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2013年, 第40卷, 第5期 刊出日期:2013-09-20
  

  • 全选
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    化学与化学工程
  • 李群生1;张满霞1;汤效飞1;李仑1;文放1;郭凡1;王宝华2*

    . 2013, 40(5): 1-6.
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    采用空气-水-氧气物系,在内径为Φ600mm,塔板间距为350mm的冷模精馏塔内,分别研究了带有14个浮阀的FGS-VT-14塔板和带有8个浮阀的FGS-VT-8塔板的流体力学与传质性能。根据实验数据,回归得到了FGS-VT-14塔板的干板压降和湿板压降关联式分别为Δpd=ξu2hρg/2和Δpw=a1FnhLmw。实验结果表明,与FGS-VT-8相比,FGS-VT-14的干板压降降低3%、湿板压降降低16%(浮阀升起后)、漏液降低90%、雾沫夹带升高55%、塔板效率增大12%,具有更好的综合性能;与导向筛板相比,FGS-VT-14塔板的操作性提高了10%~20%、塔板效率提高了7%、湿板压降降低了8%(浮阀升起后)。
  • 李云鹏;崔丽云;丁忠伟*;刘丽英
    . 2013, 40(5): 7-11.
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    采用聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜组件吸收CO2,研究了二乙醇胺(DEA)水溶液对疏水微孔膜的润湿作用。实验分别考察不同吸收液浓度、温度、流速以及气体流速对膜润湿的影响,并通过对膜吸收和膜浸润过程的理论分析,建立了考虑孔径分布和浸润时间影响的相对浸润深度表达式。实验结果表明:随着吸收过程的进行,膜孔的平均相对浸润深度η逐渐增加,导致膜相传质系数km随时间逐渐下降,虽然η增加缓慢且幅度很小,但由此引起的km下降却非常明显;随着DEA浓度增加,膜孔的平均相对浸润深度η值变小;升高温度或提高液相流速都会使η增加,但温度对膜浸润的影响更加明显;在气相阻力可以忽略的条件下,改变气相流速对膜浸润的影响不大。
  • 江小波;罗会娟;宋俊男;郭锴*

    . 2013, 40(5): 12-16.
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    以水玻璃和硫酸为原料,在实验室小试的基础上将超重力制备流程放大40倍,重新设计了一套超重力中试化装置进行白炭黑制备。分别研究了反应温度、旋转床转速、老化时间等参数对样品性能的影响,最终确定实验最优条件为:旋转床转速1100~1200r/min,反应温度控制在85℃,老化温度80℃,老化时间60min,洗涤时间180min。该条件下所得白炭黑粉体平均粒径在20nm左右,同时样品的各项性能参数均可达到行业相关标准。
  • 李群生1;陆凤华1;田原铭1,2;沈洋1;郭凡1;王宝华3*
    . 2013, 40(5): 17-21.
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    使用带激光检测系统的实验设备,动态法测定了没食子酸在一系列乙醇+水混合溶剂中,温度范围为283~323K间的溶解度。分别采用Apelblat方程和Jouyban-Acree模型对实验数据进行了关联,关联结果的平均相对误差分别为0.63%和10.84%,Apelblat方程相比Jouyban-Acree模型能够更好的关联实验数据。没食子酸在不同配比的乙醇+水混合溶剂中溶解度均随温度升高而增大,随乙醇质量分数升高而增大,在乙醇质量分数为0.900的混合溶剂中有最大的溶解度。
  • 何剑;邓建元;杨万泰*
    . 2013, 40(5): 22-28.
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    采用Zn-ZnCl2还原偶联法,在四氢呋喃水溶液中合成了9,9′-二芴-9,9′-二醇(BFDOL),反应温度为30℃时转化率可达81.5%。使用傅立叶变换红外光谱仪、紫外-可见光分光光度计以及质子核磁共振谱仪对BFDOL的结构进行了表征确认。进而将BFDOL作为自由基引发剂,对其引发的甲基丙烯酸甲酯(MMA)溶液聚合进行了研究,结果表明,BFDOL在四氢呋喃、甲苯和苯甲醚中均可引发聚合反应,尤其是在四氢呋喃溶剂中,低温条件也可引发MMA聚合反应;温度对聚合反应速率及聚合物分子量的影响符合自由基聚合的特点;自由基聚合的引发反应通过氢转移引发途径实现。
  • 张玲娟;韩春英;张丽丹*;李增和;史天柱
    . 2013, 40(5): 29-33.
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    以Eu2O3、2,2′-联吡啶-3,3′-二羧酸、H2O为原料,采用水热法合成了一种新的具有二维结构的吡啶羧酸类配位聚合物[Eu2(C12H6N2O4)3(H2O)2·5H2O]n,在显微镜下观察该配合物晶体呈无色透明片状。实验采用单一变量法探讨了影响反应的四个因素,得出最佳合成条件为:160℃下恒温72h,降温速度2℃/h,pH=3.4,溶剂为10mL去离子水。X-射线单晶衍射、TGA以及荧光性能测试结果表明:该晶体属于单斜晶系,P2/c空间群;热稳定性较好,骨架在390℃以下可以稳定存在;具有良好的荧光特性。
  • 王梦佳1;赵春荣2;王维坤2*;余仲宝2;王安邦2;苑克国2;黄雅钦1
    . 2013, 40(5): 34-38.
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    采用交流阻抗法、循环伏安法对金属锂在含多硫化物电解液和不含多硫化物电解液中生成的表面固体电解质界面膜(SEI膜)的稳定性进行了研究。结果表明,与在不含多硫化物电解液中形成的SEI膜相比,金属锂在含多硫化物电解液中形成的SEI膜更稳定,导电性更好,多次循环后金属锂表面没有明显的枝晶、粉化发生,金属锂在含多硫化物电解液中的交换电流密度和充放电效率更高。
  • 王倩;张普敦*
    . 2013, 40(5): 39-43.
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    采用水热法制备了一种银纳米颗粒溶胶,通过乙醇洗涤后得到银纳米颗粒表面增强红外基底,用于检测低浓度福美双农药。结果表明,该增强基底可检测低至10-7mol/L的福美双农药,且不同浓度下福美双溶液的表面增强红外光谱强度呈现良好的线性关系,该基底对福美双分子的红外光谱增强能力高达150倍。银纳米颗粒的富集作用、电荷转移机制和电磁增强机制的共同作用使福美双的红外光谱得到显著增强。
  • 材料科学与工程
  • 齐先志;孟焱;刘湍;李效玉*
    . 2013, 40(5): 44-50.
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    通过两步法反应合成了新型的AB2单体4-(6-溴-己氧基)-4′,4″-二羟基三苯甲烷,并进一步在温和的反应条件下得到端基为酚羟基的超支化聚醚型大分子,研究了反应时间、反应温度、单体浓度和核分子的加入对超支化分子的分子量及其分布的影响。除AB2单体法外,还利用A2+B3法合成了结构类似的超支化分子,并对比了两种不同合成方法对超支化分子的分子量及分子量分布的影响。通过A2+B3单体合成的超支化分子可作为添加剂来改性E-51环氧树脂,添加质量分数10%的该超支化分子就能极大地提高用酸酐固化的环氧树脂的耐碱性。
  • 付国柱1;杨彦秋2;邓利2,3;魏刚1;舒心4;方杰1;乔宁1*
    . 2013, 40(5): 51-55.
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    采用水热法制备了不同Sr2+掺杂量的TiO2胶体溶液,并以FTO玻璃为基底制备了Sr2+掺杂TiO2薄膜电极。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)等对Sr2+掺杂TiO2进行表征与分析。结果表明Sr2+掺杂抑制了部分锐钛矿型TiO2 向金红石型的转变及促进晶粒尺寸的减小,薄膜表面为三维多孔结构,Sr2+有效地掺杂到了TiO2晶格中。薄膜电极的电流密度-电压测试表明,Sr2+掺杂有效提高了TiO2薄膜电子的光电转换效率,其中1% Sr2+掺杂量薄膜的转换效率相对于未掺杂的TiO2薄膜提高了11.5%。
  • 梁凤兵;宋彦磊;黄崇品*;陈标华
    . 2013, 40(5): 56-60.
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    以木质素磺酸钠和葡萄糖为原料,采用溶液聚合法制备了一种新型球形木质素基树脂(LBR)。通过正交试验筛选制备LBR的工艺条件,得到制备LBR的优化工艺条件为:木质素磺酸钠用量10g,聚合反应温度190℃,葡萄糖用量5%(占木质素磺酸钠的质量分数),体系pH 0.5。在此优化条件下,制备的LBR产率达到37.75%。利用红外光谱、热重分析、X衍射分析、扫描电镜及Boehm滴定等分析测试手段对LBR的结构和物性进行了表征和测定,结果表明所制备的LBR是由随机样式极强的无定形高聚物组成,且负载有大量酸性基团(羧基、内酯基和酚羟基);在低于250℃时,LBR具有良好的热稳定性;LBR呈现球形颗粒状,具有发达的微孔结构,较大的比表面积,有效粒径范围在1~10μm之间。此外,室温条件下,LBR对Cr(VI)的饱和吸附量高达74.29mg/g。
  • 刘杰;禹化果;薛岩;梁节英
    . 2013, 40(5): 61-66.
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    利用自制碳纤维连续化试验线对两类聚丙烯腈(PAN)原丝进行了不同条件的梯度升温预氧化处理,并最终得到碳纤维。采用差示扫描量热分析(DSC)、红外光谱(FT-IR)、广角X射线衍射(WAXD)等表征手段分析了共聚组分对PAN分子链规整度的影响以及分子链规整度对预氧化、炭化过程中纤维结构转变的影响。结果表明,相对于三元共聚PAN纤维,二元共聚PAN纤维由于分子链规整度的提高,与环化反应有关的放热反应相对滞后发生;在相同的预氧化条件下,二元共聚PAN纤维能得到环化度较高的预氧化纤维,所得碳纤维的类石墨晶粒尺寸Lc也较大。结合碳纤维的拉伸强度和拉伸模量数据发现,二元共聚纤维适宜预氧化的温度要高于三元共聚纤维适宜预氧化的温度。
  • 董志佼;付志峰;石艳*
    . 2013, 40(5): 67-71.
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    以PEO-Br为大分子引发剂,通过原子转移自由基聚合合成了两种具有不同疏水链长的PEO-b-PMMA两亲性嵌段共聚物,经GPC和1H-NMR表征确认其结构分别为PEO45-b-PMMA130PEO45-b-PMMA335。以二氧六环作为初始共溶剂,考察了PEO-b-PMMA在水溶液中的自组装,用光散射和透射电子显微镜对共聚物的临界加水量和聚集体的形貌进行了测定与表征;结果表明随着PMMA链段的增长,临界加水量由27.5%降为22.5%,球形聚集体的平均粒径由44nm增至76nm。
  • 王成;刘力;温世鹏;姚璐

    . 2013, 40(5): 72-77.
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    通过静电纺丝原位反应法、同轴静电纺丝法两种方法制备了Ag-Eu(TTA)3AA/PVP纳米纤维,用SEM、TEM和荧光光谱研究了纳米银和所得纤维的形貌以及复合纤维的荧光性能。结果表明,所得纤维的直径小于1000nm,纳米银颗粒的直径从几十至200nm;Ag-Eu(TTA)3AA/PVP在纤维中分散均匀;两种方法制备的Ag-Eu(TTA)3AA/PVP纳米纤维中都存在着纳米银的荧光增强作用。
  • 王晓宇;葛学平;方斌*;梁莹;杨存忠
    . 2013, 40(5): 78-83.
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    以低分子量聚丙烯酰胺(PAM)为模板,通过液相化学还原法首次制备了类毛线团表面银微球,并采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及氮气吸附法对银微球形貌及分散性进行表征。结果表明,微球是由纳米片有序组装而成的介孔材料,表面遍布棱角和狭缝。考察了PAM分子量、硝酸银浓度及还原体系pH值变化对银球结构的影响,并对类毛线团表面的形成过程进行了阐述。将银球用作表面增强拉曼散射(SERS)检测基底,可显著地增强罗丹明B(Rh B)分子的拉曼信号强度,能够检测出浓度低至10-16mol/L的Rh B。
  • 生物技术与环境工程
  • . 2013, 40(5): 84-87.
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    利用高效液相色谱法分别测定表没食子儿茶素没食子酸酯、表儿茶素、茶氨酸、槲皮素、黄嘌呤和次黄嘌呤在普洱茶发酵过程中的含量变化,发现在发酵过程中,表没食子儿茶素没食子酸酯、表儿茶素、茶氨酸和槲皮素的含量下降,黄嘌呤和次黄嘌呤的含量上升。对这6种成分进行了相关性分析,发现多酚类与氨基酸类呈极显著正相关。
  • 钟杉杉1;刘辉2;葛喜珍3;田平芳1
    . 2013, 40(5): 88-92.
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    对一株产吡咯喹啉醌(PQQ)假单胞杆菌Pseudomonas 0813的发酵条件进行了优化,通过单因素试验确定碳源、氮源及无机盐成分,之后用正交试验法优化各成分配比,考察了发酵温度、初始pH值和转速对该菌产PQQ的影响。结果表明,最优的培养基配方为:酵母粉5g/mL、蛋白胨1g/mL、KH2PO4 0.5g/mL;最适的发酵条件为:发酵温度30℃、初始pH 6.5、发酵转速150r/min。在此条件下,Pseudomonas0813菌株在250mL体系摇瓶发酵中的PQQ产量为448mg/L,在1.5L体系发酵罐扩大培养后的最高产量可达 695.mg/L,这是目前报道未经优化或基因改造菌株的较高产量。
  • 机电工程和信息科学
  • 薛梓晨;贺建芸;杨卫民;焦志伟
    . 2013, 40(5): 93-99.
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    以255/30R22传统轮胎轮廓为参考对象,通过改变传统轮胎轮廓断面形状提出了一种新的轮胎断面轮廓——三角平衡轮廓,利用ABAQUS软件建立三角平衡轮廓轮胎的三维有限元模型,对标准负荷工况下骨架材料的受力、轮胎接地印痕、接地压力分布以及径向刚度等进行了分析。研究结果表明,相比传统轮廓轮胎,三角平衡轮廓轮胎的骨架材料接地区域内沿胎面横向方向整体应力分布较均匀,第1胎体层端部、第2带束层端部、两层冠带层端部变形较小,而第2胎体层端部变形较大;较小的接地印痕面积和较高的径向刚度实现了三角平衡轮廓轮胎翻转力臂的减小和真圆度的逼近,从而达到降低轮胎滚动阻力的目的。
  • 尚云鹏;金翠云*;王颖
    . 2013, 40(5): 100-103.
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    提出了结合主成分分析法(PCA)的可拓神经网络算法,并且将其应用于柴油、煤油、汽油的三维荧光光谱分类识别中。实验结果表明,相比传统的BP神经网络算法,该算法迭代数下降了80步,识别率由89%提高到93%,体现了结合算法的高识别率和高效性。
  • . 2013, 40(5): 104-109.
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    采用调控流图与数据挖掘相结合的方法研究了原油蒸馏过程故障诊断问题。利用调控流图方法进行建模,通过对调控流图模型的定性仿真获得每个故障的传播途径及对每个观测变量的影响,形成故障-监测变量关系表,最后利用数据挖掘技术建立从监测变量推断故障的故障诊断模型。由于该模型结构简单,可以在生产过程中直接应用,具有速度快、判断直接的特点,在一定程度上解决了复杂过程实时故障诊断中的组合爆炸问题。
  • 管理与数理科学
  • 韩萱;杨永愉*;王天宇
    . 2013, 40(5): 110-116.
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    构造出一类符合特殊投资者投资心理的混合型效用函数,并将此类效用函数和风险厌恶系数相结合构造出混合型的风险谱函数。实证分析结果表明,收益率参照点设置较低时,谱风险度量的值随着风险厌恶系数的增大而增大;固定风险厌恶系数时,谱风险度量的值会随着收益率参照点的增大而降低。最后将基于混合型风险谱函数的谱风险度量与金融市场中的股票数据结合做出资产组合的优化配置。
  • 张林;郭玲;孙雪梅;姜广峰
    . 2013, 40(5): 117-122.
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    对三维欧式空间中平面构形的φ3不变量进行了研究。对空间中不多于5个平面的构形进行了φ3分类,并研究构形与其所对应的一般位置截面图的φ3的关系;同时利用一般位置截面图的φ3计算了一些图形有规律的平面构形的φ3值。
  • 邓翠艳;戴兆辉;姜珊珊*
    . 2013, 40(5): 123-127.
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    针对带有震荡性的常微分方程初值问题的数值解,构造了新型的显式三级三阶指数龙格-库塔方法,分析了其误差及稳定性,并应用于数值试验。结果表明指数龙格-库塔方法比经典龙格-库塔方法误差更小,稳定性更好,更易实现,并适于实际应用。