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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 2期
刊出日期 2021-03-15
目录
化学反应与工艺
化工过程与设备
能源与环境化工
目录
0
目录
2021 Vol. 38 (2): 0-0 [
摘要
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1138
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729KB] (
2980
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化学反应与工艺
1
江海, 丁营利, 黄冬, 刘炬阳, 潘莉, 张坤玉
聚乳酸/尼龙11/氯醚弹性体三元共混体系结构与性能研究
以生物基尼龙11（PA11）和氯醚橡胶（ECO）作为聚乳酸（PLA）的增韧和耐热改性剂，通过熔融共混的方法制备了PLA/PA11/ECO三元共混体系，并系统表征了体系的相容性、形貌结构、热行为及物理性能。PA11的存在改善了共混体系组分之间相容性。连续相PA11能有效提高PLA基体的维卡软化温度至160℃以上。PLA/PA11/ECO （42.5/42.5/15）的断裂伸长率达到295%，而含25% PA11（质量分数，下同）的PLA/PA11/ECO （60/25/15）共混物的冲击强度达到47.4 kJ/m
2
。冲击断面形貌分析表明，少量PA11与ECO弹性体对PLA冲击性能的改善起到协同效应。研究表明，构造PLA/PA11/ECO多元共混体系是一种获得韧性、耐热生物基材料简单高效的手段。
2021 Vol. 38 (2): 1-8 [
摘要
] (
1162
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944
)
9
马晓, 王燕, 李国兵, 蔡旺锋
CoCo-PBA@CuFe-LDH活化过一硫酸盐降解阿特拉津
为了有效降解废水中的阿特拉津（ATZ），采用共沉淀法将钴基-普鲁士蓝类似物（CoCo-PBA）负载于层状双金属氢氧化物CuFe-LDH上，制得复合材料CoCo-PBA@CuFe-LDH，用于活化过一硫酸盐（PMS）降解ATZ。通过考察降解过程的主要影响因素，发现提高催化剂CoCo-PBA@CuFe-LDH用量和反应温度有利ATZ的降解；PMS用量过多会对ATZ的降解产生轻微的抑制作用；过酸和过碱的环境都对ATZ降解产生不利影响；体系中存在的HCO
3
-
，H
2
PO
4
-
和Cl
-
等离子对ATZ的降解均表现出了一定的抑制作用。研究得到了CoCo-PBA@CuFe-LDH/PMS体系降解ATZ的较优反应条件为ATZ浓度15 mg·L
-1
，催化剂用量50 mg·L
-1
，PMS用量300 mg·L
-1
，初始pH值为6.3，反应温度298 K。当反应15 min后，ATZ的降解率可达到99.5%。循环使用4次后，ATZ的降解率仍达到83.4%，表明CoCo-PBA@CuFe-LDH具有较好的催化活性和重复使用性。另外，研究发现CoCo-PBA@CuFe-LDH活化PMS降解ATZ体系中，可以同时产生SO
4
·-
和·OH 2种自由基，SO
·-
4
对ATZ的降解起到更关键的作用。
2021 Vol. 38 (2): 9-18 [
摘要
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1075
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4788KB] (
1861
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19
鲍二蓬, 张硕卿, 邹吉军, 徐强
特殊形貌光催化剂的研究进展
光催化技术是将太阳能转化为化学能的一种非常有效的能源转化方式，是解决能源危机和环境污染问题的一种重要方法。一些特殊形貌的光催化剂具有比表面积大、光生电子-空穴对复合率低及光能利用率高等优点。总结了不同形貌光催化剂（纳米线、纳米棒、纳米管、纳米片、核壳结构）的合成策略和光催化性能。经过对比后发现，利用水热法可以制备出多种特殊形貌的光催化剂，且所制备的光催化剂的催化性能优异。光催化剂的特殊形貌对其光催化性能提升的原因包括以下2个方面：1）可以提供更多的反应活性位点；2）提高光生电子-空穴对的分离效率。最后还提出了开发特殊形貌光催化剂的研究方向。
2021 Vol. 38 (2): 19-29 [
摘要
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1132
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5658KB] (
1453
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化工过程与设备
30
姜峰, 王锦锦, 齐国鹏, 梁旭, 韩妮莎, 李修伦
水平双管程液-固循环流化床中颗粒分布和压降
为促进流化床换热防垢节能技术在水平双管程换热器中的应用，设计和构建了一套冷模透明水平双管程液-固循环流化床换热装置。以水和聚甲醛颗粒为工质，利用电荷耦合器件（CCD）图像测量和处理系统及压差传感器，考察了颗粒加入量（0.50%~1.25%）和循环流量（6~11 m
3
·h
-1
）对颗粒分布和压降的影响。结果表明：上管程的颗粒分布更为均匀，下管程内存在“死区”，上、下管程的固含率均沿重力方向增大。上管程的颗粒分布不均匀度随循环流量的增加而波动，下管程则先迅速增大再逐渐减小。上、下管程的颗粒分布不均匀度均随颗粒加入量的增加而波动。压降比率随循环流量和颗粒加入量的增加而波动，在实验范围内的最大值为18.3%。绘制了操作参数对颗粒分布和压降影响的三维图，以确定较适宜的操作参数范围。
2021 Vol. 38 (2): 30-38,68 [
摘要
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1030
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1074
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39
曹立豪, 党乐平, 卫宏远
明胶和海藻酸钠的协同作用对乳液稳定性的影响
为了改善目前单一蛋白质明胶（GE）作为乳化剂所制备乳液的不稳定性，研究了明胶和海藻酸钠（AL）复合凝聚物对水包油乳液配方的影响。
ζ
电位法和比浊法的分析表明，在总浓度为0.05%和GE与AL的质量浓度之比
R
为8：1~1：1的比例下，明胶和海藻酸钠由于静电相互作用形成了复合凝聚物。在pH值低于5.1时，2种生物大分子的静电相互作用随pH值的降低而增大。在pH值（4.5~7.0）和GE与AL的质量浓度之比
R
为4：1~1：2下制备了含有5%大豆油（质量分数，下同）和2%生物聚合物的乳液，并且通过粒度分布分析、显微镜观察和稳定分析仪（LUMiFuge116）对其进行表征。结果表明随着pH值从7.0降低至4.5，乳液液滴的粒径在所有浓度比均呈下降趋势。在1：1的比例下，明胶和海藻酸钠对乳液的稳定性表现出更好的协同作用，因为在这一条件下的乳液具有较小的液滴尺寸和更好的乳析稳定性。此外，乳液在50℃以下显示出更好的稳定性，液滴发生较少的聚集。
2021 Vol. 38 (2): 39-47 [
摘要
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1050
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9862KB] (
1928
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48
李翔, 瞿瑾, 鞠野, 唐忠利, 王硕, 戚佩瑶, 刘丰刚, 刘晓非
深部调驱用纳米聚合物微球的研究进展
原油的高效开采是我国可持续发展的重要基础，如何提高原油采收率是迫切需要解决的问题。纳米聚合物微球作为一类新型深部调驱剂，在油田中取得了显著的应用效果，提高水驱采收率效果明显，有力支撑了油田的稳产。在综述纳米聚合物微球开发历程、制备方法的基础上，介绍了纳米聚合物微球深部调驱的机理研究现状，指出亟需建立一套能够揭示纳米聚合物微球微观作用机制的实验方法和数学模型，从提高波及效率和洗油效率2方面，系统地解释纳米聚合物微球的微观驱油机理，这对阐明纳米聚合物微球提高原油采收率的微观机理和指导新型纳米驱油材料开发与应用具有重要意义。
2021 Vol. 38 (2): 48-54 [
摘要
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1088
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1859
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55
程曜峰, 张丽娟, 张炜, 葛鹍鹏, 鞠加学
微萃取器在多粘菌素B萃取工艺中的应用
利用微型化技术开发一种连续萃取多粘菌素B的工艺。通过对多级串联微萃取器萃取工艺中分散模块微孔尺寸、流体在微萃取器通道中的流速、串联级数和每级溶剂加量比例等关键控制参数的优化，取得了较好的实验结果。该工艺在萃取率、生产效率和溶剂消耗等方面较传统搅拌法萃取具有明显优势，操作用时短，重复性、稳定性、耐用性良好，且操作简单，可实现连续运行，适用于多粘菌素B等多肽类抗生素的提取，解决了传统搅拌釜萃取工艺萃取率低、用时长、溶剂消耗多、COD排放较多等问题，为实现多肽类抗生素原料药萃取绿色生产开拓了新思路。
2021 Vol. 38 (2): 55-60 [
摘要
] (
1093
) [
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1493KB] (
1337
)
能源与环境化工
61
王宏智, 高琪, 苏展, 于金山, 张卫国, 姚素薇
泡沫镍基三维空心球CoFe
2
O
4
@NF复合材料的制备与析氧性能研究
为降低电解水阳极的析氧反应过电位，采用一步水热法制备了泡沫镍基钴铁混合氧化物（CoFe
2
O
4
@NF）复合材料。采用XRD、SEM、TEM和XPS等方法对复合材料进行表征，并利用三电极体系对其电解水析氧催化性能进行了测试。结果显示：CoFe
2
O
4
以颗粒的形式聚集成空心球结构生长于泡沫镍基底上，其中空心球的直径大约4 μm，而CoFe
2
O
4
的粒径约为40 nm左右。在1 mol·L
-1
KOH溶液中，CoFe
2
O
4
@NF复合材料仅需293 mV的过电位即可达到20 mA·cm
-2
的电流密度，Tafel斜率为51 mV·dec
-1
。经过1 000次循环伏安扫描和10 h电流时间曲线测试后，其析氧性能依旧保持高稳定性，在析氧催化材料领域有着广阔的研究前景。
2021 Vol. 38 (2): 61-68 [
摘要
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964
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1875
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69
李超, 那伟, 张磊
铁基二元金属氧化物超级电容器电极的研究
超级电容器是一种比功率大、循环寿命长的储能装置，在便携式电子设备和新能源汽车领域扮演重要角色，而超级电容器性能的提升主要依靠新型电极材料的开发、电解质溶液的革新和装配技术的优化等。综述了铁基二元金属氧化物的制备方法及其电化学性能的优化策略，重点介绍了铁基二元金属氧化物的微观结构调控和复合电极构建的最新研究进展。对电极设计的创新性研究思路进行了总结，并对铁基氧化物电极面临的挑战和未来发展方向进行了展望。
2021 Vol. 38 (2): 69-80 [
摘要
] (
936
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1163
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81
吴昌豪, 王纪孝, 宋双双, 王志, 赵颂
溴代环氧/环氧复合涂层防腐性能研究
针对金属腐蚀问题，制备了以环氧涂层为底漆，溴代环氧涂层为面漆的溴代环氧/环氧复合涂层。研究结果表明：环氧树脂的极性为涂层提供良好的附着力，溴代环氧树脂的疏水性有效提高涂层的抗渗透性能。复合涂层具有低润湿性（吸水率：0.217%，接触角：93.6°）、高附着力（干：5.28 MPa，湿：2.52 MPa）和优异的耐盐水防腐性能（浸泡70 d后，|
Z
|
0.01 Hz
>10
8
Ω·cm
2
）。通过综合利用溴代环氧树脂和环氧树脂的优势，使复合涂层具有良好疏水性、屏蔽性，有效提高涂层的防护能力，实验结果表明，该涂层具有防腐的长效性和实用性。
2021 Vol. 38 (2): 81-87 [
摘要
] (
1108
) [
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6889KB] (
1451
)
88
赵瑾, 姜天翔, 曹军瑞, 谢宝龙, 马宇辉, 王勋亮
内循环式铁碳微电解/H
2
O
2
耦合工艺处理多晶硅有机废水
针对铁碳微电解反应中填料易板结及处理效率低等问题，通过增加内循环装置改进反应器结构，同时将铁碳微电解与H
2
O
2
进行工艺耦合，用于处理多晶硅有机废水，考察了Fe-C投加量、初始pH值、H
2
O
2
投加量、反应时间等工艺条件对COD去除率的影响，并通过响应面法优化了工艺条件。结果表明，各工艺条件对多晶硅有机废水COD去除效果的影响大小为：铁碳投加量>反应时间>H
2
O
2
投加量>初始pH值，其最适宜工艺条件为：铁碳投加量250 g·L
-1
，初始pH值2.8，H
2
O
2
投加量112 mL·L
-1
，反应时间83 min，该反应条件下COD的去除率为71.26%。铁碳/H
2
O
2
降解多晶硅有机废水COD的动力学回归方程为
Y
=0.5273
X
-0.6347，降解COD的速率常数为0.527 3 min
-1
。
2021 Vol. 38 (2): 88-95 [
摘要
] (
1129
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11471KB] (
1647
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