搅拌槽内气液两相混沌混合及分散特性

传统Rushton刚性桨常应用于过程工业中搅拌反应器内的气液分散过程,但由于桨叶背后易形成较大的气穴,气液混合效果较差。为了提高搅拌槽内气液两相的混合效果,提出了一种刚柔组合桨强化气液两相的分散过程。利用LabVIEW软件处理刚性桨和刚柔组合桨体系中气液混合过程的压力脉动信号,通过Matlab软件编程计算最大Lyapunov指数（LLE）,分析气液混合体系的混沌混合行为,同时,对刚性桨和刚柔组合桨体系中的相对搅拌功耗、整体气含率、局部气含率进行测量。结果表明,在功耗为170 W,通气量为10 m³·h^-1条件下,与刚性桨相比,刚柔组合桨能够通过刚-柔-流的耦合作用促进桨叶能量的传递过程,提高搅拌体系的混沌混合程度,刚柔组合桨体系的LLE提高了8.89%。同时,在相同操作条件下,与刚性桨相比,刚柔组合桨能够有效提高相对搅拌功耗以及搅拌槽内的整体气含率和局部气含率,且搅拌槽内气体分散更为均匀。     

刚柔组合桨搅拌强化锰矿浸出数值模拟

通过CFD软件对以SO₂气体为还原剂的锰矿浸出过程进行数值模拟,对比刚性单桨、刚性双桨及刚柔组合桨对于气-固-液三相混合强化作用。通过对固相及气相浓度云图分析,比较三种不同结构配置的搅拌反应器对固体颗粒悬浮和气体分散的作用大小,并对搅拌反应器内宏观、介观及其微观混合性能通过轴向和纵向的速度、湍动能及湍动能耗散率进行对比分析。结果表明：刚柔组合桨流场内并未出现颗粒团聚、气体分散不均等现象,并在流场上部对于颗粒悬浮及气体分散作用明显要强于单轴单桨及单轴双桨;刚柔组合桨的宏观、介观及其微观混合性能的表现均优于单轴单桨及单轴双桨。     

从电解锰渣中湿法回收锰

采用清水洗渣一铵盐沉淀法从电解锰废渣中回收可溶性锰,探讨了沉淀剂用量、pH值及絮凝剂浓度对Mn~(2+)回收率的影响.实验结果表明,当n(CO_3~(2+)):n(Mn~(2+))=1.3:1,pH值为7,絮凝剂浓度为0.4 mg/L,沉淀时间60 min时,电解锰废渣中锰的回收率可达到99.8%以上.回收得到的含锰沉淀物中锰含量达到31%以上,可用于电解锰的生产,实现资源的充分利用,并有利于环境保护.     

植物绝缘油的制备及电气性能研究

以菜籽油和甲醇为原料,NaOH为催化剂,离子液体[Bmim]BF4为增溶剂,在微波辐射下制备菜籽油甲酯,并对其电气性能与矿物绝缘油进行了对比。菜籽油甲酯的击穿电压是64.0 kV,相对介电常数是矿物绝缘油的1.4倍;运动黏度为矿物绝缘油的0.6倍;闪点大于170℃,主要性能指标较矿物绝缘油更好。植物绝缘油可完全生物降解,对环境友好,是矿物绝缘油的良好替代品。     

锰化合物抗氧化及保护头发光损伤功效评价

采用体外评价方法对甘氨酸锰(GlyMn)、硫酸锰(MnSO₄)进行抗氧化及保护头发光损伤功效研究。通过测定GlyMn、MnSO₄对超氧自由基和过氧化氢以及羟基自由基清除活性,考察GlyMn、MnSO₄对活性氧自由基含量的影响,评价其抗氧化功效。采用模拟太阳光诱导头发光损伤的氧化损伤实验测试头发黑色素降解产生自由基含量,头发表面SEM表征评价锰化合物对头发的光保护作用。采用人体功效实验评价GlyMn、MnSO₄洗发液的功能。结果表明,GlyMn、MnSO₄对3种自由基均有明显的清除作用,其中3 mmol/L锰化合物能明显清除超氧自由基,清除能力相当于3 U/mL锰超氧化物歧化酶,当当锰化合物浓度在50 mmol/L时能明显降低头发中黑色素降解产生的自由基,能够有效保护头发光损伤,保护头发毛鳞片不受损害,表现出明显的抗氧化及头发光损伤保护功效。     

不同堆存时间电解锰渣的理化特性分析

渣场堆存的电解锰渣中含有大量易迁移的锰和氨氮,极易污染周边环境。本文系统研究了不同堆存时间（3个月~10年）电解锰渣的pH、含水率、电导率、金属总量、浸出毒性和化学形态等理化特性,采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）以及X射线光电子能谱（XPS）等分析手段,探察电解锰渣在不同堆存时间下的物相组成、微观形貌、表面电子价态等变化规律。研究结果表明,随着堆存时间增加,锰渣的pH、含水率和电导率下降,可溶性Mn²⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Se⁴⁺和NH{}_{\mathrm{4}}^{+}-N浓度降低,其中可交换态和碳酸盐结合态的Mn是Mn元素流失的主要形态。同时,堆存10年的电解锰渣仍存在较大的环境污染风险,其中电解锰渣中的Cu、Cr、Cd、Pb、Zn等金属总量远超广西土壤背景值,Se⁴⁺的浸出浓度是《危险废物鉴别标准 浸出毒性鉴别》（GB 5085.3—2007）中浓度限值的11倍,Mn²⁺和NH{}_{\mathrm{4}}^{+}-N的浸出浓度是《污水综合排放标准》（GB/T 8978—1996）一级标准限值的102倍和45倍。不同堆存时间的电解锰渣中锰和氨氮主要以(NH₄)(Mn,Ca,Mg)PO₄·H₂O、(NH₄)₂SO₄、MnSO₄·H₂O、MnCO₃、Mn₂O₃、MnO₂等物相存在,含铁物相主要包括FeS₂、FeOOH、Fe₃O₄和Fe₂O₃等,且电解锰渣中还含有Al₄(OH)₈(Si₄O₁₀)、Al₂Mg₄(OH)₁₂(CO₃)·3H₂O和KAl(SO₄)₂·12H₂O等黏土矿物。此外,随着堆存时间的增加,电解锰渣的平均孔径减小,块状、柱状和绒球形的电解锰渣颗粒交错包裹现象增加,同时Fe(OH)₃胶体颗粒也逐渐转变成FeOOH、Fe₂O₃等含铁物相。本研究成果为电解锰渣无害化处理与资源化利用提供了基础理论支持。     

LaCl_3改性Nieuwland催化剂催化乙炔二聚反应

乙炔二聚反应制备乙烯基乙炔(MVA)是氯丁橡胶合成工艺中的重要过程。传统的乙炔二聚反应因Nieuwland催化体系与MVA形成的配合物的活性高,会进一步与乙炔反应形成二乙烯基乙炔(DVA),甚至高聚物。控制Nieuwland催化剂的活性,减少DVA和高聚物的产生,提高反应选择性,可实现节能减排。加入LaCl3以改善Nieuwland催化剂活性,调控乙炔二聚的催化行为。实验结果表明,LaCl3-Nieuwland催化剂可抑制DVA的产生,减少DVA与乙炔继续反应形成高聚物,可提高MVA的选择性。在反应温度80℃下,MVA/DVA值从6左右提高至19,MVA选择性由80%提高至95%,高聚物的生成量大幅度减少。LaCl3-Nieuwland催化剂具有良好的低温反应活性,60℃时,反应产物气相中MVA的体积分数达到10%。计算结果表明,传统Nieuwland催化剂存在下,MVA-乙炔反应生成DVA能垒较乙炔二聚形成MVA高379.8 kJ·mol-1。而LaCl3-Nieuwland催化剂存在下,MVA-乙炔反应生成DVA能垒较乙炔二聚形成MVA高686.07 kJ·mol-1。LaCl3-Nieuwland催化体系可强化乙炔二聚形成MVA。     

模板法制备纳米无机物/聚合物复合膜研究进展

模板合成法制备复合膜具有工艺简便、结构可控、能耗低等优点.聚合物和无机物在纳米水平上的复合,将使各自的优势得到充分体现.纳米无机物/聚合物复合膜在膜分离、传感、非线性光学、电磁功能材料等方面具有非常广阔的应用前景.综述了模板合成法制备纳米无机物/聚合物复合膜的研究进展,指出了存在的问题和发展方向.     

“教-学-赛”相结合，推动化工装备与安全教学的融合

培养高素质、综合性人才是高校教育的目标之一,学生们解决实际问题的综合能力是高校教育水平的重要体现。该文基于《化工安全技术》课程的教学改革,以“智能搅拌反应器原理及应用”项目为例,结合近十几年的学生竞赛辅导进行教学研究,通过“教-学-赛”模式的教学改革,使学生既能获得理论知识,又能丰富实践经历,使教学取得较好效果。该文采用“互联网+”多媒体教学、学生团队合作式教学、项目任务实践驱动教学等多种教学模式,从“教-学-赛”模式的改革形成、教改目标以及具体实施方案三个方面深入研究。通过实践证明,“教-学-赛”模式对激发学生学习兴趣、丰富学生项目实践经历、提升学生综合素质、增强学生团队凝聚力等方面具有积极的作用,使教学效果有了明显提升。     

疏水性PTFE微孔膜处理含Cr(Ⅲ)稀溶液的实验研究

废水中的三价铬在自然环境中容易转化为毒性更强的六价铬。控制并回收废水中的三价铬可达到节约资源和降低污染的目的,用减压膜蒸馏(VMD)分离装置,实验探讨了不同平均孔径大小的聚四氟乙烯(PTFE膜对处理含铬(Ⅲ)溶液的膜通量、截留率等影响,研究了进料浓度、进料温度对分离性能的影响。实验结果表明,对于膜孔径较小的膜,膜内的传质阻力成为主要因素,膜内的传质是VMD过程的控制步骤。