化学工业与工程
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2022年 39卷 1期
刊出日期 2022-01-15
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化学反应与工艺
化工过程与设备
能源与环境化工
化工计算与模拟
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文章导读: 
 
2022 Vol. 39 (1): 0-0 [摘要] ( 275 ) [HTML 1KB] [ PDF 836KB] ( 761 )
化学反应与工艺
1 张浩杰, 张雯, 姜丰, 屈治国
太阳能光解水制氢的核心催化剂及多场耦合研究进展

文章导读: 
太阳能光解水制氢可从根本上解决能源需求及碳排放造成的环境污染问题，是各国关注的热点之一。利用太阳能全光谱光催化制氢是目前研究的主要方式，但存在催化效率较低，难以实际应用的问题。造成光催化剂催化效率低的主要因素在于比表面积小、光吸收能力弱、禁带宽度较宽、载流子迁移能力弱。对光催化机理和催化剂的优化策略进行了总结，通过敏化材料掺杂、元素掺杂、异质结构建、助催化剂负载、高导电性石墨烯掺杂等策略来有效提高光催化剂对可见光的吸收、降低光生载流子的复合、增加活性位点、加速表面反应。此外，对光电、光热及光热电催化等近年发展起来的多场耦合催化制氢做了系统的介绍，对太阳能制氢催化剂理论和实践的未来发展做出了展望。
2022 Vol. 39 (1): 1-10 [摘要] ( 311 ) [HTML 1KB] [ PDF 2593KB] ( 1827 )
11 高尚东, 陈尚良, 李双阳, 叶展鹏, 邓联东, 董岸杰
双负载抗生素亲水性聚氨酯泡沫的制备与表征

文章导读: 
因细菌、异物和炎症等因素引起的慢性伤口会有过量的伤口渗出液流出，影响伤口周围健康皮肤，不利于伤口愈合。针对以上问题，我们开发了双负载亲、疏水性抗生素的亲水性聚氨酯泡沫作为慢性伤口的创面敷料。通过电子显微镜观察，泡沫的孔径均匀地分布在200~400 μm之间。聚氨酯泡沫中载入的药物对聚氨酯泡沫的力学性能略有影响，对吸液率、保水率没有影响，载入的亲水性药物能够快速释放，疏水性药物能够持续释放。载药聚氨酯泡沫对革兰氏阴性菌大肠杆菌和革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌均表现出优异的抗菌性能。同时，载药聚氨酯泡沫具有优异的生物相容性。因此，这种多功能聚氨酯泡沫适合作为慢性伤口敷料的候选材料。
2022 Vol. 39 (1): 11-18 [摘要] ( 267 ) [HTML 1KB] [ PDF 10544KB] ( 783 )
19 尹娟娟, 冯彤, 薛中博, 冯亚青, 孟舒献
新型氟硼二吡咯纳米粒子荧光探针的合成与性能

文章导读: 
为了解决氟硼荧类染料(BODIPY)在肿瘤诊断中吸收波长短、水溶性和生物相容性差的问题，设计开发了2种吸收波长达到近红外区的BODIPY分子，并通过与DSPE-PEG2000-MAL-RGD(PC-RGD)自组装形成具有良好水溶性和生物相容性的纳米粒子。研究了纳米粒子的荧光成像能力，结果表明：单取代分子3a和双取代分子3b的荧光发射波长分别达到了650和775 nm，且双取代分子3b表现出更大的斯托克斯位移，这是由于其具有更高的共轭程度。另外包裹后的纳米粒子表现出良好水溶性和生物相容性，为其作为肿瘤诊断的荧光探针提供了基础。
2022 Vol. 39 (1): 19-26 [摘要] ( 283 ) [HTML 1KB] [ PDF 4728KB] ( 1061 )
27 王建娜, 韩蒙蒙, 宁艳霞, 徐明琴, 靳晓辉
O-3-氯-2-丙烯基羟胺热危险性及其淬灭研究

文章导读: 
为研究O-3-氯-2-丙烯基羟胺(简称氯代胺)的热危险性及其淬灭，采用差示扫描量热仪(DSC)和绝热量热仪(Phi-TEC)对其进行了测试。DSC测试结果表明，与气氛、升温速率相比，样品质量对氯代胺热危险性的影响较大，当氯代胺质量超过1 mg时，热分解过程中会出现爆炸性放热。在样品质量为0.56 mg、升温速率为4 ℃·min-1、空气气氛的条件下，氯代胺的起始放热温度为114 ℃、峰值温度为192 ℃、比放热量为2 105 J·g-1。Phi-TEC测试结果表明，氯代胺热分解过程中除放出大量的热外，还会产生大量的不凝气，有导致密闭容器超压爆炸的可能。初步研究表明，氯代胺一旦因受热发生分解放热，在放热初期可通过加入1.5倍氯代胺质量的水进行淬灭。为获得能够实际应用的淬灭工艺，还需进一步详细研究。
2022 Vol. 39 (1): 27-32 [摘要] ( 266 ) [HTML 1KB] [ PDF 4709KB] ( 1011 )
33 李泊源, 朱士贞, 王康, 王希涛
氧化铝煅烧温度对丙烷脱氢催化剂性能的影响

文章导读: 
针对丙烷脱氢催化剂用氧化铝作为载体时存在的孔结构与表面酸性调节的问题，开发了以海藻酸盐为黏合剂，采用挤出滚圆方法，制备了大孔球形氧化铝颗粒，并以此作为载体负载Pt、Sn活性组分制备了丙烷脱氢催化剂，研究了氧化铝载体煅烧温度对催化剂晶型、孔道结构、表面酸性、H2还原性能与丙烷脱氢性能的影响。实验结果表明：随氧化铝载体煅烧温度提高，氧化铝晶型变化过程为γ→δ→θ→α；催化剂比表面积降低、平均孔径提高、表面弱酸酸性与强酸性位点都有所减少；催化剂的催化活性先升高后下降。采用煅烧温度700 ℃的氧化铝载体，催化剂抑制Sn还原能力相对最好，且具有最佳的丙烷转化率与丙烯收率，分析原因为其具有适宜的孔道结构与表面酸性。
2022 Vol. 39 (1): 33-39 [摘要] ( 295 ) [HTML 1KB] [ PDF 3408KB] ( 2288 )
40 李彬, 李佩玉, 姜爽, 张天永
1, 2, 4-三甲基苯氧化制备2, 3, 5-三甲基苯醌的技术进展

文章导读: 
2, 3, 5-三甲基苯醌(TMBQ)是合成维生素E的关键中间体，以1, 2, 4-三甲基苯(TMB)为原料经一步氧化制备TMBQ原子经济性高，三废少，是最具应用潜力的下一代维生素E中间体绿色制备技术，有望显著降低生产成本。针对该技术路线，系统综述了近年来TMB一步催化氧化合成TMBQ的研究进展，着重分析了不同催化氧化体系对TMB选择性氧化的影响规律，展望了TMB一步合成TMBQ技术的工业应用前景。
2022 Vol. 39 (1): 40-50 [摘要] ( 321 ) [HTML 1KB] [ PDF 2292KB] ( 1469 )
51 蒋其辉, 杨向同, 龚福忠
耐高温交联酸压裂液的研制及其性能评价

文章导读: 
针对黏弹性表面活性剂(VES)转向酸使用成本高，耐温性差以及现有胶凝酸破胶不完全的问题，本研究首先通过水溶液聚合法合成稠化剂和有机锆交联剂，然后在质量分数为20%的盐酸水溶液(下同)中将稠化剂通过有机锆交联剂进行交联，得到耐高温交联酸基液，再根据压裂液性能要求添加高温缓蚀剂、助排剂、铁离子稳定剂和黏土稳定剂，研发了一种耐180 ℃高温的交联酸压裂液。采用高温高压流变仪、压裂液摩阻测试仪和表界面张力测定仪等对交联酸压裂液进行性能评价。结果表明，所制备的交联酸压裂液在180 ℃、170 s-1条件下剪切120 min后，黏度仍可维持为73 mPa·s，加入0.15%过硫酸铵破胶后，黏度降为3.2 mPa·s，高温流变性和破胶性能良好。
2022 Vol. 39 (1): 51-57 [摘要] ( 309 ) [HTML 1KB] [ PDF 5069KB] ( 1020 )
化工过程与设备
58 郑三强, 罗兴国, 李兴彬, 魏昶, 邓志敢, 李旻廷
真空制盐两碱净化过程成垢离子的脱除及控制

文章导读: 
通过研究卤水两碱法净化过程成垢离子(Ca2+, Mg2+和CO32-)的行为，揭示卤水净化成垢离子脱除与控制的基本规律。研究了“NaOH-Na2CO3”两碱用量对卤水中钙镁离子净化效果及精卤中残留碳酸根离子浓度的影响。研究结果表明，通过优化两碱用量，调控卤水pH值，可以在脱除钙镁离子的同时，实现碳酸根离子的高效利用，控制精卤中残留的碳酸根离子的含量，减少精卤中成垢离子总量。研究获得最适宜的两碱用量为NaOH 0.25 g·L-1，Na2CO3 1.35 g·L-1，净化后精卤中钙离子和镁离子浓度总量为12.80 mg·L-1，残留碳酸根离子浓度为151.00 mg·L-1，成垢离子总量为163.80 mg·L-1，与原有工艺相比，精卤中残留碳酸根离子的浓度降低了32%，成垢离子总量降低了30%，减少真空制盐过程CaCO3结垢物的形成，真空制盐生产周期由原来的66 d延长至85 d，实现长周期运行。卤水净化过程中产生的沉淀物分析测试结果表明其主要成分为方解石型碳酸钙和少量氢氧化镁。
2022 Vol. 39 (1): 58-65 [摘要] ( 385 ) [HTML 1KB] [ PDF 7762KB] ( 849 )
66 韦健, 朱亮, 沙作良, 王彦飞, 杨立斌
覆盆子酮油析结晶过程研究

文章导读: 
实验结果显示覆盆子酮在正丙醇-水的混合溶剂中进行冷却结晶时会发生油析现象，而油析现象的发生会对最终结晶产品的质量造成一定的影响。为了抑制覆盆子酮结晶过程的油析现象，对这一现象进行了系统研究。首先应用FBRM对覆盆子酮在正丙醇-水混合溶剂中的油析热力学数据进行了实验测定，确定了油析曲线、澄清曲线、溶解度曲线与超溶解度曲线，测定了油析介稳区，并绘制了油析结晶介稳相图。结合覆盆子酮油析结晶介稳相图，系统考察了影响覆盆子酮油析行为的关键因素，以及有效的油析行为抑制方法。实验研究表明，溶液的初始浓度、降温速率和搅拌速率是覆盆子酮结晶过程油析现象形成的主要影响因素。同时考察了晶种添加量、晶种添加时机以及养晶时间等结晶工艺参数对覆盆子酮油析行为的影响，建立并优化了覆盆子酮结晶过程油析抑制工艺。
2022 Vol. 39 (1): 66-74 [摘要] ( 318 ) [HTML 1KB] [ PDF 2866KB] ( 1104 )
能源与环境化工
75 王曌文, 刘海泽, 邱坤赞, 岑可法, 周昊
生物质燃烧NO生成的影响因素实验研究

文章导读: 
以稻壳、木屑、甘蔗渣和秸秆等4种典型生物质颗粒为研究对象，在自主设计的十字形管式炉内，研究了燃料种类、温度、氧量和气氛因素对NO生成的影响。实验结果表明：燃料含N量越高，NO生成总量亦越高，最高可达0.984 8 mg·g-1，而此时燃料N向NO的转化率是下降的，仅为7.18%；NO生成总量随着温度升高而升高，但不同生物质颗粒增加程度不同；随着O2体积分数的增加，NO生成总量增加，释放最大值超过0.26%；O2/N2气氛下，高浓度氧量体积分数使得燃烧过程几乎不生成CO，整个反应过程均在氧化性气氛下进行，NO生成总量远高于O2/CO2气氛，燃料N向NO的转化率较高。
2022 Vol. 39 (1): 75-82 [摘要] ( 262 ) [HTML 1KB] [ PDF 3163KB] ( 1022 )
83 颜汝玉, 张宝浩, 贾婧, 宋健
海绵负载双组分凝胶剂对染料吸附的研究

文章导读: 
含染料的工业废水不断危害着生态系统和人体健康，如何快速有效地从水中去除染料以净化环境成为目前研究的重点。提出了一种快速且高效的方法，首次将双组分凝胶剂负载在三聚氰胺海绵上制备了复合吸附材料。该吸附材料可选择性吸附阳离子染料，其中对罗丹明6G的吸附量高达711.75 mg·g-1，且因三聚氰胺海绵具有高孔隙率和高比表面积，MS-AO6S可在6 h内快速完成静态吸附过程，具有优异的吸附性能。此复合材料还可用于染料的动态吸附，对其进一步的实际应用具有重要意义。
2022 Vol. 39 (1): 83-90 [摘要] ( 250 ) [HTML 1KB] [ PDF 10253KB] ( 701 )
91 崔达赟, 苏伟, 孙艳
碘酸钾催化电解葡萄糖制氢过程研究

文章导读: 
基于多金属氧酸盐(POMs)的催化电解生物质制氢技术表现出很好的开发前景。以成本更加低廉的KIO3替代POMs，对其液相催化电解葡萄糖制氢过程进行探索。研究表明，适宜的预处理温度为80 ℃，预处理时间为4 h；与POMs相比，以KIO3为催化剂，无需在预处理前后调节溶液的pH值，其工艺更为简单。在最适宜预处理条件下，电解葡萄糖制氢的产氢性能稳定，产氢量与时间成正比，且产氢过程电压稳定。
2022 Vol. 39 (1): 91-96 [摘要] ( 295 ) [HTML 1KB] [ PDF 6038KB] ( 1370 )
化工计算与模拟
97 彭德其, 蒲幸禹, 俞天兰, 李广, 吴淑英
溴化锂制冷蒸发器中钛椭圆管外降膜流动及传热特性

文章导读: 
为了提高溴化锂中央空调系统中制冷蒸发器的耐腐蚀性，采用钛管代替铜管，并提出椭圆管代替圆管方式提高钛管外制冷剂蒸发效率，数值模拟研究椭圆系数E对椭圆钛管外制冷剂流动过程、液膜厚度分布及传热系数影响规律。结果表明：在椭圆系数E=1.0~1.7范围内，随着E增大，管外液膜平均厚度减薄、液膜速度增大、干壁面积减少、传热边界层也更薄，传热效果显著提升；相比于圆管，E=1.7的椭圆管外液膜平均厚度减少26.21%，平均液膜速度增大20.81%，干壁面积减少86.00%，管外平均传热系数提高8.67%；E=1.8~2.0范围内，随着E增大，管外液膜平均厚度增大、液膜干壁面积增大，均不利于强化传热。
2022 Vol. 39 (1): 97-105 [摘要] ( 268 ) [HTML 1KB] [ PDF 12627KB] ( 757 )
106 许子通, 王越, 孙政, 周杰, 徐世昌
基于AMESim的海水淡化斜盘柱塞式能量回收装置运行性能分析

文章导读: 
为满足中小型海水淡化系统节能降耗需求，设计开发了一种新型斜盘柱塞式能量回收装置，并基于AMESim仿真分析软件构建了斜盘柱塞式能量回收装置的液压仿真模型及与之配套的反渗透海水淡化系统流体计算模型，对斜盘柱塞式能量回收装置在海水淡化系统中的耦合运行性能进行了模拟研究。结果表明：在装置高压进流压力为6.0 MPa，设计处理量为18 m3·h-1及斜盘转速735 r·min-1条件下，装置中增、泄压流体均表现出较好的流动稳定性，增、泄压流体的流量脉动率最大为1.48%，压力脉动率最大为2.71%。在10~25 m3·h-1范围内，随处理量增加，流量及压力的最大脉动率只比设计处理量时增加了0.1%左右，说明装置具有良好的容量灵活性，且综合能量回收效率始终保持在97%以上。斜盘柱塞式能量回收装置良好的流量操作弹性和较高的能量回收效率，为中小型海水淡化系统的高效可靠运行提供了一种新的选择。
2022 Vol. 39 (1): 106-115 [摘要] ( 288 ) [HTML 1KB] [ PDF 13275KB] ( 842 )
116 徐顺生, 裴斐
雾化器结构参数对循环流化床锅炉SNCR脱硝性能影响研究

文章导读: 
还原剂雾化质量对循环流化床锅炉旋风分离器SNCR脱硝效率具有重要影响，为研究空气雾化喷嘴结构参数对雾化质量及脱硝效率的影响，采用数值模拟的方法对喷嘴的4个结构参数即撞击件长度、出口直径、混合室长度和气液入口交角，进行单因素分析和正交数值试验，结果表明影响旋风分离器烟气脱硝效率的主要因素是喷嘴出口直径，次要因素是撞击件长度，当撞击件长度为6 mm、出口直径2.5 mm、混合室长度14 mm和气液入口交角60°时脱硝效率达到最大，此时旋风分离器脱硝效率为77.5%，出口处氨逃逸率为5.78 mg·Nm-3。
2022 Vol. 39 (1): 116-126 [摘要] ( 261 ) [HTML 1KB] [ PDF 6538KB] ( 1099 )
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