液体连续相撞击流(LIS)具有高效微观混合、强烈压力波动和促进过程动力学等对分子尺度过程极有价值的性质。本文在浸没循环撞击流反应器(SCISR)中深入研究了这些性质及其规律,进行了反应-沉淀法制取多种“超细”和纳米材料的实验,制得粒径更细小、分布更窄、形貌可控的超细粉体;研发了“无旋立式循环撞击流反应器”等多种基于应用LIS的反应、结晶技术装备并已付诸应用;描述了这些装备的流动结构、工作原理和工业应用情况。
膜作为一种新兴高效的化工分离技术20年来已经应用于很多行业,近年来膜梯度分离用于水质表征的方法受到国内外关注。本文综述了国内外膜梯度分离技术用于水质分析的研究进展。膜梯度分离在国外已经应用在超胶体的定性、易降解组分的定量、化学耗氧量与粒径分布关系的分析以及可生化性评价等方面;国内目前在水源水分子量分布、垃圾渗滤液污染物特性表征和絮凝处理后水质分析方面有研究。
采用萃取精馏和催促精馏相结合的分离集成技术从碳九芳烃中分离均三甲苯。考察了理论塔板数、回流比、萃取剂/进料/催促剂比(质量)对塔顶塔釜均三甲苯产物纯度的影响。结果表明,可得到纯度大于98.0%的均三甲苯产品,适宜的理论板数为102块、适宜的回流比为15、适宜的萃取剂/进料/催促剂比(质量)为7∶1∶0.3。本研究为进一步中试提供了依据。
介绍了水处理过程中曝气氧传质的基本原理以及几种传统曝气设备的优缺点,同时重点介绍了一种新型曝气增氧设备——离式螺旋曝气设备,并对该设备进行曝气性能试验研究。试验结果表明,该曝气装置具有良好的曝气性能,充氧能力良好,氧利用率较高可达30%以上,安装使用简便,可广泛应用于化工炼油等行业水处理过程。
研究了均相络合萃取、超声作用水洗以及超声作用下的均相络合萃取对于沥青质中Ni、Ca元素的脱除。结果表明,络合常数大的络合剂的脱金属效果较好;超声作用有利于沥青质中Ni、Ca元素的脱除。以上几种方法虽然对Ni的脱除效果不好,脱除率只在5%以下;但是对Ca的脱除效果较好,可以达到90%。表明沥青质中Ni和Ca的存在形式应该是不一样的,Ni以较紧密、牢固的形式存在,而Ca以不太牢固的形式存在。
实验研究了回转干馏炉内非等粒径油页岩与固体热载体颗粒群的混合行为,以回转干馏炉出口油页岩质量分数的样本变异系数作为混合指数。对2种填充率、2种抄板形式、2种倾角在5种转速的不同工况下出口的混合指数进行计算,对比分析了混合指数的变化趋势及不同影响因素的混合机理,得出20%填充率采用直角抄板在倾角为3.24°时混合度优于其它对应工况,以对流混合为主。
通过对页岩油冷凝回收系统工艺的深入研究,并运用PRO/II流程模拟软件对水洗工艺流程进行模拟,分析模拟结果,针对现有流程的缺点进行流程优化。优化后所需的循环水量减少了119 000 kg/h,从而减少了氨水循环过程所需的能耗,符合节能环保的要求。同时优化流程用逆流塔代替了并流水洗塔和气液分离器,工艺流程所需的设备减少,节约了设备费,并且使塔顶气相中重组分更少,有利于后续设备和工艺设计。
从表面张力和内外相密度差两方面来考察乳化剂对乳液稳定性的影响。实验结果表明:以Span80为原料的乳化剂,最低表面张力时的HLB值为7~8,乳液的破乳时间为12~26 h,而当乳液内外相密度相等时,其破乳时间为4 h~11 d;以油酸为原料的乳化剂,最低表面张力时的HLB值为3~6,此时破乳时间为2~24 h,而当乳液内外相密度相等时,其破乳时间为3 h~4 d。
铂纳米催化剂由于其高效的还原和氧化作用,在催化和电催化领域的应用非常的广泛。在反应中除了尺寸外,Pt纳米晶体的形貌对催化和电催化的活性和选择性也起到了关键的作用。调变合成单一形貌催化剂的条件,如稳定剂、还原剂和表面活性剂等,对于调控纳米粒子的形貌至关重要。目前形貌可控的铂纳米催化剂已被应用到加氢、氧化和Suzuki偶联等各种类型的反应中,与商用催化剂相比表现出高活性和高选择性等优异的催化性能。本文主要介绍形貌可控的铂纳米催化剂的合成及其在各种反应中的应用。
研究了异辛酸铬[Cr(Ⅲ)2-EH]/2,5-二甲基吡咯(DMP)/双膦胺型配体(PNP)/三乙基铝(TEA)/1,1,2,2-四氯乙烷(Cl2CHCHCl2)催化体系对乙烯三聚反应催化剂的活性和1-己烯的选择性的影响。结果表明,复配体系能同时获得高活性和对1-己烯的高选择性。在反应温度120 ℃、压力5.0 MPa下,催化活性达到270 kg/(gCr·h)以上,1-己烯选择性超过95%,与单一配体DMP和PNP的催化性能相比较,综合了两者的优势。
以硅酸钠为硅源、硫酸铝为铝源、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作模板剂,采用共沸蒸馏与超声波分散技术相结合的方法制备了介孔分子筛Al-MCM-41。以Al-MCM-41为载体、硝酸镍和磷酸氢二氨为原料,采用超声波振荡、程序升温还原法制备了Ni2P/Al-MCM-41催化剂,并对Al-MCM-41和Ni2P/Al-MCM-41进行了傅里叶变换红外光谱、比表面积测定、X射线衍射、扫描电镜表征。考察了Ni2P/Al-MCM-41催化剂对噻吩加氢脱硫的催化性能。结果表明:采用超声波制得的Al-MCM-41其比表面积、孔容和孔径明显高于常规搅拌制得的Al-MCM-41,共沸蒸馏制得的Al-MCM-41其比表面积、孔容和孔径高于未共沸蒸馏的Al-MCM-41;在反应时间为5 h、548 K、3.5 MPa条件下,Ni2P/Al-MCM-41催化剂对噻吩加氢脱硫的转化率接近100%。
研究了水分和储存材质对棉籽油生物柴油、橡胶籽油生物柴油和小桐子油生物柴油与0#柴油混配物B5水分含量和酸值的影响。结果表明,上述3种B5生物柴油混配物在常温避光密封存放70天后,水分含量和酸值均满足国家标准;对比添加水分(≤1.0%)样品的酸值和水分含量发现,样品性质无显著变化。生物柴油和石化柴油混配物B5可采用玻璃、塑料、碳钢材质储存。
用氧化硅为载体、高硅铝比的ZSM-5分子筛为活性组分,挤条成型制成催化剂,用碱土金属和稀土金属氧化物改性,在600 ℃、常压下、水重时空速为1 h-1的条件下进行预处理24 h,分别在485 ℃、0.1 MPa、水/C4质量比为0.2、C4重时空速为3 h-1的条件下和无水稀释、C4重时空速为10 h-1的条件下,C4烯烃制丙烯和乙烯的反应产物组成稳定;在连续20天的反应过程中,C4烯烃转化率大于65%;有水稀释时丙烯收率大于31%、乙烯收率大于6%、催化剂的积炭量为1.01%,无水稀释时丙烯收率大于27.5%、乙烯收率大于4.6%、催化剂的积炭量为4.71%。对有水工艺和无水工艺再生后的催化剂作用BET、NH3-TPD 和 Py-IR进行表征,分析催化剂活性与酸性的关系,认为催化剂表面B酸的酸量和强度与催化剂的活性相关。
采用等体积浸渍法制备了一系列不同载体的HgCl2催化剂,利用BET、原子荧光光谱仪(AFS)、元素分析仪(EA)等对样品进行了表征,考察了催化剂在固定床反应装置上进行乙炔氢氯化反应的性能,同时对催化剂失活原因进行了初探。结果表明,不同载体催化剂催化性能和失活原因差异很大,其中以AC-2(沥青基球形炭)为载体的HgCl2/AC-2催化性能最佳,当HgCl2含量为5%(质量分数)、乙炔空速36 h-1、温度140 ℃、n(HCl)∶n(C2H2)=1.05~1.1时,其初始转化率>99%(比HgCl2/AC-1提高39%),选择性接近100%,寿命可达3168 h,催化性能优于现有工业高汞催化剂。
采用凝胶网格共沉淀法制备二甲醚的催化剂CuO-ZnO-Al2O3/HZSM-5,考察不同助剂La、Ce、Co、Zr对其性能的影响。结果表明,加入助剂后,CO2转化率和二甲醚的选择性都有不同程度的提高,进行比较后发现尤其是加入Ce助剂后,二甲醚的选择性达到61.5%,CO2的转化率达到40%。利用BET、XRD、SEM、H2-TPR、H2-TPD等表征方法对其物化性质进行表征。
采用沉积-沉淀法制备了一系列不同焙烧温度的二甲醚水蒸气重整制氢催化剂2Cu-1Ni/5g-Al2O3(摩尔比),考察了焙烧温度对催化剂2Cu-1Ni/5g-Al2O3的结构及催化性能的影响,并运用N2吸附-脱附(BET)、H2程序升温还原(H2-TPR)、X射线衍射(XRD)等手段对催化剂进行了表征与分析。结果表明,500 ℃焙烧的催化剂BET比表面积及孔容、孔径适中。随着焙烧温度的升高,以尖晶石态存在的铜组分比例逐渐增加,金属Cu的粒径也从12.6 nm增至33.2 nm。适当的焙烧温度可保证金属和载体之间的强度适中的作用力,从而保证催化剂具有较优的活性和稳定性。催化剂活性随着焙烧温度的增加先升高后减小,较优的焙烧温度为500 ℃。
以绿色溶剂离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMIM]Cl)作为溶剂,六水合氯化铬(CrCl3·6H2O)为催化剂,研究了最重要的生物质衍生糖类葡萄糖向平台化合物5-羟甲基糠醛(HMF)的转化。该催化反应体系十分有效,在130 ℃下反应20 min,HMF的产率可达到70%以上。并且该催化体系可以循环使用,经过5次的重复使用后仍保持稳定的活性。
将5次固态交换制备的Co2+-NaX于500 ℃焙烧6 h,再进行一次固态交换制备高稳定性催化剂,ICP分析表明其Co2+含量为9.13%,高于5次固态交换Co2+-NaX的平衡Co2+含量(8.42%)。采用XRD、N2吸附-脱附对催化剂进行表征,结果表明,分子筛离子交换后其骨架结构没有受到破坏,然而随交换进入分子筛Co2+含量增多,其有序性下降越明显。通过正交实验对该催化剂催化苯乙烯环氧化进行考察,确定了优化的反应条件:苯乙烯用量6 mL,催化剂1.0 g,溶剂48 mL,反应温度80 ℃,反应时间6 h。在此条件下,环氧苯乙烷平均收率为39.5%。采用该法制备催化剂其活性能够进一步提高,且重复使用活性保持不变。
为拓展二氧化钛对可见光的响应,采用水解法和其它步骤制备了碳掺杂二氧化钛粉末。用X射线衍射和紫外-可见光漫反射吸收光谱以及X射线光电子能谱对制备的样品进行了表征,对可见光照射下的光催化活性进行了测试,并考察了光催化的重复性。结果表明:碳掺杂致使二氧化钛在可见光区的光吸收增强,在降解甲基橙的实验中表现出良好的可见光催化活性。
金刚烃是由多个环己烷构成的饱和笼状烃,此类有机化合物的分子式为C4n+6H4n+12。金刚烷则是最小的金刚烃化合物(即n=1时),其C原子骨架类似于金刚石的一个晶格单元。由于其独特的笼状结构和特殊的化学、物理和药理学性质,因此其逐渐成为研究的热点。本文介绍了金刚烃的结构、命名、性质,重点介绍了金刚烃的化学性质及其衍生物的合成。
9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)及其衍生物可以用于合成含磷环氧树脂及环氧固化剂,制备反应型的本质阻燃树脂;此类阻燃树脂阻燃效果持久、阻燃效率高,已成为当今阻燃剂研究开发领域的主攻方向。本文就结构型DOPO基含磷本质阻燃环氧树脂的合成及应用研究进行了综述。
聚乳酸因具有良好生物相容性、生物降解性、生物可吸收性以及优良的力学性能,在农业、食品包装、医疗卫生等领域得到了广泛应用,但因其玻璃化转变温度较高、性脆、柔韧性差,需通过增韧改性以提高其加工和应用性能。本文综述了聚乳酸通过共聚、交联、共混等改性方法增加柔韧性的最新研究进展。
采用模压法,将微胶囊包覆相变材料(MEPCM)及必要的助剂添加到PVC基体中,制备出新型PVC基定形相变材料(FSPCM)板材,并对它的微观形状、相变特性、升降温性能及力学性能进行了研究。结果表明:所制备的新型PVC基FSPCM板材的相变温度区间3~18 ℃;当添加MEPCM质量分数为10%时,制备的PVC基FSPCM板材综合性能为最优,其弯曲强度为26.7 MPa,弯曲模量为3.48 GPa,拉伸强度为9.4 MPa,冲击强度为9.39 kJ/m2。
以聚苯乙烯乳液为种球、氯霉素为模板分子、甲基丙烯酸为功能单体、二甲基丙烯酸乙二醇酯为交联剂,采用二步种子溶胀法制备了单分散氯霉素分子印迹聚合物微球(MIPMs)。通过扫描电镜(SEM),考察了溶胀比﹑搅拌速度﹑水油比﹑交联剂用量﹑分散剂用量等对MIPMs形态﹑粒径大小及粒径分布的影响。并用静态吸附实验考察了微球的吸附识别性能。结果表明,当溶胀比为40,搅拌速度为150 r/min,水油比在(8∶1)~(11∶1),EDMA用量为20 mmol,HEC用量为1.2 g时,可以获得一系列粒径均匀﹑分散性好的MIPMs。当功能单体为4 mmol MAA,交联剂为20 mmol EDMA时,制备的MIPMs识别性能最好,以甲砜霉素为竞争底物,分离因子达到5.57。二步种子溶胀法为水相中MIPMs的制备开辟了一条简捷有效的途径。
用共沉淀法正滴和反滴工艺制备了掺钕钇铝石榴石(Nd:YAG)粉体。测试了粉体的相组成、显微形貌、粒度分布。结果表明:经1100 ℃煅烧后,正滴工艺得到粉体主相为YAG(Y3Al5O12),但有少量的YAM(Y4Al2O9),反滴工艺则得到纯的YAG。晶粒尺寸分别为24.7 nm 和26.6 nm,平均粒径分别为1.26 mm和1.86 mm,前者的粒径分布要窄,分散性要好。采用真空烧结技术在1800 ℃烧结制备了Nd:YAG陶瓷,正滴工艺制备YAG陶瓷晶粒间存在少量气孔,反滴工艺样品存在少量大的孔洞和许多晶界气孔。厚1 mm抛光样品在1064 nm处透过率分别为72%和42%,在400 nm处分别为65%和35%。
在75 ℃下采用均相沉淀法制备了ZnO微球,并运用XRD、SEM等方法表征了制得的样品,考察了反应时间和磷钨酸浓度对ZnO形貌的影响,讨论了纳米氧化锌的生长机理。结果表明:乙酸锌浓度为0.025 mol/L,三乙醇胺(TEA)浓度为0.100 mol/L,催化剂HPW浓度为1.00×10-3 mol/L条件下,反应2 h制得的ZnO微球粒径均一,分散性良好。
与化学合成的表面活性剂相比微生物产生的生物表面活性剂具有表面活性高、良好的抑菌作用以及环境友好等独特的性质。其中糖脂类生物表面活性剂由于其高产量和多功能生化特性,成为最有发展前途的生物表面活性剂之一。本文综述了糖脂类生物表面活性剂的特性及潜在的应用。
建立了一种以滤膜为基础的高通量筛选耐高温胆固醇氧化酶产生菌的方法。利用酶偶联及胆固醇不溶于水的特性产生显色透明圈。酶的热处理过程和酶与底物的反应过程分开,有效地防止酶在热处理前与底物反应。高温处理是在滤膜上进行,从而克服了高温琼脂平板变软或熔化的缺点。用该方法筛选时,产生的红褐色透明圈较明显,易于挑出性能改善的突变菌株。转印所用NC膜的价格便宜,操作比较简便。
以硫酸钴、氢氧化钠为原料,氨水为络合剂,抗坏血酸为保护剂合成β-Co(OH)2。实验研究了反应温度、氢氧化钠溶液浓度、络合剂与硫酸钴中Co2+的摩尔比和保护剂对产品收率的影响。采用三因素三水平的响应面分析法对工艺条件进行优化,得到了β-Co(OH)2合成的最优工艺条件。实验结果表明:在反应温度为79 ℃、氢氧化钠溶液浓度为2.89 mol/L、络合剂与硫酸钴中Co2+的摩尔比为2.19等条件下,合成的β-Co(OH)2最高收率为97.40%,同时通过X射线衍射对产物进行了结构表征。
以啤酒酵母菌体为原料,利用超声波法提取酵母细胞内蛋白质,选择干热法、热碱法和酶法对酵母蛋白进行改性处理,通过比较改性前后酵母蛋白的泡沫性能可知:3种方法均对酵母蛋白泡沫性能有一定的改善作用,其中浓度为1.5% Ca(OH)2水解后得到发泡母液的泡沫性能最佳,泡沫体积达到1109.1 mL,稳泡时间达10.1 h。采用响应面实验法中的Box-Behnken设计对影响热碱法改性蛋白发泡体积的3个主要因素[反应温度、反应时间、Ca(OH)2浓度] 进行优化,结果表明:当水解温度77.88 ℃、水解时间2.39 h、Ca(OH)2浓度1.34%时泡沫体积达最大,最大预测值1135.1 mL,实际测得平均发泡体积为1127.2 mL,与模型理论预测值相比相对误差在0.72%,所以采用响应面实验法优化得到的参数准确可靠,具有实用价值。
作为一种高效、环保的新型蚀刻气,六氟丁二烯已受到半导体行业的广泛重视。本文介绍了多年来六氟丁二烯合成方法的发展和未来动向。至今,六氟丁二烯的合成方法大部分都是围绕制备四卤六氟丁烷和卤化三氟乙烯基锌两类中间体进行,但从工业化生产的角度来看,目前并没有令人满意的合成路线。最后,通过系统评述各类方法的优缺点,展望了工业规模制备六氟丁二烯的发展前景。
以六氢苯酐和二甘醇为原料,钛络合物钛酸正四丁酯为催化剂合成聚六氢苯酐二甘醇酯。结果表明,钛酸正四丁酯催化合成聚六氢苯酐二甘醇酯的最佳反应条件为:醇酸摩尔比为1.1∶1,催化剂用量为0.8%(以六氢苯酐质量计),反应温度为220 ℃,反应时间为5 h,-0.095 MPa压强下减压时间为2.5 h,减压温度为220 ℃,酯化率大于99.0%。合成产物聚六氢苯酐二甘醇酯的数均分子量Mn为14000,重均分子量Mw为15000,分子量具有窄分布物性。
在微型固定床反应器上,以乙醇酸甲酯为原料,使用Cu-Cr催化剂,催化加氢制备了乙二醇。考察了氢酯摩尔比、反应温度、反应压力、床层空速对反应的影响,并对加氢催化剂的活性进行了XRD的评价。结果显示最佳反应条件为:氢酯摩尔比40∶1、反应温度210 ℃、反应压力3.5 MPa、床层空速0.4 h-1时,乙醇酸甲酯的转化率达94%,乙二醇的选择性达82%。
再燃脱硝技术是燃烧过程中控制燃煤锅炉氮氧化物排放的有效方法。首先分析讨论了常用再燃脱硝的燃料,即天然气和煤粉的局限性,然后详细地讨论了废轮胎作为再燃燃料的可行性和优点,并介绍了作者有关废轮胎再燃脱硝的研究结果。当废轮胎与电厂褐煤灰组成混合燃料用于再燃脱硝时,其脱硝效率可达到86%,当废轮胎与Fe2O3组成混合燃料用于再燃脱硝时,其脱硝效率可达到88%。废轮胎用于再燃脱硝,一方面有利于它的能源资源化处理,另一方面能够非常有效地减少燃煤NOx的排放,具有重要的工程应用价值。
新型膜吸收技术是将膜分离与传统吸收技术耦合而成的高效分离技术,在减轻地球温室效应、保护环境以及工业、医学、宇航等多种实际利用领域具有广阔的发展空间。本文基于烟气CO2分离膜吸收技术的现状和进展,在分离原理、工艺及材料选择、传质等关键方面进行了分析总结。结果表明,以醇胺溶液为基础的复合吸收剂较单一吸收液效果有很大提高。与其它膜接触器一样,膜吸收组器结构、流动方式及膜材料疏水性对吸收器性能存在较大影响。同时,由于其吸收特质,系统设计中选择合适温度可有效促进过程传质。
以工业试验装置生产的废轮胎热解油为研究对象,对废轮胎热解油中的烃类和非烃类化合物的分布进行研究。结果表明,热解油中的芳烃、烯烃含量高,饱和烃含量低,属于高硫高氮高酸油。热解油中硫主要以噻吩形式存在,总硫含量及噻吩硫含量随着馏分沸点的升高而增大;硫醇硫主要集中于小于300 ℃的馏分中;硫醚硫主要集中于小于150 ℃和大于500 ℃的馏分中。热解油中的总氮含量随着馏分沸点的升高而增大,碱性氮含量占1/3,非碱性氮占2/3。热解油中酸性组分主要集中于200~400 ℃的馏分中。
采用实验方法研究了新型吸收剂对可挥发性有机污染物-甲苯废气的吸收效能。选择苯甲酸钠、柠檬酸钠、酒石酸钠3种有机酸盐的水溶液作为研究对象,以有机酸、硅酸盐助剂作为有机酸盐水溶液的添加剂。通过单因素实验及正交实验,得出最佳吸收工艺条件为:采用质量分数为8.0%、pH值为6.0的苯甲酸钠水溶液作为吸收剂,在喷淋量为30 L/h、进塔气流量为315 L/h、吸收剂温度为15 ℃下,甲苯的吸收率可以达到88.0%。
研究了应用吸附剂直接从碳六原料中吸附脱除微量硫醇的碳六原料精制工艺,实验结果表明,改性NaY具有最好的吸附效果,其吸附容量可达1.56%。同时研究了操作条件对吸附过程的影响,升高温度不利于提高吸附容量,减少进料空速可以提高吸附容量,但碳六原料中水含量会显著降低吸附剂吸附硫醇的性能,该吸附剂可以通过焙烧再生。
磺胺间甲氧嘧啶类药物在生产过程中产生大量高浓度和高COD废水。本工作以前期合成的非苯乙烯骨架吸附树脂为基本吸附材料,开展了CaO絮凝沉淀-树脂吸附两步法处理此类废水的研究。结果表明:废水的COD可从原来的11 000 mg/L降至321 mg/L,絮凝沉淀、树脂吸附的COD去除率分别达84.33%和81.66%(总去除率≥97%)。此废水处理工艺简单、运行费用低,树脂经5次吸附-脱附后仍保持良好吸附性能,具有很好的实际应用前景。
从采集活性污泥中筛选得到1株具有高效降解甲醛能力的菌株并命名为JQ-1,根据其形态特征,初步判断菌株JQ-1属假单胞菌属。采用菌株JQ-1对生物膜填料塔内填料进行生物挂膜,组成甲醛废气生物处理系统,在系统稳定后进行了生物膜填料塔净化处理低浓度甲醛废气的初步实验研究。实验结果表明:入口甲醛浓度<33 mg/m3时,甲醛净化效率维持在93%以上,当超过此值时,净化效率有较大幅度下降;随着进气流量的增加,甲醛净化效率是下降的,当进气流量从0.06 m3/h增加到0.18 m3/h时,甲醛净化效率则从92.5%下降至73.4%;喷淋流量对甲醛净化效率也有影响,当喷淋流量为1.8 L/h时,甲醛净化效率最好,可达92.7%。结合实验数据,对相关的基础理论进行了初步探讨。
针对目前实际生产中的裂解原料和设计存在偏差的情况,介绍了中国石油独山子石化分公司100万吨/年乙烯装置通过摸索、调整,寻找出一套适合现有条件的操作参数,以寻求经济效益的最大化。