北京化工大学学报（自然科学版）

2012年, 第39卷, 第5期　刊出日期：2012-09-20

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化学与化学工程

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超重力法制备活性氧化镁的研究

周海军;孙宝昌;陈建峰;陈建铭;邵磊*

. 2012, 39(5): 1-5.

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以超重力机（RPB）为吸收反应装置，用氯化镁溶液耦合吸收NH₃和CO₂制备前躯体碱式碳酸镁，再经高温煅烧获得活性氧化镁。采用X射线衍射、扫描电镜和碘吸附法等对活性氧化镁进行分析和表征，并考察了煅烧温度对氧化镁形貌和活性的影响。结果表明：在反应温度70 ℃、超重力机转速1200 r/min、氯化镁初始浓度0.3 mol/L、气体流量364 L/h、NH₃体积分数22.1%和CO₂体积分数11.3%的条件下，制备出了由纳米片组成的球形碱式碳酸镁颗粒，颗粒直径为3 μm，纳米片厚度约为24.nm；当煅烧温度为500 ℃，煅烧时间为2 h，制备出了晶粒为7.4 nm、吸碘值197.95 mg/g的高活性氧化镁。
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激光动态法测定DL-酒石酸有机溶剂中的溶解度

李群生¹;冯召东¹;赵宇¹;王宝华²*

. 2012, 39(5): 6-10.

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利用一套激光动态监视、升温速率可控的溶解度测量系统装置，测定了常压下温度范围为277.15~334.15 K内 DL-酒石酸在6种纯溶剂中的溶解度数据，并用Apelblat方程、λh方程和NRTL方程对实验数据进行了关联。结果发现对于纯溶剂体系，DL-酒石酸溶解度的计算值与实验测定值吻合良好；选用的3种方程在所研究的温度和浓度范围内是适用的，可以为DL-酒石酸的结晶分离过程提供数据支持。
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不同气体混合体系在聚二甲基硅氧烷膜中渗透过程的模拟与对比

林东杰;丁忠伟*;刘丽英

. 2012, 39(5): 11-15.

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分别对氮气-甲烷以及氮气-正戊烷两种混合气在聚二甲基硅氧烷（PDMS）膜中的渗透过程进行了实验，并且分别利用Maxwell-Stefans (MS)方程与UNIQUAC方程的组合模型和Fick定律与Henry定律的组合模型模拟了该渗透过程。实验数据与模拟数据的对比结果表明：对于不凝性气体混合物(如N₂、CH₄等)的渗透过程，两种模型均具有较好的模拟效果；对于含有可凝性气体(如C₅H₁₂)的混合物，则只有MS-UNIQUAC模型具有较好的模拟效果。

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环己醇脱氢制环己酮工艺的动态模拟

吕高锋;吴慧雄^*

. 2012, 39(5): 16-19.

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通过对环己醇脱氢反应器的类型及物料的流动方式进行分析，依据物料衡算和能量衡算关系式，结合在铜锌催化剂下脱氢反应动力学模型，建立了环己醇脱氢反应器的一维拟均相动态数学模型，得到了环己醇转化率及温度沿轴长的分布。模拟结果与实际生产过程相符，表明所建立的模型能够准确地模拟工艺过程。

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基于UNIFAC模型的离子液体相平衡及萃取研究

陆康;王皓;彭璇*

. 2012, 39(5): 20-25.

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通过拟合季膦类、咪唑类离子液体中无限稀释的苯和醇类等溶质的实验数据，得到了离子液体中[TRP][BF₄]等7种新主基团的UNIFAC(universal functional activity coefficient)模型参数。基于该参数，预测了乙醇和甲醇在离子液体[EMIM][ES]和[BMIM][C₅H₁₂O₆S]中的气液相平衡，计算值与实验结果之间吻合较好，这表明本文中仅使用无限稀释溶液活度系数回归出的UNIFAC模型参数仍然是可靠的。最后，对4种离子液体在甲苯/苯-乙醇/甲醇体系中的萃取性能进行了筛选，发现[BMIM][C₅H₁₂O₆S]在甲苯/苯-醇类体系的萃取选择性最高，达到15:3。

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FT-IR跟踪双酚S/环氧氯丙烷醚化反应动力学

. 2012, 39(5): 26-31.

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采用FT-IR跟踪法研究了双酚S与环氧氯丙烷的醚化反应，使用回归分析法研究了醚化物在FT-IR中的醚键特征峰强度与酚羟基转化率之间的关系，结果表明两者间存在良好的二次函数关系。建立了FT-IR法测定醚化反应中酚羟基转化率的标准工作曲线，利用该曲线研究了双酚S与环氧氯丙烷的醚化反应动力学，结果表明，在环氧氯丙烷大大过量的情况下，醚化反应速率与酚羟基浓度相关，当酚羟基浓度小于临界浓度时，该反应为一级反应；当酚羟基浓度大于临界浓度时，该反应为零级反应。

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月桂基咪唑啉对银的缓蚀性能研究

王菊琳¹;栾莉²;李沫¹;张治国³;马清林³

. 2012, 39(5): 32-36.

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合成了月桂基咪唑啉(LM)，并采用FT-IR对LM进行结构表征。以南京长干寺遗址地宫出土的阿育王塔的银基体模拟样品为试样，通过预膜法、重量法、动电位扫描法、电化学交流阻抗法研究了LM对银试样在Na₂S腐蚀介质中的缓蚀性能，并与银质文物上常用的含氮类缓蚀剂苯骈三氮唑(BTA)、含硫类缓蚀剂1-苯基-5-巯基四氮唑(PMTA)在Na₂S腐蚀介质中的缓蚀效果进行了比较。结果表明，与裸银试样相比，经质量分数为1%LM预膜处理后的银试样在5mg/L Na₂S溶液中的缓蚀率为59.1%；自腐蚀电流密度 i_c减小了0.111 μA/cm²，电化学体系的双电层电容C_d降低了51.39μF/cm²，电化学阻抗R_t增加了73.5kΩ·cm²；采用重量法、动电位扫描法、交流阻抗法等方法比较了质量分数均为1%的BTA、LM、PMTA对银的缓蚀效果，得出缓蚀率η从大到小顺序排列为：η_PMTA>η_LM>η_BTA。

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咪唑啉季铵盐的合成及其在CO₂腐蚀环境中的缓蚀性能

赵景茂;尚洪帅;王帅东

. 2012, 39(5): 37-41.

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分别使用硫酸二乙酯、氯化苄和冰醋酸三种季铵化试剂对由油酸、二乙烯三胺合成的咪唑啉进行季铵化，使用动态失重法对比了它们在CO2腐蚀环境中对Q235钢的缓蚀性能，并用电化学方法研究了缓蚀机理。结果表明：使用硫酸二乙酯合成的咪唑啉季铵盐BMI-D比其他两种咪唑啉季铵盐具有更好的缓蚀效果；BMI-D与烷基酚聚氧乙烯醚的最佳质量分数配比为2∶1时可制得复合缓蚀剂BMI-DA，当BMI-DA质量浓度为100mg/L时，缓蚀率可达到97.55%；BMI-DA是以控制阳极过程为主的混合型缓蚀剂。

材料科学与工程

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溶胶-凝胶法制备锆先驱体改性C/C复合材料

杨旭堃;刘辉;迟伟东*;于建民;许志俊

. 2012, 39(5): 42-48.

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采用溶胶-凝胶法合成了锆先驱体，进一步制备了ZrC改性C/C复合材料，研究了锆凝胶在热处理过程中结构的变化。结果表明，锆凝胶在N₂条件下的热分解过程主要为结合水的脱除和羧酸盐的分解；900℃下锆凝胶的失重率为43.88%，灰分组成为ZrO₂和C。C/C-ZrO₂复合材料经1600℃处理得到C/C-ZrC，ZrC颗粒在材料中分散均匀且呈梯度分布，平均粒径约为28nm，锆元素质量分数（以ZrO₂计）约为10%；C/C-ZrC复合材料经1000℃氧化，表面出现能够阻止氧扩散的白色ZrO₂氧化膜；C/C-ZrC复合材料的氧化速率比C/C复合材料降低了40.03%，起始氧化温度比C/C复合材料提高了约300℃，材料的抗氧化性能得到明显的改善。

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利用石英粉体休止角表征其团聚状态的研究

王江涛¹;于源²;刘家祥^1*

. 2012, 39(5): 49-52.

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研究了石英粉体颗粒粒径与休止角的关系，得出摩擦系数与平均粒径 d₅₀ 之间存在线性关系。计算出与摩擦力有关的粒径 d_f，提出了新的团聚参数F(50)，定义为 d_f 与 d₅₀ 的比值。以石英砂试样为例对团聚参数进行了实验验证，结果表明粒径越小，团聚参数越大，符合粉体粒径越小团聚程度越大的实际情况，可以很好的表征粉体的团聚程度。

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水解反应法合成核壳结构聚丁二烯/二氧化硅杂化材料

宋晓菊;鲁建民;张恩浩;韩丙勇*

. 2012, 39(5): 53-58.

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利用先末端氯硅烷化线形活性阴离子聚丁二烯，然后水解的方法合成了聚丁二烯/二氧化硅(PB/SiO₂)杂化材料，采用红外光谱、GPC和TG分析了PB/SiO₂杂化材料的结构及性能，并用激光粒度仪、TEM、HRTEM分析了PB/SiO₂杂化材料的微相结构，最后对合成PB/SiO₂ 杂化材料的影响因素进行了研究。结果表明：合成的PB/SiO₂杂化材料是具有核壳结构纳米尺寸的颗粒，颗粒尺寸在100nm左右；延长反应时间、减小聚丁二烯分子量及减小SiCl₄ 加入量可使产物中PB/SiO₂杂化材料的摩尔分数增加；H₂O与—Cl 的物质的量之比为2时，产物中PB/SiO₂杂化材料的摩尔分数最大。

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聚丙烯腈预氧纤维致密结构的温度时间效应

薛一萌;杨晨;苏华;王建彬;徐樑华*

. 2012, 39(5): 59-63.

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研究了聚丙烯腈(PAN)纤维在预氧化过程中致密结构的温度时间效应，通过体密度表征纤维的致密结构，并结合其他预氧参数如环化指数、环化度、氧含量及相对环化率的变化，全面分析研究了致密结构的形成演变特征及其梯度预氧化的温度效应和时间效应。结果表明：PAN预氧纤维环化程度的增高有利于致密结构形成，且碳纤维的力学性能与致密结构相关；PAN预氧纤维致密结构的温度效应体现在促进交联芳构化反应上，生成交联环化致密结构；时间效应表现为提高纤维的氧化能力，生成含氧环化梯形的致密结构。

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不同石墨化程度碳纤维表面电化学氧化特征研究

王建彬;李昭锐;王小谦;张静;徐樑华^*

. 2012, 39(5): 64-68.

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对不同石墨化程度的碳纤维进行表面电化学氧化处理，利用XPS、Raman和XRD研究了其表面氧化的特征和规律性以及碳纤维表面结构变化对碳纤维电化学氧化行为的影响，利用层间剪切测试（ILSS）分析了不同石墨化程度碳纤维复合材料的界面性能。结果表明：碳纤维经电化学氧化后，表面O、C原子个数比有增大的趋势，随碳纤维石墨化程度的提高，其增大的幅度越来越小；相同电流密度下，随石墨化程度的提高，碳纤维表面对电化学氧化的反应性减弱；不同石墨化程度的碳纤维经电化学氧化后，表面化学官能团以及ILSS的变化趋势均不同。不同石墨化程度碳纤维表面碳结构状态的不同是造成这些变化的根本原因。

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含结合水的钯二亚胺催化剂催化1-辛烯水相均聚及共聚合研究

李瑛琦¹;闫新华²;石艳^1*;付志峰¹;杨万泰¹

. 2012, 39(5): 69-73.

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以含结合水的钯二亚胺 [(ArN=C(An)—C(An)=NAr)Pd(CH₂)₃C(O)OMe] (BAr’₄)·H₂O为催化剂，以水为分散介质，进行了1-辛烯均聚合及1-辛烯与丙烯酸甲酯（MA）的共聚合反应，通过GPC、DSC、¹H-NMR、光散射测定了聚合物的分子量、熔点、分子结构以及聚合物粒子的粒径。结果表明:该催化剂在水相聚合体系中可以催化1-辛烯的均聚合及1-辛烯与MA的共聚合反应；得到的聚合物重均分子量均可达3.3×10⁴以上，且分子量分布较窄(Mw/Mn在1.4~2.1之间)；共聚物为半结晶性聚合物，Tg为-34.8℃，Tm为32.3℃，聚合所得均聚物和共聚物的支化度均较高；共聚合可得到较为稳定的乳液体系，光散射测得乳胶粒子的粒径约为266nm。

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不可逆加成-断裂链转移剂正丁基-2-苯基烯丙基硫在苯乙烯乳液聚合中的研究

安粒;惠嘉;孙鹏森;付志峰;石艳^*

. 2012, 39(5): 74-78.

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基于不可逆加成断裂链转移机理,研究了正丁基-2-苯基烯丙基硫（BPAS）作为分子量调节剂对苯乙烯乳液聚合速率、乳胶粒子大小和聚合物数均分子量的影响。结果表明，BPAS存在下的苯乙烯乳液聚合速率有所下降，乳胶粒子粒径减小，这是由于乳胶粒子中自由基的解吸附；平均一个乳胶粒子中的自由基个数依赖于BPAS浓度；BPAS在苯乙烯乳液聚合整个过程中能有效调节聚合物分子量，其调节效率与温度无关，同时能与经典的数均分子量数学模型相匹配。

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碳纤维的电化学表面改性及其表面结构演变

刘杰;王春华;白艳霞;梁节英

. 2012, 39(5): 79-86.

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采用电化学氧化法对聚丙烯腈(PAN)基碳纤维进行表面改性，联用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、拉曼光谱(Raman)和X射线光电子能谱(XPS)，表征了碳纤维表面物理化学结构。结合力学性能分析，评价了碳酸氢铵、氯化铵和硫酸铵三种电解质的改性效果，解释了碳纤维表面薄弱层产生的原因，分析了电化学改性碳纤维表面的机理。结果表明，在电化学改性过程中，碳纤维表面活性氧含量呈现梯形变化趋势，最高增幅达87.8%，而活性氮含量则不断增加直到饱和，可达到2倍增幅；相对于羧基等含氧基团，碳纤维复合材料(CFRP)层间剪切强度(ILSS)对胺基等含氮官能团更加敏感；当电解质中存在二价阴离子时，有利于减小碳纤维抗张强度的损失，甚至使其得到提高。

生物技术与环境工程

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脂肪酶催化米糠油水解反应的研究

黄甫;王萌;聂开立;邓利^*;王芳;谭天伟

. 2012, 39(5): 87-91.

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研究了Candida sp. 99-125脂肪酶催化米糠油水解反应，考察了米糠油水解反应过程中水油比、酶用量和反应温度对酶促油脂水解的影响，并且研究了添加剂Ca(OH)₂对酶促油脂水解反应的影响。结果表明，最适合水解条件为水油比1.2、酶用量0.3%和反应温度40℃，反应48 h后的水解率为90.6%。酶促油脂水解反应中添加油重2.6%的Ca(OH)₂，反应24h后的水解率为93.3%，反应产物中脂层成份单甘脂（MAG）、二甘酯(DAG)和三甘酯（TAG）的质量分数分别为0.7%、1.4%和4.6%，添加Ca(OH)₂缩短了酶促水解反应时间，提高了酶促水解反应速率和水解率。

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制备色谱法在纯化甜茶苷工艺中的应用

吕鑫华;况鹏群;袁其朋^*;郑桂清

. 2012, 39(5): 92-97.

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研究了从甜茶叶中纯化甜茶苷的制备工艺。首先用沸水从甜茶叶中提取甜茶苷，提取3次，每次1 h。再利用HP-20大孔吸附树脂对甜茶苷粗提物进行预纯化，以90%乙醇为洗脱液，洗脱6倍柱体积；浓缩去除乙醇后，用D-941阴离子交换树脂脱色，水洗并干燥得到甜茶苷粗产品，纯度为68.6%。最后甜茶苷粗产品经制备色谱纯化后，得到纯度为97.9%的甜茶苷，色谱条件为流动相V_甲醇∶V_水=70∶30，流速10mL/min，上样量200 mg。

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磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因的克隆与原核表达

辛鑫¹;王朝绚¹;葛喜珍²;刘辉³;田平芳^1*

. 2012, 39(5): 98-101.

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以筛选得到的鲍曼不动杆菌（Acinetobacter baumannii）基因组DNA为模板，PCR扩增了磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）基因，构建了克隆载体pET-28a-PEPC。将测序结果正确的重组子转化到大肠杆菌BL21中，获得重组菌BL21-pET-28a-PEPC。经IPTG诱导，该重组菌实现了PEPC的高效表达，并且生长速度明显快于对照菌大肠杆菌BL21，可作为宿主用于构建碳固定工程菌。

机电工程和信息科学

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转子-轴承系统中电磁作动器的力学特性分析及实验研究

姚剑飞;王维民;杨佳丽;张娅^*

. 2012, 39(5): 102-107.

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通过理论分析和实验的方法研究了电磁作动器的力学特性，建立了基于转子振动位移的电磁作动器电磁力模型；设计了电磁力模型参数识别装置，并采用最小二乘估计法进行了模型参数识别。该模型与电磁轴承力的理想模型的对比实验表明，基于转子振动位移的电磁力模型较之传统理想模型更能反映电磁作动器中实际电磁力的力学特性。

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海上油田井下油水分离装置分离效率的数值模拟

颜廷俊;张丽稳;崔日

. 2012, 39(5): 108-112.

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用CFD专业软件Fluent对海上油田井下油水分离装置进行模拟仿真，分析了不同参数（速度、黏度、比重）对高含水期油田（含水率90%~95%）大处理量（10~12.5 m³/h）的水力旋流分离器分离效率的影响。结果表明，入口速度由2.08 m/s增大到12.5 m/s时，分离效率由67.9%增大到93.7%；连续相黏度由0.0013 Pa ·s增大为0.013 Pa·s 时，旋流器分离效率由61.1%降低到21.7%；而当比重由0.8增大到0.95时，旋流器基本失去了分离能力。

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基于圆结构光视觉三维点的孔洞缺陷识别及重构

张艳辉;金翠云;王颖^*

. 2012, 39(5): 113-117.

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基于圆结构光视觉检测方法获取的管道内表面三维数据点以圆周形式存在的特点，本文提出了距离约束条件来检测孔洞的方法，即如果相邻两个圆周上对应的相邻两点之间的距离 d 均小于某一个阈值 d′，则该处视为非孔洞，否则视为孔洞，并提出了新的三角网格化方法对带孔洞点云数据进行三角剖分且保留出孔洞。最后，基于VC++软件平台利用OpenGL实现管道孔洞缺陷检测和三维曲面重构，实验结果表明该管道孔洞缺陷检测方法检测速度快、易于实现、具有较好的可视化效果。

管理与数理科学

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基于巴克豪森噪声技术的电磁应力理论分析

刘辉;祁欣^*

. 2012, 39(5): 118-121.

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本文采用电动力学及弹性力学等相关理论，分析了铁磁材料在弹性力和电磁场双重作用下的磁弹理论问题，提出了电磁与应力应变的关系式。并利用巴克豪森噪声技术对现役钢轨的测量数据对比，证明了磁与应力应变的正比线性关系，验证了所得公式的准确性。

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人脸识别中的特征分析

胡万宝;赵丽娜^*

. 2012, 39(5): 122-127.

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研究了奇异值分解和傅里叶变换方法在图像分析和人脸识别中的作用；比较了两种方法进行图像处理的分解信息，研究了图像傅里叶变换后幅度谱和相位谱包含的图像信息；随后设计实验研究了奇异值向量矩阵和奇异值矩阵中包含的图像信息，并提出一个新的观点：图像分解后的奇异值矩阵包含图像的光照信息；通过设计实验验证了观点的正确性。

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2012年, 第39卷, 第5期　刊出日期：2012-09-20

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