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    2008年 第8卷 第3期    刊出日期:2008-06-20
    流动与传递
    人工肝生物反应器中溶解氧浓度动态分布的模型与数值分析
    刘剑峰 宋涛 李睿瑜 李明 刘国强
    . 2008, 8(3):  417-424. 
    摘要 ( )   PDF (371KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    研究了人工肝生物反应器的结构特点,并在对反应器内部液体流动与气液传质规律进行分析的基础上,结合反应器的实际需要,建立了基于一维轴向扩散模型的人工肝专用生物反应器溶解氧浓度动态分布的数学机理模型. 利用有限差分方法对模型离散化求解,得到了流动速度、氧传质系数及细胞耗氧速率对反应器内部溶解氧浓度分布的影响规律. 通过对模型数值解的分析得到了特定条件下反应器内的优化参数为液体流速0.55 mm/s,传质系数0.31 s-1,扩散系数0.02 mm2/s. 最后,通过仿真数据与实测实验的对比验证了该模型的正确性,其平均误差在±5%以内. 本模型的建立在理论上验证了该专用生物反应器可以提供稳定且均匀的溶解氧浓度分布,同时也为下一代新型反应器的优化设计提供了参考数据和理论依据.
    采用大涡PIV方法研究搅拌槽内湍流动能耗散率
    刘心洪 闵健 潘春妹 高正明 陈文民
    . 2008, 8(3):  425-431. 
    摘要 ( )   PDF (649KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    在槽径为0.476 m的六直叶涡轮桨搅拌槽内,采用粒子图像测速仪(PIV)对桨叶区的流场进行了实验研究,得到了桨叶区的平均流速和湍流动能(k)分布,采用大涡PIV方法对湍流动能耗散率(e)分布进行了估算,计算了e与k的相关系数. 结果表明大涡PIV方法能有效地估算e分布;桨叶区的射流向上倾斜,两尾涡分布于射流两侧,射流的倾角和两尾涡中心间距随射流向壁面运动而变化,射流倾角先增大再减小,相位角q=40o时达到最大值13.2o,两尾涡中心间距先减小再增大,q=20o时达到最小值0.0387(用槽径T无因次化);湍流动能和湍流动能耗散率峰值均位于尾涡靠近射流的区域;湍流动能和湍流动能耗散率的平均相关系数为0.363,射流核心区相关系数小于周边区域.
    新型旋风管内颗粒浓度分布的实验研究
    孙治谦 金有海 王建军 张艳
    . 2008, 8(3):  432-437. 
    摘要 ( )   PDF (205KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    在Shell型旋风管基础上进行了结构与尺寸的优化匹配,得到一种新型高效旋风管. 采用等动采样方法,对新型旋风管内的颗粒浓度场进行了测试与分析. 实验结果表明,新型旋风管开有排尘槽的锥形排尘结构有较好的分离效果,并在一定程度上可以降低颗粒的返混;加设导流锥结构可显著减少短路流,并能使细小颗粒受到较强的惯性作用而得到分离. 灰斗上方区域,沿轴向向上颗粒浓度呈下降的趋势,表明内旋流对颗粒具有较强的二次分离作用. 对粒级效率的估算结果表明,新型旋风管可将粒径大于7 mm的颗粒全部除净,3~7 mm的细小颗粒的粒级分离效率可达86%以上,而相同操作条件下Shell型旋风单管仅能将10 mm以上的颗粒除净. 本工作为旋风管的结构改进、尺寸优化乃至工业推广应用提供了必要的基础.
    环隙气升式气固环流反应器内床层密度的实验研究
    刘梦溪 谢建平 卢春喜 王祝安
    . 2008, 8(3):  438-443. 
    摘要 ( )   PDF (212KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    针对工业化中气-固环流反应器存在的缺陷,提出了一种新型的环隙气升式气固环流反应器. 在一套冷模装置内系统地考察了局部床层密度分布. 实验中实现了稳定、连续的环隙气升式环流,环流推动力随着环隙区表观气速的增加而增加,随着导流筒区表观气速的增加而减小,当导流筒区表观气速为0.2 m/s时,颗粒环流方向改变为中心气升式. 受结构特性的影响,催化剂密度在导流筒区和环隙区沿径向的分布具有一定的不均匀性,在底部r/R≤0.47区域颗粒未能充分流化,床层密度接近820 kg/m3,在底部0.47≤r/R≤1.0区域颗粒流化较好,床层密度小于450 kg/m3;随着环隙区表观气速由0.2 m/s增加至0.54 m/s,环隙区、导流筒区平均密度分别降低约70和33 kg/m3,随着导流筒区表观气速由0.06 m/s增加至0.2 m/s,环隙区平均密度增加约90 kg/m3,导流筒区平均密度降低约33 kg/m3.
    半椭圆管盘式涡轮搅拌桨气-液分散特性
    张新年 刘新卫 包雨云 高正明
    . 2008, 8(3):  444-448. 
    摘要 ( )   PDF (200KB) ( )  
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    在直径为0.476 m的椭圆底搅拌槽中,采用半椭圆管盘式涡轮桨,研究桨径与槽径比D/T变化(分别为0.28, 0.33, 0.4及0.5)对气液两相体系中临界分散、通气功率和气含率的影响. 结果表明,对于D/T较小的搅拌桨,采用由载气到气泛测得的泛点比气泛到载气测得的泛点明显滞后,但随D/T增大泛点滞后现象消失;在相同通气量下,D/T对相对功率需求(Pg/P0)的影响不大;功率消耗相同时,低通气量时气含率随D/T增大略有增大,但高通气量时恰好相反. 研究结果及泛点、通气功率、气含率关联式对工业气液搅拌反应器设计操作具有参考价值.
    锰硅铁合金冶炼电弧炉中焦炭层电流分配行为的模拟
    翟丹 储少军 李忠思 贺瑞飞
    . 2008, 8(3):  449-452. 
    摘要 ( )   PDF (266KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    根据锰硅铁合金冶炼电弧炉内焦炭层熔池的结构特征及相似理论,设计了研究熔池导电行为的模拟实验装置. 以电导率为10.08~17.97 mS/cm的NaCl水溶液和冶金焦粒模拟实际锰硅铁合金冶炼电弧炉熔池内的导电相,研究了冶炼过程熔池内电流在焦炭层与熔渣之间的分配关系. 结果表明,焦炭层厚度Hc、焦炭粒度Dc和导电相的电导率(固相rC,液相rL)与通过熔池底部电流(Ib)和总电流(It)之比Ib/It的关系式为Ib/It=4.36(rL/rC)1.523(DC/HC)0.186, Ib/It随熔融层操作电阻的增大而变小,与锰硅铁合金实际生产状况一致.
    反应与分离
    新华含稀土磷矿浮选实验研究
    金会心 王华 李军旗 毛小浩 赵平源
    . 2008, 8(3):  453-459. 
    摘要 ( )   PDF (214KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    采用反浮选工艺,研究了抑制剂种类及用量、捕收剂WF-01用量、浮选时间、矿浆浓度和磨矿细度等因素对新华含稀土磷矿浮选效果的影响,并对较佳浮选条件下获得的磷精矿和尾矿进行了稀土分析. 结果表明,浮选剂选用WF-01,工业硫酸不适宜单独作为此矿样浮选时磷矿物的抑制剂,而采用工业磷酸作为抑制剂和矿浆pH值调整剂,在磷酸用量9 kg/t、捕收剂WF-01用量0.8 kg/t、浮选时间9 min、磨矿细度82%为-74 mm、矿浆浓度35%的浮选条件下,可获得较好的浮选和稀土富集效果,磷精矿的P2O5品位可从原矿的21.71%增加到32%以上,回收率达到90%;在浮选过程中稀土主要富集在磷精矿中,富集比为1.56,在精矿中的含量为87.09%.
    V2O5/AC催化剂吸附NH3及其选择性还原脱硝活性
    肖勇 刘振宇 邢新艳 王建成 郭彦霞 黄张根
    . 2008, 8(3):  460-465. 
    摘要 ( )   PDF (244KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    在不同活性焦(Activated Coke, AC)载体上以等体积浸渍法负载V2O5,制备出一系列V2O5/AC催化剂. 通过NH3暂态响应实验和NH3穿透时间实验考察了在200℃下V2O5/AC的表面积、灰分、表面官能团和V2O5对NH3的吸附量及NO的选择性催化还原活性的影响. 结果表明,对于载体未经硝酸处理的催化剂,NH3的吸附位主要是V2O5(参与脱硝反应的NH3的吸附量与催化剂上V2O5负载量的比值为1:5),活性焦及其中的灰分对NH3的吸附量很小;硝酸处理在活性焦表面引入的含氧和含氮酸性官能团对参与脱硝反应的NH3的吸附量是V2O5上吸附量的1.3倍,这些官能团不影响V2O5对NH3的吸附;活性焦上吸附的NH3的脱硝活性很低,但可迁移至V2O5上参与脱硝.
    大孔螯合树脂对Pb2+的吸附行为及机理
    王菲 王连军 李健生 孙秀云 范晨曦
    . 2008, 8(3):  466-471. 
    摘要 ( )   PDF (234KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    通过静态和动态吸附实验,研究了Pb2+在D418树脂上的吸附行为,从热力学和动力学方面对吸附过程进行了分析,并通过红外光谱探讨了吸附机理. 结果表明,在所研究的条件范围内,Pb2+在D418树脂上的吸附是吸热过程,同时符合Freundlich和Langmuir等温吸附方程;液膜扩散为Pb2+在D418树脂上吸附速率的主要控制步骤,随着溶液初始浓度的增大,吸附速率逐渐减小;313 K温度下树脂的静态饱和吸附容量为375 mg/g,在298 K下用3 mol/L的硝酸作为解吸剂,解吸率可达97%;最佳的解吸剂用量为5倍床层体积. 该树脂吸附操作简单,易再生,不产生二次污染,有望用于含铅废水的治理及铅的富集.
    溶剂气浮法分离甲基异丁基酮模拟废水
    肖波 常志东 马印臣 刘会洲
    . 2008, 8(3):  472-477. 
    摘要 ( )   PDF (198KB) ( )  
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    采用溶剂气浮法对含弱疏水性、有一定挥发性甲基异丁基酮(MIBK)的模拟废水(0.20%, j)进行了分离研究. 考察了气浮时间、氮气(N2)体积流速、油水相体积比、共溶质及表面活性剂等对MIBK溶剂气浮分离效率的影响,获得了各参数的优化结果. 结果表明,当N2流速为40 mL/min、油水相体积比为1:30、氯化钠浓度为0.50%(w)、乙醇浓度为1.0%(j)时,溶剂气浮法对模拟废水中MIBK的分离效率可以达到25%~30%左右,而表面活性剂对提高溶剂气浮分离效率作用非常有限,仅在-10%~5%范围内.
    动态膜微滤含污泥水及膜污染特征
    李俊 奚旦立 石勇 高峰
    . 2008, 8(3):  478-483. 
    摘要 ( )   PDF (344KB) ( )  
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    以陶瓷管为载体,对高岭土动态膜微滤含污泥水性能及膜污染特征进行了较为详细的研究. 考察了错流速度、跨膜压差及污泥浓度对滤出液通量及水质的影响,结果表明,提高错流速度和增大跨膜压差均使滤液通量增加,但错流速度超过2.0 m/s易引起动态膜脱落;污泥浓度增加,则滤液通量明显降低;过滤进行约30 min后,出水浊度基本为0;60 min后,化学需氧量的去除率基本保持在50%以上. 动态膜层及其截留的污染物阻力占总过滤阻力的90%以上. 对膜面特征污染物成分分析表明,P, Ca为膜面主要污染元素,分别占23.77%和20.60%(w);对陶瓷膜孔中不可逆污染物的化学洗脱液分析表明,膜中总有机碳近4370 mg/m2,Ca, Mg是主要无机污染元素,分别约1240和886 mg/m2. 先后用0.2 mol/L的NaOH水溶液和0.1 mol/L的HCl水溶液清洗膜中不可逆污染物,可使基膜通量恢复至新膜的85%.
    多孔柱撑粘土及其汽油同步脱硫脱氮性能
    何艳 陈爱平 张颖 刘伟
    . 2008, 8(3):  484-488. 
    摘要 ( )   PDF (437KB) ( )  
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    以钙型蒙脱土为原料,以ZrOCl2×8H2O和Ce(NO3)3为交联改性液的前驱体,制备了锆交联粘土和铈改性锆交联粘土,采用吸附法同步脱除汽油中的含硫和含氮物质,从而得到低硫、低氮清洁汽油. 采用XRD和BET孔结构分析、SEM等方法对制备的多孔柱撑粘土结构进行了表征,并提出了粘土交联改性过程中结构变化的模型. 结果表明,交联后粘土层间距d001值可达2.38 nm,比原土的1.54 nm有显著增大,比表面积和孔容明显增大,对汽油中含氮、含硫化合物的同步脱除率分别达72.8%和58.7%.
    泡沫分离除去水溶液中微量硫酸根离子
    宋伟光 吴兆亮 卢珂 郑辉杰
    . 2008, 8(3):  489-493. 
    摘要 ( )   PDF (204KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    以十六烷基三甲基氢氧化铵为表面活性物质,采用泡沫分离技术对去除水溶液中微量硫酸根离子进行了研究,重点考察了溶液的pH、鼓泡气体流量、表面活性剂浓度及泡沫塔装液量的影响. 结果表明,十六烷基三甲基氢氧化铵具有良好的起泡性能,对水溶液中硫酸根离子的去除效果比较理想,在溶液pH 10、气体流量0.036 m3/h、装液量900 mL、表面活性剂浓度0.13 g/L的条件下,溶液中的SO42-能很好分离(富集比为22.4,去除率为94.1%). 与其他阳离子表面活性剂相比,十六烷基三甲基氢氧化铵在泡沫分离结束后不会在水溶液中引入新的酸根离子,为进一步探索脱盐新方法提供了依据.
    三甲铵型阴离子交换树脂的制备及其对Cr(VI)的吸附性能
    李响 魏荣卿 高展 刘晓宁
    . 2008, 8(3):  494-498. 
    摘要 ( )   PDF (266KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    用氯乙酰化聚苯乙烯树脂代替传统的氯甲基化聚苯乙烯树脂,通过与三甲胺反应得到一种新型的三甲铵型强碱性阴离子交换树脂,对该树脂进行了红外光谱表征、元素分析及微孔结构的测定,同时研究了其对Cr(VI)的静态吸附性能. 结果表明,该树脂对Cr(VI)的吸附量随pH的降低而增加,pH=2时最大吸附量达117 mg/g. 吸附过程在实验浓度范围内符合Langmuir和Freundlich方程,相关系数分别为0.9988和0.9769. 动力学研究表明,吸附过程符合Boyd液膜扩散方程,相关系数为0.9927. 热力学函数DG0<0,表明该吸附过程为自发过程;DH0=-3648.16 J/mol,说明该吸附过程为放热过程,同时DS0=3.98 J/(K×mol),说明吸附过程熵增加占主导作用. 吸附后用5%的NaOH可以将Cr(VI)洗脱,洗脱率达96%以上.
    钢渣颗粒对水中Cr(VI)的吸附与还原作用
    杨慧芬 傅平丰 周枫
    . 2008, 8(3):  499-503. 
    摘要 ( )   PDF (317KB) ( )  
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    以钢渣颗粒为水处理剂,分析了其组成和结构,研究了钢渣颗粒直接吸附去除水中Cr(VI)的工艺过程及机理. 结果表明,钢渣颗粒在适当的粒度与用量下,经10 min搅拌处理,水中Cr(VI)浓度由200 mg/L降低到0.5 mg/L,达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)的要求. 钢渣颗粒对水中Cr(VI)的吸附符合Langmuir等温吸附过程,对Cr(VI)的饱和吸附量达6.878 mg/g. 化学分析和XPS分析均表明,钢渣颗粒对水中Cr(VI)具有吸附与还原的联合作用,吸附后钢渣颗粒中Cr(III)含量由0.0985%提高到0.39%,而FeO含量由9.20%下降到8.35%. 吸附后钢渣颗粒表面形成了Cr(OH)3,说明钢渣颗粒中FeO充当了还原剂,将水中Cr(VI)吸附于钢渣颗粒表面并还原成了低毒的Cr(OH)3随钢渣颗粒沉降直接从水中去除.
    过程与工艺
    磷酸三丁酯萃取分离钛铁矿亚熔盐反应产物酸解液中Fe3+及金红石型TiO2的制备
    马保中 王丽娜 齐涛 冯杨 初景龙 张懿
    . 2008, 8(3):  504-510. 
    摘要 ( )   PDF (383KB) ( )  
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    在盐酸介质中以磷酸三丁酯(TBP)为萃取剂、磺化煤油为稀释剂,从钛铁矿与氢氧化钾亚熔盐反应产物的酸解液中萃取分离Fe3+,并利用萃取后的含钛液水解制备二氧化钛. 考察了萃取剂浓度、盐酸浓度、有机相和水相体积比(O/A)和萃取时间对铁萃取率的影响. 结果表明,钾系亚熔盐法分解钛铁矿的分解率在96%以上. 萃取率随着TBP浓度及盐酸浓度的增加和O/A值的减小而增大;通过调节萃取条件,萃取率可以达到99%以上. 用1.0 mol/L的NaCl溶液进行反萃,反萃率可达98%以上. 萃取后含钛液经水解可以制得纯度高于98%的金红石型TiO2球状颗粒.
    Na2CO3-K2CO3熔盐法同时制取合成气和金属锌
    敖先权 王华 魏永刚
    . 2008, 8(3):  511-516. 
    摘要 ( )   PDF (387KB) ( )  
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    针对传统的甲烷转化制合成气及金属锌制备技术的缺陷,提出了一种新型的熔融盐反应体系,在熔融盐反应器中以熔融盐(质量比为1:1的Na2CO3/K2CO3)为反应介质对CH4与ZnO反应同时生成金属锌和合成气作了实验研究,利用气相色谱对气体组分进行了分析. 结果表明,反应尾气组分主要是H2, CO和CH4,未检测到CO2,其中合成气的量及H2/CO比例随反应温度的升高而增加,在1198 K左右获得了H2/CO比为2的合成气. 合成气和金属锌分别从气相和熔融盐中获得. 用XRD, SEM及EDS对金属锌产品和熔融盐进行了表征,发现反应后的熔融盐含有少量Na2O和NaOH,来自于CH4与熔融盐之间的微弱反应,由此推断熔融盐还具有消碳功能.
    H2O和SO2对Mn-Fe/MPS催化剂用于NH3低温还原NO的影响
    黄继辉 童华 童志权 张俊丰 黄妍
    . 2008, 8(3):  517-522. 
    摘要 ( )   PDF (404KB) ( )  
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    研究了H2O和SO2对Mn-Fe/MPS催化剂低温下选择性催化NH3还原(SCR)NO的影响. 结果表明,Mn-Fe/MPS催化剂具有良好的催化活性,在空速为20000 h-1、反应温度433 K时,NO的SCR转化率达99.1%. 在反应温度低于413 K时,水蒸汽(10%, j)在一定程度上降低了催化活性;超过433 K时,这种影响可完全消除,NO的SCR转化率达到97.8%以上. 低浓度SO2(100′10-6)存在条件下,443 K时催化效率仍可稳定在97.2%. 在水和SO2共存的情况下,生成的硫酸盐和亚硫酸盐沉积在催化剂表面导致催化剂逐渐失活,FT-IR测试也表明伴随SCR反应生成了硫酸铵. 提高反应温度可以延缓催化剂的失活. 此外还研究了不同活化温度对催化剂活性恢复的影响,结果表明,当活化温度达到773 K时,催化剂活性可以完全恢复. 本研究中的催化剂的综合性能优于目前文献报道的其他催化剂.
    浆态鼓泡床反应器萘异丙基化合成2,6-二异丙基萘
    李克景 靳海波 赵震 赵震
    . 2008, 8(3):  523-528. 
    摘要 ( )   PDF (262KB) ( )  
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    为研究萘的异丙基化反应,制备了Fe2(SO4)3/膨润土催化剂,并对其结构和酸性等进行了表征. 在浆态鼓泡床反应器中考察了该催化剂对萘的异丙基化催化性能和反应条件的影响,结果表明,适宜的反应条件为:表观气速1.1 cm/s,反应温度240℃,催化剂浓度5.1%(w),反应时间4 h,反应系统压力0.8 MPa. 在该条件下,萘的转化率约为77.7%,2,6-二异丙基萘的收率为8.6%. 同时也说明浆态鼓泡床反应器用于萘的异丙基化反应的可行性.
    金在碱性硫脲溶液中溶解的电化学动力学
    王云燕 柴立元
    . 2008, 8(3):  529-534. 
    摘要 ( )   PDF (251KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    研究了金在碱性硫脲溶液中阳极溶解的电化学行为及动力学. 结果表明,硫脲浓度由0增加至0.2 mol/L时,开路电势由-130 mV移至-280 mV,达到稳态的时间由400 s延长至800 s. 循环伏安曲线上正向扫描时700 mV的电流峰为金的阳极氧化峰,850 mV之后阳极电流急速上升为氧气的大量析出,反扫时220 mV处为溶液中金离子的还原峰. 溶液中加入硫脲使金的阳极氧化峰电势负移了30 mV,峰电流则提高了15.5倍. 由于硫脲的分解及其产物对金电极表面的钝化,硫脲浓度由0.05 mol/L增加至0.20 mol/L时,阳极峰电势由655 mV负移至480 mV,峰电流则由1.985 mA降至0.09528 mA. pH值升高有利于金在碱性硫脲溶液中的阳极溶解. 温度由25℃升高至35℃时,峰电流由0.761 mA迅速增加至4.387 mA,峰电势由655 mV负移至596 mV,有利于金的溶解;但温度太高会增加硫脲自身的氧化分解. 金的阳极溶解为不可逆电荷转移反应.
    黄铜矿环境无污染低温氯化新工艺
    付念新 岩崎巌 玉川 小林
    . 2008, 8(3):  535-539. 
    摘要 ( )   PDF (242KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    研究了流化床反应器低温氯化黄铜矿过程,考察了氯气供给量、温度和物料粒度对氯化行为、物料流动状况及反应产物的影响. 结果表明,为使黄铜矿充分氯化,氯气需适当过量;排气氯浓度不应超过0.015%,以避免S2Cl2及FeCl3挥发较多;提高温度可有效降低产物的硫含量,较佳温度为270℃,硫含量可降至2%~3%;物料粘结是温度过高、低熔点共晶软熔所致;物料粒度较大(147~208 mm)有利于流化床呈稳定流动状态. 在二段氯化实验中,下段反应器排出的氯气和S2Cl2在上段中消耗于黄铜矿氯化,最佳操作条件下(下段温度270℃且排气残氯浓度不超过0.015%,上段温度250~270℃),可得到硫含量平均2.8%的充分氯化产物,系统可连续、顺畅工作.
    聚乙烯己内酰胺的制备与表征
    张强 殷德宏 樊栓狮 王金渠
    . 2008, 8(3):  540-544. 
    摘要 ( )   PDF (240KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    以乙烯己内酰胺单体(VCL)为原料,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,在水溶液中通过自由基聚合合成了聚乙烯己内酰胺. 考察了引发剂用量、溶剂用量、聚合反应时间和聚合反应温度对产物分子量和产率的影响,阐述了水溶液中自由基聚合的反应机理. 在VCL:AIBN:H2O=1:0.05:15(质量比),75℃下反应5 h的优化工艺条件下,产率能达到97%,并通过凝胶渗透色谱仪测定了聚合物的平均分子量. 以红外光谱和核磁共振对产品结构进行了表征,用分光光度计测定其临界溶解温度为32℃.
    尿素法常压非催化合成N,N'-二苯基脲
    游志敏 裴义霞 李会泉 戴友芝 张懿
    . 2008, 8(3):  545-549. 
    摘要 ( )   PDF (250KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    采用尿素和苯胺在常压下加热反应合成了N,N'-二苯基脲(DPU),考察了不同工艺条件及反应、分离强化手段对DPU产率的影响,初步研究了反应机理. 实验结果表明,在反应过程中通入氮气,苯胺与尿素摩尔比为5,180℃反应1.5 h,反应后减压蒸发分离,DPU的单程产率(以尿素计)达到99.1%. 苯胺既是反应物,又是反应介质,反应后未反应的苯胺可循环利用. 该工艺不需加任何催化剂和其他溶剂. 对反应机理的初步研究表明,苯基脲为主要的反应中间体.
    碱性燃料电池产过氧化氢的外部影响因素
    徐源 宋天顺 徐夫元 陈英文 沈树宝
    . 2008, 8(3):  550-554. 
    摘要 ( )   PDF (215KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    以持续注入的KOH水溶液为电解质,在燃料电池反应器中进行了H2O2合成工艺研究. 结果表明,KOH溶液浓度及流量、H2O, O2和H2流量对电池电流、H2O2浓度和电流效率等均有较大影响. 其中KOH浓度为2 mol/L, H2O, KOH和O2, H2的流量分别为80, 150 mL/h和60, 20 mL/min时,反应体系获得了较高的H2O2产量(0.225 mol/L)和电流效率(接近100%),可望应用于水中污染物的处理.
    生化工程专栏
    大气压冷等离子体诱变产1,3-丙二醇菌株Klebsiella pneumoniae
    李爽 董晓宇 侯英敏 修志龙
    . 2008, 8(3):  555-560. 
    摘要 ( )   PDF (245KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    采用大气压冷等离子体介质阻挡放电法对产1,3-丙二醇的克雷伯氏菌进行诱变,采用诱变与筛选同时进行的单细胞平板诱变方法,同时获得了可耐受高浓度甘油且1,3-丙二醇产量较高的优良突变株. 对诱变后菌的间歇发酵结果表明,诱变菌株比出发菌株1,3-丙二醇的质量转化率提高了23%,对数期比生长速率提高了18%. 批式流加发酵过程中,1,3-PD浓度在发酵36 h时达到70.5 g/L,甘油的质量转化率为0.57 g/g,分别比野生菌提高47%和58%. 该诱变和筛选方法具有操作简单、效率高等特点,对具有工业应用价值的菌株筛选具有实用价值.
    SAM产生菌酿酒酵母HYS98的发酵方式
    沈剑 李元广 沈国敏 杨东
    . 2008, 8(3):  561-566. 
    摘要 ( )   PDF (232KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    分别研究了分批发酵、恒速流加发酵、变速流加发酵和分批补料发酵4种操作方式下酿酒酵母HYS98发酵生产SAM的代谢特征,并考察了不同发酵方式对发酵结果的影响. 结果表明,酿酒酵母HYS98发酵生产SAM的最佳发酵模式为分批补料发酵,SAM的平均产率和菌体生长速率分别达0.123和1.030 g/(L×h),比国内外文献报道的最高水平分别提高了68%和73%,为发酵工艺进一步优化奠定了基础.
    一种选择性拆分布洛芬对映体的固定化脂肪酶
    唐良华 夏黎明 苏敏 郭华颖 张杰平
    . 2008, 8(3):  567-571. 
    摘要 ( )   PDF (209KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    为了提高扩展青霉TS414脂肪酶(PEL)对布洛芬的拆分效率,建立了适于非水相中选择性拆分(R,S)-布洛芬的固定化方法. 结果表明,固定化介质的类型、冻干pH和外加水量等因素对固定化PEL酶促拆分(R,S)-布洛芬有较大影响. 在冻干pH为9.0、外加水量为0、以大孔吸附树脂AB-8为固定化载体的体系中,40℃反应30 h后,拆分反应的转化率可达47%,对映体过量值eeP可达98.75%. AB-8固定化后,PEL在有机相反应体系中的分散性得到了明显改善,大幅度提高了酶促拆分反应的效率;大孔吸附树脂AB-8固定化PEL具有较高的操作稳定性,连续10批拆分反应的平均转化率在47%以上,eeP值均稳定在98%以上.
    Pd/La0.5Pb0.5MnO3催化氧化甲苷合成葡萄糖醛酸
    袁华 孙炎彬 邬茂 杜治平 闫志国 吴元欣
    . 2008, 8(3):  572-575. 
    摘要 ( )   PDF (484KB) ( )  
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    采用沉淀法制备了以钙钛矿型复合金属氧化物为载体的催化剂Pd/La0.5Pb0.5MnO3,催化氧化甲基葡萄糖苷合成甲苷酸钠,进一步水解反应生成葡萄糖醛酸. 利用XRD和SEM对催化剂进行了表征,考察了催化剂制备和氧化工艺条件对葡萄糖醛酸收率的影响. 结果表明,在Pd负载量为1%、原料与催化剂质量比为6:1、温度70℃、压力为常压、pH值9、时间5 h的条件下,葡萄糖醛酸的收率达到29.5%,反应选择性较好.
    材料工程专栏
    腐植酸树脂/二氧化硅复合材料制备及其对重金属离子的吸附性能
    尚宇 刘海弟 陈运法
    . 2008, 8(3):  576-582. 
    摘要 ( )   PDF (516KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    以腐植酸和水玻璃为原料,采用酸化共沉淀方法制备了腐植酸树脂/SiO2复合材料. 在腐植酸树脂中引入SiO2无机网络后,比表面积有较大提高,在水溶液中的稳定性明显改善. 通过差热分析、傅立叶红外光谱、扫描电镜、比表面积测定等方法对样品进行了表征,研究了复合材料对Pb2+, Cd2+, Ni2+, Cu2+四种典型重金属离子的吸附性能,同时探讨了腐植酸组分对重金属离子的吸附机理. 结果表明,复合材料中的腐植酸组分对重金属离子的主要吸附形式应为离子交换吸附和络合(或螯合)吸附,复合材料对4种重金属离子有良好的吸附能力,对Pb2+, Cd2+, Ni2+, Cu2+的饱和吸附量分别为262.5, 43.55, 23.58, 45.54 mg/g,与同类吸附材料相比处于领先水平,对4种重金属离子的等温吸附符合Langmuir模型.
    磁性SiO2纳米粒子的制备及其用于漆酶固定化
    刘宇 王峰 郭晨 刘春朝 刘会洲
    . 2008, 8(3):  583-588. 
    摘要 ( )   PDF (366KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    以氨基修饰的磁性SiO2纳米粒子为载体,通过交联剂戊二醛固定漆酶,对固定化条件进行了优化,比较了固定化酶与游离酶的酶学性质. 结果表明,漆酶固定化的最佳条件为戊二醛浓度8%(w),固定化时间6 h,缓冲液pH值7.0,初始酶液浓度0.15 g/L. 固定化的漆酶的最适pH为4.0,最适温度为20℃. 在60℃条件下保温4 h,固定化漆酶仍能保持酶活力60.9%,在连续10次操作后,酶活力仍能保持55%以上,其热稳定性和操作稳定性均比游离酶高.
    堇青石基体化学气相沉积碳化硅薄膜及其性能表征
    尹博文 杨艳 马兵 张伟刚
    . 2008, 8(3):  589-594. 
    摘要 ( )   PDF (620KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    采用等温等压化学气相沉积技术,分别以CH3SiCl3-H2和SiCl4-CH4-H2为气源,在沉积温度1100和1000℃、压力101 kPa条件下,制备了SiC薄膜. 利用SEM和XRD、显微拉曼光谱、EDAX元素分析、HRTEM等测试技术对沉积薄膜的结构和组成进行了表征. 结果表明,1100℃时,以CH3SiCl3-H2为气源沉积得到纯净的SiC薄膜,以b-SiC (111)面择优定向生长,由微米级的金字塔锥形结构组成,硅含量随着沉积温度降低而增加;以SiCl4-CH4-H2为气源沉积得到非晶态碳掺杂的SiC薄膜,碳含量随着沉积温度降低而增加. 此外,以CH3SiCl3-H2为气源沉积的SiC颗粒平均粒径均比以SiCl4-CH4-H2为气源的粒径大. 前者SiC薄膜的方块电阻在kW级以上,且随着沉积温度的下降急剧升高;后者1100℃时制备的薄膜的方块电阻在kW级以上,且随着沉积温度的降低而急剧下降,1000℃时降低到W级.
    井冈霉素载药二氧化硅空心微球的原位制备及缓释性能评价
    梁旭东 李雪光 付瑶 文利雄 陈建峰
    . 2008, 8(3):  595-598. 
    摘要 ( )   PDF (287KB) ( )  
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    利用正硅酸乙酯在W/O乳液中的原位水解聚合,成功制备了包埋井冈霉素的二氧化硅载药空心微球. 对所得产品进行了SEM, XRD, FT-IR和粒径分布等分析,结果表明,载药空心微球粒径分布窄,范围在7.5~15 mm,球状形貌良好,具有空心结构,呈无定型态. 热重分析表明载药空心微球的药物负载量约为31.9%(w),缓释溶出实验显示载药空心微球药物释放持续时间约240 min,最终释放量达总载药量的90%以上.
    两步变温水热合成制备纯硅分子筛膜及其渗透性能
    孙维国 杨建华 王爱芳 王金渠 韩会林 鲁金明
    . 2008, 8(3):  599-602. 
    摘要 ( )   PDF (713KB) ( )  
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    采用两步变温水热法在多孔不锈钢载体管上合成了Silicalite-1沸石膜,对合成的Silicalite-1膜进行了X射线衍射和扫描电镜及单成分气体渗透表征,并将其应用于渗透脱除水中乙醇,考察了晶化温度、合成液组成及合成次数对渗透性能的影响. 结果表明,用两步变温合成法可得到高性能的纯硅沸石膜,水/硅(摩尔比)为80且第二步晶化温度为165℃的条件下,只需经一次合成,可获得对乙醇水溶液具有高分离性能的膜,在60℃、乙醇浓度为4.8%(w)时,膜的通量为1.25 kg/(m2×h),分离系数为36.2,但经再次合成后,通量和分离系数均劣化. 水/硅(摩尔比)为225且第二步晶化温度为150℃条件下,经过再次合成,通量和分离系数均得到大大提高,在60℃和乙醇浓度为4.52%(w)时,通量和分离系数分别高达2.8 kg/(m2×h)和34.3,在如此高的分离系数下该通量达到了国内外报道的最高值.
    亚微米LiCu0.1Mn1.9O3.9F0.1电极活性材料的合成与性能
    刘长久 易凌英 易凌英 赵卫民
    . 2008, 8(3):  603-606. 
    摘要 ( )   PDF (317KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    采用溶胶-凝胶法制备了F-和Cu2+复合掺杂的LiCu0.1Mn1.9O3.9F0.1锂离子电池正极材料. XRD和SEM表征表明合成产物具有良好的尖晶石结构,样品粒度为亚微米级,且分布均匀;电化学性能测试结果表明,掺杂后样品的电化学阻抗较小,首次放电容量达112 mA×h/g,充放电循环50次后,容量保持率为89.1%,电极材料具有较好结构稳定性和电化学性能. 同时还探讨了LiCu0.1Mn1.9O3.9F0.1的合成及掺杂机理.
    综述
    沼气发酵过程研究进展
    成喜雨 庄国强 苏志国 刘春朝
    . 2008, 8(3):  607-615. 
    摘要 ( )   PDF (285KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    综述了沼气发酵菌群、工艺控制和处理系统方面的研究进展,指出对发酵机理缺乏了解是导致过程不稳和效率不高的主要原因,提出将来的研究重点应通过元基因组手段解析菌群相互作用和代谢网络,建立基于反应器操作、VFAs代谢、活性菌群变化和功能基因表达的多尺度过程控制手段,以及发展原料预处理、科学配伍和两相联产氢气甲烷等工艺来提高系统效率.
    Microscale and Nanoscale Process Systems Engineering: Challenge and Progress
    杨友麒
    . 2008, 8(3):  616-624. 
    摘要 ( )   PDF (221KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    This is an overview of the development of process systems engineering (PSE) in a smaller world. Two different spatio-temporal scopes are identified for microscale and nanoscale process systems. The features and challenges for each scale are reviewed, and different methodologies used by them discussed. Comparison of these two new areas with traditional process systems engineering is described. If microscale PSE could be considered as an extension of traditional PSE, nanoscale PSE should be accepted as a new discipline which has looser connection with the extant core of chemical engineering. Since "molecular factories" is the next frontier of processing scale, nanoscale PSE will be the new theory to handle the design, simulation and operation of those active processing systems.