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化学工业与工程
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玻璃钢/复合材料
2021年 38卷 1期
刊出日期 2021-01-15
目录
化学反应与工艺
化工过程与设备
能源与环境化工
特邀评述
生物与制药工程
目录
0
目录
2021 Vol. 38 (1): 0-0 [
摘要
] (
1585
) [
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717KB] (
2673
)
特邀评述
1
肖东, 孟祥桐, 马洋军, 邱介山
染料敏化太阳能电池碳基对电极的研究进展
作为第3代新型薄膜太阳能电池的代表之一，染料敏化太阳能电池（DSSCs）是近年来光伏领域的一个研究热点。对电极是DSSCs的一个关键组成部分，其功能是收集来自外电路的电子并实现电解质中I
3
-
的催化还原。通常，DSSCs的对电极为贵金属铂（Pt），但Pt的储量有限、价格高昂、在电化学环境中稳定性差，这些缺点很大程度上增加了DSSCs的成本并限制了其规模化应用。开发廉价、高效、稳定性好的对电极材料，是克服这些瓶颈性难题的有效对策。碳材料具有低成本、高导电性和良好稳定性等优点，有望取代昂贵的Pt对电极。介绍近年来碳基对电极的研究进展，包括多孔碳、碳纳米纤维、碳纳米管、石墨烯、石墨炔和MOF衍生碳等材料，分析比较各种功能碳材料的结构特点，详述其制备方法；归纳总结碳材料的原子/电子性质、限域结构、表界面物性、缺陷位等对质量传递、电荷传递、电催化活性的调变规律。最后，展望了功能碳材料对电极现存的问题及未来发展的方向。
2021 Vol. 38 (1): 1-26 [
摘要
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1553
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5913KB] (
2644
)
化学反应与工艺
27
董刚, 刘兰香, 孙彦琳, 李坤, 张雯雯, 刘义稳, 陈清龙, 张弘
树脂催化合成没食子酸丙酯及工艺优化
阳离子交换树脂作为非均相催化剂的一种，大量应用于有机合成反应中。通过筛选树脂种类、活化酸类型、活化酸浓度等制备高活性树脂催化剂，用于非均相催化合成没食子酸丙酯。结果表明：当A-15树脂经盐酸活化后可高效催化合成没食子酸丙酯，其用量为反应原料总质量的4.06%，反应20 h时，收率稳定在91.0%左右，通过高效液相色谱法测得没食子酸丙酯的纯度大于99.9%。该树脂催化剂通过再生可重复使用40次以上，催化剂可回收循环利用，解决了酸排放量的问题，与传统浓硫酸催化法相比，能满足催化效率高、绿色环保、经济的新型工业要求。
2021 Vol. 38 (1): 27-35 [
摘要
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1549
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9614KB] (
1152
)
36
李宇, 高鹤, 毛连山
CaCO
3
分散剂的合成及工艺优化
以苯乙烯磺酸钠（SSS）、聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯（MPEGA）、丙烯酸二甲氨基乙酯（DMAEA）为单体通过水溶液聚合法制备超分散剂SMD用于分散无机颜料，具有低污染的优点。通过中心复合设计法建立数学模型优化工艺条件，经过证实，建立的多元线性回归方程预测准确。当引发剂用量8%，聚合温度66℃，反应时间4.5 h时，制得的超分散剂具有较好分散性能，分散CaCO
3
浆料黏度可低至101.43 mPa·s。
2021 Vol. 38 (1): 36-42 [
摘要
] (
1567
) [
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3147KB] (
1221
)
43
马媛, 杜金泽, 周静, 隋红, 何林, 李鑫钢
酚基釜残深拔残渣分析及其热转化制备CO
2
吸附材料
针对酚基釜残深拔后的固体残渣利用问题，对酚基釜残残渣进行成分分析并用热转化的方式对残渣进行资源化与无害化利用研究。分别以煤化工生产过程中的中低温煤焦油XJ和中低温煤焦油YN酚基釜残为例，在15 kPa，270和300℃条件下对其进一步深拔，收集2种釜残深拔后轻组分和釜内残留重质残渣。采用液质联用仪（LC-MS）、XRD、XRF和元素分析仪等手段，分析轻组分、釜残深拔残渣的重碳有机化合物和灰分组成；通过无氧热解的方法，对酚基釜残残渣进行热转化，分析热解产物形态和成分，并对深拔残渣进行N掺杂以制备高性能吸附材料，结果表明，采用酚基釜残深拔残渣制备多孔活性炭材料可用于CO
2
吸附，CO
2
最大吸附量可达2.94 mmol/g。基于上述初步研究结果，初步提出酚基深拔釜残资源化与无害化利用的可能途径，为后续工程化提供基础参考。
2021 Vol. 38 (1): 43-52 [
摘要
] (
1662
) [
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5133KB] (
1070
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化工过程与设备
53
宋晓艳, 杨哲, 徐如梦, 邢金峰
光交联PVA-SBQ/透明质酸纳米纤维的制备及性能
为了增强透明质酸的耐水溶性、实现药物缓释，本研究应用静电纺技术制备改性透明质酸（GMHA）与聚乙烯醇-苯乙烯吡啶（PVA-SBQ）的复合纳米纤维膜，进一步在紫外光照射下得到光交联复合纤维膜。系统研究了不同的紫外光照时间、温度和pH值下复合纳米纤维的溶胀比以及载药释放性能，结果表明复合纳米纤维膜的溶胀比随温度升高而减小，随pH值升高而增大。光交联之后的1.0%（质量分数，下同）载药复合纳米纤维膜在10 h内的累积释放率在40%左右，释放曲线比较平缓，达到药物缓释的目的。
2021 Vol. 38 (1): 53-60 [
摘要
] (
1672
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12011KB] (
1086
)
61
朱静敏, 党乐平, 卫宏远
单宁酸对海藻酸钠/壳聚糖微球性能的影响
研究了单宁酸的引入对海藻酸钠/壳聚糖水凝胶在微球化和微胶囊化应用性能方面的影响。首先制备了单宁酸交联改性的海藻酸钠/壳聚糖水凝胶微球。利用傅里叶变换红外光谱分析了共混物分子结构间的相互作用，采用热重分析仪考察了微球热稳定性，并研究了单宁酸的加入对微球粒径、含水量和溶胀性的影响。结果表明由于单宁酸与海藻酸钠/壳聚糖之间的交联作用，它的加入改善了微球的热稳定性，增加了微球的粒径并提高了微球的含水量和溶胀率。在此基础上，单宁酸交联的海藻酸钠/壳聚糖水凝胶包封薄荷油进行微胶囊化应用，证明单宁酸交联的聚合物所制备的微胶囊，包封率更高，热稳定性更好。
2021 Vol. 38 (1): 61-68 [
摘要
] (
1745
) [
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3254KB] (
2272
)
69
王祥名, 吴松海, 王琮, 李蕊, 孙世玮, 孟子贺, 韩煦
Cu
2
(NO
3
)(OH)
3
催化过硫酸盐降解苯酚
基于过硫酸盐的高级氧化工艺在高浓度含酚废水处理中引起了越来越多的关注。我们研究了Cu
2
（NO
3
）（OH）
3
和过硫酸盐对于废水中苯酚的降解效果和机理。结果表明，Cu
2
（NO
3
）（OH）
3
-过硫酸盐体系在较广泛的pH条件下（pH值为5.0~10.0）对苯酚的降解效率均较高。溶液中的总有机碳（TOC）分析表明，在pH值为8.0，1 g·L
-1
过硫酸盐和1 g·L
-1
Cu
2
（NO
3
）（OH）
3
条件下，该体系可在4 h内将初始浓度为100 mg·L
-1
的苯酚完全矿化而没有产生二次污染。猝灭剂实验和电子顺磁共振（EPR）分析进一步证实Cu
2
（NO
3
）（OH）
3
-过硫酸盐体系中的主要氧化物种是O
2
·-
、SO
4
·-
和
1
O
2
。
2021 Vol. 38 (1): 69-78 [
摘要
] (
1745
) [
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3488KB] (
1715
)
能源与环境化工
79
李峰, 刘洋, 郭菁, 邢鹏飞
太阳能级多晶硅切割废料的酸洗除杂研究
为获得一种制备高纯硅的高纯原料，在分析太阳能级多晶硅切割废料（CLW）物性的基础上，详细研究了CLW的酸浸除杂，超声酸浸除杂，考察了盐酸浓度、酸浸时间、酸浸温度、酸浸液固比和搅拌对除杂效果的影响，并分析了超声酸洗过程动力学，得到的最适宜工艺条件为：
w
（盐酸）为19%，反应时间3 h，水浴温度为60℃，浸出液固比4：1，搅拌速度150 r/min。在此最适宜工艺条件下，切割废料中金属元素杂质的去除率可高达96.50%、非金属元素杂质的去除率达46.44%。超声酸洗除杂效果要好于机械搅拌酸洗的除杂效果，但随着酸洗时间的延长，除杂效果变化不明显，最终金属元素杂质和非金属元素杂质的去除率分别达到了98.43%和52.40%，超声酸洗CLW的反应过程符合缩核模型，反应过程为产物层扩散控制。
2021 Vol. 38 (1): 79-85 [
摘要
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1598
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1025
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生物与制药工程
86
李蒙航, 赵振军, 李佩佩
核酸固相分离方法及其在病原PCR诊断中的应用综述
病原PCR （Polymerase Chain Reaction）诊断具有快速、灵敏、高修改灵活性等优势，在传染病控制、农业病害防治和食品安全等领域发挥着重要作用。核酸分离作为分子诊断技术的关键步骤，影响着PCR诊断的整体效率、检测灵敏度和准确性，是PCR诊断局限于实验室使用的关键制约因素之一。核酸固相分离可以避免传统液相分离中相分离不完全、污染严重、样品需求量高、繁琐等弊端，一直是高通量核酸提取过程研究的热点。通过综述近年来核酸固相分离方法的研究进展，通过总结目前具有核酸结合功能的材料开发及与核酸相互作用的机制，概述磁力分离与非磁力固相分离发展现状及在病原PCR诊断应用中的进展，阐述现有核酸固相分离技术存在的局限性，进而探讨核酸固相分离今后的研究方向。
2021 Vol. 38 (1): 86-95 [
摘要
] (
1529
) [
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1104
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