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本期目录
2013年 第32卷 第08期 刊出日期:2013-08-05
    特约评述
    煤炭的微波干馏技术研究进展
    方向晨,张忠清,翁延博,张庆军
    化工进展. 2013, 32(08):  1725-1733. 
    摘要 ( 1417 )  
    相关文章 | 多维度评价
    将煤炭加工转化成洁净、高效的二次能源以替代石化产品,对于缓解石油供需矛盾、实现煤炭清洁利用、保障国家能源安全具有重要的战略意义。本文概述了微波加热的机理、特点与优势以及国内外微波加热煤干馏技术的研究进展,提出了煤分级加工及清洁化利用技术研发思路,指出与常规的煤干馏技术相比,微波干馏煤焦油的性质更好,更适合于加工生产化工产品和汽油、柴油产品。所产煤气纯度高,富含甲烷、氢等高价值组分,利于综合利用。该技术易与现有电厂、钢厂等用煤大户企业结合,形成煤分级加工及清洁利用组合体,有利于资源的高效利用。与现有石油加工企业组合,更能优化产品的加工利用方案。
    化工过程与装备
    基于超临界流体抗溶剂原理的造粒技术及其装置研究进展
    康永强1,陈爱政1,2,王士斌1,2,刘源岗1,2
    化工进展. 2013, 32(08):  1734-1742. 
    摘要 ( 1454 )  
    相关文章 | 多维度评价
    超临界抗溶剂造粒技术由于具有操作条件温和、制得的微粒有机溶剂残留少、微粒粒径和形态可控等优点,已广泛地应用于药物运输体系的研究当中。本文简要介绍了超临界抗溶剂造粒技术的基本原理、装置组成和基本分类;从技术发展、喷嘴改进、技术结合、产品收集等方面,详细阐述了GAS、ASES、SEDS、SEDS-PA、SpEDS、SAS-EM、SAS-IJ、连续式RESS以及RESAS等基于超临界流体抗溶剂原理的造粒技术及其装置的改进过程;然后对目前其中存在的颗粒团聚、产品收集难和装置资源没有充分利用等问题提出了可能的解决方案;最后从数学模型的建立和规模化两方面,对超临界抗溶剂造粒技术基础理论的完善及其装置的改进进行了展望。
    微通道内液-液两相流研究进展
    唐 静,张旭斌,蔡旺锋,陈 丹,王富民
    化工进展. 2013, 32(08):  1743-1748. 
    摘要 ( 1545 )  
    相关文章 | 多维度评价
    从流型、传质和应用3个方面,介绍了近年来微通道内液-液两相流的研究进展。液-液两相流型研究内容主要有两部分,即流型的观察、流型谱图的绘制以及考察多种因素对流型的影响,但是具有普适性的流型谱图和流型转变线仍未提出。液-液两相传质研究方法包括实验研究和数值模拟两种,主要研究在液滴流、弹状流和平行流3种稳定流型下的传质过程;且相对于定性研究,定量的传质研究较少。对于微通道内液-液两相流应用研究,主要体现在萃取、材料合成、生物结晶等方面。此外,对今后微通道内液-液两相的流型、传质和应用研究进行了展望,指出需从实验与模拟计算相结合以及拓展微通道内液-液两相流的应用研究两个方面进行深入研究,推进其工业化进程。
    易燃易爆危险品火灾危险性分级标准概述
    张 网1,2,杨 昭1,李 晋2, 王 婕2,吕 东2
    化工进展. 2013, 32(08):  1749-1754. 
    摘要 ( 1321 )  
    相关文章 | 多维度评价
    危险化学品种类繁多,容易发生火灾,且一旦发生火灾难于扑救。介绍了危险化学品火灾事故的特点。危险品中的易燃气体、易燃液体、易燃固体、氧化类物质具有易燃易爆特点,属于消防监督管理的范围。介绍了易燃气体的火灾危险性参数测试标准及不同爆炸极限测试标准的特点。介绍了可燃液体的火灾危险性参数测试标准,概述了不同闪点测试标准的适用范围。概述了可燃固体、氧化类物质的火灾危险性分级标准。展望了易燃易爆危险品需开展的研究及标准的制定。
    赤砂糖回溶糖浆的半碳法澄清脱色工艺
    李利军,崔 越,李青松,刘 焘,李彦青
    化工进展. 2013, 32(08):  1755-1758. 
    摘要 ( 1707 )  
    相关文章 | 多维度评价
    对现有的赤砂糖回溶糖浆澄清脱色工艺进行了改进,重点考察了碳酸氢钠替代二氧化碳作碳源物质,安全的聚丙烯酸钠替代不安全的聚丙烯酰胺作絮凝剂,并对氢氧化钙、碳酸氢钠和聚丙烯酸钠对赤砂糖回溶糖浆澄清脱色效果及其用量进行了研究,通过正交试验确定了赤砂糖回溶糖浆澄清脱色的最佳工艺条件。结果表明:碳酸氢钠量4 g/L、氢氧化钙量7 g/L、聚丙烯酸钠量0.008 g/L,最佳工艺脱色率达到67.3%。证明了赤砂糖回溶糖浆的半碳法脱色工艺可行,减少了亚硫酸的用量,提高了碳源的利用率,也解决了碳法滤泥多且污染环境的问题。
    加V形导流槽的跑道式藻池CFD模拟
    黄 文,何开岩,钟水库,谢 安,曾 威,孙 备
    化工进展. 2013, 32(08):  1759-1764. 
    摘要 ( 1607 )  
    相关文章 | 多维度评价
    针对传统跑道池容易出现藻液分层和微藻培养密度低等不足,本文提出了一种具有同时增加表面积体积比和导流作用的透明V形导流槽,并采用CFD模拟了导流槽的V形倾斜角、藻液深度和进气速度对反应器内速度场分布的影响。结果表明:通过导流槽下表面的导流作用,气升混合所影响的范围被扩大到两侧池壁附近的流域,在竖直方向形成了比较均匀的上下层之间的流场循环。从而改善了藻液的混合以及光照条件,也增加了CO2在藻液中的停留时间。优化后的V形导流槽的倾斜率为0.1,藻液深度为0.3 m,进气速度为0.1 m/s。在优化条件下,速度场的分布比较均匀,平均速度适中,有利于防止微藻附壁生长和沉淀,能量消耗也相对较小。
    翅片板式传热器双流道传热与流动数值模拟
    徐晓冉1,张锁龙1,3,王存明2
    化工进展. 2013, 32(08):  1765-1770. 
    摘要 ( 1184 )  
    相关文章 | 多维度评价
    焊接型板式传热器的紧凑性好、质量轻、传热性能好、初始成本低等优越性已越来越被人们所认识,因此人们纷纷对板式传热器内流动状态和传热机理展开研究。鉴于此,本文运用数值模拟软件Fluent对全焊接翅片板式传热器双流道进行模拟,在此基础上又进行了实验研究及实验数据与数值模拟的对比分析,得出不同结构参数和操作参数下翅片的传热系数和压力降,并分析翅片高度和翅片间距对翅片传热性能与流动阻力的影响。结果表明:①固定冷侧的入口速度和温度,热侧的传热系数和压降随之热侧入口速度增加而增大;②板间距一定时,翅片高度并非越高传热性能越好;③翅片间距越小,传热性能越好。
    纳米管阵列表面流动沸腾传热特性的实验研究
    王新亮1,杨文刚2,史晓平1,陶金亮1,邢晓康1
    化工进展. 2013, 32(08):  1771-1774. 
    摘要 ( 2102 )  
    相关文章 | 多维度评价
    利用阳极氧化法在钛换热管内表面制备出了一层管阵列结构纳米薄膜。以该纳米管阵列表面管为传热元件,蒸馏水为工质,采用管外电加热竖管强制循环工艺,在恒质量流速下考察了纳米管阵列表面管的流动沸腾传热性能。在实验的基础上,得出了纳米管阵列表面管流动沸腾传热系数关联式。实验结果表明,与光滑表面管相比,流动沸腾传热温差降低了30%~55%,在没有增加阻力的情况下,沸腾传热系数提高了1.5~2.2倍。
    间歇减压精馏分离2-甲基吡啶/2-羟乙基吡啶
    黄丽丽1,2,吴 爽3,贾春玲3,宁晓宇1,刘 博1,2,王健壮1,2
    化工进展. 2013, 32(08):  1775-1779. 
    摘要 ( 1349 )  
    相关文章 | 多维度评价
    采用间歇减压精馏法实现了2-甲基吡啶和2-羟乙基吡啶这一热敏性混合物的分离,并考察了投料组成与操作压力对减压精馏过程的影响。结果表明,高真空条件降低了塔釜温度从而避免了物料在塔釜中受热变性,对于热敏物料2-羟乙基吡啶,减压精馏过程中压力应控制在4325 Pa以下,此时塔釜产品2-羟乙基吡啶的质量分数均能大于97%,同时收率能保持在86%以上。在压力为1325 Pa时,不同投料组成下塔顶产品2-甲基吡啶的质量分数和塔釜产品2-羟乙基吡啶的质量分数均高于98%,两者的收率也均在85%以上,能够很好地满足工业生产要求。
    离子液体萃取精馏制取乙醇的计算机过程模拟与优化
    王宝华1,任佳伟2,冉晓萌1,邵 露1,李 洁1,王 妍1,鲁 冰1
    化工进展. 2013, 32(08):  1780-1783. 
    摘要 ( 1784 )  
    相关文章 | 多维度评价
    采用乙醇-水-1,3-二甲基咪唑二甲酯磷酸盐([MMIM]+[DMP]?)体系的汽液相平衡数据回归了NRTL模型的二元交互参数。根据对剩余曲线的分析确定选用[MMIM]+[DMP]?作为萃取剂进行萃取精馏方案的可行性。通过模拟计算得到最佳操作条件:萃取剂进料量为30~40 kg/h,回流比为0.6,原料进料位置为第23块理论板,萃取剂进料位置为第2块理论板,此时塔顶产品浓度可达到99.6%。通过模拟确定的[MMIM]+[DMP]?用于乙醇-水萃取精馏的设计及操作参数为实验研究提供了数据基础,为离子液体工业化的研究提供了理论基础。
    丙烯酸甲酯-甲醇-水体系逆流萃取过程的模拟
    陈艳红,张贝克,马 昕,卢秉南
    化工进展. 2013, 32(08):  1784-1788. 
    摘要 ( 1676 )  
    相关文章 | 多维度评价
    基于某丙烯酸甲酯厂甲醇萃取过程的实际运行数据与实际转盘塔的形式结构,计算了实际转盘塔的理论级数。使用Aspen Plus流程模拟软件,通过对进料组分合理的简化,建立了能够良好描述该萃取设备实际运行工况的模型,并实现了丙烯酸甲酯生产工艺中的萃取塔T303的流程模拟。结果表明,在逆流萃取级数n=3时,模拟结果与实际数据基本吻合。在所建模型基础上,研究了温度、萃取相比、理论级数等操作条件对萃取结果的影响。通过分析和比较不同条件下的模拟结果,提出了能够提高产品质量的建议,也为丙烯酸甲酯生产工艺改造与扩大生产提供了理论依据。
    能源加工与技术
    钠离子电池研究进展
    叶飞鹏1,2,王 莉2,连 芳1,何向明2,3,田光宇3,欧阳明高3
    化工进展. 2013, 32(08):  1789-1795. 
    摘要 ( 2422 )  
    相关文章 | 多维度评价
    钠离子电池具有比能量高、安全性能好、价格低廉等优点,在储能领域有望成为锂离子电池的替代品。本文阐述了钠离子电池的研究现状,对钠离子电池研究的正负极材料、电解质的制备以及其电化学性能作了概述性讨论。正极材料有氧化物型、聚阴离子型;负极材料有碳基材料、钛基材料和合金负极材料等;电解液有有机溶剂电解液和凝胶聚合物电解液,并分别阐明了各种材料的优势和局限性。最后指出了这类高效钠二次电池体系有可能逐渐替代锂离子电池,并指明了现阶段发展钠离子的主要问题是不同体系材料的相互匹配。
    天然气水合物颗粒微观受力及聚集特性研究进展
    刘海红1,李玉星1,王武昌1,陈鹏1,张庆东1,樊新斌2
    化工进展. 2013, 32(08):  1796-1800. 
    摘要 ( 1686 )  
    相关文章 | 多维度评价
    水合物颗粒微观受力和聚集是影响水合物浆稳定流动的关键,本文调研了国内外研究水合物颗粒受力和聚集常用的测量装置,主要有聚焦光束反射测量仪、颗粒图像显微镜、高压差示扫描量热仪、微机械测力装置;受力测量和理论研究证明了毛细液桥力是导致水合物颗粒聚集的主要黏附力;介绍了常用于水合物聚集特性研究的受力平衡模型,通过该模型可以计算得到水合物颗粒最大临界聚集粒径;总结了众学者提出的水合物颗粒聚集机理,并阐述了基于群体平衡模型建立的接触诱导-剪切限制聚集机理的物理模型,该模型能够很好地描述水合物颗粒的动态聚集过程;水合物颗粒微观受力和聚集机理的深入研究和明确将对石油天然气的输送具有非常重大的意义,确定防聚集对水合物聚集的影响是未来研究的重点。
    离子液体在生物柴油合成中的应用研究进展
    杨建军1,马晓迅2,关卫省1
    化工进展. 2013, 32(08):  1801-1806. 
    摘要 ( 1694 )  
    相关文章 | 多维度评价
    离子液体具有较强的催化能力、较强的溶解能力、较低的蒸气压等特性,其在生物柴油合成中的应用近年来受到人们的持续关注。本文介绍了离子液体不仅可作为酶催化合成生物柴油的绿色溶剂,作为酯交换反应合成生物柴油的催化剂,还可作为催化剂载体,并可以实现离子液体在生物合成应用中的循环利用。提出了今后应加强对离子液体中固定化脂肪酶催化合成生物柴油的传质过程和催化作用机制及离子液体的循环利用进行研究。
    麻疯树籽油生物柴油-0#柴油混合燃料与橡胶、塑料的兼容性
    张家栋1,尚 琼2,鲁厚芳1,梁 斌1
    化工进展. 2013, 32(08):  1807-1812. 
    摘要 ( 1654 )  
    相关文章 | 多维度评价
    麻疯树籽油是制备生物柴油的优良原料油,由其制得的生物柴油具有良好的应用前景。为了分析和评价在运输、储存和使用过程中麻疯树籽油生物柴油与材料的相互影响,本文主要考察了4种橡胶和4种塑料分别与麻疯树籽油生物柴油-0#柴油混合燃料的相互作用及影响。试验结果表明:生物柴油混合燃料与材料接触28~56天后,其酸值和运动黏度仍满足国家标准要求;氟橡胶质量、硬度变化小,厚度的变化率小于18.00%,拉伸强度变化率小于?22.00%,有较好的耐甲酯性,而氯丁橡胶、三元乙丙橡胶及丁腈橡胶不能长期使用;生物柴油混合燃料对4种塑料厚度、质量的影响较小,其稳定性较好。
    氧化法脱除重油催化裂化柴油中的硫化物
    李瑞丽,刘 瑛,李 波
    化工进展. 2013, 32(08):  1813-1817. 
    摘要 ( 1918 )  
    相关文章 | 多维度评价
    采用双氧水-甲酸对重油催化裂化柴油进行氧化,然后使用N,N-二甲基甲酰胺萃取剂萃取脱硫。研究了在反应体系中氧化时间、氧化温度以及双氧水与甲酸的加入量对氧化脱硫率的影响,并考察了加入分散剂Span-80的效果。最终得到双氧水-甲酸-Span-80体系最佳氧化条件:分散剂Span-80为2.0%,双氧水为36%,甲酸为32%,氧化温度为60 ℃,氧化时间为50 min。分散剂Span-80的加入可以大大提高双氧水-甲酸体系对重油催化裂化柴油的氧化脱硫能力。在双氧水-甲酸体系最佳条件下氧化萃取脱硫率为85.58%,双氧水-甲酸-Span-80体系脱硫率高达98.27%,重油催化裂化柴油的硫含量由12 500 mg/L降至216 mg/L。气相色谱结果显示,氧化脱硫后重油催化裂化柴油中的噻吩、苯并噻吩及其衍生物基本被脱除,有少量二苯并噻吩及其衍生物需要进一步脱除。
    工业催化
    催化裂解制低碳烯烃技术研究进展
    王志喜,王亚东,张 睿,孟祥海,刘植昌,徐春明
    化工进展. 2013, 32(08):  1818-1824. 
    摘要 ( 1701 )  
    相关文章 | 多维度评价
    对以石油路线生产低碳烯烃的催化裂解工艺进行了综述。催化裂解结合了传统蒸汽裂解和流化催化裂化的优势,表现出良好的原料适应性和较高的低碳烯烃产率,针对不同的石油裂解原料已经开展了相应工艺技术的研究。本文总结了目前催化裂解制低碳烯烃技术的研究进展,指出ZSM-5分子筛催化剂、热力学平衡限制和动力学反应条件是催化裂解反应过程中的重要影响因素和研究内容。催化剂研究仍是催化裂解工艺开发的重点,而热力学和动力学是研究反应规律的有效方法,这是今后实现石油烃类定向转化的研究方向。
    超临界流体沉积技术制备负载型金属催化剂的研究进展
    张以敏1,2,姜浩锡1,2
    化工进展. 2013, 32(08):  1825-1831. 
    摘要 ( 1505 )  
    相关文章 | 多维度评价
    综述了近年来超临界流体沉积技术在制备负载型金属纳米催化剂方面的应用及研究进展,介绍了近年来学者们利用超临界流体特殊的溶剂化特征、近乎于零的表面张力、高扩散系数、低黏度、易调变等优势,制备负载型金属纳米催化剂的研究成果。主要从超临界流体沉积过程中金属前驱盐的溶解、吸附、还原3个方面分别进行了阐述。集中讨论了对沉积效果影响显著的溶解度、吸附热力学、扩散动力学以及还原方法等问题。此外,还针对目前超临界流体沉积技术在制备金属纳米复合材料中所遇到的提高金属利用率、颗粒尺寸控制、分散性等焦点问题进行了讨论。
    金属氧化物纳米复合催化剂的研究进展
    范立群,隋吴彬
    化工进展. 2013, 32(08):  1832-1837. 
    摘要 ( 1727 )  
    相关文章 | 多维度评价
    介绍了几种重要的过渡金属纳米氧化物催化剂,通过控制反应条件、改变表面活性剂的添加比例、选择不同反应途径等不同制备方法,制备出具有不同晶型(面)、不同粒径大小、具有良好吸附性能、化学性质稳定、可循环利用的催化活性高的氧化物催化剂。通过实验研究发现,晶型(面)、粒径大小及形状是影响纳米催化剂性能的关键因素,同时探讨了氧化物催化反应机理,以期针对不同的化学反应体系设计、研发出特定粒径大小、形状、高活性晶型(面)的高催化效率、低成本的纳米催化剂,为氧化物催化剂的开发应用提供一定的参考。
    钼/活性炭渣油加氢催化剂的硫化
    刘 元 东
    化工进展. 2013, 32(08):  1838-1844. 
    摘要 ( 1167 )  
    相关文章 | 多维度评价
    钼/活性炭催化剂是一种新型渣油加氢催化剂,其硫化效果直接决定着催化剂的活性和稳定性。实验考察了硫化条件对钼/活性炭催化剂(Mo/AC)硫化度的影响,运用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电镜(TEM)等手段对硫化态催化剂进行了表征。结果表明,以二硫化碳为硫化剂,正十六烷为硫化介质,在硫化温度350 ℃,硫化时间3 h,氢气初压6 MPa条件下催化剂硫化度为85%,活性相MoS2堆垛结构为4~6层,晶片长度为6~10 nm,分布比较均匀,具有良好的加氢活性。
    镍盐前体对Ni-Fe/γ-Al2O3催化剂甲烷化性能的影响
    钟朋展1,孟凡会1,崔晓曦1,2,刘 军1,李 忠1
    化工进展. 2013, 32(08):  1845-1848. 
    摘要 ( 1458 )  
    相关文章 | 多维度评价
    以3种不同镍盐(硝酸镍、乙酸镍和氯化镍)为前体,采用等体积浸渍法制备了双金属Ni-Fe/γ-Al2O3催化剂,分别记作Ni-Fe-N、Ni-Fe-Ac和Ni-Fe-Cl,在浆态床反应装置上对各催化剂CO甲烷化催化活性进行评价。结果表明,Ni-Fe-N甲烷化催化活性最高,CO转化率、CH4选择性分别为97.2%和87.3%;而Ni-Fe-Cl甲烷化催化活性最低,CO转化率、CH4选择性分别为47.3%和58.7%。通过XRD、H2-TPR和CO-TPD等表征技术探讨了催化剂的微观结构与甲烷化催化活性之间的关系,发现Ni-Fe-N甲烷化活性高的原因是NiO晶粒小、分散好,Ni与Fe之间具有较好的协同作用,并且CO吸附量大。
    材料科学与技术
    碳包覆金属氧化物作为超级电容器电极材料的研究进展
    刘 洋1,艾常春2,胡 意1,张 睿1,田琦峰1
    化工进展. 2013, 32(08):  1849-1854. 
    摘要 ( 1509 )  
    相关文章 | 多维度评价
    综述了碳包覆金属氧化物作为超级电容器电极材料的最新研究进展。详细介绍了贵重金属氧化物(如RuO2)和廉价金属氧化物(如Fe3O4、SnO2、TiO2、MnO2等)在超级电容器电极材料领域内的应用现状和存在的问题,指出了碳包覆廉价金属氧化物所形成的核/壳结构很好地解决了金属氧化物易溶于电解液、充放电体积易膨胀等问题,展望了其作为超级电容器电极材料在消费电子、航空航天、国防科技等领域中的应用前景。
    磁流变液的摩擦学研究现状及展望
    杨健健1,晏 华1,张 辉2,胡志德1,邱亚三3
    化工进展. 2013, 32(08):  1855-1861. 
    摘要 ( 1431 )  
    相关文章 | 多维度评价
    磁流变液的摩擦学性能对磁流变液的服役性能和耐久性能以及磁流变器件的设计和主动控制有着重要影响,在评价其性能时,应结合实际工况,将磁流变液的摩擦学性能作为一项重要指标进行考察。本文将磁流变液与电流变液和磁流体的摩擦学性能进行了对比,提出可以通过选择合适的摩擦改进剂来改善磁流变液边界润滑条件下的摩擦学性能。从两个角度综述了磁流变液的摩擦学研究现状,并指出发生在其中的边界润滑和颗粒自磨损问题严重影响磁流变液的服役性和耐久性。最后针对磁流变液摩擦学研究的不足,从设计摩擦磨损检测装置、建立流变与摩擦的联系和摩擦主动控制等角度对磁流变液的摩擦学研究在未来的进一步发展进行了 展望。
    固体推进剂老化性能研究进展
    秦 浩,杜仕国,闫 军,李洪广
    化工进展. 2013, 32(08):  1862-1865. 
    摘要 ( 1699 )  
    相关文章 | 多维度评价
    研究固体推进剂的老化性能,预测其安全储存寿命,对弹药安全储存具有重要意义。本文从固体推进剂的老化性能机理、影响因素、测试方法以及储存寿命预测等方面综述了近年来国内固体推进剂老化性能的研究进展,认为固体推进剂的老化失效主要是由黏合剂氧化交联所致,推进剂自身的组成、结构和力学性能是决定其老化性能的内因,而外部因素主要有环境温度、湿度等。研究手段多采用分析仪器与实验相结合的方法,以缩短实验周期,提高结果准确性。以计算机为载体的多尺度模拟研究将是今后固体推进剂性能研究的重点。
    添加剂对聚砜膜结构和性能的影响
    雷晓慧1,丁雪佳1,何金迎1,王林生1,苏磊静1,吴勇振2,魏永飞2,王国胜2
    化工进展. 2013, 32(08):  1866-1869. 
    摘要 ( 1533 )  
    相关文章 | 多维度评价
    通过浸没沉淀相转化法制备聚砜超滤膜,分别以高分子聚乙烯基吡咯烷酮(PVP-K30,PVP-K90)、聚乙二醇(PEG-6000,PEG-20000)和小分子氯化锌(ZnCl2)、丙酸(AS)6种物质作为制备聚砜超滤膜的添加剂,含量均为10%。并对聚砜超滤膜的断面结构、纯水通量、牛血清蛋白(BSA)截留率、孔隙率及平衡水含量等5项性能进行了测试及表征。由断面结构可以看出,PVP-K90作为添加剂时,制得膜的断面完全为海绵状结构,其它添加剂制得膜断面中均有指状孔结构;PVP-K30作为添加剂时制得膜的纯水通量最大;丙酸作为添加剂制得膜的BSA截留率最高;聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)和聚乙二醇(PEG)制得膜的平衡水含量及总孔隙率均较高,但闭孔也较多。
    不同酸掺杂聚苯胺的电化学聚合及性能
    孙 通1,李晓霞1,郭宇翔1,赵纪金1,马 森2,赵 楠3
    化工进展. 2013, 32(08):  1870-1875. 
    摘要 ( 1906 )  
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    采用循环伏安(CV)法在镀金PET膜上分别聚合了硫酸(H2SO4)、十二烷基苯磺酸(DBSA)、硫酸-十二烷基苯磺酸掺杂的聚苯胺(PANI)膜,对比研究了掺杂酸种类对PANI结构和性能的影响。结果表明,SO42?、DBSA?可以随聚合过程进入PANI分子链;H2SO4掺杂的PANI具有较高的电导率,但是在空气中的稳定性较差;大分子的DBSA使PANI优先产生单螺旋的纤维,提高了PANI在平行分子链方向上的结晶度和在空气中的稳定性;相对于单一酸掺杂,复合酸掺杂的PANI在酸溶液中电扫描表现出优良的循环伏安特性,在保持较高电导率的同时,提高了PANI在空气中的稳定性。
    高能球磨高温固相法制备尖晶石型铜铬黑颜料
    王伟文1,郑晓丹1,2,李 平2,徐红彬2,张 懿2
    化工进展. 2013, 32(08):  1876-1880. 
    摘要 ( 2377 )  
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    以Cr2O3与CuO为原料,采用高能球磨高温固相法制备尖晶石型铜铬黑颜料;利用XRD、SEM和激光粒度仪等方法对制备颜料的结构、形貌及粒度进行了表征。系统研究了前体混料方式、球磨时间、煅烧温度、煅烧时间等条件对铜铬黑颜料晶型、粒度的影响;探讨了掺杂对铜铬黑颜料着色力的影响。研究表明,通过高能球磨可有效地控制颗粒大小及均匀性,NiO与CoO的掺入可显著提高其着色力。高能球磨10 min,煅烧温度900 ℃,保温时间3 h下制备出了粒径分布均匀着色力较好的铜铬黑颜料。
    半纤维素/碳纳米管复合凝胶的溶胀性能
    张 领,孙晓锋,景占鑫,牛腾云,刘柏辰
    化工进展. 2013, 32(08):  1881-1886. 
    摘要 ( 1683 )  
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    采用 (NH4)2S2O8-Na2SO3为引发剂体系,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)为交联剂,利用自由基聚合法成功制备了半纤维素/碳纳米管复合凝胶。用SEM对凝胶的结构形态进行了研究分析;研究了单体比例、碳纳米管含量和pH值对凝胶溶胀率的影响;并应用溶胀动力学方程对试验数据进行拟合。研究结果表明:半纤维素/碳纳米管复合凝胶的溶胀率随着甲基丙烯酸/半纤维素比例的增加而减小,随着碳纳米管含量的增加而减小;pH≤11时随pH值的增加而增大,pH>11时随pH值的增加而减小。拟合结果表明整个溶胀过程符合Schott二级动力学模型。
    精细化工
    磺基甜菜碱的合成研究进展
    牛瑞霞1,任伟东1,孙双波1,宋 华1,李征鸿2
    化工进展. 2013, 32(08):  1887-1892. 
    摘要 ( 1359 )  
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    磺基甜菜碱具有性能温和、界面活性高、抗二价阳离子能力强等优点,被广泛应用于洗涤剂、化妆品、石油开采等领域。本文介绍了以胺为原料,经叔胺化-季铵化两步法合成磺基甜菜碱的合成工艺进展,重点阐述了制备叔胺中间体的4种方法,即卤化胺化法、醇一步催化胺化法、甲醛加氢法和羰基还原胺化法。从原料性能、收率、环保性、可操作性等方面进行了分析比较,讨论了各方法存在的问题及工业化的可行性。此外,对叔胺中间体的季铵化过程中所用试剂3-氯-2-羟基丙磺酸钠和磺酸内酯进行了比较,最后指出羰基还原胺化法是实现绿色工业化生产应该努力的方向,而3-氯-2-羟基丙磺酸钠是一种经济、绿色、环保的季铵化试剂。
    N,N-双十二烷基乙二胺的合成及摩擦学性能
    武春林,张效胜,徐 红,董晋湘
    化工进展. 2013, 32(08):  1893-1897. 
    摘要 ( 1641 )  
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    以溴代十二烷和乙二胺为原料,通过亲核取代反应制备了N,N-双十二烷基乙二胺(C26H56N2),通过实验考察了合成条件变化对N,N-双十二烷基乙二胺合成的影响。结果表明:在n(溴代十二烷)∶n(乙二胺)=2.4∶1、回流温度下反应8 h得到目标产物,收率为45.5%;利用FTIR、1H NMR、元素分析等手段对其结构进行了表征。探索了N,N-双十二烷基乙二胺作为润滑油添加剂的新应用。采用四球摩擦磨损试验考察了其在聚乙二醇400中的摩擦学性能。结果显示,当N,N-双十二烷基乙二胺添加量为2%时,聚乙二醇400的PB值可由696 N提高至862 N。
    高效油烟机重油垢环保型水基清洗剂的研制
    李玉军1,蔡卫权1,宋素娟1,王 文1,曹 宏2
    化工进展. 2013, 32(08):  1898-1901. 
    摘要 ( 1707 )  
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    针对油烟机重油垢的特点,成功研制了高效、环保安全的低成本新型水基清洗剂。7因素、3水平的L18(37)正交实验确定其最佳配方组成为:4%阴离子型表面活性剂F、3.5%烷基糖苷、1.0%脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、0.5%十二烷基苯磺酸钠、1%柠檬酸钠和3%三乙醇胺。进一步在10 ℃和30 ℃下对比研究了自制清洗剂和市售某品牌厨房多用清洗剂稀释0~10倍的去污力,前者明显优于后者,且稀释10倍后的去污力仍高达90%以上。本研究从廉价的工业品原料制备的近中性水基清洗剂适用温度范围较宽,综合清洗性能优异,且制备工艺简单,具有广泛的应用前景。
    高铁酸钾的制备工艺研究与表征
    刘汝锋,刘婷灵,尚小琴,钟建明,何柳红,邓炳财,李淑妍
    化工进展. 2013, 32(08):  1902-1904. 
    摘要 ( 1858 )  
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    高铁酸钾是一种新型绿色高效的水处理剂,为了探索经济、高效的制备高铁酸钾的工艺,以次氯酸钙为主要原料通过氧化反应制备高铁酸钾,考察反应时间、反应温度、次氯酸钙用量、重结晶温度和碱度等因素对产率的影响,并采用红外光谱对产物高铁酸钾进行表征。实验结果如下:当反应温度为25 ℃,次氯酸钙的用量为理论值的1.2倍,反应时间为40 min,在冰水浴中重结晶时,反应产率可达75%以上;红外光谱(FT-IR) 对产物的结构表征证明合成产物为高铁酸钾。结果表明以次氯酸钙代替次氯酸钠制备高铁酸钾的工艺是可行的。
    资源与环境工程
    粉煤灰作为廉价吸附剂控制污染物排放的研究进展
    陈彦广1,2,陆 佳1,2,韩洪晶1,2,陈 颖1,2,宋 华1,2
    化工进展. 2013, 32(08):  1905-1913. 
    摘要 ( 1274 )  
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    能源转化过程中煤炭燃烧产生大量粉煤灰,如何通过减少其对生态环境造成的负担和提高其经济效益实现粉煤灰资源化利用,已成为了国内外研究的热点。本文综述了煤粉在高温燃烧过程中经过物理和化学变化形成粉煤灰的原理,分析了粉煤灰组成、结构和形貌,阐述了其主要利用途径。重点介绍了粉煤灰作为廉价吸附剂,在脱除烟气中SOx、NOx、Hg、有机气体、CO2以及脱除废水中重金属离子、P和F及有机化合物(如酚类、农药、染料、石油烃类有机污染物)等应用。许多研究证实粉煤灰中未燃烧的炭在吸附污染物过程中起到重要作用,通过物理和化学处理改性后可明显提高粉煤灰的吸附性能。粉煤灰在烟气和废水污染物控制方面应用前景良好,利用粉煤灰制备分子筛进行污染物处理将是今后粉煤灰发展的重要方向。
    高负荷厌氧氨氧化反应器的研究进展
    姬玉欣,诸美红,陈 辉,倪伟敏,金仁村
    化工进展. 2013, 32(08):  1914-1920. 
    摘要 ( 1804 )  
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    剖析了常见的高负荷厌氧氨氧化反应器的构型特点,归纳了颗粒污泥反应器(上流式厌氧污泥床、膨胀颗粒污泥床和气提式反应器)、生物膜反应器和复合式反应器的优缺点。系统总结了高负荷厌氧氨氧化反应器的调控要点,包括操作条件(负荷、回流等)调控、环境条件(pH值、温度、溶解氧等)调控、营养物质(基质比、钙离子浓度、无机碳源等)调控、抑制剂调控和微生物(接种源、优势种、聚集体、生物量和活性等)调控。最后指出,实现高负荷厌氧氨氧化反应器全面应用的关键是突破复杂水质障碍和在低温条件下进行有效调控。
    钙基吸收剂脱除HCl的研究进展
    谢 辛,李英杰
    化工进展. 2013, 32(08):  1921-1928. 
    摘要 ( 1591 )  
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    对钙基吸收剂脱除HCl技术的国内外研究进展进行了综述,介绍了不同类型钙基吸收剂的脱氯特性和提高钙基吸收剂脱除HCl性能的各种方法,讨论了Ca/Cl摩尔比、反应温度、粒径、反应气氛等因素对吸收剂脱氯性能的影响规律。提出重点应加强钙基吸收剂脱氯反应机理研究,解决脱氯效率较低等关键问题。并论述了生物质气化重整制氢与钙基吸收剂捕集CO2耦合技术中HCl脱除的必要性,提出HCl对钙基吸收剂循环捕集CO2性能可能存在影响。指出需研究HCl和CO2与钙基吸收剂的竞争反应规律和相互作用机理并提出协同调控方法,这对于生物质气化重整制氢技术协同捕集CO2和HCl意义重大。
    电磁场作用下循环水典型水质参数与换热器污垢热阻的关联分析
    王建国,李 松,辛红伟,李红延
    化工进展. 2013, 32(08):  1929-1933. 
    摘要 ( 1652 )  
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    基于水处理技术抑垢及缓蚀效果在线监测实验台,分析了电磁场作用下换热器结垢过程中各典型水质参数的变化,并用均衡接近度灰关联分析方法表述了电磁场作用下特定循环水典型水质参数与换热器污垢热阻之间的关系。结果表明:在电磁场作用下换热器结垢过程中,电导率、溶解氧及浊度较未加磁对比实验的高,而pH值较未加磁对比实验的变化甚微。通过分析水质参数的变化发现:电磁场作用下,水质参数与污垢的形成过程密切相关。其中,电导率对换热器的污垢热阻影响显著,而pH值的影响最小。为建立多水质参数与污垢热阻之间数学模型选取合适的参数及探索电磁抑垢机理,制定有效的防垢、抑垢对策提供了实验依据和理论参考。
    换热设备微生物污垢的动态模拟及影响因素分析
    王大成1,钱才富2,曹生现3
    化工进展. 2013, 32(08):  1934-1938. 
    摘要 ( 1355 )  
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    在水温及流速恒定的实验工况下,利用自行研制的循环冷却水动态模拟实验装置,通过模拟不锈钢管换热器在硫酸盐还原菌以及铁细菌存在时循环冷却水系统的结垢特性,验证了Fe2+浓度、COD、细菌总数等水质参数与微生物污垢之间的关联性。实验结果证明硫酸盐还原菌和铁细菌的是导致污垢热阻增加的直接因素;铁细菌会为硫酸盐还原菌的繁殖提供厌氧的条件,两种菌类协同作用,导致微生物污垢的形成速度增快。各水质参数之间相互影响,决了定微生物污垢的特性。水质参数检测结果表明:Fe2+的含量和硫酸根的含量决定铁细菌和硫酸盐还原菌数量的多少,进而影响管壁黏泥量,pH值、COD、氨氮与SRB和IB繁殖代谢密切相关,从而影响了微生物污垢的形成。
    纤维滤料与石英砂过滤海水的对比试验
    王树勋,赵 瑾,张雨山,王 静
    化工进展. 2013, 32(08):  1939-1942. 
    摘要 ( 1434 )  
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    预处理在海水淡化过程中占有重要地位,在海水淡化的预处理工艺中,过滤过程一般不可省略,目前海水过滤工艺中应用最多的仍是传统的石英砂滤料,存在滤速低、易堵塞、过滤周期短等缺点。本文采用纤维球和彗星式纤维滤料进行直接过滤海水试验,通过与石英砂滤料对比,考察纤维滤料在海水过滤净化中的使用效果。试验结果表明:对于石英砂滤料,当滤速为15 m/h时,过滤出水浊度小于5.0 NTU;当滤速增大到20 m/h时,过滤水头损失快速增高,过滤周期仅为2 h。对于纤维滤料,当滤速为20 m/h时,过滤出水水质稳定,出水浊度小于2.0 NTU,过滤周期可达50 h以上。相对于石英砂滤料,纤维滤料在比表面积、过滤阻力、截污能力等方面都优于传统滤料,更适用于海水的高效净化处理。
    微生物菌剂的构建及其在城市污水处理中的应用
    张兰河1,田 宇1,郭静波2,赵 可3,唐同同1,王立刚1,马 放3
    化工进展. 2013, 32(08):  1943-1948. 
    摘要 ( 1375 )  
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    为了提高污水处理的效果,分别利用葡萄糖、可溶性淀粉、乙酸钠、食用油、甘氨酸和牛血清白蛋白作为唯一碳源和能源,分离筛选优势功能菌,在对优势功能菌复配的基础上构建微生物菌剂,并采用SBR装置考察了微生物菌剂的生物强化效能。结果表明,分离筛选得到的优势功能菌分别为:葡萄糖代谢功能菌P1和P3,可溶性淀粉代谢功能菌K2和K4,乙酸钠代谢功能菌C2和C3,食用油代谢功能菌Z1和Z2,牛血清白蛋白代谢功能菌N1和N3,甘氨酸代谢功能菌G1和G4;功能菌群最佳复配质量比例为Z∶P∶G∶K∶N∶C=2∶3∶5∶1∶4∶2。与未投加微生物菌剂的SBR系统相比,投加微生物菌剂的生物强化系统对城市污水中COD、TOC、NH4+-N、TN的去除率分别提高了31.82%、16.71%、56.06%和70.56%。通过微生物菌剂的投加,生物强化技术显著改善了生化处理系统的运行效果和稳定性,使系统中菌群的生物多样性增加,抗冲击负荷能力增强。
    赤铁矿对模拟污水中重金属铬(Ⅵ)离子的吸附及固定化
    石书柳,吴丽梅,廖立兵
    化工进展. 2013, 32(08):  1949-1954. 
    摘要 ( 1612 )  
    相关文章 | 多维度评价
    铬(Ⅵ) 是水资源中重要的污染物之一,具有很强的氧化能力和迁移能力。本文对赤铁矿(α-Fe2O3)去除铬(Ⅵ)的性能和固定化能力进行了系统研究。赤铁矿的添加量、吸附时间、铬(Ⅵ)溶液浓度、溶液pH值会影响铬(Ⅵ)的去除效果。吸附热力学和动力学计算均证明了赤铁矿去除铬(Ⅵ)主要是依靠吸附作用,即表面吸附和内部颗粒扩散作用。赤铁矿吸附铬(Ⅵ)后可以通过焙烧实现铬(Ⅵ)的固定,降低其迁移能力,在800 ℃以上焙烧即可实现无解吸。XRD、SEM等测试表征表明,赤铁矿吸附铬(Ⅵ)并将其固定后并不会产生新的物相,而是通过表面收缩、致密化将吸附在表面的铬(Ⅵ)离子包覆在其中,达到固定化的效果。赤铁矿作为优势吸附材料,最大吸附量可达到4.80 mg/g,是无二次污染、可固定化污染物的良好环保型矿物材料。
    微波诱导催化氧化水钠锰矿降解亚甲基蓝
    幸雪冰1,王小雨1,朱忠军2,吕国诚1
    化工进展. 2013, 32(08):  1955-1959. 
    摘要 ( 1217 )  
    相关文章 | 多维度评价
    系统研究了水钠锰矿在微波的作用下催化降解亚甲基蓝(MB)的效果和影响因素,并结合X射线衍射技术(XRD)、傅里叶变换红外光谱分析(FTIR)、紫外-可见分光光谱(Uv-vis)等技术,深入探讨了该反应体系的作用机理。结果表明:水钠锰矿(δ-MnO2型锰矿物)是一种优良的微波催化剂,在功率400 W和酸性的条件下,微波辅助0.1 g水钠锰矿催化降解50 mL浓度为500 mg/L的亚甲基蓝30 min再静置5 h后,去除率可达到99.7%;体系的作用机理是,微波诱导氧化水钠锰矿,可产生活性氧化物MnO4?,进而将体系中的亚甲基蓝氧化分解。
    滇池底泥-褐煤超临界水共气化制氢实验研究
    王奕雪1,宁 平1,谷俊杰1,田森林1,关清卿1,夏凤高1,韦朝海2
    化工进展. 2013, 32(08):  1960-1966. 
    摘要 ( 1782 )  
    相关文章 | 多维度评价
    采用间歇式超临界水反应装置,以滇池疏浚底泥和褐煤为原料,分别将褐煤、底泥单独进行超临界水气化,对比不同反应原料对气化制氢的影响。再将二者按不同混合比例(1∶9、2∶8、 3∶7、4∶6、5∶5)进行共气化,对比不同混合比例对气化制氢的影响。结果表明,相对褐煤,底泥气化具有气体组分富氢、气相收率高、产气量小的特点;褐煤气化则具有碳气化率高、产气量大的特点。褐煤单独气化的气相收率低于底泥,共气化时气相收率达到834 mL/g。褐煤和底泥在超临界水共气化过程中碳气化率和产氢率存在明显协同效应。与加权平均值相比,碳气化率和H2产率分别提高了3.12%和55 mL/g。共气化存在最优比例,超过3∶7后,碳气化率逐渐下降。以最优比例进行共气化,既可达到处置底泥的目的,又可保持相对较高的H2产率(350 mL/g)和CH4产率(113 mL/g)。
    磷在土壤中的固定机制和磷肥的高效利用
    安 迪,杨 令,王冠达,蓝 锐,王亭杰,金 涌
    化工进展. 2013, 32(08):  1967-1973. 
    摘要 ( 3788 )  
    相关文章 | 多维度评价
    磷肥当季利用率只有10%~25%,通过系统分析文献研究进展表明,磷肥低效利用的主要原因是土壤对磷的固定,固定方式包括吸附固定和化学反应固定。土壤对磷的固定取决于土壤中碳酸钙、铁铝氧化物、土壤粘粒的含量以及土壤中磷的初始浓度,在施肥初期发生大量的吸附固定,持续数小时至数十小时,后期逐渐转化为化学反应固定,使有效态磷转化为无效态磷,持续数月乃至数年。磷肥在土壤中的固定动力学可用Elovich方程描述。要减弱土壤对磷的固定,需要降低土壤中水溶性磷的浓度。本文结合文献中报道的嵊县红壤对磷的固定规律和油菜对磷的吸收特性,定量分析了磷在土壤中的释放、固定、吸收过程,通过建立模型计算得出,与单施普通磷肥相比,混施普通磷肥和包膜磷肥可大幅度降低施肥量和提高磷的当季利用率。
    超声波对铅膏湿法转化产物结晶形貌的影响
    孙晓娟1,张 伟1,李 卉1,朱新锋2,何东升1,杨家宽1
    化工进展. 2013, 32(08):  1974-1978. 
    摘要 ( 1606 )  
    相关文章 | 多维度评价
    通过柠檬酸湿法工艺处理废旧铅酸蓄电池铅膏,浸出转化得到的前体柠檬酸铅结晶产物粒度较小,不易过滤。通过超声波的方式对柠檬酸铅的结晶过程加以控制,对处理前后的样品进行XRD、TG-DTA和SEM表征,对比超声波处理前后的柠檬酸铅晶体形貌变化。结果表明,经过超声波处理后,柠檬酸铅晶体由薄片状转变为长径比约为8∶1的柱状,柱状晶体长20~50 μm,超声波处理前柠檬酸铅晶体的粒度均小于5 μm。因此,超声波处理能够有效调控柠檬酸铅晶体的结晶形貌,改善柠檬酸铅前体的过滤性能,提高铅膏湿法转化的效率。
    应用技术
    塔河石化常减压装置减压蒸馏模拟分析与改进
    张 龙1,方向晨1,赵亚新2,宁爱民1
    化工进展. 2013, 32(08):  1979-1984. 
    摘要 ( 1151 )  
    相关文章 | 多维度评价
    塔河石化减压蒸馏装置为A级沥青产品生产提供满足其指标要求的减压渣油原料。当前生产存在的主要问题是:减压渣油闪点指标偏低且波动较大;蜡油馏分中沥青质和重金属含量较高,影响了A级沥青产品的正常生产。为此,调研收集塔河石化常减压蒸馏装置的生产数据,通过建立其工艺计算模型,进行模拟计算数据与装置标定数据、液相产品分离精度的对比,分析影响减压渣油作为沥青产品原料闪点不合格等问题;并利用SULPAK3.0工具分段对减压塔进行水力学计算,分析影响减压蒸馏分离精度的塔结构问题,提出了改进措施和方案,为减压深拔操作生产A级沥青产品提供依据。
    窑街油页岩粉末成型的工业干馏试验分析
    熊 耀,马名杰,刘全润,刘素珍
    化工进展. 2013, 32(08):  1985-1987. 
    摘要 ( 1511 )  
    相关文章 | 多维度评价
    采用河南理工大学研制的HPU-B黏结剂,将窑街油页岩粉末在甘肃窑街油页岩综合利用公司现场加工成型200 t页岩球,并于神木三江SJ型干馏方炉中完全取代块岩进行工业试验。结果显示:干馏炉运行完全正常,半焦能从熄焦池中顺利刮出,除页岩球半焦中残油率偏高外,油页岩粉末成型制备的页岩球完全可满足干馏工艺要求,通过对成型工艺和干馏炉参数进一步优化和调整后,页岩球完全可以替代块岩进行干馏。
    产品与市场
    我国对二甲苯行业分析及发展建议
    丰 存 礼
    化工进展. 2013, 32(08):  1988-1993. 
    摘要 ( 1396 )  
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    论述了目前对二甲苯(PX)的工艺技术和我国PX的供需和市场价格情况,分析了供需存在的问题和价格变化的主要因素,同时对市场的发展趋势进行了预测,分析了PX的危害性和环保相关问题。此外,分别从原料、技术、供需、产业布局和目前地区经济发展目标与民众意愿的矛盾等角度对我国PX产业进行了分析,并针对性地对PX的产业发展提出了一些具体的建议:原料多样化,投资多元化,推进产业平衡发展;进一步积极开拓新技术;统筹规划,合理布局,建立一体化基地或产业园区;走出国门,建立全球产业链;疏导民意、科学决策。
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