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玻璃钢/复合材料
2019年 19卷 3期
刊出日期 2019-06-22
过程与工艺
综述
流动与传递
反应与分离
生化工程
材料工程
环境与能源
目录
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本期封面和目录
2019 Vol. 19 (3): 0- [
摘要
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综述
447
权峰 项厚政 杨磊 吴其辉 冒爱琴 俞海云
高熵合金粉体制备及应用研究进展
高熵合金是近几年发展起来的新型合金，由于其优异的性能，如高延展性、高强度、优异的耐磨性、优异的耐蚀性和优异的高温稳定性，已成为热点材料之一。高熵合金粉体作为制备块体、涂层、薄膜材料及其它功能材料的原料，有着广阔的应用前景，但目前对高熵合金粉体尤其是高熵合金纳米粉体的研究较少。本工作根据当前高熵合金的研究进展，对高熵合金相形成的判据进行了划分，主要包括混合熵判据、混合焓判据、Ω判据和Hume?Rothery固溶理论判据。通过对各判据的总结，阐述了高熵合金固溶体相的形成规律，综述了高熵合金超细粉体和纳米粉体的制备方法，主要包括机械合金化法、气/水雾化法、化学还原法、碳热震荡法、等离子电弧放电法和扫描探针光刻技术，分析比较了不同方法的优缺点和应用前景，指出了高熵合金领域当前存在的问题和相应的解决方法，并对未来的发展作了展望。
2019 Vol. 19 (3): 447-455 [
摘要
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456
朱小芳 李庆 张盈 房志刚 郑诗礼 孙沛 夏阳
热化学还原法制备金属钛的技术研究进展
金属钛及其合金性能优异，是重要的功能与结构材料。元素钛虽储量丰富，但极易与其它金属及氧氮氢碳等间隙元素反应，特别是与氧化学结合力强，使金属钛的提取非常困难。目前金属钛的主流生产方法是Kroll法，虽经多年优化且已高度成熟，但生产成本及能耗较高。为降低金属钛的生产成本，提出了诸多热化学与电化学新方法。本工作综述了近十余种不同热化学还原法，包括以TiCl4为前驱体的Kroll法、Hunter法、ADMA法、TiRO法、气相还原法、CSIR-Ti法、ITP-Armstrong法及ARC法和以TiO2为前驱体的预成型还原法(PRP)、熔盐辅助的液钙还原法、导电体介入还原法(EMR)、镁热还原?金属钙脱氧两步法及氢气协同镁热还原(HAMR)法，还有以钛酸盐为原料的氟钛酸盐热还原法。常用的还原剂主要是活泼金属单质及其合金，包括钙、镁、铝、钠。论述了这些方法的技术特点及研究现状。这些工艺大都处于实验室或中试研究阶段，其工业化潜力也不尽相同，最终在产品质量和经济成本上能否比Kroll法更具优越性尚需验证。
2019 Vol. 19 (3): 456-464 [
摘要
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465
孙克宁 马茜茜 侯瑞君 李敏香 张春刚
氧化铝载体改性及其应用研究进展
氧化铝不仅价格低廉、易获取，且具有多孔性、大比表面积、高分散性、高热稳定性等优点，常用作催化剂载体，广泛应用于工业催化领域。氧化铝的孔结构对工业催化剂性能影响很大。为优化氧化铝载体的性能，对氧化铝的扩孔和添加助剂改性已进行了大量研究。扩孔改性可降低扩散阻力并改善传质、提高活性位点的有效利用率、增强抗结焦性能，进而提高加氢催化的产率；添加助剂改性可有效抑制氧化铝载体高温烧结和相变，防止孔结构被破坏，提高催化剂的寿命。本工作介绍了制备氧化铝的方法?拟薄水铝石脱水法和溶胶?凝胶法，综述了氧化铝的扩孔方法，总结了改性氧化铝载体的最新研究进展，包括自组装法、水热处理法、扩孔剂法；阐述了氧化铝添加助剂的改性方法，包括加入稀土金属氧化物、碱(土)金属氧化物、其它金属氧化物及非金属氧化物。最后，展望了氧化铝未来的研究和发展方向。
2019 Vol. 19 (3): 465-472 [
摘要
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473
曹仁强 冯占立 李玉娇 赵志娟 石绍渊
阴离子交换膜改性及抗污染性能研究进展
电渗析技术应用于工业废水脱盐时，废水中有机物及其它杂质组分等会造成膜污染，进而影响脱盐性能。电渗析膜污染防治对促进电渗析在工业废水处理中的应用有重要意义。相比于阳离子交换膜，阴离子交换膜更易形成有机污染，且更严重。阴离子交换膜污染主要由腐殖酸、牛血清蛋白、阴离子表面活性剂等有机物造成，污染过程主要受静电作用、亲和作用和几何因素的影响。膜改性提高阴离子交换膜的抗污染性能是电渗析膜污染防治的有效方法，目前已有许多有关膜改性提高阴离子交换膜抗污染性能的报道。膜改性方法主要有化学改性法、等离子体改性法、表面涂覆改性法、电沉积改性法、自聚合改性法及改进基膜结构法等。本工作对阴离子交换膜改性及抗污染性能的研究进展进行了综述，对不同改性方法的优缺点进行了分析和评价。这些改性方法能提高阴膜表面的负电荷密度和亲水性、降低膜表面粗糙度和基膜含水率等，因此可以改善阴离子交换膜的抗污染性能。然而，目前研究获得的改性阴离子交换膜仍存在修饰层不稳定、抗污染性能不理想和性能测试不系统等缺点，需进一步优化改性方法、改性工艺、组分修饰及性能测试等，以获得抗污染性能稳定且效果良好的改性阴离子交换膜。
2019 Vol. 19 (3): 473-482 [
摘要
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483
董虎林 包海萍 汪浩 彭建洪
磷酸钒锂正极材料掺杂改性研究进展
面对日趋严重的能源问题和环境问题，迫切需要寻找新的清洁能源以解决传统清洁能源(太阳能、潮汐能、风能等)转换效率低、能量储存难度大等问题。锂离子电池因绿色环保、安全性能好、放电容量高、循环寿命长、便于携带等优点受到研究者青睐，其中Li3V2(PO4)3 (LVP)锂离子电池因其较高的放电比容量和电压平台、良好的安全性能、便携性、环保型、低成本等优点成为备受关注的锂离子电池正极材料之一。由于LVP自身结构的缺陷，导致其离子导电率和电子导电率较低，不利于发挥其理论容量高、倍率性能优等特点。目前多数关于锂离子电池正极材料LVP的改性研究中，离子掺杂是最有效的方法之一。离子掺杂一方面可以优化材料的晶格参数，提高充放电过程中晶体结构的稳定性，改善其循环寿命；另一方面有助于增大晶格间隙，扩大离子的扩散通道，从而有利于提高离子扩散系数，改善电极材料的离子导电率。在目前的研究中，LVP的离子掺杂方法主要包括锂位掺杂、钒位掺杂、阴离子掺杂和多位掺杂四种，其中钒位掺杂包括钒位单掺杂和共掺杂。本工作阐述了近年来LVP离子掺杂改性的研究进展，并对该材料未来的发展趋势进行了展望。
2019 Vol. 19 (3): 483-491 [
摘要
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流动与传递
492
李海英 刘东 张春奇 刘良旭 王晓波
转炉蒸发冷却器换热效率数值模拟
基于国内某钢厂65 t转炉蒸发冷却器运行参数，采用CFD方法的离散相模型模拟了蒸发冷却器内雾化液滴与高温烟气间的换热效率，考察了单个液滴粒径、雾化液滴粒径分布对换热效率的影响。结果表明，模拟结果与实际运行参数吻合较好，计算的出口温度为468 K，实际为483 K，相对误差为3.1%，模型可靠。粒径小于300 μm的雾滴均能在0.62 s内蒸发完全，不同粒径的雾滴完全蒸发所需时间最高相差20多倍。液滴与高温烟气的换热效率受粒径分布影响较大，中位粒径d50=340 ?m和d50=95 ?m的雾滴在同一截面的平均温度可相差70 K。烟气温度下降先快后慢，最后趋于平稳，烟气主要降温区域为喷嘴下游3.5 m内。
2019 Vol. 19 (3): 492-499 [
摘要
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500
钱付平 黄小萍 曹博文 夏勇军 胡笳 史德明 韩云龙
转炉一次除尘新OG系统高效喷淋塔喷嘴布置方式对喷淋特性的影响
采用离散相模型对新OG系统高效喷淋塔入口段及主体段喷嘴的布置方式进行数值模拟，考察了喷嘴喷射方向和喷淋层数对雾化场气流分布和降温效果的影响。结果表明，喷嘴的喷射方向和塔内的喷淋层数对雾化场的气流分布和降温效果影响较大；喷淋塔入口段采用逆流喷射时，出口截面的速度分布最均匀且降温效果最好；高效喷淋塔的主体段的喷淋层数为5时，塔内烟气的速度流场较均匀，且中心区域的气流速度为2~4 m/s，有助于延长气体与液滴的作用时间；随喷淋层数增加，塔内温度梯度变化增大，水蒸气质量分数分布与温度分布对应，塔内的平均湍动能逐渐增高。
2019 Vol. 19 (3): 500-509 [
摘要
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510
李学峰 何霞 王国荣 邱顺佐 周守为 刘清友
天然气水合物提纯螺旋分离器性能数值模拟
针对海底浅层天然气水合物开采中产砂量大而造成管路堵塞、设备磨损的问题，基于固态流化开采方法，提出天然气水合物原位分离的思路，结合水合物混合浆体物性参数设计井下原位螺旋分离器，采用CFD-Fluent商业软件建立分析模型并进行模型正确性验证，考察了固相水合物体积浓度、固相砂体积浓度和入口流速对分离装置性能的影响。结果表明，研究范围内砂去除率和水合物回收率均约为80%，随水合物体积分数增大，砂去除率和水合物回收率变化非常小，分离器压降变化很小；随砂体积分数增大，砂去除率急剧降低，而水合物回收率急剧增加，压降急剧增大；随入口速度增加，砂去除率和水合物回收率不断增大，分离器压降不断增大。设计的螺旋分离器在水合物原位除砂提纯中性能优异，水合物饱和度对分离器性能影响不大，但粉砂浓度对分离器性能影响较明显，工程应用中需要重点考虑；入口速度对分离器分离性能起关键性作用，决定了分离器的处理能力，适当提高入口速度可一定程度提高分离器的分离效率。
2019 Vol. 19 (3): 510-515 [
摘要
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516
王力军 江金涛 袁韦韦 门阔 徐义俊
波瓣喷嘴燃烧室燃烧特性的数值模拟
建立了波瓣式燃油多点喷射燃烧室模型，考察了波瓣诱发涡系对燃烧室燃烧特性的影响。采用文献的多点喷射燃烧室实验的空载、30%载荷、巡航与起飞4种工况，对波瓣喷嘴燃烧室内的流场涡系结构、燃烧多物量场及燃烧特性进行了数值模拟。结果表明，不同油气质量比下随空气质量流量增加，每个工况下的流向涡、正交涡等无量纲涡量逐渐增大，出口温场品质逐渐提高，NOx排放逐渐降低，燃烧效率和出口温度场改善。波瓣喷嘴燃烧室实验台的水流模型实验结果验证了模型计算结果的正确性。
2019 Vol. 19 (3): 516-523 [
摘要
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524
陈鑫 肖颀 管小平 杨宁
内置涡流发生器的管内过冷沸腾与强化换热的模拟
采用欧拉双流体模型结合RPI沸腾模型对高压管内过冷沸腾进行三维非稳态模拟，考察了涡流发生器对管内过冷沸腾的影响，模拟了高压下光管内的过冷沸腾、层流下内置涡流发生器的换热管内的流动和湍流下内置涡流发生器的换热管内的过冷沸腾。结果表明，内置涡流发生器的换热管在层流状态下换热能力明显提升，过冷沸腾时管内换热能力有一定提升，且壁面附近的气泡由于扰流作用被大量卷入锥形片内，降低了壁面附近产生气膜的可能性，延迟了过冷沸腾起始点的位置。
2019 Vol. 19 (3): 524-532 [
摘要
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反应与分离
533
刘佳霖 任瑛 陈卫 杨晖 何秀娟 李应成
油水界面上阴/阳离子型复配表面活性剂体系的分子动力学模拟
采油过程中阴/阳离子型表面活性剂复配使用可显著增强驱油效果，对其微观机理的深入研究有助于驱油用表面活性剂的结构优化设计及使用。采用分子动力学方法研究了不同摩尔比的阴离子表面活性剂聚醚羧酸钠(PECNa)和阳离子表面活性剂十八烷基三甲基氯化铵(OTAC)复配体系在油水界面上的分子行为和物理性质。结果表明，复配体系比单种表面活性剂体系更有利于降低油水界面张力。不同复配比体系中，两种表面活性剂头基相反电荷间的吸引作用使表面活性剂之间对各自反离子的静电吸引作用减弱，且等摩尔比体系尤为明显。阴离子表面活性剂的亲水头基对阳离子表面活性剂亲水头基形成的水化层内水分子的结构取向无显著影响，反之亦然。通过调节两种离子型表面活性剂的复配比例，可调整油水界面吸附层微观结构，有望降低油水界面张力，提高采收率。
2019 Vol. 19 (3): 533-543 [
摘要
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544
许海洋 孟祥展 夏大厦 惠岚峰 王慧
功能化离子液体萃取分离甘氨酸
以结构和功能可设计的离子液体为萃取剂，通过液–液萃取分离甘氨酸，考察了不同结构的咪唑和季铵离子液体萃取分离甘氨酸的效果，研究了pH值、萃取温度、萃取时间、甘氨酸初始浓度和二环己基-18-冠醚-6(DCH18C6)浓度等工艺参数对甘氨酸分配系数和萃取率的影响，考察了胆碱双三氟甲磺酰亚胺盐([N1112(OH)][NTf2])的循环利用性，通过FT-IR和量子化学计算探究了[N1112(OH)][NTf2]和DCH18C6萃取甘氨酸的机理。结果表明，[N1112(OH)][NTf2]的萃取率高于其它离子液体，加入DCH18C6可提高萃取率，[N1112(OH)][NTf2]–DCH18C6复配体系中，甘氨酸萃取率可达85.4%。在最优条件下，分配系数和萃取率分别为10.9和94.4%。离子液体循环利用5次，甘氨酸萃取率仍保持90%。[N1112(OH)][NTf2], DCH18C6和甘氨酸之间存在的强氢键作用为萃取分离的关键。因此，[N1112(OH)][NTF2]?DCH18C6可有效萃取分离甘氨酸，为甘氨酸的绿色分离新工艺奠定基础。
2019 Vol. 19 (3): 544-552 [
摘要
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553
石瑀 李博 戴广平 周世伟 王华 魏永刚
硼酸钙对铜渣中夹杂铜沉降效果的影响
考察了添加剂CaB2O3对转炉铜渣中夹杂铜沉降效果的影响，并结合铜渣的粘度测试及红外光谱表征，研究其影响机理，采用FactSage软件计算了添加剂对铜渣液相线温度的影响。结果表明，随添加剂含量增大，铜渣中夹杂铜的沉降效果逐渐增强，添加剂含量由0增至6wt%时，底部渣含铜量由4.10wt%增至6.85wt%，这是由于添加剂可有效降低铜渣粘度。随添加剂含量增大，渣粘度降低，但降低效果随温度增大而趋于平缓。随添加剂含量增大，铜渣的硅酸盐结构趋于简化，添加剂通过破坏铜渣复杂的硅酸盐结构降低铜渣粘度。铜渣的液相线温度随添加剂含量增大而减小，添加剂通过减少渣中固体颗粒的方式降低铜渣粘度。
2019 Vol. 19 (3): 553-559 [
摘要
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过程与工艺
560
尤晶 王耀武
皮江法炼镁还原机理
用XRD和SEM?EDS对不同还原温度下所得皮江法炼镁还原渣的主要物相与分布规律进行分析，分析了镁、硅与钙的扩散过程，探讨了皮江法炼镁的还原机理。结果表明，以硅铁合金为还原剂的还原炼镁过程是简单的固?固反应，Si还原MgO的起始温度为900~950℃，还原反应主要在高于1050℃时进行，温度低于1000℃时MgO还原率很低。还原反应首先在CaO?MgO颗粒与Si颗粒的交界面进行，反应生成的镁蒸汽从反应区域逸出并在结晶区结晶，未反应的Si向外扩散穿过反应区域继续还原MgO。还原过程中，以单质存在的Si全部参与反应，与CaO结合生成Ca2SiO4, FeSi2在还原反应过程中部分分解为FeSi和Si，而FeSi, FeSi2及Fe2Si3(FeSi与FeSi2的混合物)中的Si还原MgO的温度较高，较难参与还原反应，造成Si损失，是硅铁还原MgO还原率较低的主要原因。
2019 Vol. 19 (3): 560-566 [
摘要
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567
巨建涛 刘文果 邢相栋 姚嘉斌 焦国帅
BaSO
4
对球团矿抗压强度的影响
以磁铁精矿粉和膨润土为原料、BaSO4为添加剂生产球团，基于直接配入法的组分调控方式，结合热重实验结果，研究了BaSO4对球团矿抗压强度的影响，并采用压汞仪、矿相显微镜和扫描电子显微镜?能谱仪等分析了球团矿焙烧过程中BaSO4对球团矿抗压强度的影响机理和钡的转变行为。结果表明，随BaSO4含量增加，预热球团抗压强度变化较小，焙烧球团抗压强度先升高后逐渐降低。BaSO4添加量小于1.5wt%时，有利于焙烧球团内部磁铁矿氧化和新生赤铁矿再结晶，孔隙率略有增加，内部氧分压提高，增强了晶粒间的固结程度，球团抗压强度提高。BaSO4含量进一步增加，球团矿内部孔隙尺寸增大，降低了内部基体的整体性，使晶粒间的连晶程度减弱，球团矿抗压强度降低。
2019 Vol. 19 (3): 567-574 [
摘要
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575
孙海韵 马培勇 邢勇强 邢献军 陈明明
基于SLMD预测生物质三组分混合成型特性
采用单纯形格子混料设计法(SLMD)建立了生物质三组分致密成型性能指标预测模型，并进行了实验验证。结果表明，比能耗和松弛密度回归方程的相关系数均大于0.9998，与实验数据的最大相对误差分别为3.82%和0.5166%。生物质成型过程中三组分对其有一定的交互作用，纤维素比例越高，比能耗越大，松弛密度越小；木质素比例越高，比能耗越小，但比例过高，比能耗有略微上升趋势；半纤维素比例越高，松弛密度越大。用棉花秸秆、毛竹和玉米秸秆进行实验验证，比能耗和松弛密度回归模型的最大相对误差分别为2.64%和1.0342%，表明模型对实际生物质有一定的预测效果。
2019 Vol. 19 (3): 575-580 [
摘要
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581
陈佳顺 常凯华 郑福舟 张章 常立忠
电渣重熔结晶器旋转对M2高速钢凝固过程的影响
研究了自行设计的结晶器可旋转的电渣炉的旋转速率对M2高速钢凝固过程的影响，采用双极串联?电渣重熔方法，对不同结晶器转速下所制M2高速钢的二次枝晶、冷却速率、渗透率和渣皮厚度进行统计、计算和分析。结果表明，随结晶器转速增大，M2高速钢中心和边部的枝晶被打碎，结晶器转速越快，枝晶破碎越明显。结晶器转速由0增至19 r/min，M2高速钢在中心和边部的平均二次枝晶间距分别减小19.47%和25.23%，平均冷却速率分别增大97.01%和148.06%，平均渗透率分别降低34.94%和44.04%。结晶器旋转能将渣皮厚度降低40.41%，渣壳厚度的方差由0.163降至0.003，渣皮变得均匀，增大了金属熔池向外传热，使金属熔池变浅；另一方面，M2高速钢枝晶破碎、平均二次枝晶间距减小和渗透率降低使M2高速钢在凝固过程中的偏析得到控制，因而结晶器旋转可提高M2高速钢的凝固质量。
2019 Vol. 19 (3): 581-588 [
摘要
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589
郑贺 李博 周浩 魏永刚 王华
橡胶籽油还原作用下铜渣的贫化
针对铜渣贫化过程碳排放问题，以橡胶籽油取代柴油作为铜渣贫化的还原剂，研究铜渣贫化过程中的热力学，分析橡胶籽油贫化铜渣机理。在不同温度和时间条件下进行喷吹橡胶籽油贫化实验，分析铜渣磁性铁含量和粘度的变化，用XRD和SEM对贫化后炉渣进行分析。结果表明，喷吹还原过程中主要还原剂是裂解产生的碳单质、H2和CO。贫化过程中磁性铁被橡胶籽油在高温下的裂解产物(H2, CO, C)还原成FeO，与渣中的SiO2结合生成铁橄榄石(Fe2SiO4)；随贫化温度升高，相同喷吹时间内铜渣的磁性铁含量和粘度逐渐降低，使渣中的Cu相互碰撞聚集，最终沉降到坩埚底部。随贫化进行铜渣中的铁橄榄石相增多，磁性铁相减少。在坩埚底部聚集的铜颗粒粒度由1 cm增至3 cm，铜回收率达86%。
2019 Vol. 19 (3): 589-596 [
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597
孙治谦 周衍涛 刘伯川 蒋燕 王振波
操作参数对W/O乳状液水滴静电迁移聚并的影响
用导热油和蒸馏水配制成W/O乳状液，在高压高频脉冲电场下通过显微实验考察了含水率、乳化强度、温度等操作参数对高压高频脉冲电聚结和水滴迁移聚并的影响。结果表明，含水率低时，水滴碰撞几率和偶极聚结力的实验结果与理论分析结果相符，含水率高时脱水效果下降；乳化强度越强，水滴碰撞速率越大，偶极聚结力越小，乳化强度适中，电聚结效果越好；操作温度越高，布朗运动越强，连续相粘度越小，液膜排液阻力减小，对水滴聚结越有利。
2019 Vol. 19 (3): 597-602 [
摘要
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603
魏汝飞 陈龙智 龙红明 王毅璠 李家新 李亚飞 宣明
铁矿烧结烟气半干法脱硫灰亚临界水热非均相氧化
采用亚临界水热氧化法对铁矿烧结烟气半干法脱硫灰进行氧化，采用单因素变量法考察初始压强、温度、固液比、反应时间对脱硫灰中CaSO3氧化的影响。结果表明，适当增加初始压强、提高氧化温度、降低固液比及增加氧化时间可有效改善脱硫灰中CaSO3的氧化效果，温度对CaSO3氧化影响最显著。在初始压强4 MPa、反应温度240℃、反应时间120 min、固液质量比为1:30的条件下，脱硫灰中CaSO4定向析出，呈纤维状，为脱硫灰水热氧化同步合成CaSO4晶须提供了可能。
2019 Vol. 19 (3): 603-608 [
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生化工程
609
韦巍 黄永东 赵岚 吴学星 朱天孝 李冬雪 靳海波 张荣月 苏志国 马光辉
新型耐碱蛋白A介质的制备与性能
以蛋白A结构中耐碱性更好的C区为基础，构建一种新型耐碱蛋白A，并偶联至琼脂糖基质，获得新型耐碱蛋白A亲和层析介质，分别用激光共聚焦显微镜和石英晶体微天平研究了人免疫球蛋白(hIgG)与蛋白A介质的结合过程。结果表明，该介质具有较商品配基更高的结合力和稳定的再生性能，hIgG动态载量达62.0 mg/mL，40次再生操作后载量为初始载量的84%。该介质在抗体纯化领域具有较好的应用前景。
2019 Vol. 19 (3): 609-616 [
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材料工程
617
鲁进利 李洋 韩亚芳 钱付平
丙烯酸树脂-正十二烷醇相变微胶囊制备及性能表征
微胶囊化相变材料具有储能密度高、相变温度近似恒定、便于储存和输运等特点，在热能储存、输运和利用领域具有广泛的应用前景。本工作采用悬浮聚合法辅以超声辐照手段合成了以正十二烷醇为芯材、丙烯酸树脂为壳材的新型高相变潜热相变微胶囊(MEPCM)颗粒。用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、差式扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TGA)和激光粒度仪(LPSA)等设备对微胶囊性能进行了表征。结果表明，所制相变微胶囊呈较规则球体，粒径为638.14~1478.65 nm，中位径d50为933.91 nm。冷却过程中微胶囊芯呈两种不同的结晶过程，囊芯含量为43%，与设计值50%较接近，包覆率达86%，熔化相变潜热为93.31 kJ/kg；包覆后的相变材料融化温度为22.26℃，过冷度从4.61℃降至2.13℃。壳材不与芯材反应。MEPCM质量降低起始温度略高于纯正十二烷醇，封装可改善相变材料的热稳定性，该相变微胶囊具有良好的潜热储存能力和较快的温度变化响应速度。
2019 Vol. 19 (3): 617-622 [
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1426KB] (
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623
孔玮佳 于守泉 戈敏 张伟刚 杜令忠
碳化锆陶瓷有机前驱体的热解过程
合成了碳化锆陶瓷有机前驱体，研究了其在热解过程中化学成分和物相组成变化，探讨了从有机高分子向无机陶瓷转化的机理，对碳热还原反应进行了热力学分析。结果表明，前驱体在600℃以下完成了有机结构的断裂、裂解碎片的重排与挥发，600℃以上裂解产物不再具备有机特征；随热解温度升高，无定型碳和单斜相ZrO2逐渐生成，大于1200℃时可检测到立方相ZrC，1400℃时单斜相ZrO2基本消失；1500℃时完成碳热还原反应，在远低于热力学反应温度的条件下生成了高度结晶的纳米尺寸的立方相碳化锆陶瓷。
2019 Vol. 19 (3): 623-630 [
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环境与能源
631
陈艳 王晨晔 王兴瑞 孟子衡 李会泉
氧化法烟气脱硫脱硝废水回收NaNO
2
工艺
针对氧化法烟气脱硫脱硝废水中含大量亚硝酸盐造成水体污染及有价盐资源浪费问题，回收废水中的NaNO2，提出pH调控除杂?碳碱沉淀脱钙?结晶提纯分离工艺，分别考察了pH值、除钙剂投加方式、浓缩总盐浓度和结晶温度对废水中NaNO2结晶率和纯度的影响。结果表明，pH值和浓缩总盐浓度是影响脱硫脱硝废水中NaNO2结晶率及纯度的主要因素。在除杂pH=11、除钙剂湿投、浓缩总盐浓度70wt%、结晶温度50℃的条件下，NaNO2结晶率大于60%，产品质量达到GB/T 2367-2016标准。
2019 Vol. 19 (3): 631-636 [
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637
邢献军 陈泽宇 李永玲 朱成成 张学飞
水稻秸秆与煤粉混合燃烧特性及动力学
采用热重分析法研究了水稻秸秆(RS)、煤粉(PC)及两者不同掺混比的混合物在不同升温速率下(10, 20, 40℃/min)从室温升至1000℃的燃烧特性，用Kissinger?Akahira?Sunose (KAS)法和Flynn?Wall?Ozawa (FWO)法计算了燃烧过程中的活化能。结果表明，失重速率(DTG)曲线中RS比PC多一个失重峰，且残余质量低。随升温速率增加，所有样品DTG曲线均向高温偏移，产生热滞后现象。RS和PC在混合燃烧过程中存在协同效应，且高温区域内更显著。PC掺混比例为50wt%时，混合物平均活化能的计算值较低，仅为76.0 kJ/mol (KAS)和83.2 kJ/mol (FWO)。
2019 Vol. 19 (3): 637-643 [
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644
陈建发
三污泥法处理抗生素类制药废水
为有效解决传统AAO法中存在的硝化菌、反硝化菌及聚磷菌三种细菌在污泥龄、碳源需求及回流污泥中携带的硝酸盐影响聚磷菌厌氧释放磷这三方面的矛盾，减少大量污泥回流、降低动力消耗、充分利用池容、切实提高污水处理效率，提出“三污泥”理念，对AAO进行关键性改进，改进后的缺氧池、厌氧池、好氧池等生化反应池均自带独立的泥水自动分离的装置，形成独特的三污泥系统(即纯粹的厌氧污泥、纯粹的缺氧污泥和纯粹的好氧污泥)，各池可根据运营需要各自控制污泥浓度，使各池中的活性污泥在各自最佳的环境中生长，互不干扰、相互独立，更高效发挥生物降解作用，创新性设计“改进型AAO法+生物滤池+絮凝沉淀耦合工艺”处理抗生素类制药废水，并与传统型组合技术进行比较。结果表明，进水主要污染物化学需氧量CODcr 253?581 mg/L、氨氮29.6?58.5 mg/L、全磷10.77?23.1 mg/L、设计流量30.0 L/h条件下，改进型技术取得了很好的处理效果，其CODcr、氨氮、全磷的平均去除率分别达80.2%, 73.1%, 96.1%，比改进前分别提高了6.9%, 6.1%, 3.4%，尾水CODcr、氨氮、全磷等三项指标均达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)的一级标准。
2019 Vol. 19 (3): 644-650 [
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