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化工过程中的电子传递、质子传递和分子传递
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作者 李诗浩 吴振华 +4 位作者 赵展烽 吴洪 杨冬 石家福 姜忠义 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期1052-1064,共13页
随着“绿色化学”和“可持续发展”概念以及“碳达峰、碳中和”(双碳)目标的相继提出与推进,化学工业逐步进入绿色化、高端化、智能化发展新阶段。对于包含反应的化工过程有非常经典的“三传一反”理论,以反应动力学为核心,以动量传递... 随着“绿色化学”和“可持续发展”概念以及“碳达峰、碳中和”(双碳)目标的相继提出与推进,化学工业逐步进入绿色化、高端化、智能化发展新阶段。对于包含反应的化工过程有非常经典的“三传一反”理论,以反应动力学为核心,以动量传递、热量传递与质量传递为基础,揭示了物质、能量传递与化学反应的协同强化规律,对化工领域的发展具有重要和深远意义。近年来,由于光能、电能等清洁能源以及绿色生物制造、光电化学工程等新学科引入化工反应过程中,以电子传递、质子传递和分子传递为代表的三类传递现象得到了广泛关注和大量研究,为“三传一反”理论注入了新的活力。在此背景下,尝试将电子传递、质子传递和分子传递三类现象进行分析和介绍,针对不同化学反应的特点,初步总结了通过电子传递、质子传递和分子传递过程的单独或协同强化,以实现传递过程与化学反应过程的高度匹配,进而实现化学反应效率的显著提升。 展开更多
关键词 电子传递 质子传递 分子传递 化工过程 化学反应 生物催化 太阳能
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高通量、抗污染油水分离膜的研究进展 被引量:4
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作者 姚增光 杨焯 +1 位作者 吴洪 姜忠义 《化学工业与工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期2-12,共11页
膜分离是深度处理含油废水的有效技术之一,对生态环境保护,提高资源利用率,实现“双碳”目标具有重要意义。开发分离效率高、运行稳定性强的高性能膜材料是油水分离膜研制的热点。综述了近年来油水分离膜在渗透性能和抗污染性能强化方... 膜分离是深度处理含油废水的有效技术之一,对生态环境保护,提高资源利用率,实现“双碳”目标具有重要意义。开发分离效率高、运行稳定性强的高性能膜材料是油水分离膜研制的热点。综述了近年来油水分离膜在渗透性能和抗污染性能强化方面的研究进展,重点对膜性能强化的机制进行讨论,并分别从传质机制和抗污染机制角度对强化策略进行归纳总结。最后,提出了高性能油水分离膜材料开发存在的问题,对未来的油水分离膜材料的研制方向进行了展望。 展开更多
关键词 油水分离膜 膜分离 高通量 抗污染
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酶-光偶联催化系统中分子-电子-质子传递过程与机制 被引量:1
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作者 李诗浩 石家福 +6 位作者 刘书松 李文萍 陈裕 单慧婷 程雨晴 吴洪 姜忠义 《Chinese Journal of Catalysis》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第1期96-110,共15页
酶-光偶联催化系统(EPCS)集成了半导体的光吸收能力和酶的高活性/特异性,可模拟自然界光合作用实现太阳能驱动的有用化学品合成.作为EPCS中的“能量货币”,辅因子(如NAD(P)+和NAD(P)H)参与了约80%的酶促氧化还原反应,且在酶-光间充当物... 酶-光偶联催化系统(EPCS)集成了半导体的光吸收能力和酶的高活性/特异性,可模拟自然界光合作用实现太阳能驱动的有用化学品合成.作为EPCS中的“能量货币”,辅因子(如NAD(P)+和NAD(P)H)参与了约80%的酶促氧化还原反应,且在酶-光间充当物质/能量交换的枢纽.然而,EPCS涉及光催化和酶催化反应,涉及分子、电子和质子传递过程,属于典型的复杂多相反应,导致其光-化学转化效率与理论值差距较大.本文从微观尺度对EPCS中分子-电子-质子传递过程进行了理解和剖析,系统介绍了自然界光合作用和EPCS中的“新三传”现象.此外,与传统化工领域通过强化宏观尺度上“三传”(即质量传递、热量传递和动量传递)提升单元操作过程效率的方法类似,本文总结并提出了通过协调优化“新三传”(即分子传递、电子传递和质子传递)来强化EPCS中物质-能量耦合关系,进而提升光-化学转化效率的新策略.其中,分子传递主要包括电子供体分子从反应液向催化剂传递以及辅因子分子在光催化模块和酶催化模块间穿梭;电子传递主要包括光生电子从其生成位点到光催化剂表面进而到电子媒介的传递;质子传递主要包括质子从溶液或催化剂表面向电子媒介的传递.期望通过“新三传”强化EPCS效率的理念,打破自然界光合作用的局限,实现温和条件下多种功能分子的高效合成,为人工光合与绿色生物制造领域提供新思路. 展开更多
关键词 酶-光偶联催化系统 分子-电子-质子传递 NAD(P)H再生 酶催化 光催化
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阴离子交换膜离子传导率与耐碱稳定性研究进展 被引量:1
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作者 尹卓毓 吴洪 姜忠义 《膜科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期112-127,138,共17页
碱性膜电解水制氢和燃料电池技术是氢能产业链上的重要产氢和用氢技术。作为碱性膜电解槽及燃料电池的核心部件,阴离子交换膜承担着传递氢氧根离子、阻隔气体渗透、分隔正负两极的重要作用,决定着电化学过程效率和性能.现有阴离子交换... 碱性膜电解水制氢和燃料电池技术是氢能产业链上的重要产氢和用氢技术。作为碱性膜电解槽及燃料电池的核心部件,阴离子交换膜承担着传递氢氧根离子、阻隔气体渗透、分隔正负两极的重要作用,决定着电化学过程效率和性能.现有阴离子交换膜的氢氧根传导率偏低和耐碱稳定性不高的问题严重制约着产氢和氢能转化效率.本文综述了近年来面向碱性膜电解水制氢和燃料电池应用的阴离子交换膜的发展动态,特别是在强化离子传导率、提高耐碱稳定性方面的方法和进展,以及膜材料化学组成和结构对膜性能的影响. 展开更多
关键词 碱性膜电解水制氢 燃料电池 阴离子交换膜 离子传导率 耐碱稳定性
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Troger’s Base型聚酰亚胺/磺化聚醚醚酮复合质子交换膜制备及性能 被引量:1
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作者 骆鑫雨 姜忠义 +4 位作者 陈赞 吴洪 于海斌 段翠佳 袁标 《膜科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期91-98,共8页
为解决质子交换膜质子传导率与稳定性间相互制约的问题,设计合成了一种强碱性Troger’s Base型聚酰亚胺(PI-TB),通过与磺化聚醚醚酮(SPEEK)共混制备出复合质子交换膜.通过红外光谱分析(FTIR)、热失重分析(TGA)、拉伸试验等表征了膜的化... 为解决质子交换膜质子传导率与稳定性间相互制约的问题,设计合成了一种强碱性Troger’s Base型聚酰亚胺(PI-TB),通过与磺化聚醚醚酮(SPEEK)共混制备出复合质子交换膜.通过红外光谱分析(FTIR)、热失重分析(TGA)、拉伸试验等表征了膜的化学结构、热稳定性和机械强度,考察了PI-TB加入量对膜的吸水率、溶胀度、离子交换容量和质子传导率的影响.结果表明,PI-TB与SPEEK之间存在的静电和氢键相互作用提高了膜的机械强度和结构稳定性.当PI-TB共混量为20%(质量分数)时,复合膜(PS-20)的质子传导率为102 mS/cm(60℃、100%RH);拉伸强度达93.13 MPa,为纯SPEEK膜的2.4倍;60℃、60%RH下,PS-20膜的质子传导率为6.78 mS/cm,是纯SPEEK膜的4.6倍. 展开更多
关键词 磺化聚醚醚酮 聚酰亚胺 质子交换膜 燃料电池
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溶胶-凝胶固定化多酶催化二氧化碳转化为甲醇反应初探 被引量:33
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作者 姜忠义 吴洪 +2 位作者 许松伟 黄淑芳 谢晴 《催化学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2002年第2期162-164,共3页
为了探索温室气体CO2 的固定和利用的新途径 ,以正硅酸乙酯为前驱体 ,用改进的溶胶 凝胶法对甲酸脱氢酶、甲醛脱氢酶和乙醇脱氢酶进行了包埋共固定化 ,并以包埋的三种酶为催化剂 ,以还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 (NADH)为电子供体 ,在低... 为了探索温室气体CO2 的固定和利用的新途径 ,以正硅酸乙酯为前驱体 ,用改进的溶胶 凝胶法对甲酸脱氢酶、甲醛脱氢酶和乙醇脱氢酶进行了包埋共固定化 ,并以包埋的三种酶为催化剂 ,以还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 (NADH)为电子供体 ,在低温低压下将CO2 转化为甲醇 .初步研究了反应温度、pH值、酶含量及NADH用量对甲醇收率的影响 .实验结果表明 ,在37℃和 pH 7 0的条件下 ,甲醇的收率可达 92 4 % .由于酶空间构型的微小变化和空间位阻效应的存在 ,与液相酶反应结果相比 。 展开更多
关键词 溶胶-凝胶法 包埋 甲酸脱氢酶 甲醛脱氢酶 乙醇脱氢酶 二氧化碳 甲醇 固定化酶 酶催化法
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煤化工废水近零排放与资源化关键技术研究与应用示范 被引量:27
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作者 姜忠义 李玉平 +3 位作者 陈志强 郝红勋 刘建忠 韩洪军 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期4099-4100,共2页
介绍了国家重点研发计划项目"煤化工废水近零排放与资源化关键技术研究与应用示范"的研究背景、总体研究思路、主要研究内容、技术路线与创新点、预期成果等。建立起具"四高"(污染物去除率高、水回用率高、资源利... 介绍了国家重点研发计划项目"煤化工废水近零排放与资源化关键技术研究与应用示范"的研究背景、总体研究思路、主要研究内容、技术路线与创新点、预期成果等。建立起具"四高"(污染物去除率高、水回用率高、资源利用率高、工艺稳定性高)和"两低"(处理成本低、投资成本低)特点的煤转化废水处理、回用和资源化共性关键技术,构建出煤转化废水处理、回用和资源化全链条技术创新体系,形成煤转化废水长程处理与短程处理优化组合的新技术框架。 展开更多
关键词 化工废水 零排放 煤转化 废水处理 污染物去除率 回用率 研发计划 投资成本 预期成果 处理成本
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蛋白质的化学修饰研究进展 被引量:16
8
作者 姜忠义 高蓉 +1 位作者 许松伟 王艳强 《现代化工》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第8期25-28,共4页
蛋白质的化学修饰作为改善蛋白质的物理化学和生物学特性的有效手段 ,已经得到了越来越多的研究和开发。评述了蛋白质化学修饰领域的研究现状与水平 ,涉及化学修饰剂的种类和选择。
关键词 蛋白质 化学修饰 修饰剂 修饰反应 研究进展 物理化学 生物学 特性
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药物蛋白的聚乙二醇修饰 被引量:27
9
作者 姜忠义 高蓉 +1 位作者 许松伟 王艳强 《中国药学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2002年第6期409-412,共4页
目的 较为系统地了解药物蛋白的聚乙二醇修饰过程。方法 根据现有文献 ,就聚乙二醇类修饰剂选择、修饰反应原理与操作条件、过程设计与产品纯化、生物化学和生物学分析定性等问题作出简要论述。结果与结论 聚乙二醇修饰后的蛋白质被... 目的 较为系统地了解药物蛋白的聚乙二醇修饰过程。方法 根据现有文献 ,就聚乙二醇类修饰剂选择、修饰反应原理与操作条件、过程设计与产品纯化、生物化学和生物学分析定性等问题作出简要论述。结果与结论 聚乙二醇修饰后的蛋白质被赋予了许多新的物理化学和生物学特性 ,以及临床效果得到了明显改善 ,显示了药物蛋白的聚乙二醇修饰的良好应用前景。 展开更多
关键词 药物蛋白 聚乙二醇 化学修饰
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分子印迹聚合物膜的制备及其应用 被引量:38
10
作者 姜忠义 喻应霞 吴洪 《膜科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第1期78-84,共7页
分子印迹膜兼具分子印迹与膜技术的优点,近年来已成为分子印迹技术领域研究的热点之一.首先对分子印迹技术及分子印迹膜进行了简介,继而重点对分子印迹膜的主要制备方法,包括原位聚合法、相转化法、表面修饰法和电化学聚合法等进行了评... 分子印迹膜兼具分子印迹与膜技术的优点,近年来已成为分子印迹技术领域研究的热点之一.首先对分子印迹技术及分子印迹膜进行了简介,继而重点对分子印迹膜的主要制备方法,包括原位聚合法、相转化法、表面修饰法和电化学聚合法等进行了评述,对现有分子印迹膜的分离性能进行了总结和分析.最后对分子印迹膜在手性物质拆分、固相萃取、农药残留检测及仿生传感等领域的应用及其研究方向进行了介绍和展望. 展开更多
关键词 分子印迹 分子印迹聚合物膜 亲和分离 制备 应用
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生物分子化学修饰用聚乙二醇衍生物的合成及应用 被引量:31
11
作者 姜忠义 许松伟 高蓉 《高分子通报》 CAS CSCD 2002年第1期34-40,共7页
聚乙二醇衍生物由于具有良好的生物相容性和免疫原性而被广泛应用于生物分子的化学修饰。本文就聚乙二醇衍生物的合成以及在生物医学和生物技术领域中的应用进行综述 ,主要包括聚乙二醇衍生物的分类 ,常用的聚乙二醇衍生物的合成方法及... 聚乙二醇衍生物由于具有良好的生物相容性和免疫原性而被广泛应用于生物分子的化学修饰。本文就聚乙二醇衍生物的合成以及在生物医学和生物技术领域中的应用进行综述 ,主要包括聚乙二醇衍生物的分类 ,常用的聚乙二醇衍生物的合成方法及其性能 ,以及聚乙二醇衍生物的应用等。 展开更多
关键词 聚乙二醇 衍生物 生物大分子 化学修饰 合成 应用
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蛋白质和多肽类药物分子化学修饰的研究进展 被引量:10
12
作者 姜忠义 高蓉 +2 位作者 许松伟 王艳强 高岩 《中国生化药物杂志》 CAS CSCD 2002年第2期102-104,共3页
目的蛋白质、多肽等药物分子免疫原性和毒副反应的存在及体内作用时间短等问题限制了其应用 ,这可以通过化学修饰部分或全部加以克服。随着生物大分子构效关系逐步得到揭示 ,生物大分子化学修饰的研究迅速发展。此文对蛋白质、多肽等药... 目的蛋白质、多肽等药物分子免疫原性和毒副反应的存在及体内作用时间短等问题限制了其应用 ,这可以通过化学修饰部分或全部加以克服。随着生物大分子构效关系逐步得到揭示 ,生物大分子化学修饰的研究迅速发展。此文对蛋白质、多肽等药物分子化学修饰的国内外研究现状和发展动态加以评述 ,包括化学修饰原理、化学修饰方法。 展开更多
关键词 蛋白质 多肽 化学修饰 聚乙二醇
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蛋白质和肽类分子的聚乙二醇化化学 被引量:10
13
作者 姜忠义 许松伟 王艳强 《有机化学》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2003年第12期1340-1347,共8页
蛋白质和肽类生物大分子聚乙二醇化后 ,溶解行为改善 ,稳定性增强 ,免疫原性消除或降低 ,循环半衰期延长 ,药物动力学优化 ,因而在生物技术和生物医学中具有重要的应用前景 ,聚乙二醇化也逐渐发展成为一种平台技术 .随着聚乙二醇化蛋白... 蛋白质和肽类生物大分子聚乙二醇化后 ,溶解行为改善 ,稳定性增强 ,免疫原性消除或降低 ,循环半衰期延长 ,药物动力学优化 ,因而在生物技术和生物医学中具有重要的应用前景 ,聚乙二醇化也逐渐发展成为一种平台技术 .随着聚乙二醇化蛋白质和肽类进入临床试验阶段 ,聚乙二醇化化学越来越引起研究者的重视 .简要评述第一代和第二代聚乙二醇化化学 。 展开更多
关键词 蛋白质 肽类 聚乙二醇化化学 化学修饰 性能 聚乙二醇
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填充型渗透蒸发膜的研究进展 被引量:11
14
作者 姜忠义 李多 贾琦鹏 《膜科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2002年第3期43-47,共5页
综述了填充型渗透蒸发膜的最新研究进展 ,提出了填充型渗透蒸发膜的分类方法 ,简要叙述了各类填充膜的制备过程 ,并对填充膜在水中有机物脱除、有机物脱水、有机物之间的分离等领域的应用进行了介绍 .
关键词 填充型 渗透蒸发膜 研究进展 分类 制备 应用
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天然产物的酶法结构修饰 被引量:6
15
作者 姜忠义 许松伟 吴洪 《有机化学》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2002年第3期220-226,共7页
为赋予天然产物以新颖和特定的性质 ,往往需要对其进行结构修饰 .结构修饰可以通过化学法、微生物法和酶法实现 .其中酶法由于条件温和 ,化学、区域和立体选择性高 ,操作简便 ,环境友好等特点而发展非常迅速 .本文介绍了糖和糖苷、甾族... 为赋予天然产物以新颖和特定的性质 ,往往需要对其进行结构修饰 .结构修饰可以通过化学法、微生物法和酶法实现 .其中酶法由于条件温和 ,化学、区域和立体选择性高 ,操作简便 ,环境友好等特点而发展非常迅速 .本文介绍了糖和糖苷、甾族化合物、β 内酰胺抗生素、氨基酸和多糖类等的酶法结构修饰 。 展开更多
关键词 天然产物 结构修饰 组合酶催化 酶法修饰 糖苷 甾族化合物 多肽 氨基酸
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填充碳分子筛的PDMS膜渗透蒸发分离性能研究 被引量:14
16
作者 姜忠义 徐海全 刘家祺 《膜科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2001年第2期29-32,69,共5页
采用自制的碳分子筛 ,制造了填充碳分子筛的硅橡胶 (PDMS)膜 ,研究了膜对含苯的稀水溶液的渗透蒸发的分离性能 .考察了填充剂。
关键词 渗透蒸发 碳分子筛 硅橡胶膜 苯水溶液
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超滤技术在现代中药生产中的应用 被引量:24
17
作者 姜忠义 吴洪 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期122-126,共5页
综述了超滤技术在中药现代化中的应用现状和发展趋势 ,包括超滤技术的基本原理和应用举例。同时指出了超滤技术的现存问题和发展方向等。
关键词 中药 现代化 超滤 膜分离 发展趋势 应用
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膜反应萃取过程酶法拆分N-乙酰-D,L-苯丙氨酸乙酯 被引量:7
18
作者 姜忠义 邱立勤 陈洪钫 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第4期530-534,共5页
手性是自然界的本质属性之一,作为生命活动重要物质基础的生物大分子和许多作用于受体的活性物质均具有手性特征,因此分子的不对称性在生命过程中起着重要作用.近年来,随着不对称合成和手性开关技术的迅速发展,单一对映体的工业化生产... 手性是自然界的本质属性之一,作为生命活动重要物质基础的生物大分子和许多作用于受体的活性物质均具有手性特征,因此分子的不对称性在生命过程中起着重要作用.近年来,随着不对称合成和手性开关技术的迅速发展,单一对映体的工业化生产成为可能.L-苯丙氨酸是人和动物必需的氨基酸,不能在体内合成,必须从外界摄取,近年来由于它在医药制剂和高甜度天冬甜精等方面的需求量剧增,对其研究和开发日益增多.酶膜反应萃取器集固定化酶膜反应与液液萃取于一体,能大大提高反应和分离效率,Matson、Scheper、Ha、Chang等利用酶膜反应萃取和乳化液膜酶反应过程,已成功地实现了一些消旋物的拆分.本文选择苯丙氨酸的拆分为研究对象,利用酶膜反应萃取过程进行L-苯丙氨酸的合成,探讨过程的可行性和影响因素. 展开更多
关键词 膜反应 萃取过程 乙酰 苯丙氨酸乙酯 酶法 拆分
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多相酶膜反应器合成生物活性二肽 被引量:6
19
作者 姜忠义 贾琦鹏 +1 位作者 刘家祺 陈洪钫 《应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2001年第1期56-58,共3页
A multiphase enzyme membrane reactor using aqueous organic biphase instead of water phase alone as the reaction medium was employed to investigate the lipase catalyzed synthesis of bioactive dipeptides. The medium eff... A multiphase enzyme membrane reactor using aqueous organic biphase instead of water phase alone as the reaction medium was employed to investigate the lipase catalyzed synthesis of bioactive dipeptides. The medium effect on dipeptide yield was first studied. When N acetyl L phenylalanine ethyl ester(APEE) was used as a carboxyl component, the reactivity order of amino acid amides was found to be L Leu NH 2> L Val NH 2> L Ala NH 2> L Gly NH 2. The didpetide, N Ac L Phe L Leu NH 2, could be synthesized in the multiphase enzyme membrane reactor in a high yield and purity due to the simultaneous separation and reaction. 展开更多
关键词 多相酶膜反应器 合成 生物活性二肽 酶促合成法
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水溶液中挥发性有机化合物渗透蒸发分离技术 被引量:7
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作者 姜忠义 徐海全 刘家祺 《现代化工》 EI CAS CSCD 2000年第12期23-26,共4页
介绍了水溶液中挥发性有机化合物 (VOCs)的各种分离方法 ,重点分析了渗透蒸发分离技术经济优势。阐释了渗透蒸发膜的选择标准、渗透蒸发过程的传质机理 ,以及原料液浓度、原料液温度、原料液流量、渗透侧压力、添加剂和膜组件型式等因... 介绍了水溶液中挥发性有机化合物 (VOCs)的各种分离方法 ,重点分析了渗透蒸发分离技术经济优势。阐释了渗透蒸发膜的选择标准、渗透蒸发过程的传质机理 ,以及原料液浓度、原料液温度、原料液流量、渗透侧压力、添加剂和膜组件型式等因素对渗透蒸发过程分离效率的影响 ,并简要预测了渗透蒸发过程的发展趋势与动态。 展开更多
关键词 水溶液 VOCS 渗透蒸发分离 有机化合物 废水处理
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