷(膦)酸萃取性能的研究。
    新型分子内复合抗氧剂清除自由基的性能
    李翠勤1,王 俊 1,魏宇佳1,孟祥勇2
    化工进展. 2013, 32(02):  441-445. 
    摘要 ( 1818 )  
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    以DPPH?为研究对象,采用紫外-可见光分光光度计研究了新型分子内复合抗氧剂对自由基的清除能力,并与市售抗氧剂1076和BHT进行对比。结果表明,相同条件下,该新型分子内复合抗氧剂清除自由基的能力优于市售抗氧剂1076和BHT;且清除自由基的能力随抗氧剂浓度的增加而增大,随清除反应时间的延长先增大后趋于稳定。清除反应温度对清除能力影响不大,表明该清除反应的反应活化能较低,该清除反应可在室温下快速进行。熔体流变速率和氧化诱导期测得的结果也证实了新型分子内复合抗氧剂的抗氧化能力优于市售抗氧剂BHT和1076。
    资源与环境工程
    淡化后浓海水化学资源综合利用技术研究进展
    刘骆峰1,2,张雨山2,黄西平2,张家凯2,张宏伟1
    化工进展. 2013, 32(02):  446-452. 
    摘要 ( 2726 )  
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    开展浓海水综合利用,既能实现对淡化后浓海水的零排放,又可以有效利用其中宝贵的化学资源,经济、环境、社会效益显著。本文归纳了当前国内外浓海水化学资源综合利用的主要技术,重点介绍了与滩晒制盐及盐化工结合的技术、基于电渗析浓缩制盐的技术、综合利用制液体盐等技术,分析了各自具有的优势和存在的问题,从时间、空间等角度阐述了各技术的应用条件及前景。最后指出,电渗析与纳滤等膜分离技术的集成是未来实现工厂化制盐及盐化生产前景较好的方式,并提出开发资源利用率和产品附加值高、占地少、利用可再生能源、综合提取锂、铀、硼、碘、铯等微量元素的新工艺是今后我国浓海水综合利用技术的研究方向和发展趋势。
    臭氧-活性炭技术对膜生物反应器膜污染减缓研究
    张海丰,刘洪鹏,张兰河,赵贵龙,郑 程,高 伟,柴慧建
    化工进展. 2013, 32(02):  453-459. 
    摘要 ( 2189 )  
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    本研究目的是探讨臭氧-活性炭技术对膜生物反应器(membrane bioreactor,MBR)膜污染减缓的影响。通过短期批式实验表明,粉末活性炭(power activated carbon,PAC)可强化臭氧的氧化效果,臭氧投加量超过0.25mg/(gSS)将恶化污泥混合液可滤性;对滤出液残余臭氧浓度检测表明,PAC的加入有利于维持本体溶液臭氧浓度。臭氧-活性炭技术引入MBR系统有助于膜污染的减缓,反应器内微生物活性受到一定的抑制作用,但对MBR出水水质影响较小;臭氧-活性炭减小了反应器内溶解性微生物产物(soluble microbial products,SMP)中的蛋白质及多聚糖含量,显著降低了污泥絮体中松散的胞外聚合物(loosely bound EPS,LB)及胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)中蛋白质浓度,以上结果表明应用臭氧-活性炭技术来延缓MBR膜污染是可行的。
    生物质半焦的催化气化动力学特性
    肖瑞瑞1,杨 伟1,于广锁2
    化工进展. 2013, 32(02):  460-465. 
    摘要 ( 2383 )  
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    采用恒温热重分析法对稻草的催化气化反应动力学进行了研究,同时研究了生物质对石油焦气化的催化作用。采用修正随机孔模型对气化反应转化速率与转化率的关系进行了拟合计算,得到生物质焦气化的活化能和指前因子。结果表明,加入催化剂后半焦的气化反应活性增大,活性顺序为:加入K+半焦> 加入Ca2+半焦> 加入Mg2+半焦> 原半焦> 酸洗后半焦,表明了生物质焦能明显提高石油焦的气化活性。不同半焦气化的活化能大小顺序为:加入K+半焦<加入Ca2+半焦<加入Mg2+半焦<原半焦<酸洗后半焦,表明了生物质半焦的加入能降低石油焦气化的活化能。
    从糠醛渣中提取纤维素的工艺
    袁艳丽,朱春山,张晓渊
    化工进展. 2013, 32(02):  466-469. 
    摘要 ( 2440 )  
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    以甲酸和过氧化氢作溶剂,采用Milox三段法提取糠醛渣中的纤维素,将蒸煮与碱性过氧化氢漂白过程相结合,实现了木质素和纤维素分离的无氯漂白工艺,考察了甲酸用量、过氧化氢用量、提取温度和提取时间对糠醛渣中纤维素提取效果的影响。实验结果表明:当甲酸用量为80 mL,过氧化氢用量为14 mL,三段反应温度和时间分别为80 ℃反应2.5 h、95 ℃反应2.5h以及抽滤后加入新鲜溶剂在80 ℃再反应2.5 h,糠醛渣纤维素的得率是41.92%,纤维素的含量为85.09%,木质素含量为3.22%。由此可见该工艺优于其它工艺结果,能够更好地提高糠醛渣的应用价值。
    离子液体AMIMCl对碱液活化的结缕草纤维素的提取与再生
    王雁南,鞠美庭,李维尊,李 倩
    化工进展. 2013, 32(02):  470-474. 
    摘要 ( 2271 )  
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    考察了经过NaOH活化的结缕草在1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐(AMIMCl)离子液体中的溶解再生性能。通过木质纤维素成分分析表明,经不同浓度NaOH活化的结缕草的纤维素含量显著提高,并且结构遭到一定的破坏,提高了原料与离子液体的反应活性,并且以10%的NaOH为最优比例。经过FT IR、XRD以及NMR谱图表征了AMIMCl、再生AMIMCl以及提取物的化学结构,发现AMIMCl对NaOH活化的结缕草的提取效果较好,纤维素产率高,环境友好,不产生副产物,同时离子液体经再生后可高效循环利用。
    应用技术
    炼油企业全厂调度优化系统的设计与开发
    余 冰1,2,高小永1,2,摆 亮1,2,施 磊1,2,江永亨1,2,黄德先1,2
    化工进展. 2013, 32(02):  475-480. 
    摘要 ( 1769 )  
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    生产调度优化对于炼油企业提高经济效益、增强市场响应速度有着重要的作用。本文设计并开发出一款图形化炼厂生产调度优化软件,采用MVC架构技术,实现了调度优化建模的图形化,可以方便组态炼油厂调度模型;将开源优化代码Coin-OR移植为调度优化软件的求解器,实现了求解器与图形化建模接口的连接;丰富的报表输出,让现场操作工可以各种形式获得调度优化结果;完善的内部模型数据管理和丰富的外部数据接口,包括原油性质指标库和原油评价数据库接口、成品油性质指标库等。仿真结果表明,该软件能够优化出符合炼厂生产实际的调度优化排产方案。
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