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2021年 第40卷 第10期 刊出日期:2021-10-10
    本期封面、中英文目次表、版权页
    化工进展. 2021, 40(10):  0. 
    摘要 ( 99 )   PDF (4064KB) ( 394 )  
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    化工进展. 2021, 40(10):  1. 
    摘要 ( 114 )   PDF (450793KB) ( 46 )  
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    专栏:资源循环与增值利用
    铜渣综合回收利用研究进展
    王林松, 高志勇, 杨越, 韩海生, 王丽, 孙伟
    化工进展. 2021, 40(10):  5237-5250.  doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2021-0657
    摘要 ( 537 )   HTML ( 32 )   PDF (1216KB) ( 741 )  
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    铜渣是火法炼铜的副产物,中国90%以上的铜是通过火法冶炼生产的,随着科学技术进步和人们生活需要,我国铜产量呈逐年上升的趋势。铜渣中含有大量可回收的有价金属,且铜渣本身也是一种优异的无机材料。综合回收铜渣中有价金属可以减少资源不足带来的压力,对余渣进行资源化利用既能减少环境污染,又能生产出有经济价值的产品。本文分析和讨论了火法贫化、湿法浸出、选矿富集和联合工艺等手段回收铜渣中有价金属的原理、现状和优缺点,总结了铜渣作为硅酸盐无机材料的在建筑材料和功能材料中的应用,并对铜渣未来的金属回收与资源化利用发展方向进行了展望。

    再生铝合金中含Fe杂质的控制技术现状
    何学峰, 刘波, 张深根
    化工进展. 2021, 40(10):  5251-5269.  doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2021-0653
    摘要 ( 332 )   HTML ( 7 )   PDF (9353KB) ( 276 )  
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    以废杂铝为原料生产再生铝,可减少铝土矿消耗,避免电解铝生产过程的高能耗和高排放。由于来源复杂、预处理难度高,废杂铝中不可避免地会混入大量铁杂质。含铁杂质会形成α-Fe、β-Fe、δ-Fe和π-Fe富铁金属间化合物,会显著减低再生铝合金的力学、抗腐蚀性能,恶化铸造性能,导致再生铝产品降级使用。本文综述了铝合金中含铁杂质去除技术的研究现状,主要包括离心法、电磁法、过滤法、熔剂法、变质元素法、超声波处理、热处理法等,并展望了未来除铁技术的的发展趋势。文章提出未来重点应在晶体生长、凝固理论基础上引入集成计算方法,探索铝合金中铁元素的传质、扩散、富集、偏析、迁移规律,这对富铁相控制有很强的指导意义;开发除铁率高、绿色环保的新型除铁熔剂,以提高熔剂吸附Fe杂质的能力、与Fe杂质反应的动力学进程、与铝熔体反应的均匀性和稳定性。

    典型合金循环利用研究进展及挑战
    王曼, 席晓丽, 王亚楠, 唐康尧
    化工进展. 2021, 40(10):  5270-5280.  doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2021-0806
    摘要 ( 263 )   HTML ( 8 )   PDF (1534KB) ( 569 )  
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    作为关键基础材料,高性能合金在高端装备制造、新能源等战略性新兴产业中发挥着至关重要的作用。随着我国战略性新兴产业的发展壮大,对合金材料的需求将大幅增加。合金材料的制备需要消耗大量金属矿产资源,特别是涉及多种稀缺金属。与此同时,废旧合金的社会累积量逐年增加,影响生态环境。因此,如何协调资源、发展和环境之间的关系成为国际研究热点,发展循环经济被认为是实现可持续发展的重要出路。硬质合金、轻质合金和高温合金在国民经济和国防领域具有广泛且重要的应用,本文以碳化钨硬质合金、轻质铝合金和高温镍基合金三类典型合金为研究对象,系统分析了其资源储备、废料特点和回收再利用现状,并对典型合金循环利用未来发展方向进行了展望。

    转炉钒渣提钒技术研究现状及展望
    邱玉超, 石俊杰, 余彬, 肖攀, 赵斐, 马文远, 李建中, 刘常升
    化工进展. 2021, 40(10):  5281-5292.  doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2021-0807
    摘要 ( 366 )   HTML ( 7 )   PDF (2092KB) ( 460 )  
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    如何低成本绿色高效回收转炉冶炼钒渣中的钒资源是保证我国钒产业可持续发展的重要举措。本文在分析转炉钒渣成分及物相特征的基础上,系统总结了国内外主要钒制品生产企业提钒工艺研究现状,以钠化焙烧-水浸、钙化焙烧-酸浸等现行工艺和微波焙烧、超重力选择性分离、微生物冶金等新型工艺为例,阐述了不同工艺提钒过程的原理、优点及存在的问题。文章指出:随着全球碳中和目标的推进,未来转炉钒渣提钒新工艺的开发应更加注重解决现行技术存在的资源环境问题,如含盐废水产生量大、含铵芒硝难处理、提钒尾渣钠高难利用等问题;同时,提钒新技术的开发也应加大基础热力学数据库和有价金属微观迁移动力学模型的建立,充分结合微波、超重力、超声波等非常规冶金技术的优点,实现污染的源头削减,兼顾提钒废液和尾渣中其他有价金属的循环高值利用,促进转炉钒渣提钒新工艺朝着绿色化、低成本、短流程、高收率的方向发展。

    化工废催化剂污染特征及资源化途径
    曹礼梅, 邱兆富, 张巍, 杨骥
    化工进展. 2021, 40(10):  5293-5301.  doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2021-0800
    摘要 ( 379 )   HTML ( 10 )   PDF (807KB) ( 624 )  
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    全世界化工行业每年会置换出大量的废催化剂,如处置不当,不仅污染环境,而且浪费了资源。本文对化工行业废催化剂的现状进行了初步调查分析,综述了其来源、类别及特点。基于废催化剂中有价金属的含量远远高于矿藏中所含有的相应组分的特点,建议将其作为二次资源进行利用;分析了化工废催化剂潜在的环境风险并提出了开展环境风险评价的流程,建议建立废催化剂环境风险信息数据库;概括论述了废催化剂减量化、资源化、无害化等的控制手段及存在的问题。文中提出:对于化工废催化剂的处理处置应从清洁生产的角度考虑,不局限于单纯的末端污染控制;建议开展废催化剂减量化、资源化及无害化处理的绿色新技术,达到减少污染、资源综合回收利用的目的。

    废加氢催化剂的回收现状与研究进展
    史志胜, 丁云集, 张深根
    化工进展. 2021, 40(10):  5302-5312.  doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2021-0654
    摘要 ( 385 )   HTML ( 9 )   PDF (819KB) ( 361 )  
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    废加氢催化剂因含难降解有机物和Mo、W、Ni、Co、V等战略金属,是危险废弃物和重要的二次资源,资源化利用具有显著的经济、社会和环境效益。本文介绍了加氢催化剂概况,综述了废加氢催化剂的回收现状,包括酸浸出、碱浸出、焙烧-浸出、火法富集。文章指出,回收前需采用溶剂洗涤法、机械法或焙烧法进行有机物脱除。酸法浸出酸浓度较高,对设备腐蚀性大;碱法浸出对Ni和Co的回收率低,采用碱法、酸法两步浸出可实现多金属高效回收;但湿法回收存在废水量大、污染严重等问题。焙烧-浸出是目前主流回收方法,已产业化应用,但存在回收流程长、后续浸出废水量大等问题。针对现有技术废水量大、污染严重等问题,本文提出了碳热还原富集回收有价金属、尾渣用于绿色建材的方法。

    废钒钛基SCR催化剂的处置方法研究进展
    侯学军, 章小明, 程文博, 王馨, 王春霞, 徐盛明, 黄国勇
    化工进展. 2021, 40(10):  5313-5324.  doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2021-0568
    摘要 ( 243 )   HTML ( 5 )   PDF (1174KB) ( 280 )  
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    当前中国燃煤发电量仍占总发电量很大比重,燃煤电厂会产生大量的氮氧化物,其会对人体和环境造成危害。因此,处理好燃煤电厂产生的氮氧化物十分重要。选择性催化还原(SCR)技术是控制氮氧化物排放的重要手段。而作为该技术的核心,大量的钒钛基SCR催化剂被应用到燃煤电厂氮氧化物的处理工艺中,对废弃的SCR催化剂进行妥善处理也成为了急需解决的问题。本文对相应背景下的文献进行了系统整理,介绍了催化剂再生处理工艺以及有价金属回收技术的最新研究,分析了与再生处理工艺以及有价金属回收技术优化相关的挑战,提出了有关如何开发高效催化剂再生处理工艺以及有价金属回收技术的建议,以推动该方向的进一步研究。

    热力学研究在锂离子电池回收中的应用
    刘子潇, 张家靓, 杨成, 陈永强, 王成彦
    化工进展. 2021, 40(10):  5325-5336.  doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2021-0818
    摘要 ( 487 )   HTML ( 22 )   PDF (2972KB) ( 669 )  
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    废旧锂离子电池的回收是近年来资源回收研究领域的热点,但相关回收体系的理论基础研究仍然较为薄弱。其中在热力学研究方面,研究者们大多仍以经典冶金物理化学理论为指导,并借助E-pH图、优势区域图等方法开展研究。本文对该领域已有的较为典型的热力学研究进行综述,详细阐述了热力学研究对废旧锂离子电池常规回收工艺的指导作用以及对三元正极废料选择性提锂、磷酸铁锂正极废料选择性提锂和失效电池材料再生修复等新技术开发的启发性作用。同时,基于对现有锂离子电池回收体系热力学研究的总结和评述,指出了未来锂离子电池回收体系热力学研究亟待解决的关键问题和发展方向。

    电石制备清洁生产和工程化研究进展
    徐婉怡, 王红霞, 崔小迷, 张早校
    化工进展. 2021, 40(10):  5337-5347.  doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2020-2156
    摘要 ( 295 )   HTML ( 8 )   PDF (748KB) ( 608 )  
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    我国电石产量位居世界第一,电石生产已成为我国化工领域的重要环节。电热法是目前工业上应用最广的电石生产方法,但由于其高能耗、高污染、高投入、低产出等诸多弊端,如何对传统电石工艺进行转型升级改造,发展节能降耗、原料及附加产品综合高效利用的大型一体化电石产业链成为了时下研究的热点。氧热法具有能耗低、物耗低、能效高、污染少的特点,已经成为替代电热法生产电石的新选择。为此,本文围绕氧热法煤制电石工艺、煤制电石多联产技术、电石清洁生产三方面对煤制电石新工艺进行综述,对国内外氧热法制电石研究进展进行总结分析。在此基础上文章对煤制电石与化工/动力系统多联产工艺和电石渣综合利用与废气捕集技术路线进行了分析与讨论,并对进一步值得研究的重点方向进行了展望,为煤制电石清洁高效生产的理论研究、工程实践、系统运行提供了参考。

    生物原油炼制: 副产物内循环及水热自催化
    高传瑞, 田纯焱, 李志合, 易维明, 袁巧霞, 付鹏, 张玉春, 李治宇
    化工进展. 2021, 40(10):  5348-5359.  doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2020-2183
    摘要 ( 222 )   HTML ( 1 )   PDF (1064KB) ( 509 )  
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    利用高温高压条件模拟石油生成的生物质水热液化技术可用于制备生物原油,以替代日益枯竭的石油资源,然而副产物处置问题制约了其可持续发展。解决该问题的方法首先是通过水热定向催化调控减少副产物,然后集成各种技术将副产物尽可能原位资源化。基于此并依据生物炼制的思想,本文对一种集成几种水热技术炼制生物原油的模式进行了讨论。依据生物质水热液化副产物的特性,通过对固体产物水热合成制备催化剂、水相产物回用产生有机酸、气体产物分离或彻底氧化后水热还原生产有机酸等,可实现副产物内循环并强化自催化生成生物原油。指出该模式符合绿色化工的理念,对于加快规模化生产可替代石油的生物原油、缓解能源危机具有重要的参考意义。

    黏土钒矿直接常压活化酸浸提钒热力学分析
    张豪, 叶国华, 陈子杨, 谢禹, 左琪
    化工进展. 2021, 40(10):  5360-5369.  doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2020-2103
    摘要 ( 175 )   HTML ( 0 )   PDF (1329KB) ( 551 )  
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    目前黏土钒矿直接酸浸的试验以及基础性研究较少,为了进一步推动此类问题的研究进展,本项研究采用试验结合热力学计算的方法,通过试验得到了最佳浸出剂结果,运用热力学计算诠释了活化浸出钒过程的热力学行为以及其机理,同时进一步分析了不同硫元素的总量对酸浸液中各组分的影响,为从酸浸液中提钒工艺进行了溶液化学分析。结果表明:二氧化锰有能力将低价钒氧化至高价钒,从而提升钒的浸出率,升高温度对浸出率的提高以及二氧化锰的氧化均会造成不利影响,但是会抑制杂质的浸出,对杂质分离起到积极影响。硫酸的用量一方面会影响浸出过程的pH,同时会影响酸浸液中各组分的含量,低硫的酸浸体系与高硫体系中钒的离子形态存在差异。低硫体系中铁杂质的溶解度会小于高硫体系,有利于提钒过程中杂质的分离。通过分析浸出过程中溶液组分的变化,可以为后续提钒工序提供理论依据。

    Fe掺杂宣纸基碳纤维材料的储锂性能
    胡思思, 孙丽芝, 张迪, 王波
    化工进展. 2021, 40(10):  5370-5377.  doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2021-0146
    摘要 ( 170 )   HTML ( 3 )   PDF (3505KB) ( 319 )  
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    为了改善目前锂离子电池电极材料的成本高、环境污染等问题,本文提出了一种由植物纤维构成的宣纸直接烧结炭化并对其进行改性之后作为锂离子电池负极材料的方法。通过改变烧结温度和时间,探究宣纸的最佳炭化机制,之后通过简单的溶液法和烧结法掺杂入Fe对宣纸基碳纤维材料进行改性。并通过X射线衍射光谱(XRD)、扫描电镜(SEM)和X射线能谱分析(EDS)等分析手段对制备的材料进行了表征和对比,结果表明Fe成功均匀掺入到宣纸的原材料中。材料有很强的柔性可直接作为电极使用,结构均匀且稳定,并且在微观结构上,表面较之前呈现出了很多均匀的微孔。通过恒流充放电法分析了所制备宣纸材料作为锂离子电池负极的储锂性能。结果表明,在500mA/g电流密度下锂离子电池容量首圈可达到565.4mA·h/g,当电流密度高达2500mA/g时可逆容量仍然能够保持在124.7mA·h/g;在1000mA/g电流密度下可以保持稳定的长循环至1000圈。

    仿生酶菌协同体系预处理木质素机理及特性
    唐亮, 廖强, 夏奡, 黄云, 朱贤青, 朱恂
    化工进展. 2021, 40(10):  5378-5387.  doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2021-0642
    摘要 ( 178 )   HTML ( 3 )   PDF (2646KB) ( 291 )  
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    白蚁-真菌自然共生体系可有效转化木质纤维素类生物质,其本质在于对木质素物理结构的破坏和官能团的修饰,减少木质素对酶的非生产性吸附,从而提升酶解糖化效率,为生物质高效能源化利用提供新思路。本文基于白蚁肠道中存在的分解木质素酚类单元的漆酶(La)和蚁巢内降解木质纤维素的蚁巢伞菌(Te),构建La和Te协同预处理木质素体系,比较La和典型的木质素降解菌黄孢原毛平革菌(PC)对木质素模型化合物碱木素的预处理特性。结果表明,在降解La预处理的碱木素过程中,Te产生的漆酶(La)和木质素过氧化物酶(LiP)活性最大值较未处理的碱木素样品分别提升43.3%、58.5%,PC产生的漆酶(La)和锰过氧化物酶(MnP)活性最大值较未处理的碱木素样品分别提升35.9%、31.6%。漆酶预处理强化了Te、PC对碱木素官能团的修饰和物理结构的破坏。傅里叶红外转换光谱分析(FTIR)表明酶菌协同体系处理后碱木素特征官能团的吸收峰显著降低。扫描电镜(SEM)和压汞测试结果表明酶菌协同体系对碱木素表面结构破坏严重,La和Te协同(La+Te)体系预处理后的碱木素平均孔径比单一La和单一Te分别显著提升31.1%、45.6%。经La+Te体系预处理后的碱木素最大酶吸附量较未处理的碱木素减少了51.5%,由于非生产性吸附显著减少,后续纤维素酶的转化率较未处理的碱木素样品提高了71.5%。本文证明了通过漆酶与真菌协同作用可有效改变碱木素物化特性,从而有效促进后续纤维素的酶解糖化,为木质纤维素类生物质高效利用提供指导。

    化工过程与装备
    平板形蒸发器环路热管的研究进展
    熊康宁, 吴伟, 汪双凤
    化工进展. 2021, 40(10):  5388-5402.  doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2020-2215
    摘要 ( 400 )   HTML ( 19 )   PDF (4793KB) ( 570 )  
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    环路热管是一种高效的传热装置。与其他传统的热管相比,其最大的优势是传热距离大、可反重力运行。对环路热管进行总结和回顾,既有利于推进环路热管基础理论的发展,也可促进新型、高效环路热管的开发与利用。本文根据蒸发器的形状对环路热管进行了分类,全面系统地介绍了近五年国内外关于平板形蒸发器环路热管的实验研究和理论模型研究进展,包括吸液芯结构设计、工质选择、蒸发器优化、蒸发器的模型研究及环路热管系统的模型研究,分析了6种吸液芯结构各自的优缺点与应用现状,比较了几种常见工质及3种常规平板形蒸发器环路热管系统模型之间的差异。最后对平板形蒸发器环路热管的研究现状进行了总结,并对未来其在实验研究和理论模型研究方面提出了科学的分析与展望。

    太阳能膜蒸馏系统进展与展望
    李逸航, 戴绍铃, 于桢, 顾若男, 成少安
    化工进展. 2021, 40(10):  5403-5414.  doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2020-2050
    摘要 ( 382 )   HTML ( 7 )   PDF (7294KB) ( 204 )  
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    海水淡化技术可有效解决现有的淡水资源短缺等问题,但受限于高成本、高能耗、低热效率等因素,传统海水淡化工艺难以进一步推广。近年来,太阳能海水淡化作为一种高效低廉的海水淡化技术正逐渐进入人们的视野,其中,太阳能膜蒸馏技术更是凭借着适用范围广、蒸发效率高、能耗低、成本低廉等诸多优点为众多学者所青睐。各国学者从宏观的系统结构到微观的光热材料等方面展开了大量的工作。但由于膜蒸馏固有的温度极化以及膜污染等问题,太阳能膜蒸馏技术仍然处于发展瓶颈中。本文按照太阳能引入膜蒸馏装置位置的不同,对现有的诸多太阳能膜蒸馏系统进行分类,并针对各类太阳能膜蒸馏系统的发展现状和技术瓶颈进行详细阐述。探讨了当前太阳能膜蒸馏技术的局限性及未来的挑战,以期为太阳能膜蒸馏系统的进一步发展及应用提供参考。

    脱乙酰基改性乙酸纤维薄膜对乳化油分离及积垢机理的探究
    饶瑞晔, 毛竹简, 林晓榆, 郭绍英, 胡家朋
    化工进展. 2021, 40(10):  5415-5423.  doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2020-1508
    摘要 ( 224 )   HTML ( 7 )   PDF (2105KB) ( 182 )  
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    利用静电纺丝制造乙酸纤维素膜(CA纤维膜),并利用添加TiO2及脱乙酰基(d-CA)对CA纤维膜进行改性,后续对膜过滤特性、渗透通量、油水乳化液去除效率、反洗特性及积垢机制进行讨究。结果显示,CA纤维膜通过TiO2及d-CA改性后可以提高膜的热稳定性及亲水性能,并得到稳定的纯水通量和过滤通量;最佳的比例为TiO2@d-18.5%CA纤维膜,在40kPa跨膜压差、60min的操作条件下,其纯水通量、过滤通量、1g/L油水乳化液去除效率以及反洗后通量分别为824.8L/(m2·h)、(311.3±12.5)L/(m2·h)、93.6%±1.1%、451.5L/(m2·h);另外,添加TiO2可能导致油水乳化液在膜表面不可逆阻力比例的增加,脱乙酰基改性CA纤维膜则可以降低膜自身阻力及增加可逆阻力的比例,提高CA纤维膜在油水分离方面的潜力。

    平抑电耗波动的热泵蓄热-供热系统优化
    刘雪玲, 付伟娟, 牛锦涛, 王源铭
    化工进展. 2021, 40(10):  5424-5430.  doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2020-2058
    摘要 ( 169 )   HTML ( 1 )   PDF (779KB) ( 59 )  
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    针对办公建筑物昼夜热负荷需求存在差异,从而导致热泵供热系统一天内电力供给需求波动较大的问题,本文构建了平抑电能消耗波动的热泵蓄热-供热系统,并提出了对应的优化运行策略。以热泵蓄热-供热系统耗电功率稳定及耗电成本最低作为优化目标函数,对蓄热和供热参数进行了优化分析。基于天津地区气象参数,根据某9000m2办公楼能耗,对所构建的可平抑电耗的热泵蓄热-供热系统进行了优化分析,结果表明:采用热泵蓄热并对运行参数进行优化控制后,系统的谷电电耗增加,峰电负荷降低,实现了供热系统日耗电功率恒定,典型日高峰时段系统耗电功率最大降低50.29%,日间平均耗电功率降低28.10%,全天耗电功率稳定于53.54kW;与无蓄热常规热泵供热系统相比,整个供热期的电耗波动大幅下降,总运行费用降低。

    带引射器的跨临界CO2机械过冷热泵系统性能分析
    董丽玮, 李敏霞, 姚良, 马一太, 詹浩淼
    化工进展. 2021, 40(10):  5431-5440.  doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2020-2077
    摘要 ( 251 )   HTML ( 2 )   PDF (2383KB) ( 126 )  
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    热泵循环中引射器的使用能减少能量损失,改善循环性能。在已有机械过冷循环的基础上加入引射器,本文提出主循环带引射器[MSHPS(MWE)]和辅循环带引射器[MSHPS(AWE)]的跨临界CO2机械过冷热泵系统。通过建立热力学模型,对系统使用散热片(TDR)、地盘管(FCR)和小温差风机盘管(STD-FCU)3类不同末端的性能进行分析。将该系统与CO2基本系统(BASE)、CO2机械过冷系统(MSHPS)进行了对比,并选取了我国4个典型气候城市,对其供暖期间的运行进行了季节供热性能系数(HSPF)分析。结果表明,在额定工况下,机械过冷系统均存在最优主、辅循环排气压力和最优过冷器出口温度,使系统性能系数(COP)最高;其中以STD-FCU为末端的系统具有最高COP。通过与已有系统的对比,表明在额定工况下,MSHPS(AWE)和MSHPS(MWE)较BASE系统的COP最高分别能提升约21.18%和26.66%,较MSHPS最高能分别提升约2.62%和9.53%,MSHPS(MWE)具有更好的性能提升效果。MSHPS(MWE)系统在严寒工况下仍能运行,带引射器的系统在不同温区均具有更高的HSPF。以哈尔滨为代表的严寒地区的HSPF改善效果最明显,以TDR为末端的系统更适用于高纬度的严寒地区,以STD-FCU为末端的系统更适用于低纬度的地区。此外,辅循环工质的种类会影响系统的整体性能,MSHPS(AWE)中使用CO2的提升效果最好, MSHPS(MWE)中使用R717的提升效果最好。使用混合工质R32/R1234yf的系统具有更高的COP,但提升效果并非最优。

    固体冷表面上液滴凝结过程分析
    张哲, 赵恩惠, 严雷, 杨文哲, 袁晖, 张秋梅, 田津津
    化工进展. 2021, 40(10):  5441-5450.  doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2020-2118
    摘要 ( 231 )   HTML ( 1 )   PDF (2460KB) ( 450 )  
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    液滴凝结的换热方式在航空航天工程、蒸汽动力工程、化学工程等工业领域有着广泛应用,滴状凝结更利于强化换热,大多研究专注于单个液滴凝结过程的研究,本文对液滴凝结群的性状特征进行研究,通过可视化的试验设备观察四氟乙烯平板冷表面上的液滴凝结过程,探究在不同过冷度以及相对湿度情况下冷表面上液滴凝结过程的变化规律。试验结果表明:相对湿度较过冷度来看对液滴凝结速率影响最大;第1代液滴数量随凝结时间呈正态分布,不同过冷度下液滴数量峰值出现时间为180~480s,均集中在1.0×1012~1.6×1012区间,高相对湿度下液滴合并时间短,更快进入第2代液滴凝结过程;第2代液滴形成过程中,不同相对湿度下高过冷度液滴数量峰值均高于低过冷度,80%RH时过冷度24K是22K的近2倍;面积率峰值均集中在75%~82%区间,稳定后面积率在65%~85%之间波动。在工程实际中在对液滴状态特定需求下进行环境条件的选取以及对应环境条件下对液滴特性的预测判断具有指导意义,提高冷凝换热设备的换热性能对节约能源、原材料和保护环境等方面具有积极意义。

    电场作用下液滴的变形及库仑分裂模式
    王军锋, 范志恒, 王东保, 陆帅全
    化工进展. 2021, 40(10):  5451-5458.  doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2020-2150
    摘要 ( 255 )   HTML ( 2 )   PDF (2052KB) ( 376 )  
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    基于高速成像技术,本文对电场作用下甲醇液滴的显微形貌特征进行了可视化研究,精确捕捉了两相流体系中不同生长阶段的荷电液滴基于时间分辨特性的变形及库仑分裂演变行为,得到不同工况下荷电液滴的变形分裂过程及行为演化细节。基于液滴所受库仑力和介电泳力与周围流域的耦合作用,揭示了电场作用下不同生长阶段的液滴库仑分裂形成机理。结果表明,电场强度和液滴粒径是决定液滴变形及库仑分裂模式的主要因素,荷电液滴的变形及库仑分裂模式可以分为推压变形、顶部破碎、顶部-边端破碎、伞状破碎。结合量纲为1参数对液滴的变形及破碎特征进行了定量分析,随着电场强度的增大及液滴粒径的减小,液滴变形及顶部破碎的程度更加剧烈,液滴临界伞状破碎长度减小。

    不同外绕盘管结构热泵热水器蓄能与用能性能分析
    刘恒, 谭建明, 李舒宏, 杜明浩, 叶强
    化工进展. 2021, 40(10):  5459-5467.  doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2020-2206
    摘要 ( 201 )   HTML ( 3 )   PDF (3452KB) ( 158 )  
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    家用空气源热泵热水器能够高效制取生活热水,优化其冷凝盘管外绕结构设计,可以进一步提高系统运行性能。本文提出了外绕变间距盘管结构形式,通过建立MATLAB热泵模型与水箱CFD模型,联立形成耦合模拟模型,经实验验证耦合模型的准确性后,模拟研究了外绕等/变间距盘管结构对热泵热水器蓄能与用能性能的影响。结果显示,与外绕等间距盘管结构相比,变间距盘管结构蓄能过程中的平均传热系数、性能系数(COP)分别提高了21.91%、10.75%,热水温度分布更加均匀,用能过程中的平均传热系数和COP比等间距盘管稍高,热水输出率、释能效率分别提高了7.69%、8.53%,水箱输出的热水温度品质得到改善。本文为对冷凝盘管外绕形式的优化设计提供了方向和指导。

    混合澄清槽内离子液体体系的三相流体动力学模拟
    汤祺, 鲍迪, 邵少雄, 徐平, 刘联伟, 郑维明
    化工进展. 2021, 40(10):  5468-5479.  doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2020-2216
    摘要 ( 221 )   HTML ( 1 )   PDF (7711KB) ( 421 )  
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    离子液体是近年来被广泛研究的新兴绿色溶剂,其在乏燃料后处理技术中具有潜在的工业应用前景。但由于缺乏对萃取反应器中离子液体流动特性的研究,制约了离子液体萃取体系的实际应用。本文以萃取工艺中广泛应用的混合澄清槽为对象,以去离子水及1-丁基-3-甲基咪唑双(三氟甲磺酰)亚胺盐([C4mim][NTf2])分别作为水相及有机相,考虑上层空气对流动行为的影响,对其混合室进行计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)模拟,考察不同转速、流比及温度下的有机相分布、压力场、湍动程度等。结果表明,模拟结果较好地符合实验结果,且最大误差小于6.3%;转速能直观地提升混合性能,但当超过500r/min后,继续提高转速将显著增大出口气量,从而可能对澄清室的分相性能提出更高要求;增大流比、升温均能提升350r/min转速下的有机、水相混合能力,升温还有效减小了桨力矩,但当温度超过303K时,继续升温对于桨力矩、有机相速度的改变不明显。因此,实际工艺条件建议结合升温与转速调节,在实现较好混合性能的同时,减少对澄清室分相性能的要求。本文在建立离子液体三相体系数值模拟方法的同时,为混合澄清槽的工况优化提供合理建议,并为离子液体萃取体系的深入研究提供了参考。

    输气站场过滤分离器压降与除尘效率变化特性
    敬佩瑜, 郑思佳, 张帅, 唐超, 段林林, 付斌
    化工进展. 2021, 40(10):  5480-5490.  doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2020-2217
    摘要 ( 235 )   HTML ( 3 )   PDF (4808KB) ( 131 )  
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    为通过压降来评价不同工况下过滤分离器的除尘效率和工作状况,指导现场过滤分离器滤芯的操作和更换,本文以输气站场典型卧式过滤分离器为研究对象,采用粉尘在线检测和计算流体力学(CFD)数值模拟的方法,分析不同运行时间、运行压力下过滤分离器压降和除尘效率的静态与动态特性,并通过现场实际验证。结果表明:在相同标况流量下,操作压力越低,过滤分离器初始压降越高;随着过滤分离器的运行时间增长,其压降检测值将偏离拟合的最优二次曲线,其除尘效率也将呈下降趋势,特别是在运行压力较低时下降更快,其根源在于低压下气流速度快,可携带更多已聚结的颗粒流出,致使下游粉尘浓度上升;CFD方法预测与在线检测的除尘效率误差均低于20%,现场实际除尘量证实两种方法均有较高的准确性与可靠性,且适合过滤分离器压降与除尘效率变化的预测。

    NO2硝化正己烷及其理论计算
    李星彦, 王墨, 戴璇, 彭新华, 唐双凌
    化工进展. 2021, 40(10):  5491-5498.  doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2020-2225
    摘要 ( 256 )   HTML ( 7 )   PDF (834KB) ( 182 )  
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    对NO2硝化正己烷的反应进行了研究,分别考察了反应温度、摩尔比和反应时间的影响。结果表明:在反应温度为120℃、正己烷与NO2摩尔比为1∶2、反应时间为4h的反应条件下,正己烷转化率可达85.9%。通过密度泛函理论(DFT)研究了NO2硝化正己烷的反应机理,在B3LYP/6-311++G(3df,2pd)//B3LYP/6-31G*计算水平下精确计算了三个可能反应途径的活化能(Ea)。计算结果表明:该反应决速步骤为NO2中O原子进攻正己烷中的H原子,其中2-硝基己烷和3-硝基己烷为主要产物,且计算结果与实验结果一致。分子几何结构、原子电荷和IR振动频率的数据表明C—H键的断裂和N—H键的形成是一个协同过程,参与硝化反应的原子C(5)、H(7)、O(22)、O(23)和N(21)的分子几何参数及其原子电荷有明显的变化。

    能源加工与技术
    掺氢天然气管道输送研究进展和挑战
    尚娟, 鲁仰辉, 郑津洋, 孙晨, 花争立, 于文涛, 张一苇
    化工进展. 2021, 40(10):  5499-5505.  doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2020-2140
    摘要 ( 518 )   HTML ( 22 )   PDF (455KB) ( 935 )  
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    风电、光电的波动性是其发展的重要制约因素之一。国际上普遍认为,可再生能源制氢结合在役天然气管网掺氢输送的技术是解决大规模风光电消纳问题的有效途径之一。本文介绍了掺氢天然气管道输送应用示范项目,综述了管材氢相容性、设备掺氢适应性、管道运行安全保障以及标准体系建设4个方面的研究进展,并指出了目前发展掺氢天然气管道输送面临的问题与挑战。结合我国掺氢天然气管道输送发展现状,本文建议统筹规划掺氢天然气管道输送网络,因地制宜有序推进掺氢天然气基础设施建设,加强管材氢相容性、管网设备和部件掺氢适应性以及管道运行安全保障技术研究,逐步开展掺氢天然气输送技术应用示范,加快制定掺氢天然气管道输送规范标准,促进氢能产业发展。

    量热法多孔沉积物内CH4水合物生成过程中的放热行为
    朱玉洁, 谢炎, 钟瑾荣, 孙长宇, 陈光进, 王晓辉
    化工进展. 2021, 40(10):  5506-5513.  doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2020-2134
    摘要 ( 186 )   HTML ( 0 )   PDF (2024KB) ( 205 )  
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    掌握天然气水合物在多孔沉积物生成过程中的放热规律对于天然气水合物的资源开发和了解水合物的成藏规律都具有重要意义。本研究通过高压微量热仪考察了石英砂粒径、初始含水率、温度及含盐条件对CH4水合物在多孔沉积物内生成过程中放热行为的影响。实验结果表明,随着石英砂粒径的减小,水合物生成的放热速率随之增加。随着初始含水率的降低,水合物的放热峰明显增大,但在实验考察时间内,最终的累积放热量和含水率并没有呈现出明显的相关性。当温度在263.15K时,CH4水合物生成过程中不存在明显的放热。对于在3.35% NaCl盐溶液体系中进行的甲烷水合物生长放热实验,发现其放热规律与在纯水体系下的放热规律具有较高的一致性,但其总体放热速率和累积放热量较纯水体系更低。实验结果呈现了良好的规律性,对进一步开发量热仪在水合物生成动力学方面的应用具有一定的参考价值。

    基于RHDS-SIM的固定床渣油加氢装置全流程模拟与应用
    范明, 赵元生, 王苑, 何盛宝
    化工进展. 2021, 40(10):  5514-5522.  doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2020-2152
    摘要 ( 315 )   HTML ( 2 )   PDF (814KB) ( 257 )  
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    基于RHDS-SIM反应模块和Petro-SIM模拟软件建立了2.4×106t/a固定床渣油加氢装置的反应器模型和全流程模型,用于深度工艺分析及优化操作条件,解决装置生产瓶颈,提高产品收率和质量,实现降本增效。本文以两种不同反应器入口温度工况下的运行参数和产品性质对模型进行了准确性验证。应用全流程模型分别对改变氢分压和反应器入口温度进行了工艺分析。模拟结果显示,在维持脱硫率不变的前提下,将氢分压从12.76MPa增加至13.34MPa,R1、R2、R3催化剂预测剩余寿命分别增加了6天、36天和33天。将R1入口温度分别提高1℃、3℃、5℃,脱硫率、脱金属率和脱残炭率分别提高了0.78%、3.72%、0.64%,化学氢耗由141.3m3/m3增加至144.7m3/m3。将R3入口温度由384℃提高至390℃,加氢渣油硫含量由5514μg/g下降至4880μg/g。通过实施优化措施,减少汽提塔底中压蒸汽流量0.4t/h,可在满足产品指标的前提下实现节能降耗,提升装置年经济效益约137.2万元;在多产柴油工况下侧线柴油抽出率应控制在23t/h以下,柴油及加氢渣油产品性质能够满足产品规格及下游装置进料要求。

    工业催化
    电催化析氢催化剂研究进展
    王春霞, 宋兆毅, 倪基平, 潘宗卫, 黄国勇
    化工进展. 2021, 40(10):  5523-5534.  doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2021-0763
    摘要 ( 1067 )   HTML ( 93 )   PDF (5839KB) ( 804 )  
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    氢能热值高和环境友好性强等特点使其成为未来能源界最具发展潜力的能源之一。电催化析氢反应(hydrogen evolution reaction,HER)作为一种绿色、可持续的产氢方法成为近年来广泛研究的主题。发展高性能、低成本、高活性的析氢催化剂是目前该领域面临的主要挑战。本文总结了近年来高性能催化剂用于HER反应的进展,重点介绍HER反应的基本原理,评估HER催化剂催化性能的典型方法,过渡金属以及化合物、非金属催化剂以及单原子催化剂等电催化析氢催化剂的最新研究进展,系统讨论了催化活性与催化剂形态、结构、组成和合成方法之间的联系,并对催化剂的合成策略、活性位点的固有活性、如何提高活性中心的内在活性和活性位点的数量进行了展望。

    合成气经含氧化合物中间体一步法制芳烃研究进展
    尚蕴山, 王前进, 杨加义, 袁德林, 张凡, 刘华, 邢爱华, 季生福
    化工进展. 2021, 40(10):  5535-5546.  doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2020-2069
    摘要 ( 308 )   HTML ( 15 )   PDF (1891KB) ( 371 )  
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    相比于合成气(CO/H2)经甲醇制芳烃的路线,合成气一步法制芳烃(STA)具有路线短、设备投资低等优势,是一条具有广阔应用前景的技术路线。本文首先简单陈述了合成气一步法制芳烃的基本过程,详细总结了合成气一步法制芳烃催化剂开发的进展。重点讨论了金属氧化物组成、双金属配比、晶型晶粒尺寸、氧化物与分子筛的配比以及分子筛的酸性、扩散性等物化性质对反应性能的影响规律。然后归纳了反应温度、反应压力、反应空速等反应工艺条件对反应性能的影响规律。接着总结了双功能催化剂上含氧中间体的形态及其形成机理,同时阐述了催化剂的失活研究以及抑制CO2选择性的方法。最后分析了合成气一步法制芳烃存在的问题和面临的挑战,指出高性能催化剂的开发是今后的主要研究方向。

    不同形貌ɛ-MnO2催化剂的制备及其催化燃烧甲苯性能
    余伟雄, 程高, 崔晓娥, 曾小红, 蓝邦, 李永峰, 张灿仰, 孙明, 余林
    化工进展. 2021, 40(10):  5547-5553.  doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2020-2037
    摘要 ( 237 )   HTML ( 11 )   PDF (1266KB) ( 248 )  
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    采用三种不同的制备方法合成出具有不同形貌的?-MnO2颗粒,分别为球状?-MnO2、卵状?-MnO2和块状?-MnO2,并考察了这三种不同形貌?-MnO2颗粒的催化燃烧甲苯性能。借助扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、H2-程序升温还原(H2-TPR)和N2吸附-脱附等表征手段对其物化性质进 行分析。结果表明,不同形貌的?-MnO2的甲苯催化燃烧性能具有明显的差异,其活性顺序为球状?-MnO2 >块状?-MnO2 >卵状?-MnO2。其中,球状?-MnO2具有最优异的甲苯催化燃烧性能,这与其较大的比表面积、较高的Mn3+含量和较好的可还原性相关。此外,经过连续60h的稳定性测试,球状?-MnO2仍保持良好的催化活性。

    材料科学与技术
    微胶囊相变材料制备与应用研究进展
    公雪, 王程遥, 朱群志
    化工进展. 2021, 40(10):  5554-5576.  doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2020-2165
    摘要 ( 635 )   HTML ( 20 )   PDF (8849KB) ( 678 )  
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    微胶囊相变材料(MCPCM)利用微胶囊技术将相变材料包覆实现功能化,避免其泄漏及团聚问题,拓展了其应用范围,因而具有很大的应用前景。本文从制备方法出发,首先介绍了MCPCM的芯材和壳材,详细阐述了喷雾干燥法、溶胶-凝胶法、复凝聚法、界面聚合法、原位聚合法、悬浮聚合法和微乳液聚合法的原理及方法。围绕上述方法,文中阐述了MCPCM的微观形貌,并分析了粒径分布、包覆率、芯壳比对MCPCM储热和热稳定性等性能的影响。同时,概括了MCPCM在建筑节能、蓄热调温纺织、军事航空、能源利用等领域中的应用。最后,对微胶囊相变材料的研究方向进行了展望。

    自具微孔聚合物PIM-1膜在气体分离领域的研究进展
    郭海燕, 彭东来, 冯孝权, 金业豪, 田志红, 王景, 张亚涛
    化工进展. 2021, 40(10):  5577-5589.  doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2020-2061
    摘要 ( 659 )   HTML ( 21 )   PDF (3081KB) ( 883 )  
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    PIM-1由自身扭曲且刚性的单体组成,具有比表面积高、热稳定性好和结构简单等优点,是最具代表性的一种自具微孔聚合物。与传统有机聚合物膜相比,PIM-1膜可表现出极高的气体渗透性,在气体分离领域展现出巨大的研究价值与应用潜力。因此概括并总结PIM-1膜在气体分离领域的研究进展,同时梳理制约PIM-1膜的发展的关键问题及解决策略十分有必要。本文首先概述了气体分离膜的性能指标及气体在膜内的传递模型,重点总结了近二十年来PIM-1膜在气体分离中的主要研究进展,包括纯PIM-1膜、改性PIM-1膜和PIM-1混合基质膜的设计制备及气体分离性能,并分析了不同改性方法和制膜策略对膜气体分离性能的影响以及膜内结构与性能之间的关系。最后,文章对PIM-1膜在实现工业应用前亟待解决的问题以及未来的研究重点进行了总结和展望,如继续致力于PIM-1膜对气体的渗透选择性提高,同时加强膜稳定性与超薄化的研究。

    二硫化钼纳米片基水处理纳滤/反渗透膜研究进展
    赵东升
    化工进展. 2021, 40(10):  5590-5599.  doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2020-2143
    摘要 ( 273 )   HTML ( 4 )   PDF (3069KB) ( 438 )  
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    二硫化钼(MoS2)纳米片的层内固有缺陷以及层间纳米限域通道的存在,有利于提高水处理纳滤/反渗透(NF/RO)膜的渗透选择性。本文首先介绍了MoS2纳米片的“三明治”结构,其具有易功能化、高吸附容量和氧化还原去除能力、层间纳米限域通道的光滑性和稳定性及抗污染等特性;然后重点综述了MoS2基纳米孔膜、层叠膜和混合基质膜的制备方法及膜性能的影响因素;最后总结了MoS2纳米片基水处理NF/RO膜未来发展亟待解决的关键问题,主要包括研究大尺寸纳米片和均匀亚纳米孔的可控制备方法,开发超薄、高度有序的MoS2分离层构建方法,探索层间纳米限域通道内分子和离子的传输行为和潜在的分离机理,开发增强与聚合物基质界面相容性的改性策略,对下一代高性能水处理NF/RO膜的研发具有启发意义。

    静电纺丝/静电喷雾技术在电池领域的应用进展
    邓建辉, 杨晓青, 方称辉, 曹栋清, 李梁君, 张国庆, 郭建维
    化工进展. 2021, 40(10):  5600-5614.  doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2020-2080
    摘要 ( 495 )   HTML ( 16 )   PDF (8589KB) ( 379 )  
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    在制备纳米材料的各种方法中,静电纺丝和静电喷雾技术在过去数十年中开辟了低成本、简便、高效和可连续的纳米纤维制造技术路线,引起了科研工作者的广泛关注。本文介绍了静电纺丝和静电喷雾技术的基本原理、影响参数及种类(溶液静电纺丝、熔融静电纺丝、气流静电纺丝、乳液静电纺丝、同轴静电纺丝、多喷嘴静电纺丝和无针静电纺丝),并阐明了不同静电纺丝技术种类的原理及特点。文章进一步着重介绍了静电纺丝和静电喷雾技术的优势及其在电池领域的前沿应用,特别是在锂离子电池、燃料电池、太阳能电池及超级电容器的应用,最后展望了静电纺丝和静电喷雾先进制造技术面临的挑战和发展前景。

    混凝土表层防护涂料研究进展
    刘竞, 苗同梦, 姜子清, 徐永杰, 钟子龙, 郁培云
    化工进展. 2021, 40(10):  5615-5623.  doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2020-2131
    摘要 ( 283 )   HTML ( 6 )   PDF (4657KB) ( 320 )  
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    混凝土作为多孔结构的工程材料,在温度效应及外应力作用下,外界水分及有害物质可渗入到其毛细孔隙内部加速混凝土腐蚀,其耐久性受到影响。发展高性能混凝土防护涂料对于延长混凝土服役时间具有重要的作用。本文系统介绍了表面成膜型涂料、有机硅渗透型涂料、孔隙封闭型涂料对混凝土表层防护的研究现状、存在的问题以及发展方向。

    纳米纤维素/Al2O3胶体/PE锂离子电池隔膜的制备及其成膜机理
    时培东, 胡春蕊, 郑苗苗, 赵娟, 刘锐, 贾原媛
    化工进展. 2021, 40(10):  5624-5633.  doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2020-1928
    摘要 ( 283 )   HTML ( 1 )   PDF (7436KB) ( 215 )  
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    当前商业上常用聚烯烃薄膜作为锂离子电池隔膜,但是其热收缩性差和力学性能弱的缺点限制了锂离子电池的应用,因此研究具备高热稳定性和对电解液具有良好润湿性的电池隔膜显得尤为重要。本文利用层层自组装技术制备纳米纤维素/Al2O3胶体/PE锂离子电池隔膜,探究出了制备NC/A-PE膜的适宜条件:Al2O3溶胶的固含量为2%(质量分数),麦麸纳米纤维素悬浮液的固含量为0.2%(质量分数),浸润时间为5min,组装层数为20层。结果表明,组装后的电池隔膜的热稳定性和电解液润湿性均得到了显著改善;其杨氏模量最高可提高至原来的235.2%,在电池隔膜组装的过程中能有效抵抗形变;经过扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、场发射扫描电镜(FEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)表征,证实氧化铝及纤维素成功地组装于PE基膜上,呈现出层次分明、厚度均一的多层膜结构,以此方法制备的电池隔膜安全无毒,热稳定性、力学性能和电解液润湿性得到了显著改善,有潜在的应用前景。

    煤沥青基吸水树脂的制备与性能
    马欣如, 郭涛, 王群, 李俊美, 张振楠, 曹青
    化工进展. 2021, 40(10):  5634-5641.  doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2020-2105
    摘要 ( 196 )   HTML ( 1 )   PDF (2072KB) ( 172 )  
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    以煤沥青为原料、空气为氧化剂、碱性水溶液为介质,考察了液固比、固碱比及反应时间等对煤沥青氧化率的影响。在此基础上,本文将煤沥青氧化液体产物(LP)直接与丙烯酸(AA)通过溶液聚合法制备出高吸水树脂。通过单因素与正交设计实验确定各因素对树脂吸水性能的影响,进而确定出合成树脂的最佳反应条件。同时,对合成树脂进行了结构表征与反应机理分析。结果表明,LP同丙烯酸、过硫酸铵和N-N′-亚甲基双丙烯酰胺在温度为75℃、时间为30min的最佳反应条件下合成的树脂具有最大吸水值,而红外吸收光谱证实合成的树脂含有LP中芳香组分的芳环特征吸收峰。其中,在去离子水与0.9%(质量分数)NaCl水溶液中最大吸水倍率分别为613.3g/g与42.2g/g,而合成树脂的机理是LP中的苯多酸与AA和N,N′-亚甲基双丙烯酰胺通过酯基联结而成。该研究为高效利用煤沥青探索出一条可供选择的新途径。

    银耳菌糠衍生的三维多级孔炭及其电化学应用性能
    邓秀春, 卓祖优, 白小杰, 孙杰, 陈燕丹
    化工进展. 2021, 40(10):  5642-5651.  doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2020-2113
    摘要 ( 192 )   HTML ( 0 )   PDF (4854KB) ( 342 )  
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    食用菌菌糠富含疏松多孔的木质纤维基质和菌丝残体蛋白,将其用于高性能生物质基多孔炭的制备具有先天优势,亦能产生可观的生态和经济效益。本文以银耳菌糠为原料,利用NaOH/尿素(质量比为7∶12)水溶液体系进行冻融预处理后,经高温热解炭化制备获得高氮掺杂量(7.78%)的三维(3D)多级孔炭材料。孔结构分析结果显示样品BC-5-800的比表面积可达1568m2/g,孔容为1.53cm3/g且中孔率高达83%。以BC-5-800为工作电极,在三电极测试体系中,当电流密度为0.5A/g时,测得的比电容为278F/g,且在10A/g下仍能保持230F/g的比电容;在两电极装置中,当功率密度高达6990W/kg时,能量密度达到5.83Wh/kg,且经10000次循环充放电后的电容保持率为87%,呈现出优异的循环稳定性。本研究为食用菌菌糠的高值化回收再利用提供了新思路。

    Cu(Qc)2强化Pebax混合基质膜分离CO2
    宁梦佳, 代岩, 郗元, 章星, 刘红晶, 贺高红
    化工进展. 2021, 40(10):  5652-5659.  doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2021-0963
    摘要 ( 243 )   HTML ( 6 )   PDF (2560KB) ( 491 )  
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    为了提高Pebax-1657的CO2分离性能,本文制备了对CO2有吸附作用的金属有机骨架Cu(Qc)2,将其加入到Pebax-1657基质中,制备混合基质膜,用于CO2的气体分离。通过扫描电子显微镜、热重分析、红外光谱和X射线衍射对溶液浇铸法制备的膜进行表征,通过膜的气体渗透性能测试考察填料含量、操作压力和混合气对膜气体渗透性能的影响。结果表明,Cu(Qc)2在Pebax基质中随机有效地堆叠形成了高选择性的气体传输通道,极大地提高了CO2/N2的选择性。随着Cu(Qc)2填充量的增加,CO2渗透系数和CO2/N2选择性均呈现先上升后下降的趋势。当Cu(Qc)2的质量分数为3%时,呈现最佳的CO2/N2分离性能,CO2 渗透系数和CO2/N2选择性分别为102Barrer和84,与Pebax-1657膜相比,分别提高了45.7%和40.0%,突破了Robeson分离上限,表明该混合基质膜在CO2的分离应用上具有潜力。

    精细化工
    固废基无机高分子混凝剂研究进展及改进途径
    刘丁仪, 王冰玉, 李姝霖, 谢慧芳
    化工进展. 2021, 40(10):  5660-5669.  doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2020-2065
    摘要 ( 246 )   HTML ( 6 )   PDF (514KB) ( 342 )  
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    无机高分子复合型混凝剂具有优越的絮凝能力,但目前于基于固废资源化利用制备无机高分子复合混凝剂的相关研究缺乏系统性。本文介绍了三类固废基无机高分子复合混凝剂的制备工艺、性质特点,简述了其在水处理领域的应用、作用机理及存在的问题,并结合新型无机高分子复合混凝剂的研究进展,分析了固废基无机高分子复合混凝剂的发展方向。根据已有结果,文中指出需要从固废原料的化学组成,建立全面的固废资源,优化不同来源固废基无机高分子复合混凝剂的制备工艺;其次指出应进行混凝剂的物耗、能耗等技术经济分析,促进其规模化生产使用;并提出对污泥固废应进行循环资源化利用,关注制备过程中产生的无机盐,避免对水质的不良影响;最后表明,应加强混凝剂功能化研究,开发具有协同效应的固废基无机高分子复合混凝剂。

    基于密度泛函理论的羟胺阻聚剂的筛选与应用
    唐亚芳, 黄占凯, 赵甲, 何艳贞, 赵福利, 张春丽, 刘红光, 韩恩山
    化工进展. 2021, 40(10):  5670-5677.  doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2020-2164
    摘要 ( 207 )   HTML ( 3 )   PDF (1659KB) ( 277 )  
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    研究了羟胺类阻聚剂的阻聚作用与其分子有关电子结构性质之间的关系。用密度泛函理论(DFT)B3LYP方法在6-31g(d)基组水平上得到了5种羟胺分子的前线轨道图及其能量值,并计算了与羟胺阻聚作用有关的电子结构性质。通过理论分析和实验相结合的方法,发现了阻聚作用强的羟胺分子具有HOMO轨道电子离域度高、能隙小、分子硬度高、电负性和亲电性低等特点。且在这几种影响羟胺阻聚作用的因素中,能隙、分子硬度、电负性和亲电性的影响更大,HOMO轨道电子离域度影响较小。通过拟合阻聚诱导期与分子亲电性之间的曲线,发现二者之间存在线性关系。此外,羟胺与2-仲丁基-4,6-二硝基酚(DNBP)的协同作用也可以用DFT计算加以解释,进一步证明了DFT计算对阻聚剂的选择和优化具有重要作用。

    微反应器内邻氨基苯甲酸甲酯的连续重氮化工艺
    王犇, 王超, 尹进华
    化工进展. 2021, 40(10):  5678-5691.  doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2020-2203
    摘要 ( 398 )   HTML ( 6 )   PDF (6693KB) ( 328 )  
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    邻氨基苯甲酸甲酯(MA)的重氮盐是一种典型的重氮化合物,因其具有高化学选择性可高效合成结构复杂分子被广泛应用于现代有机合成领域。传统半间歇合成工艺中的固有缺陷以及MA重氮盐的潜在爆炸性,限制了其在工业规模上的应用。本文基于此提出了在“心形结构”的高通量微通道反应器内合成MA重氮盐的连续流工艺。在单因素实验的基础上,采用Box-Behnken design(BBD)中心组合原理构建响应面模型对工艺进行优化,研究了不同反应条件之间交互效应对反应的影响并与实验室规模的半间歇合成工艺进行了比较。结果表明,微反应器内连续重氮化合成工艺对降低因素交互效应、提高工艺可控性、抑制平行副反应有显著的效果。经优化后的最佳工艺条件为n(MA)∶n(亚硝酸钠)∶n(盐酸)=1∶1.15∶2.67,反应温度为34.62℃,停留时间为45.07s,在此条件下MA重氮盐收率可达92%,相比于半间歇合成工艺提高了10%。这种新的合成方式可有效解决传统半间歇工艺中重氮化合成体系对温度的高敏感性,避免了反应温度控制困难、高潜在热失控风险带来的安全隐患。

    废弃芳纶粉末环氧化改性及其固化物性能
    于鹏达, 张晓娴, 张金峰, 谈继淮, 王芳, 王芳, 付博, 朱新宝
    化工进展. 2021, 40(10):  5692-5698.  doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2020-2224
    摘要 ( 193 )   HTML ( 1 )   PDF (1169KB) ( 86 )  
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    针对国内对位芳纶(PPTA)在实际生产中产生的低分子量PPTA粉末,探讨了一种有效回收再利用的方法。本文以低分子量PPTA为原料、环氧氯丙烷为改性剂,采用金属化/取代反应,制备了环氧氯丙烷(ECH)修饰的PPTA(PPTAGE),并通过单因素实验优化了PPTAGE合成条件。结果表明:合成条件为m(ECH)∶m(PPTA)=3∶1、NaH用量(与总投料量质量之比)0.4%、反应温度80℃、反应时间4.5h时,PPTAGE接触角最小,纤维表面能最佳。将改性前后的芳纶分别作为环氧树脂的填料,得到固化物样条,研究了PPTAGE对环氧树脂复合材料力学性能的影响。固化物力学性能研究表明,PPTAGE可以在一定程度上提高与环氧树脂基体的黏合,在添加量为1%时,复合材料的力学性能达到最佳;热重(TGA)分析表明,固化物热稳定性较PPTA/E-51有所提高;扫描电镜(SEM)测试表明,PPTAGE/E-51冲击断裂面为韧性断裂。

    生物与医药化工
    湿法纳米研磨制备药物纳米晶体——铝碳酸镁
    王小康, 张扬, FALOLA Akinola, 何运良, 王学重
    化工进展. 2021, 40(10):  5699-5707.  doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2020-2179
    摘要 ( 286 )   HTML ( 2 )   PDF (1650KB) ( 334 )  
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    低溶出速率和溶解度严重影响其生物利用度和药效, 是造成药物研发候选化合物不能成药的首要因素。近年的研究发现,当颗粒粒径减小到100~200nm,其溶出速率和溶解度会出现显著提升。本文研究了利用湿法纳米研磨技术制备铝碳酸镁药物纳米晶体的工艺。铝碳酸镁是治疗胃病的有效药物,其纳米颗粒悬浮液抗酸效果更好,起效速度更快。本文选择了六偏磷酸钠为分散剂,利用湿法研磨机,考察了分散剂用量、研磨转速、铝碳酸镁含量、研磨时间等参数对颗粒粒度分布的影响规律,获得了在最佳的工艺操作条件为研磨转速3000r/min、研磨时间105min、主药体积分数2%、分散剂为固含量质量分数的1.5%时,成功得到粒径D10(76.4nm)、D50(161nm)、D90(352nm)的铝碳酸镁纳米悬浮液。制酸力实验结果证明纳米铝碳酸镁悬浮液比微米级悬浮液在盐酸中的溶出速率快5倍以上。

    资源与环境化工
    环境中1,4-二烷污染处理技术研究进展
    田坤, 姚丹丹, 赵元添, 郭丽莉, 董元华, 刘云
    化工进展. 2021, 40(10):  5708-5719.  doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2020-2055
    摘要 ( 277 )   HTML ( 13 )   PDF (1020KB) ( 529 )  
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    新型污染物1,4-二烷广泛分布于地表水、地下水和饮用水环境中。常规水处理手段对1,4-二烷难以奏效,因而其污染处理技术成为了关注的热点。本文主要针对1,4-二烷污染的处理方法进行了综述。首先对1,4-二烷的性质及分布特征进行了总结,比较了国内外已有的污染调查状况和控制标准,然后重点从物理、化学和生物法三个方面介绍了近年来1,4-二烷污染处理技术的最新研究进展,且分析了不同技术的作用机制、优缺点及可行性,并对不同技术的处理效率进行了归纳总结。文中特别指出了生物修复的难题,即氯代烃、重金属对微生物降解1,4-二烷的抑制作用和机理及改进修复技术,最后对今后的研究方向进行了展望。

    反渗透/纳滤膜剖检分析与膜污染诊断研究进展
    海玉琰, 何灿, 马瑞, 熊日华
    化工进展. 2021, 40(10):  5720-5729.  doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2020-2474
    摘要 ( 314 )   HTML ( 7 )   PDF (2565KB) ( 368 )  
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    反渗透(RO)/纳滤(NF)膜元件在长期运行过程中会不可避免地发生膜污染,当产水水质无法满足应用指标时,就需要对膜元件进行更换。膜剖检分析是研究和确定膜污染最直观有效的方法,通过膜剖检分析及膜污染诊断可以为膜元件的日常维护、膜系统运行优化和膜性能修复提供有效依据。但是,目前对于膜剖检分析的实践及膜污染诊断研究还不系统、不全面。本文针对RO/NF膜剖检分析及膜污染诊断相关研究,介绍了膜元件剖检分析流程和各类膜污染分析方法,分析了实际应用中存在的问题,并根据膜剖检分析的意义和价值,重点综述了膜污染成分诊断、膜污染分布情况诊断、不同应用场景膜污染情况对比和不同膜材料的污染情况对比研究进展,以期为膜污染机制研究、膜污染预防控制和膜系统运行改善提供参考。

    餐饮油烟中典型VOCs催化氧化研究进展
    隗晶慧, 冯勇超, 于庆君, 易红宏, 唐晓龙, 张媛媛, 孟宪政, 袁雨婷
    化工进展. 2021, 40(10):  5730-5746.  doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2020-2039
    摘要 ( 251 )   HTML ( 4 )   PDF (3790KB) ( 169 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    近年来,餐饮油烟逐渐成为城市大气污染的主要来源之一,油烟中挥发性有机化合物(VOCs)对人体及环境均产生非常大的危害,对其治理刻不容缓。催化燃烧技术因具备去除效率高、无二次污染等优点在有机废气治理方面有着广阔的应用前景。鉴于此,本文首先总结并分析了油烟中典型挥发性有机物的成分,发现油烟中烃类、醛酮类污染物含量较高,其次包括酸酯类、醇类和少量的多环芳烃类污染物。在此基础上,重点综述了催化燃烧技术对净化上述典型挥发性有机污染物的研究进展,并对近年来常用的催化剂包括贵金属催化剂、非贵金属催化剂及特定结构的催化剂进行了归纳和整理。最后结合油烟VOCs成分及其特点,总结了不同种类型的催化剂在油烟治理中的适用性,并对催化燃烧技术在油烟治理方面的研究前景作出了展望。

    吸附法净化室内甲醛研究进展
    肖康, 王琼
    化工进展. 2021, 40(10):  5747-5771.  doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2020-2041
    摘要 ( 356 )   HTML ( 11 )   PDF (4169KB) ( 421 )  
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    吸附法技术成熟、操作简单、现有系统完善,且一次性固定投资小,被广泛应用于室内气相污染物的净化处理。本文简单综述了吸附法在净化室内甲醛方面的研究,从原生碳吸附剂、改性碳吸附剂、无机非碳基吸附剂和有机非碳基吸附剂几个方面介绍了不同类型吸附剂的研究现状,对比了吸附性能,简要介绍了甲醛与吸附剂表面的作用机理,并详细总结了影响吸附效果的主要因素。指出整体上改性碳吸附剂性能最优,其他类型吸附剂之间差异不大,并与商品吸附剂没有明显差别;吸附剂结构和表面物化性质是影响吸附效果的首要因素,其织构特征、表面酸碱性、表面含氧/含杂原子官能团以及表面第二相等均对吸附效果产生重要影响。评述了吸附条件如甲醛浓度、吸附温度和湿度、吸附剂粒径等同样影响最终吸附效果。

    生物质热解碳烟的研究进展
    蒋好, 朱有健, 邵敬爱, 成伟, 吴贵豪, 杨海平, 陈汉平
    化工进展. 2021, 40(10):  5772-5785.  doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2020-2208
    摘要 ( 303 )   HTML ( 12 )   PDF (5308KB) ( 573 )  
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    碳烟是燃料不完全燃烧或气化形成的纳米级碳质颗粒,是空气中细颗粒物PM2.5的主要来源之一,也是仅次于CO2的温室效应主要贡献源之一。碳烟的生成会降低生物质热转化过程中的能量利用效率以及气化过程中合成气的品质。作为生物质热化学转化过程的初始步骤,热解碳烟的生成特性、形成机理和减排方法对转化过程中碳烟的控制具有指导意义。本文从生物质热解碳烟的取样、排放特性、理化性质、生成机理及减排措施等方面进行了综述。着重介绍了热解碳烟的产率、化学组成、微观样貌、内部结构和反应性等,总结了原料特性及热解工况对碳烟产率和反应性的影响,汇总了当前调控热解碳烟排放的主要措施。指出目前针对生物质热解碳烟前体的形成及演化转变机理仍不明确,热解碳烟的氧化反应机理研究鲜有报道。此外,热解碳烟生成受原料类型和热解工况等诸多因素影响,当前研究多为单因素的影响分析,缺乏针对碳烟排放的多因素耦合优化研究。

    基于Aspen Plus的煤-炼化污泥高温气化特性分析
    陈延贵, 张纹齐, 王银峰, 廖传华, 朱跃钊
    化工进展. 2021, 40(10):  5786-5793.  doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2020-2042
    摘要 ( 241 )   HTML ( 1 )   PDF (862KB) ( 406 )  
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    高温气化-熔融技术是炼化污泥无害化处置和资源化利用的关键技术之一。炼化污泥-煤高温共气化可将危废中的重金属、飞灰熔融,二英高温热阻断,同时以合成气为产品,可实现处置过程趋零排放和产品高值化利用。本文基于Aspen Plus软件,建立了煤-炼化污泥高温气化过程的平衡模型,研究了氧耗比、掺混比对气化特性的影响以及两者共气化的协同作用。结果表明:随着氧耗比增加,合成气中CO和H2先增加后减小;随着掺混比的增加(10%~50%),气化所需的最佳氧耗比由0.72降至0.43,合成气热值由11.1MJ/m3降至10.4MJ/m3。炼化污泥与煤共气化,可更高效地利用污泥中的水分且具有一定的节氧效果;有效合成气(CO和H2)相较单独气化而言增加了1.0%~7.1%。此外,为满足高温熔融(1350℃)要求,掺混比应不高于30%。

    电渗-帽封联用技术对底泥内源污染释放的阻控效果
    刘柳君, 胡悦, 李彦, 岳瑞, 胡将军, 朱华, 王旭, 毛旭辉
    化工进展. 2021, 40(10):  5794-5803.  doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2020-2082
    摘要 ( 155 )   HTML ( 0 )   PDF (2674KB) ( 131 )  
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    近年来关于河湖底泥内源污染的原位控制技术受到了广泛的关注和应用。本文针对水体底泥内源污染的释放问题,研究了“电渗-帽封”联合技术的控制效果。电渗处理试验结果表明,电压越高,电渗处理后底泥向上覆水中释放的氨氮量越低,但总磷释放量升高。后续的帽封试验结果表明,使用天然粗河砂效果最好,且帽封厚度越高,材料粒径越小,对污染物释放的控制效果越好。采用20V电渗电压预处理实际底泥,并采用3~5mm粒径的天然粗河砂作为帽封材料,在3cm帽封厚度条件下,对污染物释放的阻控效率可达到66.9%。本研究的结果表明,“电渗-帽封”技术具有良好的底泥污染阻控效果,可以作为一种有效的原位处理方法来阻止底泥内源污染的释放,但其潜在的生态环境效应还需要进一步关注。

    铜锰负载型石化企业剩余活性污泥基活性炭制备及吸附甲苯性能
    李小斐, 杜改平, 段潍超, 孙慧, 赵东风, 李石
    化工进展. 2021, 40(10):  5804-5811.  doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2021-0147
    摘要 ( 192 )   HTML ( 1 )   PDF (4537KB) ( 252 )  
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    以石化企业剩余活性污泥为碳源、4mol/L ZnCl2溶液为活性剂、草酸铜和草酸锰为改性剂,采用固相共混一步煅烧技术制备了不同配比的铜锰负载型污泥基活性炭(SAC-CuMn),并将其用于甲苯气体的吸附研究。考察了不同配比SAC-CuMn样品的吸附性能,探究了铜锰的最优配比方案。当草酸铜和草酸锰质量配比为4∶1时,制备的SAC-CuMn样品产率为52%、比表面积617.77m2/g、总孔容0.61cm3/g、粒度0.5mm,吸附性能最好。同时,利用电感耦合等离子体发射光谱(ICP)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射(XRD)、能谱分析(EDS)、Mapping和X射线光电子能谱分析(XPS)等手段对SAC-CuMn样品进行了表征分析和对比研究,并探究了SAC-CuMn样品吸附甲苯的微观机理。实验结果表明,铜锰均匀地负载在固相共混法制备的SAC-CuMn材料结构中,当吸附甲苯时,物理吸附和Cu(Ⅰ)络合吸附作用同时进行,可以有效提升污泥基活性炭的甲苯吸附性能,最优SAC-CuMn样品对甲苯的吸附量可达459.09mg/g,动态吸附穿透时间超过500min。

    ZIF-8/乙二醇浆液连续捕集二氧化碳
    潘勇, 陈驰, 徐保明, 陈光进
    化工进展. 2021, 40(10):  5812-5817.  doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2020-2099
    摘要 ( 221 )   HTML ( 6 )   PDF (849KB) ( 351 )  
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    有效捕获CO2对于减少温室气体排放和控制全球变暖具有重要意义。本文采用吸收-吸附组合的方式将沸石咪唑骨架-8(ZIF-8)和乙二醇混合形成可流动浆液,分别在常压透明有机玻璃鼓泡塔(高3.7m,内径50mm)和高压不锈钢鼓泡塔(高3m,内径40mm)内连续捕集二氧化碳,浆液在解吸罐内解析后返回到吸收塔再进行二氧化碳捕集,整个分离过程可连续化进行。研究了不同环境温度、不同混合气流率、浆液再生温度和塔内不同操作压力对二氧化碳捕集能力,结果表明环境温度和混合气流率越低,浆液再生温 度和塔内压力越高,浆液吸着二氧化碳的量越大,最佳操作条件为:常压下环境温度0.5℃,气体流率 47mL/min,浆液再生温度333.13K。在此最佳操作条件下,分离因子高达395,同时在经过100h以上的分离过程后,ZIF-8结构没有发生变化并且ZIF-8/乙二醇浆液能重复利用,更进一步说明ZIF-8/乙二醇浆液具有潜在的工业应用价值。

    机械力-微波活化对稀土尾矿NH3-SCR脱硝性能的影响
    侯丽敏, 闫笑, 乔超越, 付善聪, 武文斐
    化工进展. 2021, 40(10):  5818-5828.  doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2020-2175
    摘要 ( 186 )   HTML ( 1 )   PDF (6676KB) ( 170 )  
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    因为稀土尾矿中矿物复杂的连生关系,使其部分矿物在脱硝反应过程中并不能充分暴露发挥作用。本文采用机械力微波活化稀土尾矿,利用正交试验方法研究机械力微波活化参数对稀土尾矿NH3-SCR脱硝性能的影响,借助XRD、SEM-EDS、H2-TPR、NH3-TPD、BET等表征手段分析了机械力微波活化对稀土尾矿性能的影响。实验结果表明,稀土尾矿对活化参数的敏感性为:球料比>转子转速>球磨时间=球直径比>微波焙烧时间=微波焙烧温度=微波焙烧功率,机械力微波活化最优参数为球磨2h、转子转速300r/min、球料比1∶1、球直径比1∶1∶1、微波焙烧温度250℃、微波焙烧时间20min、微波焙烧功率1100W,活化稀土尾矿脱硝效率最高提升了40%。活化后,稀土尾矿催化剂的比表面积、矿物分散度、表面酸性位数量和氧化还原性能均得到了提升,弱酸、中强酸和强酸活性中心均匀分布有利于脱硝反应。赤铁矿暴露程度越高,越有利于稀土尾矿脱硝反应过程。

    硫自养/异养协同反硝化深度脱氮处理三氯蔗糖生产废水
    耿雅雯, 刘锋, 冯震, 陈俊, 张雪智
    化工进展. 2021, 40(10):  5829-5836.  doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2020-2181
    摘要 ( 245 )   HTML ( 4 )   PDF (1319KB) ( 364 )  
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    为解决工业废水普遍存在的氮污染问题及单一电子供体的反硝化技术存在的缺陷,在上流式高效流化床反硝化反应器中,本文以Na2S2O3和葡萄糖为底物构建硫自养/异养协同反硝化脱氮系统,研究其对三氯蔗糖生产废水二级处理出水的深度脱氮效果。在(35±1)℃下,调整进水C/N/S为1.3/1/1.9,反应器在40~109天运行期间,达到较高的脱氮水平,NO3--N去除率均在93%以上,最大NO3--N去除负荷达到3.52kg/(m3·d),且在不投加pH缓冲剂的条件下,出水pH始终保持在7.0以上。硫自养/异养协同反硝化污泥的群落组成以自养反硝化菌和兼养反硝化菌为主,其占比分别为45.69%和25.38%,异养反硝化菌相对较少。其中Thiobacillus是相对丰度最高的自养反硝化细菌,占比39.02%。

    臭氧催化氧化降解煤化工生化进水有机物的实验及机理
    王吉坤, 李阳, 陈贵锋, 刘敏, 李文博, 何毅聪
    化工进展. 2021, 40(10):  5837-5844.  doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2021-0872
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    研究了臭氧催化氧化降解煤化工生化进水有机物的工艺条件及机理。本文以新疆某煤化工生化进水为研究对象,确定废水中难降解有机物的种类及含量,开展臭氧催化氧化试验,探讨工艺条件对化学需氧量(COD)的去除率,最后以溶解性有机物(DOM)为对象,解析废水难降解有机物的降解规律。结果表明:废水中主要为苯酚及腐殖酸;最佳工艺参数为催化剂投加量1.2L/L、臭氧浓度500mg/L、臭氧通气量2.5m3/h;反应后各组分的UV254均下降,去除率从高到低为疏水性中性物质(HoN)>亲水性碱性物质(HiB)>疏水性碱性物质(HoB)>亲水性酸性物质(HiA)>疏水性酸性物质(HoA)>亲水性中性物质(HiN),富里酸类、腐殖酸类、蛋白质类及溶解性生物代谢产物等荧光强度均降低。

    化工园区
    中国化工园区建设管理的“六个一体化”
    杨挺
    化工进展. 2021, 40(10):  5845-5853.  doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2021-1814
    摘要 ( 376 )   HTML ( 7 )   PDF (1449KB) ( 558 )  
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    随着我国化工园区步入发展成熟期,“一体化”已经成为化工园区建设管理的公认模式和发展方向,“一体化”理念也不断演变。本文叙述了当前化工园区建设管理的“六个一体化”理论体系,从“六个一体化”的发展理念、原则、体系构建及相互关系等方面,分析了化工园区建设管理中构筑“一体化”的内容和重要性。认为通过构建化工园区原料产品项目、公用工程物流、安全消防应急、环境保护生态、智能智慧数据、管理服务科创这六大方面的协同、合作、共享体系,完成化工园区的产业升级、设施完善、管理优化,从而可规范化工园区的管理,帮助其实现高质量发展。

    观点
    中国炼油转型化工现状及发展约束因素的思考
    王德亮, 周志茂, 林梦蕾, 李超
    化工进展. 2021, 40(10):  5854-5860.  doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2021-0421
    摘要 ( 239 )   HTML ( 6 )   PDF (646KB) ( 294 )  
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    中国炼油行业总体产能过剩,受国家宏观调控、资源限制、经济发展需要等因素影响,炼油向化工转型已是大势所趋。本文从化工产能的供需两侧,对炼化相关限定因素,包括开工率、化工轻油收率、近远期石化产品需求、新建化工产能进行了详细梳理核算。文章指出,中国炼油向化工转型近期受装置竞争力限制,远期受需求最大量约束。在现有开工率、新建计划等约束下,2025年炼厂平均化工轻油收率将提升至20.6%。随着,炼油化工产能的集中投建,化工原料供应能力快速提升,化工产能的容量天花板或在国家“十四五计划”期间提前到来。综合中国、美国、日本和韩国人均化工产品历史消费数据情况,文章预计我国化工轻油的最大年需求量为3.29亿吨,远期中国炼厂整体平均化工轻油收率在41%左右。

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