“化工·材料·食品” 栏目所有文章列表

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  • 化工·材料·食品
    鲁涛, 陈思滢, 安志全, 张启明, 侯娟
    石河子大学学报. 2024, 42(1): 1-8. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2024.22.005
    界面及晶界处存在的大量缺陷引起的非辐射复合阻碍了钙钛矿太阳能电池(PSCs)效率和稳定性的提高。本研究将一种双功能鎓盐,4-甲基苯磺酸吡啶鎓盐(PPTS)作为添加剂添加到钙钛矿前驱体溶液中。结果表明,由于4-甲基苯磺酸吡啶鎓盐分子中磺酸基团与Pb2+相互作用,吡啶与I-相互作用,从而钝化缺陷,减少了非辐射复合损失。同时也调控钙钛矿薄膜的结晶,使得晶粒尺寸增大,结晶性提高。经过PPTS改性后,器件的开路电压(VOC)从1.03 V提升至1.07 V,填充因子(FF)从75%提升至78%。最终获得的太阳能电池光电转换效率(PCE)由 19.41% 提升至21.5%。
  • 化工·材料·食品
    李祥, 丁传露, 高波, 李翠华, 张秀兰
    石河子大学学报. 2024, 42(1): 9-14. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2024.22.006
    烯效唑是一种广谱、高效的植物生长调节剂,受现有剂型影响,在土壤中的运移易受阻,导致大部分药物不能扩散到植物根系,从而降低其利用率。基于以上问题,本文利用花生油作为油相制备了烯效唑水包油型乳剂,通过构建横向传输模型土柱,在乳液分散方式、乳化剂类型、乳液浓度、乳液流速以及横向传输距离等方面考察了花生油基烯效唑乳液在土柱中的横向传输能力,并与烯效唑的水分散剂比较,表明烯效唑乳剂较水分散剂具有更强的横向传输能力。当烯效唑乳液浓度为500 mg·L-1,进样流速为1.23 mL·min-1,横向传输距离为40 cm时具有较好的横向传输能力。本文的研究结果将为烯效唑的绿色高效使用提供参考。
  • 化工·材料·食品
    柳昊, 朱明远
    石河子大学学报. 2023, 41(4): 397-403. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2023.22.028
    基于我国“贫油、少气、富煤”的能源特点,电石乙炔法是我国醋酸乙烯的主要生产路线。目前乙炔醋酸化反应采用活性炭负载的醋酸锌催化剂,醋酸转化率低,活性炭表面官能团对催化性能的影响不明确。本文以活性炭作为催化剂载体,二水醋酸锌用作活性组分锌的前驱体,采用搅拌浸渍法制备Zn(OAc)2/AC催化剂。通过调控煅烧温度(300 ℃、500 ℃、800 ℃)和煅烧气氛(空气、氢气、氮气)对Zn(OAc)2/AC催化剂进一步处理,并将处理后的催化剂应用到乙炔醋酸化反应中。性能评价与表征结果证明,在氮气气氛下经过500 ℃煅烧处理的催化剂具有最优异的催化性能。活性组分Zn在催化剂中以ZnO的形式存在,煅烧处理使载体表面的含氧官能团羧基(-COOH)所占比例提高,进而提高了催化剂性能。
  • 化工·材料·食品
    孙丽媛, 花儿
    石河子大学学报. 2023, 41(4): 404-413. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2023.22.026
    己基乙二胺(hexylethylenediamine,Hexen)和异辛基乙二胺(2-ethylhexylethylenediamine,EtHexen)与双三氟甲磺酰亚胺(bis(trifluoromethylsulfonyl)imide,HTFSA)、三氟乙酸(trifluoroacetic acid,HTFA)和三氟甲磺酸(trifluoromethanesulfonic acid,HTFS),通过酸碱中和反应生成四种质子化离子液体(protic ionic liquids,PILs),分别简称为HHexen-TFSA、HHexen-TFA、HEtHexen-TFA和HEtHexen-TFS,其均为室温PILs。其阳离子[HHexen]+、[HEtHexen]+的极性头部具有乙二胺,属于螯合胺结构,有利于与过渡金属离子配位结合,从而能够从含过渡金属离子的水溶液中萃取金属离子或较高浓度溶解金属盐。水在HHexen-TFSA、HHexen-TFA、HEtHexen-TFA和HEtHexen-TFS型PILs中的溶解度(w/%)分别约为6.0%、90.0%、90.0%和50.0%,则HHexen-TFSA属于疏水性PILs,可用于从含金属离子的水溶液中提取金属离子;而后3种属于亲水性PILs,可以用来直接溶解金属盐。用不同水分含量w(%)0.50%、1.40%、2.37%、3.41%、5.29%、6.07%的HHexen-TFSA型PILs萃取100 mmol·L-1CoCl2、NiCl2、CuCl2水溶液中的金属离子,其萃取率均达到99.0%以上,说明PILs的含水量对其从CoCl2、NiCl2和CuCl2溶液中萃取Co2+、Ni2+、Cu2+的能力影响不显著。用HHexen-TFA、 HEtHexen-TFA和HEtHexen-TFS型PILs溶解CoCl2、NiCl2、CuCl2的实验结果显示,金属离子在3种PILs中浓度大小为:Cu2+> Co2+>Ni2+, 即PILs与Cu2+的配位能力最强;并且TFA型PILs对3种金属盐的溶解能力强于TFS型PILs;当阴离子相同时,阳离子部位烷基链具有支链的HEtHexen-TFA,与无支链的HHexen-TFA比较,对CuCl2有更高的溶解度。用不同水分含量w(%)1.0%、5.0%、10%、15%、20%的HEtHexen-TFS溶解CuCl2的研究结果显示,PILs的水分含量在1.0%~10%范围内,PILs对CuCl2的溶解度呈先增加趋势,且当水分含量为10%时,溶解度达到最大值,之后呈降低趋势。
  • 化工·材料·食品
    陈真, 周龙, 王庆乐, 王琴琴, 代斌
    石河子大学学报. 2023, 41(2): 133-138. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2023.22.010
    为了探究Zn(H2PO4)2对气固相乙炔水合反应的性能影响,利用过体积浸渍法制备了Zn/AC、Zn(H2PO4)2/AC催化剂。在240 ℃,GHSV(C2H2)=90 h-1,n(H2O)/n(C2H2)=4的反应条件下,于固定床反应器中测试了催化剂的催化性能。性能测试结果表明Zn(H2PO4)2/AC催化剂活性较好,在反应10 h后,乙炔的转化率保持在93%左右,乙醛的选择性在70%左右。表征结果证明,Zn(H2PO4)2/AC催化剂中Zn得到了电子,电子云密度增大,这对反应是有利的。酸位点含量和总酸的含量增加,促进了Zn2+和Bronsted酸位点结合,(ZnOH)+活性物种含量增多,同时积碳量减少,进而提高了催化活性。本研究将为后续乙炔水合无汞催化剂的研究提供一种新的研究思路。
  • 化工·材料·食品
    林继辉, 谢冰冰, 周梦婷, 马戎, 戴玉梅
    石河子大学学报. 2023, 41(2): 139-146. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2023.22.011
    采用电芬顿法以亚甲基蓝溶液为印染模拟废水,降解率为评价指标,考察通电时间、pH、亚铁离子、过氧化氢投加量和电流(I)5个因素对其降解率影响。在单因素试验的基础上采取5因素3水平的响应面Box-Behnken中心拟合设计和分析试验,探究电芬顿降解亚甲基蓝最优降解工艺条件。试验结果表明电芬顿法降解亚甲基蓝印染模拟废水的最优工艺条件为:通电时间32.485 min、pH=3.486、亚铁离子投放量0.20 mmol、过氧化氢投放量0.682 mL,电流强度130.179 mA,并在该最优条件下进行3组平行验证试验得出亚甲基蓝溶液平均降解率97.3%,而模型预测值为98.4%,实测值与预测值相对偏差1.12%,可见响应面优化阴极电芬顿法降解印染模拟废水工艺模型可靠,具有一定的应用价值。
  • 化工·材料·食品
    陈建宏, 朱梦凯, 翁蔚琳, 于锋, 刘志勇, 彭邦华
    石河子大学学报. 2022, 40(6): 661-668. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2022.22.056
    开发高效稳定的电化学氧还原反应(ORR)和析氧反应(OER)催化剂是实现锌-空气电池广泛应用的关键。本文通过Zn3[Fe(CN)6]2(ZnFe-PBA)模板在溶剂中与Co2+进行离子交换,并经高温碳化,一步热解得到了N掺杂C包裹的钴铁双金属核壳材料CoFe@NC。NC壳层结构保护了CoFe核,双金属协同作用能增加催化剂的活性位点,从而提升了催化性能和稳定性。经测试,CoFe@NC在10 mA·cm-2 下,OER的过电位为380 mV,优于未经Co2+交换的产物FeNC (540 mV);其ORR半波电位(0.725 V)也要比FeNC(0.710 V)的更大、表现出更好的活性。采用该催化剂组装的锌空气电池,具有较高的功率密度,能持续27 h放电,比容量为627.57 mAh·g-1,稳定维持长达120 h的充放电循环。本文提供1种简便合成合金核壳材料的策略,为开发可充电锌-空气电池催化剂开辟了一条新途径。
  • 化工·材料·食品
    李雪萍, 王淋, 陶喜洋, 刘啸尘, 武占省
    石河子大学学报. 2022, 40(6): 669-676. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2022.22.058
    为克服游离漆酶稳定性差,重复利用性低的问题,本文通过共沉淀法制备以磁性纳米粒子(C@Fe3O4)为核的铜基金属有机骨架材料(Cu-MOF),将漆酶(Laccase)包裹在Cu-MOF@C@Fe3O4中得到Lac@Cu-MOF@C@Fe3O4复合材料,并用于降解刚果红(CR)。通过XRD、FTIR和TGA等手段对材料进行表征,考察了酶固定化条件对固定化酶活性的影响。结果表明,Laccase成功固定在Cu-MOF@C@Fe3O4上;最优的固定化条件为:固定化温度30 ℃、固定化时间30 min、酶添加量3 mL、磁性纳米粒子的添加量30 mg。此外,所得固定化Laccase的pH稳定性、热稳定性均优于游离Laccase;循环使用5次后,固定化Laccase的残余活性仍高于70%,具有较好的可重复利用性。再者,90 min内,固定化漆酶对的刚果红溶液降解率能达到85%以上,研究结果可为新型酶固定材料的开发及其在废水处理中的应用提供参考。
  • 化工·材料·食品
    李萌, 霍新玉, 陈伟, 马芹, 郭亮, 张洁
    石河子大学学报. 2022, 40(6): 677-683. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2022.22.050
    为了寻找高效低毒的抗肿瘤药物,制备具有更好抗肿瘤活性的化合物,在前期研究基础上,设计并合成了10个苯并噻唑环取代的新型β-咔啉衍生物(Ⅶa-Ⅶj),通过核磁共振氢谱、核磁共振碳谱和高分辨质谱等方法确定了化合物的化学结构。采用噻唑蓝(MTT)法评估了目标化合物对肺癌细胞(A549)、胃癌细胞(BGC-823)、结肠癌细胞(CT-26)、肝癌细胞(Bel-7402)和乳腺癌细胞(MCF-7)的体外抑制活性,结果表明,大部分化合物都表现出了中度至强效的抗肿瘤活性,并且比其前一步中间体活性高。其中化合物Ⅶd对A549,BGC-823,Bel-7402和MCF-7显示出较好的抗肿瘤活性,IC50值分别为12.9±0.9、6.7±0.6、12.4±0.8和10.2±0.7 μmol·L-1,其活性优于对照品顺铂。化合物Ⅶc对A549细胞的抑制作用效果优于顺铂2倍(IC50=15.8±2.4 μmol·L-1),其IC50值为7.7±0.5 μmol·L-1,研究结果可为基于β-咔啉类结构的新型抗肿瘤药物分子设计提供重要参考。
  • 化工·材料·食品
    杨松林, 冯静安, 宋宝
    石河子大学学报. 2022, 40(6): 684-690. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2022.21.030
    针对高地隙自走式车辆动力系统非线性以及多耦合的问题,本文提出基于BP神经网络的自抗扰主动前轮转向控制策略,建立了高地隙车辆非线性七自由度操纵稳定性动力学模型及其参考模型;设计了质心侧偏角自抗扰控制器以及横摆角速度自抗扰控制器,对整车行驶过程中质心侧偏角和横摆角速度之间的耦合特性以及非线性因素进行在线估计和抑制;添加BP神经网络模块对控制器参数进行在线寻优,提高控制器精度和鲁棒性;最后,基于MATLAB/Simulink仿真了高地隙车辆在不同路面环境转向工况下的响应。研究结果表明:基于BP神经网络的自抗扰主动前轮转向控制器BPADRC对比无控制,质心侧偏角峰值降低约6%,横摆角速度峰值降低约7%;对比普通的自抗扰控制器ADRC,控制精度更高,鲁棒性更好。
  • 化工·材料·食品
    曹超, 张喜瑞, 付威, 邢洁洁, 刘俊孝, 曾望强
    石河子大学学报. 2022, 40(6): 691-697. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2022.21.026
    针对天然橡胶机械化割胶装备研发过程中,割胶刀材料、结构参数对割胶质量影响显著,本文通过建立橡胶树表皮离散元仿真模型,从而进一步研究割胶刀与橡胶树表皮之间相互作用关系。首先,利用物理试验得出橡胶树表皮相关力学性能参数,选择合适的离散元颗粒接触模型,利用本构方程计算主要粘结参数;然后,通过三维建模软件及离散元软件建立橡胶树表皮离散元仿真模型;最后,通过将仿真试验与物理试验进行对比验证。结果表明:当法向刚度系数为3.817 5×106 kN/m、切向刚度系数为2.226 9×106 kN/m时,临界法向应力、临界切向应力分别为1.337 9 MPa、3.622 MPa;粘结半径为0.7 mm时,仿真与物理试验的时间-剪切力曲线趋势及压缩表观特征基本一致,表明离散元法可应用于建立橡胶树表皮仿真模型。本文研究结果可为研究割胶刀与橡胶树表皮之间的相互作用关系及割胶刀的设计提供一定的参考。
  • 化工·材料·食品
    彭心怡, 丛锦玲, 闫琴, 王怡苏, 黄力, 曹琨, 李晓燕
    石河子大学学报. 2022, 40(6): 698-704. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2022.21.028
    为探究热风干燥对花生种子活力的影响,本文通过开展花生种子热风干燥试验,考察不同干燥温度(35~55 ℃)、不同含水率(10%~12%)下种子干燥后的活力。试验采用直接干燥法,测定不同干燥温度下种子的含水率;利用蔡司体式显微镜,获得不同温度和含水率种子干燥后应力裂纹形态图像,判定其干燥损伤;开展干燥后种子电导率、超氧歧化酶(superoxide dismutase,SOD)及发芽率试验测定,考察种子活力。由显微镜采集图像显示:温度引起的应力裂纹多由种子底部向胚根位延伸,干燥温度为55 ℃,含水率为10%时,种子破损程度最严重;干燥过程种子SOD活性值呈缓慢下降趋势,说明花生种子具有热稳定性;干燥温度为35~45 ℃时,种子电导率呈下降趋势,种子表现出更好的活力,种子发芽率相对提高了1.1%~7.2%;且干燥温度为45 ℃,含水率为11%时种子活力最高,发芽率为97.5%。本研究结果可为花生种子加工工艺提供参考。
  • 化工·材料·食品
    姜宇, 刘兴欢, 刘升学, 贾鑫
    石河子大学学报. 2022, 40(4): 397-403. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2022.22.034
    多菌灵(CB)在杀菌剂领域的地位举足轻重。然而其水溶性差导致了极低的生物利用率以及严重的环境污染等问题。已有研究通过制备β-环糊精(β-CD)和CB的包合物提高其水溶性,然而制备过程中有机溶剂的使用会造成环境污染以及生产成本的增加。在这项工作中,使用调节水溶液pH的方法控制CB溶解度和其与β-CD的超分子作用,制备具有酸碱响应性释放的超分子杀菌剂。利用相溶解度图、核磁共振氢谱、紫外可见吸收光谱、热重法、粉末X射线衍射、红外光谱和扫描电镜研究包合物的形成。研究了包合物在pH 5.4和7.8的释放行为,分别达到了72.13% 和 1.89%,证明了包合物具有pH响应性释放的特性。进一步通过抑菌实验证明,包合物非常适用于真菌大量繁殖的梅雨季节。这项研究能够帮助指导多菌灵的有效施用,保护环境及食品安全。
  • 化工·材料·食品
    罗星, 张福平, 张应琳, 彭园园, 史玉琳
    石河子大学学报. 2022, 40(4): 404-412. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2022.22.049
    针对传统超级电容器中碳质材料受比表面积和孔径限制导致的比电容小,能量密度低(<10 Wh·kg-1)等问题,本工作利用瞬时纳米沉降技术(FNP)成功合成了SiO2/MXene复合物,后利用聚四氟乙烯(PTFE)在800 ℃下进行热处理得到负载微量TiO2颗粒的多孔碳材料(TiO2/PC-800)。这种多孔结构可以提供更大有效比表面和化学反应活性位点,有利于缩短离子传输路径,加快离子传输。电化学测试结果表明TiO2/PC-800具有较高的比电容,在0.5 A·g-1的电流密度下比电容为215.5 F·g-1,同时还具有优异的循环稳定性,在10 A·g-1的大电流密度下循环5 000圈后比电容保持率为98.6%。组装的TiO2/PC-800//TiO2/PC-800对称型超级电容器在0.7 kW·kg-1的功率密度下获得的能量密度高达50.8 Wh·kg-1。因此,TiO2/PC-800活性材料是一种极具应用潜力的超级电容器电极材料。
  • 化工·材料·食品
    邱悦, 花儿
    石河子大学学报. 2022, 40(4): 413-420. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2022.22.036
    本研究通过烷基乙二胺和酰基丙氨酸的酸碱中和反应,合成由质子化烷基(=己基/HHex、异辛基/HEtHex)乙二胺阳离子与酰基(=辛酰基/Oct、癸酰基/Dec及月桂酰基/Dod)丙氨酸根阴离子组成的两大类六种新型酰基氨基酸类质子化离子液体(Acylamino acid protic ionic liquids,AA-PILs),即HHex-Octala, HHex-Decala, HHex-Dodala, 和HEtHex-Octala, HEtHex-Decala, HEtHex-Dodala型AA-PILs。并通过测定HEtHex型AA-PILs与水(摩尔比1∶10)混合体系吸收CO2后的13C-NMR谱图和密度、粘度、pH及电导率等物性,研究烷基乙二胺型AA-PILs的吸收CO2的性能。室温条件下,HHex型AA-PILs为固态,其热分解温度和熔点分别在196 ℃~202 ℃和75 ℃~77 ℃范围内,其阳离子结构对其熔点影响较大;HEtHex型AA-PILs为近似室温ILs,其热分解温度和熔点在182 ℃~188 ℃和30 ℃~34 ℃范围内,可以看出该6种AA-PILs的热稳定性较好。上述AA-PILs的头部均为极性基团而显示较强的亲水性,易溶于水和甲醇、乙醇等极性溶剂,同时其侧链为烷基链而显示疏水性,因此,也能溶于氯仿等疏水性溶剂。吸收CO2后HEtHex型AA-PILs/水混合体系的物性有以下变化,即,粘度呈升高趋势,电导率呈降低趋势;然而,pH和密度值无显著变化。HEtHEx型AA-PILs中具有螯合胺结构,其作为绿色吸收剂,与传统胺类吸收剂和单胺类PILs比较,对CO2等工业废气的吸收能力应为更优良。
  • 化工·材料·食品
    薛浩东, 王雪, 秦思乾, 张传彩, 代斌
    石河子大学学报. 2022, 40(3): 265-271. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2022.22.027
    本文使用水热-浸渍的方法合成Cu-Fe/ZrO2催化剂,并用于草酸二甲酯加氢制备乙醇的反应中。研究结果表明,在Fe/ZrO2催化剂中掺杂少量的助剂铜能显著提高草酸二甲酯加氢制乙醇的催化性能。Cu掺杂量1.5 wt%的1.5%Cu-Fe/ZrO2催化剂催化性能最佳,在270 ℃,2 MPa时,草酸二甲酯转化率100%,乙醇选择性95.7%。通过XRD,XPS,TPR,BET,TEM等表征发现,Cu与Fe之间不仅存在强烈的电子相互作用,而且铜掺杂有效提高了活性组分Fe的分散度。此外,Cu掺杂引起的氢溢流效应提高了催化剂对氢气的解离活化能力,从而增强了草酸二甲酯的加氢程度,提高了乙醇的选择性。研究也发现过量Cu的掺杂会促使Cu颗粒发生团聚,导致催化剂的加氢性能降低。
  • 化工·材料·食品
    李雪, 韦玥婷, 刘平, 顾承志, 何林
    石河子大学学报. 2022, 40(3): 272-277. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2022.21.009
    吡唑-5-胺是一类重要的五元杂环化合物,具有多种药理和生物活性,对于吡唑-5-胺的合成和衍生化在有机合成领域具有重要意义。本文建立了3-氧代-3-芳基丙腈与芳基磺酰肼的新的三组分反应,在四丁基碘化铵(TBAI)的作用下,依次通过环化、芳硫化反应实现了3-芳基-4-(芳硫基)-1H-吡唑-5-胺骨架的构建,最佳反应条件为:3-氧代-3-芳基丙腈(0.3 mmol),芳基磺酰肼 (0.9 mmol),TBAI (0.5 equiv.),EtOH (0.5 mL),反应温度80 ℃,反应时间6 h。该体系具有反应条件温和,底物适用范围广,原料廉价易得等优点。
  • 化工·材料·食品
    赵文龙, 籍煜雯, 彭文才, 张建树, 张金利, 王西玉, 郑盛涛, 万伟
    石河子大学学报. 2022, 40(3): 278-283. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2022.21.010
    改良西门子法生产多晶硅的过程中会产生大量的副产物低聚氯硅烷。本文取自120~180 ℃沸程段的低聚氯硅烷采用GC和600 MHz液体核磁硅谱共振仪(29Si NMR)进行定性及定量分析,确定其含有0.53%的SiHCl3、3.34%的SiCl4、7.56%的Si2OCl6、12.05%的Si2HCl5及76.53%的Si2Cl6(均以质量百分比计)。随后采用HCl做裂解气,N,N-二甲基苯胺做催化剂,发现Si2HCl5比Si2Cl6反应快,而Si2OCl6含量在反应前后基本保持不变。Si2Cl6的裂解率随催化剂添加量的增多而显著增大,表明该催化剂对低聚氯硅烷裂解反应具有良好的催化活性,在1.0%的N,N-二甲基苯胺、反应温度120℃、HCl气速30 mL/min及350 r/min下反应180 min,反应裂解率最高为89.13%,单硅烷收率为92.08%。
  • 化工·材料·食品
    王建, 刘天霞, 康凯, 秦建
    石河子大学学报. 2022, 40(3): 284-290. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2022.21.008
    煤间接液化柴油(F-T柴油)可直接应用在汽车发动机中,但其不完全燃烧产生的碳烟颗粒对发动机润滑系统的影响有待研究。本文在长时四球摩擦磨损试验机上研究F-T柴油碳烟(F-T DS)和0#柴油碳烟(DS)对10#白油摩擦学性能影响及其与传统抗磨添加剂的作用,并通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)等分析F-T DS、DS对10#白油的摩擦磨损机理。结果表明:随着10#白油中F-T DS与DS添加量的增加,平均摩擦系数(AFC)与钢球的平均磨斑直径(AWSD)均先降低后增加,当F-T DS添加量为1.0%(wt)时降到最低,此时AFC为0.071,AWSD为0.442 mm,DS也在浓度1.0%(wt)时AFC达到最小值0.075,AWSD达到最小值0.448 mm。当F-T DS与DS为2.5%(wt)时,AFC和AWSD急剧增加,并且都高于10#白油。在添加硫磷双辛伯烷基锌盐(T204)后,含2种碳烟的油品AWSD均明显减少,T204添加浓度为0.4%(wt)时,2种碳烟的AFC和AWSD均达到最小,此时AWSD分别降低为0.292、0.288 mm,分别减少35.4%和37.1%。机理分析表明:T204与碳烟形成复杂、具有抗磨减摩作用的摩擦膜,T204加量超过0.8%(wt)时,碳烟会和T204分解产生的磷酸盐在摩擦过程中形成磨粒,使磨粒磨损变得严重。
  • 化工·材料·食品
    代玉, 刘智青, 刘兴欢, 于水, 贾鑫
    石河子大学学报. 2022, 40(1): 1-6. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2022.21.001
    本文基于多巴胺(DA)在碱性条件下能氧化自聚合以及儿茶酚能与金属离子络合的特性,成功合成了金属-聚多巴胺复合物(metal-PDA),并通过调节多巴胺在碱性条件下预聚合形成寡聚物的时间,制备出从圆片状到球状多级结构的metal-PDA。Fe-PDA经过碳化具有较好的氧还原(ORR)性能,相比较于商业Pt/C,其显示出较好的稳定性和甲醇耐受性,这是由于碳材料中引入了Sp2 C、石墨氮、吡啶氮、Fe-Nx等活性基团,此外,碳材料具有合适的比表面积和介孔结构,这有利于电子传输,促进ORR反应进程。本研究工作为指导设计高性能ORR催化剂提供了一种新的途径。
  • 化工·材料·食品
    闫晓旺, 马晓伟, 顾承志
    石河子大学学报. 2022, 40(1): 7-12. doi: 10.13880/j.cnki.65-1174/n.2021.21.054
    合成金属卟啉作为细胞色素P450的仿酶模拟物已广泛研究,基于酶的高选择催化活性,不同取代卟啉模式在其催化活性方面表现各异。本文提出一个通用、温和的方法用于合成Trans-AB位阻卟啉,在80%的乙醇水溶液中通过盐酸催化芳醛与10-五氟苯基四吡咯烷缩合生成卟啉原,然后氯仿萃取,四氯苯醌氧化合成Trans-AB位阻卟啉,这些合成的卟啉结构上具有在5位固定一个强吸电子基团五氟苯基、15位引入立体位阻芳基,以及提高卟啉的氧化还原电位能力与抑制卟啉的自身堆积问题的特征,并合成获得6个未见文献报道的Trans-AB位阻卟啉,通过核磁氢谱、核磁碳谱、核磁氟谱和高分辨质谱确证了该化合物结构。
  • 化工·材料·食品
    王绪根, 李梦丽, 徐壮, 郭俊恒, 高素芳
    石河子大学学报. 2021, 39(6): 661-667. doi: 10. 13880 /j.cnki.65-1174 /n.2021. 21. 053
    随着新能源和信息工业的快速发展,多晶硅生产的重要性日益凸显,我国企业主要采用改良西门子法生产多 晶硅,并将四氯化硅( SiCl4 /STC) 转换为三氯氢硅( SiHCl3 /TCS) ,STC 冷氢化过程是其中重要一环,但对其研究还不 够,STC 冷氢化在氯化亚铜催化剂作用下于 400~ 600 ℃下进行,较高的反应温度需要考虑热力学平衡,因此,本文 主要运用 Aspen Plus 化工模拟软件对多晶硅生产过程中 STC 冷氢化过程的热力学和动力学反应过程进行模拟计 算,系统分析反应过程,确定 STC 冷氢化反应 4 个独立反应和总反应,并对反应热随温度的变化进行分析,再计算 H2 /STC 摩尔比、反应温度、反应压力等条件对产物平衡组成的影响,并给出其适宜条件,最后输入动力学模型参 数,对活塞流反应器的换热方式进行研究,结果发现绝热式反应器结构简单、易于控制,更适合 STC 冷氢化反应 过程。
  • 化工·材料·食品
    姚航, 张杏锋, 胡真虎
    石河子大学学报. 2021, 39(6): 668-673. doi: 10. 13880 /j.cnki.65-1174 /n.2021. 21. 039
    本研究实验以 Zn、Cd 作对照,探究在单一重金属溶液中商陆生物炭对 Pb 离子吸附效果与溶液初始浓度、溶 液 pH 值、吸附剂投加量的相关性,以及在复合重金属溶液中商陆生物炭对 Pb 离子吸附效果与吸附温度、吸附时间 的相关性。本研究用 Langmuir 等温模型、准一级热动力学模、准二级热动力学模型,分别拟合在复合重金属溶液中 商陆生物炭对 Zn、Cd、Pb 离子吸附优势与吸附温度、吸附时间的关系,研究发现: 用 Langmuir 等温模型、准二级热动 力学模型拟合商陆生物炭在复合重金属溶液中对 Zn、Cd、Pb 的吸附量可信度更高; 在单一重金属溶液中商陆生物 炭对 Pb 离子的最大吸附量分别是 Zn、Cd 离子的 3. 54 倍、3. 18 倍; 在复合重金属溶液中商陆生物炭对 Pb 离子的最 大吸附量分别是 Zn、Cd 的 2. 97 倍、2. 88 倍。因此,商陆生物炭对 Pb 离子的吸附量优势,为对单一( 复合) 重金属 溶液中 Pb 离子的回收利用提供了物质基础。
  • 化工·材料·食品
    刘钰, 胡辉, 冉颖, 任旭东, 王庆玲
    石河子大学学报. 2021, 39(6): 674-679. doi: 10. 13880 /j.cnki.65-1174 /n.2021. 21. 033
    本文以不同涂膜方式的鸡蛋为研究对象,通过测定鸡蛋失重率、蛋黄指数、哈弗单位、蛋黄水分含量及蛋清 pH 的变化,研究 22℃贮藏 42 d 过程中鸡蛋内部品质变化的规律,比较不同涂膜方式对贮藏鸡蛋品质的影响,并对 数据进行拟合,构建动力学模型。结果表明: 贮藏期间,未涂膜组( CK) 鸡蛋失重率、蛋清 pH、蛋黄水分含量均显著 增加( P<0. 05) ,哈弗单位则显著下降( P<0. 05) ,不同涂膜方式对失重率、蛋黄指数、哈弗单位及蛋清 pH 均有显著 影响,贮藏温度与鸡蛋的质量、哈弗单位及蛋黄指数等品质指标均呈良好的线性关系。货架期模型表明,亚麻籽油 涂膜组( C+LO) 鸡蛋能够在贮藏 42 d 内保持鸡蛋的一级品质,其次是葵花籽油组( C+SO) 与未涂膜组( CK) 。研究 结果表明,亚麻籽油对贮藏鸡蛋品质劣变具有显著的抑制作用。
  • 化工·材料·食品
    黄柳华, 徐壮, 朱明远, 王绪根, 代斌
    石河子大学学报. 2021, 39(5): 529-536. doi: 10. 13880/j.cnki.65-1174/ n.2021. 21. 037
    针对乙炔氢氯化已有的固定床反应器,对一种前期得到的活性高且寿命长的金基催化剂建立其动力学方程, 并通过实验值与计算值的对比,证明了该所得出方程的可靠性; 通过 Aspen Plus 软件计算分析反应器操作条件对 反应效果的影响,得出最优的操作条件。通过对现有工业反应器内床层温度、氯乙烯浓度分布的分析,得出乙炔出 口转化率低的原因,并依据这一原因对反应器结构形式做出改进,将工业反应器的乙炔出口转化率从 83. 7%提高 至 99%以上。本文研究结果可为无汞催化剂工业反应器的设计提供数据和方法的支撑。
  • 化工·材料·食品
    王虎虎 , 彭文才 , 张建树 , 张金利,
    石河子大学学报. 2021, 39(5): 537-540. doi: 10. 13880/j.cnki.65-1174/ n.2021. 21. 03
    本文利用 Gaussian 软件对四氯化硅氢化过程中的关键反应进行了理论研究,相关计算均通过密度泛函理论 并采用 B3LYP /6-311+G( 2d,p) 基组和方法进行。模拟结果表明该过程所涉及的反应遵循自由基链式机理; 对各基 元反应能量变化以及活化能进行比较,发现该过程的链引发为热致 SiCl4 分子均相分解为 SiCl3 自由基和 Cl 原子。 SiCl3 自由基引导并维持后续的链式扩展过程,随后经历自由基和原子间的终止反应,生成 SiHCl3、SiH2Cl2、SiH3Cl 和 SiH4 等目标产物。
  • 化工·材料·食品
    刘全义 , 胡林 , 邓力 , 朱博 , 朱文田 , 梁光华
    石河子大学学报. 2021, 39(5): 541-546. doi: 10. 13880/j.cnki.65-1174/ n.2021. 21. 032
    受限空间内存在众多可燃物,极易发生火灾。本文设计并建立液体可燃物燃烧实验平台,选取正庚烷、环己 烷以及航空煤油三种典型液体燃料用于实验对比,测量并研究可燃物燃烧火焰高度、热流密度以及烟雾速度场等 火场特性参数。结果表明: 航空煤油燃烧产生的烟雾速度最大,且其烟雾速度场分布于 0. 007 ~ 3. 078 m/ s 范围内; 航空煤油燃烧的火焰高度最大,为 1. 02 m,而环己烷与正庚烷燃烧的火焰高度分别为 0. 9、0. 8 m,且距火源 30 cm 处,环己烷、正庚烷、航空煤油燃烧的热流密度峰值分别为 1. 18、1. 11、0. 83 kW/m2 。因此,典型液体可燃物于受限 空间内的燃烧特性可用于判断火灾性质,为民用飞机火灾探测机理提供理论支持。
  • 化工·材料·食品
    李琦, 李联, 张建树, 关刚, 吴建宁, 孟桂花, 刘志勇, 胡柏星, 何其慧, 郭旭虹,
    石河子大学学报. 2021, 39(4): 397-403. doi: 10. 13880 /j. cnki. 65-1174 /n. 2021. 21. 030
    针对准东低阶煤成浆性能差的缺点,本研究设计合成了一种新型木质素基爪型水煤浆分散剂。通过木质素 上接枝合适的长链阴离子亲水性材料,用 2-丙烯基-2-甲基丙磺酸( AMPS) 和衣康酸( IA) 在木质素的三维结构上对 木质素基( AL-IS) 分子进行修饰,该结构经红外和核磁共振氢谱证实; 流变学和稳定性表明: 该分散剂的最佳用量 为 0. 4%( wt) ,制浆浓度可提高到 56. 6%( wt) ; AL-IS-1、AL-IS-2 和 AL-IS-3 分散剂的对比试验表明: AL-IS-2 具有良 好的稳定性和流变性,降低了分散剂的用量且 0. 4%的添加量可使浆料浓度达到 56. 6%( wt) 。根据实验结果,本文 提出了 AL-IS-2 的可能结构———三维爪型结构,这也是 AL-IS-2 良好的稳定性和流变性所在。本工作有望进一步拓 展准东低阶煤的工业应用。
  • 化工·材料·食品
    张琳, 杜玉朋, 房德仁, 陈小平, 任万忠
    石河子大学学报. 2021, 39(4): 404-408. doi: 10. 13880 /j. cnki. 65-1174 /n. 2021. 21. 022
    近年来丙烯需求及其价格持续走高,由丙烷脱氢制丙烯是其主要来源之一。本研究首先探讨 YBD( Yantai university Butane Dehydrogenation) 型催化剂颗粒内外扩散对其反应性能的影响,在催化剂颗粒尺寸 40 ~ 80 目、丙烷 原料气流量 40~ 100 mL/min 范围内,催化剂反应性能基本不受内外扩散的影响; 然后采用固定床反应装置评价了 该催化剂对丙烷脱氢反应的适用性。结果表明: 在压力 0. 1 MPa、温度 595 ℃、空速 600 h-1 下,YBD 型催化剂的丙 烷脱氢反应性能最佳,丙烷转化率达 45. 88%,丙烯选择性 80. 65%; 该催化剂能够维持较长时间的催化活性稳定 性,明显优于工业催化剂。
  • 化工·材料·食品
    王强, 万洪维, 顾承志, 杜广芬
    石河子大学学报. 2021, 39(3): 265-272. doi: 10. 13880/j.cnki.65-1174/ n.2021. 21. 004
    本文介绍了一种利用[2+1]环加成反应构筑螺环化合物的有效方法。实验以噻唑烯酮和芴硫叶立德前体盐 为反应底物,以 Cs2CO3 作为碱,在甲苯中常温下反应 1 h 即可获得目标产物; 实验结果表明,不同类型的噻唑烯酮 均可与芴硫叶立德在室温下顺利反应,以 41% ~ 97%的产率和优秀的非对映选择性获得相应的双螺环产物。本实 验的意义在于首次利用芴硫叶立德与噻唑烯酮发展了一种新型的高效合成双螺环化合物的方法,这类噻唑类螺环 化合物在抗菌、病毒防治、合成医药中间体等方面有着潜在的应用价值。