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本期目录
2013年 第32卷 第05期 刊出日期:2013-05-05
    特约评述
    石油与煤路线制烯烃过程技术评述
    项 东,彭丽娟,杨思宇,钱 宇
    化工进展. 2013, 32(05):  959-970. 
    摘要 ( 1626 )  
    相关文章 | 多维度评价
    烯烃是重要的平台化学品,烯烃工业的发展带动着其它有机化工产品的发展。无论从能源安全还是资源储量角度看,探索煤炭原料路线的烯烃生产是化工产业可持续发展的一个重要方向。近年来煤气化为基础的甲醇制烯烃技术得到了快速的发展。本文综述了石油、煤路线制烯烃的主要工艺技术,并结合能源储量、工艺应用情况、技术经济等方面对两条工艺路线进行了比较。总体而言,煤制烯烃路线具有原料成本优势,在经济上表现出较强的竞争力,但整体工艺和过程集成技术有待提高。
    化工过程与装备
    膜式液体除湿器研究进展
    钟文锋1,杨敏林2,左远志2,黄斯珉2
    化工进展. 2013, 32(05):  971-977. 
    摘要 ( 1847 )  
    相关文章 | 多维度评价
    膜式液体除湿技术可很好地解决传统气液直接接触填料塔式液体除湿技术中存在的除湿溶液液滴夹带问题。在膜式液体除湿技术中,湿空气和除湿溶液被半透膜隔离。该膜只允许水蒸气的透过,而严格阻止其它气体和液体的渗透。本文概述了膜式液体除湿器中常用膜材料和膜组件的研究进展,重点阐述了膜式液体除湿器中的热质共轭传递数学模型,展望了膜式液体除湿器的发展方向。容易发现,在膜材料方面,在防止溶液泄露的前提下,应降低膜内部湿传递阻力;在膜组件(膜除湿器)方面,文献中获得的流动与传热传质基本准则数为膜组件的设计和优化提供了理论依据,另外,可通过增加翅片、冷却盘管或使用椭圆形中空纤维管来强化组件除湿性能。
    天然橡胶干燥气流分布的均匀性研究
    钟浩文,胡明辅,王 佳
    化工进展. 2013, 32(05):  978-984. 
    摘要 ( 1435 )  
    相关文章 | 多维度评价
    借助Fluent软件,建立了不同工况状态、不同胶层厚度和不同流道的天然橡胶干燥模型,模拟了气体的流动状况。根据胶层表面压差和中心面竖向速度的分布情况,分析了相应模型气流分布的均匀性。结果表明:矩形流道模型,胶层表面压差沿流向逐渐增大分布,导致了穿过橡胶层气流分布的不均匀,气流量越大、干燥阶段越往后,气流分布的不均匀性越明显;梯形流道模型,不同胶层厚度的流体分布规律基本一致,在斜面斜率最大时,气流均匀化效果较优;干燥状态一定时,组合模型两段斜面的合理设置,气流分布的均匀性进一步提高;相对整个干燥过程而言,梯形流道⑤模型气流分布的整体均匀化效果比斜面组合②模型的更好。
    基于正交设计的旋流组合式喷嘴雾化性能实验
    李进贤1,钱程远1,陈步学1,朱国强1,赵思珍2,闫 涛2,张荣克2
    化工进展. 2013, 32(05):  985-990. 
    摘要 ( 1700 )  
    相关文章 | 多维度评价
    为寻求旋流组合式喷嘴雾化性能影响因素间的优化匹配方案,在分析和总结的基础上,选取旋流器的组合方式、喷头构型、进气流量和进气方式等作为主要影响因素,通过正交设计理论,安排试验方案,采用相位多普勒粒子分析仪(PDPA)对雾化性能的关键评判因素——喷雾场粒径进行了采集测量。实验结果的极差分析和方差分析表明,旋流器的组合方式对雾化粒径的影响最强,水流量次之,再次为喷头构型,而进气方式的影响最弱;此外,旋流器组合方式与喷头的交互作用产生的影响不应被忽略。
    微小通道内流动沸腾换热的预测新模型
    付 兴,李敏霞,马一太,胡 灿
    化工进展. 2013, 32(05):  991-995. 
    摘要 ( 1412 )  
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    为了得到适用于微小通道内流动沸腾换热的预测方法,本文以近些年发表的9篇文献中的2924个实验数据点组成数据库,考虑到随着通道直径减小,表面张力对微小通道内两相流动和换热的影响起到主要作用,将Chen形式的换热模型中的核态沸腾和对流换热两部分的修正系数进行了优化。沸腾抑制系数和对流增强系数由气相韦伯数、两相雷诺数、沸腾数、气泡抑制数等量纲为1数组成,反映出了表面张力、水力直径、流动条件、热力条件对于换热的综合影响。结果表明,拟合出的微小通道中沸腾换热的新模型,适于预测水力直径3 mm以下的细管道中CHF(临界热流密度)点以前的换热系数。与实验数据比较,新模型预测的平均绝对误差为19.0%。
    EVA38/Tween20凝胶气体分离膜的制备及其性能
    张春芳,赖傲楠,白云翔,顾 瑾,孙余凭
    化工进展. 2013, 32(05):  996-1000. 
    摘要 ( 1718 )  
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    采用溶剂挥发法制备了EVA38/Tween20凝胶膜,研究了不同Tween20含量对凝胶膜物理化学结构和气体渗透性能的影响。结果表明,Tween20与EVA38具有良好的相容性。Tween20的引入降低了膜的结晶度和熔融温度,也明显改善了膜的柔顺性,因而膜的CO2和N2渗透系数显著增加。同时膜的CO2/N2选择性也增加,这可以归因于Tween20中的乙氧基团对CO2强的选择吸附作用。当Tween20添加量从0增加到100%(以EVA38质量为基准)时,凝胶膜的CO2渗透系数由EVA38膜的89.5 Barrer增加到285 Barrer,CO2/N2理想分离因子从14.92增加到19.13。
    常见农林生物质稻草的催化热解动力学特性
    肖瑞瑞1,杨 伟1,于广锁2
    化工进展. 2013, 32(05):  1001-1005. 
    摘要 ( 1661 )  
    相关文章 | 多维度评价
    采用热重法对稻草的催化热解特性及反应动力学进行了研究。同时采用Coats-Redfern法对稻草的催化热解过程进行了拟合计算,得到稻草热解的活化能和指前因子。结果表明,酸洗脱灰后稻草热解的初始温度和结束温度都有所升高,稻草的热解反应活性明显降低,热解曲线向高温区移动;而金属盐的加入使稻草的热解曲线向低温区移动,反应活性增加。酸洗后稻草热解活化能升高,加入不同浓度的钾离子、钙离子和镁离子后求得的活化能明显降低,而且加入金属离子的浓度越高,稻草热解的活化能越低。
    能源加工与技术
    渣油加氢技术应用现状及发展前景
    任文坡,李雪静
    化工进展. 2013, 32(05):  1006-1013. 
    摘要 ( 1935 )  
    相关文章 | 多维度评价
    渣油加氢技术是实现渣油清洁高效转化的关键技术,正逐渐成为炼厂主要的渣油加工技术手段。本文详细介绍了渣油加氢技术在应对石油需求量不断增加、原油重劣质化趋势加剧、环保法规日益严格、加工利用非常规石油资源等诸多挑战方面的重要性和紧迫性;重点分析了渣油固定床加氢处理技术、沸腾床加氢裂化技术和悬浮床加氢裂化技术的发展现状及未来趋势。渣油固定床加氢处理与催化裂化组合技术将是中长期内发展的重点技术,沸腾床加氢裂化技术需解决装置投资大、操作复杂等问题,悬浮床加氢裂化技术具有独特的优势,推广应用前景看好。
    甲醇制汽油工艺及催化剂制备的研究进展
    庞小文,孟凡会,卢建军,邹佩良,李 忠
    化工进展. 2013, 32(05):  1014-1019. 
    摘要 ( 3013 )  
    相关文章 | 多维度评价
    甲醇制汽油既能缓解国内油品短缺又能解决甲醇产能过剩。本文综述了甲醇制汽油工艺技术,包括固定床和流化床技术,简要说明了这些工艺的技术特点。同时介绍了甲醇制汽油催化剂的研究现状,着重说明了碱处理和金属改性处理对ZSM-5结构和催化性能的影响,指出了高比表面积催化剂的研制和高稳定性催化剂的开发是甲醇制汽油催化剂的研究方向,并对甲醇制汽油催化剂失活的原因及催化机理进行了初步的探讨。
    太阳能光伏/热(PV/T)技术的研究进展
    董 丹,秦 红,刘重裕,靳晓钒
    化工进展. 2013, 32(05):  1020-1024. 
    摘要 ( 1801 )  
    相关文章 | 多维度评价
    太阳能光伏/热(PV/T)技术是将光伏和光热结合在一起,可实现较高的太阳能利用率。本文首先简要介绍了PV/T集热器的概念、基本原理及分类。然后从PV/T集热器结构和运行参数两方面综述了近几年来国内外PV/T集热器的相关研究,对比分析了水冷型、制冷剂型和热管型3种类型PV/T的优缺点。概述了目前常用的PV/T性能评估和经济性分析的方法。最后指出了当前的PV/T集热器存在诸如结构复杂、工质渗漏、初始投资大等问题,并且缺少对其长期的动态性能研究。未来需对现有结构作进一步优化,同时开发新型PV/T集热器。
    新型高强度聚焦超声乳化柴油的研究
    周 圆1,汤旭东1,叶方伟2,曾德平1,王 华1
    化工进展. 2013, 32(05):  1025-1029. 
    摘要 ( 2116 )  
    相关文章 | 多维度评价
    采用高强度聚焦超声新技术对柴油乳化进行了研究。实验选择Span80和Tween80两种乳化剂按不同比例进行复配,乳化剂用量(质量分数)为0.9%,含水率为9%。实验结果表明,球形超声聚焦设备不但可以为乳化提供较高能量,而且可以产生强烈的空化和搅拌。高速摄影显示,空化效应和界面不稳定性是这种球形高强度聚焦超声产生乳化的机制。实验结果显示,最佳HLB值为5.4,最佳输入电功率为950 W,乳化300 s就可以得到比较稳定的柴油乳液。乳液粒径可以达到0.5 μm,且分布均匀,稳定时间在6个月以上。通过对比,高强度聚焦超声的乳化效果和乳化效率明显优于变幅杆式超声发生器和磁力搅拌器,为柴油乳化提供了一个具有重要意义的乳化方式。
    松木屑和褐煤流化床的共气化特性
    李少华1,车德勇2,李 健3,韩宁宁3
    化工进展. 2013, 32(05):  1030-1034. 
    摘要 ( 1704 )  
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    在流化床上以空气-水蒸气为气化介质,对松木屑和褐煤的共气化特性进行了试验研究。在828~928 ℃范围内考察了生物质掺混比例、空气当量比(ER)和水蒸气-燃料比(S/F)对气化气成分、热值、碳转化率及气化效率的影响。结果表明,在生物质掺混比例为50%时,①随着ER值从0.2增加至0.35,CO2含量增加,CO、H2、CH4和CnHm含量减少,气化气热值、碳转换率、气化效率先增加后减少,在ER=0.26时达到最大;②在ER=0.26,S/F从0增加至0.44时,CO2含量增加,CO和H2含量先增加后减少,CH4和CnHm含量减少,气化气热值、碳转化率和气化效率先增加后减少。试验结果表明,在松木屑掺混比例为50%和褐煤共气化过程中,气化气热值最高可达7819 kJ/m3。
    工业催化
    生物质多元醇选择性催化氢解制小分子二元醇研究进展
    刘琪英1,廖玉河1,2,石 宁1,2,王铁军1,马隆龙1,张 琦1
    化工进展. 2013, 32(05):  1035-1042. 
    摘要 ( 1332 )  
    相关文章 | 多维度评价
    乙二醇、1,2-/1,3-丙二醇等小分子二元醇在精细和有机化工、生物医药等领域应用广泛。与石化路径相比,以可再生的生物质多元醇(丙三醇、山梨醇/木糖醇)为原料选择性催化氢解制取上述小分子二元醇具有过程简单、绿色高效等显著优势,已成为生物质催化转化的研究热点。本文综述了典型生物质多元醇山梨醇/木糖醇和丙三醇选择性催化氢解为乙二醇、1,2-/1,3-丙二醇等小分子二元醇,重点阐述了丙三醇选择性氢解制1,2-丙二醇、1,3-丙二醇和山梨醇/木糖醇选择性氢解制小分子二元醇的催化剂体系和反应机理,并对该领域的发展前景作了展望,提出开发高效稳定的催化剂体系和工艺是未来的研究重点。
    Ti基CO2光催化还原及其影响因素研究进展
    熊 卓,赵永椿,张军营,郑楚光
    化工进展. 2013, 32(05):  1043-1052. 
    摘要 ( 2727 )  
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    综述了Ti基CO2光催化还原的研究进展,简要介绍了近年来用于光催化还原CO2的Ti基催化剂,包括纯TiO2催化剂、金属掺杂TiO2催化剂、非金属掺杂TiO2催化剂、共掺杂TiO2催化剂、Ti基纳米复合催化剂、有机光敏化剂修饰TiO2催化剂及其它TiO2催化剂等,比较了各类TiO2基催化剂光催化活性,介绍了其相应的反应机理及优缺点,讨论了光照时间、反应温度、CO2分压力、H2O和CO2摩尔比、光反应器等因素对光催化活性的影响。通过综合运用多种改性措施,开发高效Ti基催化剂并优化反应系统以提高光催化反应活性及光利用率将会成为CO2光催化还原领域重点研究内容与发展趋势,最后展望了利用该技术光催化还原工业烟气,尤其是富氧燃烧烟气的潜在应用前景与挑战。
    核壳结构低铂催化剂:设计、制备及核的组成及结构的影响
    陈 丹,舒 婷,廖世军
    化工进展. 2013, 32(05):  1053-1059. 
    摘要 ( 2407 )  
    相关文章 | 多维度评价
    核壳结构低铂催化剂具有可大幅提高贵金属铂的利用率、有效降低燃料电池铂使用量及成本的重要特点,被誉为质子交换膜燃料电池大规模商业化的希望之所在,相关研究已成为燃料电池领域最为热门的课题之一。本文综述了近年来提出的各种高性能核壳结构催化剂的设计思路及新型制备技术,介绍了各种不同组成和结构的核壳结构催化剂性能及特点以及在核壳结构催化剂表征技术方面的最新进展。最后对核壳结构催化剂制备技术的发展和应用前景进行了展望:通过发展或改进制备工艺,制备各种形貌组成可控以及高活性低Pt载量的核壳结构催化剂,有望实现质子交换膜燃料电池商业化。
    加氢催化剂预硫化技术现状
    任春晓1,吴 培1,李振昊1,贺兆伟2,阎立军1,李文乐1
    化工进展. 2013, 32(05):  1060-1064. 
    摘要 ( 2097 )  
    相关文章 | 多维度评价
    介绍了器内预硫化和器外预硫化两种加氢催化剂预硫化技术,阐述了催化剂预硫化反应原理,并对硫化剂进行了比选,讨论了干法硫化和湿法硫化两种器内预硫化技术的特点。干法硫化技术主要适用于分子筛含量较高的加氢催化剂,而湿法硫化技术主要适用于加氢精制类催化剂。通过对比器内预硫化与器外预硫化技术的优缺点,并对国内外器外预硫化技术研究现状进行了综述,认为器外预硫化技术具有开工时间短、环境污染小等优点,必将逐渐替代现有的器内预硫化技术成为加氢催化剂预硫化的主要技术,将是加氢催化剂预硫化技术未来研究发展的方向。
    多级孔沸石分子筛在芳烃烷基化反应中的研究进展
    张元春,苗海霞,王 鹏,马静红,李瑞丰
    化工进展. 2013, 32(05):  1065-1069. 
    摘要 ( 1712 )  
    相关文章 | 多维度评价
    多级孔沸石分子筛不仅具有微孔沸石固有的高水热稳定性和强酸性,且兼具介孔以及大孔材料的传质优势,提高了表面活性位的有效利用率,在多相催化领域表现出良好的催化性能。本文详细阐述了近年来多级孔沸石在芳烃烷基化反应中的研究进展,讨论了多级孔沸石分子筛中介孔的存在对芳烃烷基化特别是其中包含有较大分子参与的烷基化催化反应的促进作用,从分子扩散和可接近性两方面解释了多级孔沸石对催化活性、选择性和稳定性的促进作用。同时指出制备具有高度有序结构的介孔沸石,并深入研究多级孔沸石的酸性,建立沸石酸性能、孔结构与催化性能之间的关联是未来多级孔沸石的研究方向。
    类水滑石催化剂催化合成碳酸二丙酯
    陆 敏,刘 媛,李树白,文 艺,刘承先
    化工进展. 2013, 32(05):  1070-1073. 
    摘要 ( 1872 )  
    相关文章 | 多维度评价
    采用共沉淀法,在500 ℃烘干焙烧制备了类水滑石催化剂,采用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、BET分析对催化剂进行了表征。将类水滑石催化剂应用于碳酸二甲酯(DMC)与正丙醇酯交换合成碳酸二丙酯(DPC)。研究结果表明:镁铝摩尔比为2∶1,在500 ℃焙烧后,类水滑石对反应有较高的催化活性;当丙醇∶DMC =3∶1(摩尔比)、催化剂用量为反应物总质量的1%、反应温度为90 ℃、反应时间为5 h时,DPC的收率为46.87%。
    材料科学与技术
    聚乙烯醇膜的改性及应用研究进展
    顾 瑾1,李俊俊1,孙余凭1,张 林2,陈欢林2
    化工进展. 2013, 32(05):  1074-1080. 
    摘要 ( 2415 )  
    相关文章 | 多维度评价
    聚乙烯醇(PVA)的改性处理是其应用于膜分离过程必不可少的环节。本文对PVA膜常用的交联、接枝、共混、杂化和取代等改性方法进行了综述,比较了这几种改性方法的优缺点,针对这些改性方法存在的问题,提出了一些改进思路。论文也详细介绍了PVA改性膜在渗透汽化、超滤、纳滤及燃料电池等方面的应用,最后分别对保持良好亲水性PVA膜在渗透汽化脱水领域和高导电率、低甲醇渗透率PVA膜在燃料电池中的应用前景作了展望。
    1,6-己二氨基甲酸酯合成的研究进展
    韩 冰,胡庭维,覃显业,刘 彪,伍水生,廉培超,赵文波
    化工进展. 2013, 32(05):  1081-1085. 
    摘要 ( 1950 )  
    相关文章 | 多维度评价
    综述了1,6-己二氨基甲酸酯(HDC)合成所用的羰基化试剂及其相关的各类催化剂。对CO、CO2、碳酸二甲酯(DMC)和氨基甲酸酯等羰基化试剂合成HDC的优缺点进行了系统评述。指出氨基甲酸酯的低毒、高活性、来源广等优点使其发展为合成HDC最具工业化前景的羰基化试剂;同时对碳酸二甲酯和氨基甲酸酯制备HDC的催化剂进行了介绍、分类、评述和总结,以期为开发高效HDC合成催化剂提供指导。最后表明制备廉价、易分离回收和循环利用的环境友好催化剂是推动HDC产业化的关键。
    UV固化超支化聚氨酯丙烯酸树脂的研究进展
    冯春云1,孙 宁1,2,姜少华1,李亦彪1,程 建3,朱章卫3
    化工进展. 2013, 32(05):  1086-1090. 
    摘要 ( 2482 )  
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    超支化聚氨酯是一种新型的功能性树脂,UV固化超支化聚氨酯丙烯酸树脂作为一种新型的涂料成膜物质,具有固化速度快、涂膜性能好、环境污染小等优点,对制备环境友好、性能优异的产品以及用其改性普通的UV光固化树脂具有实际意义,展现出良好的发展前景。本文就国内外有关UV固化超支化聚氨酯丙烯酸树脂的制备方法、固化动力学和固化流变行为等方面的研究工作进行了综述,并介绍了UV固化超支化聚氨酯丙烯酸树脂在改善涂膜力学性能和阻尼性能等方面的应用研究现状,提出完善UV固化超支化聚氨酯丙烯酸树脂的基础研究和在此基础上的相关产品的开发将是今后研究的主要发展方向。
    利用TG-MS研究NO气体在酰胺化碳纳米管吸附-脱附的性能
    金 效 齐
    化工进展. 2013, 32(05):  1091-1096. 
    摘要 ( 1619 )  
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    采用化学修饰的方法,用偶联剂3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTEs)对多壁碳纳米管进行酰胺化,并采用红外光谱和拉曼光谱对其结构进行表征,研究结果表明,用偶联剂修饰后的碳纳米结构并未发生改变。同时采用原位TG-MS技术研究了NO在多壁碳纳米管的吸附和脱附行为,TG等温吸附曲线结果表明,在温度一定的条件下,酰胺化多壁碳纳米管对NO的吸附量为未改性多壁碳纳米管的3倍;TG-DTG的等温脱附曲线实验研究表明,NO在酰胺化多壁碳纳米管脱附的温度点较多,同时其原位MS实验结果进一步印证了这一结论。另外考察了温度对碳纳米管吸附NO性能的影响,实验结果表明吸附温度对NO在多壁碳纳米管上的吸附量有较大的影响,酰胺化多壁碳纳米管对NO的最佳吸附温度为100 ℃。
    硫铁矿烧渣水热-热解法制备纳米Fe3O4
    江元汝1,张忠奎1,黄永萱1,李 兆2
    化工进展. 2013, 32(05):  1097-1101. 
    摘要 ( 1841 )  
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    利用硫铁矿烧渣制取纳米Fe3O4可使废渣变废为宝,消除环境污染。采用不同方法处理硫铁矿烧渣,以获取的浸取液为原料,采用三乙醇胺水热-热解法制备纳米四氧化三铁(Fe3O4)。考察了不同浸取液、浸取液浓度、三乙醇胺体积分数、反应温度和反应时间对产物物相和形貌的影响。用X射线衍射仪、透射电镜、激光粒度仪及Zeta电位仪对产物进行了表征。结果表明,浸取液中Fe2(SO4)3浓度为0.08 mol/L、三乙醇胺体积分数为42.8%时,在200 ℃下反应2 h制备的Fe3O4呈球形,粒度为20~60 nm。研究结果为综合利用了硫铁矿烧渣提供了一种新的途径。
    生物化工
    高山被孢霉菌丝形态结构及其对产花生四烯酸油脂影响的研究进展
    张瑷珲,纪晓俊,聂志奎,任路静,黄 和
    化工进展. 2013, 32(05):  1102-1107. 
    摘要 ( 1723 )  
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    花生四烯酸是人体必需的多不饱和脂肪酸之一,因其在食品和医药等领域有着广泛应用而得到人们越来越多的关注。当前利用高山被孢霉发酵法生产富含花生四烯酸的油脂已成为花生四烯酸的主要来源。发酵过程中,合适的菌体形态对花生四烯酸油脂的高效生产极为重要。本文总结了在高山被孢霉培养过程中,氮源、消耗的碳氮比、氨基酸、无机盐、溶氧等因素对其形态的影响,各种形态特征对花生四烯酸油脂产量的影响以及培养过程中的形态控制策略。提出以后研究工作的重点是进一步探究影响高山被孢霉形态的因素,建立与花生四烯酸油脂产量相关联的形态学参数标准,以此来指导工业生产过程中良好形态的精确控制。
    微生物来源柚苷酶的研究进展及应用
    张林河1,方柏山1,2
    化工进展. 2013, 32(05):  1108-1115. 
    摘要 ( 1661 )  
    相关文章 | 多维度评价
    柚皮苷是影响柚子汁品味的最主要因素,柚苷酶具有将柚皮苷分解为普鲁宁、鼠李糖、葡萄糖和柚皮素等物质的功能,并且这些物质已广泛用于制药和饮料行业。本文介绍了近年来国内外微生物来源的柚苷酶的研究、酶学特性、酶活测定、结构与功能等,表明细菌来源的柚苷酶最适温度为37~70 ℃,最始pH值为4.5~8.0;真菌来源的柚苷酶最适温度为30~75 ℃,最始pH值为4.0~11.0。介绍了柚苷酶及其相关产物在食品、饮料和制药工业中的应用进展,发现柚苷酶不仅具有脱苦的作用,还对人类的身体健康具有重要作用。展望了今后的研究方向,应该从柚苷酶高产菌株的选育、发酵产酶的工艺优化和酶的应用等方面开展工作,大幅度提高柚苷酶的产酶水平。
    短乳杆菌产胸苷磷酸化酶发酵培养基的优化
    王伟洁1,李红梅1,薛 芳1,陈宝珍1,高露娇2
    化工进展. 2013, 32(05):  1116-1121. 
    摘要 ( 2270 )  
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    胸苷磷酸化酶在核苷类物质合成中具有重要作用,本研究以短乳杆菌为胸苷磷酸化酶生产菌种,对短乳杆菌产胸苷磷酸化酶发酵培养基进行优化。首先通过Plackett-Burman设计筛选出影响短乳杆菌产胸苷磷酸化酶的3个较为重要因素:发酵时间(P=0.030)、接种量(P=0.033)和葡萄糖浓度(P=0.019)。在此基础上采用最陡爬坡路径逼近最大响应区域,并利用响应面中心组合设计对影响显著因素进行优化,得到最适培养基组成成分和培养条件为:发酵初始pH 8.0,葡萄糖18 g/L,酵母膏15 g/L,NaCl 7.5 g/L,蛋白胨10 g/L,胸苷15 mmol/L,摇床转速110 r/min,发酵温度38 ℃,发酵时间10.57 h,接种量1.54%。在此优化条件下,短乳杆菌产胸苷磷酸化酶能力得到了很大提高,短乳杆菌胸苷磷酸化酶活从0.400 U/mg湿菌体提高到1.172 U/mg湿菌体,比优化前提高了2.93倍。蛋白质凝胶电泳分析显示经优化后每克湿菌体胸苷磷酸化酶的含量明显高于优化前。
    黏红酵母CCZU-G5选择性加氢柠檬醛合成香叶醇
    朱 劼,汪 云,李晨旸,符梦婷,王利群,何玉财
    化工进展. 2013, 32(05):  1122-1126. 
    摘要 ( 1793 )  
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    以黏红酵母CCZU-G5为菌株,通过对菌体培养时间、辅底物葡萄糖浓度、底物柠檬醛初始用量、菌体浓度及反应时间等条件的研究,考察其对柠檬醛选择性加氢反应的影响。结果表明,当培养28 h后,菌体达到对数生长期末期,此时菌体数量及活力处于较高水平。利用此时的菌体进行加氢反应过程中,最佳反应条件为:辅底物葡萄糖浓度40 g/L,底物柠檬醛添加浓度4 g/L,菌体浓度0.4 g/mL,反应时间22 h。在此条件下,柠檬醛转化率及对香叶醇的选择性分别达88.6%与95.2%。此研究为生物合成香叶醇的工业化奠定基础。
    精细化工
    (2S,3R)-2-羟基-3-氨基-4-苯基丁酸的合成方法进展
    黄一波1,王 亮2
    化工进展. 2013, 32(05):  1127-1132. 
    摘要 ( 2672 )  
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    (2S,3R)-2羟基-3-氨基-4-苯基丁酸(AHPBA)是制备Bestatin、Phebestin和Probestin等氨肽酶N(Aminopeptide N)抑制剂的关键中间体。本文从氨基酸法(D-苯丙氨酸、L-天门冬氨酸、苹果酸二酯)、有机金属催化法(双功能铝配合物)、酶催化法(脂肪酶和全细胞酶)以及其它方法对此中间体的合成方法及路线进行综述和分析。经比较,有机催化法、酶法以及苯乙酮法因其具有经济有利、条件温和或路线简单特点,具有潜在的工业化应用前景。同时,未来人们对AHPBA的合成开发将集中在对已有工艺路线的改进与优化。
    一种合成三氯蔗糖-6-乙酯的新方法
    冷一欣1,刘晓成1,苏继光1,黄成龙1,张 云1,万屹东2,骆许峰2,李建吉2
    化工进展. 2013, 32(05):  1133-1139. 
    摘要 ( 2837 )  
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    以蔗糖为原料,采用单基团保护法合成蔗糖-6-乙酯;采用固体光气与DMF合成Vilsmeier试剂,氯化蔗糖-6-乙酯过程中不污染环境。经IR、1H NMR确认三氯蔗糖-6-乙酯结构。考察了投料比、缚酸剂及升温时间等条件对产物收率的影响。结果表明,二次乙酰化反应较佳条件为:m(水)∶m(原乙酸三甲酯)∶m(对甲苯磺酸)= 10.0∶3.5∶0.06;氯化反应较佳条件为:n(固体光气)∶n(蔗糖-6-乙酯) =5∶1,以吡啶为缚酸剂,分3个阶段升温,2 h升温到70 ℃、2 h升温到90 ℃、3 h升温到110℃最适宜进行氯代反应,总收率为57.3%。
    微波促进强酸性阳离子交换树脂催化合成2-甲基苯并咪唑
    钱 永1,2,王建军1,刘 垚1,龚 菁1,吴 磊1
    化工进展. 2013, 32(05):  1140-1144. 
    摘要 ( 2101 )  
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    2-甲基苯并咪唑是重要的医药及染料中间体。以邻苯二胺与乙酸为原料,微波促进001 H型树脂催化合成了2-甲基苯并咪唑。通过单因素实验考察了微波功率、反应时间、原料质量配比、树脂用量、树脂重复使用对2-甲基苯并咪唑合成收率的影响。结果发现,当微波功率为455 W、树脂用量0.5 g、反应时间为30 min、邻苯二胺用量1.08 g、乙酸用量3.24 g时收率最高,可达84.8%。树脂重复使用可行性的研究表明,树脂重复使用两次后,2-甲基苯并咪唑收率从84.8%下降66.7%。结果表明相比于2-甲基苯并咪唑的传统合成方法,具有产率高、工艺操作简单、环境污染效应小等优点,不足之处在于催化剂重复使用性较差,需做进一步的研究工作。
    资源与环境工程
    城市污泥能源化利用研究进展
    张 辉1,胡勤海1,吴祖成1,潘慧云2
    化工进展. 2013, 32(05):  1145-1151. 
    摘要 ( 2035 )  
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    城市污泥的处理处置是近年来关注的热点问题之一,其能源化利用的价值逐渐得到研究者重视。本文在对城市污泥成分和性质总结的基础上,介绍了目前污泥能源化利用的主要技术和方法,包括厌氧消化、热解和气化、燃烧和混烧、微生物燃料电池等,从原理、工艺、产物、污染控制等方面对上述方法进行了综述。通过对几种技术方法对比分析,指出燃烧和混烧可直接实现能量转化,是目前可直接应用推广的技术,但成本较高、污染气体及灰分需进一步处理处置;气化、热解可避免污染气体等二次污染,但工艺和设备较复杂,尚未实现应用;厌氧消化和微生物燃料电池技术通过微生物作用实现污泥减量和能源产出,是污泥能源化利用的研究和发展方向。
    厌氧消化泡沫形成的影响因素探究
    张 珏,邢保山,马 春,王 慧,金仁村
    化工进展. 2013, 32(05):  1152-1156. 
    摘要 ( 2777 )  
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    针对污水处理厂厌氧消化工艺中易形成泡沫的问题,本文综述了厌氧消化泡沫形成影响因素的最新研究进展,阐述了表面活性剂、丝状菌、温度、有机负荷、搅拌和消化池构型等对于厌氧消化工艺中泡沫形成的影响。其中,表面活性介质累积、丝状菌过度增殖、温度波动、有机负荷过高、搅拌方式欠佳以及消化池构型差异,均能诱发厌氧消化池中泡沫的形成。为有效预防和控制厌氧消化工艺中泡沫形成,本文提出具体措施的同时并对其今后的研究方向进行了展望。通过温度、有机负荷、搅拌效率等参数调控监测,减少温度波动和表面活性物质积累,保持消化池混合适度等,可以针对性地控制厌氧泡沫的形成,提高厌氧消化工艺效率,降低厌氧工艺处理成本。此外指出,探明各影响因素诱发泡沫的机理以及各因素之间交叉作用对于厌氧泡沫形成的影响,同时研发新构型消化池,具有重要的理论和实用价值。
    接种辫硫杆菌与活性污泥生物滴滤塔去除硫化氢效果对比
    张兰河1,2,宋 达1,杨日光1,张德义1
    化工进展. 2013, 32(05):  1157-1162. 
    摘要 ( 1500 )  
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    为了解决恶臭污染问题,采用接种辫硫杆菌ZG11的生物滴滤塔A与接种活性污泥的生物滴滤塔B对硫化氢气体进行了4个多月的脱臭实验研究,主要考察了进气浓度、冲击负荷和氮利用率对硫化氢去除率的影响以及实验前后压力损失的变化。结果表明:当硫化氢进气浓度低于600 mg/m3,即进气负荷Nv低于113.33 g/(m3?h)时,滴滤塔A的去除率接近100%。当进气浓度低于750 mg/m3,即Nv低于133.33 g/(m3?h)时,滴滤塔B的去除率接近100%。当进气流量为8 m3/h时,滴滤塔A与B的压力损失分别为176.4 Pa/m和313.6 Pa/m。与滴滤塔A相比,滴滤塔B启动快,去除速率高,抗冲击负荷能力强,但压力损失大,受氮源的影响较大。
    材料科学与技术
    ZSM-5分子筛膜合成条件对膜脱硫性能的影响
    黄海峰,耿 丹,居沈贵
    化工进展. 2013, 32(05):  1163-1167. 
    摘要 ( 1985 )  
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    采用正交实验,考察了ZSM-5分子筛膜制备过程中合成液碱量、硅铝比、模板剂用量对成膜的影响,并采用单组分模拟汽油进行脱硫实验。从脱硫效果看,得出了用于脱除噻吩和苯并噻吩各自的最佳合成液配比。按最佳配比制备出两膜,用XRD、SEM对膜进行表征,确定了所合成的膜为ZSM-5分子筛膜,并估算出两膜的孔径分别为0.58 nm、0.64 nm。结果表明,合成液配比主要影响膜的孔径大小,从而影响着ZSM-5分子筛膜的分子筛分性能,最后指出当ZSM-5分子筛膜的孔径略小于硫化物分子动力学直径时,脱硫效果最佳。
    资源与环境工程
    陶瓷膜微滤凹凸棒土过程中膜污染的控制和再生
    韶 晖1,姚鹏飞1,李 晋1,钟 璟1,蒋金龙2
    化工进展. 2013, 32(05):  1168-1171. 
    摘要 ( 1862 )  
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    采用阻力系列模型分析了膜污染主要来自凹土在膜表面的沉积,通过Darcy定律过滤模型计算,确定过滤过程的阻力主要来自滤饼层阻力Rg,约占总阻力的85%。实验结果表明,单一的物理、化学清洗方法不能达到理想的清洗效果,采用化学方法和反冲技术相结合的清洗方法,可使膜的纯水通量恢复至新膜的89 %以上,且多次的清洗效果稳定。考察了反冲压力、反冲时间和反冲周期等因素对陶瓷膜微滤凹土浆液强化过程的影响,确定合适的反冲操作条件:反冲压力0. 5 MPa、时间10 s、周期20 min。反冲技术在陶瓷膜微滤过程的膜污染控制和再生环节上起了重要作用,并具有广阔的应用前景。
    废液焚烧余热锅炉灰渣沉积机理分析
    刘 亮,尹洪超,穆 林
    化工进展. 2013, 32(05):  1172-1176. 
    摘要 ( 1846 )  
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    研究了取自某炼化公司废液焚烧余热锅炉不同部位换热面的多个沉积样品,分析了不同部位换热面沉积生长物的组分与沉积机理。利用X射线衍射分析仪(XRD)、扫描式电子显微镜(SEM)以及能量弥散X射线探测器(EDX)分别来鉴定样品的结晶物成分、形貌以及元素组成,各个样品的灰熔融特征温度在智能灰熔点测试仪上测定。结果表明,余热锅炉高温入口段主要沉积物为Na2SO4、NiO、Fe2.3Si0.7O4等,炉膛中低温区域主要出现Na2Ni(SO4)2?4H2O、Na3Fe(SO4)3及 Na6Fe(SO4)4等物质沉积。这主要是由于硫酸钠与受热面管壁氧化保护层(Fe2O3)发生高温腐蚀引起的。
    硫化焙烧锡铁矿脱锡
    廖 彬,李 磊,王 华,胡 建 杭,邱 在 军,桑秀丽
    化工进展. 2013, 32(05):  1177-1182. 
    摘要 ( 1499 )  
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    为实现锡铁矿的资源化利用,采用硫化焙烧法对其进行处理。以热力学分析为基础,结合实验研究对锡铁矿的硫化焙烧反应特征进行了探索。结果表明,较高焙烧温度下,锡硫化挥发物相主要是SnS和SnO,Sn和SnO2的挥发作用相对较小,同等条件下SnO比SnO2和Sn硫化反应趋势大。焙烧过程控制CO浓度低于22%且温度高于873 K时,SnO2可选择性还原成SnO;过程中,FeS2可分解为FeS和S2,S2的硫化作用大于FeS。锡铁矿硫化反应受S2、SO2及SnS的扩散速率控制,界面化学反应不起决定性作用。焙烧后铁物相由赤铁矿相转变成磁铁矿相,可采用磁选法回收其中铁资源,为高效回收锡铁矿中铁资源提供了一种新思路。
    粒子电极制备条件对三维电催化处理嘧啶醇的影响
    李 明1,殷 杰1,孟 勇1,2,钟文周2,兰支利2,尹笃林2
    化工进展. 2013, 32(05):  1183-1186. 
    摘要 ( 1486 )  
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    以陶土为基体、金属氧化物为活性组分,采用固相焙烧制备了一系列的粒子电极,并以三维电催化氧化降解2-二乙胺基-6-甲基-4-羟基嘧啶模拟废水实验考察了各粒子电极的催化活性及稳定性。结果表明:氧化铜与氧化锌的配比分别为0.25 mol和0.1 mol每千克陶土,1000 ℃下焙烧2 h制备的粒子电极催化活性最高,在槽电压15 V,初始pH值为3、极板间距6 cm、支持电解质30 g/L,曝气40 L/h,处理150 min后,2-二乙胺基-6-甲基-4-羟基嘧啶和COD的去除率可分别达到83.45%和35.17%,且催化性能稳定。对降解机理的研究表明,2-二乙胺基-6-甲基-4-羟基嘧啶的主要降解反应为嘧啶环开环转化成小分子含氮化合物,而嘧啶开环后产物的矿化速度相对较慢。
    应用技术
    低温发电系统在精馏工艺中的节能技术
    李 虎1,张于峰1,李鑫钢2,李 洪2,韩婵娟1
    化工进展. 2013, 32(05):  1187-1193. 
    摘要 ( 1697 )  
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    面对日趋紧张的能源和环境问题,充分开发利用可再生能源及工业余热成为缓解能源危机的重要途径。本文针对化工领域精馏过程中排放的大量余热问题,设计低温发电系统接入原精馏设备中以替代原系统中的冷凝器,利用精馏塔中产品的蒸气热实施发电试验。文中还以此技术的全年运行分析,确定了乙醇-异丙醇化工精馏工艺排放余热的节能效益,表明在夏季最不利工况(冷凝温度为37.5 ℃)下运行时,理论发电效率约为8.7%,实际发电效率约为2.5%;在冬季最有利条件(冷凝温度为20.9 ℃)下运行时,理论发电效率约为11.3%,实际发电效率约为5.5%;年均理论发电效率约为10.2%,实际发电效率约为4.2%。
    降低催化裂化再生烟气SOx排放助剂的研制及工业应用
    隋 述 会1,2
    化工进展. 2013, 32(05):  1194-1199. 
    摘要 ( 1897 )  
    相关文章 | 多维度评价
    研制开发了一种降低催化裂化再生烟气SOx排放的助剂。研究了铈、钒等组分对脱硫性能的影响,得到了最佳的化学组成;开发了优化载体孔结构和连续动态浸渍活性金属的制备工艺,进一步提高了脱硫活性。工业应用结果表明,新开发的降低催化裂化再生烟气SOx排放助剂能有效减少SOx的排放,在添加2%左右(占总藏量)助剂时,再生烟气中SOx脱除率可达到70%以上,而对产品分布和主要产品性质没有明显的不良影响。
    产品与市场
    国内乙二醇生产工艺技术情况与市场分析
    丰 存 礼
    化工进展. 2013, 32(05):  1200-1204. 
    摘要 ( 1684 )  
    相关文章 | 多维度评价
    介绍了国内乙二醇生产工艺技术情况,包括石油路线法、合成气路线法;分析了国内近几年乙二醇产能、消费以及价格等市场情况;预测了乙二醇的供需状况及价格变化趋势,并针对乙二醇产业特点及产业形 势提出了一些具体建议:统筹分析,科学规划产业发展;完善工艺,积极开发新技术;拓展市场,建立全球产 业链。
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