乙烷和二氧化碳催化转化的研究进展

CO₂与乙烷反应是实现碳减排目标、利用非常规能源的重要手段,符合国家重大需求和国际学术前沿。其中,二氧化碳通过“活性氧”机理、“晶格氧”机理以及“反应耦合”机理促进乙烷的活化。通过催化剂设计选择性地断裂C—H/C—C键,可以实现反应定向地按照两条路径进行——乙烷干重整反应（DRE）和乙烷氧化脱氢（ODH）。综述了DRE和ODH两类反应的热力学、反应物活化机制和催化剂研究进展,分析了催化剂均存在产物选择性低、易烧结、积炭问题的主要影响因素以及催化剂设计和改进策略,并对该研究未来的发展方向进行展望。     

原甲酸三甲酯-醋酸萃取精馏全局多目标优化

在生产杀菌剂嘧菌酯中间体过程中,反应物原甲酸三甲酯（TMOF）与生成物醋酸（HAc）发生共沸,导致反应物堆积和原料损耗。为解决共沸物分离问题,使用Hayden-O'Connell修正的UNIFAC基团贡献法研究其汽液平衡,设计常规萃取精馏（CED）、侧线萃取精馏（SED）、隔壁塔萃取精馏（EDWC）三种工艺,以分离组分摩尔纯度、再沸器热负荷（Q）、年度总费用（TAC）为目标,运用灵敏度耦合箱线图响应面法（S-BBD）对三种工艺参数分别优化。结果表明,优化方法预测值与实际值存在较优拟合关系, CED、SED、EDWC对TAC和Q的预测误差均不超过1%。分离纯度相同时,SED较CED节约10.37%TAC和6.88%热负荷,EDWC较CED节约10.65%TAC和10.53%热负荷,三种工艺方案均可为化工实际生产提供理论基础。     

稠油降黏机理及降黏剂合成方法的研究进展

近年来,我国经济和工业飞速发展,这就导致了能源消耗量的逐年增加。非常规原油中的稠油作为一种重要的战略储备能源,其合理高效的开采尤为重要。采取合适的方法对稠油进行降黏处理对于提高稠油采收率及管道运输效率具有重要意义,稠油降黏剂的开发也成为当前研究重点。综述了国内外稠油的致黏机理、各类降黏剂的合成方法及其降黏机理的研究进展,指出了目前降黏剂研究的不足之处,并对其研究方向作出了展望。     

高能量密度水溶性有机液流电池的开发策略

水溶性有机液流电池自2014年出现后发展迅猛,特别是近些年来有机电活性物质的降解和二聚导致的容量衰减问题得到初步解决后,该类液流电池有望作为大规模储能系统的候选者。然而能量密度较低的问题限制了其商业化的进程。对此,主要从增大溶解度、提高电化学窗口和电子的得失数这3个方面详细介绍了5种提高水溶性有机液流电池能量密度的方法——分子结构剪裁、“interaction-mediating”策略的应用、采用聚合物电活性物质、“氧化还原靶向”原理和电极表面的改性,同时对进一步提高水溶性有机液流电池能量密度的策略进行了简要展望。     

荧光导热有机硅弹性体的制备与性能研究

利用1-溴芘和端乙烯基硅油的赫克反应,合成了不同相对分子质量的荧光乙烯基硅油。利用核磁共振仪和傅里叶变换红外光谱表征荧光硅油的化学结构,荧光分光光度计和紫外-可见吸收分光光度计表征其光学性能。荧光乙烯基硅油与交联剂在高温下交联,制备了荧光有机硅弹性体(PyPDMS),探究了PyPDMS的硬度、交联密度、力学性能和热稳定性能。结果表明：荧光弹性体具有较低的硬度(25.8～39.4 H00)、较小的交联密度和较高的热稳定性。在力学性能探究中,与无荧光弹性体(PDMS)相比,荧光基团的引入使PyPDMS-2的断裂伸长率提高为PDMS-2的1.64倍,PyPDMS-3的拉伸强度与断裂伸长率同时提高,分别为PDMS-3的1.94和1.13倍。在弹性体渗油测试中,荧光弹性体析出物质被荧光标记,可以对其进行实时监测,并且与PDMS相比,荧光弹性体的析出物质明显减少,可用于实际应用中对导热有机硅材料渗油量的调控。     

溶液pH值对微纳米气泡减轻超滤膜污染影响研究

为有效解决膜过滤过程中由于膜污染加剧而导致分离效率下降的问题,提出引入微纳米气泡工艺,研究了pH值为3.0、6.0和10.0时微纳米气泡(MNBs)对超滤过程的影响,通过扫描电镜和聚焦离子束电子束双束显微镜分析了膜表面污染。实验结果表明pH值为3.0、6.0和10.0时鼓入MNBs后超滤归一化通量分别为0.96、1.19和1.14。pH值为3.0时鼓入MNBs对腐植酸(HA)截留率无明显增强,pH值为6.0和10.0时鼓入MNBs后截留率分别提高了12.7%和10.0%。超滤膜表面滤饼层厚度随pH值增大而减小,鼓入MNBs后滤饼层疏松多孔,有效减弱了归一化通量下降。     

嗜盐单胞菌利用乙酸盐合成PHB的研究

首先测试了嗜盐单胞菌Halomonas sp.TD1.0对乙酸钠的耐受性,结果显示乙酸钠浓度由25 g·L^-1提高到100 g·L^-1时对TD1.0生长的抑制率只有45.8%。在摇瓶培养中,TD1.0在36 h内消耗完27.3 g·L^-1乙酸钠,细胞干质量达到9.6 g·L^-1,其中PHB质量分数为61%,表明该菌株具有很好的高浓度乙酸钠耐受性和利用乙酸合成PHB的特性。随后为进一步提高乙酸钠的利用速度,在TD1.0中分别用高拷贝和低拷贝表达载体表达了来自枯草芽孢杆菌的乙酰辅酶A合成酶基因acs,结果显示,含有高拷贝表达质粒的菌株TD-PN59的乙酸盐平均利用速率为0.91 g·L^-1·h^-1,比 TD1.0提高了19.7%。TD-PN59的细胞干质量和PHB质量分数分别达到9.98 g·L^-1和65%,PHB产量达到6.49 g·L^-1,比TD1.0提高了约10.8%。在以葡萄糖和乙酸钠为混合碳源(10 g·L^-1 Glu和10 g·L^-1 NaAC)的培养基中,利用低拷贝载体表达acs的TD-PN85菌株的乙酸钠利用速率显著高于TD1.0,并且在一定程度上缓解了碳分解代谢物阻遏现象(CCR),促进了葡萄糖和乙酸钠的共利用。     

基于深度学习的化工过程故障检测与诊断研究综述

化工过程的故障检测与诊断对于现代化工系统的可靠性和安全性具有重要意义.深度学习作为一项新兴的技术,引起了学术界和工业界的广泛关注.从方法的角度出发,将基于深度学习的化工过程故障检测与诊断技术分为:基于自动编码器的方法、基于深度置信网络的方法、基于卷积神经网络的方法和基于循环神经网络的方法,并分别对4种方法的最新研究进展...     

过氧化氢溶液中痕量离子吸附分离用氨基功能化SBA-15的制备及性能

通过后接枝法制备了氨基功能化SBA-15介孔氧化硅(S-N),用于吸附过氧化氢溶液中的金属和阴离子及有机杂质制高纯过氧化氢.研究了接枝量对吸附剂结构和性能的影响并发现S-N中的氮含量随接枝剂用量增加而增加,最高为1.83％.S-N保留了高度有序的六方孔道结构,但比表面积和孔体积均随接枝量增加而下降.在过氧化氢溶液中,各...     

聚合物接枝对脂肪酶活性及稳定性的影响

酶的稳定性和活性一直是困扰其工业应用的主要瓶颈，因此改造酶分子以提升其催化性能是当前研究的重要课题。本工作引入甲基丙烯酸异丁酯(IBMA)和甲基丙烯酸乙酯(EMA)两种疏水性不同的单体分子，通过原子转移自由基聚合分别接枝于褶皱假丝酵母脂肪酶(CRL)表面，合成聚合物接枝脂肪酶pIBMA-g-CRL和pEMA-g-CRL。酶学实验结果显示，聚合物接枝脂肪酶的催化活性和稳定性显著提升。pIBMA-g-CRL和pEMA-g-CRL的催化效率分别达到了野生型CRL的4.39倍和4.68倍。在50℃条件下孵育6 h后，pIBMA-g-CRL和pEMA-g-CRL仍分别保留51%和92%的活性，而野生型CRL的活性则仅剩14%。同样，在pH=9条件下孵育3 h后pIBMA-g-CRL和pEMA-g-CRL能够分别保留52%和83%的活性，并在pH=4~9范围内显示出更好的耐受性。光谱学实验进一步证实了聚合物接枝脂肪酶催化性能的提升与其二级结构和三级结构的变化密切相关。本研究表明，IBMA和EMA的接枝对脂肪酶的稳定性和活性的提升效果显著，是改造脂肪酶的优良材料。