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EGSB-SBR-臭氧氧化组合工艺处理石化工业废水的研究

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工业水处理 2024年

作者：赵帆龚茜韩严和郭智季华马雪姣北京石油化工学院苏伊士环境科技(北京)有限公司

石化工业废水因其COD浓度高，含有毒及难降解物质且成分复杂，对生态环境、水体安全健康造成严重危害，需要进行有效处理才能排放。而仅采用单一的工艺技术很难满足日益严格的污水排放标准，因此构建了一种EGSB-SBR-臭氧氧化组合工艺，... 详细信息

石化工业废水因其COD浓度高，含有毒及难降解物质且成分复杂，对生态环境、水体安全健康造成严重危害，需要进行有效处理才能排放。而仅采用单一的工艺技术很难满足日益严格的污水排放标准，因此构建了一种EGSB-SBR-臭氧氧化组合工艺，考察其对某石化企业产生的SAR废酸浓缩冷凝液、RO浓水、顺酐废水及PPG废水的混合水的处理效果。结果表明，在厌氧处理中，EGSB工艺对该混合水的处理效果较好，当进水COD为4 000～9 000 mg/L时，容积负荷可达到5 kgCOD/(m3·d)左右，COD去除率可稳定在80%以上，CH4产气率可达300 NmlCH4/gΔCOD。厌氧工艺的出水经过好氧SBR工艺进一步处理后，COD平均去除率可达80%以上，最高污泥负荷达到0.19 kgCOD/（kgMLSS·d）。好氧实验的出水经臭氧氧化工艺深度处理后，COD平均去除率达60%，臭氧投加比在3.6以下。结果表明，EGSB-SBR-臭氧氧化组合工艺对目标混合废水的处理效果较好，该组合工艺可为实际工程项目提供技术支持。

关键词：厌氧消化好氧SBR工艺臭氧氧化组合工艺工业废水

“Grafting from”法制备高载量大孔弱阳离子交换层析介质

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高等学校化学学报 2024年第3期45卷 64-72页

作者：郭旺姜泽平马磊乔娟莫文清靳海波何广湘黄永东张荣月北京石油化工学院新材料与化工学院燃料清洁化及高效催化减排技术北京市重点实验室北京102617 中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室北京100190

针对大孔聚合物层析介质孔径大、比表面积低而导致的蛋白结合容量低的问题,采用“graftingfrom”策略,以大孔聚丙烯酸酯微球为基质,通过氧化还原引发甲基丙烯酸在微球表面接枝聚合,制备了高载量弱阳离子交换层析介质.研究了单体浓度、... 详细信息

针对大孔聚合物层析介质孔径大、比表面积低而导致的蛋白结合容量低的问题,采用“graftingfrom”策略,以大孔聚丙烯酸酯微球为基质,通过氧化还原引发甲基丙烯酸在微球表面接枝聚合,制备了高载量弱阳离子交换层析介质.研究了单体浓度、过硫酸钾浓度及反应温度等因素对蛋白结合容量的影响.所得介质的蛋白静态结合容量和动态结合容量分别达到252.21和157.25mg/mL;同时发现具有一定离子交换容量的该类介质能够在0.2 mol/L NaCl缓冲液中保持100 mg/mL的蛋白结合容量.将该层析介质用于鸡卵清中溶菌酶的纯化,获得了较高的纯化效率.

关键词：弱阳离子交换层析介质大孔聚合物蛋白结合容量 Grafting from法分离纯化

接枝多胺聚合物制备大孔阴离子交换色谱介质及其蛋白吸附行为评价

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色谱 2024年第4期42卷 360-367页

作者：姜泽平郭旺李子炀侯恒扬霍文迪王佳一马磊靳海波黄永东张荣月北京石油化工学院新材料与化工学院燃料清洁化及高效催化减排技术北京市重点实验室北京102617 中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室北京100190

以环氧活化聚甲基丙烯酸酯大孔微球(FastSep-epoxy)为基质,通过接枝聚(烯丙基胺)(PAA)制备了大孔阴离子交换色谱介质(FastSep-PAA)。考察了介质的合成条件对离子交换容量(IC)及蛋白结合容量的影响,发现IC随PAA浓度、反应时间和溶液pH的... 详细信息

以环氧活化聚甲基丙烯酸酯大孔微球(FastSep-epoxy)为基质,通过接枝聚(烯丙基胺)(PAA)制备了大孔阴离子交换色谱介质(FastSep-PAA)。考察了介质的合成条件对离子交换容量(IC)及蛋白结合容量的影响,发现IC随PAA浓度、反应时间和溶液pH的增加均表现为增长趋势;同时结合蛋白吸附容量的变化选择了最优合成条件。通过扫描电子显微镜观察介质的表面形貌,发现其孔隙连通性较好,且接枝前后介质孔道结构无明显变化,PAA配基密度对介质结构无明显影响。此外,通过压汞法和氮气吸附法测定接枝前后不同介质的孔径尺寸和孔径分布情况,并考察该类介质的孔径与蛋白吸附行为的关系,发现其蛋白结合容量未出现随介质孔径尺寸增加而显著下降的现象,且孔径尺寸增加更有利于蛋白在介质内部传质。在126 cm/h的流速下FastSep-PAA介质的原始孔径(即FastSep-epoxy的孔径)为400 nm时的蛋白动态结合容量(DBC)最高(70.3 g/L),该孔径下介质比表面积大,蛋白可吸附位点较多;原始孔径为700 nm及以下的介质蛋白DBC均随流速增加而均有一定下降;原始孔径为1000 nm的介质蛋白DBC几乎不受流速影响,流速由126 cm/h增加至628 cm/h时蛋白DBC仅下降3.5%,且在628 cm/h的流速下能保持57.7 g/L,蛋白分子在该孔径下的扩散速率受限较小,传质性能优异,这一特性表明该类大孔聚合物阴离子交换色谱介质在蛋白高通量分离中具有较大的优势。

关键词：大孔聚合物微球阴离子交换色谱介质接枝法蛋白结合容量

持久发光纳米材料合成及生物医学应用研究进展

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精细化工 2024年

作者：朱晓彤曹俊阳张荣月贾红霞王愈聪乔娟北京石油化工学院新材料与化工学院河北大学化学与材料科学学院

持久性发光纳米材料（PLNPs）是一种在停止外部激发后仍具有持续发光光学特性的纳米材料，在没有恒定外部光源刺激的条件下仍能发光，已广泛应用于信息识别、外部照明、生物医学等领域。首先，总结了PLNPs的控制合成方法，如固相法、液... 详细信息

持久性发光纳米材料（PLNPs）是一种在停止外部激发后仍具有持续发光光学特性的纳米材料，在没有恒定外部光源刺激的条件下仍能发光，已广泛应用于信息识别、外部照明、生物医学等领域。首先，总结了PLNPs的控制合成方法，如固相法、液相法（水热法、溶胶-凝胶法和模板法）；然后，系统阐述了PLNPs在生物传感技术、生物成像技术医学领域中的应用，重点介绍了检测原理及应用进展；接着，综述了PLNPs在食品安全检测、指纹检测、防伪领域中的应用进展及作用机制；最后，提出了PLNPs实际应用中需要重点研究和突破的方向，应制备具有更优越长余晖性能的PLNPs及提高PLNPs的生物相容性，使PLNPs具有电子计算机断层扫描成像、放疗等功能。

关键词：持久发光纳米材料合成荧光共振能量传递生物成像生物传感

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掺氢天然气管网数值仿真轻量化算法

天然气工业 2024年第2期44卷 156-165页

作者：石国赟宇波北京石油化工学院机械工程学院北京市安全生产工程技术研究院北京航空航天大学航空发动机研究院

目前针对管网数值仿真算法的优化主要集中在代数方程组的求解上。针对管网流动数值仿真算法提升计算效率方案中缺少针对封闭关系与状态方程的优化,分析了目前优化方案各模块的耗时情况,发现了仿真程序中耗时模块为封闭关系与状态方程求... 详细信息

目前针对管网数值仿真算法的优化主要集中在代数方程组的求解上。针对管网流动数值仿真算法提升计算效率方案中缺少针对封闭关系与状态方程的优化,分析了目前优化方案各模块的耗时情况,发现了仿真程序中耗时模块为封闭关系与状态方程求解。最后,结合计算机库函数的缺点以及现代CPU中SIMD (Single Instruction Multiple Data)模型的特点,提出了针对封闭关系与状态方程的轻量化算法,并验证了算法的高效性。研究结果表明:(1)封闭关系与状态方程模型中的耗时原因为直接调用库函数的次幂运算、指数运算、对数运算以及除法运算;(2)由于次幂运算效率远低于其他运算,通过变换消除了模型中几乎所有的次幂运算;(3)利用SIMD指令来计算指数运算与对数运算,实现了在单核CPU上同时计算多个数据的指数与对数,最后通过数学变换将所有除法转换为乘法;(4)轻量化算法加速效果显著,其整体加速比为18,而在状态方程求解模块的加速比更是高达70以上。结论认为,该轻量化算法在不影响计算精度的条件下提高了计算速度,对于提高掺氢天然气管网在线仿真与智能管网的建设具有重要的理论价值和技术支撑。

关键词：天然气管网数值仿真计算效率状态方程加速比掺氢

环渤海动力煤价格预测及用煤企业经营策略研究——基于LSTM和概率区间评估的分析

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价格理论与实践 2024年第2期 42-46,125页

作者：唐静(译) 王艳洁郭一达韩易霖张传扬北京石油化工学院信息工程学院远光软件股份有限公司

在“双碳”背景下,煤炭价格受到多种非线性和非平稳因素的影响,煤炭价格的准确可靠预测对增强煤炭市场的稳定性愈发重要。以LSTM神经网络为基础算法研究环渤海动力煤价格指数波动状态,并实现对该指数未来趋势的准确预测;采用混合核密度... 详细信息

在“双碳”背景下,煤炭价格受到多种非线性和非平稳因素的影响,煤炭价格的准确可靠预测对增强煤炭市场的稳定性愈发重要。以LSTM神经网络为基础算法研究环渤海动力煤价格指数波动状态,并实现对该指数未来趋势的准确预测;采用混合核密度估计方法探讨煤炭价格指数未来趋势的不确定性,实现了对该价格指数未来价格波动区间分布的概率评估,可为企业决策人员提供全面、高精度的预测信息。经过与经典的BPNN、RNN模型的对比,新模型使环渤海动力煤价格指数预测值的准确度提高,同时能准确提供企业未来价格波动的概率评估结果,为其经营实践提供决策支持。

关键词：环渤海动力煤价格预测 LSTM模型核密度估计波动性预测

响应面法优化AlCl_(3)催化合成2-叔戊基蒽

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化学工程 2024年第4期52卷 58-63页

作者：王妍靳海波黎京潭杨索和何广湘马磊北京石油化工学院新材料与化工学院燃料清洁化及高效催化减排技术北京市重点实验室北京102617

2-叔戊基蒽的制备是蒽醌法合成双氧水的关键,因此提高2-叔戊基蒽的收率具有重要意义。采用三氯化铝催化蒽烷基化制备2-叔戊基蒽,并通过单因素试验法探究反应时间、反应温度、催化剂用量、反应物摩尔比、溶剂用量对烷基化反应的影响。然... 详细信息

2-叔戊基蒽的制备是蒽醌法合成双氧水的关键,因此提高2-叔戊基蒽的收率具有重要意义。采用三氯化铝催化蒽烷基化制备2-叔戊基蒽,并通过单因素试验法探究反应时间、反应温度、催化剂用量、反应物摩尔比、溶剂用量对烷基化反应的影响。然后,选择影响较大因素,采用Box-Behnken Design进行进一步优化。验证模型具有代表性,能反应实验真实情况后,在溶剂用量为300 mL,n(蒽)∶n(叔戊醇)=1∶1.2条件下,以反应时间、反应温度、催化剂用量为变量,以2-叔戊基蒽收率为响应值,建立回归方程。经响应面优化,确定的最优条件为反应时间1.46 h、反应温度-11.7℃、n(蒽)∶n(三氯化铝)=1∶2.1。在此条件下,2-叔戊基蒽收率可达80.28%。

关键词：烷基化 2-叔戊基蒽三氯化铝 Lewis酸响应面

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氮掺杂柠檬酸碳量子点的制备与表征

北京石油化工学院学报 2024年第1期32卷 1-5,11页

作者：李世红王军鹏金玉顺北京石油化工学院新材料与化学工程学院北京102617

以柠檬酸为碳源、尿素为氮源、N,N-二甲基甲酰胺为反应溶剂,采用溶剂热合成法制备了N掺杂荧光碳量子点(CDs),并利用红外光谱仪、X射线光电子能谱仪、紫外可见分光光度计、荧光光谱仪、荧光显微镜以及透射电子显微镜对产物进行表征,探究... 详细信息

以柠檬酸为碳源、尿素为氮源、N,N-二甲基甲酰胺为反应溶剂,采用溶剂热合成法制备了N掺杂荧光碳量子点(CDs),并利用红外光谱仪、X射线光电子能谱仪、紫外可见分光光度计、荧光光谱仪、荧光显微镜以及透射电子显微镜对产物进行表征,探究了反应温度及反应时间对荧光碳量子点的影响。结果表明,在反应温度140℃下反应10 h可以得到分布均匀、尺寸均一、粒径大约7 nm左右的球形CDs颗粒,CDs表面含有羧基、氨基、羟基等基团。所得CDs荧光强度较强,有浓度淬灭效应。在紫外光、蓝光、绿光照射下分别发出蓝色荧光、蓝绿色荧光、红色荧光。

关键词：柠檬酸尿素荧光碳量子点溶剂热合成法

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钛合金疲劳裂纹激光超声数值模拟研究

应用激光 2024年第5期 88-97页

作者：陈涛张洪伟窦艳涛袁俊北京石油化工学院机械工程学院北京翔博科技股份有限公司

采用COMSOL Multiphysics软件建立了预制初始裂纹的TC4钛合金板热力耦合模型，分析了激光超声过程中多探测点表面波传播特性及与裂纹信息的表征关系，研究了探测点位置、裂纹深度及形状对裂纹回波信号特征的影响规律，克服了现有激光检... 详细信息

采用COMSOL Multiphysics软件建立了预制初始裂纹的TC4钛合金板热力耦合模型，分析了激光超声过程中多探测点表面波传播特性及与裂纹信息的表征关系，研究了探测点位置、裂纹深度及形状对裂纹回波信号特征的影响规律，克服了现有激光检测研究中无法精确表征裂纹的不足。结果表明，当激光源位置不变时，探测点越接近裂纹，表面裂纹回波抵达时间越短，幅值也逐步衰减；随裂纹深度的增长，表面裂纹回波的峰值也在增长，并且在裂纹深度大于1.0 mm时呈快速线性增长趋势；通过三种裂纹形状波形比对，发现裂纹形状对检测精度的影响可忽略不计；通过对转换横波和裂纹回波路径与抵达时间的计算，实现了对裂纹深度的表征及定位，检测误差不大于4%。

关键词：钛合金激光超声裂纹数值模拟表面波