以评估为契机,加强国家重点实验室的建设与管理

论述了以国家重点实验室评估为契机，以评估标准为指南，结合我实验室的具体问题和特点，全面加强了实验室的建设和管理。采用集中性、计划性、开放性及分类、分级的管理模式，使之成为严格规范、整洁舒适、布局合理、和谐开放的实验室，并充分发挥实验室的整体效益，有力地促进了科研、教学的发展和创新。

“双一流”高校科研实验室安全风险防控策略

高校科研实验室的安全建设工作被国家相关部门提到了前所未有的高度。通过对高校科研实验室安全风险防控管理的现状分析,探讨了高校科研实验室安全风险防控管理的内涵以及高校科研实验室安全事件的分类和特性;以安全管理学、安全心理学和安全文化学理论为基础,通过引入现代事故致因理论"2-4"模型对安全事故进行分析,构建出了科研实验室安全风险防控策略图,针对性地从下到上进行个人行为干预和控制,同时从上到下在组织层面进行协调,从而达到对高校科研实验室日常工作中的安全风险进行防控目的。

微分散液滴的光纤检测研究

微分散是微化工技术的重要组成部分,传统利用显微摄像分析和统计微分散液滴的方法成本高,不易推广。提出了一种基于光纤传感的微分散液滴在线检测技术,该方法基于漫反射光纤、光纤传感器、数据采集卡和LabVIEW程序实现了微通道内液滴生成频率和长度的在线检测,满足0.21 mm以上直径液滴的检测,检测频率上限为500 Hz,当液滴通过光纤时间超过15 ms时,还可检测液滴长度。研究结果表明光纤直径和光纤传感器响应时间是影响该方法检测性能的主要因素,与相似平台对比,以较低的成本实现了较高检测性能。

混合澄清槽数值模拟与实验研究进展

稀土是不可再生的重要战略资源,在高新技术材料中具有不可替代的战略作用。混合澄清槽具有操作稳定性好、级效率高、结构简单、易放大等优点,是稀土分离工业中使用最为广泛的萃取设备。本文概述并分析了应用于混合澄清槽模拟的数值模型,结果表明Eulerian-Eulerian多相流模型、k-?湍流模型和多参考系模型因使用简便、精度可靠、对计算机性能要求不高而被当前的研究者们大量采用。此外,针对混合澄清槽抽吸性能、混合特性和澄清特性三大重要性能指标,分别总结了影响各性能的主要参数和调控方法,分析表明在抽吸性能和混合时间方面的研究较为成熟,在液滴聚并破碎数值研究、澄清方式和改进等方面的研究相对薄弱,构建高精度网格、采用更细致分析流场时空发展趋势的大涡模拟和引入种群平衡模型等方法将是下一步深入研究混合澄清槽的重要方向。

渗透汽化/渗透萃取实验装置的研制与开发

分析了渗透膜分离性能评价过程中的关键问题,建立了渗透汽化/渗透萃取实验评测装置,并通过PDMS/PAN复合膜用于正辛烷/噻吩混合物的渗透汽化分离性能的实验评测,验证了实验装置所测结果的准确性和可信性。

电解法再生热钾碱溶液的实验研究

为了降低二氧化碳(CO2)捕集过程中的成本,对利用膜电解技术再生热钾碱吸收液的机理进行了研究。以K2CO3和KHCO3的混合液作为模拟液,用离子膜电解装置对其进行脱碳处理,得出电解再生的方法,可以使回收液中的KHCO3转化率达到100%,该过程在析出CO2的同时产生H2,起到了对热钾碱吸收液再生利用的作用。

溶剂挥发法制备萃取剂微胶囊

萃取剂微胶囊的制备是利用微囊化方法将萃取剂包覆起来 ,解决传统液液萃取中的两相相分散、相混合、相分离以及溶剂的损失和设备结构复杂等问题 .用简单易控制的溶剂挥发法成功制备了聚砜及聚苯乙烯材料包覆的多种萃取剂 (如磷酸三丁酯 ,2 乙基己基磷酸 ,三辛胺和Aliquat 336 )微胶囊 ,并考察了壁材和分散剂的选择对不同萃取剂进行包覆的影响 ,同时研究了搅拌速度和膜溶液组成对微胶囊的形态、萃取剂包覆量的影响 .结果表明 ,(1)用聚砜作壁材可以包覆磷酸三丁酯、2 乙基己基磷酸 ,而用聚苯乙烯可以包覆三辛胺、Aliquat336 ;(2 )对于不同的O W乳液体系 ,只有选择合适的分散剂 ,才能得到理想球形状、分散性好的微胶囊 ;(3)增大搅拌速度可以降低液滴尺度 ,从而减小微胶囊粒径 ;(4)膜溶液组成的影响则表现在两个方面 ,一是膜溶液的粘度和两相界面张力是除搅拌速度外微胶囊粒径的决定因素 ,二是膜溶液中壁材与萃取剂的比例优化时 ,才能得到萃取剂包覆量高的微胶囊 .

温室气体CO_2的捕集和分离——分离技术面临的挑战与机遇

介绍了采用溶剂吸收、膜分离和变压吸附等方法捕集和分离温室气体CO2的最新进展,并对技术发展 动向进行了讨论。

微化工系统内多相流动及其传递反应性能研究进展

微化工系统是化学工程学科的研究热点之一,鉴于其良好的传递和反应特性,在多相反应和分离过程中受到了广泛的关注。目前关于微化工系统的研究主要集中在新型微分散技术、微介观尺度混合、多相传递性能以及反应过程调控等方面,近年来取得了显著的进展。本文主要针对微化工系统研究中的关键科学问题进行综述,探讨微化工系统的研究进展,并对其未来的发展方向进行了展望。

CO_2捕集的吸收溶解度计算和过程模拟

为了降低CO2吸收法捕集技术的能耗和成本,以目前常用的单乙醇胺(MEA)溶液吸收CO2为例,采用电解质非随机双流体热力学模型(E-NRTL),对溶液中的CO2气体溶解度进行计算,计算过程包含了化学反应平衡和汽液平衡,计算结果和文献数据相吻合。在此基础上,建立了CO2吸收过程模拟程序和包括解吸能耗、气体压缩能耗以及液体输送能耗的过程总体能耗的计算方法,继而通过过程模拟分析了吸收塔和解吸塔压力、溶液浓度和流量等因素对吸收捕集过程的总体能耗的影响,获取了最优的工艺条件,为以后新CO2吸收捕集过程提供能耗分析方法基础。

微反应器研究最新进展

微化工系统是实现化工过程绿色、安全、高效的重要方法，微反应器作为微化工系统的核心已经成为科学研究的热点之一。近年来，随着微尺度下“三传一反”研究的进展，微尺度流体的性能得到了深入揭示，微反应器技术也被广泛应用于科学研究和工业生产领域。本文以液相微反应器性能和应用为中心，重点讨论微反应器研究的最新进展。

微化工系统的原理和应用

介绍了微化工系统是以微米尺度微结构化工装备为核心的化工系统,是实现化工过程绿色、安全、高效的重要途径之一。阐述了微化工系统基于微尺度下流动可控以及混合传递高效的特点,可以有效地提高反应和分离过程的表观速率,大幅度缩小装备尺寸,提高过程的安全性。指出了近年来微化工系统在材料可控制备、新型测试技术和反应分离强化等方面发展迅速,与传统化工系统相比,微化工系统在诸多领域中显现出了优势。

液-液微尺度混合体系的传质模型

针对微尺度液-液混合体系,考察了流量对膜分散萃取过程的影响,并根据传质过程方程,计算了各种条件下的传质系数和传质速率;采用现有的传质模型分别计算分散相和连续相的分传质系数,然后根据传质阻力的加合性得到总传质系数;应用理论传质系数计算传质效率,与实验值进行了比较.研究结果表明,在微尺度混合条件下,直接影响传质系数的因素是停留时间和液滴直径,传质系数随着停留时间的减小而增大.膜分散萃取的传质系数可以达到1.2×10-4 m*s-1,比传统的萃取方式大10～100倍;不能像塔式萃取设备一样,用简单地忽略某一相的传质阻力或用总体平均的简化计算公式来计算微尺度混合的传质性能;考虑滴内滴外传质系数,并考虑时间的影响,利用现有公式分别计算滴内滴外传质系数,并采用阻力加合,可以较为准确地计算微混合条件下的总传质系数,计算值与实验值符合很好.

苯甲酸生产废水的处理与资源化

为有效地回收甲苯液相氧化法生产苯甲酸的工业废水中的苯甲酸和乙酸 ,并配合废水生物降解的末端处理技术 ,研究了 2 0 % ,30 %和 5 0 %磷酸三丁酯 (TBP) /煤油的混合溶剂、正辛醇和甲苯萃取苯甲酸稀溶液特性 ,以及对工业废水处理的实验 .结果表明 ,TBP对苯甲酸稀溶液具有良好的萃取作用 ,而纯溶剂体系与溶剂的极性有关 ,正辛醇的萃取能力与 30 %TBP相当 ;残液中的CODCr值由萃取剂在水中的溶解和苯甲酸自身的CODCr值组成 ,其中残液中溶剂溶解导致的CODCr值随其中苯甲酸浓度变化不明显 ,且CODCr值的大小为 :5 0 %TBP≈ 30 %TBP >正辛醇 >2 0 %TBP >甲苯 .针对工业废水中主要含有苯甲酸和乙酸的工况 ,提出了废水资源化的处理工艺流程 ,即首先采用甲苯进行废水中苯甲酸的回收 ,之后 ,再利用三烷基氧磷 /煤油为萃取剂回收废水中的醋酸 。

有机胺吸收二氧化碳的热力学和动力学研究进展

二氧化碳捕集与封存技术(CCS)是针对大气CO2含量增高导致的全球气候变暖而提出的全球性解决方案。有机胺吸收法作为经济与技术层面最成熟的技术,是实现二氧化碳捕集的重要工艺过程。从有机胺法吸收二氧化碳的基本反应机理出发,系统评述了应用有机胺法吸收捕集CO2的热力学与动力学性质的研究进展,介绍了不同类型胺溶剂分子结构与CO2捕集溶解度和反应速度的关系,并对今后CO2吸收捕集的热力学和动力学的研究方向提出了展望。

燃煤电厂烟气脱硫技术最新进展

烟气脱硫(FGD)是控制燃煤工业SO_2排放的重要途径,化学吸收法烟气脱硫技术因其效率高、处理量大、成本低等优点而在工业上得到了广泛的应用。本文概述了吸收法烟气脱硫技术的最新进展,初步讨论各技术的特点。其中,海水脱硫是一种新型的烟气脱硫技术,其工艺流程简单、高效、环保,经济性和可靠性显著,在燃用低硫煤的沿海城市具有良好的应用前景。但是,海水法烟气脱硫设备庞大,存在着气液分布不均、脱硫设备效率低等问题。本文利用数值模拟方法,剖析吸收装置内的气体和液体分布状况,探索改进国外引进海水脱硫装置的可行性。研究发现,国外引进海水脱硫装置内气相分布状况极不乐观,液体分布状况需要改进。初步的原理性试验表明,采用本文的新型填料可以减低吸收塔内填料层压降,提高脱硫效率。

微尺度下非均相反应的研究进展

微结构反应器(微反应器)是微化工系统的核心装备之一,是实现化工过程强化的重要技术基础。从微尺度非均相反应过程的基本原理出发,系统综述了近十年来微尺度下多相流动、分散和传递等方面的相关报道,系统地介绍了一些典型微尺度非均相反应过程,分析总结了微尺度反应技术的优势和特点,并对未来微尺度反应技术的发展方向提出了展望。

一种微型膜分散式萃取器

结合现代化学工程学科的热点领域———微尺度化工过程,开发了一种微型膜分散式混合及传质设备。该微型传质设备以压力为推动力,以微孔膜作为相分散的介质,使二相达到微尺度的混合及传质。选择正丁醇-丁二酸-水体系为对象研究了该设备的传质性能。研究结果表明,该微萃取器结合了微尺度混合传质和处理量大的优势,具有高效萃取的特点,萃取效率为流量的函数,在很高的流量下仍能保持高萃取效率。微混合后相分离性能好,澄清时间在25s以内,是一种理想的萃取设备。

棉籽油加氢脱氧制备第二代生物柴油

采用混捏与浸渍相结合的方法制备了Ni-Mo/γ-Al2O3催化剂,对催化剂进行了XRD,BET,TEM表征。以棉籽油为原料,正辛烷为溶剂,通过微型固定床反应器对Ni-Mo/γ-Al2O3催化剂的性能进行了评价。棉籽油经加氢饱和、加氢脱氧和加氢脱碳等反应得到C15～18的直链柴油烷烃,即第二代生物柴油。考察了不同液态空速、反应温度、反应压力下产物的质量收率及脱氧率。实验结果表明,适宜的反应条件为:反应压力4 MPa、反应温度360℃、液态空速1.00 h-1,在该反应条件下,产物生物柴油的质量收率为80.3%,脱氧率为99.2%。

表面活性剂双水相萃取分离氨基酸研究

用溴化十二烷基三乙铵(C12NE)与十二烷基硫钠(SDS)混合体系形成双水相,测定混合摩尔比与分相比例的关系,并以苯丙氨酸为萃取对象研究其在双水相体系中的分配及多级错流萃取效果。实验结果表明,当C12NE与SDS摩尔比为(1.6∶1)—(1.7∶1)时体系有分相,其中当C12NE与SDS摩尔比为1.65∶1时,分相所得上下相体积比为1∶1,且分相时间为10 m in左右,为适合实验条件。双水相体系萃取苯丙氨酸的结果表明,单级萃取率可达80%以上,二级萃取率可达99%以上。