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2009年, 第36卷, 第4期 刊出日期:2009-07-20
  

  • 全选
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    化学与化学工程
  • 吴志强;刘志平*
    . 2009, 36(4): 1-6.
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    采用巨正则系综Monte Carlo(GCMC)方法研究了CO/H2在碳纳米狭缝孔中的吸附和分离。H2和CO均采用单点LennardJones(LJ)模型,孔壁作用势则用Steele 10-4-3模型描述。研究结果表明,混合物中H2的吸附量高于与其分压相同压力下纯H2的吸附量,而CO则与之相反。通过不同孔宽下的模拟,得到吸附分离的最佳孔宽为0.74nm,此时H2和CO的吸附量分别为2.0和12.9mmol/g,CO对H2的平衡分离因子达到6.5(温度为300K,压力为1.0MPa,等物质的量混合气体)。此外,还详细研究了压力、温度和混合气体组成对吸附量和平衡分离因子的影响,发现平衡分离因子随压力降低而提高,而低压下尤其明显,0.03MPa时平衡分离因子可超过9.0。随温度升高,平衡分离因子近乎线性下降;而随着体相混合气体中H2组成的增加,平衡分离因子显著提高。
  • 王朝丽1;朱吉钦1;刘辉1*;贺振富2;田辉平2
    . 2009, 36(4): 7-11.
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    针对沸石膜中典型的Langmuir吸附以及强、弱受限扩散两种情形,利用MaxwellStefan(MS)模型描述膜内扩散,建立了计及界面非平衡条件下吸、脱附阻力的单组分气体渗透膜模型,得到表征界面阻力的解析解。针对强受限和弱受限扩散分子(CF4和CH4)在MFI沸石膜中的扩散,讨论了影响界面阻力的主要因素。结果表明:界面阻力分率随膜厚的增加而减小;对于弱受限的CH4分子,进料端和通透端压力的改变不会影响界面阻力分率的改变;对于强受限的CF4分子,界面阻力分率受操作压力的影响较大。本文方法可方便地讨论界面阻力的影响,从而指导沸石膜材料合成以及膜组件的设计。
  • 关雪1;李会泉2*;柳海涛2;郭奋1;姚星星2
    . 2009, 36(4): 12-16.
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    考察了不同催化剂对4,4′-二苯甲烷二氨基甲酸甲酯(4,4′-MDC)催化分解制备4,4′-二苯甲烷二异氰酸酯(4,4′-MDI)反应的催化性能,结果表明ZnO/Zn复配催化剂对该反应具有较高催化活性,并具有低温的反应特点。ZnO/Zn复配催化剂的最佳质量比为1∶1。对ZnO/Zn复配催化剂催化反应的工艺条件进行了优化实验,结果表明在催化剂用量为溶剂质量的1.6%,原料用量为溶剂质量的2.5%,反应温度250℃,反应时间80min的最优条件下,MDC的转化率达到99.2%,其中4,4′-MDI单体的产率为67.3%。
  • 魏昆;纪培军*
    . 2009, 36(4): 17-20.
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    在Peppley等人提出的甲醇水蒸汽重整反应机理的基础上建立了甲醇重整制氢反应器的模型。并依据所建立的模型对不同压力及空速下甲醇的转化率进行了模拟并与实验数据进行了对比,结果显示甲醇转化率的模拟值与实验数据有较好的吻合(相对误差1.13%)。在所建立模型的基础上,进一步地讨论了反应器入口甲醇比率和入口温度对甲醇转化率以及单位甲 醇制氢量的影响。并得出了在所给出的操作条件下,当入口温度为570K,FM,R/FM,B=8.5时,单位甲醇的制氢量最高,可达到2.64(mol/mol)。
  • 刘丽丽1;王军2;张丽娟1*
    . 2009, 36(4): 21-24.
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    建立了微波消解-同位素稀释电感耦合等离子体质谱法(ID-ICP-MS),用于测定国际物质量咨询委员会(CCQM)K43.1比对样品剑鱼中汞含量。对质谱测量汞的条件进行了优化,同时为了消除汞的记忆效应,比较了5%(体积分数)HNO3、1‰(体积分数)2-巯基乙醇以及交替使用5μg/gAu和10μg/g EDTA3种方法对仪器的清洗效果。实验结果表明:射频功率1500~1600W,载气流速1.18L/min,取样深度7.5~6.9mm,积分时间0.4s条件下,能够获得准确的同位素比值;5μg/g Au和10μg/g EDTA溶液交替清洗在同样的洗涤时间内可使仪器本底最低。本文方法测定鱼中汞含量的平均值为(5.26±0.15)mg/kg, 在标准值(5.30±0.24)mg/kg的不确定度范围内。
  • 李美新;乐园*;陈建峰
    . 2009, 36(4): 25-28.
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    用复合凝聚法制备了包覆红白电泳显示液的明胶-羧甲基纤维素(CMC)电子墨水微胶囊。 考察了壁材用量、十二烷基硫酸钠(SDS)用量、反应温度、搅拌速度对微胶囊粒径的分布及其形貌的影响。实验结果表明,在明胶与羧甲基纤维素的体积比为5∶1,SDS用量为1.3 ~1.7g/L,反应温度为40℃,搅拌速度为600~800r/min,pH值为3.5~3.8的条件下可以制得具有透明囊壁且粒度分布较均匀的微胶囊。微胶囊中的粒子在直流电场作用下发生移动,响应时间为14s.
  • 刘创基;杜振霞*
    . 2009, 36(4): 29-32.
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    建立了超高效液相色谱-紫外法(UPLC-TUV)测定对苯二甲酸生产废水中6种芳香羧酸(邻苯二甲酸、对苯二甲酸、3-羧基苯甲醛、间苯二甲酸、苯甲酸和间甲基苯甲酸)的快速分析方法。该方法使用的色谱柱为Waters Acquity BEH C18 (2.1mm×50mm,1.7μm),以甲醇-0.2%甲酸水(体积分数)体系进行梯度洗脱,紫外检测波长为254?nm。在优化的色谱条件下,6种芳香羧酸得到基线分离,质量浓度范围为0.5~100μg/mL(其中对苯二甲酸的质量浓度范围是0.25~50μg/mL)时,线性相关系数均大于0.9998。利用该方法检测3批废水中的6种芳香羧酸,批内相对标准偏差(RSD)均小于1.5%(n=3)。6种芳香羧酸的一组浓度加标平均回收率均在80%~110%之间,RSD均小于6%(n=3),表明基质干扰少,重现性好。

  • 徐文彬1,2;李斌1;李小斌1*;彭志宏1;刘桂华1;周秋生1

    . 2009, 36(4): 33-37.
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    为避免传统氧化铬工艺所产生的含铬副产物对环境的污染,本文提出了用淀粉水热还原铬酸钠生产氧化铬的新工艺。在对水热还原过程的反应规律及反应机理进行分析的基础上,对淀粉水热还原铬酸钠过程的动力学进行了研究,调查了影响六价铬还原转化率的因素。结果表明,反应温度、反应物浓度和反应时间是主要因素。选择等温、恒容、不可逆反应动力学模型来描述其反应过程,其动力学方程为:r=-d[Cr(Ⅵ)]/dt=1.367×1013e-100.566×1000/RT[Cr(Ⅵ)][St],即指前因子、表观活化能和总反应级数分别为1.367×1013L/(mol·h)、100.566kJ/mol和二级或拟二级。该反应属化学反应控制,对Cr(Ⅵ)和淀粉均表现为一级或拟一级。

  • 李志锋1;朱元成*1;李会学1;袁焜1;卢小泉2
    . 2009, 36(4): 38-43.
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    采用密度泛函理论DFT,在B3LYP/6-31G水平上对2,7′-(乙烯基)-二-8-巯基喹啉[2,7′-Eth(tq)2]的结构进行了全优化, 并以NPA电荷及静电势(EPM)分析结果构建了3种金属M(M=Zn, Mg, Be)配合物M[2,7′-Eth(tq)22。以此为基础用TDDFT方法计算了配体及其金属配合物的吸收光谱。同时,利用自然键轨道理论(NBO)及分子中的原子理论(AIM)对分子内氢键进行了分析。结果表明,该类化合物均具有较大的电子亲和能,中心金属原子的改变对配合物吸收光谱性质影响较小。和2,7′-Eth(tq)2相比, M[2,7′-Eth(tq)22的吸收光谱产生明显红移。2,7′-Eth(tq)2及其M[2,7′-Eth(tq)22分子内存在较强的氢键,氢键与环上的碳原子形成五元环,分子内氢键的存在使分子的稳定性增加。

  • 材料科学与工程
  • 韩翎1,2;祝桂香2*;张伟2;陈伟2
    . 2009, 36(4): 44-48.
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    利用4种不同的脂肪族二元醇(乙二醇、1,3丙二醇、1,4丁二醇、1,6己二醇)与己二酸和对苯二甲酸二甲酯制备出4种不同脂肪/芳香比的共聚酯:(对苯二甲酸乙二醇-co-己二酸乙二醇)共聚酯(PETA)、(对苯二甲酸丙二醇-co-己二酸丙二醇)共聚酯(PPTA)、(对苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇)共聚酯(PBTA)和(对苯二甲酸己二醇-co-己二酸己二醇)共聚酯(PHTA),并比较了它们的热性能和生物降解性能。结果表明:相同二元醇、不同脂肪/芳香物质的量比的共聚酯,随脂肪族单体含量的增加,玻璃化转变温度(Tg)单调降低,熔点(Tm)降低,生物降解能力增加;相同脂肪/芳香物质的量的比、不同二元醇制备的共聚酯,Tg随二元醇碳原子的增加而单调下降,Tm变化顺序为:Tm(PPTA)>Tm(PBTA)>Tm(PHTA)>Tm(PETA),1,3-丙二醇体系的共聚酯具有最佳的耐热性能;生物降解能力随二元醇单体碳原子数的增加而增加。

  • 王二平;张兴英*
    . 2009, 36(4): 49-53.
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    借助超声波辅助引发,采用反相微乳聚合法合成了丙烯酰胺(AM)-二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)的共聚物。研究了不同引发体系、超声波功率、单体、氧化还原引发剂用量及配比等因素对聚合物特性黏度和阳离子度的影响。结果表明:采用超声波辅助引发聚合,可以得到特性黏度大,阳离子度高的共聚物;超声波功率影响结果较为明显,阳离子度在超声波功率为175W时最大,为17.70%(摩尔分数),特性黏度在超声波功率为125W时最大,为3.9585dl/g;在超声波功率为125W,n(AM)∶n(DMDAAC)=6∶4,单体用量为25%(以水相总质量为基准),n引发剂n单体=1.12%,n氧化剂n还原剂=1∶1时,所得聚合物的特性黏度和阳离子度最佳,值为3.2747dl/g和17.35%。

  • 杨儒;陶振林;秦杰;李敏
    . 2009, 36(4): 54-59.
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    以铝、钕、钇的硝酸盐和尿素为原料,采用尿素均匀沉淀法制备了不同钕掺杂量的Nd∶YAG陶瓷粉体。采用TG-DSC、FT-IR、XRD、SEM和荧光分光光度计分别研究了前驱体的组成以及钕掺杂量对晶相组成、晶粒形貌和光致发光性能的影响规律。结果表明:尿素均匀沉淀法制备的前驱体是由氢氧化物和碳酸盐组成的复合盐。前驱体在1000℃焙烧2h后得到的样品,其晶相组成随钕掺杂量的增加由单一YAG相向YAG、YAM、YAP三相共存发展,颗粒的平均粒径随掺杂量的增加呈增大趋势。荧光发射强度随钕掺杂量的增加呈先增大后减小的变化趋势,在钕掺杂量为1.69%时出现最大值。

  • 蔡黎明;乔建强;吕亚非*
    . 2009, 36(4): 60-64.
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    以联苯二酚为原料经2步反应合成了8-[4′-丙氧基(1,1-联苯)-氧]-辛酸, 并对影响产率的因素进行了探讨;通过红外光谱和核磁共振谱表征了8-[4′-丙氧基(1,1-联苯)-氧]-辛酸的化学结构,并用差示扫描量热法和热台偏光显微镜表征了其热致液晶性质。结果表明,第1步合成4′-丙氧基-4-羟基联苯的适宜条件为: n(联苯二酚)∶ n(溴代正丙烷)∶ n(碱)=1∶1.2∶1,碘化钾用量为4.5%(以联苯二酚质量为基准),加热回流8h;第2步制得8-[4′-丙氧基(1,1-联苯)-氧]-辛酸的适宜条件为;n(碳酸钾)∶ n(8-溴辛酸乙酯)∶ n(4′-丙氧基-4-羟基联苯)=2∶1.5∶1,相转移剂四丁基溴化铵用量为10%(以4′-丙氧基-4-羟基联苯质量为基准),加热回流24h,将产物在甲醇中水解制得,产率40%, 纯度可达94.9%。

  • 赵峰;余章龙;钮因健;潘军青;陈咏梅;万平玉﹡

    . 2009, 36(4): 65-70.
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    对碱溶碳分法氧化铝生产工艺中直接影响离子交换膜电解效果的碳分母液除杂方案、电解槽结构设计、阳极评选、阳极区碳酸钠电解液浓度及电解深度、阴极区氢氧化钠浓度、操作温度、电流密度等关键技术及要素进行了初步的设计、研究和评估。研究表明:碳分母液中少量残留的铝酸根可以通过添加适量碳酸氢钠下调pH值至10.2以下,絮凝析出再滤除,然后直接移接氯碱厂的电解技术方法。电解碳酸钠生产氢氧化钠和碳酸氢钠的适宜的操作条件为:阳极Na2CO3溶液浓度1.5~1.8mol/L,阴极NaOH溶液浓度5~7mol/L,电解温度80~85℃,电流密度1000~2500A/m2,电解深度85~90%。采用析氧过电位较低的镍涂钌电极作阳极替代钛涂钌阳极,可以降低槽压400mV,但其耐过钝化腐蚀性能有待研究提高。

  • 孔令强;王凯;刘晖;徐樑华*
    . 2009, 36(4): 71-74.
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    通过分析PAN纤维低温热处理后的分子结构,结合PAN基碳纤维结构性能,提出了影响碳纤维模量的碳结构要素,并将其定义为“无氢芳香碳”;利用核磁共振波谱(NMR)对热处理程度不同的PAN纤维中“无氢芳香碳”的相对含量进行了研究。研究结果表明:热处理时间越长,原丝纤度越低,热处理后PAN纤维结构中“无氢芳香碳”的相对含量越高,更有利于获得高模量的碳纤维。

  • 赵洪池;高玲玲;乔兵;高俊刚
    . 2009, 36(4): 75-79.
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    为了提高苯乙烯(St)-丙烯酸乙酯(EA)共聚物的热性能,以St、EA和乙烯基三甲氧基硅烷(VTMS)为单体,十二烷基硫酸钠和辛基酚聚氧乙烯醚为复合乳化剂,通过乳液聚合法制备了含有机硅氧烷的共聚物。用红外光谱仪和热重分析仪对共聚物进行了表征。探讨了反应温度以及引发剂、乳化剂和VTMS浓度对乳液共聚合反应速率的影响。结果表明红外谱图中1096cm-1处Si—O—Si键的吸收峰说明VTMS成功的与St、EA发生了共聚合反应;共聚物分子链中的硅氧烷水解产生的硅醇发生自缩合反应,从而使聚合物由线型结构变成交联的网状结构,因此提高了共聚物的热稳定性;升高反应温度、增大引发剂或乳化剂浓度以及降低VTMS浓度都可以提高聚合反应速率;得到了聚合反应活化能和动力学方程。

  • 生物科学与环境工程
  • 郑来丽1,2;田平芳1;李永生1,2;乔溪莹2;王蓉2;葛喜珍2*

    . 2009, 36(4): 80-83.
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    探讨了附桂骨痛复方中主要有效成分乌头类总生物碱的质量浓度测定方法。依据乌头类总生物碱与溴甲酚绿在pH=3.5的柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲液中反应生成离子对化合物的光谱特征,利用分光光度法于412.5nm波长处测定吸收度并计算含量。结果表明,乌头碱含量在10.12~22.77μg/mL范围内与吸收度线性关系良好(r=0.9996, n=6),其平均加样回收率为99.27%。该法用于测定附桂骨痛复方提取液中乌头类总生物碱的含量准确可靠、简便易行、专属性强。

  • 尚伟龙;刘伟*;王龙波
    . 2009, 36(4): 84-88.
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    以陶瓷为第一载体,壳聚糖为二次载体,戊二醛为交联剂,采用共价结合和吸附联用法制备固定化漆酶。考察了漆酶固定化的影响因素,并对固定化漆酶的性质进行了研究。结果表明,漆酶固定化的适宜条件为0.15g壳聚糖-陶瓷复合载体,加入3mL 1.25?mg/mL漆酶磷酸盐缓冲溶液(0.1mol/L, pH4.0),在4℃固定24h。酶的固定化效率是51.0%,固定化酶的酶活是55.87U/g,最适pH为3.0,最适温度分别为25℃和50℃。该固定化酶具有良好的贮存和操作稳定性。在pH3.0,温度25℃时,固定化酶对2,2-连氮基-双-(3-乙基苯并二氢噻唑啉-6-磺酸)二铵盐的表观米氏常数为66.64μmol/L。

  • 刘洁;冯流*;许环文
    . 2009, 36(4): 89-92.
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    在铁法脱硫的基础上引入过H2O2,对铁粉和H2O2组成的类Fenton体系进行了烟气脱硫研究。利用自行设计的实验室简易鼓泡吸收罐,考察了过H2O2质量浓度、铁粉用量、进口气速和进口SO2体积分数等因素对脱硫效果的影响。实验结果表明,H2O2的质量浓度可低至6g/L;铁粉用量为4.2g/L时处理效果稳定;在气速400L/h下,该法脱硫效果能达到99%以上;SO 2进口体积分数对脱硫效果影响不大。填料塔小试结果与简易鼓泡吸收罐反应结果基本相符。

  • 机电工程和信息科学
  • 张雪鹏;陈国华*;戴莺莺;张爱军;何雪涛
    . 2009, 36(4): 93-95.
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    针对虚拟仿真模拟对设计人员要求较高且不易实现等特点,本文将虚拟技术与网络技术结合,提出了基于虚拟现实技术进行可视化模拟的平台,利用3ds Max 和Virtools技术实现多个运动单元在模拟运动中的避障及协同运动功能。整个过程用3ds Max构建虚拟运动场景和虚拟运动单元;用Virtools 进行数据处理,交互控制。构建该虚拟平台不用花费高昂的开发成本和时间,节省了大量的资源,使虚拟现实技术更加实用。

  • 戴先葵;范德顺*
    . 2009, 36(4): 96-99.
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    提出一种全新的多通道旋转挤压脱水机的设计方案。利用通用有限元软件对复杂载荷联合作用下的脱水圆盘进行强度和刚度的校核,并对脱水圆盘进行优化设计。有限元数值模拟的结果表明,脱水圆盘的设计方案满足设计要求,在没有成熟设计理论的背景下,为设计方案的可靠性提供了依据。在满足强度和刚度设计要求的条件下,经优化设计得出的方案要节省28%的材料,有利于减少脱水机的重量、降低制造成本。

  • 张伟;李大字*
    . 2009, 36(4): 100-104.
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    以连续搅拌反应釜(CSTR)为例,通过对一般化学习网络(ULN)分支上时间延迟的优化训练,提高了CSTR 这类具有滞后环节的复杂非线性系统的建模精度。将一般化学习网络和模糊理论相结合,提出了一种改进的神经网络内模控制方法(改进的ULN-IMC)。仿真结果表明,改进的ULN-IMC可有效的提高CSTR的跟踪和抗扰动定值控制过程。

  • 管理与数理科学
  • 张利晶1,2;李旭东3;常玉1*
    . 2009, 36(4): 105-110.
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    主要运用中心流形定理和分岔理论讨论了 IP3-Ca2+振荡模型的非线性动态,从理论上严格证明了系统不仅存在Saddle-node分岔和 Hopf分岔,而且揭示了系统振荡现象的产生和消失分别是由于平衡点发生Supercritical Hopf分岔和Subcritical Hopf分岔所导致的。通过运用matlab软件进行数值模拟,验证了理论分析结果的正确性。

  • 张鹏怡;崔丽鸿*
    . 2009, 36(4): 111-115.
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    给出了一种构造平衡尺度向量的新方法,旨在解决非平衡双正交多小波在应用中遇到的实际困难。基于给定的一对具有紧支撑的双正交尺度函数,构造性的生成一对新的尺度函数,使之仍保持双正交性;进一步地,当原尺度函数具有一定逼近阶时,对滤波器加以若干条件设计非线性方程组,还可使新的尺度函数具有相应的平衡阶。

  • 沈晓飞;晏清照;姜广峰*
    . 2009, 36(4): 116-120.
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    讨论了由破轮图所决定的图构形在哪些序下为二次构形。通过编写计算机程序得出有限个顶点的图构形为二次构形时序的情况,再找出这些序所反映的规律,最后再对这些规律进行逻辑论证并推广至顶点个数为n的情况。证明了由破轮图所决定的图构形为二次构形的一个充要条件。