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过程工程学报2012 Vol.12
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1.
铜闪速炉分散风旋流喷吹的数值模拟
陈卓 殷术贵 周俊 王云霄
2012, 12 (1): 1-8.
摘要
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提出将现有铜闪速炉中央扩散型精矿喷嘴中的分散风由径向直吹改为旋流喷吹方式,采用FLUENT 6.3软件对2种喷吹方式下反应塔内气粒两相的速度、温度、浓度等的分布特点进行了深入分析. 结果表明,分散风旋流喷吹对改善炉内的气粒混合过程及熔炼反应效率均具有积极作用,旋流条件下氧气利用率提高了4.5%;但旋流喷吹方式下小颗粒受分散风影响显著,反应塔内烟尘发生率提高.
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2.
连续进出料鼓泡流化床颗粒停留时间分布
高巍 张聚伟 汪印 黄波 许光文
2012, 12 (1): 9-13.
摘要
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995
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针对双流化床气化或双床热解气化工艺中鼓泡床反应器的设计,采用脉冲法研究了Geldart B类固体颗粒在连续颗粒进料和出料的矩形流化床内的停留时间分布(RTD),考察了气速、床料高度、粒径、物料流率等操作参数对RTD的影响. 结果表明,物料流率、床料高度、粒径是影响颗粒RTD的主要因素,而气速则是次要因素. 随物料流率和粒径增加,鼓泡床内颗粒流动向平推流靠近;随床料高度增加,物料在床内的混合更加充分,颗粒流动向全混流靠近. 根据实验结果,推荐采用比理想平推流时间低9%~18%计算平均颗粒停留时间.
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3.
立磨选粉机叶片参数的分析与优化设计
童聪 李双跃 綦海军 任朝富
2012, 12 (1): 14-18.
摘要
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1079
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通过构建不同叶片间距和安装倾角的立磨选粉机模型,采用CFD软件模拟分析了转子叶片间距与安装倾角对分级区速度场的影响及分级效率的变化规律. 对立磨选粉机转子进行了基于叶片间距及安装倾角的改造试验,结果表明,改造后的转子叶片数为48、安装倾角为5o的立磨选粉机产量比叶片数为72、安装倾角为0o的提高了0.5~1 t/h,且减小了循环负荷与能耗,降低了成品生产成本与设备制造成本.
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4.
折板式汽液分离元件的性能
张晓晨 张铭 阮国岭 胡孔诚
2012, 12 (1): 19-23.
摘要
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938
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采用空气-水体系,对折板式汽液分离元件进行冷态模拟实验,研究了气速、液滴粒径、折板形式、间距及安装方式等参数对折板分离效率和压降的影响. 结果表明,气速控制在1~6 m/s,液滴粒径控制在50~80 mm,折板采用立式和卧式安装,形式采用V形和W形,间距为10~50 mm,对分离性能均有一定的影响,折板间距为20 mm的分离元件具有较高的分离效率. 通过对冷态实验数据进行数学回归分析,获得描述折板性能的经验公式,与实验值误差在10%内,同时在海水淡化中试试验装置中验证了折板式汽液分离元件的分离性能.
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5.
2,4-二羟基苯甲酸在3种树脂上的吸附特性
谢祖芳 刘国超 童张法
2012, 12 (1): 24-30.
摘要
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1011
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通过静态和动态吸附实验, 研究了717(凝胶型,强碱)、D201(大孔型,强碱)和D301R(大孔型,弱碱)3种阴离子交换树脂对水溶液中2,4-二羟基苯甲酸的吸附特性. 结果表明,717和D201在pH 4~11时、D301R在pH 3~9时吸附能力最好. 在pH=5及温度293~313 K、初始浓度0.6488~6.488 mmol/L条件下,D301R, 717和D201对2,4-二羟基苯甲酸的等温吸附规律均符合Freundlich模型,最大平衡吸附量分别为2.98, 2.66和2.54 mmol/g(吸附未达饱和),均为物理性自发吸附的放热过程. 动力学实验数据用准一级模型方程拟合比准二级更接近实验值. 5%(w) NaCl+2%(w) NaOH脱附液100 mL均可有效洗脱3种树脂上吸附的2,4-二羟基苯甲酸,脱附率达99%. 相同条件下,D301R树脂对2,4-二羟基苯甲酸的吸附性能优于D201和717树脂.
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6.
舒必利分子印迹聚合物的制备及其吸附性能
张薇 佘旭辉 范华均 江子滔 巫坤宏 王李平
2012, 12 (1): 31-37.
摘要
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966
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以舒必利(SUL)为模板分子,甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,采用本体聚合法合成了舒必利的分子印迹聚合物(MIP),采用静态平衡和等温吸附实验研究了影响MIP性能的各种因素及吸附机理. 结果表明,当SUL为0.3 mmol时,制备其MIP的优化条件为:乙腈溶剂用量6 mL, SUL与MAA的摩尔比为1:4,以甲醇-乙酸(9:1, j)溶液为洗脱剂洗脱;该聚合物结构均匀、疏松,对SUL具有较好吸附性能,最大吸附容量为79.12 mmol/g,印迹因子为3.76;初步认为其吸附机理是SUL分子结构中的N-甲基吡咯烷、酰胺和苯磺酰胺基团上的氨基与MAA自组装形成的吸附识别位点空穴;该MIP能识别SUL及其结构类似物阿米舒必利和泰必利,特异性吸附率分别为68.35%, 66.72%和58.8%.
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7.
水淬铜渣的矿物学特征及其铁硅分离
赵凯 程相利 齐渊洪 甄常亮 师学峰
2012, 12 (1): 38-43.
摘要
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1025
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采用XRD、SEM、化学分析等方法对水淬铜渣进行了矿物学研究,铜渣的主要物相为铁橄榄石,铜主要以冰铜形式存在;炉渣基本呈非晶态,结构致密,冰铜相结晶不充分,粒度基本在5 mm以下,铁和硅主要以铁橄榄石形式存在,采用选矿法不能有效分离,因此提出了固相快速还原-高温熔分工艺. 结果表明,在碱度大于0.5、终渣熔点1300℃以上、加入添加剂、熔分温度1350℃以上可获得较高的铁、铜回收率,铜和铁回收率可分别达93%和87%;炉渣中铁含量小于5%、铜含量小于0.10%,尾渣可作为生产建材的原料,该工艺能实现铜渣中铁硅分离和铜渣综合利用.
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8.
发酵液中乳酸的盐析萃取
魏搏超 宋志远 孙亚琴 修志龙
2012, 12 (1): 44-48.
摘要
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1148
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研究了一种利用盐析萃取法分离发酵液中乳酸的新方法. 通过系统考察乳酸在不同盐析萃取体系中的分配规律,发现K2HPO4-甲醇和K2HPO4-乙醇体系适合分离发酵液中的乳酸. 发酵液中乳酸浓度为167 g/L时,采用25%(w) K2HPO4-26%(w)甲醇盐析萃取体系,乳酸的分配系数和回收率分别为4.01和86.0%;采用14%(w) K2HPO4-30%(w)乙醇盐析萃取体系,乳酸的分配系数和回收率分别为3.23和90.6%. 此时上相中残余葡萄糖、菌体和可溶性蛋白的去除率分别达67.3%, 100%和85.9%.
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9.
高海拔地区难处理金精矿的细菌氧化预处理及氰化浸金
张祉倩 刘升明 李超 李宏煦 吴超
2012, 12 (1): 49-53.
摘要
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830
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针对高海拔地区某难处理金精矿含砷高的特点,采用细菌氧化预处理工艺,考察在一定工艺条件下,Fe, S, As脱除率及金的氰化浸出率,并对金精矿及氧化渣、氰化渣进行了分析. 结果表明,Fe, S, As脱除率均达85%以上,金氰化浸出率为88.09%,说明对该类矿物采用细菌氧化预处理工艺具有可行性. 机理分析表明,细菌氧化金精矿是通过直接与间接协同作用机理;氧化酸液中和主要是将液相中砷以化学性质稳定的砷酸铁沉淀除去,将重金属离子等以氢氧化物沉淀去除.
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10.
钒渣钙化焙烧参数对钒浸出率的影响
李晓军 张润平 谢兵
2012, 12 (1): 54-58.
摘要
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941
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387
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在分析钒渣(V2O3 8.07%)钙化焙烧过程反应机理的基础上,采用钙化焙烧-酸浸法研究了钙化焙烧过程中CaO/V2O3(质量比)、焙烧温度、焙烧时间对钒浸出率的影响. 结果表明,焙烧温度在600~900℃之间时,V2O5等钒氧化物可与CaO发生反应,形成以CaV2O6, Ca3V2O8, CaV3O7为主的钒酸钙. 当CaO/V2O3由0.48提高到约1.125时,钒浸出率由55.3%提高到69.2%,当CaO/V2O3>1.125时,钒浸出率开始下降. 焙烧温度由750℃提高到825℃时,钒浸出率由56.3%提高到69.7%,温度进一步升高,物料开始烧结,浸出率逐渐下降. 随焙烧时间延长,钒浸出率逐渐提高,2 h后达最大;时间继续增加,钒浸出率会因物料间发生二次反应而下降.
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11.
铬酸钡与硫酸氢钠制备重铬酸钠的宏观反应动力学
田颖 王学魁 高毅颖 徐红彬 沙作良
2012, 12 (1): 59-63.
摘要
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1046
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考察了BaCrO4与NaHSO4制备Na2Cr2O7过程中搅拌速率、氢离子初始浓度、反应温度对BaCrO4转化率的影响,在机理分析基础上进行了宏观动力学研究. 结果表明,该过程为BaCrO4溶于酸性水溶液生成BaCr2O7、BaCr2O7与NaHSO4反应生成BaSO4与Na2Cr2O7、BaSO4结晶析出三步,反应过程中应尽量升高反应温度,搅拌速率可固定为400 r/min,而氢离子浓度应大于0.01 mol/L且小于NaHSO4饱和时的浓度. 经过对实验数据处理和分析,建立了宏观动力学模型,得出该反应为一级反应,求得活化能为41.029 kJ/mol,频率因子为15978.51,相应的宏观动力学方程为-ln(1-XA)=15978.51exp[-41.029′103/(RT)]t.
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12.
超临界CO2萃取回收SBA-15中的有机模板剂
苏广训 金君素 崔文广 刘洪涛 张泽廷
2012, 12 (1): 64-67.
摘要
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1026
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在200 mL高压萃取釜内,对含夹带剂的超临界CO2萃取回收SBA-15中有机模板剂P123(EO20PO70EO20)的最佳工艺条件进行了研究,考察了夹带剂种类、萃取温度、萃取压力、夹带剂流量对回收率的影响,确定最佳萃取工艺条件为:甲醇作夹带剂,温度45℃,压力27 MPa,夹带剂流量4 mL/min,萃取时间1.5 h,在此条件下P123回收率可达73.7%. 对不同方法脱除P123后的SBA-15进行了表征,结果表明,含甲醇夹带剂的超临界CO2萃取法是一种高效环保的方法,且得到的SBA-15保留了很好的骨架有序性,不会造成骨架硅羟基脱除,克服了高温焙烧脱除模板剂造成的孔道收缩问题.
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13.
粉煤气化条件下不同粒径半焦的表征与气化动力学
孙德财 张聚伟 赵义军 刘云义 余剑 许光文
2012, 12 (1): 68-74.
摘要
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956
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利用可模拟真实粉煤气化条件的平流火焰反应器制取了同一煤种的2种不同平均粒径的半焦,并对其进行了物理表征和气化反应动力学研究. 其物理表征显示,小颗粒半焦的平均比表面积远小于大颗粒半焦. 半焦的CO2气化实验表明,含很多小孔的大颗粒半焦的气化反应受内扩散影响显著,比表面积较小的小颗粒半焦具有更高的气化反应速率. 利用随机孔模型导出了反应速率Ri. 根据小颗粒半焦在不同温度下平衡态时的反应速率Ri,s值获得半焦气化的本征气化反应速率表达式为Ri=1.243′103exp(-19243.5/T) g/(m2×min).
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14.
采用高压静电雾化法制备W/O乳化液的实验研究
张军 何宏舟 毛来锋
2012, 12 (1): 75-80.
摘要
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840
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采用静电雾化方法进行了W/O玉米油乳化液制备的实验研究,在雾化流量2.8~15 mL/min、电极施加电压5.2~11 kV的条件下,用Winner99颗粒图像测试仪测试了所制乳化液的离散相滴径,分析了施加电压及雾化流量对平均滴径及滴径分布的影响. 结果表明,静电雾化法可制备离散相滴径比搅拌法更均匀的乳化液,离散液滴平均滴径约为28 mm且绝大多数液滴直径为20~40 mm,其稳定性明显优于搅拌法所制乳化液. 乳化液离散相滴径与施加电压及雾化流量密切相关,电压增大、雾化电流增大,乳化液离散相滴径急剧减小,滴径分布变窄. 流量增大,单位时间内液滴携带及输运的电量增大,故雾化电流增大;但液滴荷积比随流量增大而减小,故滴径变大,滴径分布变宽. 高电压、低流量有助于获得稳定性更好的乳化液.
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15.
湘钢2500 m3高炉煤种的选择
马超 张建良 祁成林 尹坚 贺鑫杰 卢伟佳
2012, 12 (1): 81-86.
摘要
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914
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对湘潭钢铁公司9种高炉喷吹煤粉的灰熔点、可磨性指数、着火点爆炸性、流动性、燃烧性以及反应性进行了研究,评价了无烟煤和烟煤的各种性能,推荐了合理的配煤方案. 得出结论为:(1)烟煤中恒大烟煤最适宜喷吹,威华次之,两种煤的燃烧率都达到85%以上;无烟煤中洋洋无烟煤、湘阴度无烟煤和娄底兴星洗沫煤3种无烟煤的S含量低、燃烧率都在70%以上,具有较高的可磨性,流动性能好,灰熔融温度也高,适合高炉喷吹. (2)根据配煤原则,推荐两种配煤方案:恒大烟煤+湘阴度+白沙,威华烟煤+兴星洗沫煤+洋洋无烟煤.
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16.
氯铝酸盐离子液体催化苯与2-氯丙烷烷基化制异丙苯
谢方明 罗国华 徐新 陈晗
2012, 12 (1): 87-91.
摘要
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923
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以2-氯丙烷为烷基化剂,在[Et3NH]Cl-2AlCl3离子液体作用下催化合成异丙苯. 考察了苯/2-氯丙烷摩尔比、离子液体加入量和反应温度对烷基化反应的影响,同时考察了离子液体的重复使用性. 结果表明,苯/2-氯丙烷摩尔比3.3、离子液体加入量为苯质量的10%、反应温度55℃的条件下,苯转化率为29.38%,异丙苯选择性为90.60%,离子液体循环使用5次,苯转化率和异丙苯选择性未明显下降. 该反应遵循Lewis酸催化机理.
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17.
高炉瓦斯灰和转炉污泥造块制备金属化球团
何环宇 唐忠勇 裴文博 王海华
2012, 12 (1): 92-96.
摘要
(
1009
)
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用高炉瓦斯灰和转炉污泥造块后制备了金属化球团. 分析了两种尘泥的化学成分、物相组成及分布、粒度组成及堆密度等物化性质,考察了金属化处理温度、时间和原料C/O对球团金属化效果的影响. 结果表明,铁氧化物、熔剂氧化物及固体碳在两者中均含量较高,分布均匀,接触良好,锌以ZnFe2O4存在于CaO、MgO混合物相中. 两种尘泥堆密度均较小(<1.5 g/cm3),且含较多大于1.5 mm的粗颗粒. 提高金属化处理温度,延长处理时间及降低原料C/O,球团的金属化率、脱锌率均增大,其中温度的影响最为显著. 在C/O=1.0,金属化温度>1220℃,时间>30 min时,可获得金属化率大于85%,脱锌率大于90%的金属化球团.
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18.
纤维素燃料乙醇技术经济分析
姜芹 孙亚琴 滕虎 修志龙 刘春朝
2012, 12 (1): 97-104.
摘要
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934
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考察了以玉米秸秆为原料生产燃料乙醇的工艺流程,对年产5万t燃料乙醇的生产工艺进行了技术经济和敏感性分析. 蒸馏能耗分析表明,当发酵醪中乙醇浓度高于4%(w)时蒸馏的能耗比较低. 年产5万t燃料乙醇的直接固定成本约1.37亿元,乙醇的最低成本为8425 ¥/t. 该工艺能副产3.75万t CO2和215 t杂醇油,可带来额外收益2386万元. 经济敏感性分析表明,纤维素酶价格对生产成本的影响较显著,副产物CO2的回收利用可明显增加收益.
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19.
超顺磁性聚醋酸乙烯酯微球亲和分离纳豆激酶
孔鹏 谢渝春 魏雪团 徐林 杨良嵘 李鹏飞 周华从 刘会洲
2012, 12 (1): 105-111.
摘要
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957
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采用改进悬浮聚合法制备了磁性聚醋酸乙烯酯微球,经水解、氨基化修饰,以戊二醛作间隔臂偶联配基对氨基苯甲脒,制得磁性PVA亲和微球,用于纳豆激酶粗酶液的分离纯化,对所制微球进行了表征,研究了纳豆激酶的吸附平衡、吸附和解吸动力学、酶的纯度和酶活回收. 结果表明,磁性微球具有较高的比饱和磁化强度(32.4 emu/g),40 min即可达到纳豆激酶的吸附平衡,15 min内完成酶的解吸,酶活回收率接近75%,纯化因子为10.3,酶的分子量为28 kDa,电泳分析为一条带.
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20.
微囊藻载戊唑醇制备缓释剂及其释放行为
艾丽娟 任天瑞 王全喜 徐文平
2012, 12 (1): 112-118.
摘要
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1029
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以微囊藻为吸附载体、卡波树脂为包衣剂制备戊唑醇农药缓释剂,对微囊藻和缓释剂进行了表征,研究了微囊藻的吸附和释放行为. 结果表明,30℃下戊唑醇在乙醇和异丙醇中的饱和吸附量分别为18.68和20.1 mg/g,平均每个微囊藻吸附1.04×109个戊唑醇分子. 包裹10%卡波树脂的缓释剂具有很好的缓释功能,在乙醇/水(1:1, j)介质中累计释放时间长达204 h,累积释放率为74.5%.
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21.
用AFM研究静电纺丝负载药物的缓释机制
徐芃 李伟 周华从 刘会洲
2012, 12 (1): 119-124.
摘要
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856
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研究了壳聚糖(CS)-聚环氧乙烯(PEO)和聚乳酸(PLA)-CS载药电纺纤维的牛血清蛋白(BSA)释放行为. 利用原子力显微镜(AFM)观察了纤维在模拟体液中的分解与溶胀行为. CS-PEO纤维在模拟体液中分解10 h时BSA总释放量高达96%, 1 d后纤维结构基本分解完全,在缓冲液中浸泡120 min后纤维直径由浸泡10 min时的0.727 mm增大到1.43 mm,纤维表面发生明显分解. CS-PEO和PLA-CS纤维具有不同的药物释放机制,CS-PEO载药纤维的药物释放主要是纤维结构快速分解,BSA扩散作用相对较弱;而后者在溶液中没有明显分解,浸泡30 d后纤维直径从浸泡1 d时的1.9 mm增至2.8 mm,BSA释放量不到总量的50%,其药物释放机制可能主要依靠BSA的扩散.
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22.
黄鳝血清转铁蛋白的提取及表征
王博文 任天瑞 董亚明
2012, 12 (1): 125-130.
摘要
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999
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对从黄鳝血液中提取的蛋白层析纯化后进行生物质谱测试,确定为血清转铁蛋白. 利用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳、原子力显微镜、圆二色谱法对蛋白的分子量、表面形貌、二级结构进行了表征. 结果表明,该转铁蛋白分子量为74 kDa,含量为0.750 mg/mL,含a-螺旋29.8%,b-折叠6.6%.
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23.
小球藻生物阴极型微生物燃料电池的基础特性
吴夏芫 宋天顺 支银芳 周楚新 俞俊杰 朱隽瑶
2012, 12 (1): 131-135.
摘要
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857
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利用自行设计的阴极管状光生物反应器式微生物燃料电池(MFC)作为实验模型,考察了阴极室投加小球藻后不同光暗周期下电池的产电、阴极溶氧及阴极藻的生长情况. 结果表明,阴极投加小球藻后,电池产电性能明显提高,光暗间歇组最大功率密度为24.4 mW/m2,持续光照组最大功率密度为27.5 mW/m2. 阴极溶氧及电化学分析证实溶氧是影响电压变化的主要因素,持续光照组溶氧较稳定,但比光暗间歇组光照阶段溶氧水平低;MFC阴极室培养小球藻不会对其造成毒害,光暗间歇时小球藻生长较好. 运行小球藻生物阴极型MFC采用光暗间歇培养较好,并可适当延长光照时间.
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24.
沉淀法制备氧化亚铜颗粒及其在(CH3)2SiCl2单体合成反应中应用
刘杰 王莹利 宋莲英 车红卫 张卫东 苏发兵
2012, 12 (1): 136-141.
摘要
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837
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通过调控沉淀法中样品老化时间制备了粒径0.10~0.15, 0.5~1和1~2 mm的球状Cu2O催化剂,研究了其粒径对直接合成(CH3)2SiCl2反应性能的影响. 结果表明,在所制粒径范围内,催化剂粒径对硅粉转化率影响不大,转化率约为12%;目的产物选择性随催化剂粒径增大而逐渐降低,3种粒径的Cu2O催化剂上(CH3)2SiCl2的选择性分别为86.48%, 80.65%和74.31%. 对反应前后触体的表征显示,硅粉表面以催化剂颗粒为中心发生了辐射状刻蚀反应,且随催化剂粒径增大,反应积碳量增加.
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25.
Ag@AgCl-TiO2-粉煤灰微珠复合光催化剂的制备及其可见光光催化性能
郭凌坤 吕珺 周嵩 汪冬梅 徐光青 郑治祥 吴玉程
2012, 12 (1): 142-147.
摘要
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采用离子交换法在粉煤灰微珠(FMS)表面沉积Ag@AgCl纳米颗粒,制备Ag@AgCl-FMS复合基底,采用水解-沉淀工艺,以TiCl4为钛源在复合基底表面再包覆纳米TiO2薄膜,经500℃煅烧2 h后得到Ag@AgCl- FMS-TiO2复合光催化剂. 对材料微观形貌、晶体结构、可见光光催化性能进行了表征与测试. 结果表明,复合基底表面包覆的TiO2薄膜均匀完整. 500℃煅烧后的物相为90%锐钛矿型TiO2和10%金红石型TiO2. 复合催化剂料在Ag@AgCl等离子共振效应的作用下,表现出明显的可见光响应,经可见光照射80 min后对甲基橙的降解率达99%,5次重复使用对甲基橙的降解率保持在85%.
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26.
Fe-MEL分子筛催化剂的制备及其催化脱色
成岳 潘顺龙 焦创 王晶
2012, 12 (1): 148-153.
摘要
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按摩尔比SiO2:TBAOH(四丁基氢氧化铵):H2O=1:0.35:53水热合成了MEL分子筛,并以机械研磨法制备了Fe-MEL分子筛催化剂,对其进行了表征,研究了其催化H2O2降解染料废水的性能,考察了染料废水初始浓度、pH值、催化剂投加量、H2O2用量、反应时间对降解效果的影响. 结果表明,在染料浓度30 mg/L及pH 6、催化剂投加量3.75 g/L和30%(w) H2O2加入量37.5 mL/L、反应时间2.5 h的优化条件下,染料废水脱色率达97.8%.
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27.
乙酰丙酮镍催化含硅芳炔树脂的固化反应行为
刘海帆 邓诗峰 黄发荣 杜磊
2012, 12 (1): 154-159.
摘要
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通过凝胶时间测定、差示扫描量热分析、FT-IR分析研究了乙酰丙酮镍催化含硅芳炔树脂体系的固化反应行为,并计算了反应动力学参数. 结果表明,乙酰丙酮镍对含硅芳炔树脂固化有显著的催化作用,加入0.2%(w)乙酰丙酮镍可较大幅度降低树脂固化反应的活化能和温度,初始固化温度降低约35℃,固化反应活化能为104.2 kJ/mol,比含硅芳炔树脂的固化活化能(121.2 kJ/mol)低;乙酰丙酮镍催化含硅芳炔树脂可发生Glaser偶合、Strauss偶合、环三聚、Diels-Alder和固化反应;树脂固化物保持优异的热稳定性,在氮气气氛下5%失重温度为620℃, 1000℃时残留率为87.8%.
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28.
两步溶液浸渍法提高石墨材料的高温抗氧化性能
邓亚利 仉小猛 魏连启 叶树峰 陈运法
2012, 12 (1): 160-165.
摘要
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用2种浸渍液采用两步浸渍法对石墨材料进行浸渍处理,以提高其高温抗氧化性能. 浸渍液一的主要组分为MgCl2, Al(OH)3, H3PO4;浸渍液二的主要组分为硼砂、三聚磷酸钠及TiO2. 采用SEM, TG-DTA, XRD分析了浸渍后材料的化学组成、结构及氧化失重. 结果表明,在1150℃空气中氧化1 h,石墨失重率小于10%,其抗氧化性能比未经处理的空白样提高60%. 处理后的石墨在高温作用后其表面结构致密且边缘棱角分明,与空白样有明显区别. 2种浸渍液在高温作用下生成了玻璃聚合体,附着在石墨表面及孔隙中,起到抗氧化作用.
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29.
ZrO2(f)-NiFe2O4惰性阳极在冰晶石熔盐中的腐蚀行为
华中胜 姚广春 龙秀丽 王海川 韩召 肖赛君
2012, 12 (1): 166-171.
摘要
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以NiO和Fe2O3为原料,采用固相烧结法合成了NiFe2O4尖晶石,通过添加ZrO2纤维[ZrO2(f)]制备了ZrO2(f)-NiFe2O4惰性阳极材料. 采用失重法测量了阳极试样在冰晶石熔盐中的静态热腐蚀率和电解腐蚀率,并对腐蚀机理进行了探讨. 结果表明,ZrO2(f)添加量由0增加至4%(w)时,阳极试样的气孔率从4.9%上升到5.8%,导致其静态热腐蚀率由3.8 mg/(cm2×h)增大到4.3 mg/(cm2×h);在电场作用下,氧化物在冰晶石熔盐中的溶解反应受到抑制,含3%(w) ZrO2(f)阳极试样的电解腐蚀率为2.2 mg/(cm2×h),远小于其静态腐蚀率,腐蚀均为物理化学溶解过程;高温下ZrO2(f)在冰晶石熔盐中稳定性良好,可作为铝电解NiFe2O4基惰性阳极的强韧化材料.
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30.
新型固定式ZnO光催化膜反应器的研究
孙国瞳 胡鹏 白柳杨 袁方利
2012, 12 (1): 172-176.
摘要
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以棒状纳米ZnO颗粒堆积形成的孔隙组装烧结成多孔陶瓷光催化膜,用其制成逆流固定式新型光催化膜反应器. 400~800℃范围内,随烧结温度提高,ZnO多孔膜孔隙变小. 实验研究了光源、ZnO添加量对悬浮型光催化反应器降解水溶液中染料亚甲基蓝(MB)的影响,结果表明,随ZnO添加量增加,光催化反应速度变快,当100 mL 20 mg/L MB溶液中添加量超过0.05 g时,光催化反应不随添加量增加而增加. 随持液量增加,反应器中反应速度先降低后增加. 新型固定式光催化膜反应器能更有效供氧而具有更快的光催化速度.
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31.
828 nm近红外光激发下Ho3+掺杂NaYF4的上转换发光性质
王雅静 张征 肖林久 谢颖
2012, 12 (1): 177-180.
摘要
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采用水热法合成了NaYF4:Ho3+上转换发光材料,用XRD、红外光谱、能谱及荧光光谱等对其进行表征,探讨了掺杂浓度、退火温度对上转换发光特性及晶型的影响. 结果表明,在828 nm近红外光激发下,在Ho含量0.7%(mol)、退火温度900℃时,样品的上转换发光效果最好,退火前样品发射蓝、黄光,700℃退火后,除发射蓝、黄光外,出现绿光的尖锐强峰,且温度越高其发光强度越高;退火温度为400℃时样品为a相和b相的混合相,随温度升高晶型转变为纯b相;Ho3+的上转换发光机制为能级跃迁,绿光、黄光、蓝光分别对应5F4,5S2?5I8, 5I5?5G6和3K8,5F3?5I8跃迁.
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32.
立式圆槽内多轴搅拌器固-液悬浮性能
李永纲 黄雄斌
2012, 12 (2): 181-186.
摘要
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在直径(T)为2 m、高(H)为0.8 m的圆形搅拌槽内,采用三桨搅拌,桨型为CBY III(桨径D=0.174 m),3个桨在槽内均匀分布,通过对临界悬浮叶端线速度、沉积面积的分析,研究了搅拌桨槽内最优安装位置. 结果表明,最优径向安装位置为距壁面0.285R(R为圆形搅拌槽半径,m)处;液位为0.3T时的搅拌效果优于0.2T和0.25T;但液位在一定(0.2T~0.3T)范围内对功率的影响微小. 对比分析实验结果与文献数据可知,达到相同完全悬浮状态,立式多轴搅拌的功率消耗为单轴情况下(D=0.731 m)的2.8倍,但立式多轴搅拌器的制造成本更低;与侧伸式搅拌相比,5%沉积面积时立式多轴搅拌节省20%能耗,且安装维护更简便,在大型储罐中具有广泛的工业应用前景.
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33.
浆态体系中吲哚对NiMo/g-Al2O3加氢脱硫性能的影响
李维昆 项海定 王铁峰
2012, 12 (2): 187-193.
摘要
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以二苯并噻吩为模型化合物,在浆态反应釜中考察了吲哚对NiMo/g-Al2O3催化剂加氢脱硫性能的影响. 用微库仑仪、气相色谱-质谱联用仪对反应中的样品进行含硫量和组分分析,并对反应前后的催化剂进行性能表征. 结果表明,加入吲哚在一定程度上提高了活化阶段的反应速率,但显著降低了活化后的反应速率,导致加氢脱硫总体活性显著下降,脱硫率由70%降到约58%. 反应前后催化剂表面形貌和活性相晶体结构均无明显变化,但比表面积有所增加. 加入吲哚导致催化剂孔径减小约12%,积碳量增加约50%. 组分分析表明,加入吲哚后反应中生成的环己基苯显著减少,加氢路径受到抑制.
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34.
离子液体/CF3SO3H耦合催化1-丁烯/异丁烷烷基化反应
王鹏 张镇 李海方 张鹏 兰玲 赵国英
2012, 12 (2): 194-199.
摘要
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采用季胺化反应-复分解或质子化两步法设计合成了系列阴离子为BF4-或CF3SO3-的咪唑类、吡啶类的功能化离子液体. 系列功能化离子液体与三氟甲磺酸耦合催化1-丁烯/异丁烷的烷基化反应,并获得了C8选择性81.1%,TMP/DMH=8.36及RON值为95.3的良好催化效果,耦合催化剂在不降低催化活性的条件下可循环使用6次.
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35.
氧化亚铁硫杆菌浸出钴白合金
胡国宏 肖利 方正 钟晖
2012, 12 (2): 200-205.
摘要
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用氧化亚铁硫杆菌(A.f菌)浸出难破碎的钴白合金,研究结果表明,A.f菌最适生长pH值为2.0,最佳生长温度为30℃. 对9K培养基培养的A.f菌进行了3种处理方式实验:(1)直接接种:合金中钴浸出完成需6 d,铜8 d;(2)从菌液中离心收集:合金中钴浸出完成需3 d,铜需7 d;(3)经适应性培养:钴浸出完成需2 d,铜需5 d. 浸出过程中pH值先增大后逐渐降低,电极电位随铜的浸出而增大. 经适应性培养的A.f菌浸出白合金,浸渣成分为极少量的黄氨铁矾,钴和铜的浸出率分别达99.5%和99.0%. A.f菌浸出钴白合金中铜的作用机理为间接作用.
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36.
CO2在磷酸三丁酯中溶解度的测定
陈昊 李会泉 涂伟霞 包炜军 李少鹏
2012, 12 (2): 206-211.
摘要
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采用恒定容积压降法测定了温度303.5~363.8 K、压力0.5~4.5 MPa条件下CO2在磷酸三丁酯(TBP)中的溶解度. 结果表明,CO2在TBP中的溶解度随压力升高而增大,但随平衡温度升高而减小;在0~4.5 MPa范围内,该溶解度较在工业常用物理吸收剂中更大,约为在乙醇中的2.4倍,甲醇中的1.4倍,N-甲基吡咯烷酮中的1.2倍及碳酸丙烯酯中的1.1倍. CO2以分子形式溶解于TBP中,TBP吸收CO2以物理吸收为主,TBP中含有的酯键及磷酰基团极大地促进了其对CO2的吸收.
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37.
微硅粉中SiO2在稀碱液中的溶解行为及动力学
张金梁 郭占成 支歆 唐惠庆
2012, 12 (2): 212-217.
摘要
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研究了微硅粉中SiO2在稀碱溶液中的溶解行为及溶解动力学,考察了反应时间、NaOH初始浓度及反应温度对SiO2浸出率的影响,并分析了原料和浸出渣的物相. 结果表明,SiO2的浸出率随碱初始浓度和反应温度增加而增加. 微硅粉中无定型SiO2在NaOH稀碱液中的溶解表观活化能为18 kJ/mol,说明该溶解反应由扩散控制.
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38.
包钢选矿厂尾矿中稀土与铁共提取
张丽清 赵玲燕 周华锋 袁本福
2012, 12 (2): 218-222.
摘要
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研究了包钢选矿厂尾矿经稀硫酸-稀盐酸溶解、溶解液在乙醇作用下结晶共提取稀土与铁的新工艺. 实验考察了稀硫酸溶解稀土尾矿时,溶解温度、硫酸浓度等对稀土和铁溶解率的影响. 最佳条件下稀硫酸溶解液中稀土溶解率低于8%,铁的溶解率大于94%. Fe3+经工业铁屑还原为Fe2+,在室温下用乙醇提取FeSO4,FeSO4纯度为98.21%,尾矿中铁回收率达89.51%. 稀盐酸不溶物中稀土氧化物(REO)品位为43.60%,稀土回收率达78.82%,新工艺实现了稀土和铁资源的提取分离.
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39.
负载型离子液体溴代正丁基吡啶/活性炭吸附SO2
闻立静 田晋平 吕永康 李秉正 马燕
2012, 12 (2): 223-226.
摘要
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离子液体溴代正丁基吡啶通过等体积浸渍法负载到活性炭(AC)上([BPy]Br/AC),对N2/SO2组成的模拟烟气(SO2浓度为3300 mg/m3)进行吸附,对SO2的吸附容量达49.5 mg/g. [BPy]Br/AC再生后的二次吸附率达96.83%,可重复利用. 孔结构特征测定结果显示,负载使AC总孔容的增加主要发生在4 nm以下,特别是0.5~3 nm的微孔范围内;吸附后,[BPy]Br/AC吸附剂的微孔孔容减少了29.5%,表面积减少了47.5%.
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40.
CaCO3与MoO3固相反应机理
朱航宇 李正邦 王堇青 杨海森
2012, 12 (2): 227-230.
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采用非等温热重分析法对CaCO3与MoO3固相反应动力学进行了研究,由热重曲线及转化率分别拟合选取的13种固相反应机理函数,通过Coats-Refern方程分别求得活化能和指前因子,根据动力学参数及线性相关性判定该固相反应机理函数. 结果表明,CaCO3和MoO3于450℃开始反应,且速度较快,反应机理为随机成核随后生长,反应模型的积分形式为g(a)=-ln(1-a),活化能和指前因子分别为170.2 kJ/mol和1.3×107 s-1.
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