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生物质气化生产α-烯烃工艺公用工程的生命周期评价及多目标优化

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低碳化学与化工 2024年

作者：奚传栋杨子旭曹晨熙韩一帆华东理工大学化学工程联合国家重点实验室华东理工大学能源化工过程智能制造教育部重点实验室郑州大学先进功能材料制造教育部工程研究中心

公用工程优化在节能减排中具有重要作用。为了有效提升生物质气化生产α-烯烃工艺的经济效益和环境绩效，采用非支配排序遗传算法II（NSGA-II），以经济成本和环境影响最小为目标，构建了生命周期公用工程系统多目标优化模型。分别选择... 详细信息

公用工程优化在节能减排中具有重要作用。为了有效提升生物质气化生产α-烯烃工艺的经济效益和环境绩效，采用非支配排序遗传算法II（NSGA-II），以经济成本和环境影响最小为目标，构建了生命周期公用工程系统多目标优化模型。分别选择煤、天然气和不凝气作为系统燃料，同时引入脱硫脱硝过程以满足SO2和NOx的排放标准。对比了优化前后工艺全流程的生命周期评价结果，验证了该优化方法的有效性。结果表明，在成本优先的情况下，选择煤和不凝气作为系统燃料能够获得较优的解决方案，其经济成本为115.56 CNY/h。在环境优先的情况下，选择天然气和不凝气作为系统燃料更具优势，其环境影响评价为3.92×10-12h-1。经过多目标优化（优化方案2B），工艺全流程的全球变暖潜力降低了24.54%，酸化潜力降低了30.55%，富营养化降低了4.20%，颗粒物降低了71.03%，其他环境影响类别评价亦有所改善。这就验证了本文优化方法在促进α-烯烃生产工艺向可持续发展转型中的应用潜力。

关键词：生命周期评价生物质气化 α-烯烃生产工艺公用工程多目标优化

基于三氧化硫磺化的丹参酮ⅡA磺酸钠的连续化合成

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华东理工大学学报(自然科学版) 2024年

作者：闵书樑周长路王超颖万海涛俞伟辛忠华东理工大学上海市多相结构材料化学工程重点实验室上海上药第一生化药业有限公司

利用飞秒激光微加工技术，制作了一种厘米级类卡特彼勒3D微流控芯片，并在微流控芯片内以三氧化硫为磺化剂连续制备丹参酮ⅡA磺酸钠。停留时间分布测试表明：微流控芯片内的整体流动状态接近于平推流。实验分析得到最佳磺化条件为：磺... 详细信息

利用飞秒激光微加工技术，制作了一种厘米级类卡特彼勒3D微流控芯片，并在微流控芯片内以三氧化硫为磺化剂连续制备丹参酮ⅡA磺酸钠。停留时间分布测试表明：微流控芯片内的整体流动状态接近于平推流。实验分析得到最佳磺化条件为：磺化温度25℃，n(SO3)/n(丹参酮ⅡA)=2.00，停留时间2 min。与传统硫酸间歇工艺相比，产率由68%提升至92.3%，反应时间由2 h降低至2 min,E因子由27.7降低至2.1。实现了丹参酮IIA磺酸钠的绿色、安全、高效连续制备。

关键词：三氧化硫丹参酮ⅡA磺酸钠微流控芯片停留时间分布绿色化学

金属-有机框架催化剂催化解聚木质素生产酚类单体及其衍生物研究进展

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林产化学与工业 2024年第5期44卷 115-124页

作者：鄢博超赵骏肖锦张素平华东理工大学华东理工大学生物质能源与材料研究中心含碳废弃物资源化零碳利用教育部工程研究中心煤液化气化及高效低碳利用全国重点实验室上海200237

木质素是世界上唯一可生产芳香族化合物的可再生资源。金属-有机框架(MOFs)具备金属节点、有机配体和孔结构可灵活功能化的优势,利用MOFs催化木质素高效解聚制备高值酚类单体及其衍生物是木质素资源化利用的最有前景的途径之一。本文介... 详细信息

木质素是世界上唯一可生产芳香族化合物的可再生资源。金属-有机框架(MOFs)具备金属节点、有机配体和孔结构可灵活功能化的优势,利用MOFs催化木质素高效解聚制备高值酚类单体及其衍生物是木质素资源化利用的最有前景的途径之一。本文介绍了木质素的种类与结构特点,以及MOFs的结构和合成策略,以酚类单体及其衍生物为目标产物,着重介绍了木质素解聚生产酚类单体及其衍生物环烷烃、环己醇的最新进展,并对木质素解聚过程中化学键断裂、官能团加氢脱氧机理进行了归纳。最后,总结了当前MOFs催化木质素解聚存在的问题,并提出了未来可能的发展方向。

关键词：木质素解聚金属-有机框架高值化学品

基于高频数据的旱地降雨径流污染物输出特征研究

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浙江农业学报 2024年第2期36卷 391-403页

作者：杨林沛李金文沈根祥朱文俊陈小华陈诚梁利权东华大学环境科学与工程学院上海201620 上海市环境科学研究院国家环境保护新型污染物环境健康影响评价重点实验室上海200233 华东理工大学资源与环境工程学院上海200237

为阐明旱地农田产流特征及面源污染物的排放特征,以上海市崇明岛旱地为研究对象,采用自动取样方法,在自然降雨条件下对旱地径流水文水质进行长期监测。土壤产流能力用径流曲线数(CN)表示,并用高频的电导率(EC)和浊度数据表征可溶性和颗... 详细信息

为阐明旱地农田产流特征及面源污染物的排放特征,以上海市崇明岛旱地为研究对象,采用自动取样方法,在自然降雨条件下对旱地径流水文水质进行长期监测。土壤产流能力用径流曲线数(CN)表示,并用高频的电导率(EC)和浊度数据表征可溶性和颗粒态污染物的浓度变化,通过分析浓度-流量(C-Q)关系,从滞后效应角度研究溶解态和颗粒态污染物的输出特征。结果表明,径流系数与降雨量相关性良好,CN与前期土壤含水率(AMC)的相关关系较好。浊度能够反映悬浮泥沙浓度(SSC)、总磷(TP)浓度,EC能够反映可溶性盐的浓度(用全盐量表征)。浊度-流量总体上呈现顺时针滞后,冲刷作用明显;EC-流量总体上呈现逆时针滞后,稀释作用明显。TP的输出以冲刷作用为主,总氮(TN)、硝态氮(NO_(3)^(-)-N)、氨态氮(NH_(4)^(+)-N)、溶解性总磷(DTP)的输出既有稀释作用也有冲刷作用。TN主要来自土壤溶液,多变的迁移路径是溶解态物质输出大多呈现逆时针滞后的原因。TP主要来自土壤表面,较短的迁移路径是颗粒态污染物输出大多呈现出顺时针滞后模式的原因。本研究获得的溶解态和颗粒态污染物的输出过程和特征可为面源污染防控、水土保持提供科学依据。

关键词：原位监测降雨产流高分辨率面源污染

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反应与传质耦合的PCTG共聚酯圆盘反应器建模与模拟

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化工进展 2024年

作者：郑慧哲王浩泽蒋杰赵玲奚桢浩华东理工大学化学工程联合国家重点实验室中石化(上海)石油化工研究院有限公司华东理工大学能源化工过程智能制造教育部重点实验室

根据卧式单轴圆盘缩聚反应器单盘全混流、全釜多个全混流串联的流动特性，通过共聚酯剪切流变模型、基于官能团模型的复杂反应动力学模型以及挥发性小分子的扩散传质模型耦合，实现了工业规模聚对苯二甲酸乙二醇-1，4-环己烷二甲醇酯（P... 详细信息

根据卧式单轴圆盘缩聚反应器单盘全混流、全釜多个全混流串联的流动特性，通过共聚酯剪切流变模型、基于官能团模型的复杂反应动力学模型以及挥发性小分子的扩散传质模型耦合，实现了工业规模聚对苯二甲酸乙二醇-1，4-环己烷二甲醇酯（PCTG）缩聚过程的逐盘模拟仿真，并分析了反应温度270～285℃、压力50～300Pa、停留时间150～240min、圆盘转速2～8r/min、生产负荷150～300t/d条件范围内的共缩聚过程及产物变化规律。模拟结果表明，提高液位或降低负荷均可增加熔体停留时间，提高圆盘转速可加快熔体表面更新；高温、低压、增加停留时间和加快表面更新的操作均有利于提高共聚酯PCTG的聚合度。该典型缩聚反应器中PCTG共聚酯的缩聚过程建模和模拟仿真可预测聚合反应进度和产品变化，有助于解决高端共聚酯中多元共聚复杂反应体系工程化中关键装备设计难题，指导缩聚反应器的工程放大和生产过程控制优化。

关键词：缩聚反应器共聚酯 1,4-环己烷二甲醇传质模拟

内爆载荷下民机用定向泄爆容器结构的动态响应

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兵工学报 2024年第7期45卷 2383-2392页

作者：左铭朔徐豫新李永鹏李旭东郭德龙杨祥北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081 高能量密度材料教育部重点实验室北京100081 北京理工大学重庆创新中心重庆401120 中北大学机电工程学院山西太原030051 上海飞机设计研究院上海201210

为保证民机航空安全、满足民机抗爆结构设计要求,研究不同当量TNT内爆冲击下民机用定向泄爆容器结构的动态响应。设计用于民机上爆炸物危险排除的定向泄爆容器,通过爆炸试验验证泄爆容器的可靠性,确定泄爆容器的爆炸物临界包容当量为42 ... 详细信息

为保证民机航空安全、满足民机抗爆结构设计要求,研究不同当量TNT内爆冲击下民机用定向泄爆容器结构的动态响应。设计用于民机上爆炸物危险排除的定向泄爆容器,通过爆炸试验验证泄爆容器的可靠性,确定泄爆容器的爆炸物临界包容当量为42 g。进一步对该泄爆容器在不同当量内爆载荷下的动态响应进行数值仿真,分析塞块的运动过程以及内爆载荷对泄爆容器的作用机理。研究结果表明:剪切销在爆炸冲击波作用下剪切断裂,剪断过程中塞块发生振动,剪切销剪断后塞块持续加速,容器内最终产生约7.5 MPa的准静态压力,塞块冲破机身壁板后匀速飞出,容器泄压并自泄爆口向内形成约0.38~0.85 MPa的压强梯度;TNT当量对塞块飞行速度的影响明显,塞块飞行速度随当量的增加而提高,且提高率不断减小。所得研究结果可为民机防爆容器的设计以及应用提供支撑。

关键词：民机定向泄爆内爆载荷容器动态响应有限元模拟

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采用沉淀−煅烧法回收盐湖卤水中镁资源制备镁橄榄石耐火材料

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第2期34卷 694-708页

作者：张烨胡岳华王丽孙伟华东理工大学化工学院国家盐湖资源综合利用工程技术研究中心上海200237 中南大学资源加工与生物工程学院战略含钙矿物资源清洁高效利用湖南省重点实验室长沙410083

通过沉淀−煅烧法研究盐湖锂镁分离和镁资源制备高附加值的镁橄榄石耐火材料。采用Na_(2)SiO_(3)和NaOH组合沉淀剂将盐湖卤水中的锂、镁离子沉淀分离,获得不同MgO/SiO2摩尔比的镁沉淀物。镁沉淀物主要由无定形硅酸镁和氢氧化镁堆积而成,... 详细信息

通过沉淀−煅烧法研究盐湖锂镁分离和镁资源制备高附加值的镁橄榄石耐火材料。采用Na_(2)SiO_(3)和NaOH组合沉淀剂将盐湖卤水中的锂、镁离子沉淀分离,获得不同MgO/SiO2摩尔比的镁沉淀物。镁沉淀物主要由无定形硅酸镁和氢氧化镁堆积而成,在1400℃条件下的质量残留率均在62%以上。高温烧结实验表明,在Mg/Na_(2)SiO_(3)/NaOH的摩尔比为1:0.6:0.8、烧结温度为1350℃、时间为210 min的条件下,镁沉淀物可制备成性能优良的耐火材料,其耐火度在1800℃以上,抗压强度为190.73 MPa,体积密度为2.53 g/cm^(3),显气孔率为5.94%。所制备的耐火材料主要为镁橄榄石相,含有少量的顽火辉石相。

关键词：盐湖卤水组合沉淀剂锂镁沉淀分离镁沉淀物镁橄榄石耐火材料

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聚己内酯基准聚轮烷的构建技术

化学工程师 2024年第7期38卷 59-63页

作者：尹晓璇禚可欣王若华陈健壮林绍梁华东理工大学材料科学与工程学院材料国家级实验教学示范中心上海200237

准聚轮烷作为一种新型超分子体系,已被广泛应用于生物传感器、分子机器及药物控释载体等诸多领域。本文首先简要介绍了聚己内酯(PCL)基准聚轮烷的研究意义,然后基于不同的环状主体对PCL基准聚轮烷的构建技术进行了分类和举例介绍,最后对... 详细信息

准聚轮烷作为一种新型超分子体系,已被广泛应用于生物传感器、分子机器及药物控释载体等诸多领域。本文首先简要介绍了聚己内酯(PCL)基准聚轮烷的研究意义,然后基于不同的环状主体对PCL基准聚轮烷的构建技术进行了分类和举例介绍,最后对PCL基准聚轮烷的发展前景进行了展望。本文工作可为功能性超分子聚合物的研究提供借鉴。

关键词：聚己内酯环糊精冠醚柱芳烃准聚轮烷

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基于网络药理学和设计空间优化黄芩提取工艺

华东理工大学学报（自然科学版） 2024年第2期50卷 221-230页

作者：罗知微顾丽芸韩伟薛东升华东理工大学药学院制药工程与过程化学教育部工程研究中心上海市新药设计重点实验室上海200237 上海凯宝药业股份有限公司上海201401

通过超高效液相色谱-四级杆飞行时间质谱分析黄芩提取液的物质基础,从中鉴定出了26个黄酮与黄酮醇类化合物,并以药物和疾病为导向,利用网络药理学筛选黄芩苷、野黄芩苷、汉黄芩苷和汉黄芩素为主要活性成分。将这些物质的得率作为提取工... 详细信息

通过超高效液相色谱-四级杆飞行时间质谱分析黄芩提取液的物质基础,从中鉴定出了26个黄酮与黄酮醇类化合物,并以药物和疾病为导向,利用网络药理学筛选黄芩苷、野黄芩苷、汉黄芩苷和汉黄芩素为主要活性成分。将这些物质的得率作为提取工艺优化的评价指标,以先水提后醇提的方法,通过确定性筛选实验设计考察工艺参数对评价指标的影响,从而建立黄芩提取的设计空间。实验设计的操作范围为:第1次提取时间为35~45 min,液固比为16~18 mg/L;第2次提取乙醇体积分数为35%~45%,温度为78~82℃,时间为45 min,液固比为14~16 mg/L。实验结果表明本文提取工艺稳定可靠,提高了工艺研究与药物临床的相关性,可为药物质量提升与工艺开发提供思路。

关键词：黄芩超高效液相色谱-质谱联用网络药理学设计空间提取工艺优化