化学工业与工程
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玻璃钢/复合材料  
 
2016年 33卷 4期
刊出日期 2016-07-15

目录
化学反应与工艺
化工模拟与计算
化工过程与设备
环境与能源
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2016 Vol. 33 (4): 0-0 [摘要] ( 757 ) [HTML 1KB] [ PDF 466KB] ( 984 )
化学反应与工艺
1 张秀荣, 王庆法, 张香文
十氢萘在HY和Beta分子筛上加氢开环的研究

采用高温高压反应釜研究了十氢萘在低硅铝比HY分子筛[n(Si)/n(Al)=3.2]、Beta分子筛n(Si)/n(Al)=9.7]和双功能催化剂Pt-HY、Pt-Beta上的加氢开环反应,考察了分子筛孔道结构及酸性质、贵金属Pt及反应温度等因素对十氢萘转化率和产物选择性的影响。结果表明,十氢萘在Beta分子筛上的转化率较高,且有大量脱氢缩合产物(DHC)生成。Pt引入HY和Beta分子筛后,初始反应速率升高,十氢萘转化率增加,C10产物中开环异构比增大,Beta分子筛上的脱氢缩合反应得到抑制。反应温度升高可以提高十氢萘在HY分子筛上的转化率,使得C10产物选择性下降,而开环异构比(ROP/Iso)增大。

2016 Vol. 33 (4): 1-6 [摘要] ( 1546 ) [HTML 1KB] [ PDF 1174KB] ( 1151 )
7 范莎莎, 沈辉, 赵玉军, 王胜平, 马新宾
氧化钙吸附剂的制备及CO2吸附性能

以水热法合成的碳球为模板,采用尿素水解法制备了氧化钙吸附剂,通过SEM对样品进行了表征分析,使用热重方法测定了吸附剂在600℃时的吸附容量及稳定性。探究了水热时间、改性条件和尿素水解温度对吸附性能的影响,结果表明,以水热6 h、不进行碱改性得到的碳球为模板,尿素水解温度为80℃时得到的吸附剂性能最优,初始吸附容量达到74%,稳定性良好,经历15个循环吸附容量仍能达到70%。

2016 Vol. 33 (4): 7-10,22 [摘要] ( 2137 ) [HTML 1KB] [ PDF 2370KB] ( 4188 )
11 郑征, 赵莎, 陈吉祥
前驱体焙烧温度对Ni2P/SiO2月桂酸甲酯脱氧性能的影响

以负载磷酸镍为前驱体采用程序升温还原法制备了Ni2P/SiO2催化剂,采用H2-程序升温还原(H2-TPR)、X-射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、N2吸附、CO吸附和NH3-程序升温脱附(NH3-TPD)等方法研究了前驱体焙烧温度对Ni2P/SiO2催化剂结构和月桂酸甲酯脱氧性能的影响。结果表明,随着前驱体焙烧温度从400℃增加到800℃,所制备催化剂的比表面积、孔容先基本不变然后降低,Ni2P晶粒尺寸增大,催化剂酸性减弱。在月桂酸甲酯脱氧反应中,随前驱体焙烧温度提高,所制备Ni2P/SiO2催化剂脱氧活性先升高后降低,其中由在500℃焙烧前驱体所制备的催化剂具有较高脱氧性能;此外,脱氧产物十一烷和十二烷的物质的量之比呈现先基本不变后减小的趋势,说明前驱体焙烧温度对所制备催化剂上脱氧途径有一定影响。影响脱氧途径的主要因素是Ni2P晶粒尺寸及催化剂酸性。

2016 Vol. 33 (4): 11-17 [摘要] ( 2147 ) [HTML 1KB] [ PDF 1560KB] ( 1320 )
18 张天永, 邓永峰, 李彬, 杨阳, 袁仲飞
4-氨基苯磺酰胺的合成工艺改进

研究了由乙酰苯胺经过氯磺化、胺化、水解反应制备4-氨基苯磺酰胺(简称磺胺)的合成工艺改进。其中包括在氯磺化过程中吸收氯化氢气体配制成30%盐酸,该盐酸将作为副产品出售;将氯磺化产物分解过程中产生的部分废酸用于水解反应之后调节反应混合液pH值,剩余废酸全部用于本公司二羟基萘生产的酸化工艺中;采取浓缩磺胺母液的方式提高产品收率,将最终磺胺母液用于氯磺化产物分解反应;磺胺母液浓缩过程产生的无机盐大部分为氯化钠,将作为冷冻盐水使用;磺胺母液浓缩过程收集的冷凝水,将用于对乙酰胺基苯磺酰氯(ASC)洗涤。原有工艺改进后,磺胺收率由工业生产的69.0%提高到72.5%,成本降低,三废排放很少。

2016 Vol. 33 (4): 18-22 [摘要] ( 1490 ) [HTML 1KB] [ PDF 1138KB] ( 1133 )
23 张园园, 丁彤, 祁晓烨, 马智
载体结构对钙钛矿氨分解催化活性的影响

采用溶胶凝胶法,制备了负载型镍基钙钛矿型催化剂,并在常压微反应装置上对其氨分解催化活性进行了评价。采用BET、XRD、TPR、TEM等方法对催化剂进行表征。研究结果表明,以MCM-41分子筛为载体的催化剂,由于其较大的比表面积和规整的介孔结构,使活性组分能够很好地分散在载体表面,有利于增加有效活性位,提高活性组分的反应能力,表现出很好的氨分解催化活性。以NiO计,负载量为20%的LaNiO3/MCM-41具有比非负载的LaNiO3更好的催化活性,这样不仅提高了催化活性,还大大地减少了活性组分用量,降低了生产成本,从而具有很好的应用前景。

2016 Vol. 33 (4): 23-27 [摘要] ( 5151 ) [HTML 1KB] [ PDF 1473KB] ( 1103 )
28 王悦伟, 张天巍, 柳泉, 张士欣, 龚俊波
阿托伐他汀钙I和Ⅱ晶型的制备和表征

由阿托伐他汀内酯制备了阿托伐他汀钙I晶型,通过I晶型的悬浮转晶得到Ⅱ晶型;对I和Ⅱ晶型进行了固相表征,包括扫描电镜分析,X射线粉末衍射分析,卡尔费休水含量分析,热分析以及等温吸湿性分析;结果表明,I和Ⅱ晶型均为三水合物,但I晶型中3个水分子为2分子的通道水和1分子的结合水,Ⅱ晶型则为通道型水合物。

2016 Vol. 33 (4): 28-32 [摘要] ( 1861 ) [HTML 1KB] [ PDF 1587KB] ( 1549 )
33 张晓璐, 丁彤, 王丽丽, 马智
插层改性锰镁铝水滑石对EVA阻燃及力学性能的影响

乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)易燃烧,且燃烧产物含有一氧化碳。采用微波晶化法分别用碳酸根、硬脂酸、硼酸根、十二烷基硫酸根及其混合阴离子合成插层组装的锰镁铝水滑石,FT-IR和XRD结果显示插层组装的样品进行了成功制备。将改性的水滑石分别按5%和20%比例与EVA混合制备成复合材料,并对其进行阻燃性能和力学性能的测定。测试结果表明:插层组装的锰镁铝水滑石有助于提高EVA的阻燃性能,且插层阴离子对EVA的断裂拉伸率及拉伸强度均有不同程度的影响。

2016 Vol. 33 (4): 33-37 [摘要] ( 933 ) [HTML 1KB] [ PDF 1361KB] ( 1276 )
38 陈涛, 刘秀凤, 张宝泉
含氟体系优化合成Al-Beta分子筛膜

采用两步法在α-Al2O3载体上合成了致密连续的beta分子筛膜。首先,晶种层在无氟碱性体系中生长并交联形成致密的beta膜;然后,在含氟的近中性体系中再次生长形成具有(h0l)取向的分子筛膜,膜厚度约为3 μm。在450℃高温脱除模板剂以后,将膜进行单组分渗透蒸发实验。实验结果表明采用两步法合成的beta分子筛膜几乎无缺陷。

2016 Vol. 33 (4): 38-41,48 [摘要] ( 2879 ) [HTML 1KB] [ PDF 2443KB] ( 1036 )
化工模拟与计算
42 陈宏珍, 刘仲明, 兰晓平, 张军, 王宇新
锂离子电池组翅片-空气协同冷却的数值模拟

热管理是维护锂离子电池组安全运行、延长电池组使用寿命的重要手段。为有效抑制电池组在大倍率放电过程中的温升,提出了翅片-空气协同冷却新方法,并采用数值模拟对其控温效果进行了分析。结果表明,与传统空冷方法相比,翅片-空气协同冷却法能有效抑制电池的温升,并大幅度减小空冷散热的能量损耗。对翅片强化传热机理的分析表明,翅片的导热能力是决定翅片-空气协同冷却效果的关键因素。

2016 Vol. 33 (4): 42-48 [摘要] ( 4023 ) [HTML 1KB] [ PDF 1878KB] ( 1201 )
49 孙永利, 王华金, 郝丽, 肖晓明
基于神经网络和遗传算法的螺旋折流板换热器性能预测

将人工神经网络(ANN)应用于非连续螺旋折流板换热器的壳程换热和流阻分析。中试试验研究了具有3个螺旋角和2种管型的换热器。作为人工神经网络最常用的一种类型,将多层感知器神经网络(MLP)应用于本研究,使用一定的实验数据进行网络训练及预测。应用遗传算法(GA)对MLP的初始权值和阈值进行优化,预测结果精确。通过比较不同网络结构的预测误差来选择最适宜的网络结构为9-7-5-2。和关联结果比较可知MLP-GA网络对于换热器性能预测更加适合。此外,当使用MLP-GA方法在训练数据范围以外对壳程换热系数和压降进行预测时,网络预测结果和实验结果吻合程度也较高。因此,MLP-GA混合算法能够用来预测螺旋折流板管壳式换热器的传热和水力学性能。

2016 Vol. 33 (4): 49-55 [摘要] ( 3908 ) [HTML 1KB] [ PDF 2491KB] ( 1114 )
56 王晓静, 张灿, 黄益平, 陈舟, 陆晓咏, 徐义明
新型还原炉流场温度场的模拟研究

为适应太阳能产业的发展需求,提出了一种结构新型的多晶硅还原炉,新型还原炉在传统西门子还原炉的基础上进行了多处的改进:1)增设了外壁面高度刨光的热管;2)在炉膛内部中央出气口处增设了套筒;3)增加了3个内插进气口。并采用计算流体力学方法研究了该型还原炉内的速度场和温度场。速度场模拟结果发现增设的套筒结构起到了收集还原炉顶部气体的作用使气体更好的通过底盘的中央出气口散出;温度场模拟结果发现内插进气口促进了还原炉顶部气体的及时更新,高度刨光的热管表面成功反射硅棒所辐射的热量,降低了还原炉环境温度,有效的防止了粉末硅的生成更加,更加有利于硅棒的生长。

2016 Vol. 33 (4): 56-60 [摘要] ( 1545 ) [HTML 1KB] [ PDF 2132KB] ( 1059 )
化工过程与设备
61 马悦, 刘明言, 安敏, 徐晓萍
汽-液-固三相流对石墨加热管内壁面磨损的实验研究

利用汽-液-固三相循环流化床蒸发器及动态信号测试采集系统,对石墨加热管内壁面的磨损进行了研究。实验测取了加热管不同轴向位置处振动加速度时间序列,对其进行了标准偏差和峰度分析,评估玻璃珠对壁面的径向冲击强度;通过测定循环流量,研究颗粒对壁面的轴向摩擦冲击程度。同时对磨损产物进行称量、元素分析,结合传感器测试结果共同确定石墨管壁面磨损速率的影响因素。主要结论如下:随着加热蒸汽压力的升高和颗粒体积分率的增加,壁面磨损速率增大;相同加热蒸汽压力和颗粒体积分率下,较小粒径颗粒对壁面的磨损更为严重。峰度分析表明,颗粒对壁面的冲击频率是影响石墨管磨损速率的主要因素。研究结果对将三相流化床换热技术应用于石墨管换热器系统具有一定的指导意义。

2016 Vol. 33 (4): 61-66 [摘要] ( 2048 ) [HTML 1KB] [ PDF 2108KB] ( 1134 )
67 孙扬平, 王越, 许恩乐, 武立明, 徐世昌
水力自驱旋转式能量回收装置的转速推导

为建立海水淡化水力自驱旋转式能量回收装置(HRERD,Hydro-Drive Rotary Energy Recovery Device)转子转速与系统流量间的关联关系,对特定几何规格的能量回收装置的转速变化规律进行了理论推导和实验验证。运用动量定理建立了转子受流体水力冲击而产生的动力矩与转子转速的关系式;以微元法为基础,运用牛顿黏性定律建立了转子周面和端面因流体黏性阻力而产生的阻力矩与转子转速的关系式;利用转子稳定时所受动力矩与阻力矩间的平衡关系,推导得到装置转速与系统流量间的理论公式。对装置在系统流量分别为4.4、5.0、6.0和7.1 m3·h-1时的理论转速与实验转速比较分析表明,理论转速略高于实验转速,两者相对误差不超过12%,对误差形成的可能原因也进行了分析说明。

2016 Vol. 33 (4): 67-73 [摘要] ( 1148 ) [HTML 1KB] [ PDF 2075KB] ( 1129 )
74 王亚龙, 冯亚凯, 赵敬棋, 申景博, 冯梦凰, 邵文丽
有机硅导热垫片性能的研究

以双组分室温硫化硅橡胶为基体树脂,Al2O3与Al(OH)3为填料制备有机硅导热垫片。对垫片的导热性能、力学性能进行测试,并对影响渗油的因素进行分析。结果表明,随着填料量的增大,有机硅导热垫片的硬度、导热系数增大,渗油量减少;相同填料添加量时,官能团r[r=n(Si-Vi)/n(Si-H)]对渗油的影响较大,4种不同r值树脂制备垫片的渗油量随着r值增大而增大,当r=3.25时,甚至出现交联不完全现象;官能团比例相同时,交联密度较大的垫片,渗油量较小。

2016 Vol. 33 (4): 74-78,84 [摘要] ( 3956 ) [HTML 1KB] [ PDF 2495KB] ( 3170 )
环境与能源
79 曹雨, 张海瑞, 王纪孝
聚苯胺及其衍生物在防腐领域中的应用进展

概述了聚苯胺的结构、性质及其防腐机理。聚苯胺主要通过其屏蔽作用在金属表面促进形成钝化层和提高金属氧化电位,降低金属材料的腐蚀速度。因此,聚苯胺经常被用做缓蚀剂、聚苯胺防腐涂层和防腐涂层的添加剂。相较于缓蚀剂与聚苯胺涂层,聚苯胺复合涂层具有优异的防腐性能。综述了近年来聚苯胺及其衍生物在防腐领域的进展,提出了聚苯胺在防腐应用中需进一步解决的问题。

2016 Vol. 33 (4): 79-84 [摘要] ( 3755 ) [HTML 1KB] [ PDF 1680KB] ( 1279 )
85 杨雁博, 冯亚青, 彭啸, 孟舒献, 张宝
TiO2致密层的制备及对染料敏化太阳能电池性能的研究

采用旋涂法在导电玻璃上制备TiO2致密层来抑制电子的复合。采用以月桂胺盐酸盐作为形貌控制剂的溶胶凝胶法制备粒径8~10 nm的TiO2致密层颗粒。引入该TiO2致密层的染料敏化太阳能电池的短路电流密度(Jsc)提高了15.1%,光电转化效率(η)提高了25.6%,开路电压(Voc)没有明显的变化。短路电流密度的大幅度提升说明该TiO2致密层可以有效抑制导电玻璃上电子与电解液中氧化还原电对的电子复合。

2016 Vol. 33 (4): 85-90 [摘要] ( 4064 ) [HTML 1KB] [ PDF 1990KB] ( 1124 )
91 陈国斌, 陶乃敏, 冯荣秀
硫辛酸钠的表面活性对制备无溶剂硫辛酸的影响

对硫辛酸制备工艺中水相法纯化过程进行了研究,结果表明硫辛酸钠具有表面活性,若其浓度高于临界胶束浓度,则会加剧硫辛酸聚集,不利于结晶,进而发生聚合反应生成黏稠物质。因此,需要加大水量,降低硫辛酸钠的浓度,当浓度低于临界胶束浓度时,收率会大幅增加。采用电导法测定硫辛酸钠的临界胶束浓度为0.253 mol/L,对应的水量为19.2倍,这与测定硫辛酸水量与收率关系的工艺实验得到的最适宜水量正好吻合。

2016 Vol. 33 (4): 91-94 [摘要] ( 1004 ) [HTML 1KB] [ PDF 1629KB] ( 1785 )
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