过程工程学报

宋国良齐晓宾宋维健吕清刚

过程工程学报. 2015, 15(4): 541-547. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215210 　　CSTR: 32067.14.jproeng.215210

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在0.25 t/d高碱煤热化学转化热态实验台上对不同气化温度下神华准东高碱煤中碱金属的迁移分配特性进行了实验研究. 结果表明，煤中Na主要以水溶态形式存在，K主要以不溶态形式存在. 在不同气化温度下，底渣中的Na含量总体上高于循环灰中，气化温度越高对飞灰中Na, K的迁移分配特性影响越显著，Na, K迁移特性差异明显. 在850~1000℃气化条件下，煤中86.7%~93.1%的Na冷凝富集于飞灰中，主要以NaCl晶相形态存在.

基于均匀设计与BP神经网络优化制备SiO2基相变调湿复合材料的预测模型

张浩顾恒星黄新杰刘秀玉

过程工程学报. 2015, 15(4): 548-554. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215206 　　CSTR: 32067.14.jproeng.215206

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以SiO2为载体、脂肪酸为相变材料制备SiO2基相变调湿复合材料，运用均匀实验设计结合BP神经网络优化制备参数，对最优材料进行表征，建立了优化制备工艺与综合相变调湿性能的BP神经网络模型. 结果表明，最优制备条件为溶液pH值为3.63、超声波功率100 W、去离子水与正硅酸乙酯物质的量比9.71、无水乙醇与正硅酸乙酯物质的量比5.18、脂肪酸与正硅酸乙酯物质的量比0.51；最优SiO2基相变调湿复合材料在相对湿度97.30%时的平衡含湿量为0.3057 g/g，从30℃到15℃的降温时间为1445 s，综合相变调湿性能为1.6014，实验结果与模型预测值吻合较好，相对误差为-1.70%~1.89 %. 脂肪酸包覆于SiO2的网络孔隙结构中形成最优SiO2基相变调湿复合材料，粒径主要分布在约100 nm. 验证了利用二次回归方程对均匀设计实验的分析成果.

基于小波分析理论的指数平滑模型预测自然陈化中钢渣f-CaO含量

张浩杨刚刘秀玉刘影朱庆明

过程工程学报. 2015, 15(4): 555-558. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215180 　　CSTR: 32067.14.jproeng.215180

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采用自然陈化方法处理滚筒钢渣，跟踪检测渣中游离氧化钙(f-CaO)含量，分析f-CaO含量变化机理；运用小波分析理论和指数平滑模型建立了指数平滑模型，预测滚筒钢渣自然陈化过程中f-CaO含量. 结果表明，自然陈化方法可有效降低滚筒钢渣中f-CaO含量，A类滚筒钢渣自然陈化180 d后f-CaO含量约为1.2%，B类滚筒钢渣自然陈化60 d后f-CaO含量为5.0%~6.0%，满足安全利用要求；基于小波分析理论的指数平滑模型的预测值与实验值吻合较好，相对误差为-3.442%~4.651%，有效提高了滚筒钢渣自然陈化中f-CaO含量预测精度.

腾冲高泥氧化锌矿选矿实验研究

冉金城刘全军张治国李涤非

过程工程学报. 2015, 15(4): 559-566. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215202 　　CSTR: 32067.14.jproeng.215202

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针对腾冲某氧化锌矿嵌布粒度细、含泥量高的技术难题进行了选矿实验研究. 结果表明，该矿中锌品位为6.65%、铁品位为12.31%，锌氧化率达92.83%，锌主要以异极矿形式存在，铁主要以磁铁矿形式存在. 经多个实验流程对比分析，采用预先洗矿(洗去小于37 mm粒级的颗粒)、沉砂磨矿后先磁选后浮选的流程，确定最佳磨矿细度为小于75 mm的颗粒达91.74%，弱磁选电流为4 A，粗选药剂用量为碳酸钠2 kg/t、六偏磷酸钠2 kg/t、硫化钠13 kg/t、KPR 2 kg/t. 采用闭路选矿流程，得到锌品位为27.89%、回收率75.26%的氧化锌精矿和铁品位为61.25%、回收率51.65%的铁精矿. 通过Zeta电位分析捕收剂KPR与异极矿的作用机理.

硫脲浸出烧结灰中银的动力学

常军张佴栋周俊文张利波彭金辉任晓鹏

过程工程学报. 2015, 15(4): 567-573. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215177 　　CSTR: 32067.14.jproeng.215177

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以炼铁烧结灰水浸渣为原料，在物相分析的基础上，用硫脲选择性浸取其中的银，考察了物料粒径、浸出温度、硫脲浓度、浸出时间、搅拌速度对银浸出率的影响. 结果表明，在液固体积质量比8 mL/g、原料粒径96~80 mm、浸出温度50℃、硫脲浓度22 g/L、浸出时间120 min、搅拌速度400 r/min的条件下，银浸出率接近90%. 硫脲浸出水浸渣中的银符合收缩未反应核模型，反应表观活化能为29.7 kJ/mol，反应级数近似为1，动力学限制环节为通过固体产物层的内扩散控制.

疏水性离子液体萃取芳香化合物及其再生

马少玲王杰彭璟周爱东蒋登超

过程工程学报. 2015, 15(4): 574-578. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215168 　　CSTR: 32067.14.jproeng.215168

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利用疏水性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐[Bmim][PF6]、1-丁基-3-乙基咪唑六氟磷酸盐[Beim][PF6]、1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐[Bmim][Tf2N]对水溶液中的9种芳香化合物进行萃取，以苯胺为代表对萃取工艺进行了优化，考察了乙醚、正丁醇等低极性溶剂对离子液体的再生情况. 结果表明，在室温下，当相比O/A=0.2、时间为10 min时，[Bmim][PF6]对苯胺的萃取率达87.2%，分配系数为34.1，效果明显高于甲苯、正辛醇等传统有机溶剂. 芳香化合物的分子结构对萃取有较大影响，萃取率及分配系数随溶质疏水性增加而增加. 用乙醚作为反萃剂效果较好，苯胺和离子液体的回收率分别为93.1%和95.2%，溶质及离子液体均能实现资源化回收利用.

酸浸提取煤矸石中氧化铝工艺优化及其动力学

刘成龙夏举佩张永波

过程工程学报. 2015, 15(4): 579-583. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215181 　　CSTR: 32067.14.jproeng.215181

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以贵州盘县煤矸石为原料，采用单因素实验和正交实验方法，以浓硫酸为酸浸介质酸浸提取煤矸石中氧化铝，考察了酸浸反应主要影响因素，研究了浸出动力学. 结果表明，最佳酸浸提取条件为：酸矸质量比1.4，反应时间4 h，反应温度170℃. 该条件下氧化铝的浸取率达98.47%. 该酸浸反应过程符合收缩未反应核模型的粒径不变缩核模型，反应受界面化学反应控制，反应动力学方程为1-(1-x)1/3=kt，反应活化能为61.32 kJ/mol.

粉煤灰酸浸溶液中铁铝离子的萃取分离

贾光林李明玉王琪瑶刘海豪

过程工程学报. 2015, 15(4): 584-588. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215152 　　CSTR: 32067.14.jproeng.215152

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采用N503和TBP、正辛醇、煤油组成的复合萃取体系，对粉煤灰酸浸溶液中的铝与铁进行萃取分离，考察盐酸浓度、氯离子浓度、萃取剂比例对Fe3+萃取率的影响，以低浓度HCl溶液反萃负载铁有机相，并通过逆流实验确定最佳工艺条件. 结果表明，采用N503:TBP:正辛醇:煤油=3:1:1:5(j)的萃取体系，在初始铁浓度为0.96 mol/L、铝浓度为0.22 mol/L、萃取相比O/A=2:1条件下，经5级逆流萃取，Fe3+的萃取率大于99.8%，铝几乎没有损失. 用0.01 mol/L HCl溶液作反萃剂，反萃相比O/A=2.5:1，经6级逆流反萃，反萃液中铁浓度达1.8 mol/L. 分析了有机相负载铁前后官能团的红外光谱图.

新型旋转填料床脱除烟气中SO2的实验研究

张芳芳刘有智祁贵生谷德银

过程工程学报. 2015, 15(4): 589-593. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215211 　　CSTR: 32067.14.jproeng.215211

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在新型旋转填料床中以NaOH为吸收液脱除烟气中的SO2，考察了超重力因子、液气体积比、进气量等因素对脱硫率(h)和气相传质系数(KGa)的影响及循环次数对脱硫率和溶液pH值的影响. 结果表明，h随超重力因子、液气体积比增加而增加，随进气量增加而降低；KGa随超重力因子、液气体积比、进气量增加而增加. 脱硫率和溶液pH值随循环次数增加呈下降趋势. 最佳操作条件为：超重力因子67，进气量55 m3/h，液气体积比(1.1~1.3)′10-3. 在该条件下，出口气体中SO2浓度低于100 mg/m3，h稳定在约98.7%，比多级雾化旋转填料床提高18.7%. 对实验数据进行回归，拟合出KGa与气相雷诺数ReG、液相韦伯数WeL和伽利略数Ga之间的关联式为

活性炭吸附提取氰化亚金离子的数学模拟

杨中山刘庭耀王宝韩丽辉刘青

过程工程学报. 2015, 15(4): 594-598. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215041 　　CSTR: 32067.14.jproeng.215041

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以含金工业废水的处理装置为研究对象及镍离子代替氰化亚金离子，对Φ0.2 m×0.5 m吸附柱中活性炭吸附氰化亚金离子进行数学模拟，得到不同条件下氰化亚金离子的吸附柱穿透曲线和吸附负荷分布曲线. 结果表明，当氰化亚金离子的进料流量为0.001 m3/s，进料浓度为 7.614′10-5 kmol/m3，传质系数为0.001 s-1时，吸附床层开始穿透时间为47.61 h，完全被穿透时间为124.14 h；增大进料流量和进料浓度可提高床层被穿透的速度，而当传质系数≥0.001 s-1时，氰化亚金离子吸附穿透曲线不再随传质系数增大而变化.

基于简单碰撞理论的生物质焦炭气化反应的活化能

邵振华汪小憨曾小军吴勇

过程工程学报. 2015, 15(4): 599-606. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215212 　　CSTR: 32067.14.jproeng.215212

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利用热重分析仪在800~1000℃及750~1000℃下分别对11种生物质原焦及6种生物质脱灰焦进行了CO2等温气化实验，用碳转化率x=0.2时的瞬时气化反应速率rc,0.2对反应速率rc进行无量纲化处理；根据简单碰撞理论，推导得出了生物质焦炭气化反应速率的表达式，求取了17种生物质焦炭气化反应的活化能；结合催化理论与简单碰撞理论建立了生物质焦炭气化反应活化能的经验预测模型. 结果表明，转化率达0.2后，各焦炭不同温度下无量纲气化反应速率曲线基本重合，表明不同温度下焦炭微观结构在转化过程中具有基本相同的演变规律. 各焦炭的活化能与催化剂所占据的活性位比例存在良好的对数关系. 忽略催化效应的影响，焦炭本征气化反应的活化能趋于某一定值，约为254.35 kJ/mol，而完全催化反应活化能约为66.02 kJ/mol.

在低铁水比条件下强化脱磷效果的新型双联转炉法炼钢工艺

陈绍春朱荣黄标彩杨竹芳卢帝维林新强

过程工程学报. 2015, 15(4): 607-613. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215114 　　CSTR: 32067.14.jproeng.215114

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探讨了双联转炉法(MURC)炼钢工艺特性，开发了适应福建三钢闽光股份有限公司低铁水比转炉炼钢生产要求的新型MURC炼钢工艺制度. 结果表明，新型MURC炼钢工艺的控制重点是促进脱磷期石灰熔化，应根据铁水Si含量计算石灰加入量，以促进石灰熔化及碱度控制；根据该公司低铁水比的冶炼特点，脱磷期温度应在1330~1360℃；目标碱度及炉渣总铁量应适当降低，以满足冶炼反应动力学要求. 新工艺出钢C平均含量为0.183%，P平均含量为0.0183%，平均脱磷率达90%，钢铁料消耗较常规工艺平均降低2.3 kg/t，石灰消耗平均降低11.2 kg/t.

添加KNO3对Al与CO2热反应特性及点火燃烧性能的影响

孙蓉朱宝忠孙运兰王婷王双

过程工程学报. 2015, 15(4): 614-619. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215159 　　CSTR: 32067.14.jproeng.215159

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采用热分析仪和可视化管式炉研究了添加KNO3对纳米铝粉在CO2气氛中的热反应特性和点火燃烧特性的影响. 结果表明，随KNO3添加量增加，纳米铝粉着火点降低. 添加1%和5%(w) KNO3可分别使着火点温度降低18.3和37.9℃，并使燃烧特性指数增加，但增加程度逐渐降低. 添加KNO3可加速纳米铝粉在CO2气氛中的点火过程，使铝粉氧化反应更剧烈. 添加KNO3后纳米铝粉的燃烧产物中除有大量a-Al2O3与少量单质Al外，还存在部分g-Al2O3.

煤在铜渣熔融还原铁尾渣降温中的热解特性

蔚俊强李磊谢晓峰王飞刘继磊胡建杭

过程工程学报. 2015, 15(4): 620-625. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215172 　　CSTR: 32067.14.jproeng.215172

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通过动力学计算，结合XRD和气相色谱分析，对降温条件下单煤及以铜渣熔融还原尾渣为载体的煤的热解行为进行了研究. 结果表明，在初始温度1200℃、降温速率6.667 K/min条件下，煤混渣中煤热解最大速率较单煤增大，时间提前6~7.5 min，失重增加4.51%~11.43%；煤混渣热解气体中H2含量增高，原因为渣中CaO组分对煤中芳香环的脱氢效应；单煤及煤混渣样在降温过程中热解及气化反应均属一级反应，煤混渣样初始热解及气化反应表观活化能低于单煤，但主热解区表观活化能大于单煤，原因为主热解区还原性气氛增强，同步发生渣中高价铁氧化物的还原，反应类型增加，表观活化能变大.

生物质空气气化过程的有效能分析

诸林陈虎蒋鹏

过程工程学报. 2015, 15(4): 626-631. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215195 　　CSTR: 32067.14.jproeng.215195

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以空气为气化介质，选取松木、玉米秸秆、木屑为气化原料，运用ASPEN PLUS软件并结合Fortran编程对基于自热固定床反应器的生物质气化过程进行了模拟，探讨了空气当量比(ER)和生物质含水量对干气低位热值、气化炉温度、干气组成和气化有效能效率的影响. 结果表明，在生物质含水量一定时，随ER增加，干气低位热值降低，气化温度升高，干气中CO含量先增加后减少，H2含量降低，有效能效率先升高后降低；ER一定时，随生物质含水量增加，干气低位热值降低，气化温度先降低后升高，干气中CO含量降低，H2含量先升高后降低；当松木、玉米秸秆、木屑的含水量为20%(w)、ER分别取0.25, 0.2和0.15时，最大有效能效率分别为61.67%, 60.23%和54.98%.

高炉内炉瘤位置分布对煤气流分布的影响机理

赵国磊程树森李超赵军

过程工程学报. 2015, 15(4): 632-638. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215174 　　CSTR: 32067.14.jproeng.215174

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以实际3200 m3生产高炉为研究对象，建立了高炉内煤气流动与传热的二维稳态数学模型，设置中心距模型底面高度为8.4, 10, 12, 15 m的炉瘤，研究其对炉内煤气流动及煤气与炉料间传热的影响. 结果表明，炉瘤位置在一定范围内升高，炉内形成的软熔带顶部位置逐渐降低，根部位置升高，整体高度分别为9.85, 9.25, 8.36和6.92 m，导致焦窗层减少，软熔带透气性变差；径向距中心4 m的截线上炉内总压差依次为171, 174, 179和192 kPa；中心气流相对边缘逐渐减少，在距模型底面高度8 m的截线上中心与边缘的温差依次为742, 549, 429, 318 K.

梅花孔板纵向流换热器壳程流动与传热的三维数值模拟

李雅侠娄岩战洪仁张静吴剑华

过程工程学报. 2015, 15(4): 639-645. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215199 　　CSTR: 32067.14.jproeng.215199

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基于梅花孔板纵向流换热器的三维物理模型，采用RNG k-e湍流模型，对其壳程流动与传热特性进行了数值模拟，以空气为工作介质，考察了孔板开孔率y=0.148, 0.18和0.214的换热器在雷诺数Re=4000~12000范围内的传热和压降. 结果表明，流体流过梅花孔后产生贴壁射流，射流的卷吸和二次流作用有利于流体的混合与传热. 换热器壳程平均努塞尔数Nu和单位长度压降Dp/lz均随开孔率y和折流板间距L减小而增大；与相同条件下弓形折流板换热器相比，在研究范围内，该流换热器的Nu提高了14.9%~52.88%，Dp增减幅度为152.85%~-16.62%，综合性能系数PEC为1.03~1.44，适当增大开孔率y和孔板间距L可提高换热器的综合传热性能.

非水介质中表面引发接枝聚合法制备接枝微粒PMAA/SiO2及其对阿魏酸的氢键吸附性能

孟建陈璐璐李延斌高保娇

过程工程学报. 2015, 15(4): 646-652. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215191 　　CSTR: 32067.14.jproeng.215191

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以偶联剂γ-巯丙基三甲氧基硅烷(MPMS)对微米级硅胶微粒进行表面改性，制得表面键合巯基的改性微粒MPMS-SiO2. 在非水溶剂二甲基甲酰胺(DMF)中使偶氮二异丁腈(AIBN)与MPMS-SiO2表面的巯基(-SH)构成表面引发体系(-SH/AIBN)，实现甲基丙烯酸(MAA)在非水介质中的表面引发接枝聚合，制得接枝度为20 g/100 g的接枝微粒PMAA/SiO2，对其进行了表征，考察了主要因素对MAA表面引发接枝聚合的影响规律，研究了PMAA/SiO2对酚酸化合物阿魏酸的氢键吸附作用. 结果表明，-SH/AIBN可顺利引发MAA在非水介质中的接枝聚合，适宜条件为75℃，AIBN用量为单体质量的1.5%. 在PMAA/SiO2与阿魏酸分子之间可产生强氢键作用，包括高强度的多位点常规氢键与p型氢键，导致PMAA/SiO2对阿魏酸有强吸附力，吸附容量达266 mg/g. 质子性溶剂甲醇中的溶剂竞争吸附作用使阿魏酸的吸附容量降低，升高温度吸附容量降低.

白油佐剂粒径均一性与炎症和免疫学效应的相关性

刘雁南王连艳杨婷媛刘艳辉马光辉

过程工程学报. 2015, 15(4): 653-658. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215189 　　CSTR: 32067.14.jproeng.215189

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采用高速搅拌和快速膜乳化法制备鸡新流二联白油佐剂疫苗，考察了疫苗粒径均一性与疫苗引起的炎症反应和免疫学效应的关系. 结果表明，2种疫苗粒径约为1.0 mm，快速膜乳化疫苗(ME vaccine)的多分散系数(PDI)为0.036，高速搅拌疫苗(HS vaccine)的PDI值为0.279，前者粒径分布更均一. 两种疫苗的HI抗体和IgG抗体水平无显著差异. HS vaccine注射部位炎症因子IL-1b, IL-6, IL-17, TNF-a表达量最高分别为45, 7, 25和80 pg/mL，显著高于ME vaccine(均低于5 pg/mL). 均一白油佐剂疫苗在诱导有效免疫应答的同时，引起的炎症反应更轻.

生物质固定化硫酸盐还原菌处理废水中重金属离子

于彩虹李春燕刘娟张万众吴东奎丁燕燕朱晓晶董聿森

过程工程学报. 2015, 15(4): 659-664. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215169 　　CSTR: 32067.14.jproeng.215169

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采用海藻酸钠和3种生物质载体(稻壳、玉米芯、秸秆)固定化的硫酸盐还原菌(SRB)处理单一重金属(700 mg/L Fe2+, 75 mg/L Cu2+, 120 mg/L Pb2+, 80 mg/L Cd2+)废水，筛选出稻壳为效果较优的固定化载体，并对合成重金属废水(含400 mg/L Fe2+, 30 mg/L Cu2+, 50 mg/L Pb2+, 40 mg/L Cd2+)的处理效果作了进一步研究. 结果表明，稻壳固定化SRB去除单一重金属时，Fe2+, Cu2+, Pb2+, Cd2+去除率分别为99%, 100%, 100%, 100%；处理合成重金属废水时，4种重金属去除率分别为98.06%, 100%, 99.35%, 100%.

基于包裹效应的微藻培养光衰减模型

颜日明毛玲雯张志斌汪涯杨慧林朱笃

过程工程学报. 2015, 15(4): 665-669. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215201 　　CSTR: 32067.14.jproeng.215201

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基于藻细胞对光的包裹效应并结合藻细胞的光衰减数据，建立了藻细胞培养的光衰减指数模型，Ka=Kam+ Cexp(-eX)，以文献数据对其进行了检验. 结果表明，模型与文献数据的拟合相关系数分别为0.99965和0.99832. 不同藻细胞对最小比消光系数Kam、参数C和比例系数e有影响，但Kam+C值相对稳定. 色素含量对比消光系数Ka有一定影响，Synechococcus sp. PCC7942的Ka约为240 m2/kg.

稻壳制备活性炭联产二氧化硅工艺

孔艳姚常斌曾鸣初茉 Vo Thi Diem Kieu 许光文

过程工程学报. 2015, 15(4): 670-676. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215200 　　CSTR: 32067.14.jproeng.215200

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采用物理法将稻壳炭化，炭化料用酸碱处理，固体残渣经高温水蒸汽活化制备活性炭，脱灰液体采用沉淀法制备SiO2. 结果表明，用2.5 mol/L NaOH溶液按液固比10 mL/g脱灰的炭化料所制活性炭比表面积为961.8 m2/g，比不脱灰炭化料所制活性炭增加136%，总孔容积增加103.8%，对碘和亚甲基蓝的吸附容量分别为1270和300 mg/g. 在10% HCl、煅烧温度600℃条件下所制SiO2粒径为40~60 nm，为无定型结构，比表面积达330 m2/g，纯度达99.84%.

CPS微球固载的TEMPO的制备及其对分子氧氧化醇的催化性能

董婷婷毕丛丛高保娇

过程工程学报. 2015, 15(4): 677-682. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215205 　　CSTR: 32067.14.jproeng.215205

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以交联聚苯乙烯(CPS)微球为载体，通过Friedel-Crafts酰基化反应和亲核取代反应化学固载2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基(TEMPO)，制备了非均相催化剂微球TEMPO/CPS，对其化学结构和形貌进行了表征；考察了主要因素对氯丁酰氯(CBC)与CPS微球Friedel-Crafts酰基化反应的影响，优化了反应条件；将微球与Fe(NO3)3构成共催化剂，用于肉桂醇和1-苯乙醇的分子氧催化氧化. 结果表明，CBC与CPS微球的Friedel-Crafts酰基化反应最适宜的Lewis酸催化剂为AlCl3，最适宜的溶剂为氯仿，反应过程中发生附加交联反应，影响微球强度，适宜的反应温度为75℃，时间为5 h，该条件下制备了TEMPO固载量为1.78 mmol/g的TEMPO/CPS微球. 其与助催化剂Fe(NO3)3构成的共催化剂具有高催化活性，可在75℃、常压氧气条件下反应24 h将1-苯乙醇氧化为苯乙酮，1-苯乙醇转化率为88%，也能有效将肉桂醇氧化为肉桂醛.

纳米TiO2/CNT/ZrO2膜电极的制备及其对2-吡啶甲醛的电催化还原

秦国旭程东李雷张敏万新军

过程工程学报. 2015, 15(4): 683-687. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215207 　　CSTR: 32067.14.jproeng.215207

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通过溶胶-凝胶法在Ti表面修饰一层纳米TiO2/CNT/ZrO2复合膜，采用循环伏安和电解合成法研究了复合膜电极在离子液体1-甲基-3-乙基咪唑四氟硼酸盐([EMI]BF4)中对2-吡啶甲醛的电催化还原活性. 结果表明，复合膜为多孔网状结构，粒径约20 nm的TiO2和ZrO2晶粒负载在管径40~60 nm的碳纳米管(CNT)上，纳米TiO2中掺杂ZrO2和CNT后电极催化性能显著改善. 在[EMI]BF4中，控制电位为-1.40 V，用复合膜电极作阴极，Ti(IV)/Ti(III)氧化还原电对作为媒质间接电还原2-吡啶甲醛为2-哌啶甲醇，平均电流效率为85.6%，产率为83%. 反应机理为电化学偶联随后化学催化反应.

聚苯胺/纳米CuO复合颗粒的制备及其性能

王红玉本莲芳田华王智博

过程工程学报. 2015, 15(4): 688-792. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215131 　　CSTR: 32067.14.jproeng.215131

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采用原位掺杂聚合法制备聚苯胺/CuO纳米复合粒子，对其进行了表征，考察了其催化性能和抗菌性能. 结果表明，聚苯胺在CuO表面包覆，得到棒状核-壳结构的聚苯胺/纳米CuO复合粒子，其具有良好的催化性能，能加速H2O2分解，累积产气1500 mL；随CuO含量增加，复合粒子电导率明显下降，导电性能逐渐减弱，纳米CuO含量为0.6 g时，导电能力很弱，电导率为0.02 S/cm. 随CuO含量增加，复合粒子抗菌性能逐渐增强，金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌圈直径分别达35.8和19.6 mm.

强酸性可聚合离子液体的合成及其催化酯化性能

张文李梅生周守勇赵宜江邢卫红

过程工程学报. 2015, 15(4): 693-697. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215223 　　CSTR: 32067.14.jproeng.215223

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采用两步法合成了3种不同阳离子侧链长度(烯丙基和乙烯基)及不同阴离子种类(硫酸根和三氟甲基磺酸)的可聚合酸性离子液体，对其进行了表征. 结果表明，3种离子液体符合理论设计结构特点，且分解温度都在200℃以上；离子液体的催化活性不仅与其阴离子结构有关，还与其侧链长度有关. 将1-磺酸丁基-3-乙烯基咪唑硫酸氢盐聚合固载到改性凹凸棒土表面，在反应温度65℃、甲醇与油酸摩尔比6:1、固载催化剂用量0.7 g [固载率为36%(w)]的条件下，反应5 h后油酸甲酯产率可达58%，重复4次后酯化产率仍达33%以上，且催化剂易分离回收.

氯化钆在熔盐LiCl-KCl中的电化学性质

周文刘雅兰王长福刘峙嵘

过程工程学报. 2015, 15(4): 698-702. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215230 　　CSTR: 32067.14.jproeng.215230

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研究了熔盐LiCl-KCl中Gd3+在钨电极上的电化学行为，采用改进的开路计时电位法和计时电位法研究了Gd3+/Gd氧化还原反应的热力学和动力学性质. 结果表明，Gd3+在钨电极上的还原为一步还原，计算得GdCl3在熔盐LiCl-KCl中的摩尔生成焓和熵分别为-1030.475 kJ/mol和-198.2 J/K, 691 K温度下扩散系数为0.62×10-5 cm2/s.

磷钼钒杂多酸的合成及其对染料废水的光催化降解性能

侯跃王轶博高丽华张鑫王怡娟杨骏青赵鸣卿淼晴

过程工程学报. 2015, 15(4): 703-707. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215166 　　CSTR: 32067.14.jproeng.215166

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采用分步酸化加热回流方法合成了磷钼钒杂多酸H7[P2Mo17VO62]×39H2O，用红外光谱表征了其结构，考察了其对罗丹明B光降解的催化作用. 结果表明，没有杂多酸H7[P2Mo17VO62]·39H2O催化时，单独进行紫外光照射罗丹明B降解率仅17.5%；H7[P2Mo17VO62]×39H2O催化剂浓度增加，罗丹明B的降解率升高，最高达75%. 同时探讨了Dawson型杂多酸H7[P2Mo17VO62]×39H2O对有机污染物的光催化降解机理.

Fe2+掺杂秸秆黑炭电极的制备及对水中Zn2+的吸附

谢永陈祥凤赵国庆王红艳张瑞

过程工程学报. 2015, 15(4): 708-712. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215142 　　CSTR: 32067.14.jproeng.215142

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：将玉米秸秆无氧炭化，以葡萄糖为粘合剂掺杂Fe2+水热制备秸秆炭电极，表征了其结构和形貌，考察了电压、时间、pH值对Fe2+炭化电极吸附模拟废水中Zn2+的影响. 结果表明，玉米秸秆与FeSO4×7H2O按质量比1:1所制电极疏松多孔、鼓泡均匀. 在电压14 V、pH值8.0、吸附150 min的条件下，对Zn2+的去除率达88.2%.

离子液体体系电解铝技术的研究与应用进展

郑勇王倩郑永军吕会超

过程工程学报. 2015, 15(4): 713-720. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.215194 　　CSTR: 32067.14.jproeng.215194

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指出了传统高温电解铝工艺存在的严重问题，在此基础上总结了新型低温熔盐?离子液体的结构和性质，重点综述了近年来离子液体低温电解铝技术的特点、基础研究与应用进展. 通过系统分析表明，离子液体法的反应温度可降至100℃以下乃至室温附近，反应能耗一般低于10 kW×h/kg，同时也减少了CO2, CO和氟化氢等有害物质的排放. 以铝为阳极时，该技术还能应用于低温铝精炼、铝合金与纳米铝的制备，不仅提高了反应效率和产物纯度，也扩展了铝产品种类和研究领域. 这主要归功于离子液体良好的物理化学性能和较强的结构可调性. 未来应进一步加深对体系构效关系的认识，建立电极反应的调控机制，实现技术的集成放大.

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