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农业废弃物加氢热解联合挥发分催化加氢制燃料油

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农业工程学报 2024年第15期40卷 164-173页

作者：平济舟邓云棋王杰华东理工大学能源化工系上海200237

利用农业废弃物生产燃料油是“双碳”背景下富有吸引力和挑战性的课题。该研究在两段加压固定床反应器上进行了生物质加氢热解联合挥发分催化加氢转化试验,由生物质加氢热解(压力5.0 MPa、升温速率15℃/min、终温700℃)产生的挥发分通过... 详细信息

利用农业废弃物生产燃料油是“双碳”背景下富有吸引力和挑战性的课题。该研究在两段加压固定床反应器上进行了生物质加氢热解联合挥发分催化加氢转化试验,由生物质加氢热解(压力5.0 MPa、升温速率15℃/min、终温700℃)产生的挥发分通过NiMo-HZSM-5层进行催化加氢(压力5.0 MPa、温度320℃)实现生物油提质;研究了3种农业废弃物玉米秸秆、棉花秸秆和花生秸秆的产油特征,借助水洗和酸洗预处理的方法、并采用纤维素和木质素模型化合物考察了不同纤维组成的影响。结果得到,3种农业废弃物的催化加氢生物油产率为10.3%~15.9%,生物油中脂肪烃占比达73.0%~84.8%,几乎不存在含氧化合物和含氮化合物。3种农业废弃物经水洗后脱除部分中性溶解物后,其催化加氢生物油产率提高至18.1%~18.5%;经酸洗后主要残留纤维素和木质素,其催化加氢生物油产率相比水洗又有所提高。模型化合物的研究揭示,纤维素可获得产率较高的富含环戊烷、环己烷和十氢萘类脂环烃化合物的催化加氢生物油,而木质素的催化加氢生物油产率较低,倾向生成单环芳烃,也可生成环己烷和十氢萘类化合物,却不易生成环戊烷类化合物。该研究提供了利用农业废弃物高效生产燃料油的新技术途径。

关键词：农业废弃物纤维生物油加氢热解催化加氢

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连续流液相聚合过程调控及强化研究进展

中国科学:化学 2024年

作者：邱敏金婕周寅宁罗正鸿苏远海上海交通大学化学化工学院化工系

聚合反应被广泛应用于高性能聚合物材料的制备.聚合体系通常为高黏及强放热体系,聚合动力学与反应器的传递性能强相关,过程调控难度大.本文首先扼要地介绍了聚合反应工程的基础知识(如经典聚合反应动力学与传递特征)以及微反应技术在聚... 详细信息

聚合反应被广泛应用于高性能聚合物材料的制备.聚合体系通常为高黏及强放热体系,聚合动力学与反应器的传递性能强相关,过程调控难度大.本文首先扼要地介绍了聚合反应工程的基础知识(如经典聚合反应动力学与传递特征)以及微反应技术在聚合反应中的优势,然后综述了微反应器在均相及非均相聚合体系的应用进展.进一步,分析了微反应器自动化集成系统在动力学研究、聚合物链结构调控、聚合工艺优化等方面的优势和研究概况.最后对连续流液相聚合的发展方向进行了展望.

关键词：液相聚合链结构微反应器反应动力学传递性能分子量分布

基于非凸与不可分离正则化算法的电容层析成像图像重建

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化工学报 2024年第3期75卷 836-846页

作者：李宁朱朋飞张立峰卢栋臣重庆工商大学化学化工系重庆400067 华北电力大学自动化系河北保定071003

搅拌器内两相混合是化工生产中常见的现象,电容层析成像(ECT)技术主要对两相分布进行可视化重构,以达到监测的目的。受稀疏贝叶斯学习的启发,提出了一种非凸与不可分离正则化(NNR)算法重建ECT图像。在稀疏先验的基础上引入矩阵低秩特性... 详细信息

搅拌器内两相混合是化工生产中常见的现象,电容层析成像(ECT)技术主要对两相分布进行可视化重构,以达到监测的目的。受稀疏贝叶斯学习的启发,提出了一种非凸与不可分离正则化(NNR)算法重建ECT图像。在稀疏先验的基础上引入矩阵低秩特性,采用最大后验估计在潜在空间中提出一个新的优化问题,利用对偶变量将潜在空间的目标函数映射到原始空间进行迭代求解,用来恢复同时稀疏与低秩的矩阵。与凸近似L1范数相比,NNR算法可获得更准确的重建图像,同时比非凸可分离方法更容易收敛到全局最优解。为验证NNR算法的重建效果,通过数值仿真与静态实验的方法分别与其他5种算法进行重建对比。结果表明:NNR算法可以有效减少重建伪影,提升中心物体的重建质量,为搅拌器内两相分布提供了高质量的重建算法。

关键词：电容层析成像图像重建非凸不可分离正则化稀疏-低秩模型两相混合

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微反应器内药物连续流合成的研究进展

化工学报 2024年第4期75卷 1439-1454页

作者：薛潇商敏静苏远海上海交通大学化学化工学院化工系教育部变革性分子前沿科学中心上海200240

由于微反应器的特征尺寸较小,其比表面积大,混合效率高,热质传递效率快,可精确调控反应过程。相比于传统的釜式反应器,在微反应器内开展药物的单步/多步合成,具有高选择性、高效率、本质安全等优势。综述了近年来在三种常用的微反应器... 详细信息

由于微反应器的特征尺寸较小,其比表面积大,混合效率高,热质传递效率快,可精确调控反应过程。相比于传统的釜式反应器,在微反应器内开展药物的单步/多步合成,具有高选择性、高效率、本质安全等优势。综述了近年来在三种常用的微反应器包括毛细管微反应器、板式微反应器和微填充床反应器以及其他新型微反应器中进行药物及其中间体连续流合成的研究进展。从均相和非均相反应进行分析,总结了不同类型微反应器的优势。最后,对药物连续流合成的发展方向进行了展望。

关键词：微反应器药物过程强化动力学连续流合成

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荧光碳点的制备及钾离子传感性能研究

化工新型材料 2024年

作者：王琦孙玮嘉刘陶陶赵志芳孙娜丁莉峰太原工业学院化学与化工系

钾离子是生物体内重要的金属元素之一，钾离子紊乱会导致多种疾病。钾离子的灵敏、快速、高选择性分析检测具有重要意义。以聚烯丙胺盐酸盐为前驱体，通过水热法制备了荧光碳点。通过高分辨透射电子显微镜、X射线光电子能谱仪、紫外-可... 详细信息

钾离子是生物体内重要的金属元素之一，钾离子紊乱会导致多种疾病。钾离子的灵敏、快速、高选择性分析检测具有重要意义。以聚烯丙胺盐酸盐为前驱体，通过水热法制备了荧光碳点。通过高分辨透射电子显微镜、X射线光电子能谱仪、紫外-可见分光光度计、荧光光谱仪对碳点的形貌、化学成分和光谱性能进行表征。通过四苯硼钠的荧光猝灭和钾离子竞争性结合引起的荧光恢复，建立了荧光测定钾离子的新方法。基于碳点的荧光恢复的传感方法对钾离子的分析检测是一个有效的补充。

关键词：碳点荧光钾离子传感

金属有机骨架材料在光催化固氮领域的应用进展

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石油化工 2024年第9期53卷 1338-1343页

作者：郭丽君杨红孟戎茜邵圣娟张庭渌太原工业学院化学与化工系山西太原030008

光催化固氮在常温常压下利用N_(2)和H_(2)O直接反应生成氨,是极具前景的人工固氮方式之一。近几年金属有机骨架(MOFs)在光催化固氮领域受到越来越多的关注。综述了各种类MOFs材料在光催化固氮方面的研究进展,分析了MOFs材料在光催化固... 详细信息

光催化固氮在常温常压下利用N_(2)和H_(2)O直接反应生成氨,是极具前景的人工固氮方式之一。近几年金属有机骨架(MOFs)在光催化固氮领域受到越来越多的关注。综述了各种类MOFs材料在光催化固氮方面的研究进展,分析了MOFs材料在光催化固氮应用方面的优势,并对MOFs基光催化固氮催化剂的发展趋势进行展望。

关键词：光催化固氮金属有机骨架材料固氮性能

无机-有机复合材料沸石@聚丙烯酰胺的制备及对Pb^(2+)的吸附研究

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中国无机分析化学 2024年第5期14卷 530-537页

作者：李婉君李世敏马德彪李换换太原工业学院化学与化工系太原030008

重金属污染会引起严峻的环境问题。因此,必须对重金属离子进行测定,但由于重金属离子的含量低并受基体效应影响,检测前需要先将其分离富集。利用一锅法制备沸石@聚丙烯酰胺复合材料,将其作为分离富集材料,结合火焰原子吸收光谱仪,研究对... 详细信息

重金属污染会引起严峻的环境问题。因此,必须对重金属离子进行测定,但由于重金属离子的含量低并受基体效应影响,检测前需要先将其分离富集。利用一锅法制备沸石@聚丙烯酰胺复合材料,将其作为分离富集材料,结合火焰原子吸收光谱仪,研究对Pb^(2+)的吸附性能。为了得到最佳的吸附性能,对制备条件中的沸石用量进行了优化,并对优化后的复合材料进行了扫描电镜、热重分析和比表面积表征。利用单一变量法,对固相萃取条件中的溶液pH值和振荡时间进行了优化。研究了复合材料在吸附Pb^(2+)过程中的动力学模型、等温线模型和热力学参数。结果表明:在沸石用量为333 mg/g,溶液pH值为5和振荡时间为80 min时,复合材料的吸附效率最佳;沸石@聚丙烯酰胺复合材料吸附Pb^(2+)的过程符合二级动力学和Freundlich模型,且在298.15 K时,热力学参数ΔH=15614.18 J/mol、ΔS=65.2 J/(mol·K)、ΔG=-1878.059 J/mol,是一个吸热且熵增的自发过程;此外,复合材料经过连续三次吸附和解吸实验,对Pb^(2+)的吸附量基本不变,且解吸率保持在89.7%以上,说明沸石@聚丙烯酰胺复合材料具有较好的再生性能。

关键词：无机-有机复合材料固相萃取法火焰原子吸收光谱法 Pb^(2+)

基于二氧化锰纳米材料的COD去除性能及动力学行为研究

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化工新型材料 2024年第4期52卷 166-171页

作者：马春蕾王千慧郭江锐徐妍贾瑞思王琦太原工业学院化学与化工系太原030008

采用脱脂棉(DC)作为模板和还原剂,通过原位氧化还原反应温和制备DC负载的MNO_(2)纳米颗粒(MNO_(2)NPs/DC),并对其形貌、组成进行表征。以骨胶模拟废水提供化学需氧量(COD)。利用MNO_(2)NPs/DC优异的吸附及催化氧化活性和DC的操作便捷性... 详细信息

采用脱脂棉(DC)作为模板和还原剂,通过原位氧化还原反应温和制备DC负载的MNO_(2)纳米颗粒(MNO_(2)NPs/DC),并对其形貌、组成进行表征。以骨胶模拟废水提供化学需氧量(COD)。利用MNO_(2)NPs/DC优异的吸附及催化氧化活性和DC的操作便捷性,进一步探究MNO_(2)NPs/DC对COD的去除性能。结果表明:MNO_(2)NPs较为均匀地分散于DC纤维表面。室温条件下通过简单的浸泡搅拌,MNO_(2)NPs/DC对COD仅21min的去除率可达64.03%,并且可通过增加材料用量和材料浸泡时间来提高去除率。动力学模型拟合结果表明,MNO_(2)NPs/DC对COD的去除过程更符合拟二级动力学模型。

关键词：脱脂棉二氧化锰纳米颗粒化学需氧量去除

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推进MOF产业化应用：宏量制备与成型

化工学报 2024年

作者：安昊天韩章烨陆慕瑶周阿武李建荣北京工业大学材料科学与工程学院化工系

金属-有机框架（MOF）是一类由金属离子或金属簇与有机配体通过配位键形成的新型多孔材料。它们展现出结构多样、高比表面积、高孔隙率、结构与性质多样化调控等优点。近年来，MOF在吸附、分离、催化和传感等不同领域的应用逐渐受到关... 详细信息

金属-有机框架（MOF）是一类由金属离子或金属簇与有机配体通过配位键形成的新型多孔材料。它们展现出结构多样、高比表面积、高孔隙率、结构与性质多样化调控等优点。近年来，MOF在吸附、分离、催化和传感等不同领域的应用逐渐受到关注。然而，MOF宏量制备面临着许多化学工程领域的挑战，包括：合成条件严苛、反应时间延长、产量低以及成本高等。因此，研究人员正在探索各种新的合成方法，如水热/溶剂热法、常温快速合成法、溶剂回流法、碱辅助法、机械化学法、电化学法、微波辅助法、超声波辅助法、喷雾干燥法、干凝胶转化法、加速老化法等。以此为主题，综述了宏量制备MOF的方法，并对成本、环境影响、安全性和可行性进行了评价，也简要讨论了MOF成型加工技术的最新进展，展望了未来MOF材料在宏量制备与成型方面的挑战与机遇。

关键词：金属有机框架化工新材料宏量制备加工成型工业应用制备安全多孔介质