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2012年 第31卷 第12期 刊出日期:2012-12-05
    特约评述
    氧化物助剂对费托合成钴基催化剂的促进作用
    管国锋,王 磊,王锋娜
    化工进展. 2012, 31(12):  2595-2602. 
    摘要 ( 1874 )  
    相关文章 | 多维度评价
    氧化物助剂促进的钴基催化剂具有费托合成反应活性和长链烃选择性高等特点,是高选择性地获得馏分油的关键,具有良好的应用和研究价值。本文针对氧化物助剂对钴基催化剂的促进作用,综述了氧化物助剂对钴基催化剂的结构、稳定性以及费托合成反应性能的影响,详细分析了氧化物助剂对钴基催化剂的还原性能和分散度的影响, 同时介绍了影响氧化物助剂促进作用的因素,重点讨论了氧化物助剂的促进作用机理。并对如何更好地发挥氧化物助剂在钴基催化剂中的促进作用进行了展望:应加强氧化物助剂对钴基催化剂促进作用机理的基础研究,并且重视影响氧化物助剂促进作用的因素。
    化工过程与装备
    三氟化硼纯化技术研究进展
    张卫江,李 波,徐 姣,王楠楠
    化工进展. 2012, 31(12):  2603-2608. 
    摘要 ( 1952 )  
    相关文章 | 多维度评价
    三氟化硼气体是半导体离子注入的重要离子掺杂源。为了达到电子级气体纯度的要求,三氟化硼气体的纯化技术研究具有重要意义。文中对三氟化硼气体的纯化工艺技术,即冷阱法、低温精馏法、选择性吸附法、化学转化法和多种工艺耦合联用进行了对比,分析各种工艺的优缺点: 冷阱法操作简便,成本低,但纯度不够; 低温精馏法分离效果好,但能耗大,操作条件要求比较严格;选择性吸附和化学转化法操作简易,设备安全,但吸附剂性能不太稳定,吸附效率有待提高。结合高丰度三氟化硼气体的纯化除杂背景,重点介绍选择吸附与低温精馏耦合联用工艺,纯化后的三氟化硼气体纯度可以达到99.995%。提出冷阱、物理吸附、化学转化以及精馏结合的方法,得到的高纯气体可以应用于电子工业领域。
    基于分形学的絮凝理论研究进展
    李警阳1,2,张忠国2,孙春宝1,刘 丹2,程言君2
    化工进展. 2012, 31(12):  2609-2614. 
    摘要 ( 2180 )  
    相关文章 | 多维度评价
    絮凝过程中形成的絮体具有自相似性和标度不变性等特点,是一个典型的分形体。但传统的絮凝理论并未考虑絮体的分形结构,因而存在一定的缺陷。本文主要介绍了引入分形理论后,絮凝形态学和絮凝动力学的发展状况,重点阐述了絮体分形结构与其粒径、强度、密度、沉降速度等之间的关系,以及分形理论对Smoluchowski方程、传统絮体生长模式理论的改进。此外,本文同时指出分形学与絮凝理论的结合在很多方面尚未总结出系统的普适规律,尤其是非线性絮凝动力学仍需进一步完善。
    射流混合设备内混合时间的研究进展
    孟辉波1,王艳芬2,禹言芳1,王 伟1,王 丰1,吴剑华1
    化工进展. 2012, 31(12):  2615-2625. 
    摘要 ( 2163 )  
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    介绍了有关射流混合设备内混合时间的实验研究进展,概述了计算流体力学(CFD)技术在射流混合设备内流场结构演化和混合效率评价中的应用,总结了不同研究者提出的混合时间关联式。分析影响射流混合效率的参数发现:混合时间随着混合槽直径的增加而增加,并与混合槽的高度呈正比;射流速度的增加可有效地降低混合时间;射流喷嘴的最佳直径与形状由混合槽的具体结构决定,但其最佳位置取决于混合槽高度与直径的比值;多股对置射流明显地提高混合效率。最后指出将CFD方法与压力波动信号(PFS)、PIV和PLIF等实验方法相结合可有效地推进射流强化混合机理研究和新型射流混合反应器的开发进程。
    大孔树脂纯化废次烟叶中烟草多酚的工艺
    张献忠,钟烈洲,黄海智,叶兴乾
    化工进展. 2012, 31(12):  2626-2631. 
    摘要 ( 1919 )  
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    通过吸附和解吸附实验,从6种大孔树脂中筛选出适于分离纯化废次烟叶中烟草多酚的大孔树脂,并确定该大孔树脂纯化工艺参数。结果显示,D101大孔树脂能够较好的富集纯化废次烟叶中的烟草多酚,当提取液浓度为2.5 mg/mL,pH值为4.0,上样液流速为2.0 mL/min,洗脱液为80%乙醇溶液,洗脱液流速为2.0 mL/min时,纯化效果最好,烟草多酚的动态回收率为70.37%。
    考虑系统可靠性分析的柔性换热网络综合
    依大科,韩志忠,王克峰,姚平经
    化工进展. 2012, 31(12):  2632-2642. 
    摘要 ( 1942 )  
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    基于虚拟温-焓图法与遗传/模拟退火算法,提出了一种考虑系统可靠性水平的柔性换热器网络综合方法。为简化求解问题的复杂度,首先通过虚拟温-焓图法得到了柔性网络匹配,对于得到的网络结构,通过网络结构的连接矩阵分析网络之中的连接状况,搜索出换热网络中存在关联的换热器单元,以关联的换热器作为主线识别出网络之中不相关的子系统,根据包含换热器单元个数最多的不相关的子系统含有换热器的数量,计算出换热网络系统的可靠性。对于未能满足网络系统可靠性要求的网络结构,通过去掉与其它换热器相关联总数最多的换热器,进行网络解耦,改变换热网络的关联状况,提高了系统的可靠性。换热网络结构改变后,采用遗传/模拟退火算法对热负荷回路中相关换热器的热量分配和换热面积进行计算,得出满足系统可靠性需求,并且总费用最为节约的网络结构。本文所提出的方法可以将需要改善系统可靠性的网络结构系统可靠性提高至设计的容许范围,适用于包含系统可靠性分析的柔性换热网络综合。计算实例表明了所提方法的实用性与可行性。
    丁二酸发酵液色素的活性炭吸附过程
    胡俊铎1,2,洪 怡1,2,吴 昊2,任晓乾1,姜 岷1,2,雷 科2
    化工进展. 2012, 31(12):  2643-2647. 
    摘要 ( 2271 )  
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    以丁二酸发酵液为研究体系,采用静态吸附法研究了颗粒活性炭对丁二酸发酵液色素的吸附过程;并考察了搅拌转速对活性炭吸附色素过程的影响。结果表明活性炭对色素的吸附是以物理吸附为主的吸热过程,其吸附热为12.54 kJ?mol?1,适宜的脱色温度有利于提高活性炭的利用效率,热水解吸可实现活性炭的再生;活性炭对色素的初始吸附速度随搅拌转速增加而增加;在活性炭快速吸附阶段,液膜扩散为主要控速步骤,增加搅拌转速可减少颗粒液膜层的厚度,有效扩散系数随之增加。通过考察进料对活性炭层析柱的脱色效果的影响,结果表明合适的进料流速能提过活性炭的利用率。
    反渗透膜处理含有机酸凝结水技术
    李 静1,2,刘景洋1,乔 琦1,海热提2,孙晓明1
    化工进展. 2012, 31(12):  2648-2651. 
    摘要 ( 1808 )  
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    采用反渗透膜对某制药厂含甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、异丁酸和2-甲基丁酸的凝结水进行处理,研究了进水温度、压力和pH值对凝结水中有机酸截留效果的影响,讨论了反渗透膜对有机酸的截留机理。研究结果表明:温度为20~40 ℃、压力为0.5~1.5 MPa、pH值为4~10时,产水中丁酸、戊酸、己酸和2-甲基丁酸的浓度低于检测限,甲酸、乙酸、丙酸和异丁酸的截留率随着压力和pH值增加而增大,随着温度升高而降低;产水率随着压力增大、温度升高而增大,不受pH值变化影响。说明反渗透膜对有机酸的机械筛除作用及膜与有机酸之间的电荷作用对有机酸的截留具有重要影响。
    内置螺旋弹簧换热管内流动与传热三维数值模拟
    徐建民,彭 坤,胡小霞,黄 伟,余海燕
    化工进展. 2012, 31(12):  2652-2655. 
    摘要 ( 2080 )  
    相关文章 | 多维度评价
    为研究内置螺旋弹簧换热管单管强化传热原理,采用Fluent软件对内置螺旋弹簧换热管内流体流动与传热特性进行数值模拟,考察了弹簧的应用对管内流场、压降和换热性能的影响,并分别取螺旋弹簧节距p分别为2 mm、4 mm、5 mm初步研究了弹簧的节距对强化传热效果的影响。模拟结果显示:弹簧管内流体呈螺旋流动状态,管壁附近流体切向速度和径向速度有一定程度的提高,从而加剧了管内流体的混合及边界层的扰动,充分换热,弹簧管进出口温度差较光管有所增加,最高增加了0.9 ℃;相同雷诺数条件下,内置螺旋弹簧换热管Nu数均高于光管,而压降和阻力系数相比光管有明显增加,随着弹簧节距减小换热增强而摩擦阻力系数增加。
    柔性杂质及滤液质量的表征
    杨占平1,陆书明1,徐 坦1,朱企新2
    化工进展. 2012, 31(12):  2656-2659. 
    摘要 ( 1786 )  
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    柔性杂质广泛存在于有机高分子溶液中,对过滤的影响显著而独特,受力可产生几乎任意大的变形,导致滤除困难、系统堵塞等问题,因此柔性杂质的表征、过滤质量的检测均存在特殊困难。本文介绍了一种以压差自动测量为基础的滤液质量检测方法,既适用于固体杂质,也能够反映柔性杂质含量。同时还引入过滤功率的概念,用来间接表征物料中柔性杂质的含量。结果表明,若过滤功率异常升高且固体粒度未发生显著变化,表示物料中柔性杂质含量异常增高。
    能源加工与技术
    高温质子交换膜燃料电池用离子液体聚合物电解质的研究进展
    屈树国,李建隆
    化工进展. 2012, 31(12):  2660-2665. 
    摘要 ( 2130 )  
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    综述了近十几年来高温质子交换膜燃料电池用离子液体聚合物电解质的研究进展及其在高温质子交换膜燃料电池中的应用进展,指出了此类电解质目前存在的亟待解决的两个问题:咪唑类离子液体毒化Pt基催化剂和复合膜中离子液体的长期稳定性。最后对高温质子交换膜燃料电池用离子液体聚合物电解质的发展前景作了展望,即开发与Pt基催化剂相容的离子液体聚合物电解质以及预防复合膜内离子液体的流失,即提高高温质子交换膜燃料电池的性能及长期稳定性,最终提高高温燃料电池的寿命。
    La-Ni(Co)-Mo-B非晶态催化剂催化苯甲醛、苯乙酮加氢脱氧反应
    杨彦松,彭会左,杨运泉,刘文英,张小哲,王威燕
    化工进展. 2012, 31(12):  2666-2671. 
    摘要 ( 1859 )  
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    采用化学还原法制备出La-Ni-Mo-B和La-Co-Mo-B非晶态催化剂,以苯甲醛和苯乙酮为模型化合物研究了所制催化剂的加氢脱氧性能。结果表明,两种催化剂都具有非晶态结构,催化原料的转化率和脱氧率都能达到100.0%。因La-Ni-Mo-B中Ni0和B0之间存在电子转移,使其具有较高的加氢活性,脱氧后产物中的甲苯或乙苯可被进一步加氢生成相应的环烷烃,产物中的芳烃含量低,满足清洁燃油的要求。
    工业催化
    煤焦油加氢精制和加氢裂化催化剂的研究进展
    刘宗宽1,张 磊1,江 健2,边 城2
    化工进展. 2012, 31(12):  2672-2677. 
    摘要 ( 2428 )  
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    阐述了催化剂中活性金属和助剂的种类及含量对催化剂性能的影响;总结了活性金属和助剂对金属-载体相互作用、催化剂酸分布以及催化剂表面性质的影响机制。指出制备一个性能优良的催化剂应从两方面入手,首先是制备一个性能优良的载体,要求它具有合适的孔分布和酸分布, 负载的金属应具有较高的分散度和还原性能。探讨了适于煤焦油的加氢处理催化剂,主要是防止催化剂的中毒、积炭、失活,并且协调各种催化剂同步失活,以利于整个装置运行周期的延长。旨在为煤焦油加氢精制和加氢裂化催化剂研究(设计)提供一定的理论指导,避免焦油加氢精制和加氢裂化催化剂研究和开发的盲目性。
    分子水平动力学模型在催化裂化反应中的应用
    张 旭,郭锦标,周 祥,王鑫磊,葛彩霞,于 博
    化工进展. 2012, 31(12):  2678-2685. 
    摘要 ( 2324 )  
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    催化裂化反应作为一个重要的原油二次加工过程,反应中存在成百上千的物质和化学反应,是一个典型的复杂反应体系,建立这些复杂反应的分子水平动力学模型是动力学研究的重点之一。开发分子水平动力学模型对认识催化裂化反应和工艺开发具有重要的理论和现实意义。本文详细地介绍了近年来国内外催化裂化反应分子水平动力学模型具有代表性的研究成果,对比了单事件模型、结构导向型集总、KMT、熵近似因子模型以及结构化模型等动力学模型的特点、使用范围及优缺点。指出建立更为细致的分子水平动力学模型来预测关键组分的收率、产物的组成和性质将是催化裂化动力学模型研究领域以后发展的主要方向。
    烯烃歧化反应中的负载氧化钨催化剂
    姜伟丽,豆丙乾,李沛东,周红军
    化工进展. 2012, 31(12):  2686-2693. 
    摘要 ( 1937 )  
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    综述了负载型钨基催化剂用于烯烃歧化领域的研究情况,着重介绍了负载氧化钨催化剂的制备、反应机理和工艺条件的研究,简要介绍了负载有机钨催化剂的研究进展。在此基础上,文章总结了影响负载氧化钨催化剂活性的几个重要因素,如中心金属(钨)的价态、金属中心的构型、催化剂的酸性以及负载金属的分散性等,并提出了负载型钨基歧化催化剂的研究趋势,希望能对以后开发高活性的氧化钨催化剂提供有益的指导和参考依据。
    手性修饰催化剂在多相不对称氢化中的研究进展
    何年志,张学勤,肖美添
    化工进展. 2012, 31(12):  2694-2701. 
    摘要 ( 1669 )  
    相关文章 | 多维度评价
    手性修饰金属催化剂是最具发展潜力的多相不对称催化剂之一。本文综述了近年来三个具有代表性的多相不对称氢化反应体系的研究进展,即酒石酸修饰镍催化剂催化β-酮酯不对称加氢体系、金鸡纳生物碱修饰铂催化剂催化α-酮酯不对称加氢体系以及金鸡纳生物碱修饰钯催化剂催化C=C和C=N双键不对称加氢体系。概述了催化体系的影响因素,探讨了酒石酸及金鸡纳生物碱修饰型催化剂的手性识别机理模型。指出开发高效催化剂,修正或提出手性识别机理模型仍是今后多相不对称催化氢化反应研究的方向。
    Friedel-Crafts酰基化催化剂的研究进展
    乔兴龙,胡学一,方 云
    化工进展. 2012, 31(12):  2702-2707. 
    摘要 ( 1976 )  
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    Friedel-Crafts酰基化反应在有机合成研究与现代工业生产中有着非常重要的作用,其催化剂主要有 Lewis酸、超强酸/盐、离子液体、沸石类以及负载型催化剂。本文分别介绍了上述五类催化剂在F-C酰基化反应中的发展沿革与目前应用情况,分析评价了各类催化剂在该反应中的优缺点,并重点综述了沸石类催化剂和负载型催化剂的研究现状。最后从绿色化学、可持续发展的角度出发,指出沸石类和负载型两类催化剂具有较好的综合催化性能和工业化应用前景,值得进一步研究。
    钼/活性炭渣油加氢催化剂的制备
    刘元东
    化工进展. 2012, 31(12):  2708-2713. 
    摘要 ( 2371 )  
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    渣油加氢工艺是一种渣油深度加工技术,高性能渣油加氢催化剂的研发是其核心。本文以钼酸铵为活性组分前体,采用等体积法制备了钼/活性炭催化剂(Mo/AC),考察了制备条件如金属负载量、焙烧温度、溶液pH值等对催化剂的影响,利用XRD、SEM、XPS等手段对催化剂进行了表征。在浸渍时间4h,焙烧温度440 ℃条件下制备出负载量8%(以MoO3 计)的Mo/AC 催化剂,活性组分钼呈高度分散的单层分布,催化剂活性评价结果表明,渣油转化率可达79%,馏分油收率为75%,同时,生焦率控制在1.5%的较低水平上。
    活化条件对正己烷在Pt/SO42-/ZrO2-Al2O3上的异构化活性影响
    田 静,宋月芹,冯敏超,金亚清,周晓龙
    化工进展. 2012, 31(12):  2714-2719. 
    摘要 ( 4806 )  
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    采用浸渍法制备了Pt改性的Pt/SO42?/ZrO2-Al2O3(PSZA)催化剂,考察了活化条件对PSZA催化剂正己烷异构化活性的影响,采用程序升温氧化(TPO-MS)、氮气-程序升温处理(TPN-MS)、程序升温还原(TPR-MS)对催化剂进行表征。异构化反应在连续流动的固定床微型反应器中进行。结果表明,200 ℃以上的高温氮气中活化预处理后的PSZA几乎没有异构化活性;空气气氛中、200~500 ℃高温条件下活化预处理的PSZA表现出了较高的异构化活性,正己烷初始转化率均在85%以上。在高于300 ℃的氢气中活化预处理,PSZA表现出较低的异构化活性。空气气氛中预处理除脱水之外,由于氧气的存在对催化剂的表面起到再氧化作用,导致高的异构化活性。氢气气氛中高温活化预处理导致了PSZA上硫物种的损失,进而引起异构化活性的下降。PSZA适宜的预处理条件为:空气气氛、300~500 ℃活化,250 ℃氢气中还原。
    HZSM-5分子筛催化合成癸二酸二丁氧基乙酯
    王筠翔1,陈慕华1,2,刘 准2,曹惠庆2,朱新宝1,2
    化工进展. 2012, 31(12):  2720-2723. 
    摘要 ( 1846 )  
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    以癸二酸和乙二醇单丁醚为原料,用HZSM-5分子筛催化合成环保耐寒性增塑剂癸二酸二丁氧基乙酯。考察了催化剂的硅铝比、催化剂用量、带水剂用量、原料配比、反应时间对酯化率的影响。最佳工艺条件为:醇酸摩尔比为2.5∶1,催化剂用量为酸质量的5%,带水剂用量为酸质量的15%,反应时间为3.5 h,反应温度为170~200 ℃,该工艺条件下酯化率可达91.91%。经过5次使用后,酯化率仍在90%以上。同时建立了该酯化合成的表观动力学模型,得到反应速率方程为: 。
    材料科学与技术
    聚乳酸合成技术研究进展
    胡建军
    化工进展. 2012, 31(12):  2724-2728. 
    摘要 ( 1909 )  
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    聚乳酸因可生物降解、性能优异、应用广泛而深受青睐。本文介绍了2种主要化学合成聚乳酸的方法:丙交酯开环聚合法和乳酸直接缩聚法。分析了这2种方法的优势和缺陷:丙交酯开环聚合法设备简单,可得到大分子量的聚乳酸,缺点是成本较高,整个工艺复杂,路线长;乳酸直接缩聚法原料乳酸来源充足,价格便宜,单体转化率较高,工艺简单,不需要经过中间体的纯化,因而成本较低,缺陷是较难得到高分子量的聚合物。文中指出积极开展聚乳酸的合成工艺研发、进一步降低生产成本是当前聚乳酸研究的重要课题,重点在于简单易行的高分子量聚乳酸合成工艺的突破。
    后过渡金属催化剂催化乙烯制备超支化聚乙烯新进展
    王 俊,宫喜艳,李翠勤,李海燕
    化工进展. 2012, 31(12):  2729-2735. 
    摘要 ( 2206 )  
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    后过渡金属催化剂的出现改写了超支化聚烯烃的合成历史,其不仅可以催化乙烯聚合成超支化聚乙烯,还可以实现对聚乙烯产品拓扑结构的控制以及相对分子质量的裁剪。本文沿着镍系以及钯系两大类后过渡金属催化剂的路线综述了近年来合成超支化聚乙烯的研究进展,重点对控制聚乙烯拓扑结构的方法及影响因素进行了详细的综述,并对超支化聚乙烯在高分子加工助剂及润滑油改进剂等领域的应用现状进行了介绍,这为进一步研究超支化聚乙烯在材料加工助剂等方面的应用提供了新的思路。
    石墨烯在光催化反应中应用的研究进展
    宗 恺, 汪 浩, 刘晶冰, 严 辉
    化工进展. 2012, 31(12):  2736-2742. 
    摘要 ( 2125 )  
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    石墨烯是近年来人们发现和合成的一种新型二维平面纳米材料,由于其优良的导电性能和巨大的比表面积,研究者们用石墨烯与光催化材料复合,改善其光催化性能,这已成为新型光催化材料的研究热点之一。本文阐述了近年来国内外对于石墨烯在光催化反应中应用的研究动态和主要成果,分析了影响半导体材料光催化效率的5个因素,即禁带宽度、能带位置、激发电子-空穴复合概率、光催化剂结晶性和光催化剂吸附性能。介绍了石墨烯提高光催化效率的方法,重点介绍了石墨烯在复合、包覆和自身参与光催化反应3个方法中的具体应用,提出通过石墨烯与某些特定的光催化材料复合而改变其禁带宽度,可为今后通过石墨烯调节其它半导体材料的禁带宽度提供有力的理论和实验依据。
    纳米纤维应用于组织工程的研究进展
    刘淑琼1,许祯毅2,刘瑞来1
    化工进展. 2012, 31(12):  2743-2747. 
    摘要 ( 1887 )  
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    组织工程支架的关键作用是起到引导细胞繁殖、生长,促进组织修复的一个过程。纳米纤维支架由于具有特殊的纳米效应,而更有利于细胞的黏附、增殖、功能化,因而被广泛应用于组织工程。本文分别介绍了纳米纤维支架在各类组织工程中应用,包括皮肤和创伤敷料组织工程、血管组织工程、神经组织工程、骨组织工程、软骨组织工程中应用的研究进展,同时介绍了纳米纤维支架药物控制释放中的应用。指出目前纳米技术还不成熟,需要从制备工艺的优化、基因工程的引入及纳米材料安全性能的科学评价等几方面解决纳米纤维支架在组织修复工程中面临的问题。
    N,N-双十二烷基-3,6-O - 磺丙基壳聚糖对紫杉醇的增溶作用
    张晓林,李明春,辛梅华,王 军
    化工进展. 2012, 31(12):  2748-2752. 
    摘要 ( 1778 )  
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    合成高取代度的N,N-双十二烷基-3,6-O-磺丙基壳聚糖(SPDLCS)双亲性衍生物,通过透析法制备了SPDLCS载紫杉醇(PTX)胶束,考察了投料比对载药量、包封率、胶束粒径和Zeta电位的影响,并对胶束形态及其稳定性进行了研究。结果表明,紫杉醇以无定形态包载于胶束的疏水内核中,最优投料比为SPDLCS∶PTX=1∶1.1,载药量为50.36 %,包封率为92.2 %,对紫杉醇的增溶能力达6.08 mg/mL。载药胶束呈现分散性良好的球形颗粒,平均粒径为141.1 nm,Zeta电位为?34.1 mV。稳定性实验表明SPDLCS载紫杉醇胶束具有良好的稳定性,SPDLCS是潜在的疏水药物高增溶载体材料。
    应用红外光谱进行不同性状沥青的判别
    赵 斌1,3, 吴桂芳2, 郝培文1
    化工进展. 2012, 31(12):  2753-2755. 
    摘要 ( 2159 )  
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    通过对不同性状沥青获取的可见红外光谱曲线的分析,采用主成分分析方法对光谱数据进行聚类分析,并将提取的主成分作为BP神经网络的输入值建立了不同性状沥青判别模型。该模型将前3个主成分作为神经网络的输入变量,加速了神经网络的学习速度,提高了模型的预测精度。随机选取每个性状的22个沥青样本共110个样本组成训练集,剩余的30个样本组成预测集,建立训练模型,并用预测集样本对其进行验证,将判定的偏差标准定为±0.01,结果表明只有1个未知样本超出偏差范围,该方法的判定正确率为96.7% ,获得了满意的结果。说明采用可见红外光谱判别具有很好的分类和鉴别作用,为不同性状沥青的快速判别提供了一种新方法。
    生物化工
    利用甘蔗糖蜜与乳清粉厌氧发酵制备丁二酸
    张九花,奚永兰,徐 蓉,戴文宇,陈可泉,姜 岷
    化工进展. 2012, 31(12):  2756-2760. 
    摘要 ( 1582 )  
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    考察了甘蔗糖蜜替代昂贵葡萄糖作为碳源、乳清粉替代大部分酵母粉作为氮源时,对Actinobacillus succinogenes NJ113发酵制备丁二酸的影响。血清瓶厌氧发酵结果证明:对照组(葡萄糖40 g/L)的丁二酸产量仅为26.04 g/L,而以糖蜜为碳源(以总还原糖计算为40 g/L)时,丁二酸产量达到28.27 g/L,比对照组提高了8.57%。在此基础上,以糖蜜为碳源、不同比例的乳清粉和酵母粉为混合氮源发酵制备丁二酸,确定了糖蜜、乳清粉和酵母粉混合使用的最佳浓度分别为40 g/L、8 g/L和2 g/L。此外,在3 L发酵罐体系中添加40 g/L糖蜜、8 g/L乳清粉、2 g/L酵母粉进行发酵试验,实验结果证明:丁二酸终产量达到32.54 g/L,收率达到81.13%。
    精细化工
    天然产物基Gemini表面活性剂研究进展
    王 娟1,王 丹1,商士斌1,2
    化工进展. 2012, 31(12):  2761-2765. 
    摘要 ( 1844 )  
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    介绍了Gemini(双子)表面活性剂的新型结构及传统表面活性剂所不具备的优异性能:更高的表面活性,更低的临界胶束浓度(CMC),有效的润湿性,低温水溶性,良好的增溶性,独特的流变性,优良的钙皂分散性能。重点分析了天然产物基Gemini表面活性剂因结合了Gemini表面活性剂的高效性和天然产物的绿色性,有着可观的研究发展价值。分别介绍了糖基、天然油脂基、松香基Gemini表面活性剂的合成方法与应用领域,指出探求合成步骤少、简易便行的合成方法以及探索Gemini表面活性剂与传统表面活性剂的复配体系性能是今后的研究重点。
    溶剂法合成抗氧剂2,2-硫代双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸甲酯]
    肖婷婷,伍 钦,林晓琼
    化工进展. 2012, 31(12):  2766-2770. 
    摘要 ( 2336 )  
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    本试验以硫代二甘醇和3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸甲酯(又称3,5-甲酯)为原料用溶剂法合成2,2-硫代双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸甲酯],作为燃油抗氧剂,并对合成过程中的催化剂量、温度、酯醇摩尔比等对收率的影响做了较深入研究。结果表明合成催化剂用量应为3,5-甲酯质量分数的3.5%,温度范围应在155~160 ℃,原料摩尔比为1.77∶1(3,5-甲酯∶硫代二甘醇)。根据Fenton反应原理用分光光度法对抗氧剂进行表征,自由基消除率达到99%以上,并将抗氧剂应用到汽油中进行诱导时间的测试,获得较好的抗氧化 效果。
    熔融/固相缩聚法制备聚乙醇酸甲酯的工艺条件优化
    王泽云,崔爱军,陆卫良,陈 群,何明阳
    化工进展. 2012, 31(12):  2771-2774. 
    摘要 ( 2156 )  
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    以乙醇酸甲酯为原料,先通过熔融缩聚法得到低聚物,然后进行固相缩聚法制备出高分子量的聚乙醇酸甲酯(PMG)。考察了工艺过程中催化剂的种类和用量、反应温度以及反应时间对PMG分子量的影响。并通过正交试验得到较优的合成条件为:催化剂二水合氯化亚锡的质量分数为0.5%,压力70 Pa,反应温度180 ℃,反应时间100 h,合成的PMG的特性黏度可达0.802 dL/g。采用傅里叶红外光谱(FT-IR)表征了PMG基团的特征吸收峰,差示扫描量热仪(DSC)表征了PMG的玻璃化温度、结晶温度和熔点。
    资源与环境工程
    三相生物流化床技术现状及其在含油废水处理中的研究进展
    田 婷,陆金仁,包木太,王凯凯
    化工进展. 2012, 31(12):  2775-2779. 
    摘要 ( 2222 )  
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    作为一种新型的废水生物处理技术,三相生物流化床反应器近年来备受关注。本文从流体力学性能、气液传质特性、反应器结构设计、生物载体等方面对三相生物流化床的技术特点及研究现状进行了综述,表明该类反应器在内部流体力学特征和传质特征方面较其它生物反应器更为复杂,反应器结构、运行参数及载体的选择对处理效果有较大影响;同时总结了其在含油废水处理中的研究成果和进展;最后指出:用于指导反应器结构设计的数学模型的建立及反应器的工程验证仍是该技术今后研究开发的重点。
    炼油化工企业节水减排的进展和存在问题
    杨友麒1,庄芹仙2
    化工进展. 2012, 31(12):  2780-2785. 
    摘要 ( 1745 )  
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    介绍了我国当前节水减排的形势和紧迫性,对最近炼油化工行业节水减排技术所取得的进展从以下7个方面做了简要的总结回顾:节水减排的“三步法”策略已得到逐步推广;水网络集成技术已逐步推广应用,并从工艺水夹点应用推向循环水夹点、循环水系统的节水减排深入发展、冷凝水高温回收技术应用、外排污水回用技术应用、“零排放”技术、水网络系统的在线实时监控管理等。对于当前节水减排工作中常见的存在问题,进行了梳理,从而给今后的节水减排工作指出方向。
    活性炭纤维吸附处理模拟焦化废水尾水
    张 培1,张小平1,兰永辉2,韦朝海1
    化工进展. 2012, 31(12):  2786-2790. 
    摘要 ( 2110 )  
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    采用活性炭纤维静态吸附苯酚模拟焦化废水尾水,考察了活性炭纤维用量、温度、pH值、无机物、有机物等因素对处理效果的影响,从化学性质和热力学数据等方面来判断吸附类型。结果表明,活性炭纤维对苯酚的吸附容量最大为107.11 mg/g,吸附效果随温度升高有所下降,溶液pH>5时不利于吸附的进行,多组分的存在抑制苯酚的吸附。热力学参数ΔH0、ΔG0为负值,表明该吸附是一个自发的放热过程。
    两种膜生物反应器工艺在养殖废水处理中的运行效果
    李伟博,洪俊明
    化工进展. 2012, 31(12):  2791-2796. 
    摘要 ( 1718 )  
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    采用动态膜生物反应器(dynamic membrane bioreactor,DMBR)和膜生物反应器(membrane bioreactor,MBR)两种处理工艺,研究在相同条件下对养殖废水的处理效果和运行条件。结果表明,不同溶解氧(dissolve oxygen,DO)条件下,DMBR和MBR对CODMn的去除率可达95%以上。DO为0~1 mg/L条件下,DMBR和MBR的总氮平均去除率分别达到71.4%、75.8%;在DO为2~3 mg/L条件下,DMBR和MBR的总氮平均去除率分别为46.3%、44.1%。DMBR和MBR两种工艺均能达到较好的污染物去除效果。MBR的过滤压差明显高于DMBR,低DO条件下(0~1 mg/L)的运行周期约为5天,DMBR采用重力流出水,运行周期约为10天,过滤压差最高时仅为3.97 kPa,在一定程度上克服MBR成本高、易污染等缺点。
    异养硝化-好氧反硝化菌异养硝化性能的影响因素
    于大禹1,张琳颖1,高 波1,2
    化工进展. 2012, 31(12):  2797-2800. 
    摘要 ( 2260 )  
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    在异养硝化-好氧反硝化菌H1良好的脱氮效果基础上,研究了在不同溶解氧浓度、废水成分和金属离子存在条件下时,H1的代谢途径及其异养硝化性能的变化。研究表明,溶解氧浓度在4.7 mg/L时,H1脱氮途径最佳;在NH4+模拟废水中,NH4+会通过NH4+—→NH2OH—→N2O—→N2的途径被快速去除;在NH4+和NO2?混合模拟废水中,没有显示出H1优先进行反硝化的现象,NH4+-N的降解是短程的硝化反硝化过程;在NH4+和NO3?混合模拟废水中,NO3?会诱导羟胺氧化酶产生NO2?-N,使得NH4+-N经过反硝化途径的亚硝酸盐水平被去除;在NH4+模拟废水中,1 mmol/L的Cu2+和Fe2+对异养硝化过程具有显著地激活作用。
    板式换热器以松花江水为冷却水条件下的污垢特性
    徐志明,杜祥云,董 兵
    化工进展. 2012, 31(12):  2801-2805. 
    摘要 ( 1579 )  
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    为研究板式换热器在天然水下的污垢特性,实验采用BR0.015F型板式换热器,研究了其在不同的流速和温度下的污垢特性,用扫描电镜观察了已经结垢的换热表面。结果表明:此板式换热器松花江水的污垢类型为渐进型且不存在诱导期,随着流速的增大污垢热阻降低的幅度减小。冷却水温度在27.5~28.5 ℃时污垢热阻较大,温度升高污垢热阻降低;换热表面的混合污垢成片的附着于换热面,有少量的难溶盐析出的晶体生成。
    应用技术
    丙烯直接环氧化溶剂回收过程的能耗模拟与优化
    李奕川1,沈本贤1,王 雷1,2,肖卫国2,赵基钢1
    化工进展. 2012, 31(12):  2806-2810. 
    摘要 ( 2343 )  
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    为了提高1500 t/a环氧丙烷中试装置的能量利用水平,在建立了热力学模型的基础上,采用PRO/II流程模拟软件对装置的溶剂回收塔进行计算,并考察了操作条件对再沸器加热蒸汽消耗量的影响。经中试装置验证,采用优化操作条件后实际蒸汽耗量可从10 t/tPO下降到9.4 t/tPO,降幅为6%。鉴于单塔节能的挖潜效果欠佳,本文设计了溶剂回收的双效精馏流程。模拟计算的结果表明,可使蒸汽消耗量从单塔优化后的9.27 t/tPO下降到5.68 t/tPO,节能率达到38.6%,为万吨级装置的设计提供参考依据。
    灵活应用LP模型提高炼油厂设计水平
    侯 凯 锋
    化工进展. 2012, 31(12):  2811-2814. 
    摘要 ( 1750 )  
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    炼油厂设计水平的高低首先取决于总加工流程的选择是否优化合理。本文利用PIMS软件提供的模块化和开放性结构的建模环境,结合炼油工艺特点,根据设计需要灵活地构建了各种LP模型,用于炼油厂实际总加工流程的优化设计中。同时重点介绍了其在原油配置、重油加工路线选择和新工艺评估方面的应用成果,结果表明其对提高炼油厂的整体设计水平具有重要指导意义。
    基于云计算和虚拟现实技术的化工过程虚拟工厂
    罗 娜,万 锋,叶贞成,杜文莉,祁荣宾,钟伟民,钱 锋
    化工进展. 2012, 31(12):  2815-2819. 
    摘要 ( 1807 )  
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    作为后超算时代计算服务的主流服务模式,云计算为制造业的资源整合利用创造了全新的服务平台。本文以已有的云计算理论为基础,针对化工过程的特点,提出了基于云计算的虚拟工厂技术体系,通过对关键技术的讨论,有效地将已有的资源虚拟化为服务,并通过虚拟现实技术建立三维云端模拟企业现场环境,增强了用户对现场操作的实际体验。基于云计算和虚拟现实技术建立的乙二醇虚拟工厂表明,系统具有扩展性和开放性,可以快速实现过程的仿真,为工厂的模拟操作提供有效的支持。
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