Toluene oxidization to benzaldehyde in subcritical water

Effects of reaction parameter on yield of benzaldehyde produced from toluene oxidization using hydrogen peroxide in subcritical water are investigated. The experimental results show that if the molar ratio of hydrogen peroxide to toluene is controlled within a reasonable range, the by-products may be neglected. The optimum technology of toluene oxidization to benzaldehyde is reaction time 60 min, reaction temperature 350℃, molar ratio of hydrogen peroxide to toluene 3.5. The yield of benzaldehyde can reach 17.2 % under the optimum condition. Research results of chemical reaction kinetics show that the consecutive reaction consists of two first-order reaction, and activation energy of these two reactions are 89 kJ·mol^-1 and 76 kJ·mol^-1 respectively,

超/亚临界水处理技术研究进展

超/亚临界水处理技术是一种绿色、高效的高级氧化技术,在工业废水、废弃物处理方面具有良好的技术优势和广阔的应用前景。综述了超/亚临界水处理技术,包括湿式氧化技术、超临界水氧化技术和超/亚临界水脱盐技术原理、研究进展和工业应用,总结了超/亚临界水处理技术存在的问题,分析了导致问题的原因并讨论了相应的解决思路。

超疏水-超亲油三聚氰胺海绵的制备及其油水分离性能研究

采用了一种简单、高效和环保的方法用于油水分离,即采用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯(GO),通过简单的浸渍法和高温还原法将还原氧化石墨烯(rGO)先负载在三聚氰胺海绵(MS)上,再通过柴油加热MS,将长链烷烃负载在MS上,成功制备了超疏水-超亲油三聚氰胺海绵。rGO的加入能够增加海绵表面的粗糙度,长链烷烃的加入能降低海绵表面的表面能。改性MS具有良好的弹性性能、较好的热稳定性和吸油能力。油水分离性能测试表明,对各种油水混合物的分离效率可达97%以上。在泵提供动外力时可实现无搅拌状态下的静态连续油水分离和搅拌状态下的动态连续油水分离。改性MS具有良好的可重复使用性和化学稳定性,在20次使用后对各种油水混合物的分离效率可达70%以上,即使在不同pH值的水中,也可以实现油水分离,对水包正己烷乳液也能有效地分离。

药桑花色苷不同提取方法的研究

探究亚临界水萃取和超声辅助水提取的工艺条件,采用响应面进行优化,并对2种方法的花色苷得率及抗氧化活性进行比较。结果表明:亚临界水萃取的最佳工艺为萃取温度102℃、料液比1∶31(g/mL)、萃取时间10 min,在此条件下花色苷得率为4.453 mg/g;超声辅助水提取的最佳工艺为超声温度55℃、料液比1∶34(g/mL)、超声时间15 min,在此条件下花色苷得率为5.248 mg/g。在亚临界水萃取条件下,花色苷DPPH·和ABTS+·的IC50分别为1.746 mg/mL和1.678 mg/mL。试验证明,亚临界水萃取法可获得具有较高抗氧化活性的花色苷。

PDMS共混液制备PDMS/RGO-CO抗紫外超疏水多功能织物研究

多功能棉织物(CO)可以进一步扩大棉织物的应用范围。本文利用正己烷和乙酸乙酯作为聚二甲基硅氧烷(PDMS)的共溶剂,并与还原氧化石墨烯(RGO)结合,制备具有抗紫外和超疏水性能的多功能棉织物(PDMS/RGO-CO),并通过改变正己烷和乙酸乙酯混合比例、棉织物浸渍共混液次数、PDMS浓度,探究最佳的制备工艺。结果表明,正己烷和乙酸乙酯体积比为7∶3、棉织物浸渍次数为2次、PDMS为100 g/L时,PDMS/RGO-CO的超疏水能力最好,接触角(CA)达到165.9°,紫外线防护系数(UPF)达到544.46。与此同时,PDMS/RGO-CO还表现出优异的防污性能和油水分离能力。

超临界水的分子动力学模拟

采用分子动力学(MD)模拟的方法对超临界条件下水的结构及扩散性质进行了研究.模拟结果表明超临界条件下水分子之间的氢键作用明显减弱,分子极性大大降低.扩散性质与常温下相比,其大小约上升了两个数量级.

PCBs的超(亚)临界水催化氧化及还原裂解

简要分析了多氯联苯(PCBs)的来源及其对环境构成的危害,介绍了PCBs在超(亚)临界水中的反应及其处理效果。分别从超临界水氧化、超临界水裂解及亚临界水还原3个方面阐明了超临界反应过程中PCBs降解的反应路径和降解效率,解释了共溶剂(甲醇、苯)、碱催化剂(Na2CO3、NaOH)、氧化剂(NaNO3、NaNO2)等对PCBs脱氯和分解的增效作用机理。发现在超临界水氧化与超临界水裂解条件下CH3OH对PCBs降解反应的促进机制有所不同,碱催化剂通过中和反应过程中产生的HCl生成NaCl沉淀导致体系中Cl的含量降低,从而促进脱氯反应的进行。对反应器防腐处理的经济性方面略作讨论,在总结上述研究工作的基础上提出了PCBs的超临界反应处理技术的若干研究方向。

红芪、黄芪水提液体外清除自由基作用的研究

采用Fenton反应建立羟基自由基(.OH)模型,利用邻苯三酚在碱性环境中自氧化产生超氧阴离子自由基(O2-.)模型,研究了红芪、黄芪水提液体外清除自由基的活性.结果表明:2种水提液在生药浓度为5～80mg.mL-1的剂量范围内对.OH的清除效果呈明显的量效依赖关系,其IC50分别为红芪水提液8.686mg.mL-1和黄芪水提液16.662mg.mL-1;二者在生药浓度为25～200mg.mL-1的剂量范围内对O2-.的清除效果呈现明显的量效依赖关系,其IC50分别为红芪水提液176.636mg.mL-1和黄芪水提液185.123mg.mL-1.红芪、黄芪水提液均具有一定的体外清除自由基活性,且红芪的清除效果优于黄芪,因此在以自由基为诱因的疾病防治中建议优先选用红芪.

高铁酸盐的制备、稳定性及应用研究进展

高铁酸盐具有很强的氧化性和环境友好特性,在废水处理、有机物的选择性氧化和化学电源等方面具有重要的应用价值。评述了高铁酸盐的3种制备方法、添加剂对其稳定性的影响以及作为多功能水处理剂、选择性氧化剂和绿色环保电池电极材料等方面的应用研究进展,并提出了今后研究的主要方向。

原油污染对栉孔扇贝抗氧化酶活性的影响

以原油水溶性成分(water soluble fraction of crude oil,WSF)为污染物,采用暴露实验法,研究了栉孔扇贝(Chlamys farreri)鳃和消化腺组织中超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD)和过氧化氢酶(Catalase,CAT)活性的变化。结果表明,WSF污染下,鳃和消化腺组织SOD和CAT酶活性随暴露时间增加一般表现为降低-升高-降低的趋势,酶活性达到最高的时间随浓度不同而变化。第1天时消化腺SOD在0.08 mg/L浓度下被诱导,而后随时间增加表现为抑制效应;浓度为0.21和0.88 mg/L时消化腺SOD酶活性被抑制,随暴露时间延长而活性增加。暴露时间为4 d时,石油烃浓度在0.08和0.88 mg/L时鳃组织SOD酶活性均被抑制,而浓度为0.21 mg/L时被诱导。消化腺和鳃组织SOD可以作为扇贝被污染胁迫的指标。

耐盐复合型高吸水树脂的制备及性能研究

以羧甲基纤维素(CMC)、丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为聚合单体,亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,过硫酸钾(KPS)和亚硫酸氢钠(SBS)为复合引发剂,并加入氧化石墨烯(GO),采用水溶液聚合法合成了一种具有良好耐盐性的复合型高吸水树脂(SAP)。讨论了温度、中和度、单体质量比、引发剂、交联剂以及GO的使用量等因素对SAP吸水性能的影响,通过红外光谱(FTIR)和热重分析(TG)等进行表征,并测定了其保水性能。结果表明合成SAP最佳条件为:聚合反应温度70℃,中和度70%,CMC质量分数10%,m(AA)∶m(AMPS)=10∶3.5,m(AA)∶m(AM)=4∶1,引发剂、交联剂、GO的使用量分别为1.5%、0.2%、0.5%,根据上述条件制备出的SAP吸纯水倍率为1256 g/g,吸盐水倍率为228 g/g。

六种有机物在亚/超临界水中氧化的反应动力学研究

为了给超临界水氧化设备工业化应用提供指导思路,本文设计制作了一套连续化的超临界水氧化仿工业化装置(压力为24MPa,H2O2过氧量倍数为3倍),选取甲基红、靛红、苯磺酸、对氨基苯磺酸、对二甲氨基苯甲醛、2,4-二硝基苯肼6种芳香烃化合物进行了从亚临界过渡到超临界状态下的水氧化试验,并以总有机碳(TOC)为表征研究了6种化合物的去除效果,以幂指数方程描述了6种化合物从亚临界到超临界的反应动力学参数。结果表明:6种有机物在亚临界至超临界点时间段内,反应物TOC的浓度随时间的变化呈现良好的线性下降趋势,且在亚临界状态下,足够的反应停留时间就能取得较好的TOC去除效果,而在超临界状态下,反应过程十分迅速,在较短的反应时间内也会取得较好的TOC去除效果,但随着反应时间的增加,在几分钟之内,TOC的去除率随时间的变化还是较为明显;6种有机物的反应活化能介于26.2～54.341kJ/mol之间,表明不同结构化合物SCWO反应的温度升高效应不同。

超临界水冷堆水化学控制及其相关技术研究进展

对国内外超临界水在辐照作用下的分解行为、水化学对材料的腐蚀影响、腐蚀产物行为和水化学监控等领域的研究现状进行回顾,介绍了中国核动力研究设计院在超临界水腐蚀领域的研究进展,以及利用新建的超临界水化学试验装置开展的热态试验研究,并提出了研发超临界水冷堆(SCWR)尚需攻克的水化学运行控制相关技术难题,为中国百万千瓦级SCWR(CSR1000)的水化学策略研究提供参考。

氮蓝四唑光照法评价丹参水溶性成分清除超氧阴离子(O_2^-·)活性

以丹酚酸B为样品,通过对氮蓝四唑光照法评价体系中测定波长,缓冲液pH值、浓度,光照强度及时间等关键因素进行优化筛选,确定丹酚酸类化合物清除O2-.的最佳评价体系,并对丹参中5种水溶性成分进行活性评价。结果表明,最佳测定条件为:测定波长625 nm,磷酸盐缓冲液pH值7.8,缓冲液浓度5 mmol.L-1,光照强度6 000 lx,光照时间30 min,其可靠性好,清除率测定结果的灵敏度较改进前提高20%;丹参5种水溶性成分清除O2-.的能力均随其浓度增加而逐渐增强,线性关系范围内,清除O2-.能力大小依次为:迷迭香酸>丹酚酸A>丹酚酸B>原儿茶醛>紫草酸≈芦丁。

催化亚临界水氧化法处理糖蜜酒精废液的研究

以铜、锰为活性成分和微波辐射法制备的γ-Al2O3为载体,制备了CuO/MnO2/γ-Al2O3复合催化剂,考察了成分配比、浸渍时间对催化剂催化活性的影响,研究了氧气分压、催化剂投加量、反应温度和反应时间对催化亚临界水氧化法处理糖蜜酒精废液过程的影响规律。结果表明:CuO/MnO2/γ-Al2O3催化剂是催化亚临界水氧化法处理糖蜜酒精废液的可选催化剂;当进水CODCr的质量浓度为10×104mg/L时,适宜的氧气供应量为理论需氧量的3.5～4.7倍,催化剂的投加量以10g/L为佳;在360℃下反应10min,处理水可达到《污水综合排放标准》GB9878-1996的一级标准。

对硝基苯酚废水近临界水氧化工艺

采用超临界水氧化法新技术,通过正交试验研究了近临界水中对硝基苯酚废水处理的工艺条件。结果表明,温度、压力、停留时间、双氧水用量等各因素对对硝基苯酚及总有机碳(TOC)去除率有一定影响,各因素对TOC去除率的影响的显著性顺序为:反应温度>反应停留时间>双氧水用量>反应压力。实验得出了反应的最佳工艺条件为:温度320℃,压力14 MPa,停留时间72 s,双氧水用量为计量倍数的4倍,反应后对硝基苯酚的去除率接近100%,TOC含量18.8 mg/L,优于国家污水排放一级标准。

近临界水中4,4′-二溴联苯催化氧化降解的研究

以锰系氧化物作催化剂研究了4,4′-二溴联苯(4,4′-DBB)在近临界水中的氧化降解及反应动力学。确定了适宜的催化氧化工艺条件为物料质量比m(H2O2)∶m(4,4′-DBB)=300∶1、反应温度320℃、反应压力11.9 MPa、反应时间20 min,在此工艺条件下反应后水样的化学需氧量(COD)为32.6 mg/L,达到了GB8978—1996的排放要求。反应动力学结果表明4,4′-二溴联苯氧化反应的级数为1.71,表观活化能为37.89 kJ/mol。

含油污水处理技术研究进展

简要分析和评述了物化法、化学法和生物法等传统的含油污水处理技术,主要包括气浮法、吸附法、膜分离法、絮凝法、化学氧化法、活性污泥法和生物滤池法等。重点介绍了超声波法和超临界水氧化法这2种新兴的方法用于含油污水处理的工作原理、技术特点以及最新的研究和应用成果。对含油污水处理技术提出了一些建议,认为单一的处理方法都有其局限性,需根据废水的成分与性质、油污存在的形式、回收利用的深度、排放的方式以及环境和经济的综合要求等因素,采用多种技术联用,更好地发挥各种技术的协同效应,形成多级处理工艺,以实现良好的处理效果。

冷水束缚应激对大鼠脊髓背根神经节、胃组织内TRPV1 mRNA及血清SOD、MDA的影响

目的探讨不同时间的冷水束缚应激(WIRS)对大鼠脊髓背根神经节(DRG)和胃内瞬时受体电位香草酸亚型1(TRPV1)mRNA及血清超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)的影响。方法选取40只雄性Wistar大鼠,随机分成4组:正常组(NC组,n=10)、WIRS 2 h组(n=10)、WIRS 4 h组(n=10)和WIRS 6 h组(n=10),NC组不造模;WIRS 2 h组、WIRS 4 h组、WIRS 6 h组均用WIRS法复制急性胃黏膜病变模型,大鼠WIRS时间分别为2、4、6 h。于不同作用时间观察大体胃黏膜损伤变化,评定胃黏膜损伤指数;HE染色观察胃黏膜的损伤程度;实时荧光定量PCR法检测各组大鼠胸段DRG和胃内的TRPV1 mRNA的表达情况;测定各组大鼠血清中SOD、MDA的活力。结果 WIRS各组大鼠胃黏膜损伤明显,溃疡指数明显升高(P<0.05)。与NC组比较,WIRS各组胃组织内TRPV1 mRNA的表达均降低(P<0.05);胸段DRG内TRPV1 mRNA在WIRS 6 h组的表达明显降低(P<0.05)。血清SOD活力先增高后降低,4 h时达到高峰;MDA随应激时间延长呈增高趋势,但在应激4 h时出现一下降过程。结论 TRPV1参与了急性胃黏膜病变的发生机制;血清中SOD、MDA的活力变化较好地反映出应激时机体氧化和抗氧化能力,有望在发现和评估应激性溃疡的发生中起重要作用。

高铁酸盐的合成及应用研究进展

高铁酸盐具有固体盐稳定、氧化还原电位高、比容量高、放电产物对环境无污染和选择性氧化好等一系列优点,在生活及生产中得到了广泛的应用。本文评述了高铁酸盐的3种合成方法,以及作为多功能水处理剂、选择性氧化剂和绿色环保电池的电极材料应用的新进展,并对其应用前景进行了展望。