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烷氧基丙胺类新型溶剂分子设计及其脱除高酸性天然气中硫醇

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化工进展 2024年

作者：刘传磊陈宇翔郭冠初赵起越姜豪孙辉沈本贤华东理工大学绿色能源化工国际联合研究中心新疆大学石油天然气精细化工教育部重点实验室华东理工大学化工学院

硫醇类化合物是酸性天然气中普遍存在的有害组分，相较于硫化氢和二氧化碳，硫醇类化合物的酸性和反应活性较低，难以通过传统的胺洗脱硫工艺实现深度脱除。本研究采用基于COSMO-RS理论的溶解度预测方法筛选了对甲硫醇具有理想溶解性能... 详细信息

硫醇类化合物是酸性天然气中普遍存在的有害组分，相较于硫化氢和二氧化碳，硫醇类化合物的酸性和反应活性较低，难以通过传统的胺洗脱硫工艺实现深度脱除。本研究采用基于COSMO-RS理论的溶解度预测方法筛选了对甲硫醇具有理想溶解性能的溶剂，然后在小试吸收实验装置上评价了其对甲硫醇的脱除效率，进一步借助量化计算揭示其高效吸收溶解甲硫醇的机制。结果表明，烷氧基丙胺化合物对甲硫醇具有较好的溶解性能；在气液比不高于250的吸收条件下，使用浓度不低于20wt%的烷氧基丙胺溶液可将原料气中5%的硫化氢和933 mg·S/Nm3的有机硫分别脱除至0和20 mg·S/Nm3以下，净化气硫含量满足天然气新国标(GB17820-2018)一类气指标要求；溶剂-溶质间弱相互作用分析表明，烷氧基丙胺通过较强的氢键作用和大面积范德华作用高效捕获甲硫醇分子。

关键词：天然气净化甲硫醇脱硫溶剂设计烷氧基丙胺相互作用

吡唑啉酮与磺酰氯的直接磺酰化合成吡唑磺酸酯

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有机化学 2024年

作者：王斌韩万仓代林林张永红夏昱金伟伟刘晨江新疆大学化学学院乌鲁木齐绿色催化与合成技术重点实验室石油天然气精细化工教育部暨自治区重点实验室碳基能源化学与利用国家重点实验室新疆大学分析测试中心新疆大学未来技术学院

吡唑作为核心骨架存在于许多生物活性分子中，在医药、农用化学品和其它功能材料中有着广泛的应用.磺酸酯是有机合成中的重要中间体，在有机化学中发挥着非常重要的作用.本文以吡唑啉酮和磺酰氯为原料，发展了一种合成吡唑磺酸酯化合物... 详细信息

吡唑作为核心骨架存在于许多生物活性分子中，在医药、农用化学品和其它功能材料中有着广泛的应用.磺酸酯是有机合成中的重要中间体，在有机化学中发挥着非常重要的作用.本文以吡唑啉酮和磺酰氯为原料，发展了一种合成吡唑磺酸酯化合物的绿色高效方法.该方法简单易操作，无需任何添加剂、金属及氧化剂，只需在室温和水作为溶剂的条件下就可以高效的合成重要的吡唑磺酸酯.克级规模反应和产物的转化应用进一步证明了该方法的实用性.

关键词：吡唑啉酮磺酰氯磺酰化吡唑磺酸酯

激光诱导击穿光谱结合随机森林的稀土矿石中钪元素定量分析

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中国激光 2024年第2期51卷 171-179页

作者：周嘉俊李茂刚张天龙汤宏胜李华合成与天然功能分子教育部重点实验室西北大学化学与材料科学学院陕西西安710127 西安石油大学化学化工学院陕西西安710065

钪(Sc)被广泛用于固体氧化燃料电池、陶瓷材料、催化剂与轻质高温合金等的制造,是不可或缺的重要战略资源,稀土矿石中Sc元素的定量分析对于稀土矿的勘探、开采具有重要意义。笔者提出了一种基于激光诱导击穿光谱(LIBS)结合随机森林(RF)... 详细信息

钪(Sc)被广泛用于固体氧化燃料电池、陶瓷材料、催化剂与轻质高温合金等的制造,是不可或缺的重要战略资源,稀土矿石中Sc元素的定量分析对于稀土矿的勘探、开采具有重要意义。笔者提出了一种基于激光诱导击穿光谱(LIBS)结合随机森林(RF)算法的稀土矿石样品中Sc元素定量分析的方法。首先,考察了不同光谱预处理方法对RF校正模型预测性能的影响;然后,利用变量重要性测量(VIM)进行RF校正模型输入变量的选择与优化。为了进一步验证VIM-RF模型的预测性能,将其与标准曲线法、偏最小二乘(PLS)以及基于波段选择的RF模型进行了比较。最后,在最优化的光谱预处理(WT)和VIM阈值(阈值为0.016)等条件下,建立了基于小波变换结合VIM的RF校正模型。结果表明,VIM-RF校正模型表现出了良好的预测性能:R_(CV)^(2)为0.9981,RMSE_(CV)为0.0430 mg/kg,MRE_(CV)为0.0047,R_(P)^(2)为0.9993,RMSE_(P)为0.4964 mg/kg,MRE_(P)为0.0481。因此,LIBS技术结合RF算法可以有效实现稀土矿石中稀土元素Sc的定量分析,可为稀土矿石的品位分析与精准开采提供借鉴。

关键词：光谱学激光诱导击穿光谱稀土矿石定量分析随机森林变量选择

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基于课程思政的“无机化学”教学创新分析

中文科技期刊数据库（文摘版）教育 2024年第3期 81-84页

作者：陈兆慧郭长艳石油天然气精细化工教育部暨自治区重点实验室·新疆大学化工学院新疆乌鲁木齐830017

当前,高等教育的发展已经转向以培养学生综合素质为核心的终身教育模式。作为21世纪的大学生,不仅需要具备扎实的专业知识,还需要具备良好的思想道德的素质和创新的精神,因此,课程思政是现代教育改革的重要手段,高校无机化学课程是大学... 详细信息

当前,高等教育的发展已经转向以培养学生综合素质为核心的终身教育模式。作为21世纪的大学生,不仅需要具备扎实的专业知识,还需要具备良好的思想道德的素质和创新的精神,因此,课程思政是现代教育改革的重要手段,高校无机化学课程是大学生最重要的专业基础课,如何将课程思政创新性的融入课堂是助力思政教育的重要环节。

关键词：课程思政无机化学教学创新

尿素改性新疆煤基炭负载铜催化剂的乙炔氢氯化性能

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洁净煤技术 2024年第6期30卷 142-148页

作者：杨海龙王璐闫海军司建鑫武荣兰李小飞王吉德关清卿孙辉梁长海新疆大学化工学院石油天然气精细化工教育部和新疆维吾尔自治区重点实验室新疆维吾尔自治区乌鲁木齐830017 新疆大学碳基能源资源化学与利用国家重点实验室新疆维吾尔自治区乌鲁木齐830017 新疆维吾尔自治区产品质量监督检验研究院新疆维吾尔自治区乌鲁木齐830011 大连理工大学精细化工国家重点实验室辽宁大连116086

研发环保、高效、稳定、低成本的无汞催化剂是我国基于煤化工路线的乙炔氢氯化法生产聚氯乙烯(PVC)的关键。针对铜基催化剂在乙炔氢氯化反应中活性低、稳定性差的问题,利用尿素小分子改性策略制备了一系列以新疆煤基炭负载的铜基催化剂(... 详细信息

研发环保、高效、稳定、低成本的无汞催化剂是我国基于煤化工路线的乙炔氢氯化法生产聚氯乙烯(PVC)的关键。针对铜基催化剂在乙炔氢氯化反应中活性低、稳定性差的问题,利用尿素小分子改性策略制备了一系列以新疆煤基炭负载的铜基催化剂(Cu/Urea-CAC),探究铜物种和尿素的加入量对铜基催化剂乙炔氢氯化催化性能的影响。结果表明,当铜负载量为20%、尿素引入量为15%,反应温度为160℃,乙炔空速为120 h-1,氯化氢和乙炔原料的体积比为1.25的反应条件下,20Cu/15Urea-CAC催化剂的乙炔转化率可达92.6%,选择性始终大于98.2%,具有良好的催化性能。利用X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、N_(2)物理吸脱附、等离子体发射光谱(ICP-OES)和热重(TG)技术对催化剂进行表征分析,认为适量尿素改性可抑制催化反应过程中Cu活性物种的还原、流失及催化剂表面积碳的形成,进而提升了新疆煤基炭负载铜催化剂的乙炔氢氯化催化性能。研究结果进一步拓展了新疆煤基炭的应用,也为乙炔氢氯化无汞新催化体系的设计合成及其催化作用提供了数据支撑。

关键词：煤基炭乙炔氢氯化铜催化尿素

硫酸化制备圆苞车前子低黏多糖及其结构表征和抗氧化活性研究

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天然产物研究与开发 2024年第1期36卷 26-36页

作者：曹磊刘伟王俊龙纳森巴特巴哈尔古丽·别克吐尔逊松布尔冯亚萍热合巴提·努尔夏提伊犁师范大学化学化工学院、新疆维吾尔自治区教育厅天然产物化学与应用重点实验室伊宁835000

圆苞车前子(Plantago ovata Forsk)具有润肠通便,辅助消化等功效,但因高黏特性无法对其多糖成分展开系统研究。因此,本研究以圆苞车前子为研究对象,采用氯磺酸-吡啶法制备低黏性圆苞车前子硫酸化多糖(POFP-S),POFP-S经DEAE-650M和Superd... 详细信息

圆苞车前子(Plantago ovata Forsk)具有润肠通便,辅助消化等功效,但因高黏特性无法对其多糖成分展开系统研究。因此,本研究以圆苞车前子为研究对象,采用氯磺酸-吡啶法制备低黏性圆苞车前子硫酸化多糖(POFP-S),POFP-S经DEAE-650M和Superdex 200凝胶分离纯化获得一种中性和一种酸性均一多糖(POFP-S1、POFP-S2),其中POFP-S1主要由鼠李糖、阿拉伯糖、木糖和葡萄糖组成,分子量为3556 kDa,硫酸基取代度为0.364;POFP-S2由阿拉伯糖和木糖组成,分子量为833.7 kDa,硫酸基取代度为1.080;红外光谱(FT-IR)中典型的硫酸基吸收峰证实了硫酸化修饰的成功。X射线衍射(XRD)及刚果红实验结果显示,POFP-S2是具三螺旋结构的,晶体与非晶体结构共存的特殊多糖,也表明硫酸化修饰未影响圆苞车前子多糖的立体结构。采用DPPH、ABTS及OH等自由基清除实验,考察了硫酸化多糖的体外抗氧化活性,发现POFP-S1和POFP-S2具有显著的抗氧化活性。研究结果将为进一步研究圆苞车前子多糖的结构与活性提供文献依据,以及开发具有潜力的药食同源产品提供依据,并为高黏性多糖的研究提供理论参考。

关键词：圆苞车前子多糖硫酸化抗氧化活性

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探讨工科分析化学实验课混合式教学及其效果

科教导刊（电子版） 2024年第9期 185-187页

作者：柴琳琳肖开提·阿布力孜新疆大学化工学院化学工程与技术国家级实验教学示范中心石油天然气精细化工教育部&自治区重点实验室新疆乌鲁木齐 830017

分析化学实验作为基础实验课,在工科分析化学教学中起着联系理论和实践教学的桥梁作用,具有承前启后的重要作用.而传统的教学模式通常以操作型、设计型和定量型的实验为主,所有实验环节在线下完成,但因教学大纲规定的实验教学学时有限,... 详细信息

分析化学实验作为基础实验课,在工科分析化学教学中起着联系理论和实践教学的桥梁作用,具有承前启后的重要作用.而传统的教学模式通常以操作型、设计型和定量型的实验为主,所有实验环节在线下完成,但因教学大纲规定的实验教学学时有限,在线完成所有实验环节受到一定影响,常出现时间紧、平行实验次数达不到要求,以及以一两次的平行实验数据"创造"其他平行实验数据的现象,这给学生求真能力和实验技能等综合实验能力的培养带来不良影响.为了提高实验教学的质量和效果,需要与时俱进地建立起线上和线下有机结合的分析化学实验混合式教学模式.混合式教学是以教为手段以学为中心,授课在线上,操作在线下的理论和实践有机结合的实验教学模式.文章探讨线上和线下实验教学的有机结合模式对提高实验教学质量和效率所带来的良好作用,拓宽学生在实践教学中的学习维度、强化操作技能、提高创新意识和分析问题的能力.

关键词：分析化学实验混合式教学线上线下有机结合

来源：博看期刊评论

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机器学习辅助乙硫醇高效吸收溶剂分子设计

化工学报 2024年第3期75卷 914-923,F0001页

作者：陈宇翔刘传磊龚子君赵起越郭冠初姜豪孙辉沈本贤华东理工大学石油加工研究所上海200237 中国科学院过程工程研究所北京100190 华东理工大学绿色能源化工国际联合研究中心上海200237 新疆大学石油天然气精细化工教育部重点实验室新疆乌鲁木齐830046

针对传统胺洗脱硫工艺中有机硫脱除效率低,溶剂开发周期长、成本高等问题,利用7种机器学习算法建立了乙硫醇溶解度的定量构效关系模型,运用SHAP方法阐释了乙硫醇的吸收机理,对备选分子库进行了虚拟筛选,识别出高效吸收脱除乙硫醇的溶剂... 详细信息

针对传统胺洗脱硫工艺中有机硫脱除效率低,溶剂开发周期长、成本高等问题,利用7种机器学习算法建立了乙硫醇溶解度的定量构效关系模型,运用SHAP方法阐释了乙硫醇的吸收机理,对备选分子库进行了虚拟筛选,识别出高效吸收脱除乙硫醇的溶剂。基于COSMO-RS模型计算了14732种溶剂的乙硫醇溶解度,这些分子覆盖了广泛的化学空间;XGBoost算法在预测乙硫醇溶解度方面表现最佳,该算法的R^(2)_(test)为0.66,RMSE为1.22,MAE为0.84;分子结构的复杂程度、共价键分布、电荷分布是影响乙硫醇溶解能力的关键因素;确定了4种候选溶剂:3-乙氧基丙胺、3-二乙胺基丙胺、1,4-二甲基哌嗪和3-丁氧基丙胺;平衡溶解度测定实验的结果表明3-丁氧基丙胺的乙硫醇吸收性能最优,亨利常数为37.34kPa。

关键词：分子设计机器学习溶解度吸收

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低阶煤与聚丙烯共热解协同效应分析

洁净煤技术 2024年第4期30卷 187-195页

作者：王雪婷钟梅代正华靳立军周琦杨潇新疆大学化工学院省部共建碳基能源资源化学与利用国家重点实验室新疆煤炭清洁转化与化工过程重点实验室新疆维吾尔自治区乌鲁木齐830046 煤炭科学技术研究院有限公司国家能源煤炭高效利用与节能减排技术装备重点实验室北京100013 大连理工大学化工学院精细化工国家重点实验室煤化工研究所辽宁大连116024 中石油克拉玛依石化有限责任公司新疆维吾尔自治区克拉玛依834003

新疆地区煤炭储量丰富,低阶煤占比较高。其中,哈密地区的煤炭普遍具有挥发分高的特点,适宜通过热解提取其中的油气组分。然而热解焦油存在重质组分含量高、黏度大、易带尘等问题,因此如何降低焦油中重质组分含量,提升焦油品质是实现其... 详细信息

新疆地区煤炭储量丰富,低阶煤占比较高。其中,哈密地区的煤炭普遍具有挥发分高的特点,适宜通过热解提取其中的油气组分。然而热解焦油存在重质组分含量高、黏度大、易带尘等问题,因此如何降低焦油中重质组分含量,提升焦油品质是实现其高值化利用的关键。塑料与煤具有相似的热解温区,且塑料的H/C原子比远高于煤,其在热解过程中产生的富氢组分可促进煤的一次热解反应或抑制煤热解过程中的交联现象。煤与塑料共热解过程中,挥发物之间存在相互作用,其机制与二者接触方式密切相关。通过TG、TG-MS和TG-FTIR-GC/MS探究聚丙烯(PP)和淖毛湖煤(NMH)共热解过程中相互作用。TG-MS结果显示二者快速分解阶段主要热解温度区间基本重合,PP热解过程生成·CH_(3)。PP置于NMH上方时,二者质量比显著影响NMH热失重行为和挥发物释出规律,当NMH、PP_(exp)质量比为8:2时,正协同效应最明显。TG-FTIR-GC/MS结果显示,8NMH-2PP_(exp)热解过程中,PP热解自由基促进NMH化学键断裂,形成的相互作用改变氧的释放形式,CO和H_(2)O增加,CO_(2)减少。烯烃及醇类物质相对含量分别比理论计算值高30.58%和16.18%,CO_(2)和烷烃类分别低8.89%和14.43%。Flynne-Walle-Ozawa计算结果表明,共热解平均活化能比理论计算值低6.8 kJ/mol,与PP促进NMH挥发物的释放印证。

关键词：淖毛湖煤与聚丙烯共热解协同效应活化能

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