化学工业与工程
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2017年 34卷 3期
刊出日期 2017-05-15

目录
化学反应与工艺
化工模拟与计算
生物化工过程
能源与环境化工
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2017 Vol. 34 (3): 0-0 [摘要] ( 805 ) [HTML 1KB] [ PDF 473KB] ( 782 )
化学反应与工艺
1 浦冰叶, 李祥高, 王世荣, 肖殷, 李战强, 陈禹夫
无溶剂热致转型制备多晶型无金属酞菁光导材料及性能研究

研究了一种新型无溶剂法进行晶型转化以获得具有良好光敏性能的αβ型无金属酞菁(H2Pc)的方法。以1,3-二亚氨基异吲哚啉缩合成环得到H2Pc,经酸糊提纯后得到低结晶度的α-H2Pc。通过对其热致转型温度的研究发现,190 ℃下保温2 h可以得到结晶度为100% 的α-H2Pc,而在高于275 ℃的温度下保温2 h则可以获得结晶度为95.04% 的β-H2Pc。对制备的2种晶型的H2Pc的形貌进行了表征,可以观测到H2Pc逐渐由不规则片层状结构生长为棒状结构。将其作为电荷产生材料制备有机光导体器件测试其光导性能,α-H2Pc可获得0.609 μJ·cm-2的光敏性而β-H2Pc可获得0.420 μJ·cm-2的光敏性。结果表明,建立的H2Pc的晶型转化方法具有简便、环境友好、可连续制备αβ 2种晶型产物,且光导性能优良的特点,可广泛应用于中高速激光有机光导体的制备。

2017 Vol. 34 (3): 1-7 [摘要] ( 1309 ) [HTML 1KB] [ PDF 1466KB] ( 846 )
8 李新刚, 闫惠臻, 吕姣龙, 柏凌, 靳凤民
n(硅)/n(铝)对Cu-SAPO-34催化剂C3H6-SCR性能的影响

Cu-SAPO-34分子筛是一种高性能氮氧化物选择催化还原(SCR)催化剂,其载体SAPO-34对催化剂的氮氧化物催化消除活性有重大影响。采用水热合成法制备了n(硅)/n(铝)为0.4、0.6和0.8的SAPO-34分子筛,X射线粉末衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)结果表明随着n(硅)/n(铝)的增大SAPO-34分子筛的结晶度增高,粒度减小; 氨气程序升温脱附(NH3-TPD)结果显示n(硅)/n(铝)为0.8时分子筛的酸量最大。综上所述,n(硅)/n(铝)为0.8时Cu-SAPO-34催化剂表现出最佳的丙烯选择性催化还原(C3H6-SCR)性能。

2017 Vol. 34 (3): 8-12 [摘要] ( 1559 ) [HTML 1KB] [ PDF 1392KB] ( 1078 )
13 孙永利, 许建文, 肖晓明
响应面法优化多聚甲醛的解聚

甲醛是一种重要的化学中间体,但是运输、储存不方便,研究了在酸性条件下通过多聚甲醛解聚的方法来获得新鲜甲醛。实验首先研究了溶剂种类、反应温度、加热时间以及浓硫酸加入量等因素对多聚甲醛解聚的影响,然后在以上实验的基础上采用了3因素3水平的响应面分析法对多聚甲醛解聚的工艺条件进行了优化,得到了最适宜工艺条件:以乙酸乙酯为溶剂,反应温度为92.6 ℃,浓硫酸加入量为0.46% 和加热时间为3.9 h,此时多聚甲醛的解聚效果最好,甲醛在溶剂中的质量分数为21.1%。

2017 Vol. 34 (3): 13-17 [摘要] ( 2483 ) [HTML 1KB] [ PDF 1333KB] ( 2534 )
18 王康, 郝艳丽
海藻酸钙海绵及其载银后的性能研究

采用机械搅拌发泡,内源凝胶法,制备了多孔海藻酸钙海绵及负载纳米银海藻酸钙海绵。实验结果如下:乙醇处理湿凝胶可加速干燥过程,保留海绵孔道结构;乙醇-甘油水溶液后处理,可获得具有一定柔韧性的海藻酸钙海绵;海绵经AgNO3溶液浸渍,乙醇-甘油水溶液处理,80 ℃干燥,可得到载纳米银海藻酸钙海绵;改变乙醇-甘油水溶液含量,可调节海绵的吸液率、保液率和力学性能;载纳米银海藻酸钙海绵对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均具有良好的抑菌性能。

2017 Vol. 34 (3): 18-23 [摘要] ( 1451 ) [HTML 1KB] [ PDF 1636KB] ( 971 )
24 祁灵会, 王日杰, 杨晓霞
2,2-二甲基丁烷+乙醇、+正丙醇二元体系常压汽液平衡的测定

使用自行设计的汽液平衡釜测定了常压下2,2-二甲基丁烷+乙醇和2,2-二甲基丁烷+正丙醇二元体系的汽液平衡数据,所得到的汽液平衡数据通过了Herrington面积法热力学一致性检验。实验数据用NRTL方程进行关联,采用关联得到的模型参数计算相应的汽相组成,并与实验值比较。汽相组成的平均偏差小于0.02,这说明NRTL模型适用于所研究的二元体系。

2017 Vol. 34 (3): 24-29 [摘要] ( 3980 ) [HTML 1KB] [ PDF 1537KB] ( 1306 )
30 薛童, 张日成, 闫喜龙
反式-4-羟基环己基地氯雷他定溶解度测定关联

采用高效液相色谱法测定了常压下在293.15~323.15 K温度范围内反式-4-羟基环己基地氯雷他定在水、质量分数为10% 的甲醇-水、质量分数为20% 的甲醇-水、质量分数为10% 的乙醇-水和质量分数为20% 的乙醇-水中的溶解度,并采用Apelblat方程和λh方程对所得到的溶解度数据进行关联拟合,通过van't Hoff方程计算了其在不同溶剂中的溶解焓和溶解熵。发现反式-4-羟基环己基地氯雷他定的溶解度随着温度的升高和溶剂极性的降低而升高,其溶解过程在实验温度范围内,在所选溶剂中均为吸热熵增过程。

2017 Vol. 34 (3): 30-36 [摘要] ( 4628 ) [HTML 1KB] [ PDF 1678KB] ( 969 )
37 李晓兵, 崔现宝, 冯天扬, 揭会民, 徐丽, 林瑞榕
基团贡献法预测离子液体的折射率

基于对离子液体折射率的研究,提出了一种基团贡献法来预测不同温度下离子液体的折射率数值。通过文献搜集了115种离子液体,涵盖5类阳离子和26类阴离子,然后使用新的基团划分方法,共得到39种基团。将115种离子液体的1 161个折射率(λ=589 nm)数据点与模型方程回归,得到了各个基团的贡献值,回归的标准方差为0.00897,平均相对偏差为0.452%。为了进一步检验模型的准确性,用其估算未参与回归的2种代表性离子液体:季铵盐和季鏻盐,得到的平均相对偏差分别为0.520% 和0.284%,说明使用该基团贡献法来预测不同温度下离子液体的折射率是可靠的。

2017 Vol. 34 (3): 37-42 [摘要] ( 3699 ) [HTML 1KB] [ PDF 1730KB] ( 1439 )
43 颜建民, 张裕卿
氨基化修饰介孔二氧化硅用于疏水性药物的负载和释放

为了提高介孔二氧化硅(MSN)对疏水性药物的负载能力,在合成二氧化硅后对其表面进行氨基化修饰。以二氧化硅粒子对盐酸非索非那定(FXD)的负载量作为评价标准,在最适宜制备工艺条件,MSN和氨基化修饰二氧化硅(MSN-NH2)对FXD的最大负载效率分别为28.1 mg/g和39.3 mg/g。通过FXD累计释放实验表明, MSN-NH2-3和MSN在32 h的累计释放量分别达到59.3% 和67.7%,说明氨基化修饰二氧化硅可以增强药物缓释能力。采用Korsmeyer-Peppas 方程拟合分析二氧化硅对FXD的累计释放数据,MSN-NH2-3的释放动力学参数(k=13.41)小于MSN(k=19.64),实验结果表明氨基化使二氧化硅对FXD的负载效率提高了11.2 mg/g,32 h FXD累计释放降低了8.4%。

2017 Vol. 34 (3): 43-49 [摘要] ( 2247 ) [HTML 1KB] [ PDF 1802KB] ( 2221 )
能源与环境化工
50 徐强, 莫珊珊, 徐志彬, 刘佳荃, 丁飞, 刘兴江
全固态锂离子电池硫化物电解质的研究进展

目前,锂离子电池已经广泛地应用于交通、通讯、便携式电子产品及电动工具等领域。传统的锂离子电池采用液体电解液,存在易挥发、易泄漏、抗冲击性能差等缺点,存在安全隐患。全固态电解质具有热稳定性高、循环寿命长、抗震动性能好等优点,是锂离子电池取代液体电解液的一种理想替代方案。硫化物电解质体系具有离子导电率高、制备简便、电化学窗口宽等优点,已经成为全固态锂离子电池的研究热点。综述了全固态锂电池Li2S-P2S5基电解质的最新研究进展,总结了各种性能改进方法,并对其应用前景做了展望。

2017 Vol. 34 (3): 50-57 [摘要] ( 4363 ) [HTML 1KB] [ PDF 1470KB] ( 1386 )
58 张慧敏, 李鹏, 孙临泉, 田海龙, 李保安
膜曝气膜生物反应器耦合系统处理化工废水

高浓度有机化工废水,含有多种复杂有机物,毒性高,难以直接生化。为了提高废水的生化性及处理效果,新型膜曝气膜生物反应器(MABR)耦合高级氧化技术对废水进行了实验研究。以铁-碳微电解、芬顿反应作为预处理,膜曝气膜生物反应器为生化系统,臭氧化技术作为深度处理,探究了操作条件对出水COD浓度、BOD5/COD(B/C)的影响。研究结果表明:在铁碳反应时间为1.5 h,pH值为4时,B/C比可从0.05提高到0.12;而芬顿反应的最适宜n(H2O2)∶n(Fe2+)和pH值分别为9和3。经预处理的废水在MABR和深度处理臭氧化的共同作用下,出水COD<500 mg/L,达到了进入污水处理厂的要求。

2017 Vol. 34 (3): 58-64 [摘要] ( 3194 ) [HTML 1KB] [ PDF 2207KB] ( 1016 )
65 赵瑾, 王文华, 成玉, 姜天翔, 王静
响应面法优化改性砂吸附海水中氨氮的条件

采用石英砂负载壳聚糖吸附去除污染海水中的氨氮,并进行SEM、FTIR表征分析。在单因素实验的基础上,采用Box-Behnken响应面法考察pH值、改性砂投加量、改性砂粒径3个因素对氨氮去除率的影响及交互作用,并建立改性砂吸附氨氮的多元二次响应面回归模型。结果表明:各因素对氨氮去除率的影响主次顺序为:改性砂投加量>溶液pH值>改性砂粒径,最适宜吸附条件为:pH=7.08,投加量77.4 g/L,粒径0.8 mm,此条件下氨氮的去除率为78.86%,与预测值相符。

2017 Vol. 34 (3): 65-71 [摘要] ( 1879 ) [HTML 1KB] [ PDF 2377KB] ( 1001 )
72 隋红, 任兴飞, 廖晓勇, 阎秀兰, 马栋
基于酸碱法和树脂法的土壤多环芳烃分级

分别采用酸碱提取法和非极性离子交换树脂(简称XAD-8树脂)提取法将土壤分为轻组分和重组分(胡敏酸、富里酸、胡敏素),并研究多环芳烃在各组分中的赋存特征。2种方法提取的各种组分物质吸收峰形基本相似,即提取物质一致,但提取物的响应值有明显差别。酸碱分级法和树脂分级法提取的总多环芳烃含量均为轻组高于重组,而重组中多环芳烃主要分布在胡敏素中,分别占重组中多环芳烃总量的54% 左右、75% 左右。酸碱分级法和树脂分级法提取的多环芳烃总量回收率分别为100.7% 和147.2%。

2017 Vol. 34 (3): 72-79 [摘要] ( 1009 ) [HTML 1KB] [ PDF 2611KB] ( 9919 )
化工模拟与计算
80 王娜, 张文, 王宇新
催化层厚度对质子交换膜燃料电池性能影响的数值研究

采用一维稳态宏观均相模型,首次对不同阴极催化层(CCL)厚度的质子交换膜燃料电池(PEMFC)在全操作电流范围内的功率输出进行了计算和比较。在催化层中各相的体积比不变的前提下,催化层厚度以2种方式变化:一是变化单位面积催化层内的Pt载量;二是变化Pt在碳载铂(Pt/C)催化剂颗粒中的质量分数。2种方式的模拟结果均表明,催化层较厚的PEMFC具有较高的功率输出。但是从提高催化剂利用率角度考虑,第1种催化层厚度变化方式中催化层越薄催化剂利用率越高,第2种方式相反。在本研究设定的CCL参数范围内,最适宜厚度催化层在整个电流密度范围内都使PEMFC有最高的功率输出。

2017 Vol. 34 (3): 80-87 [摘要] ( 2237 ) [HTML 1KB] [ PDF 2188KB] ( 1123 )
生物化工过程
88 王听月, 王喆, 黄鹤
靶向性重组PF4裸质粒抗血管生成活性的研究

构建重组真核表达载体pcDNA3.1(+)-PF447-70-RGD,并检测靶向性重组血小板因子四(PF4)在真核细胞内的表达水平,探讨其体外抗血管生成活性。设计构建了靶向性重组PF4真核表达载体pcDNA3.1(+)-PF447-70-RGD,用脂质体法将其转染至中华仓鼠卵巢细胞系(CHO),用G418筛选稳系,采用RT-PCR和Western blot检测表达产物,MTT法测定CHO稳转体系培养上清对脐静脉内皮细胞(HUVEC)增殖的影响。成功构建出重组真核表达载体pcDNA3.1(+)-PF447-70-RGD,并获得稳转CHO细胞系,从基因水平和蛋白水平均可检测到目的基因的表达。MTT法显示,CHO稳系培养上清对HUVEC生长抑制率是50.8%,与对照组比,血管内皮细胞的增殖能力显著减小。靶向性重组PF4具有较强的体外抑制血管生成活性,该重组肽能够抑制HUVEC增殖。

2017 Vol. 34 (3): 88-94 [摘要] ( 873 ) [HTML 1KB] [ PDF 2304KB] ( 794 )
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