在线红外光谱对2,3-丁二酮单肟钠盐的合成反应过程研究

利用在线红外光谱对2,3-丁二酮单肟钠盐的合成反应进行了在线监测,通过监测反应物2-丁酮(1719cm-1)、中间体2,3-丁二酮单肟(1693cm-1和3249cm-1)和乙醇(1026cm-1)以及最终产物2,3-丁二酮单肟钠盐(1643cm-1)特征峰的变化,推断了反应体系中各组分浓度的变化规律,从而比较清楚地了解了该反应的进程。结果表明,在线红外光谱能够快速、简便、准确地确定出反应结束时间,从而达到对合成反应过程进行控制的目的。

酸催化己糖脱水合成5-羟甲基糠醛:反应、分离和过程耦合

5-羟甲基糠醛(HMF)是生物质转化为化学品、燃料和聚酯材料的重要平台化合物之一。理性设计高效催化剂、优化催化反应过程、开发新型分离以及反应-分离单元耦合技术能够强化HMF生产综合效能,还可以简化工艺流程、降低碳排放和能耗。本文立足于酸催化己糖脱水合成HMF过程中反应和分离的关键科学问题,从催化剂活性位“接力式”设计、催化反应串联耦合、表面亲疏水性调控、反应溶剂匹配、固-液吸附材料、吸附机制和构-效关系、反应-分离过程强化等方面出发,系统综述酸催化己糖脱水合成HMF过程中的反应、分离和过程耦合相关研究进展,为生物质资源高效转化利用过程中催化和分离系统的综合设计提供参考与指导。

同轴反应流反应速率的唯象表征与影响规律研究

目的 为了提高同轴反应流工艺的控制精度,探索反应速率的宏观唯象表征方法和影响规律,方法 通过紫脲酸铵对Ca2+进行示踪,在线观测海藻酸钙水凝胶中空纤维的交联成形过程,利用洗脱法对交联层边界的灰度阈值进行标定,从宏观唯象的角度定义同轴反应流的平均反应速率,通过在线监测提取的交联层厚数据,计算得到反应速率值,并通过试验研究海藻酸钠和氯化钙溶液的流量(定流率比)、质量分数、共流距离对交联层厚和平均反应速率的影响规律。结果 结果表明:对比在线图像识别和洗脱法实测所得中空纤维尺寸,两者误差仅1.09%,满足工程应用需求;增加反应物质量分数能提高平均反应速率,增加交联层厚,且氯化钙质量分数具有更好的调控性能;定流率比条件下,随着两溶液流速增加,中空纤维交联层厚减小而平均反应速率增大;随着反应流共流距离增加,交联层厚增加而平均反应速率逐渐减小。上述唯象平均反应速率受流体速度场和化学反应物质量分数的影响规律与经典反应速率是一致的,说明该唯象定义是有效的。结论 研究采用的同轴反应流在线监测方法、反应速率的唯象表征方法、材料工艺参数影响规律等有助于实现中空纤维结构尺寸、交联层厚和保留溶胶层厚的精确控制,有助于同轴反应流工艺的推广与应用。

流化床-化学气相沉积技术的应用及研究进展

流化床-化学气相沉积(FB-CVD)技术是一种多学科交叉的材料制备技术,兼有流化床传热传质性能良好以及化学气相沉积均匀、产物单一等优点,在工业生产中有着广泛的应用,但因其属于交叉学科,散见于各种研究,没有进行专门的进展评述。本文拟对FB-CVD的工业应用进行专题综述,分析其发展和研究趋势。首先探讨了FB-CVD的基本原理,分别综述了其在颗粒包覆、一维纳米材料、多晶硅制备、颗粒表面改性及粉体制备等方面的应用,介绍了FB-CVD的过程模拟及反应器结构优化方面的研究进展。通过以上讨论,梳理了FB-CVD研究的科学内涵。可以看出,该过程具有明显的多尺度特征,即材料制备的微观层次、颗粒流化均匀性的介观层次以及反应器结构设计的宏观尺度。总结得出:FB-CVD技术的未来发展取决于3个尺度的耦合分析,其研究重点也应关注尺度间的相互影响效应,如材料制备的均相成核、非均相成核和颗粒流化及运动规律的相互耦合等。

核-壳型复合结构纳米粒子研究进展

介绍了核-壳型有序组装复合结构纳米粒子(CS-NP)在作为复合半导体、生物活性物质或药物的控制释放、活性组分的包埋与保护、可控催化、解决纳米粒子的团聚以及作为纳米粒子合成反应器、分离器等方面的应用。对目前合成CS-NP的方法进行了归纳:模板法、自组装法、模板/自组装法等。详细介绍了这些方法的工艺过程,并以一些具体实例从合成产物的包埋完整度、过程的难易程度、对前聚物的要求、合成产物的稳定性、进一步修饰性等方面对这些方法的适用性、优缺点进行了评述。提出了CS-NP研究领域目前存在的问题以及今后可能的研究方向。

合成5-羟甲基糠醛分析方法的研究

5-羟甲基糠醛(5-HMF)是源自生物质的一种用途广泛的平台化合物,采用液相色谱法分析制备5-羟甲基糠醛反应体系中各组分,分别采用紫外检测器和示差检测器测定5-HMF和果糖的含量,实验结果表明,此分析方法具有快速、准确的特点。将此分析方法应用于分析制备5-羟甲基糠醛的混合物,可以准确得到反应的转化率、产率和选择性,为研究合成5-羟甲基糠醛的反应过程奠定了基础。

AlN-ZrO_2-N_2系统在高温下反应的研究

以TG-DTA和XRD为分析测试手段,对高温下AlN-ZrO2-N2系统中存在的主要化学反应进行研究。XRD分析结果显示:从室温到1500℃,AlN-ZrO2-N2系统中主要分别存在生成Zr7O8N4、Al2O3、ZrN和ZrAl3O3N的四种反应;TG-DTA分析结果表明:这些反应约分别发生在1130℃之前,1130～1450℃,和1450℃之后。通过TG-DTA,XRD的分析结果和热力学计算,分别提出了这些相的生成反应方程式。

离子热合成金属-有机骨架材料最新研究进展

离子热合成是近年来新兴的合成具有新颖拓扑结构的金属-有机骨架材料的方法。本文综述了离子热合成金属-有机骨架材料的研究进展,介绍了离子热合成金属-有机骨架的具体合成方法,重点探讨了离子液体的阴阳离子对骨架结构的影响及离子液体在手性金属-有机骨架材料合成方面的研究情况。另外,还将离子热合成方法与传统水热/溶剂热合成方法进行了详细地比较,并针对几种代表性的金属-有机骨架材料的合成,探讨了不同合成方法得到的材料在结构上的差异。离子液体的种类和结构对金属-有机骨架材料结构方面的影响机理还有待于进一步的探讨。

混凝沉淀-UASB对垃圾渗滤液预处理研究

实验采用混凝沉淀-UASB联合工艺对垃圾渗滤液进行预处理研究。在进水SS为600~1 400 mg/L、COD为4 500~6 000 mg/L条件下,对混凝沉淀池的混凝药剂量、搅拌速度及搅拌时间等因素进行研究分析,同时对UASB反应器启动及影响UASB反应器运行的温度、表面水力负荷、HRT等因素进行实验研究。结果表明,混凝沉淀池在100 mg/L PAC和0.8 mg/L PAM的投药量,140 r/min的搅拌速度,25~30 min的搅拌时间下,UASB反应器温度为35~40℃,表面水力负荷为0.4~0.5 m3/（m2·h）,HRT为60 h时,SS、COD的去除率分别达到85%,86.2%,但对TN、TP去除效果不理想,平均只有39%,42.8%。

基于气相色谱-原子发射光谱检测油品中氮化物的研究进展

气相色谱-原子发射光谱(gas chromatography with microwave-induced plasma atomic emission detection, GCAED)是一种特色鲜明的分析仪器,兼具色谱的分离能力和高灵敏度的元素检测能力,广泛应用于多个领域,可作为油品中含氮化合物强大的分析仪器。本文从仪器组成、检测原理和特点三方面综述了GC-AED的研究进展,重点阐述了等摩尔响应及元素比例式的推断应用。对比了氮的两个检测通道(174nm和388nm)的研究现状,发现在388nm处具有等摩尔响应特性和更高的选择性;目前利用GC-AED对含氮化合物检测主要是在388nm处,评述了在388nm对油品中含氮化合物检测的影响因素,并整理出了一套适用的气体条件实现了化合物无关校正,可用于定量分析。并对GC-AED分析技术的应用前景作了展望,结合其他分析仪器有望扩大其应用领域。

种子乳液聚合制备MMA-DMAEMA共聚物及其表面活性研究

采用种子乳液聚合的方法制备了甲基丙烯酸甲酯(MMA)和甲基丙烯酸二甲胺基乙酯(DMAEMA)共聚物。分别以产物性状和黏度为考核指标,考察了引发剂种类、乳化剂种类、乳化剂用量和聚合温度对聚合产物的影响;合成了四种不同DMAEMA含量(DMAEMA含量均大于10%)的共聚物,并利用红外、核磁及元素分析对其结构进行了表征;研究了四种共聚产物的p H、温度敏感性及开关乳化性。实验结果表明:制备MMA-DMAEMA共聚物的最优实验条件为单体浓度为27%(其中种子乳液的单体MMA占5.4%)、引发剂用量为单体总质量2‰(种子乳液时用量为0.4‰)、V-50为引发剂、十二烷基三甲基溴化铵为乳化剂且用量占体系总质量的4.2%、反应温度为45℃;在碱性条件下,共聚物对温度敏感,具有低临界溶解温度(LCST),LCST随着溶液中Na OH浓度的增大而降低;随着单体配比中DMAEMA含量的增加,产物溶液表面张力增大,表面活性降低;MMA∶DMAEMA=1∶1或2∶1时,共聚产物具有开关乳化性,为其在含油污泥方面的应用奠定了基础。

D-对羟基苯甘氨酸生产新工艺研究

为了开发一种成本更低、安全可控、环境友好的D-对羟基苯甘氨酸生产工艺,提出了一种以水为溶剂,质量分数为75%的磷酸为拆分剂,水杨醛为消旋催化剂的新方法对DL-对羟基苯甘氨酸进行拆分。考察发现当n(75%磷酸)∶n(DL-对羟基苯甘氨酸)=1.1时拆分效果最好,当n(水杨醛)∶n(L-对羟基苯甘氨酸)=0.20且消旋时间为5 h时最适宜,当反应液pH=6.0时产品收率及质量最佳。该工艺制备的产品质量分数为99.6%,比旋光度为-158.9°,酸吸光值为0.009,碱吸光值为0.010,符合工业化生产要求。

Impulse^(TM) HR-1246在柴油加氢装置上的应用

大连石化分公司400万t/a柴油加氢装置采用Shell Global Solution工艺技术。为使产品满足国V排放标准,反应器于2017年停检期间更换Axens公司生产的Impulse^(TM) HR1246催化剂及ACT069、ACT077、ACT935、ACT955保护剂。通过对原料性质、反应温度与加权平均温度、主要操作条件等相关数据进行评估,Impulse^(TM) HR1246催化剂在加氢脱硫、加氢脱氮以及提高十六烷值等方面均表现较好的加氢活性。装置反应温度与加权平均温度长时间趋于稳定,表明Impulse^(TM) HR1246催化剂具有较好的稳定性。此外,大连石化公司采用降低装置加工负荷、产品部分转循环、降低原料硫含量等方面的举措,为催化剂长周期运行创造了较好的运行条件。

水热法制备MOF-5及其催化合成聚碳酸丁二醇酯研究

以Zn(NO_(3))_(2)·6H_(2)O为中心金属离子源,对苯二甲酸为有机配体,N,N-二甲基甲酰胺作为溶剂,通过水热法成功制备了MOF-5,并研究了对碳酸二苯酯与1,4-丁二醇酯交换反应合成聚碳酸丁二醇酯的催化性能,并与Zn(NO_(3))_(2)·6H_(2)O和Zn(OAc)_(2)的催化性能进行了比较,结果表明:在一定条件下,所得聚合物的收率为88.7%,重均分子量为12360,分子量分布指数为1.46,催化效果优于Zn(NO_(3))_(2)·6H_(2)O和Zn(OAc)_(2),该配合物对酯交换反应具有良好的催化性能。

含氯烟气净化并副产无铁盐酸的工艺设计

在氯碱化工生产过程中,氯乙烯(VCM)和聚氯乙烯(PVC)等装置会产生含氯有机废气。目前,工业上主要采用焚烧技术对含氯有机尾气进行处理,该技术可将有机物分解成二氧化碳和水,并产生含氯的无机烟气。含氯烟气经过净化处理后进行排放,同时副产出低附加值的含铁工业盐酸。本文通过设计含氯烟气净化并副产无铁盐酸的工艺流程,通过Aspen Plus软件对该流程进行模拟计算验证,目的是提升工业盐酸的品质,降低装置的运行成本。

1,4-丁二胺的制备研究进展

文章简述了国内外1,4-丁二胺制备研究进展,将制备方法归纳为化学法和生物法,对各类方法存在的优、缺点进行了细致的分析和总结。其中,化学法具有选择性好、收率高的优点,但存在催化剂经济性低、反应条件环境友好型差的问题,极大限制了1,4-丁二胺的工业化生产。分析表明,开发绿色、高效的生物法高选择性地制备1,4-丁二胺具有较大的开发潜质和应用市场。

膜分离技术在绿色产业发展方面的应用

膜分离技术作为一种高效节能、清洁环保的分离技术,相比于精馏、吸附等传统分离技术而言具有更“绿色”的优势。本文基于膜分离技术的优势,重点介绍膜分离技术在资源处理和能源发展领域的应用,为推动我国绿色产业发展提供技术参考。

化学水浴沉积制备高质量Zn(O,S)薄膜及其性能研究

为获得铜铟镓硒薄膜太阳电池中高质量Zn(O,S)无镉缓冲层薄膜,该研究阐述了柠檬酸三钠作为络合剂制备Zn(O,S)薄膜的成膜机理,系统性研究了该体系下各反应参数对薄膜化学水浴沉积的影响。研究表明,柠檬酸三钠的浓度值显著影响反应类型,异质反应更有利于生成高质量薄膜。同时,柠檬酸三钠与金属离子浓度的比值直接影响成膜质量和成膜速率,适合的pH溶液环境有助于提高Zn(O,S)薄膜沉积的质量。此外,通过工艺参数的优化,获得了电学性能接近传统CdS/CIGS太阳电池的Zn(O,S)/CIGS电池器件。

聚乙烯醇缩丁醛合成新工艺的研究

本文采用自制的磺化分子筛催化剂催化正丁醛与聚乙烯醇(PVA)发生缩醛反应合成聚乙烯醇缩丁醛(PVB),重点考察了溶剂配比、PVA质量分数、物料配比、催化剂质量分数、乳化剂质量分数、低温反应温度、高温反应温度、低温反应时间、高温反应时间等工艺条件对缩醛反应的影响。结果表明,最优合成工艺条件为:溶剂配比V(乙醇)∶V(水)=1.1∶1.0,PVA质量分数为3.8%,物料配比m(正丁醛)∶m(PVA)=2.0∶1.0,催化剂与乳化剂质量分数分别为9%、1.3%(以PVA与正丁醛总质量计),在15℃反应6 h,在55℃反应2 h。该工艺条件下制得的PVB,其缩醛度可达82.35%,且产品无黏结现象发生。

甲醇制烯烃工艺优化方向研究

本文介绍了甲醇制烯烃(MTO)装置的节能降耗措施,包括精馏塔操作优化、氮气消耗减少、水洗塔除氧水改用凝结水、急冷水管线改造等。讨论了助剂的使用与国产化项目,尽管装置已取得一定节能效果,但仍存在优化空间。本文旨在通过对烯烃分离工艺优化研究,探索MTO工艺生产过程中的技术优化和调整措施。希望能为行业提供参考,推动节能优化发展。