化学工业与工程
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玻璃钢/复合材料  
 
2013年 30卷 5期
刊出日期 2013-09-15
过程与设备
化学反应与工艺
化工模拟与计算
化学反应与工艺
1 刘娅琼1, 吕倩2, 孟明1
制备参数对Au/TiO2催化剂上CO低温氧化性能的影响
摘要：以溶胶-凝胶法制备TiO2载体，用沉积沉淀法制备出一系列负载型Au/TiO2。系统考察了焙烧温度、金的负载量、反应液pH值、沉淀剂种类以及Cl-存在与否等制备参数对催化剂活性的影响。以室温下CO的催化氧化为探针反应，确定催化剂的最适宜制备参数，并对优化的质量分数为1.0%的Au/TiO2催化剂进行了活性稳定性测试。结果表明：Au/TiO2的最适宜焙烧温度是200～350 ℃；反应液的最适宜pH值为9；最适宜沉淀剂是NaOH；金的负载量(质量分数，下同)在0.5%～5.0%范围内时，金含量越高，催化剂活性和热稳定性越好。大量Cl-的存在能导致催化剂活性的显著下降。对优化的Au/TiO2催化剂在室温下催化氧化不同浓度的CO进行循环测试，经历3次循环，连续反应2 160 min后，CO的转化率仍为100%。
2013 Vol. 30 (5): 1-6 [摘要] ( 3788 ) [HTML 1KB] [ PDF 1456KB] ( 1473 )
7 陈雅璐, 黄祖斌, 张美玉, 陈烁, 李敏敏, 季惠明
改进的溶胶-凝胶工艺制备ZrB2纳米粉体
采用改进的溶胶-凝胶工艺，以ZrOCl2、H3BO3和蔗糖为原料，以柠檬酸（CA）为络合剂，聚乙二醇（PEG）为分散剂，制备出均匀稳定的Zr-B-C体系溶胶，再以氨水为调节剂，实现溶胶向凝胶转化。在1 500 ℃温度下经碳热还原反应制备出粒径尺寸约为40 nm，类球状ZrB2粉体。采用XRD、SEM等微观分析手段，对制备的纳米粉体进行了相组成与微观形貌分析。实验中研究了改进的溶胶凝胶中柠檬酸络合聚合技术对溶胶性能的影响。结果表明：当n(柠檬酸)∶n(Zr离子)为1∶3时，可获得稳定的Zr-B-C体系溶胶；增大n(B)/n(Zr)值，有利于得到纯度较高、且相组成可控的ZrB2纳米粉体；加入质量分数为1.0%的PEG时，粉体的团聚性能得到很大改善。
2013 Vol. 30 (5): 7-10 [摘要] ( 2737 ) [HTML 1KB] [ PDF 1165KB] ( 1629 )
11 刘玉兰, 丁彤, 马智, 齐晓周, 章慧
煤系高岭土为硅源制备硅酸锂及其对CO2的吸附性能
以煤系高岭土酸处理除铝后剩余的物料为硅源，与Li2CO3通过高温固相反应合成了可在高温直接吸收CO2的硅酸锂材料。采用扫描电子显微镜(SEM)、X 射线粉末衍射仪(XRD)分别观察和分析了所合成材料的表面形貌与结构特征，并使用差热热重联用分析仪(DTATG)研究了硅酸锂材料吸收CO2的性能。实验结果表明，该材料具有较好的吸收CO2性能，吸收量可达31.07%(质量分数)。与以市售SiO2为硅源制取的硅酸锂相比，低温时高岭土-硅酸锂具有更快的吸收速率，具有明显的低温吸收CO2优势。
2013 Vol. 30 (5): 11-15 [摘要] ( 1565 ) [HTML 1KB] [ PDF 1331KB] ( 1614 )
16 刘晓娟1, 吴晓斌1, 郑文耀2, 张毅民1
玉米芯HNO3/HCl预处理及同步糖化发酵制乙醇
采用正交实验对玉米芯在2% HNO3/HCl中的水解条件进行优化，得出最适宜的预处理条件为：反应温度120 ℃，反应时间30 min，固含量15%。将经过预处理的玉米芯作为同步糖化发酵的底物，采用单因素实验考查影响发酵的因素，结果表明：在底物浓度为150 g/L、37 ℃、pH值为5.0、纤维素酶用量为30 FPU/g底物、酵母接种量10%、发酵周期72 h时，乙醇的产率可达到76.8%，此时乙醇溶液的浓度为41.4 g/L。
2013 Vol. 30 (5): 16-20 [摘要] ( 1823 ) [HTML 1KB] [ PDF 1715KB] ( 1741 )
21 郝建安, 杨波, 姜天翔, 张秀芝, 张晓青, 张爱君, 王静, 张雨山
一株絮凝活性细菌的分离鉴定及其絮凝活性初探
絮凝剂是海水净化处理中的常用药剂，海水微生物絮凝剂是近年来崭新的课题。本研究自渤海湾采集样品，采用稀释平板法，分离菌种，运用改进的絮凝率检测方法，筛选出一株有较高絮凝活性的细菌，经16S rDNA鉴定与Biolog检测，确定为地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis），命名为地衣芽孢杆菌dhs-36（Bacillus licheniformis dhs-36）。对该菌种培养物，发酵上清液，细胞破碎产物的絮凝活性研究显示其絮凝活性仅存在于发酵上清液中，并在菌株发酵2 d后获得最高絮凝活性。对该菌株絮凝活性的稳定性进行初步研究，发现该菌株絮凝活性易受酸碱性影响，只在pH值为6～10范围内稳定；但其絮凝活性在较宽温度范围内保持稳定。糖类、蛋白质、脂类与核酸定性反应确定该菌株产生的絮凝活性物质为蛋白质。该絮凝活性细菌絮凝活性较高，絮凝成分获得比较方便，有望未来应用于海水净化处理。
2013 Vol. 30 (5): 21-25 [摘要] ( 1643 ) [HTML 1KB] [ PDF 1315KB] ( 1767 )
26 杨建刚, 朱年青, 陈涛
生物转化法生产琥珀酸进展与展望
琥珀酸广泛用于食品、医药和化工等行业，市场前景广阔。生物转化法制备琥珀酸具有价格低廉、环境友好、资源可再生等优点，受到国内外学者的广泛关注。综述了近年来该领域研究的热点方向，着重介绍了大肠杆菌、谷氨酸棒杆菌等作为出发菌株的代谢工程改造及菌种发酵优化等方面的研究进展，展望了今后研究的热点方向。
2013 Vol. 30 (5): 26-32 [摘要] ( 1534 ) [HTML 1KB] [ PDF 1854KB] ( 1727 )
33 吴艳, 齐欣, 谷正艳
玫瑰醚合成工艺的研究
以香茅醇为原料，经单线态氧氧化、还原、环化3步反应合成玫瑰醚(Ⅰ)，其中第1和2步反应合成3，7-二甲基-5-辛烯1，7-二醇(Ⅱ)和3，7-二甲基-7-辛烯-1，6-二醇(Ⅲ)，第3步通过酸催化混合二醇合成玫瑰醚。通过对 H2O2的用量、催化剂种类和用量以及反应时间等条件的优化，在最适宜条件下，混合二醇和玫瑰醚的收率分别达到95%和41.5%，总收率为39.4%。
2013 Vol. 30 (5): 33-36 [摘要] ( 1438 ) [HTML 1KB] [ PDF 1531KB] ( 2189 )
37 宋华1, 2, 王忠元1, 丁伟1, 吴文祥3, 李锋1, 2
复合引发体系制备磺化聚丙烯酰胺及性能评价
采用氧化还原引发剂(过硫酸铵和甲醛合次亚硫酸钠)与水溶性偶氮引发剂(偶氮二异丁脒盐酸盐)复配的复合引发体系引发丙烯酰胺(AM)与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)共聚合成磺化聚丙烯酰胺(SPAM)，考察了氧化剂与还原剂配比、复合引发剂配比、聚合引发温度、pH值、单体浓度等条件对聚合物溶液表观黏度的影响，同时对其进行了耐温抗盐性能评价。结果显示，与工业上使用的部分水解聚丙烯稀酰胺(HPAM 3 500万)相比，合成的SPAM具有更好的耐温抗盐性能。
2013 Vol. 30 (5): 37-41 [摘要] ( 1582 ) [HTML 1KB] [ PDF 1560KB] ( 1734 )
42 王保伟, 杨美琳, 仇鹏
LiFePO4材料的溶胶凝胶法合成及其粒度研究
采用溶胶凝胶法合成了橄榄石型LiFePO4材料。运用XRD、SEM和激光粒度分布仪等手段对材料进行表征。研究了反应体系pH值、煅烧温度、煅烧升温速率和柠檬酸用量等工艺参数对LiFePO4粒径和粒度分布、物相组成和结构等物性的影响。得到的适宜工艺条件为：反应体系pH值为3.57，煅烧温度800 ℃，煅烧升温速率7 ℃/min，柠檬酸用量3.5∶1.0。同时分析了各因素对LiFePO4材料粒度分布的影响机制，重点讨论了反应过程机理和煅烧过程机理。
2013 Vol. 30 (5): 42-47 [摘要] ( 3106 ) [HTML 1KB] [ PDF 1979KB] ( 1637 )
48 李斌, 程发
制备条件对聚酰胺蜡触流变剂性能的影响
研究了聚酰胺蜡粉末的粒径和活化试剂的种类对聚酰胺蜡触流变剂改善涂料流变性能的影响。在环氧树脂体系中，与未研磨的聚酰胺蜡相比较，研磨后的聚酰胺蜡使体系具有更好的流变性能。考察了活化剂正丁醇、异丙醇、乙醇和甲醇的加入对聚酰胺蜡流变性能的影响，发现将乙醇与异丙醇按质量比5∶7复配后活化的聚酰胺蜡浆，能使环氧树脂体系具有更高低剪切黏度和更低高剪切黏度的触流变性能。
2013 Vol. 30 (5): 48-51 [摘要] ( 2174 ) [HTML 1KB] [ PDF 1611KB] ( 2496 )
52 刘春雪, 崔学文, 郝树海
气固法制备IF5工艺
以碘单质和氟气为原料，采用气固法制备IF5，其中氟气间歇式通入反应器，氟气流量约为28～30 L/min，反应压力不高于-0.01 MPa。研究了反应温度、原料配比（物质的量之比）和碘加入量对反应的影响。结果表明，制备IF5的最适宜条件为：反应过程温度控制在80～100 ℃之间，氟气与碘的配比（物质的量之比）约6∶1，在容积为100 L的反应器内碘加入量约10 kg。此条件下，得到质量分数为99%的IF5产品的产率最大为87.32%。
2013 Vol. 30 (5): 52-54 [摘要] ( 1395 ) [HTML 1KB] [ PDF 1420KB] ( 1814 )
化工模拟与计算
55 杨华伟, 张正旺, 张东辉
真空变压吸附分离氮气甲烷模拟与实验研究
采用椰壳活性炭为吸附剂，进行了三床真空变压吸附（VPSA）氮气甲烷分离过程的研究。在吸附和置换压力为0.5 MPa，解吸压力为-0.08 MPa条件下，将体积分数（下同）为30%的甲烷，浓缩至80%～98%，甲烷的回收率达到65%～96%，并研究了吸附和置换步骤下塔顶出口流量对于产品气纯度和收率的影响。运用Aspen Adsorption软件建立上述模型，模拟结果与实验结果基本一致；模拟可以为甲烷富集的工业装置建立提供基本设计参数。
2013 Vol. 30 (5): 55-60 [摘要] ( 4728 ) [HTML 1KB] [ PDF 1793KB] ( 2476 )
61 粘立军1, 韩月芝1, 王震2, 高瑞昶2
酒精尾气回收工艺模拟与优化
研究从中药厂酒精尾气中回收酒精的吸收解吸工艺。采用UNIFAC模型和Wilson模型分别预测吸收塔和解吸塔内的平衡关系，并对吸收塔和解吸塔内的工艺参数进行优化。结果表明：当吸收塔理论板数为25，液气比为0.24 L/m3，常温常压下操作时塔顶排气乙醇质量分数为28×10-6，塔釜乙醇回收率接近1；解吸塔为简单精馏塔，采用20块理论板，回流比为3，第10块板进料，塔顶可得91.7%的乙醇，塔釜得到几乎纯净的水，经冷却后作为吸收塔的吸收剂，循环套用。模拟结果对工业过程设计和设备改造具有一定指导意义。
2013 Vol. 30 (5): 61-64 [摘要] ( 1685 ) [HTML 1KB] [ PDF 1732KB] ( 1879 )
过程与设备
65 范寒寒1, 2, 3, 王越1, 2, 3, 李保安1, 2, 3
石墨改性聚全氟乙丙烯导热中空纤维及其换热器的研制
塑料换热器在化工废水处理、酸碱盐循环设备等特殊领域具有重大应用价值，近年来得到了极大的发展。为提高换热器的整体换热效果，提高塑料换热器的最高使用温度，采用石墨作为填料，对聚全氟乙丙烯进行填充改性，以此制备出管壁薄、管径小且导热性能优良的复合材料导热中空纤维，将其加工后制作成换热器。重点探讨了石墨添加量及工艺加工条件对中空纤维物化性能的影响规律，并且通过冷热流体流程的变换及流量的改变研究其对自制的换热器总体换热性能的影响及规律。结果表明，利用石墨改性聚全氟乙丙烯复合导热材料制作的中空纤维换热器，价格低廉、体积小质量轻、单位体积换热系数较高且换热性能优异。
2013 Vol. 30 (5): 65-70 [摘要] ( 4579 ) [HTML 1KB] [ PDF 2478KB] ( 1745 )
71 张鸾, 张锦威, 朱宏吉, 白鹏, 李博, 孙畅
萃取精馏分离甲醇-甲苯共沸物的研究
利用UNIFAC基团贡献法对常用萃取剂进行了筛选，选取邻二甲苯作为该二元共沸物的萃取剂，并通过汽液平衡实验对其分离效果进行了验证；进行甲醇甲苯分离的间歇萃取精馏实验考察所选萃取剂的效果。结果表明：邻二甲苯能够有效提高甲醇甲苯的相对挥发度。间歇萃取精馏塔塔板数为30，溶剂比为1，恒回流比(R=3)操作下塔顶得到摩尔分数为99.688%的甲醇产品。
2013 Vol. 30 (5): 71-75 [摘要] ( 3279 ) [HTML 1KB] [ PDF 1818KB] ( 2988 )
76 丁志伟1, 2, 贾鹏飞3, 唐恒丹3, 王吉红3
真空间歇精馏提纯天然烟碱
针对提取天然烟碱传统工艺中粗烟碱精制过程烟碱损失量大及烟碱产品纯度不够高的问题，采用真空间歇精馏方法对烟碱粗产品进行了精制，并确定了适宜的操作条件。该过程包含如下两阶段：溶剂回收阶段，塔顶压力50~100 kPa，回流比2~4，溶剂收率为88.7%；烟碱精制阶段，塔顶压力不超过0.5 kPa，回流比3~5，烟碱质量分数和收率分别到达99.5%和74.0%以上。此方法操作稳定可靠，便于控制，易于实现工业化。
2013 Vol. 30 (5): 76-79 [摘要] ( 1595 ) [HTML 1KB] [ PDF 1745KB] ( 2128 )
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