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化学工业与工程
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玻璃钢/复合材料
2015年 32卷 2期
刊出日期 2015-03-15
目录
化学反应与工艺
化工模拟与计算
生物化工过程
目录
0
化学工业与工程 2015年3月32卷第2期 目录
2015 Vol. 32 (2): 0-0 [
摘要
] (
1405
) [
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1KB] [
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577KB] (
1493
)
化学反应与工艺
1
陈业娜, 孟明
焙烧温度对CuO/Co
3
O
4
-CeO
2
催化剂CO优先氧化性能的影响
采用浸渍法制备了CuO/Co
3
O
4
-CeO
2
(CuCoCe10)催化剂,考察了在不同温度(250、300、350、400和450 ℃)焙烧后的样品在富氢气氛中对CO优先氧化反应的催化性能。应用BET、XRD、H
2
-TPR及XAFS技术详细表征了催化剂的结构与性能。结果表明,不同温度焙烧的催化剂中,铜物种均主要以CuO相存在;350 ℃焙烧的CuCoCe10催化剂具有最大的比表面积和最好的氧化还原性能,在98~173 ℃的温度范围内能够将CO完全转化为CO
2
,呈现出最宽的CO优先氧化可操作温度窗口,以及良好的催化活性稳定性。
2015 Vol. 32 (2): 1-5,12 [
摘要
] (
4886
) [
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1365KB] (
1529
)
6
王博, 赵硕, 赵玉军, 王胜平, 马新宾
球磨时间对Cu/SiO
2
规整结构催化剂草酸酯加氢性能与涂层黏结性影响
将蒸氨法制备的Cu/SiO
2
催化剂原粉球磨不同的时间获得一系列球磨胶,再涂覆到堇青石载体上获得系列的规整结构催化剂,并对球磨胶及催化剂进行表征。N
2
物理吸附、压汞法、N
2
O滴定及X射线衍射表征结果表明,不同球磨时间的催化剂的物化性能和相结构变化不大;激光粒度仪和扫描电镜表征结果表明,延长球磨时间可以降低球磨胶的粒度,改善催化剂的表面形貌,提高涂层黏结性。而涂层黏结性强的Cu/SiO
2
规整结构催化剂在草酸酯加氢制乙二醇反应中表现出较高的催化性能。
2015 Vol. 32 (2): 6-12 [
摘要
] (
2431
) [
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1420KB] (
3794
)
13
李新刚, 葛超逸, 郭丽, 贤晖
Pt添加方式对Mn基氧化物催化剂低温NSR活性的影响
分别采用Pt直接浸渍在Mn
2
O
3
上、Pt/Al
2
O
3
与Mn
2
O
3
分层耦合以及机械混合3种不同制备方法合成出Pt质量分数为1%的Mn基催化剂,并考察了其NO
x
储存性能以及NO
x
储存-还原循环活性。结果表明,机械混合的样品具有最大的NO
x
储存量和最高的消除效率。与Mn
2
O
3
样品相比较,机械混合的样品在150 ℃时的NO
x
储存量提高了2倍以上,高达368.1 μmol·g
-1
,同时NO
x
的消除效率从0提高到48.1%。这是由于机械混合样品中Pt能够促使O
2
的解离,提高NO
x
储存效率;另外,机械混合样品中Pt与Mn的协同作用显著,从而提高了催化剂的NSR活性。
2015 Vol. 32 (2): 13-17 [
摘要
] (
2236
) [
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1381KB] (
1387
)
18
唐婧亚, 王华, 韩金玉, 姚锐
硅胶负载酸性离子液体催化CO
2
环加成反应
制备了4种硅胶负载酸性离子液体,将其作为催化剂用于环氧烷烃和CO
2
的环加成反应,表现出高催化活性。系统地考察了不同负载离子液体的催化性能、反应压力、反应温度、反应时间和催化剂用量的影响,结果表明,硅胶负载的酸性离子液体在该环加成反应中具有良好的催化活性,环氧丙烷转化率均大于95%。在以[Smim]HSO
4
(0.5 g)作为催化剂时,碳酸丙烯酯的选择性为最大值90.6%。使用该催化剂0.5 g,以2.5 mL环氧丙烷(PO)作为反应物,在CO
2
压力1 MPa,反应温度140 ℃,反应5 h 的条件下,环氧丙烷的转化率为96.3%。循环使用6次后,活性没有明显降低。提出了可能的反应机理。
2015 Vol. 32 (2): 18-24 [
摘要
] (
4359
) [
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1661KB] (
1865
)
25
田沙沙, 杨娟, 陈吉祥
以类水滑石为前体的铜基催化剂催化甘油氢解反应
以Cu-Zn-Al和Cu-Mg-Al类水滑石为前体经焙烧、还原制备了铜基催化剂,采用XRD、H
2
-TPR、N
2
吸附、H
2
-TPD、NH
3
-TPD、CO
2
-TPD及活性评价等方法,研究了M
2+
离子(M
2+
=Zn
2+
或Mg
2+
)及
n
(M
2+
)/
n
(Al
3+
)比对催化剂结构和甘油氢解反应性能的影响。结果表明,经450 ℃焙烧后,类水滑石转变为由尖晶石和/或氧化物组成的氧化态前驱体,再经270 ℃还原后制得高分散Cu催化剂。随氧化铝含量提高,催化剂比表面及酸量增加。Cu-Zn-Al催化剂表面氢吸附量大于Cu-Mg-Al。Cu-Mg-Al催化剂碱性强于Cu-Zn-Al。Cu-Zn-Al[
n
(Cu):
n
(Zn):
n
(Al)=1:1:4]催化剂具有较佳甘油氢解活性及1,2-丙二醇选择性,这与其具有较多表面铜中心、较大酸量及Zn物种参与氢吸附有关。此外,Cu-Mg-Al催化剂表面铜中心和碱中心可能存在协同作用促进甘油氢解反应。
2015 Vol. 32 (2): 25-30 [
摘要
] (
5098
) [
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1573KB] (
1636
)
31
李凤义, 刘宗章, 张敏华
磷镍复合改性HZSM-5催化乙醇脱水制乙烯
在离子交换法制备的Ni改性HZSM-5的基础上,采用等体积浸渍法引入不同含量的H
3
PO
4
改性,制备了磷镍复合改性的HZSM-5并用于乙醇脱水制乙烯。采用XRD、N
2
吸附脱附、Py-TPD、
27
Al MAS NMR等表征手段考察了改性对分子筛的影响。结果显示:P添加后促进了骨架铝的脱离,导致强酸量进一步减少,提高了催化剂的使用寿命。活性评价结果表明,以8%磷酸改性的催化剂催化效果最好。然后考察了反应条件对其催化乙醇脱水制乙烯的影响,得到最适宜反应条件为温度260 ℃、质量空速1.5 h
-1
、进料乙醇体积分数为50%。在此条件下进行了稳定性测试,50 h内乙醇转化率大于97%,乙烯选择性高于98%,和仅用镍改性相比稳定性显著提高。
2015 Vol. 32 (2): 31-36 [
摘要
] (
3546
) [
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1459KB] (
1635
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37
方庆海, 张香文
再生冷却微通道内超临界高压热裂解正辛烷的产物分布及动力学
通过电加热实验研究正辛烷在模拟再生冷却通道(内径为2 mm)内的超临界热裂解反应,考察了正辛烷在高压(5 MPa)和高温(560~665 ℃)条件下的裂解产物及停留时间的沿程分布。通过引入C5~C11组分的二次裂解反应,修正了Ward等提出的正烷烃裂解PPD动力学模型。通过对模型预测值与实验值的对比,验证了修正PPD裂解模型的可靠性。
2015 Vol. 32 (2): 37-42,73 [
摘要
] (
4103
) [
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2074KB] (
2325
)
43
郝兴阁, 王元喜, 李海庆, 秦英杰, 刘立强, 崔东胜
稀硝酸作吸收剂的气态膜法回收废水中氨氮
利用稀硝酸作吸收剂研究了基于聚四氟乙烯(PTFE)中空纤维微孔疏水膜的气态膜分离过程用于脱除/回收废水中氨氮并制取硝酸铵的可行性和长期操作稳定性。在相同的操作条件下对用PTFE、聚丙烯(PP)和聚偏氟乙烯(PVDF)制得的3种膜接触器的除氨性能进行了系统的比较,并研究了料液进口浓度、流速、温度条件对3种膜接触器传质性能的影响。实验数据表明中空纤维膜内径和壁厚是影响传质过程的最主要因素,且总传质系数
K
、膜侧传质系数
k
M
、管程液相传质系数
k
L
均随温度的升高而显著增加。室温下长期实验结果显示:PVDF膜运行7 d后发生严重泄漏,PP膜稳定运行20 d后传质系数显著下降,PTFE膜运行30 d时性能仍然保持稳定。表明具有良好耐硝酸氧化性的PTFE膜为气态膜法脱除/回收废水(或化工料液)中氨氮并制取硝酸铵的工业化应用提供了基本保障。
2015 Vol. 32 (2): 43-49,79 [
摘要
] (
4150
) [
HTML
1KB] [
PDF
2166KB] (
1855
)
50
王盼, 郭建钊, 王宇新
新型析氧电催化剂IrO
2
/ATO的高效制备及性能
固态聚合物电解质(SPE)水电解是前景光明的氢能技术,但尚缺乏性能稳定的析氧电催化剂。研究了以氧化锡锑(ATO)为载体的IrO
2
催化剂高效制备新方法。采用SEM、TEM、XRD以及XPS等手段表征和分析了所得催化剂的表面形貌、晶体结构以及表面元素组成。运用循环伏安、准稳态极化曲线、电化学交流阻抗谱以及计时电流法等电化学方法研究了催化剂材料的电化学催化析氧性能以及催化剂载量的影响。结果表明,新制备方法得到的IrO
2
/ATO催化剂材料1.6 V时的析氧电流密度为105 mA·cm
-2
。并且在酸性介质和1.5 V下催化剂的析氧电流密度衰减速率为1.687×10
-2
(mA·cm
-2
)·h
-1
。提高催化剂的载量使电极析氧反应表观电流密度显著增加,尽管单位质量Ir产生的电流会有所降低。
2015 Vol. 32 (2): 50-55 [
摘要
] (
2053
) [
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1972KB] (
1882
)
化工模拟与计算
56
王召亚, 张敏华, 耿中峰, 李永辉
SAS法制备硝酸铝纳米微粒的流场研究
为从热力学和流体力学角度对SAS法制备硝酸铝纳米球形微粒的过程进行综合分析,通过实验方法研究了温度为32~52 ℃、压力为8~24 MPa以及CO
2
流率为30.0~45.0 g·min
-1
范围内形成硝酸铝纳米微粒的粒径和形貌规律。结果表明,温度升高纳米微粒的球形度有所下降,粒径先减小后增大,温度达到48 ℃后,制得的颗粒黏结团聚现象加剧;随着压力的升高,粒径先减小后增大,16 MPa时粒径最小;随着CO
2
流量的升高,粒径不断增大。针对实验结果,采用CFD方法开展了SAS釜内流场特性的模拟研究。通过模拟得到的有效扩散因子
D
eff
随温度、压力和CO
2
流率的变化规律解释了实验结果,
D
eff
综合反映了釜内热力学和流体力学变化。CFD模型中,湍动模型选择Realizable
k-ε
方程。研究结果对实现SAS法制备颗粒的形貌和粒径可控化具有重要的理论意义和实用价值,对其他物系的SAS过程同样具有借鉴意义。
2015 Vol. 32 (2): 56-62 [
摘要
] (
3564
) [
HTML
1KB] [
PDF
1944KB] (
1964
)
63
王晓静, 王璠, 张婷
超声耦合下的动态过滤流场行为研究
根据实际生产中的物料提纯工艺要求,完成了一种新型多功能设备的研发设计,该设备同时具备混合萃取、再化浆洗涤和过滤分离3种操作功能,并引入了超声力场与动态搅拌离心耦合,以强化其在前3种功能操作中的传质与分离效果。为了进一步验证超声作用的影响,运用流体力学计算软件建立了搅拌洗涤过滤釜的三维计算模型,分别从搅拌混合过程和动态过滤过程2个方向进行数值模拟计算,研究了在以上2个过程中的操作条件对混合或过滤规律的影响。对实验研究和实际生产过程提供了指导作用。
2015 Vol. 32 (2): 63-68 [
摘要
] (
1891
) [
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1KB] [
PDF
2574KB] (
1582
)
69
韩振为, 刘彤, 范永梅
乙醇、二氧六环、甲醇和水的共沸精馏模拟
针对含有甲醇和二氧六环的乙醇-水体系,提出采用共沸精馏两塔流程的方法实现脱水,选择环己烷为共沸剂,分析了体系中各组分间的共沸特点,利用流程模拟软件Aspen plus对流程进行模拟计算。结果表明,采用两塔流程的方法可以将进料中的水脱除到0.05%(质量分数)以下,进料中的甲醇可从回收塔塔釜排出,模拟结果与实际工业数据基本吻合。
2015 Vol. 32 (2): 69-73 [
摘要
] (
8386
) [
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1KB] [
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1516KB] (
2404
)
生物化工过程
74
夏慧华, 尹国民, 朱年青, 陈涛
过量表达琥珀酸输出蛋白SucE对谷氨酸棒杆菌厌氧生产琥珀酸的影响
谷氨酸棒杆菌
Corynebacterium glutamicum
ATCC 13032 在厌氧条件下通过三羧酸循环还原臂合成琥珀酸。高效地将细胞内的琥珀酸输出到胞外,对琥珀酸的生物合成具有重要意义。本实验以
C. glutamicum
XZ为出发菌株过表达琥珀酸输出蛋白表达基因
sucE
。突变株
C. glutamicum
XZ(pExhsucE)的琥珀酸得率提高了7%,生产率提高了19%。通量分析表明,过表达
sucE
基因后乙醛酸循环的相对通量提高了50%。采用两阶段培养,突变株
C. glutamicum
XZ(pExhsucE)的琥珀酸产量达到518 mmol·L
-1
,厌氧阶段的比生产率为0.95 mmol gCDW
-1
·h
-1
,1 mol glucose的平均得率为1.5 mol。
2015 Vol. 32 (2): 74-79 [
摘要
] (
3099
) [
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1KB] [
PDF
1736KB] (
1437
)
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