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2011年 第62卷 第6期 刊出日期:2011-06-05
    热力学
    R600a/矿物油的黏度和密度
    孟现阳, 张建波, 吴江涛
    化工学报. 2011, 62(6):  1481-1486. 
    摘要 ( 3946 )   PDF (888KB) ( 704 )  
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    利用振动弦黏度/密度实验测量系统对R600a/SUNISO 3GS矿物油混合物5种配比(R600a质量分数为100%、95%、90%、85%、80%)下的黏度和密度进行了实验研究,温度范围为253~333 K。实验系统黏度和密度测量的不确定度分别为±2%和±0.2%,温度测量的不确定度小于±10 mK。在获得实验数据的基础上得到了黏度和密度的关联式。黏度实验数据与方程计算值的最大绝对偏差和平均绝对偏差分别为5.73%和1.75%,密度实验数据与方程计算值的最大绝对偏差和平均绝对偏差分别为0.23%和0.07%。为实际制冷系统的优化设计提供了更为可靠的热物性数据。

    标准氢的热导率方程
    周永, 吴江涛
    化工学报. 2011, 62(6):  1487-1491. 
    摘要 ( 1199 )   PDF (504KB) ( 300 )  
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    在广泛搜集标准氢(25%仲氢)热导率实验数据的基础上,运用单纯形算法拟合了标准氢的热导率计算方程。方程与实验数据的偏差一般在5.0%以内。结合工程应用实际,本文方程的适用范围为100~500 K,压力不超过150 MPa的区域。方程的不确定度为3.0%。方程具有一定的外推性,可以用于100 K以下或500 K以上的区域,但是不建议温度超过1000 K,压力超过250 MPa。方程可以满足工程实际的要求。

    DMSO溶液玻璃化过程氢键生命期特性
    王伯春, 刘宝林
    化工学报. 2011, 62(6):  1492-1501. 
    摘要 ( 1198 )   PDF (4713KB) ( 474 )  
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    流体力学与传递现象
    低流量微管末端液滴形成及破碎的数值模拟
    贺丽萍, 夏振炎, 姜楠
    化工学报. 2011, 62(6):  1502-1509. 
    摘要 ( 980 )   PDF (3698KB) ( 543 )  
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    采用数值模拟的方法,对在重力作用下微管末端液滴缓慢形成及脱落的动力学过程进行分析和研究。采用有限体积法在轴对称坐标系下求解液滴形成与破碎过程的NavierStokes方程,采用VOF〖DK〗(volume of fluid)方法以及基于PLIC〖DK〗(piecewiselinear interface construction)的几何重构方法追踪液滴运动过程的自由表面,捕捉气液界面的演化过程。分析了量纲1液滴最小颈宽以及量纲1液滴高度等相关特征量随相对时间的变化规律,并与实验结果进行了比较。分析了液滴形貌与液滴轴心线上流向速度的变化以及液滴内部涡环形成与湮灭的关系。通过研究轴心线上压力随时间的变化,分析了压力与液滴颈部位置及断裂位置的关系。

    丙烯聚合卧式搅拌床反应器中持料量的检测
    董克增, 任聪静, 王靖岱, 阳永荣
    化工学报. 2011, 62(6):  1510-1515. 
    摘要 ( 848 )   PDF (619KB) ( 227 )  
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    利用单点声发射检测技术,根据颗粒撞击壁面产生声信号的机理,建立了卧式搅拌床反应器内持料量的预测模型,该模型可以定量描述单点声能量随床层持料量的变化规律。在搅拌转速、吹气量等条件保持不变时,以空气聚丙烯颗粒体系为例,在冷模装置中考察了床层持料量在11.5~23 kg条件下单点声发射信号的变化情况。实验发现,单点声信号能量随床层持料量呈指数增加。利用预测模型对实验数据进行拟合,拟合参数的相关系数达0.9929,表明利用单点声发射检测技术可以准确检测床层的持料量。在某工业装置中测量了持料量在2~18 t条件下的声信号,结果表明声信号能量与持料量能较好地符合预测模型。因此,利用单点声发射技术,可以在线检测反应器内的持料量,进一步监测床内料位的稳定情况,对于工业反应器的稳定操作和优化生产有重要意义。

    涓流床中液体分布形态与滞后特性
    孔祥明, 程振民
    化工学报. 2011, 62(6):  1515-1523. 
    摘要 ( 1042 )   PDF (512KB) ( 317 )  
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    采用电容层析成像仪(ECT)和压力传感器在气液预液泛模式润湿床层的条件下分别测定了空气水体系在内径140 mm有机玻璃塔中由不同粒径玻璃珠所组成床层的持液量滞后和压降滞后曲线。利用平行流区模型对实验数据进行了分析,得出了不同操作状态下的膜流分率、簇状流区和气相流区的比例以及各流区的流速。发现在高的气液流速下,单相区比例较气液两相区的比例要小得多。当气体流量增加时,气相流区比例不增反减,而气液流区比例增加,这说明气液之间作用强烈,气液接触充分。在气液流区,气体流速大于液体流速,且气体流速和表观流速总是接近。

    复杂两相流中界面追踪方法——VOSET的性能分析
    叶政钦, 刘启鹏, 李星红, 杨兴利, 孙东亮
    化工学报. 2011, 62(6):  1524-1530. 
    摘要 ( 1450 )   PDF (430KB) ( 496 )  
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    界面追踪方法——VOSET(coupled VolumeofFluid and Level Set method)结合了VOF和Level Set两种方法的优点,克服了这两种方法的缺点。VOSET方法采用VOF方法捕捉两相间的界面,保持了两相间的质量守恒,克服了Level Set方法质量不守恒的缺点;利用几何计算方法计算界面附近的Level Set 函数,从而可以计算出准确的界面曲率和光顺界面附近突变的物理量,克服了VOF方法利用流体体积函数C计算界面曲率误差较大和光顺界面附近突变的物理量效果较差的缺点,因此该方法较VOF和Level Set方法更加精确。采用VOSET方法对两个及多个气泡的上升和溶并过程进行模拟,分析了复杂两相流动问题中VOSET方法的质量守恒特性、几何计算方法的可行性及求解过程的稳定性。本文的研究工作将为VOSET方法的推广应用奠定基础。

    板式换热器冷却水污垢热阻预测的偏最小二乘回归法
    徐志明, 文孝强, 郑娇丽, 郭进生, 黄兴
    化工学报. 2011, 62(6):  1531-1536. 
    摘要 ( 1082 )   PDF (401KB) ( 543 )  
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    搭建板式换热器冷却水污垢热阻实验台,测得不同时间、流速和温度下天然循环冷却水(松花江水)中铁离子、氯离子、细菌总数、pH值、溶解氧、浊度、电导率等水质参数,随机取一组实验的水质参数作为输入变量,建立换热器冷却水污垢热阻预测的偏最小二乘回归模型,对板式换热器的污垢热阻进行预测。整个实验过程中,热水进口温度为43.5~44.5℃,冷却水进口温度为21.5~22.5℃,流速为0.104 m·s-1,当温度和流速发生变化时,则重新采取数据。经过计算,确立本模型应提取4个潜变量,由此建立了板式换热器冷却水污垢热阻预测模型。预测结果和实验结果最大相对误差在5.11%以内。结果表明偏最小二乘回归算法的污垢模型预测精度高,所建预测模型是合理可行的。

    新型微米曝气设备的研制及其性能
    吕奉祥, 初里冰, 周军, 甘一萍, 邢新会
    化工学报. 2011, 62(6):  1537-1542. 
    摘要 ( 948 )   PDF (474KB) ( 563 )  
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    含内热源的梯形腔自然对流换热数值模拟
    张敏, 陶锴, 晏刚
    化工学报. 2011, 62(6):  1543-1548. 
    摘要 ( 917 )   PDF (639KB) ( 479 )  
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    脉动热管间协同耦合强化传热特性实验分析
    刘建红, 商福民, 刘登瀛
    化工学报. 2011, 62(6):  1549-1553. 
    摘要 ( 1010 )   PDF (1435KB) ( 580 )  
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    催化、动力学与反应器
    喷雾干燥成型温度对浆态床合成甲醇CuO/ZnO/Al2O3催化剂活性及稳定性的影响
    李忠, 张小兵, 郭启海, 刘岩
    化工学报. 2011, 62(6):  1554-1562. 
    摘要 ( 1137 )   PDF (1418KB) ( 260 )  
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    通过浆态床反应器的评价,考察了喷雾干燥成型温度对CuO/ZnO/Al2O3催化剂催化合成甲醇的活性及稳定性的影响。结果表明,低于225℃进行喷雾干燥时,前驱体中的水分蒸发不完全,高于225℃则前驱体物相组成的结晶程度进一步提高,均不利于催化剂的活性和稳定性。225℃喷雾干燥所制备的催化剂活性和稳定性均较佳,时空收率与失活率分别达到了166.7 g·(kg cat)-1·h-1和0.16% ·d-1,与常规干燥制备催化剂[时空收率为172.2 g·(kg cat)-1·h-1,失活率为0.43%·d-1]的活性基本相当,但稳定性得到大幅提高。催化剂结构表征分析表明,经喷雾干燥成型制备的催化剂与常规干燥制备的催化剂相比,两者在CuO微晶的平均粒径、比表面积以及孔径分布上基本保持了一致,不同的是前者为粒径约70μm细小均匀的球形颗粒状,而后者则呈现为粒径约120μm的无规则颗粒状。

    新型多酸-有机亚胺-分子筛杂化材料的氧化催化性能
    胡江磊, 冯文平, 郭伊荇, 张龙
    化工学报. 2011, 62(6):  1563-1568. 
    摘要 ( 1083 )   PDF (770KB) ( 440 )  
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    利用3-氨基丙基三甲氧基硅修饰的SBA15、苯甲醛以及过渡金属单取代Keggin型杂多酸盐(SiNiW11)合成了一系列有序介孔二氧化硅杂化材料(SiNiW11SchiffSBA15)。通过对杂化材料进行表征,证明SiNiW11的Keggin单元以及希夫碱配体在负载之后结构保持完整,并研究了杂化材料的形貌和表面物理化学性质。制备的杂化催化剂的氧化催化性能通过过氧化氢选择性氧化苯乙烯反应进行系统研究。在乙腈溶剂中,使用100 mg 催化剂,H2O2与苯乙烯的摩尔比为1∶1,60℃ 条件下反应12 h,苯乙烯的转化率为56.8%,苯甲醛的选择性可达到97.0%。最后,对杂化催化剂的循环使用情况进行了评价。

    溶液初始pH值对2,4-D臭氧直接反应动力学的影响
    陈岚, 权宇珩
    化工学报. 2011, 62(6):  1569-1573. 
    摘要 ( 918 )   PDF (490KB) ( 460 )  
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    分离工程
    疏水性电荷诱导层析纯化免疫球蛋白IgY
    童红飞, 林东强, 姚善泾
    化工学报. 2011, 62(6):  1574-1580. 
    摘要 ( 998 )   PDF (1331KB) ( 379 )  
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    利用疏水性电荷诱导层析(HCIC)从鸡血中分离免疫球蛋白IgY。采用经辛酸预处理后的血浆上清液作为原料,直接用HCIC分离纯化IgY。考察了两种HCIC介质,市售介质MEP HyperCel和实验室自制介质BestaroseDVSMMI,优化了上样pH、洗脱pH和上样量等条件。研究发现,以2巯基1甲基咪唑为配基的BestaroseDVSMMI介质优于MEP HyperCel介质,前者分离IgY的纯度和收率较高,HPLC分析IgY纯度可达92%以上,收率约95%。通过配基结构比较和表面电势分析,探讨了HCIC分离IgY的机制。结果表明,采用HCIC可以实现IgY的高效分离,为从血液中分离免疫球蛋白提供了新方法。

    稀土改性分子筛的表征与性能
    方玉堂, 郭敬花, 李大艳, 高学农
    化工学报. 2011, 62(6):  1581-1586. 
    摘要 ( 1640 )   PDF (445KB) ( 604 )  
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    以酸性稀土钕盐、镧盐为改性剂,13X分子筛经浸渍、过滤、干燥并焙烧得稀土改性分子筛。对改性分子筛进行傅里叶红外(FTIR)、X射线衍射(XRD)及光电子能谱(XPS)表征;采用程序升温脱附(TPD)和热失重(TG)来评价稀土改性分子筛脱附性能,静态法吸附来测试其吸附性能。FTIR及XRD谱表明稀土掺杂没有改变分子筛的根本组成,但其结晶度有所降低;XPS全谱图表明分子筛中部分钠离子被稀土离子所替代。TG及TPD曲线表明改性后的分子筛,其脱附活化能降低,表现在微分热失重(DTG)曲线中最大热失重速率下温度的降低和TPD曲线中最大水蒸气脱附速率下脱附温度的降低;分子筛的稀土改性使其吸附性能略有降低。

    卷式纳滤膜的气液两相流清洗特性
    王枢, 郭竹洁, 孟涛, 张兆利
    化工学报. 2011, 62(6):  1587-1592. 
    摘要 ( 1219 )   PDF (582KB) ( 472 )  
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    过程系统工程
    基于BP神经网络方法的热管中冷器热工性能分析
    颜卫国, 俞小莉, 陆国栋
    化工学报. 2011, 62(6):  1593-1599. 
    摘要 ( 1028 )   PDF (1229KB) ( 374 )  
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    基于BP神经网络建立了热管中冷器的传热性能和阻力性能预测模型,采用基于Levenberg Marquardt的trainlm训练算法,对热管中冷器的传热性能和阻力性能进行了预测,经试验数据的验证,预测值与试验值吻合较好,传热性能网络预测最大相对误差为8.0%,平均相对误差为3.5%,阻力性能网络预测最大相对误差为13.1%,平均相对误差为5.1%,说明该预测模型能较精确地预测热管中冷器的热工性能,用于指导工程设计。最后利用该预测模型对热管中冷器的结构参数进行优化,得到最佳设计参数,为热管中冷器的开发研究与应用提供了依据。

    考虑效率的功交换网络问题表格法
    周华, 刘桂莲, 冯霄
    化工学报. 2011, 62(6):  1600-1605. 
    摘要 ( 1003 )   PDF (350KB) ( 395 )  
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    功交换网络与换热网络和质量交换网络存在类似性。本文将夹点技术推广到功交换网络,提出了确定功交换网络最小公用工程功消耗量的问题表格法。该方法中,根据功源功阱压力从高到低顺序将压力可分成若干区间,通过计算每个区间的剩余功和亏缺功,确定系统的最小公用工程功消耗量,计算亏缺功时可同时考虑功量交换的传递效率。这种方法可同时确定功交换网络的夹点位置和最小公用工程功消耗,为功交换网络物流匹配提供依据。本文从等温功交换和绝热功交换两方面对某合成氨厂功交换网络进行分析,结果表明,功源的可回收机械能占功阱需消耗总机械能的99%以上,占现行功源可做功的72%以上。

    固定床煤气化炉的模拟与优化
    朱有健, 王定标, 周俊杰
    化工学报. 2011, 62(6):  1606-1611. 
    摘要 ( 1730 )   PDF (915KB) ( 1273 )  
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    助过程模拟软件Aspen Plus建立了固定床煤气化炉的数学模型,模拟计算了固定床煤气化炉的制气过程,并利用现场数据对模型进行考核,结果表明该模型与实际生产运行数据吻合较好,最大误差低于7.05%;利用该模型研究了空气和蒸汽的通量、空气和蒸汽的预热温度对评价指标的影响,以及在体积流量相同时,夏季和冬季实际空气通量对评价指标的影响。结果表明:在运行的煤进料条件下,通空气量为18 kg·s-1时对制气最有利,通蒸汽量应综合考虑;在模拟温度范围内,空气和蒸汽的温度升高时,气化指标均有所提高;冬季制气指标相比于夏季更好。

    诺西肽发酵过程中的分阶段软测量建模
    杨强大, 侯新宇
    化工学报. 2011, 62(6):  1612-1619. 
    摘要 ( 1037 )   PDF (471KB) ( 272 )  
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    诺西肽发酵过程中关键生化参数难以在线测量,给控制与优化带来困难。针对这一问题,利用软测量技术来实现关键生化参数的在线估计,并提出了一种分阶段软测量建模方法。首先以分阶段的诺西肽发酵过程非结构模型为基础,根据隐函数存在定理进行辅助变量的合理选择;然后利用模糊c均值聚类算法将建模数据按其所属阶段的不同进行分类,并利用神经网络建立发酵阶段在线识别模型和对应于各个阶段的局部软测量模型。实验结果验证了所提方法的有效性。

    瞬态启停机械密封轴对称动力学模型与密封行为分析
    孟祥铠, 彭旭东, 王乐勤
    化工学报. 2011, 62(6):  1620-1625. 
    摘要 ( 909 )   PDF (1329KB) ( 545 )  
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    启停过程顺利与否直接关系到机械密封的可靠和长寿命运行。考虑密封端面流固力耦合作用、微观空化及端面接触的影响,通过建立机械密封瞬态启停动力学模型,计算瞬态启停过程中密封浮动环的轴向位移、密封端面液膜厚度变化、端面接触力及泄漏率等密封参量,研究了机械密封启停过程中的瞬态密封行为,分析了动环轴向跳动等对机械密封性能的影响。结果表明:受轴向跳动和启停过程速度变化的影响,密封参量呈现瞬态扰动现象,且轴向跳动越大,扰动越大。该模型和计算方法对完善机械密封设计方法、评价机械密封设计合理性具有一定的参考价值。

    基于约束强跟踪滤波器的动态数据协调
    蒋余厂, 刘爱伦
    化工学报. 2011, 62(6):  1626-1632. 
    摘要 ( 791 )   PDF (1728KB) ( 367 )  
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    表面与界面工程
    聚丙烯微孔膜荷负电表面的构建与阻抗蛋白质吸附性能
    郑细鸣, 万灵书, 仰云峰, 徐志康
    化工学报. 2011, 62(6):  1633-1640. 
    摘要 ( 1394 )   PDF (1929KB) ( 560 )  
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    报道一种有效构建聚丙烯微孔膜(PPMM)荷负电表面的新方法。组合大气压介质阻挡放电等离子体预处理和界面交联技术,制得表面荷正电的PPMM;通过动态静电自组装技术将阴离子聚电解质固定到膜表面,从而获得荷负电的PPMM。ATRFTIR、XPS和FESEM分析确证了修饰过程中膜表面化学组成与形貌的变化。静态水接触角和纯水通量实验结果显示,荷负电PPMM表面亲水性显著改善,水通量增大。当组装密度为53.0 μcm-2时,水通量达(2445 ± 95)(mh)-1,为未修饰PPMM的2.9倍。蛋白质溶液过滤实验表明,表面荷负电PPMM能有效阻抗带负电蛋白质的吸附。

    生物化学工程与技术
    青霉素酰化酶纳米凝胶的制备与性质
    孔宪, 李畅原, 卢滇楠, 李强, 刘铮
    化工学报. 2011, 62(6):  1641-1648. 
    摘要 ( 745 )   PDF (1579KB) ( 413 )  
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    提高青霉素酰化酶的耐热性和耐有机溶剂性对于其工业应用具有重要的意义。采用E.coli Top10F′/pGEMKTTacPGATag为表达菌株发酵生产青霉素酰化酶,经金属螯合层析得到比酶活为23200 L-1的青霉素酰化酶样品,将青霉素酰化酶样品与丙烯酰琥珀酰亚胺反应在酶分子表面修饰上丙烯酰基,然后加入丙烯酰胺单体,通过聚合反应得到凝胶直径在12~16 nm的青霉素酰化酶纳米凝胶,聚合反应的酶活收率为90%。与青霉素酰化酶样品相比,青霉素酰化酶纳米凝胶具有相同的荧光发射光谱,其在60℃时的酶活半衰期是自由酶的75倍;在30℃,40%(体积)的甲醇、乙醇中的酶活半衰期分别是自由酶的15倍、26倍。

    高产精氨酸的钝齿棒杆菌在高低供氧条件下的差异蛋白质组学初步研究
    陶帅, 窦文芳, 张晓梅, 许泓瑜, 饶志明, 许正宏
    化工学报. 2011, 62(6):  1649-1655. 
    摘要 ( 979 )   PDF (1065KB) ( 408 )  
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    溶氧水平直接影响钝齿棒杆菌合成精氨酸产量的高低,运用双向电泳结合MALDITOFMS及MS/MS质谱鉴定技术的方法对高低供氧条件下高产精氨酸的钝齿棒杆菌的胞内可溶性蛋白进行分离鉴定。结果表明,钝齿棒杆菌菌体蛋白的等电点主要分布在4~7的范围内,采用pH4~7的IPG胶条进行分离,得到了645±12个蛋白点。通过软件比对分析发现,在高低两种供氧条件下存在32个显著差异的蛋白点,成功鉴定出了其中的29个蛋白点,代表了27种差异蛋白。采用数据库检索发现这些蛋白参与不同的代谢途径,包括糖类代谢、氨基酸代谢及能量代谢等。其主要集中在HMP途径、TCA循环和尿素循环。分析结果表明,在高供氧条件下能量代谢水平提高,HMP途径的增强可明显缓解高供氧条件下的氧化压力,同时TCA和尿素循环途径活跃有利于精氨酸的合成。

    一株蓝藻内生真菌的鉴定及其产物抑菌活性
    董庆霖, 陈博, 邢向英, 李志文
    化工学报. 2011, 62(6):  1656-1661. 
    摘要 ( 962 )   PDF (1258KB) ( 479 )  
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    从色球藻(蓝藻)的原生质体中分离出一株内生真菌DT06。形态学鉴定结果表明该真菌属于头孢属Cephalosporium,ITS测序结果显示该菌株与Simplicillium lanosoniveum(=Cephalosporium lanosoniveum)的同源性为98%,但菌株DT06的分生孢子及菌落颜色与S.lanosoniveum不同,因此DT06是S.lanosoniveum的变种,定名为Simplicillium lanosoniveum var.tianjinienssQ.L.Dong。模式标本保存在中国科学院微生物研究所菌物标本馆(HMAS)。活体模式菌种保藏在中国普通微生物菌种保藏中心(CGMCC)。进一步的实验结果表明:该真菌能产生对革兰阳性细菌有很强抑制作用的活性物质,并且该物质的合成与细胞生长部分偶联,沙保培养基有利于其抑菌物质的合成。

    浮选药剂对嗜酸氧化亚铁硫杆菌活性的影响
    董颖博, 林海, 陆琳斐, 温洪伟, 莫晓兰, 傅开彬, 汪涵
    化工学报. 2011, 62(6):  1662-1668. 
    摘要 ( 1260 )   PDF (820KB) ( 342 )  
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    能源和环境工程
    甲醇水溶液超声波制氢实验研究
    都学敏, 党政, 张智峰, 白博峰
    化工学报. 2011, 62(6):  1669-1674. 
    摘要 ( 1366 )   PDF (752KB) ( 418 )  
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    介绍了一种新的制氢方法——超声波分解甲醇水溶液制氢。详细阐述了该方法的制氢反应机理,并在低频超声波(40 kHz, 500 W)辐射下对该方法进行了系统的实验研究,得到了环境温度、溶液浓度、超声波振幅等因素对产氢量/速率的影响规律。实验结果表明:随着甲醇浓度的增加,产氢量呈现先增加后下降的趋势,并且浓度为10%(体积)时产氢量最高;当溶液温度从-5℃增加到40℃时,产氢量在10℃处最大,5℃处的产氢量出现局部下降;随着振幅的增加,产氢率并不是持续地增加,因为振幅过大会引起空化饱和现象。研究结果对探讨该方法的制氢机理有重要的意义,同时也可以为该制氢方法实验系统的优化设计提供重要的指导。

    回流比对单级UASB-A/O处理晚期垃圾渗滤液短程脱氮的影响
    刘牡, 彭永臻, 宋燕杰, 吴莉娜, 赵艳琳
    化工学报. 2011, 62(6):  1675-1681. 
    摘要 ( 1384 )   PDF (1118KB) ( 471 )  
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    采用“单级UASB-A/O组合工艺”处理实际晚期高氨氮城市生活垃圾渗滤液,在获得稳定的有机物与氮同步去除的前提下,重点考察了不同回流比条件下(100%~600%),UASB与A/O中的污泥分布、DO浓度,UASB中同时反硝化与产甲烷的活性,A/O中亚硝酸积累率的变化,组合工艺系统氮与有机物的转化与去除。结果表明,当回流比维持在适当的范围内时:各反应器的污泥分布与DO浓度处于较佳状态;产气量的分析显示UASB中反硝化菌与产甲烷菌活性维持动态平衡;在保证硝化效率的前提下,A/O中的FA通过对氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌的选择性抑制实现对硝化反应速率的控制从而维持较高的亚硝酸积累率。根据原液水质特性,综合能耗的考虑,将回流比控制在300%左右能够使系统性能处于较优状态,NH+4N去除率,NO-2N积累率,TN去除率,COD去除率分别可达到99.3%,94.4%,85.9%和90.6%。

    补气料仓中宽筛分粒煤的下料特性
    陈汝超, 陈晓平, 蔡佳莹, 张铁男, 梁财
    化工学报. 2011, 62(6):  1682-1687. 
    摘要 ( 745 )   PDF (1356KB) ( 280 )  
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    在自行设计的有机玻璃补气料仓系统上对宽筛分粒煤下料特性进行了实验研究。结果表明,料仓出口直径、粒煤粒径和外水分对宽筛分粒煤在补气料仓中的下料特性有显著影响。宽筛分粒煤的下料流率随料仓出口直径的增大而增加,但增加量随着补气量的增加而减小。增加宽筛分粒煤的平均粒径使料仓出口有效尺寸减小,导致物料下料流率减小。增加宽筛分粒煤的外水分,致使下料过程中细颗粒煤粉发生团聚,物料流动性变差,且极易结拱,下料流率降低。为保证宽筛分粒煤在补气料仓中稳定连续下料,其外水分存在一个极限值,此极限值与宽筛分粒煤的粒径、煤种及料仓结构有关,在补气料仓出口直径为35 mm的实验系统中,0~2.50 mm、0~3.86 mm及0~5.44 mm宽筛分粒煤的极限外水分分别为5.30%、7.50%、7.60%。

    低氧条件下生物反硝化过程中N2O的产量
    巩有奎, 王淑莹, 彭永臻, 王赛, 王莎莎
    化工学报. 2011, 62(6):  1688-1692. 
    摘要 ( 1021 )   PDF (758KB) ( 392 )  
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    利用SBR反应器,控制曝气量为0.3 L·min-1,通过改变N2∶O2比例,调节反硝化过程中DO浓度,以连续投加乙醇作为反硝化碳源,考察了低氧条件下NO-3N反硝化过程及N2O的产量。结果表明,DO对反硝化菌的活性具有明显的抑制作用。DO由0增至0.7 mg·L-1,NO-3N还原速率由18.12 mg N·(g MLSS)-1·h-1降至11.37 mg N·( gMLSS)-1·h-1,系统N2O产量由0.23 mg·L-1增至1.74 mg·L-1。其原因为:(1)较高的NO-2N浓度导致系统反硝化速率降低,N2O积累并释放;(2)DO对N2O还原酶活性具有明显的抑制作用。降低缺氧-好氧生物脱氮过程中缺氧反应器内部DO含量,是减少生物脱氮过程中N2O产量的关键因素。

    石灰石和白云石高温循环脱除CO2过程分析
    李英杰, 孙荣岳, 刘红玲, 赵建立, 韩奎华, 路春美
    化工学报. 2011, 62(6):  1693-1700. 
    摘要 ( 1031 )   PDF (1426KB) ( 352 )  
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    N2气氛和高浓度CO2气氛两种典型煅烧气氛下,对石灰石和白云石在循环煅烧/碳酸化捕集CO2过程中的主要系统参数包括长周期循环碳酸化转化率、平均碳酸化转化率、CO2捕集效率和煅烧炉能量需求进行了实验研究和计算分析。结果表明,吸收剂补充流率和吸收剂循环流率对平均碳酸化转化率、CO2捕集效率和煅烧炉所需能量具有直接影响。在相同吸收剂补充流率和循环流率条件下,采用白云石时的平均碳酸化转化率、CO2捕集效率均高于采用石灰石时;在CO2捕集效率为95%和相同煅烧气氛时,采用白云石的煅烧炉所需最小能量至少比石灰石节省82 kJ·(mol CO2)-1。与N2气煅烧气氛相比,在高浓度CO2煅烧气氛下得到的吸收剂平均碳酸化转化率、CO2捕集效率均下降,煅烧炉所需最小能量增加,但采用白云石时主要系统参数的变化均小于石灰石。

    提高IGCC合成气水合物形成速度及提纯其中H2的工艺
    徐纯刚, 李小森, 陈朝阳, 蔡晶
    化工学报. 2011, 62(6):  1701-1707. 
    摘要 ( 1017 )   PDF (2417KB) ( 274 )  
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    溶解氧浓度对连续流活性污泥工艺反硝化除磷的影响
    王荣昌, 司书鹏, 郑翔, 杨殿海, 励建全, 赵建夫
    化工学报. 2011, 62(6):  1708-1715. 
    摘要 ( 1431 )   PDF (483KB) ( 418 )  
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    材料化学工程与纳米技术
    密胺树脂硫磺微胶囊的制备及应用
    李杰, 刘红研, 汪树军, 游龙, 王肃凯
    化工学报. 2011, 62(6):  1716-1722. 
    摘要 ( 1304 )   PDF (1652KB) ( 2324 )  
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    针对橡胶硫化中的“喷霜”和橡胶裂纹的自修复问题,以升华硫为芯材,密胺树脂(PMF)为壳材,采用原位聚合法制备了密胺树脂硫磺微胶囊。研究了密胺树脂的缩聚pH值对微胶囊形态的影响,乳化剂浓度、芯材含量对微胶囊粒径的影响以及密胺树脂的缩聚pH值、液固相比(W/S)、甲醛和密胺的摩尔比对微胶囊包覆率的影响。结果表明:密胺树脂的缩聚pH值为4时制备的硫磺微胶囊形态较好;甲醛与密胺的摩尔比为2∶1,水相和硫磺的质量比为8∶1时包覆率较高;十二烷基磺酸钠(SDS)的用量为0.05 g时制备的微胶囊的平均粒径小,粒径分布范围窄。最后将制备的微胶囊应用到丁腈橡胶(NBR)的硫化中,测试表明:与硫磺硫化NBR相比,微胶囊硫磺延长了焦烧时间和正硫化时间,提高了NBR的物理性能,并且能抑制“喷霜”现象。

    几种胺类固化剂对环氧树脂固化行为及固化物性能的影响
    谭家顶, 程珏, 郭晶, 张军营
    化工学报. 2011, 62(6):  1723-1729. 
    摘要 ( 1679 )   PDF (843KB) ( 1363 )  
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    固化剂结构对环氧树脂的固化行为和固化物性能具有重要影响,本文研究了聚醚胺(D230)、异佛尔酮二胺(IPDA)和3,3′-二甲基-4,4′-二氨基二环己基甲烷(DMDC)3种胺类固化剂与实验室自制的低黏度环氧树脂A进行固化反应。通过黏度分析、红外(FTIR)光谱分析、DSC分析等手段研究了环氧树脂与固化剂反应程度随固化时间和固化温度的变化规律,采用万能材料试验机研究了固化温度对固化物拉伸强度、断裂伸长率的影响。结果表明,3种树脂/固化剂体系的固化反应活化能分别为59.6、50.9、54.9 kJ·mol-1;与脂肪族固化剂D230相比,脂环族固化剂IPDA和DMDC具有反应活性高,同样固化条件下固化产物的固化程度高、强度高和断裂伸长率高的特点,并且双环结构的DMDC具有更高的韧性。

    木质素磺酸钠与PVA共混薄膜的制备与表征
    黎先发, 罗学刚
    化工学报. 2011, 62(6):  1730-1735. 
    摘要 ( 1635 )   PDF (829KB) ( 595 )  
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    以木质素磺酸钠(LS)和聚乙烯醇(PVA)为主要原料,添加适量硼砂、明胶在水溶液中溶解共混,流延成膜。通过单因素和正交实验优选了LS/PVA共混膜制备的条件,对共混膜进行了耐水性、形貌、红外、热重、X射线衍射及差示扫描量热分析。结果表明:影响共混膜性能的主要因素有LS含量、硼砂含量以及反应时间,当硼砂含量为2.0%时,共混膜的拉伸强度最大达到43.98 MPa,比纯PVA膜的拉伸强度提高了189%; 形貌分析表明LS含量影响共混膜两相分散性,适量的明胶能改善LS与PVA 的相容性。热重分析表明共混膜具有比LS和PVA 更高的热稳定性;红外光谱、DSC分析及X射线衍射分析表明LS的加入减小了PVA膜的结晶性.

    房山砂质煤矸石热活化的影响因素分析
    王海霞, 倪文, 姜涛, 李德忠
    化工学报. 2011, 62(6):  1736-1741. 
    摘要 ( 853 )   PDF (1062KB) ( 381 )  
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    为提高房山砂质煤矸石的胶凝活性,用于制备胶凝材料,采用XRD分析、DSC-TG分析、胶砂试块强度测试和SEM分析等多种方法,分析了房山煤矸石的热活化机理,研究了煅烧温度、冷却方式以及蚀变剂等因素对煤矸石活性的影响。结果表明:使房山砂质煤矸石有效活化的煅烧温度在800℃左右,蚀变物料出炉后于自然风中冷却;在煅烧过程中添加适量的蚀变剂可以侵蚀石英、长石类晶体表面,使其化学键发生断裂,结构发生解体,产生活性的SiO2,从而提高房山煤矸石的活性。

    龙须草纤维素的分离与结构表征
    唐杰斌, 陈克复, 徐峻, 李军
    化工学报. 2011, 62(6):  1742-1748. 
    摘要 ( 1297 )   PDF (718KB) ( 401 )  
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    采用亚氯酸钠脱木质素,经超声波处理后再用碱抽提出半纤维素,分离得到了龙须草纤维素制备物,探讨了不同碱处理方式对纤维素制备物性质的影响,并对其结构进行了表征。研究发现,采用8%和10%NaOH分级抽提12 h得到的纤维素制备物的纯度最高,纤维素含量为91.3%,平均聚合度为1949,平均分子量为315685。X射线衍射结果表明龙须草纤维素制备物中纤维素的结晶结构为典型的纤维素I结构,在较短的时间(2 h+2 h)内采用较高浓度(15%和18%KOH与NaOH)或在较长的时间(12 h+12 h)内采用较低浓度的碱(8%和10%KOH与NaOH)对脱木质素和超声波处理后的龙须草进行分级抽提,都会导致纤维素结晶度的降低。热分析表明,8%和10%碱分级抽提12 h得到的纤维素制备物的热稳定性优于其他处理方式得到的纤维素制备物。同样的处理方式下,NaOH处理得到的纤维素制备物的热稳定性优于KOH处理得到的纤维素制备物。

    环氧树脂/活化纳米氧化铝复合材料的固化动力学
    周红军, 尹国强, 林轩, 葛建芳, 庄妙红
    化工学报. 2011, 62(6):  1749-1755. 
    摘要 ( 1231 )   PDF (539KB) ( 501 )  
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    采用氢氧化钠溶液将纳米氧化铝表面活化,利用γ缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)和环氧树脂对活化纳米氧化铝进行表面处理而引入环氧基团。采用差示扫描量热法(DSC)研究复合材料的非等温固化行为,分析了活化纳米氧化铝及其环氧功能化产物对环氧树脂固化动力学参数与机理的影响,运用等转化率方法包括Friedman方法与KAS方法研究了复合材料固化活化能与转化率的关系。实验结果表明,活化纳米氧化铝及其环氧功能化产物降低了固化体系的理论凝胶温度,对固化反应有促进作用;纳米氧化铝的加入使固化反应活化能增大,后固化温度提高,当加入2%的KH560改性活化纳米氧化铝,凝胶温度降低了6.5℃,而后固化温度提高了17.5℃,但对反应级数影响不大。

    ARGET-ATRP合成双亲性嵌段共聚物及对二氧化钛分散效率的影响
    杨月锋, 任强, 李坚, 俞强, 亓云霞
    化工学报. 2011, 62(6):  1756-1762. 
    摘要 ( 2122 )   PDF (581KB) ( 590 )  
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    CuBr2(相对于单体物质的量的0.02%或0.01%)和还原剂、配体混合物为催化体系进行甲基丙烯酸2(N,N-二甲氨基)乙酯(DMAEMA)的电子转移再生催化剂原子转移自由基聚合(ARGET-ATRP),研究了溶剂、配体和还原剂种类对聚合的影响,得到分子量分布较窄的(PDI=1.56)聚甲基丙烯酸2(N,N-二甲氨基)乙酯(PDMAEMA-Br)。以PDMAEMA-Br为引发剂引发丙烯酸丁酯进行“一步法”ARGET-ATRP聚合,得到分子量分布很窄的(PDI=1.4)双亲性嵌段共聚物(PDMAEMA-bPBA)。核磁共振氢谱(1H NMR)测得共聚物组成与GPC测试结果相近。差示扫描量热分析(DSC)测试表明嵌段共聚物在-40.1℃和123.5℃处有两个玻璃化转变温度。该方法大大降低了铜盐催化剂的用量,降低了制备成本,使聚合产物的后处理更容易进行。所得双亲性嵌段共聚物可以作为分散剂,明显提高了二氧化钛在环氧树脂中的分散效率。

    现代化工技术
    工业碱木素热化学转化制备酚类化学品
    隋鑫金, 武书彬
    化工学报. 2011, 62(6):  1763-1769. 
    摘要 ( 1282 )   PDF (1329KB) ( 2612 )  
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    基于阳极电流波动的铝电解槽槽况诊断系统
    李贺松, 殷小宝, 黄涌波, 丁立伟, 姜昌伟
    化工学报. 2011, 62(6):  1770-1777. 
    摘要 ( 1008 )   PDF (460KB) ( 556 )  
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