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2012年 第63卷 第6期 刊出日期:2012-06-05
    综述与专论
    石墨烯/聚合物纳米复合材料制备与微波吸收性能研究进展
    贾海鹏,苏勋家,侯根良,郭锋,刘朝辉,梅冰
    化工学报. 2012, 63(6):  1663-1668.  doi:10.3969/j.issn.0438-1157.2012.06.001
    摘要 ( 2973 )   PDF (841KB) ( 2032 )  
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    二维片状的石墨烯不仅具有优异的力学、热学和电学性能,而且还具有较好的微波吸收特性。自它被发现以来,一直受到科学界的广泛关注,目前已有学者将其与聚合物复合,制备了石墨烯/聚合物纳米复合材料,这种新型微波吸收材料不仅吸波效果好而且密度小、易加工。目前石墨烯/聚合物纳米复合材料用于微波吸收的报道还比较少,该研究基本处于起步阶段。本文首先概述了石墨烯独特的物理结构和优异的力学、热学、电学性能,然后综述了石墨烯/聚合物纳米复合材料的制备方法,并分析了其微波吸收机理,最后结合国内外研究现状展望了石墨烯/聚合物纳米复合材料制备与微波吸收性能研究的发展方向,指出调控复合材料的微观形貌,对石墨烯进行磁性掺杂,探索石墨烯与聚合物微波吸收的协同效应将成为今后研究的重点和热点。
    热力学
    氢氧化钠熔盐分解钛渣制备二氧化钛的热力学分析
    李洁,王勇,韩艳芳,齐涛
    化工学报. 2012, 63(6):  1669-1677.  doi:10.3969/j.issn.0438-1157.2012.06.002
    摘要 ( 2287 )   PDF (2047KB) ( 801 )  
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    针对我国钛资源特色,采用NaOH熔盐对钛渣进行分解制备二氧化钛是一种生产钛白的新工艺。以酸溶性钛渣(70%
    含离子液体乙醇-水物系等压汽液平衡数据的测定
    辛华,李青松
    化工学报. 2012, 63(6):  1678-1683.  doi:10.3969/j.issn.0438-1157.2012.06.003
    摘要 ( 3018 )   PDF (679KB) ( 932 )  
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    用Ellis双循环汽液平衡釜测定了101.32 kPa下乙醇水三乙基铵硫酸氢盐(N-2,2,2,H]HSO4)的等压汽液平衡数据。实验结果表明,当[N-2,2,2,H]HSO4的摩尔分数为5%时乙醇水二组分物系的汽液平衡线就开始偏离,[N-2,2,2,H]HSO4摩尔分数为10%、20%时,偏离程度增大;[N-2,2,2,H]HSO4表现出盐效应,使乙醇对水的相对挥发度发生改变,消除了乙醇水物系的共沸点;含量越大,盐效应越明显。随着[N-2,2,2,H]HSO4含量的增加,乙醇对水的相对挥发度也随着增加;与其他离子液体相比较,[N-2,2,2,H]HSO4具有低成本、高效率的优点,可以作为乙醇-水物系萃取精馏分离的有机盐。用NRTL模型对数据进行了关联,关联的结果和实验计算值相当,符合实验趋势。
    酯交换制油酸甲酯的基团贡献法热力学分析
    张继龙,赵志仝,乔燕,林昊,庞先勇,白启荣,李瑞丰
    化工学报. 2012, 63(6):  1684-1690.  doi:10.3969/j.issn.0438-1157.2012.06.004
    摘要 ( 3006 )   PDF (543KB) ( 972 )  
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    采用基团贡献法和赵氏经验公式(ΔS? v = A s lgT b + B s )计算了三油酸甘油酯与甲醇之间发生的三步连续可逆酯交换反应的标准摩尔反应焓、标准摩尔熵、标准摩尔反应Gibbs函数和标准平衡常数,并分析了酯交换反应转化率的影响因素。结果表明,酯交换反应是放热反应,低温和高压有利于反应的进行。酯交换反应的转化率在甲醇液相时受温度和压力的影响较小,醇油比增大可以提高反应的转化率,当醇油比为20:1时转化率达到98.8%。酯交换反应的转化率在甲醇气相时,随着压力的增大而增大,随着温度的增大而减小。通过计算结果与实验数据进行比较,表明本文提出的分析方法是可行的。
    流体力学与传递现象
    CO2在纳米流体解吸过程中的微对流现象
    唐忠利,湛波,张树杨,张会书,袁希钢
    化工学报. 2012, 63(6):  1691-1696.  doi:10.3969/j.issn.0438-1157.2012.06.005
    摘要 ( 1841 )   PDF (2736KB) ( 641 )  
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    建立了一套水平气液界面传质模拟装置,利用粒子成像测速仪(PIV)对CO2从乙醇和乙醇纳米流体中解吸过程液相流场进行了观测和分析。传质发生时,在近界面处均观察到了由Marangoni效应造成的湍动。通过对平均速度的分析,发现在乙醇纳米流体中发生的湍动强度和湍动范围较乙醇溶液中大。纳米流体中的Marangoni效应加剧了纳米粒子的布朗运动,引发了纳米流体中的微对流,从而将界面处的湍动传递至液相主体中,导致液相主体的漩涡增多、流体混合加剧,促进了气液传质。
    熔融盐对合成气成分影响模型
    王小波,赵增立,刘安琪,武宏香,李海滨,陈勇
    化工学报. 2012, 63(6):  1697-1703.  doi:10.3969/j.issn.0438-1157.2012.06.006
    摘要 ( 2392 )   PDF (510KB) ( 687 )  
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    气化粗合成气主要成分为CO、CO2、H2,经过变换和重整后在催化剂作用下可以合成不同的化学品。熔融盐可吸收粗合成气中的CO2,并实现H2/CO在1.5~2.9之间调整。熔融盐合成气成份调整过程是一个传质与化学反应同时进行的非平衡、耦合过程。从球体扰流方程和反应动力学方程出发,通过量纲分析推导出合成气组分与操作条件的关系,对固定床内熔融盐对合成气成份调整过程进行了分析。熔融盐合成气成份调整的限制过程为气体从气泡表面向熔融盐内部的传质过程。温度升高、气泡直径减小、停留时间增加有利于合成气中H2百分比增加;然后对模型进行了实验验证,实验结果与理论结果吻合良好。
    单个液滴蒸发模型中不同质量传递公式的有效性分析
    辛娟娟,周致富,辛慧,陈斌,王国祥,郭烈锦
    化工学报. 2012, 63(6):  1704-1708.  doi:10.3969/j.issn.0438-1157.2012.06.007
    摘要 ( 2305 )   PDF (580KB) ( 834 )  
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    液滴蒸发是液体喷雾的重要物理过程,文献中使用了不同的模型计算液滴蒸发中的质量流率。依据质量传递驱动力HM的处理,可将这些模型归类于三种不同形式,即经典模型、质量类比模型和漂移流动模型。本文对这些模型的来源和假设作了分析和总结,发现漂移流动模型考虑了Stefan效应和质量迁移,应为正确的表述,而经典模型忽略了瞬态效应,质量类比模型忽略了Stefan流效应。最后以两种不同蒸发率条件下的液滴蒸发为例进行计算,研究了不同质量传递驱动力对液滴蒸发的影响, 发现经典模型和质量类比模型都对液滴的蒸发估计过低,且高蒸发率下三种模型对液滴蒸发特性的影响更显著。
    煤粉上出料式发送罐气力输送特性
    徐贵玲,陈晓平,梁财,赵长遂,许盼,卜昌盛,张铁男
    化工学报. 2012, 63(6):  1709-1716.  doi:10.3969/j.issn.0438-1157.2012.06.008
    摘要 ( 2632 )   PDF (798KB) ( 664 )  
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    在常压上出料式发送罐气力输送试验台上,以氮气为输送介质,研究煤粉气力输送特性。通过试验分析了流化风量、充压风量、提升管入口处气体注入速度对煤粉质量流量、固气比等特征参数的影响,并将典型试验工况与高压输送进行了比较。结果表明:随着流化风量的增大,煤粉质量流量、固气比均呈现先增大后减小的趋势。随着充压风量的增大,煤粉质量流量逐渐增大,固气比呈现先增大后减小的趋势。随着提升管入口处注入速度的增大,煤粉质量流量逐渐增大,固气比呈现先增大后减小的趋势。与高压输送相比,常压输送的质量固气比较高,气耗率及输送能耗较低。
    层流中脉动气流横掠平板强化传热
    李国能,项忠晓,郑友取,胡桂林
    化工学报. 2012, 63(6):  1717-1722.  doi:10.3969/j.issn.0438-1157.2012.06.009
    摘要 ( 2424 )   PDF (870KB) ( 826 )  
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    为研究脉动气流下等热流密度平面的换热特性,搭建了脉动气流强化传热实验台架,进行了不同雷诺数(Re=433~1733)的脉动气流下高温共烧陶瓷发热片组的换热实验研究,脉动气流的脉动频率f固定为30 Hz,脉动振幅prms固定为165 Pa。结果表明,在合适的脉动参数下(f=30 Hz, prms=165 Pa),脉动气流有效地强化了等热流密度平面的换热性能,本文获得的强化换热效率介于9.7%和10.8%之间,随着雷诺数的增加轻微地线性增加。另外,结果揭示了在层流流动中,不管在稳定气流下还是在脉动气流下,等热流密度平面的换热性能都随着雷诺数的增加而线性地增加,但脉动气流下线性拟合的结果的斜率较大,为稳定气流下的斜率的1.26倍。最后,结果显示了在稳定气流中加入脉动分量能迅速增大换热面下游的温度水平,预示着脉动气流在强化传热的同时,也增强了气流内部的热传递。
    IDEAL算法在非稳态两相流问题中的性能分析
    孙东亮,徐进良,陶文铨
    化工学报. 2012, 63(6):  1723-1728.  doi:10.3969/j.issn.0438-1157.2012.06.010
    摘要 ( 1821 )   PDF (380KB) ( 441 )  
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    对于非稳态两相流问题,联立求解连续性方程和动量方程最为广泛使用的方法为:分步方法和SIMPLE系列算法。分步方法的优点是:收敛速度快,缺点是:初值问题条件稳定。SIMPLE系列算法优点是:初值问题绝对稳定,缺点是:收敛速度慢。为了克服传统的SIMPLE系列算法收敛速度慢这一缺点,本文引入了IDEAL算法。本文通过2个非稳态的两相流问题对SIMPLER和IDEAL两种不同算法在收敛速度方面进行了比较。通过比较可以看出IDEAL算法的收敛速度较SIMPLER算法得到了大幅提高,提高了约6~87倍,克服了传统SIMPLE系列算法收敛速度较慢的缺点,同时具有了初值问题绝对稳定和收敛速度快这两个优点。
    基于模糊图像的气液旋风分离器液滴粒度、浓度、速度在线测量
    刘海龙,陈孝震,蔡小舒,余方
    化工学报. 2012, 63(6):  1729-1734.  doi:10.3969/j.issn.0438-1157.2012.06.011
    摘要 ( 2218 )   PDF (1111KB) ( 811 )  
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    为了对气液旋风分离器进出口液滴粒径、浓度、速度进行测量,研制了一套基于模糊图像测量原理的图像法颗粒粒径、浓度、速度的在线测量系统。具体介绍了测量原理和该系统构成。基于模糊图像处理方法可以得到视场中颗粒粒度与速度信息,结合镜头景深还可以得到流场颗粒浓度。测量系统由图像采集系统、位移控制系统与图像处理系统组成。该系统已被成功安装在某气液旋风分离器实验台上,现场测量结果表明,该系统与光散射颗粒测量方法相比,避免了反演过程,可以得到更高的粒度分辨率,且可以实现实时在线多参数测量,具有较大的优势。
    催化、动力学与反应器
    有机/无机复合载体负载复合催化剂生产聚乙烯共混物的共混性质
    周琦,历伟,史玉立,蒋斌波,王靖岱,阳永荣
    化工学报. 2012, 63(6):  1735-1741.  doi:10.3969/j.issn.0438-1157.2012.06.012
    摘要 ( 2183 )   PDF (721KB) ( 435 )  
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    基于相转化法制备了复合微球载体负载的(n-BuCp)2ZrCl2/PSA/TiCl3复合催化剂。利用聚合物膜将两个传统的催化剂(茂金属和Ziegler-Natta催化剂)隔开,即先将Ziegler-Natta催化剂负载于无机载体上作为内核,随后将聚合物膜均匀沉积在无机载体催化剂表面,最后将茂金属催化剂溶液迅速负载于聚合物膜上,得到“内钛外茂”型(n-BuCp)2ZrCl2/PSA/TiCl3复合催化剂。在实验室条件下,模拟工业淤浆双釜串联反应工艺,在第一段反应中制备超高分子量(1.4×106 g/mol)高支化度的乙烯/1-己烯共聚物,在第二段反应中,制备低分子量低支化度的聚合物。调节两段反应的聚合时间,制备了不同组成的聚乙烯共混物。通过DSC和流变学的方法研究了聚乙烯共混物的共混性能,并与机械共混法得到的聚乙烯共混物的共混性质进行比较。
    分离工程
    天然气用聚结过滤元件性能的测定与分析
    熊至宜,姬忠礼,冯亮,杨云兰
    化工学报. 2012, 63(6):  1742-1748.  doi:10.3969/j.issn.0438-1157.2012.06.013
    摘要 ( 1796 )   PDF (2083KB) ( 645 )  
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    为了评价目前天然气净化用滤芯气液分离性能,利用聚结型滤芯气液过滤性能的检测装置研究了滤芯的放置方式、滤芯的有效厚度及填充密度等相关因素对气液过滤性能的影响。结果表明:在相同条件下,滤芯垂直于地面放置比水平位置放置时排液较顺畅,气液过滤效果较好,并且压降至少降低25%;不同材质滤芯,随着滤芯厚度在6~32mm范围内增加,滤芯稳态压降增加,过滤器出口液滴浓度减小,过滤性能提高;滤芯的填充密度增加,滤芯压降增大,过滤器出口液滴浓度减小。
    热改性活性炭吸附有机气体的性能
    李立清,顾庆伟,石瑞,刘峥,梁鑫
    化工学报. 2012, 63(6):  1749-1756.  doi:10.3969/j.issn.0438-1157.2012.06.014
    摘要 ( 2696 )   PDF (477KB) ( 1323 )  
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    根据热重分析结果,确定了活性炭热改性的温度条件;采用Boehm滴定、傅式转换红外光谱仪(FTIR)、比表面积分析仪对活性炭表面物化性质进行了测试;以甲苯、丙酮、二氯乙烷、甲醇为吸附质,在283K下进行了固定床吸附实验,探讨了改性前后活性炭表面结构变化与吸附量之间的关系,同时计算了相应的动力学参数和吸附能。实验结果表明,热改性可以改善活性炭的孔径分布和改变表面官能团的分布,吸附量与有效孔容呈明显的线性关系;一阶动力学方程和二阶动力学方程均可描述四种吸附质在活性炭上的吸附过程;孔内扩散模型表明改性活性炭对有机气体的吸附速率均大于未改性活性炭;四种吸附质在活性炭上的吸附能均小于20kJ?mol-1,表明活性炭对四种有机气体以物理吸附为主。
    膜鼓气/吸收法提溴连续吸收过程
    高启君 吴丹 武春瑞 陈华艳 贾悦 王暄 吕晓龙
    化工学报. 2012, 63(6):  1757-1764.  doi:10.3969/j.issn.0438-1157.2012.06.015
    摘要 ( 2252 )   PDF (721KB) ( 1206 )  
    相关文章 | 多维度评价
    以开发节能高效的新型提溴工艺为目的,设计了以中空纤维疏水膜作为布气装置的膜鼓气/吸收(MA-B/A)法连续吸收过程。压缩空气经过布气装置以微小气泡的形式分别进入串联的各级鼓气膜组件,与料液形成对流传质。空气流夹带料液中Br2所形成的空气/溴气混合气透过PVDF疏水膜组件的膜孔与吸收液反应,生成溴的化合物,实现对溴的连续吸收。考察了吸收池液位高度、吸收液流量、浓度、pH、温度、吸收段膜壁厚与组件结构等参数对膜吸收过程性能的影响。实验得到了MA-B/A法连续吸收过程的最佳参数条件。当膜丝厚度为0.15 mm,组件为海藻型,吸收池液位高度为1.5 m,流量为0.5 L?h-1,浓度为0.10 mol?L-1,pH为6~7,温度为70 ℃时,溴的脱除率为82.0%,回收率为76.3%,吸收率高达93.1%。
    泡沫相塔壁对泡沫分离牛血清蛋白分离性能的影响
    卢珂 吴兆亮 侯凯湖 赵艳丽 刘亚君 杜晓丹
    化工学报. 2012, 63(6):  1765-1772.  doi:10.3969/j.issn.0438-1157.2012.06.016
    摘要 ( 1617 )   PDF (470KB) ( 607 )  
    相关文章 | 多维度评价
    In order to enhance foam drainage, the column with an inner sleeve in the foam phase was designed for studying effect of the column wall of foam phase on foam separation performances using bovine serum albumin(BSA) as the research system. The effects of the wall on the liquid holdup out of the top column, bubble size, enrichment and recovery percentage were investigated. The results indicated that the experimental column with the inner sleeve decreased the liquid holdup, accelerated the coarsening and coalescence of bubbles and increased enrichment of BSA compared the contrasted column without the inner sleeve. Under the conditions of the initial concentration 0.2 g?L-1 of BSA, air flow rate 400 ml?min-1, the experimental column achieved up to a 2.06 fold increase in enrichment compared to the contrasted column. The enrichment of BSA increased with the increase of inner sleeve length. Channel theoretical analysis showed that the ratio of exterior channels to interior channels increased with the increase of bubble diameter. So the experiment column obtained the better performances at the lower concentration and the lower air flow rate. The better performances obtained by experimental column showed that the drainage rate of plateau borders on wall was greater than that of plateau borders between bubbles. So the inner sleeve provided more plateau borders on wall and improved foam drainage.
    乙醇/硫酸铵双水相体系从丹参粗提液中分离丹酚酸B
    郭永学,王立红,张大勇,周丽莉,修志龙
    化工学报. 2012, 63(6):  1773-1779.  doi:10.3969/j.issn.0438-1157.2012.06.017
    摘要 ( 2104 )   PDF (918KB) ( 513 )  
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    采用中心复合设计的响应曲面法优化了乙醇/硫酸铵双水相体系从丹参粗提液中分离丹酚酸B的工艺参数,并对放大效果进行了对比研究。结果表明,在确定pH2.0和30℃的条件下,当硫酸铵和乙醇质量分数分别为20%和29%时,丹酚酸B的分配系数最大为58.7,回收率为97.3%。上相加乙醇脱除硫酸铵,减压浓缩、干燥,丹酚酸B的纯度为57.4%。与小试相比,放大40倍后,分配系数(59.3)、回收率(98.2%)和纯度(58.6%)均无显著差异(p<0.05)。500g丹参,经煮提,双水相萃取,脱硫酸铵,氯仿脱脂,乙酸乙脂萃取,可得26.1g浸膏,丹酚酸B的纯度为78.1%,总回收率为87.0%。因此,双水相萃取可以作为从丹参粗提液中规模分离丹酚酸B的有效手段。
    过程系统工程
    过程系统变负荷下的数据校正与参数估计方法
    张正江,曾国强,邵之江,王可心,陈曦
    化工学报. 2012, 63(6):  1780-1789.  doi:10.3969/j.issn.0438-1157.2012.06.018
    摘要 ( 1457 )   PDF (1183KB) ( 446 )  
    相关文章 | 多维度评价
    过程系统的数据校正与参数估计是进行实时操作优化与过程控制的基础。过程系统变负荷下由于模型参数变化的非线性及显著误差的影响,导致数据校正与参数估计的结果不准确,从而影响实时操作优化与过程控制的效率。针对此问题,本文提出了一种用于变负荷下的数据校正与参数估计方法。此方法主要包括过程的稳态检测与数据采样,多工况下的数据聚类和基于多组测量的数据校正与参数估计。首先选择有效和可靠的过程测量数据,根据变负荷下工况的波动性与系统的非线性特征进行数据聚类,最后基于聚类结果调整模型参数使得模型输出与过程测量数据偏差最小。此方法可有效地减小模型参数变化的非线性及显著误差对数据校正与参数估计结果的影响。基于现场的测量数据,将此方法应用于空气分离流程系统中,结果显示了基于此方法的数据校正与参数估计结果更准确。
    基于模糊核聚类的乙烯裂解深度DE-LSSVM多模型建模
    陈贵华 王昕 王振雷 钱锋
    化工学报. 2012, 63(6):  1790-1796.  doi:10.3969/j.issn.0438-1157.2012.06.019
    摘要 ( 1660 )   PDF (1060KB) ( 597 )  
    相关文章 | 多维度评价
    乙烯裂解深度的建模与控制对于裂解炉的实时优化具有重要意义。针对石脑油原料组分复杂、油品特性波动大等状况,采用模糊核聚类对石脑油数据库进行最优划分,建立最小二乘支持向量机的多模型,对于最小二乘支持向量机中模型的参数选取,利用差分进化算法进行参数寻优,提高了模型的精度和泛化能力。通过对现场数据的建模实验,结果表明:基于模糊核聚类的乙烯裂解深度最小二乘支持向量机多模型跟踪性能良好,预测精度较高。
    表面与界面工程
    饮料金属包装实罐产品的腐蚀检测
    夏大海,宋诗哲,王吉会,毕慧超
    化工学报. 2012, 63(6):  1797-1802.  doi:10.3969/j.issn.0438-1157.2012.06.020
    摘要 ( 1904 )   PDF (809KB) ( 869 )  
    相关文章 | 多维度评价
    为了检测饮料金属包装实罐产品的腐蚀情况,研制了适用于罐体产品腐蚀监测的电化学传感器,并研究了传感器在某功能饮料中的有效测试面积。应用所研制的传感器对服役期分别为1个月、3个月,27个月,43个月(编号分别为s1,s2,s3,s4) 的四个功能饮料实罐产品进行了电化学阻抗谱(EIS)测试和电化学噪声(EN)测试。EIS结果表明,实罐s1的EIS尚未发展成为两个容抗弧的特征,涂层电阻值大于108Ω?cm2,表明涂层防护性能良好;实罐s2,s3和s4的EIS均呈现双容抗弧特征,涂层电阻值均小于108Ω?cm2,表明该有机涂层失去了防护性能。EN结果表明:s3和s4电流噪声的暂态峰的数量相比s1和s2多,幅值增大,表明局部腐蚀敏感性增加。电化学测试结果表明4个实罐的性能不同,且与服役期有关,因此所研制的传感器可以进行实罐性能检测,并为评估金属包装产品的货架寿命提供科学依据。
    还原橄榄T的间接电还原法
    张雯雯,徐颖华,周巧玲,马淳安
    化工学报. 2012, 63(6):  1803-1809.  doi:10.3969/j.issn.0438-1157.2012.06.021
    摘要 ( 1605 )   PDF (466KB) ( 657 )  
    相关文章 | 多维度评价
    本工作采用循环伏安法和正交电解实验法研究了还原橄榄T在Fe-TEA媒质中的电化学行为。Fe(III)-TEA络合物在碱性环境下表现出良好的电化学活性,能够还原橄榄T而不会引起过度还原。此外,通过L9(34)正交实验分析了电流密度、温度、媒质浓度和NaOH浓度四因素对电流效率的影响。结果表明在本实验所设条件范围内,最高电流效率可达59.03%,对电流效率影响最大的因素为电流密度。
    竖直大圆管内界面面积浓度分布特性
    孙波,孙立成,幸奠川,田道贵,刘靖宇
    化工学报. 2012, 63(6):  1810-1815.  doi:10.3969/j.issn.0438-1157.2012.06.022
    摘要 ( 1858 )   PDF (762KB) ( 458 )  
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    采用光纤探针测量方法对垂直上升管中空气-水两相流动的界面面积浓度(IAC)分布规律进行了研究。实验选用圆管直径为100mm和50mm(分别属于大管径和过渡管径范围)。气相、液相表观速度的范围分别为 0.01~1.0 m?s-1和 0~1.0 m?s-1。首先通过高速摄影获取的影像数据对光纤探针法的测量精度进行评价,并在此基础上对光纤测量方法进行了标定,然后利用实验获得了IAC、索特平均直径(气泡直径)径向分布情况。通过对比分析两个圆管管内IAC、气泡直径分布特点,得到了管径的尺度效应对IAC及气泡行为的影响规律。利用获得的IAC数据,对几类IAC计算模型进行了评价,并基于Hibiki-Ishii(2002)模型,通过实验数据拟合,得到了更高计算精度的IAC计算关联式。
    U型微乳水相增溶过程微观结构的模拟
    田一农,解新安,李雁,李璐,潘永华,何康基
    化工学报. 2012, 63(6):  1816-1822.  doi:10.3969/j.issn.0438-1157.2012.06.023
    摘要 ( 1813 )   PDF (3841KB) ( 547 )  
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    利用耗散粒子动力学(DPD)方法对丁酸乙酯/无水乙醇/Tween80/水四组份微乳体系形成过程进行了模拟,其模拟内容包括水相增溶过程中微乳体系的微观结构和微乳液滴的形态特征变化、微乳体系内有效区域与无效区域的分界线等。模拟结果表明:水相增溶过程中,微乳体系能够在含水量为50%和70%时发生相的转变以及微乳液滴形态结构的变化:柱状→球状→柱状→球状。在油相与表面活性剂质量比小于等于5:5时,微乳体系水相可无限增溶;当油相与表面活性剂质量比为10:0,9:1,8:2,7:3,6:4时,微乳体系的最大增溶水量分别为25%,30%,35%,45%和50%,均为油包水型微乳,当水容量大于最大增溶水量时,微乳体系被破坏,分层。试验结果也发现:当含水量小于55%时,微乳体系电导率表明,微乳体系为油包水型;当含水量为55%-70%时,微乳体系为双连续型;当含水量大于70%时,微乳体系为水包油型。微乳体系的三相图也显示出微乳的有效区域。试验结果很好的吻合了模拟结果。
    生物化学工程与技术
    锌离子提高絮凝酵母高浓度乙酸胁迫耐受性的研究
    徐桂红,赵心清,李宁,白凤武
    化工学报. 2012, 63(6):  1823-1829.  doi:10.3969/j.issn.0438-1157.2012.06.024
    摘要 ( 2507 )   PDF (1637KB) ( 1211 )  
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    研究了锌离子对絮凝酵母SPSC01乙酸胁迫条件下乙醇发酵的影响,结果表明,添加适当浓度的锌离子可以缓解乙酸对自絮凝酵母生长的抑制,进而缩短其发酵周期;其中添加0.03 g?L-1锌离子对乙酸胁迫下细胞活性的保护作用最明显,可使15 g?L-1乙酸存在时发酵周期缩短近30 h,最终生物量得率提高 27.8%,乙醇产率提高66.7%。同时锌离子还可以使乙酸抑制条件下,发酵液中副产物乳酸和丙酸的含量降低。
    乙醇发酵过程中酿酒酵母的磷脂组变化
    杨洁,丁明珠,李炳志,元英进
    化工学报. 2012, 63(6):  1830-1835.  doi:10.3969/j.issn.0438-1157.2012.06.025
    摘要 ( 1808 )   PDF (971KB) ( 633 )  
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    磷脂分子是细胞膜的重要组成,在酵母发酵产乙醇过程中起重要作用。通过液质联用方法对两株酿酒酵母细胞(工业酵母O和实验室酵母S)的磷脂分子进行定性和定量分析,应用主成分分析(PCA)和正交偏最小二乘(OPLS)对O和S不同生长时期的磷脂图谱进行模式识别。结果发现,在乙醇发酵过程中,两株酵母共同的变化规律是:从延滞期进入指数期过程中,饱和短链磷脂分子增加,不饱和长链磷脂分子减少。而两株酵母的差异表现在延滞期时,具有较低生长速率的酵母PE分子含量更高。
    能源和环境工程
    DAMO过程中甲烷传质模型的建立与验证
    何崭飞,蔡琛,沈李东,徐向阳,郑平,胡宝兰
    化工学报. 2012, 63(6):  1836-1841.  doi:10.3969/j.issn.0438-1157.2012.06.026
    摘要 ( 2004 )   PDF (382KB) ( 581 )  
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    以甲烷为电子供体还原亚硝酸盐的反硝化型甲烷厌氧氧化(Denitrification Anaerobic Methane Oxidation,DAMO)是最近环境科学与工程领域的一个重大发现。虽然DAMO过程释放的自由能非常大,但是DAMO微生物生长却极其缓慢,细胞倍增时间长达一个月以上,DAMO富集培养物难以获得。由于甲烷是一种不易溶于水的气体,因此一般认为甲烷是DAMO微生物富集培养的限制因素,对此建立了甲烷在气-液-菌三相间的传质模型,研究了甲烷溶解度和传质阻力对DAMO微生物富集培养的影响。根据模型分析,得到了DAMO比活性与气相甲烷分压和甲烷传质阻力间的关系式,并通过DAMO活性试验验证了该关系式。
    新型AmOn反应器好氧区流场优化与实验研究
    崔鹏义,周雪飞,张亚雷,吴志根,蒋明
    化工学报. 2012, 63(6):  1842-1849.  doi:10.3969/j.issn.0438-1157.2012.06.027
    摘要 ( 1842 )   PDF (2842KB) ( 581 )  
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    基于气升式环流反应器原理设计的新型AnOn反应器,是集传统氧化沟和二沉池工艺于一体,同时实现有机物去除、反硝化脱氮除磷、污泥回流以及泥水分离等功能的高效污水处理生化反应器。曝气装置是该反应器的核心部件,不但起到曝气充氧、紊动传质的作用,而且还是整个反应器内液相垂直流动的动力来源。本文借助CFD技术,对好氧区曝气方式改进前后流场特征进行模拟,分析不同流场情况对好氧区紊动传质及处理效果的影响。实验表明,双管曝气方式下,中间一道曝气管的曝气搅拌作用破坏了单管曝气方式下的循环涡流,使得液速和气含率分布更加均匀合理,好氧区流场更加有利于气液和液固传质,相同曝气量条件下污水处理效果得到很大加强。
    外源微生物对土壤中镉形态及微生物多样性的影响
    李跃鹏,尹华,叶锦韶,彭辉,白洁琼,何宝燕,谢丹平,张娜
    化工学报. 2012, 63(6):  1850-1858.  doi:10.3969/j.issn.0438-1157.2012.06.028
    摘要 ( 1808 )   PDF (723KB) ( 644 )  
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    采用土壤盆栽模拟实验,研究接种氧化节杆菌、耳葡萄球菌、嗜麦芽窄食单胞菌对紫花苜蓿吸收土壤中Cd的作用效果.结果表明,3种微生物在土壤中Cd浓度分别为5、20、50mg?kg-1时均能增强紫花苜蓿对Cd的富集吸收,在3种加菌处理中紫花苜蓿地上部分的Cd积累量与单种植苜蓿处理相比分别显著提高了11.38%~20.67%、5.58%~16.54%、20.68~23.51%;地下部分分别显著提高了19.50%~32.30%、8.62%~19.38%、22.77%~39.23%.各处理中根际和非根际土壤Cd形态分布均为残渣态>交换态>碳酸盐结合态>铁锰结合态>有机结合态.紫花苜蓿可促进土壤中Cd向交换态EXC转化,与未种植物处理相比,其根际土壤中EXC态Cd显著提高了3.40%~6.51%;非根际提高了3.16%~5.48%.3种微生物加入显著增强了植物对土壤中Cd向EXC态转化作用,根际土壤中EXC态Cd与未种植物处理分别增加了11.23%~21.49%、6.37%~13.27%、10.78%~27.76%;非根际提高了7.71%~16.30%、4.64%~13.84%、9.62%~20.75%.BIOLOG ECO微平板法分析结果表明,外源微生物加入对Cd污染土壤中微生物数量、活性、多样性指数等均有显著性增大;主成分分析表明不同处理下土壤微生物利用碳源的种类和能力有所差异;聚类分析结果可合理地将各处理按对土壤中Cd有效态转化作用情况归类.
    基于热力蒸汽压缩蒸发的油田污水淡化系统及分析
    李清方,刘中良,韩冰,庞会中,张建,祝威
    化工学报. 2012, 63(6):  1859-1864.  doi:10.3969/j.issn.0438-1157.2012.06.029
    摘要 ( 1913 )   PDF (419KB) ( 858 )  
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    针对油田污水污染物成分复杂、污染性强不适合膜法脱盐的特点和淡水消耗与余热资源共存的实际,提出用热力蒸汽压缩(TVC)蒸发技术对油田污水进行集中脱盐处理的技术方案。建立了基于TVC的油田污水脱盐系统的工艺流程设计计算模型,系统分析了蒸发温度等主要运行参数的影响。结果表明:系统性能系数随蒸发温度的降低而增大,降低蒸发温度有助于减少主蒸汽消耗,但所付出的代价是总传热面积和污水泵流量的增大;TVC系统的热力学完善度相对较低,与多效蒸发系统联合使用是改善系统性能的基本途径之一。尽管如此,对于油田生产来说,当存在合适的余热资源时,简单的单效TVC系统仍不失为合理的技术方案。
    EPS对活性污泥絮凝沉降性能与表面性质的影响
    张兰河,李军,郭静波,贾艳萍,张海丰
    化工学报. 2012, 63(6):  1865-1871.  doi:10.3969/j.issn.0438-1157.2012.06.030
    摘要 ( 2363 )   PDF (985KB) ( 759 )  
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    采用序批式生物反应器(SBR)处理模拟废水,在葡萄糖作为碳源的条件下,调整进水碳源浓度改变系统内EPS含量,考察EPS的变化对活性污泥絮凝沉降性能及其表面性质的影响。结果表明,出水悬浮固体浓度(ESS)愈小,污泥絮体重絮能力(FA)越大,絮凝效果愈好。随着EPS的增加,ESS和污泥容积指数(SVI)升高,FA和ZSV降低,导致活性污泥絮凝性能和沉降性能下降。EPS与ESS呈正相关,EPS与FA呈负相关(R2分别为0.9916和-0.9941),EPS与SVI呈正相关性,EPS与区域沉降速率(ZSV)呈负相关性(R2分别为0.9451和-0.9805)。同时,EPS的增加对污泥表面性质产生重要影响,EPS的增加导致污泥表面Zeta电位下降,污泥相对疏水性RH逐渐降低。Zeta电位的下降和RH的降低直接引起SVI和ESS增大,导致污泥絮凝沉降性能下降。EPS总量与Zeta电位和RH的相关性系数R2分别为-0.99、-0.9979。
    连续化回收黄磷尾气副产甲酸的新系统研究
    刘宝庆, 张义堃,蒋家羚,林兴华,何锦林
    化工学报. 2012, 63(6):  1872-1876.  doi:10.3969/j.issn.0438-1157.2012.06.031
    摘要 ( 1754 )   PDF (397KB) ( 529 )  
    相关文章 | 多维度评价
    针对现有黄磷尾气回收利用技术的不足,开发了将黄磷尾气资源化回收与甲酸生产相结合的新型连续化工艺,该工艺以甲酸钠磷酸酸化法为核心,充分考虑了物系的高粘变粘特性和系统用能的合理性,能生产高品质低成本的甲酸产品。同时开发了多级酸化反应器,它采用反应、加热、冷凝回流于一体的集成式结构,分室操作且配置了与介质粘度相匹配的不同类型的搅拌器,具有结构紧凑、节能高效、适应面广的特点。
    纤维素酶催化与三液相萃取偶联制备盾叶薯蓣皂苷元
    魏夺,董悦生,韩松,修志龙
    化工学报. 2012, 63(6):  1877-1882.  doi:10.3969/j.issn.0438-1157.2012.06.032
    摘要 ( 2005 )   PDF (722KB) ( 728 )  
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    利用三液相萃取与酶催化转化耦合技术对盾叶薯蓣中薯蓣皂苷进行水解,并分离提取薯蓣皂苷元。考察了几种甾体皂苷和水解下的葡萄糖在三液相中的分配、酶的分配以及酶活力在三液相体系中的保留情况,并对比了三液相、有机相、水相中纤维素酶催化转化与薯蓣皂苷元的生成情况。实验结果表明,正己烷/1,4-二氧六环/硫酸铵三液相体系能够满足酶催化和产物分离同步进行的要求,使薯蓣皂苷元分配在正己烷相,底物和酶保留在1,4-二氧六环相,大部分葡萄糖进入硫酸铵相,反应进行96h薯蓣皂苷元的得率为69.4%,比有机相、水相酶催化分别提高一倍和27.6倍,显示出耦合技术的明显优势。
    黄药类捕收剂对嗜酸氧化亚铁硫杆菌的毒害机理研究
    董颖博,林海,温子龙
    化工学报. 2012, 63(6):  1883-1887.  doi:10.3969/j.issn.0438-1157.2012.06.033
    摘要 ( 3506 )   PDF (814KB) ( 638 )  
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    以分离于湖北某铜矿的嗜酸氧化亚铁硫杆菌LD-1菌株(At.f LD-1)为研究对象,首先得出了乙基黄药、异丙基黄药、丁基黄药、异戊基黄药4种黄药类捕收剂对At.f LD-1菌株活性的抑制规律,进而研究了这些浮选药剂对At.f LD-1菌株的毒害作用机理。结果表明,不同碳链黄药在酸性介质中与硫酸发生分解反应生成的醇和CS2均会引起At.f LD-1菌株氧化活性降低。醇类随着分子量增加,在菌体表面的吸附和渗透性能越强, 由醇类抑菌作用所造成的At.f LD-1菌株氧化活性的降低越来越明显;相同黄药药剂用量下,随着不同烃基黄药碳链的增长,与酸反应所生成CS2量的逐渐减小,对At.f LD-1菌株的抑制作用逐渐减弱。故在这两种物质共同影响下,造成了不同碳链黄药对菌种活性影响差异较大。
    硅基MCF材料固载脂肪酶转化餐饮废油产生物柴油
    申渝,张海东,郑旭煦,张贤明,陈立功
    化工学报. 2012, 63(6):  1888-1892.  doi:10.3969/j.issn.0438-1157.2012.06.034
    摘要 ( 2231 )   PDF (620KB) ( 437 )  
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    稀薄燃气多孔介质燃烧二维火焰数值模拟
    王关晴,罗丹,丁宁,黄雪峰,徐江荣
    化工学报. 2012, 63(6):  1893-1901.  doi:10.3969/j.issn.0438-1157.2012.06.035
    摘要 ( 1909 )   PDF (3854KB) ( 1269 )  
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    对稀薄低热值气体在多孔介质燃烧中的二维火焰温度分布进行了数值模拟。在一定工况参数下,考察了多孔介质二维火焰峰面和温度分布特性,以及火焰峰面传播过程。详细分析了当量比、燃气流速、及壁面热损失等工况参数对燃烧火焰和高温峰值的影响。结果表明,在火焰传播过程中,火焰峰面形状逐渐变化,导致高温区域分布逐渐改变;随着当量比增加,近壁面处的火焰峰面倾斜程度逐渐减少,火焰峰面逐渐向上游传播,火焰峰面形状由梯形分布逐渐转变成两侧向下倾斜的直线分布;燃气流速对火焰峰面形状和位置的影响与当量比相反;壁面热损失引起火焰峰面倾斜,对火焰位置影响较小。
    材料化学工程与纳米技术
    SiO2溶胶在微滴乳液聚合中的原位纳米复合
    黄志娟,许湧深,章华桂,党帅营,李博伟
    化工学报. 2012, 63(6):  1902-1906.  doi:10.3969/j.issn.0438-1157.2012.06.036
    摘要 ( 1935 )   PDF (752KB) ( 790 )  
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    本文提出将正硅酸乙酯(TEOS)的非水sol-gel反应与单体的微滴乳液聚合技术相结合,制备聚丙烯酸酯/二氧化硅纳米复合乳液。首先采用凝胶时间的测定与动态光散射等手段研究TEOS在甲酸催化下的非水sol-gel反应动力学,表明当甲酸/TEOS的摩尔比大于6,有利于形成颗粒状纳米二氧化硅溶胶。以硅烷偶联剂KH-570对非水溶胶原位改性,然后引入丙烯酸酯共聚单体中,研究硅溶胶的存在对单体微滴乳液聚合的影响。结果表明,聚合动力学与单体的微滴乳液聚合基本相似,但二氧化硅的引入改变了单体微滴的均一性和剪切分散的稳定性,导致乳胶粒径逐渐增大,粒径分布变宽。复合乳胶粒是若干无机粒子以微相区被包覆于有机聚合物中的纳米复合结构形态。
    钙辅助溶胶-凝胶碳热还原法合成超细氮化铝粉体
    杨清华,王焕平,张文娟,陈淑文,华有杰,王世峰,徐时清
    化工学报. 2012, 63(6):  1907-1912.  doi:10.3969/j.issn.0438-1157.2012.06.037
    摘要 ( 2130 )   PDF (1503KB) ( 847 )  
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    以硝酸铝、葡萄糖和硝酸钙为原料,通过溶胶-凝胶工艺获得了组分均匀的Al2O3、C和CaO前驱体,进而利用碳热还原反应合成超细氮化铝粉体,探讨了钙助剂对氮化铝合成温度及粉体颗粒生长的影响规律。结果表明:钙助剂的添加,通过与前驱体中氧化铝在较低温度下发生反应,先后生成CaAl4O7、Ca3Al10O18、CaAl2O4和Ca12Al14O33等铝酸钙相;上述铝酸钙相能在较低温度下形成液相,可有效促进氮化铝的合成和粉体颗粒的生长,从而在1400 ℃合成纯相氮化铝。当原料中钙铝摩尔比为0.0262时,在1350 ℃氮化得到了粒径60-80 nm的氮化铝粉体,仅有少量铝酸钙相存在;当氮化温度上升至1400 ℃时,铝酸钙相因挥发而消失,得到粒径100-180 nm的单相氮化铝粉体。
    二次界面聚合法制备聚酰胺-脲-酰亚胺反渗透复合膜
    刘立芬,徐德志,陈欢林,高从堦
    化工学报. 2012, 63(6):  1913-1921.  doi:10.3969/j.issn.0438-1157.2012.06.038
    摘要 ( 1761 )   PDF (2235KB) ( 986 )  
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    本论文采用二次界面聚合法制备得到一种新型的聚酰胺-脲-酰亚胺反渗透复合膜。先将关键功能单体5-异氰酸酯-异酞酰氯(ICIC)与4-甲基-间苯二胺(MMPD)经单面界面聚合形成初生态的基膜,之后将关键功能单体N,N’-二甲基间苯二胺(DMMPD)与初生态基膜上残留的ICIC及未反应完的酰氯基团(-COCl)进行二次界面聚合,再经热处理、水漂洗制得一种新型的聚酰胺-脲-酰亚胺(MMPD-ICIC-DMMPD)反渗透复合膜。采用傅立叶衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)和X射线光电子能谱分析了膜活性分离层的化学结构,利用扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)观察了所成膜的表面形态,同时测试了膜的耐氯性能,并以单次聚合聚酰胺-脲(MMPD-ICIC)膜作对比。结果表明:采用二次界面聚合法在功能化基膜MMPD-ICIC上引入一超薄ICIC-DMMPD层,使得所成二次聚合膜MMPD-ICIC-DMMPD的活性分离层相对稍厚,表面更光滑,且亲水性和耐氯性能更好。
    负载纳米银的埃洛石纳米管/聚醚砜杂化超滤膜的制备
    陈义丰,王涛,张亚涛,杜雷,李媖,张浩勤,刘金盾
    化工学报. 2012, 63(6):  1922-1928.  doi:10.3969/j.issn.0438-1157.2012.06.039
    摘要 ( 2097 )   PDF (2136KB) ( 604 )  
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    以聚醚砜(PES)为膜材料,N, N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和负载纳米银的埃洛石纳米管(Ag- HNTs)为添加剂,采用相转化法制备聚醚砜超滤膜。系统地考察了添加剂(Ag- HNTs)含量对膜性能的影响,并用抑菌圈试验研究了所制膜的抗菌效果。结果表明:硅烷偶联剂KH-792中的甲氧基与HNTs上的羟基成功地发生反应,并且接枝量为0.105g (KH-792)?g -1 (HNTs);改性后的HNTs与Ag成功地发生络合反应,并且络合量近似为0.145g (Ag)?g -1 (HNTs);溶剂中负载纳米银的埃洛石纳米管(Ag- HNTs)所占比例的增加能提高膜的水通量,而截留率保持在95%左右。所制备的膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有较强的抑制作用。
    退火对聚碳酸酯注塑制品力学及动态力学性能的影响
    张勤星,李倩,张果,王利霞,申长雨,张响
    化工学报. 2012, 63(6):  1929-1933.  doi:10.3969/j.issn.0438-1157.2012.06.040
    摘要 ( 1788 )   PDF (884KB) ( 758 )  
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    本文研究了聚碳酸酯(Lexan OQ2720)注塑制品退火后的力学及动态力学性能的变化。结果表明,制品的应力集中情况有明显改善,力学性能除断裂伸长率外都产生了较高提升,拉伸强度提高了14.86%,弯曲强度提高了12.7%,弯曲模量提高了21.27%,冲击强度提高了17.93%;动态力学分析结果表明,,注塑制品的内部存在应力。经退火后,注塑制品内部取向、缠结的分子链得到充分松弛,制品储能模量随温度的变化呈线性规律,内部链段的状态稳定,热变形温度得到了提高。而未退火试样的储能模量随温度变化起伏不定,内部链段的状态比较活跃。动态频率对制品中应力有一定响应能力,响应频率范围约为30-60Hz,随着频率扫描温度的升高,由于应力集中降低,频率对应力响应能力不断降低。
    含氟硅聚苯并噁嗪材料的制备及其表面性能
    曲丽,周长路,辛忠,刘娟
    化工学报. 2012, 63(6):  1934-1942.  doi:10.3969/j.issn.0438-1157.2012.06.041
    摘要 ( 2199 )   PDF (634KB) ( 522 )  
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    本文合成了含氟硅氧烷苯并噁嗪单体,在采用光学显微镜等考察水解沉积条件对单体在羟基化基片表面化学成膜的影响的基础上,考察了温度、时间等对聚苯并噁嗪成膜后表面能的影响,并对聚苯并噁嗪材料在不同热处理温度(100℃-350℃)下表面能的热稳定性能进行了研究。结果表明用pH=2的盐酸溶液调节沉积液所得单体膜最均一完整,聚合物的表面能随着固化时间的增加先降低后升高,固化温度越高,达到完全固化所需要的固化时间越短,在160℃,190℃,220℃,240℃下固化所得聚合物最低表面能分别是15.6 mJ?m-2 (4 h),15.0 mJ?m-2 (1 h),15.3 mJ?m-2 (15 min),15.5 mJ?m-2 (5 min),均低于Teflon的表面能(22.0 mJ?m-2)。聚合物膜表面能在低于200℃的温度下处理其表面能可基本保持不变,可以作为抗粘材料应用于纳米压印技术中。
    疏水型二氧化硅粒子对泡沫体系稳定性的影响
    茹冕,常志东,罗文利,李文军,顾少楠,张永强,邱红,牛佳玲
    化工学报. 2012, 63(6):  1943-1950.  doi:10.3969/j.issn.0438-1157.2012.06.042
    摘要 ( 2235 )   PDF (1870KB) ( 924 )  
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    本文对市售二氧化硅粒子进行疏水改性,分别用改性前和改性后的二氧化硅粒子与十二烷基硫酸钠制备泡沫分散液,探讨了二氧化硅粒子亲、疏水性,粒子浓度,粒子在气/液界面膜上的吸附量以及动态拉伸条件下的液膜稳定性的变化规律。研究结果表明,在搅拌条件下,与改性后粒子相比,改性前粒子对维持泡沫体系的起泡性和稳定性作用较强。泡沫稳定性随二氧化硅粒子质量分数的增加而增大,在粒子浓度为0.05%时达到最大值。在拉伸条件下,改性后粒子对液膜稳定性的增强效果优于改性前粒子的作用。改性后二氧化硅粒子质量分数为0.05%的分散液的液膜拉伸最长。
    PP/PA11共混物微、介观形态的分子模拟
    付一政,廖黎琼,梁晓艳,杨潞霞,胡双启,刘亚青
    化工学报. 2012, 63(6):  1951-1956.  doi:10.3969/j.issn.0438-1157.2012.06.043
    摘要 ( 2164 )   PDF (898KB) ( 450 )  
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    采用分子动力学(MD)和介观动力学(MesoDyn)模拟方法研究了不同质量含量(10/90、30/70、50/50、70/30和90/10)PP/PA11共混物的相容性和介观形态结构。通过对MD模拟得到的Flory-Huggins相互作用参数(χ)和PP-PP、PA11-PA11及PP-PA11分子间C-C原子对径向分布函数的研究表明:当PP与PA含量为90/10时两者具有一定的相容性,而其它比例的相容性则较差。为了进一步研究共混物的介观形态结构,采用MesoDyn模拟方法在介观尺度对共混体系的介观形貌进行了研究,将通过MD模拟计算的分子间相互作用参数和其他结构参数(重复单元个数、聚合度和极限特征比等)转化为MesoDyn模拟的输入参数,实现了微、介观多尺度模拟的连接。
    改性化合物对聚酰胺膜材料亲水性及抗污染性能影响的分子力学计算与实验研究
    张雪杰,李亮,蔡志强,钟璟,殷开梁,王车礼
    化工学报. 2012, 63(6):  1957-1966.  doi:10.3969/j.issn.0438-1157.2012.06.044
    摘要 ( 2096 )   PDF (2085KB) ( 637 )  
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    以反渗透技术应用于海水淡化为背景,采用分子力学方法计算聚酰胺反渗透膜材料PA及3种改性化合物(PEGMA,SPM,AMPS)与水分子、典型有机污染物海藻酸AA形成各种氢键复合物的相互作用能、生成几率与平均相互作用能,以此为基础选择适宜的膜改性化合物,增加膜表面亲水性,降低海藻酸污染。分子力学计算表明,PA及三种改性化合物与水分子结合的强弱顺序为:PEGMA>PA>SPM>AMPS;它们与海藻酸AA分子结合的强弱顺序为:AMPS>PA>SPM>PEGMA。将PEGA“链接”到聚酰胺膜SW30表面,制得改性聚酰胺膜MSW30。实验表明,改性聚酰胺膜MSW30的亲水性能及抗污染性能均较原膜SW30有显著提高,实验结果与分子力学计算结果一致。
    含8-羟基喹啉侧基二嵌段共聚物的合成
    李善吉,李红山,郭建维
    化工学报. 2012, 63(6):  1967-1975.  doi:10.3969/j.issn.0438-1157.2012.06.045
    摘要 ( 1674 )   PDF (1022KB) ( 641 )  
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    以8-羟基喹啉和甲基丙烯酸羟乙酯为原料,经一系列反应得到含8-羟基喹啉配体结构的甲基丙烯酸甲酯类单体(HQMA),再利用可逆加成-断裂链转移(RAFT)法实现该单体的活性可控聚合,然后以此聚合产物为大分子RAFT试剂,与苯乙烯实现活性可控聚合得二嵌段共聚物,并用1H NMR和GPC对其进行了表征,确定了其组成和结构;研究了所得共聚物在四氢呋喃(THF)(作共溶剂)和甲苯(Tol)(作选择性溶剂)混合溶剂中的自组装行为,结果表明,当共溶剂(THF)和选择性溶剂(甲苯)的体积比为V(THF):V(甲苯)=5:5和V(THF):V(甲苯)=4:6时,形成的胶束是球形的,当V(THF):V(甲苯)=2:8形成的胶束是蠕虫状的。
    碳酸钙中空微球的制备及机理
    赵丽娜,孔治国,王继库
    化工学报. 2012, 63(6):  1976-1980.  doi:10.3969/j.issn.0438-1157.2012.06.046
    摘要 ( 2117 )   PDF (1707KB) ( 1036 )  
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    采用沉淀反应方法,利用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和十二烷基磺酸钠(SDS)复合添加剂作为有机模板,制备了中空球状方解石型碳酸钙,同时考察了不同温度、SDS和PVP浓度对碳酸钙结晶和聚集行为的影响,进而对其反应机理进行了初步探讨。
    丙烯酰胺/丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯双水相共聚过程的成滴机理
    蔡晓生,单国荣
    化工学报. 2012, 63(6):  1981-1985.  doi:10.3969/j.issn.0438-1157.2012.06.047
    摘要 ( 1678 )   PDF (1038KB) ( 695 )  
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    在含聚丙烯酸钠(PAANa)的硫酸铵(AS)水溶液中,进行丙烯酰胺(AM)/丙烯酸(AA)/甲基丙烯酸甲酯(MMA)双水相共聚合反应,制备阴离子型聚丙烯酰胺水溶性聚合物分散液。采用动态激光光散射(DLS)在线检测了双水相聚合初期液滴形成及生长规律,发现液滴在反应初期存在聚并现象,滴径分布先变宽后变窄。采用气相色谱检测了共聚过程中各单体的残余量,推算聚合物链结构组成:反应前期聚合物链以AM和MMA链节为主,反应中期聚合物链以AM链节为主,反应后期聚合物链以AA和AM链节为主。提出了AM/AA/MMA双水相共聚过程的成滴机理,其中聚合物链上AA链节所带有的负电荷是聚合产物稳定分散、不易于凝聚的重要因素。
    二氧化钛微球合成、表面修饰及摩擦学性能
    钱建华,阴翔宇,张月,许家胜
    化工学报. 2012, 63(6):  1986-1991.  doi:10.3969/j.issn.0438-1157.2012.06.048
    摘要 ( 1672 )   PDF (1711KB) ( 721 )  
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    通过溶剂热法简便地合成了具有统一形貌和良好结晶度的锐钛矿型二氧化钛微球,并使用硬脂酸对所制备的产品进行表面改性,改性后的产品可以很容易的分散在非极性有机溶剂或者矿物油中形成均匀溶液,且上述溶液在室温环境下可较长时间保存而不出现沉淀。其原因是由于改性后产品表面存在长链羧酸基团,故而在油品中具有良好的分散性。通过 X 射线粉末衍射法 (XRD),扫描电镜 (SEM),红外测试 (FT-IR),热重测试 (TGA) 等检测手段对其晶体结构、晶粒大小以及产品表面形貌进行表征,并且对产品的形成机理进行了探讨。通过四球摩擦试验机考察了修饰后产品作为液体石蜡为基础油润滑添加剂的摩擦学性能。结果表明,经过修饰后的产品拥有良好的抗摩减磨性能并且可以很好的提高液体石蜡载荷能力。