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本期目录
2013年 第32卷 第07期 刊出日期:2013-07-05
    特约评述
    燃料乙醇发展现状及思考
    李振宇1,李顶杰1,黄格省1,魏和荣2
    化工进展. 2013, 32(07):  1457-1467. 
    摘要 ( 2063 )  
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    自20世纪70年代以来,生物燃料乙醇作为车用燃料的研究和产业化受到广泛重视,被认为是未来最重要的可再生燃料之一。本文介绍了燃料乙醇的发展概况,综述了近年来国内外研究开发历程、产业政策和最新进展,对化学合成乙醇路线(合成气催化制乙醇、乙酸加氢制乙醇工艺)和生物发酵制乙醇路线(粮食发酵、非粮原料发酵、合成气发酵工艺)的技术特点、纤维素燃料乙醇产业化存在的困难和问题进行了分析,并对影响燃料乙醇产业发展的因素进行了分析,提出了我国燃料乙醇技术研发和产业发展的相关建议,认为我国应加强非粮原料供应体系建设,积极进行技术研发,加强工业示范并优化燃料乙醇使用环节,促进非粮燃料乙醇产业发展。
    化工过程与装备
    聚α-烯烃合成油制备过程中BF3络合物的分离及回收
    张卫江,王楠楠,徐 姣,李 波
    化工进展. 2013, 32(07):  1468-1473. 
    摘要 ( 2159 )  
    相关文章 | 多维度评价
    阐述了聚?-烯烃合成油制备过程中BF3络合物的分离及回收方法,包括吸附法、萃取法、吸收法、沉降法和裂解法。吸附法中SiO2和金属氟化物容易制备,适于小规模应用。萃取法中醇类萃取剂价格便宜、毒性小,优于氟代烷烃类萃取剂。吸收法产生副产物酸性化合物,腐蚀性强,已逐渐被淘汰。沉降法耗能较大,适于小规模应用。本文还介绍了裂解法的4种工艺,包括闪蒸/蒸发工艺、闪蒸-络合工艺、蒸馏-相分离工艺和裂解-气液分离工艺。综合4种工艺的优点,本实验室设计出真空蒸馏与BF3络合相结合的工艺,此工艺裂解充分,裂解后的BF3气体能够得到充分分离回收,具有一定的应用前景。
    管内旋流场综合性能研究进展
    于 欢,彭德其,田 清,隆香花,叶 磊,邓 斌
    化工进展. 2013, 32(07):  1474-1479. 
    摘要 ( 1543 )  
    相关文章 | 多维度评价
    针对目前换热设备的强化传热和防除垢问题,介绍了管内插入物、表面凹槽以及复合强化传热等几种管内旋流技术。管内插入物可破坏流体边界层,实现在线自动防除垢和强化传热,但插入物本身易因磨损导致换热效率下降;表面凹槽技术可对管内外流体实现双向传热,流体阻力与其它技术相比较小,但制造工艺相对复杂;复合强化传热技术传热能力较高,可综合各种传热技术的优点,且综合性能要比单一技术要高。对以上几种主要管内旋流技术进行分析比较,并提出未来管内旋流技术的主要发展趋势将以复合强化传热技术为主。
    多喷嘴对置式撞击流反应器流场的数值模拟
    杨 侠,余 蓓,郭 钊,罗 燕,陈星亮
    化工进展. 2013, 32(07):  1480-1483. 
    摘要 ( 1139 )  
    相关文章 | 多维度评价
    为探讨多股撞击流反应器内流场的特点,利用Fluent软件对两喷嘴对置式和四喷嘴对置式撞击流反应器内流场进行模拟,研究了在不同工况下这两种撞击流反应器内的流场结构,设定进口流速分别为5 m/s、10 m/s、15 m/s、20 m/s、25 m/s。模拟结果表明,进口流速由5 m/s增加到25 m/s时,反应器内流体流动的平均速度及压力波动增大为原来的4.1倍和16.2倍,其速度梯度和压力平均波幅也增大为原来的5.0倍和25.4倍。通过对两种不同结构的撞击流反应器的比较可以得到四喷嘴对置式撞击流反应器内流体流动产生的速度梯度和压力平均波幅更大,其值都约为二喷嘴对置式撞击流反应器的1.2倍,因而四喷嘴对置式撞击流反应器内剪切力场更强,脉动更强烈,更有利于反应器内的湍动混合。
    程序升温下页岩油泥热解机理
    孙佰仲1,马奔腾2,李少华1,王 擎2
    化工进展. 2013, 32(07):  1484-1488. 
    摘要 ( 1959 )  
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    采用热重分析仪,进行了桦甸和汪清页岩油泥在不同升温速率(5 ℃/min,10 ℃/min,20 ℃/min,40 ℃/min)下热失重实验,并通过瓦斯气析出情况研究页岩油泥热解机理。结果表明,页岩油泥热解分为3个阶段:第一阶段(20~180 ℃)为水分和轻质组分析出;第二阶段(180~360 ℃)重质组分稳定析出,是动力学研究的重点;第三阶段(360~600 ℃)为半焦炭化及矿物质失重过程。研究发现,催化剂K2CO3能有效降低油泥热解温度及其残渣率,而Al2O3对油泥热解催化不明显甚至起抑制作用。在页岩油泥热解过程中,生成的有机大分子侧链发生C—C键断链,生成小分子的烷烃和不饱和烃,在低压高温条件下,其断链位置倾向于碳链端部,使得小分子烃含量较多。
    T形微通道内环状气液两相流相分离
    周云龙1,刘 博2,孙 科2
    化工进展. 2013, 32(07):  1489-1494. 
    摘要 ( 1880 )  
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    以氮气为气相工作介质,以不同表面张力的液体(纯水、0.01%SDS溶液、0.5%SDS溶液、乙醇)为液相工作介质,对矩形截面为100 μm×800 μm的T形微通道内的气液环状流进行了相分离可视化实验。实验结果表明:环状流液相在侧支管中采出占优势。液相采出分率主要集中在0.25~0.65之间;气相采出分率在0.1~0.8,液相采出分率的增长幅度随着气相采出分率增加而变大。当气相表观速度一定时,液相采出分率随着两相流液体速度的增加而降低;当液体表观速度一定时,气体速度变化对液相采出分率影响不大;当两相的表观速度一定时,液相采出分率随着液体的表面张力降低而减小。所得实验数据与其它尺寸的数据进行比较,发现管径尺寸对环状流相分离有较大影响。
    热集成变压精馏分离乙醇-甲苯体系的过程模拟和优化
    赵俊彤1,李 玲2,许春建1,蔡旺锋1
    化工进展. 2013, 32(07):  1495-1499. 
    摘要 ( 1782 )  
    相关文章 | 多维度评价
    由于乙醇-甲苯体系为压力敏感体系,本文提出了热集成变压精馏分离乙醇-甲苯共沸体系的工艺方法,并通过实验数据验证了NRTL模型对模拟分离该体系的适用性。利用Aspen模拟软件,以NRTL方程为物性计算模拟,以乙醇和甲苯的纯度为约束变量,分离过程能耗最低为目标函数,采用优化分析,得到了模拟的优化参数,并通过模拟计算,制取了纯度不低于99.9%的甲苯和乙醇产品,收率达到99.9%以上。用高压塔的塔顶气相潜热作为常压塔再沸器热源的热集成变压精馏,与两塔均采用外界蒸汽供热的传统变压精馏方式相比,节能高达49%。
    气液并流筛板式填料压降的数值模拟
    王 宏,安 丽,高彦宁,尤东江
    化工进展. 2013, 32(07):  1500-1505. 
    摘要 ( 1271 )  
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    基于欧拉-欧拉模型,采用CFX软件对筛板式填料的气液两相并流流动进行了模拟。将模拟所得的压降与填料的出厂特性值进行了对比,发现在液气动能参数较小的情况下,两者吻合较好。分析了该流场内的速度分布和压力分布的特点,射流卷吸作用使流场内两相流体混合,但涡旋使筛板下方压强减小,射流撞击使筛板上方压强增加。对不同结构的矩形筛板式填料的压降进行研究,结果表明:筛板孔径和液相流量是影响筛板压降的重要因素,开孔直径越小,液相流量对单板压降的影响越大;上层筛孔投影与下层筛孔相交的结构更能有效降低单板压降。液相流量较大时,两个不同板间距的单板压降曲线将相交于一点,气相流量低于此交点时,板间距越小,单板压降越大;气相流量高于此交点时,则相反。
    不同外径组合转子过渡区强化传热性能实验研究
    周寅鹏1,关昌峰1,张 震1,阎 华1,丁玉梅1,杨卫民1,2,于雁飞3
    化工进展. 2013, 32(07):  1506-1509. 
    摘要 ( 1622 )  
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    以60%甘油水溶液为管程介质,对内置螺旋开槽两叶片转子换热管过渡区内的强化传热综合性能进行了实验研究。在雷诺数范围为2800~6200之间对光管性能进行了实验验证,以保证实验结果的可靠性。同时,对比分析了转子外径对其强化传热性能的影响,研究结果表明:内置转子强化管的努塞尔数Nu较光管约提高了60%~200%,阻力系数较光管约增大了16%~32%,综合评价因子PEC值介于1.56~2.79之间。此外,内置转子强化管的努塞尔数、阻力系数以及PEC值均随着转子外径的增大而增加,这是由于较大的转子外径使得转子具有更强的扰流与减薄边界层的作用。
    表面活性剂水溶液池热核沸腾传热的试验研究
    胡自成,王 谦,谢 强,宋新南
    化工进展. 2013, 32(07):  1510-1514. 
    摘要 ( 1628 )  
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    对表面活性剂SDS、CTAB、Triton X-114和Triton X-100水溶液物性及其池核沸腾传热进行了试验,重点探讨了表面活性剂分子结构参数和溶液物性对沸腾传热的影响。结果表明:表面活性剂溶液沸腾传热效果、表面活性剂相对分子质量对表面活性剂溶液沸腾传热的影响规律都与表面活性剂的电离特性密切相关,离子型表面活性剂SDS与CTAB溶液的沸腾传热系数比值与相对分子质量的比值成-0.22的指数关系,而非离子表面活性剂Triton X-114和Triton X-100溶液不存在指数关系。动态表面张力和热流密度相等时,SDS和CTAB溶液沸腾传热特性差异主要受相对分子质量和平衡接触角的影响,而Triton X-100和Triton X-114溶液则受质量分数、EO基团数、浊点和动力黏度的综合作用。
    合成氨工艺正丙醇废液精馏处理的工艺技术
    常 秋 连1,2
    化工进展. 2013, 32(07):  1515-1518. 
    摘要 ( 1325 )  
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    采用共沸精馏技术处理合成氨工艺流程中脱碳工段产生的含大量正丙醇混醇废液。本文采用共沸精馏的方法,选用合理可行的共沸剂,在间歇精馏塔内进行正丙醇-水共沸物系的分离实验,优化了该共沸精馏技术处理工业混醇废液的最佳操作条件。结果表明:采用共沸精馏方法,以环己烷为共沸剂,可使原料液中20%~40%的正丙醇含量提纯至质量分数≥95%,塔顶回收的共沸剂质量分数≥97%。该工艺流程较大地减小了设备投资和能耗。实验表明采用共沸精馏技术用于正丙醇-水共沸物系的分离具有可靠性和实用性。
    页岩油冷凝回收油洗工艺模拟与优化
    隋 红1,葛成荫1,李鑫钢1,2
    化工进展. 2013, 32(07):  1519-1525. 
    摘要 ( 1692 )  
    相关文章 | 多维度评价
    针对我国页岩油冷凝回收油洗工艺尚不成熟的问题,提出了一种用于油页岩干馏油气冷凝回收的油洗工艺,并运用PRO/II流程模拟软件对工艺流程进行模拟,分析模拟结果表明,所提出的油洗工艺能够有效地完成页岩油的冷凝回收,并将油气粗分为净油气、汽油、柴油和重油。针对所提出流程能量利用率低的缺点进行流程改造优化,优化后的热量回收率提高了约14.63%,并且能够获得高品位热源,能量匹配更加合理。同时对油洗塔汽油回流量进行了分析,确定最优的汽油回流量为3100 kg/h。
    能源加工与技术
    生物质制芳烃技术进展与发展前景
    董 丽
    化工进展. 2013, 32(07):  1526-1533. 
    摘要 ( 2340 )  
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    对目前利用生物质生产芳烃几种路线以及研究进展进行评述。介绍了前景较好的代表性工艺,如:Anellotech公司开发的生物质热解制芳烃(Bio-AromaticsTM)工艺、Virent公司开发的生物基氢解糖类经过催化转化制PX(Bio-FormingTM)工艺以及Gevo公司开发的生物质异丁醇制芳烃工艺,并详细分析了各工艺的原料来源、工艺流程、工艺条件等特点。分析几种生物质芳烃工艺生产成本,并对照传统石脑油裂解重整制芳烃生产成本,分析各工艺经济性后,得出结论:Anellotech公司开发的生物质热解制芳烃工艺经济性成本与经济性最佳。在此基础上,提出今后生物质制芳烃的研究应当以提高原料利用效率、增加芳烃产率和选择性为重点,开发适合生物质转化反应的催化剂和反应器。
    生物质热解和气化制取富氢气体的研究现状
    邓文义,于伟超,苏亚欣,王晓磊
    化工进展. 2013, 32(07):  1534-1541. 
    摘要 ( 1859 )  
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    随着世界能源和环境问题的发展,洁净的氢能源成为备受关注的新能源。目前,生物质热化学法作为制取富氢气体的有效方法而被广泛研究。本文系统地介绍了国内外通过生物质热解和气化制取富氢气体的研究现状,包括热解气化工艺、物料特性、热源类型、反应条件、气化剂及催化剂等对制取富氢气体的影响。重点介绍了不同类型催化剂在生物质热解和气化反应中的应用,以及催化剂在制取富氢气体方面的优势及其作用机理。提出生物质热解和气化制取富氢气体所面临的主要问题是寻求既高效又寿命长的新型或混合型催化剂,或者从工艺、反应器的改进入手,改善催化剂的催化环境,从而解决其失效问题。
    葡萄糖、淀粉、苯酚电化学氧化耦合制氢行为
    程子洪1,高占先1,徐 军1,王 刃1,马 伟1,韩迪秋2
    化工进展. 2013, 32(07):  1542-1546. 
    摘要 ( 1400 )  
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    电化学氧化处理有机废水的过程中阳极区降解废水中的有机物,同时在阴极耦合制氢回收清洁能源。选取苯酚、葡萄糖和淀粉为研究对象,研究了相同COD浓度不同有机物的降解效果、产氢量以及他们之间的关系。研究结果表明不同有机物的降解效果由于结构和性质的不同而不同,产氢量也随之变化。苯酚降解效果最好,产氢量和产氢速率最大。对苯酚降解动力学进一步研究表明苯酚的降解是一级动力学过程,在5 V和10 V条件下的反应平衡常数分别为0.01498 h?1和0.1202 h?1,反应速率随电压升高而增大。研究结果为不同类型的有机废水选择合理的处理工艺提供了理论依据。
    工业催化
    Pd催化的有机氟化反应研究进展
    徐 珍,吕早生
    化工进展. 2013, 32(07):  1547-1554. 
    摘要 ( 1077 )  
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    近几年来,Pd催化的有机反应是有机合成领域的热点,Pd化合物在催化氟化反应中具有高活性、高选择性,引起研究者们的极大关注。本文综述了近年来Pd催化的氟化反应进展,分别从亲核氟化、亲电氟化以及不对称氟化反应三个方面综述了近年来Pd催化形成C—F键的研究进展,并对各类反应的反应条件、反应选择性、产率以及机理的研究进行了讨论和总结。特别是对合成含氟芳香化合物的研究,从反应机理、反应条件和催化配体等方面做了详细的介绍,对脂肪族含氟化合物进行了简要的概述。在此基础上,展望了Pd催化在氟化反应中的一些应用前景,指出反应机理的深入探讨和催化配体的选择是今后的研究重点和主要方向。
    介孔材料Al-SBA-15的合成研究进展
    李祥珍,王晓钟,刘 瑜,陈 伟,黄 璐
    化工进展. 2013, 32(07):  1555-1563. 
    摘要 ( 1690 )  
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    Al掺杂的介孔SBA-15材料不仅保持了介孔SBA-15材料原有的结构特征,还赋予了材料新的催化活性位,成为近年来介孔材料领域最为活跃的研究对象之一。本文详细阐述了近十几年来Al-SBA-15介孔材料的研究进展,比较了各合成方法之间的区别,并讨论了Si/Al摩尔比、合成方法和反应条件等因素对Al原子嵌入SBA-15介孔骨架的效率以及介孔材料的有序性、稳定性和酸性的影响。同时总结出加深对合成机理的研究,优化合成过程,使用较简单且高效的方法制备具有完全晶化骨架和较高Al含量的介孔Al-SBA-15是未来介孔Al-SBA-15合成研究的新方向。
    加氢处理催化剂制备技术研究进展
    李 丽,金环年,胡云剑
    化工进展. 2013, 32(07):  1564-1569. 
    摘要 ( 1581 )  
    相关文章 | 多维度评价
    从过渡金属硫化物催化剂活性相理论出发,认为在加氢催化剂制备过程中保证活性组分的适度分散和金属-载体之间适度的相互作用能提高加氢催化剂的性能。本文针对加氢处理催化剂的制备技术,综述了添加有机助剂、平衡吸附法、浆液浸渍法等浸渍改进技术以及水热沉积法、原位晶化法、化学气相沉积法等新型的制备技术,并介绍了相关的国内外研究进展。分析指出有机助剂能与载体、金属作用,进而改变金属在载体表面的存在形态,有利于高活性CoMoS相的生成;水热沉积法和原位晶化法能够使活性组分在载体上均匀吸附沉积,从而实现活性组分在载体上的分散,并形成堆积程度更高的高活性Ⅱ型活性中心。
    二烯丙基双酚A催化改性酚醛型氰酸酯树脂的催化固化
    马立群1,黄 伟1,2,曲春艳2,王雅珍1,刘洪成1,汪建新1
    化工进展. 2013, 32(07):  1570-1572. 
    摘要 ( 1708 )  
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    研究了二烯丙基双酚A(DBA)催化改性酚醛型氰酸酯树脂(cy-5),通过差示扫描量热法(DSC)、热重分析(TG)、冲击性能和动态热机械分析(DMA)测试,分析了改性树脂的热性能和力学性能。研究表明:DBA对cy-5有催化和增韧的双重作用,当DBA的添加量为5%(质量分数)时,催化效果最为明显,含10% DBA的改性树脂固化物的冲击强度达到7.41 kJ/m2,改性树脂固化物的玻璃化转变温度(Tg)和储能模量(E')均有所降低,但幅度不大。
    锐钛型介孔偏钛酸催化剂的制备及其催化酯化性能
    刘小琴1,张 煌2,郑辉东1,郭 川1,陈剑峰1,侯英俊1,王碧玉1
    化工进展. 2013, 32(07):  1573-1576. 
    摘要 ( 1268 )  
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    以工业偏钛浆为原料,通过水洗、碱洗、酸洗处理制备了锐钛型介孔偏钛酸催化剂,将催化剂用于α-蒎烯酯化反应中考察其催化性能,采用FT-IR、XRD、SEM、BET手段对催化剂的晶相结构、形貌、表面积、孔径等结构进行了表征。结果表明,最佳制备条件为:温度30 ℃,碱洗pH=8.5,酸洗pH=4.0;处理后的偏钛酸催化剂基本没有SO42?,且晶型没有发生明显变化,均为锐钛矿相,最佳条件下制备的偏钛酸催化剂孔径分布均匀,晶粒团聚较少,比表面积为334.82 m2/g,平均孔径为3.96 nm,催化α-蒎烯酯化生成草酸龙脑酯含量可达48.59 %,皂化后水蒸气蒸馏收集龙脑,m1(正龙脑)∶m2(异龙脑)=59.27∶37.07。
    材料科学与技术
    自组装法制备微/纳米结构苯胺低聚物的研究进展
    吕 伟,冯江涛,延 卫
    化工进展. 2013, 32(07):  1577-1583. 
    摘要 ( 1642 )  
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    介绍了一类新颖的可溶电活性材料——微/纳米结构苯胺低聚物。阐述了苯胺低聚物纳米纤维、微球、纳米片等微/纳米结构的自组装制备方法。从嵌段共聚物组装、软模板合成以及重结晶/沉积这三大自组装手段概述了国内外自组装法制备微纳米结构苯胺低聚物及其相关性质的研究进展,分析了各种自组装手段的优缺点。指出微/纳米结构苯胺低聚物今后的研究方向为:寻找组装过程简单、形貌易控的制备方法,提高目标产物的光电性能以及在保证苯胺低聚物电导性的同时提高低聚物的稳定性。
    层层自组装技术制备类水滑石基新型薄膜材料的研究进展
    王天雷,刘梅堂,马鸿文
    化工进展. 2013, 32(07):  1584-1590. 
    摘要 ( 1738 )  
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    类水滑石(layered double hydroxides,LDHs)具有各向异性的结构特征、特殊的理化特性及多功能性,在材料科学领域得到广泛应用。本文围绕近年来LDHs基薄膜材料的研究进展,系统概括了层层自组装技术(layer-by-layer self-assembly,LBL技术)制备的LDHs基新型薄膜材料的基础作用力(如静电吸附作用、氢键作用等),阐述了LDHs与无机分子(如蒙脱石、二氧化锰、石墨烯等)、有机分子(如聚乙烯醇、荧光染料、聚苯乙烯磺酸盐等)等组装制备的特性薄膜材料,并总结了其在光、电、催化、生物无机材料等方面的应用。指出伴随着制备方法、化学组成及成膜作用力等方面基础研究的深入以及对LBL技术的功能化、实用化研究的日臻成熟,以LBL技术构筑的LDHs基薄膜材料必将对材料、化学、生物等科技领域产生深远的影响。
    提高蛋白质生物塑料力学性能的研究进展
    岳航勃1,窦 瑶1,何 明1,尹国强2,崔英德1,3
    化工进展. 2013, 32(07):  1591-1597. 
    摘要 ( 1732 )  
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    蛋白质生物塑料力学性能差是影响其商业化的主要因素。本文介绍了提高蛋白质生物塑料力学性能的几种手段,即蛋白质失活、生物纤维增强、与合成/天然可降解高分子共混、纳米复合增强等4个方面对提高其性能的有效性。对影响蛋白质失活的主要因素,即改变环境pH值、添加尿素、无机盐及交联剂等做了详细分析。对多种天然植物纤维的增强效果以及如何增强植物纤维在聚合物基体中的分散性、与其相容性等分别做了介绍。对多种纳米材料,如纳米纤维素、层状硅酸盐、碳纳米管/石墨烯等的增强效果也做了介绍。最后提出今后发展方向为:①提高蛋白质生物塑料的性能可控性,即兼顾可生物降解性与提高力学性能、延长使用寿命;②高性能化研究,以使蛋白质生物塑料满足某些特殊要求;③拓展蛋白质新来源。
    羧甲基纤维素钠改性零价铁在石英砂中的迁移能力
    殷其亮1,李筱琴1,2,李 瑛1,肖 阳1
    化工进展. 2013, 32(07):  1598-1603. 
    摘要 ( 1907 )  
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    利用羧甲基纤维素钠(CMC)对零价铁进行改性,通过Zeta电位、粒型粒度和沉降曲线的变化探讨改性剂添加量影响零价铁分散的机理,同时考察改性剂添加量、流速和多孔介质类型对零价铁迁移的影响。结果表明,CMC对零价铁的分散机理符合DLVO模型,静电空间位阻带来的势垒增加量与CMC添加量成正相关,能促进零价铁的分散;经500%CMC(CMC与零价铁的质量比)改性的零价铁分散性能最好,成颗粒状、吸光度在90 min下降31%。受零价铁与石英砂作用能、填充介质的吸附位点和剪切力的影响,零价铁的迁移能力随着CMC添加量的增多,填充介质粒径的增大和流速的增加而增强。
    微球状ZIFs材料(TIF-5Zn)的制备及稳定性
    康小珍,石 琪,董晋湘
    化工进展. 2013, 32(07):  1604-1607. 
    摘要 ( 1533 )  
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    以5,6-二甲基苯并咪唑和咪唑为配体,Zn(NO3)2为金属盐,采用水作为溶剂合成了一种具有GIS拓扑结构的沸石咪唑酯骨架(ZIFs)材料TIF-5Zn。研究了反应溶剂(水、甲醇、甲醇-氨水)对材料形貌的影响以及材料的化学稳定性和热稳定性,并用XRD、SEM、TG及CHN元素分析等手段对材料进行了表征。结果表明:溶剂对其形貌有显著的影响,在单一溶剂水或甲醇中只能形成不规整的微/纳米颗粒聚集体,而在甲醇-氨水混合溶剂中得到了形貌规整的微球状TIF-5Zn,它是由亚微米粒子组装而成的多级微米球结构。
    星状羟基功能化聚苯乙烯/聚乙烯两嵌段共聚物的合成
    阳小宇1,吴新华1,赵阳锋1,2,黄启谷2
    化工进展. 2013, 32(07):  1608-1612. 
    摘要 ( 1597 )  
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    采用CpTiCl3/I4/Zn催化体系引发苯乙烯活性自由基聚合,之后引入乙烯,以MAO为助催化剂催化乙烯配位聚合,合成无规聚苯乙烯-聚乙烯嵌段共聚物aPS-b-PE。考察了聚合温度、时间、乙烯压力和Al/Ti摩尔比等反应条件对共聚合的影响。使用氯仿对共聚物进行抽提,采用GPC、DSC和 13C NMR对氯仿可溶部分的结构和性能进行了表征。DSC结果显示,共聚物的玻璃化转变温度Tg为86 ℃,属于无规聚苯乙烯相玻璃化转变温度,熔点Tm为112 ℃,属于聚乙烯相的熔点。13C NMR结果证明聚苯乙烯链段为无定形态。这些表征结果表明星状羟基功能化aPS-b-PE共聚物是嵌段结构。
    硅胶衍生尼古丁印迹整体柱的制备及其识别
    逯翠梅1,李 辉1,2,李昱琢1,谭先周2,李 贵2
    化工进展. 2013, 32(07):  1613-1620. 
    摘要 ( 1461 )  
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    采用原位聚合并表面接枝制备了硅胶衍生尼古丁印迹整体柱。红外光谱和扫描电镜研究了聚合物的结构,基于尺寸排阻色谱原理测定了整体柱的总孔和微孔体积。在高效液相色谱系统中,考察了色谱条件对整体柱选择性的影响;用前沿色谱法测试了MIP整体柱的等温吸附,并研究了整体柱的吸附热力学。结果表明: MIP整体柱对尼古丁的选择因子相对8-羟基喹啉和吡啶分别为4.31和2.95;当流动相中pH值为7.5时,选择性最好;Freundlich模型比Langmuir模型更适合描述尼古丁在印迹整体柱上表面位点分布,位点异化指数为0.841;吸附热力学分析表明尼古丁在印迹整体柱上的自发放热吸附过程。
    催化剂DABCO8154对硬质聚氨酯泡沫塑料性能的影响
    何金迎1,丁雪佳1,王林生1,李熙然1,苏磊静1,雷晓慧1,华卫琦2,齐旺顺2
    化工进展. 2013, 32(07):  1621-1624. 
    摘要 ( 1755 )  
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    采用一步法合成聚氨酯硬质泡沫塑料,考察了催化剂DABCO8154对聚氨酯塑料发泡体系的发泡时间、表观密度、热稳定性能、力学性能等的影响。随着DABCO8154用量的增加,发泡时间缩短,表观密度先下降后提高。压缩性能、弯曲性能随着DABCO8154含量增加逐渐降低。随着DABCO8154的加入,制品热稳定性提高。
    生物化工
    代谢通量分析在酶合成过程中的应用研究进展
    高 振,熊 强,徐 晴,宋 萍,李 霜
    化工进展. 2013, 32(07):  1625-1628. 
    摘要 ( 1538 )  
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    代谢通量分析可以有效预测微生物的代谢状况,指导生物合成过程,已在多个领域得到成功应用。本文概括分析了三大代谢通量分析技术(基于物料平衡、基于同位素示踪技术以及基于基因组尺度规模网络)在工业生物技术领域的应用,阐述了相关技术的优势及局限性。在此基础上重点论述了基于物料平衡及同位素示踪这两类通量分析技术在酶合成领域的研究进展,分析了代谢通量分析应用于复杂代谢产物可能存在的问题,指出如何将信号转导、转录调控等信息纳入代谢网络将成为未来酶合成过程代谢分析的研究重点。
    响应面法优化甘露醇产丁醇的发酵条件
    李 锋1,2,温顺华1,黄庶冰3,吴卫红2,廖 威4,王何健5,黄庶识1
    化工进展. 2013, 32(07):  1629-1634. 
    摘要 ( 1561 )  
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    以褐藻的主要成分甘露醇为底物,利用丙酮丁醇梭菌ATCC824发酵生产丁醇。采用Plackett-Burman(P-B)和Box-Behnken优化发酵条件。在Plackett-Burman实验设计时,考察牛肉膏、酵母浸粉、胰蛋白胨、乙酸铵、 KH2PO4、MgSO4?7H2O、FeSO4?7H2O、接种量、发酵温度、初始pH值这10个因素对丁醇产量影响,筛选出影响丁醇发酵的重要参数是发酵温度、初始pH值、乙酸铵浓度,利用Box-Behnken设计确定最优发酵条件为发酵温度37.3 ℃、初始pH值6.38、乙酸铵浓度2.82 g/L。数学模型分析预测最大丁醇产量为8.47 g/L。经实验验证表明,在优化条件下的丁醇产量平均值达到8.52±0.55 g/L。这说明利用统计学方法优化甘露醇的丁醇发酵条件是有效的。
    精细化工
    草甘膦合成工艺研究进展
    陈 丹1,李 健4,李国儒3,陈标华1,银凤翔2,3
    化工进展. 2013, 32(07):  1635-1640. 
    摘要 ( 3583 )  
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    综述了国内外合成草甘膦的各种工艺路线和最新研究成果,重点介绍了甘氨酸路线和亚氨基二乙酸(IDA)路线,并结合国内外的实际情况,深入分析比较了这两种路线的优缺点。以氢氰酸为原料的IDA-空气(氧气)催化氧化工艺路线最具竞争优势,国外由于氢氰酸价格低廉而普遍采用这种路线。我国受氢氰酸原料的限制,草甘膦生产目前仍以甘氨酸-亚磷酸二甲酯路线为主,IDA路线为辅,但是随着氢氰酸生产技术的突破,IDA路线终将成为我国草甘膦生产的主流工艺路线。文章还简要介绍了一些新型的具有原子经济性的草甘膦合成工艺,如生物催化法和光化学法等,这些方法都有望在未来得到突破。
    含氟季铵盐表面活性剂的合成与应用研究进展
    徐运欢,郑 成,林 璟,毛桃嫣,黄武欢
    化工进展. 2013, 32(07):  1641-1648. 
    摘要 ( 1992 )  
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    含氟季铵盐表面活性剂是一类具有高表面活性、高耐热稳定性、高化学稳定性和憎水、憎油等特殊性能的新型表面活性剂。本文系统综述了含氟季铵盐表面活性剂的合成路线和方法,并按照其不同的分子结构特点进行了分类比较,着重介绍了含二烯丙基、羟基、双子、胺基等一些特定功能基团的含氟季铵盐表面活性剂的合成和特性,并阐述了其在相转移催化剂、超临界CO2助剂、金属腐蚀抑制剂、泡沫灭火剂、织物整理剂、抗菌剂等方面的应用。最后,分析了含氟季铵盐表面活性剂目前存在的问题及对其发展趋势进行了展望。
    手性Gemini表面活性剂的研究进展
    梁亚琴1,2,胡志勇1,曹端林1,梁 栋1
    化工进展. 2013, 32(07):  1649-1655. 
    摘要 ( 1716 )  
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    回顾了近年来手性Gemini表面活性剂的合成和应用研究进展,按照天然手性源种类对其进行归纳和总结,阐述了酒石酸基、氨基酸基、糖基和松香基等手性Gemini表面活性剂合成方法的研究现状,并介绍了手性Gemini表面活性剂具有高表面活性、生物相容性、可生物降解性和立体选择性等特点。最后,指出了手性碳原子的立体构型对于手性Gemini表面活性剂自组装行为的影响还有待于进一步研究,展望了其在制备手性介孔材料、药物载体和胶束催化等领域的发展趋势。
    超声强化酯交换合成蔗糖月桂酸单酯的工艺
    徐勇士,杭方学,李大成,李 红,杨西竹
    化工进展. 2013, 32(07):  1656-1660. 
    摘要 ( 1785 )  
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    以月桂酸甲酯和蔗糖为原料,无水碳酸钾为催化剂,在超声场中合成蔗糖月桂酸酯。考察了糖酯摩尔比、催化剂用量、DMSO试剂量及反应时间对蔗糖月桂酸单酯产率的影响,根据Box-Benhnken试验设计原理,采用三因素三水平的响应面分析法 ,建立了40 kHz 超声场中合成蔗糖月桂酸单酯的二次多项式回归方程,确定了合成蔗糖月桂酸单酯的适宜工艺条件:糖酯摩尔比3.7∶1、催化剂用量占月桂酸甲酯质量的12.8%、DMSO试剂量为7.9 mL。在适宜工艺条件合成的蔗糖月桂酸单酯产率为68.16%。
    超临界一步法合成聚醚胺的工艺
    颜吉校,金一丰,贾埂美
    化工进展. 2013, 32(07):  1661-1665. 
    摘要 ( 1592 )  
    相关文章 | 多维度评价
    采用超临界流体技术,一步反应合成了聚醚胺,旨在解决羟基胺化的技术瓶颈。主要研究了催化剂用量、物料配比、反应时间、反应温度、临氢压力对转化率的影响。确立了较佳反应条件为:催化剂用量7.5%,液氨对聚醚质量比1.5∶1,反应时间7.5 h,反应温度160 ℃,临氢压力1.0 MPa。最后,利用了核磁共振波谱技术对产品结构进行了表征。此工艺路线的成功开发,将为替代聚醚胺传统釜式间歇生产工艺,实现连续生产提供强有力的依据。
    资源与环境工程
    CO2化学利用的研究进展
    孙洪志,王 倩,宋名秀,阿不都拉江?那斯尔,王付燕,朱维群
    化工进展. 2013, 32(07):  1666-1672. 
    摘要 ( 2043 )  
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    概述了近年来CO2化学利用的主要研究内容和成果,介绍了CO2的催化加氢反应、氨化反应、酯化反应等化学利用方法。对CO2的催化加氢原理及其催化剂进行了论述,阐述了CO2酯化反应的合成条件及应用,提出了氨化合成三聚氰酸的CO2化学利用新方法。探讨了CO2化学利用对CO2减排的意义,并展望了CO2化学利用的研究方向。认为CO2催化加氢和酯化反应在短期内实现工业化是不可行的,而氨化合成三聚氰酸具有广阔的发展前景。
    污水厌氧生物处理监控技术研究进展
    常 佳,费学宁,郝亚超,李彤鲜,朱慧芳
    化工进展. 2013, 32(07):  1673-1677. 
    摘要 ( 1419 )  
    相关文章 | 多维度评价
    在厌氧生物处理技术中,通过对各类厌氧菌在工艺运行期间的形态变化及其在污泥中的分布的实时监控,合理把握厌氧工艺进程,充分发挥厌氧菌的各自优势,对废水处理效率的提高具有重要意义。本文介绍了厌氧工艺进程实时监控技术的研究进展,从反应器启动运行中常规指标监测、菌群形态学监测方法及分子生物学监测技术三方面对监控技术加以论述;归纳比较了各方法在监测准确度和灵敏度上的差异,并在此基础上提出了将传统监测方法和分子生物学技术进行结合、将荧光探针标记靶点转移到细胞膜表面等建议,展望了分子生物学技术在污水厌氧生物处理监控领域的应用前景。
    垃圾焚烧飞灰处置技术研究进展
    熊祖鸿,范根育,鲁 敏,郭华芳,陈 勇
    化工进展. 2013, 32(07):  1678-1684. 
    摘要 ( 1914 )  
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    系统介绍了垃圾焚烧飞灰处理技术和最新研究成果,阐述了垃圾焚烧飞灰处理技术一般可分为固化/稳定化技术和分离萃取技术两大类。其中固化/稳定化技术主要为水泥固化、热处理、化学药剂稳定化及水热处理技术;分离萃取技术主要为生物/化学提取和超临界流体萃取技术。分析了各项技术的优缺点,认为:水泥固化技术成本低,但增容过大;热处理技术有一定的减容效果,但能耗成本过高;化学药剂稳定化技术稳定化程度高,但较难实现多种重金属的同步固化;生物/化学提取技术反应条件温和,但成本较高;超临界流体萃取技术虽能有效实现重金属的回收利用,但其对设备要求过高;而水热处理技术的反应条件虽对设备有一定要求,但其无害化程度高,而且反应产物可以再利用。最后指出,水热法应该是未来具有较大应用潜力的飞灰处理方法。
    微分散轮盘塔萃取净化湿法磷酸的实验研究
    祝 杰,叶世超,白 洁,吴振元,李俊宏,曾晓娟
    化工进展. 2013, 32(07):  1685-1690. 
    摘要 ( 1725 )  
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    采用筛网孔径为75 μm的微分散轮盘萃取塔净化湿法磷酸,在TBP+煤油/磷酸/水为体系的实验条件下,研究了浓度为55%的湿法磷酸的萃取及反萃特性,考察了不同转速、总体积通量和相比对萃取率和反萃取率的影响。研究结果表明,萃取率随转速及相比的增大而增大,随总体积通量的增大而减小,最优萃取条件:转速为250 r/min,总体积通量为56.62 L/(m2?min),相比为4,磷酸萃取率可达55%;反萃率随转速的增大而增大,随相比及总体积通量的增大而减小,最优反萃条件:转速为300 r/min,总体积通量为56.62 L/(m2?min),相比为6,磷酸反萃率可达85 %。通过量纲为1化拟合出体积传质系数经验计算式为KXa=1.53×10?3p?0.28135Fr0.344493W/D,与实验规律吻合,可以为工业放大设计和优化提供了较好的实验依据。
    废电路板中回收玻璃纤维对聚丙烯基复合材料力学性能的影响
    龙来寿,曾懋华,彭翠红
    化工进展. 2013, 32(07):  1691-1694. 
    摘要 ( 1610 )  
    相关文章 | 多维度评价
    以废电路板中的回收玻璃纤维粉体(RFGP)作为聚丙烯基复合材料的填充料,采用熔融共混方法制备了玻璃纤维粉体/聚丙烯复合材料(PPMC),并通过其力学性能测试和缺口冲击断面形貌观察,分别研究了RFGP的表面改性、粒级及填充量对PPMC力学性能的影响。结果表明:经过γ-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH-550)表面改性处理的RFGP可明显提高PPMC力学性能,其中粗粒级的RFGP对PPMC力学性能的提高幅度比细粒级的更显著,并随填充量的增加先升高后降低;当改性RFGP的粒级为180~450 μm及填充量为30%时,PPMC的弯曲模量、弯曲强度、拉升强度和冲击强度最大增幅分别为68.4%、31.2%、25.9%和41.4%。
    无纺布膜生物反应器膜污染分析及其控制技术
    李 艳1,陈伟楠2,王 灿1,高 欣3,季 民1
    化工进展. 2013, 32(07):  1695-1700. 
    摘要 ( 1662 )  
    相关文章 | 多维度评价
    利用自行开发的无纺布膜生物反应器(NWMBR)处理洗浴废水。结果表明,在有机负荷0.64 kgCOD/(m3?d)、污泥浓度5 g/L、水力停留时间6.3 h和膜通量13 L/(m2?h)条件下,出水可始终稳定在COD<20 mg/L,BOD5<3 mg/L,LAS<0.3 mg/L,NH3-N<0.5 mg/L以及浊度<0.5 NTU。在13 L/(m2?h)通量下膜表面形成松散的泥饼层,反应器稳定运行约50天后泥饼层泥量达到9.3 g/m2时导致膜污染的发生;当通量升至18 L/(m2?h)时迅速形成密实的泥饼层导致膜污染。经过分析发现,膜表面污染物主要由亲水有机物、羧酸类、多糖类、蛋白质类等有机物质组成,也存在少量的由Na、Ca、Si、Al等元素形成的无机污染。采用次氯酸钠反冲式清洗,可使无纺布膜的清水通量恢复率达98%,膜平均孔径可从8.25 μm恢复至47.2 μm。
    UASB和微生物固定化反应器降解含聚废水组合工艺
    刘江红1,潘 洋2,谷璟瑶3,贾云鹏1,芦 艳1
    化工进展. 2013, 32(07):  1701-1705. 
    摘要 ( 1615 )  
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    随着聚合物驱油技术在油田的广泛推广,部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)在为油田提高采收率的同时,对当地环境也产生了相当大的危害。本文在对含聚污水水质分析和可生化性分析的基础上对污水进行可生化性调整,运用“气浮-UASB-水解酸化-微生物固定化反应器”组合工艺对含聚污水进行了生化处理模拟实验。模拟实验分为静态模拟和动态模拟两部分。静态模拟实验中,降解6天后,聚丙烯酰胺降解率达到89.7%。动态模拟试验中,组合工艺处理2天以后,HPAM降解率为88.65%,原油总去除率为99.40%,出水COD总去除率为93.40%。利用扫描电镜(SEM)和红外光谱分析聚丙烯酰胺降解产物,显示HPAM由大分子物质断裂成小分子物质,HPAM的酰胺基转化为羧基。
    红土镍矿酸浸沉镍废水制备硫酸镁
    晁静霞,夏举佩,张召述,王金博
    化工进展. 2013, 32(07):  1706-1711. 
    摘要 ( 1608 )  
    相关文章 | 多维度评价
    以元江红土镍矿硫酸溶出液沉镍废水为原料,加入碱式碳酸镁,在室温下利用不同离子水解pH值差异,实现富镁除杂的目的。实验研究了pH值、反应时间、静置时间对废水中离子浓度的影响,确定了较优操作条件为:pH 值 6.5、搅拌通气时间 5 h、静置时间3 h。在此条件下,废水中镁离子的含量提高7.6%,铁、铝、钙、镍杂质离子的去除率分别为99.85%、99.9%、28.57%、35.8%。将此沉镍废水净化液真空浓缩、结晶,分离干燥得七水硫酸镁产品,其质量达到HG/T 2680—95工业七水硫酸镁合格品的要求。
    PVA固定高效苯酚降解菌的性能
    张红涛,刘永军,张云鹏
    化工进展. 2013, 32(07):  1712-1716. 
    摘要 ( 1733 )  
    相关文章 | 多维度评价
    生物降解含酚废水是一种既经济又有效的方法,固定微生物可以快速降解除酚。通过对高效苯酚降解细菌(XA05)的几种不同固定方法进行比较,最后确定采用PVA冰冻解冻固定法。研究了聚乙烯醇(PVA)生物膜浓度、包埋细菌浓度对降解苯酚性能的影响,最终选取PVA浓度为10%g/g,包埋细菌浓度为4% g/g的生物膜。并将所制PVA生物膜活化后与游离细菌对苯酚的降解能力进行比较,结果表明,在不同pH值、温度下生物膜对苯酚的降解速率优于游离细菌,PVA冰冻解冻法包埋XA05对含酚废水的生物处理是一种有效的方法。
    应用技术
    SLC-S催化剂的工业化应用
    邵 平 均
    化工进展. 2013, 32(07):  1717-1720. 
    摘要 ( 1215 )  
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    介绍了在中沙(天津)石化有限公司对上海立得催化剂公司生产的适合气相流化床工艺的SLC-S催化剂进行了工业化应用试验的情况,考察了催化剂的活性、氢调性能、共聚性能及还原比对它们的影响;测试了催化聚合产品的堆积密度、平均粒径、流化密度及还原比对它们的影响,并将这些指标与国产同类催化剂进行了对比,结果显示SLC-S催化剂的性能指标优于国产同类催化剂且对还原比的响应不敏感;测试了最终产品的性能,结果表明,产品的综合指标达优品级。
    行业动态
    燃料乙醇产业发展现状
    仉 磊,李纪红,李十中
    化工进展. 2013, 32(07):  1721-1723. 
    摘要 ( 1016 )  
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