超重力法制备超细二氧化硅及影响因素的研究

以水玻璃和硫酸为原料,在超重力反应器中采用沉淀法合成了超细二氧化硅粉体。探讨了反应pH值、陈化作用、旋转床转速等因素对二氧化硅性能的影响规律。研究结果表明：超重力环境不仅可以使沉淀反应时间大大缩短,而且有利于生成粒径小、比表面积大的超细二氧化硅产品;确定了最佳制备工艺条件为反应终点pH值2～3、陈化时间60～90min、旋转床转速800～1000r/min。     

同心环波纹碟片旋转床制备纳米碳酸钙

利用同心环波纹碟片式超重力旋转床制备粒径范围在20~30 nm的纳米碳酸钙样品,并对影响其生成的因素进行了研究.实验结果表明:纳米碳酸钙的粒径随转速、气流量、气相中CO2的含量、晶形控制剂用量的增加而减小,在Ca(OH)2浓度较低的条件下,粒径随Ca(OH)2浓度的增加而减小;反应时间随转速、气流量、CO2含量的增加而减小,随晶形控制剂用量的增加而增加;在旋转床转速约为1 100 r/min、CO2含量约为40%(体积分数)、晶型控制剂用量为Ca(OH)2质量的0.5%时,产品的粒径较小,反应的时间较短,是反应的最佳操作点.     

超重力催化反应精馏技术合成乙酸正丁酯的研究

首次以超重力旋转床（RPB）代替反应精馏塔进行催化反应精馏合成乙酸正丁酯的实验研究,以评估超重力技术在反应精馏领域应用的可行性和优劣性。在本研究中心自主设计的新型RPB中,首次用固体酸催化剂制成旋转床填料置于RPB内腔,填充密度为336kg/m³,乙酸和正丁醇为原料,在RPB中同时进行反应和分离过程。实验中主要考察了旋转床的转子转速对催化精馏效果的影响。结果表明,在转速为700~800r/min时反应的效果最佳,乙酸转化率达88%以上。同时设计催化精馏对比实验,在基本条件相同情况下,催化精馏实验的乙酸转化率为60%,远低于RPB实验,所得产品纯度相差20%以上。因此,超重力条件有利于提高催化剂催化效率。     

超重力法制备活性氧化镁的研究

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。     

超重力旋转床中气液传质性能的研究进展

超重力旋转床是一种强化化学工业过程的新型反应器,利用高速旋转填料所产生的离心力来模拟超重力环境,液体在高分散、高湍动、强混合以及界面的快速更新下与气相以极大的相对速度在填料的弯曲孔道中进行逆向接触,极大地强化了气液传质过程而不液泛。对影响超重力旋转床气液传质效果的因素,如填料、转子转速以及气/液体流量等进行了综述,并在此基础上,介绍了典型的气液传质理论和近年来国内外对超重力旋转床中气液传质理论及气液传质模型的研究进展,最后对超重力旋转床气液传质的强化技术进行了展望。     

多级雾化超重力旋转床能耗的建模及实验

通过理论分析建立了多级雾化超重力旋转床能耗的数学模型，利用传热强化与过程节能教育部重点实验室开发的多级雾化超重力旋转床设备，采用电度表测量功耗的方法验证了该模型，从实验数据中归纳出了总能耗的计算式。实验结果表明：多级雾化超重力旋转床的能耗受气流量的影响很小，而受液流量、旋转床转速、转子转动方式及转子结构的影响较大；减少转子转动摩擦阻力并选用优良的转动方式可以显著降低总能耗。实验结果证明了多级雾化超重力旋转床能以较少能耗来获取过程传递的极大强化。     

微细针状碳酸钙的超重力法制备及表征

采用超重力反应结晶法,在旋转填充床(RPB)反应器中,以Ca(OH)2/CO2为反应物系,MgCl2作为晶形控制剂,在较短时间(约1h)内合成出了平均短轴为80～200nm、长径比为12～20且短轴及长径比分布较窄的微细针状碳酸钙;利用TEM、电子衍射、XRD、TG-DTA等手段对产品进行了表征.XRD分析表明,所制备微细针状碳酸钙为结晶态,含有文石及方解石两种晶型,文石相含量为73%.TG-DTA分析显示,所制备的微细针状碳酸钙起始分解温度为528℃,比重力场中合成的CaCO3分解温度降低了297℃.     

在超重力场中实现白炭黑的原位改性

在超重力反应沉淀法制备白炭黑的基础上,在沉淀反应的后期加入硅烷偶联剂,实现沉淀法白炭黑的原位改性。对原位改性和未改性的白炭黑表面状况进行了研究,表明原位改性过程可以使白炭黑表面向亲油性转变。原位改性技术将白炭黑的制备过程和改性过程一次完成,大大简化了疏水化白炭黑的生产工艺。     

蛇纹石尾矿制备高纯氧化镁工艺条件的研究

文章研究了以蛇纹石尾矿为原料制备高纯氧化镁的新工艺,并考察了粗硫酸镁溶液净化终点pH值的变化对样品纯度的影响;同时,在精制硫酸镁溶液浓度、煅烧温度和煅烧时间确定的前提下,通过正交实验确定沉淀反应的最佳工艺条件为:反应温度40℃,硫酸镁与碳酸钠摩尔计量比为1:1.4,反应时间30 min,陈化时间30 min;在此条件下,所得样品中wMgO≥99.16%,wCaO≤0.08%.     

ZnS纳米陶瓷微球的制备

以ZnCl2和Na2 S2 O3为前驱物在二氯苯/水溶液界面上,在超重力为1000/g的条件下水热合成了高密度的ZnS 纳米陶瓷微球,研究了前驱物浓度、温度和超重力大小对ZnS 纳米陶瓷微球性能的影响。采用FE-SEM,TEM, XRD,FT-IR, UV-Vis和BET对样品的形貌、微结构、物相和性能进行表征。结果发现,ZnS纳米陶瓷微球是由尺寸为2-20 nm的ZnS晶粒组成的直径为300-500 nm的微球,其密度与施加的超重力大小有关。随着超重力的增大,晶粒粒度减小,制得的ZnS纳米陶瓷微球的密度就增大。在120℃,1000/g超重力的条件下,在二氯苯/水溶液界面上反应30 min制备得到的ZnS纳米陶瓷微球具有高分散性和较高的密度。     

基于响应面法的二苯并噻吩生物降解条件的优化

对脱硫菌D4经菌株的形态特征和16SrDNA序列分析,初步鉴定为肠杆菌属(Enterobacter sp.).为提高D4对二苯并噻吩的降解率,在单因素实验的基础上,采用响应面分析法(RSM)对降解条件进行建模优化,筛选出了转速、底物浓度和培养温度3个影响显著的因素.确定了优化后的降解条件:转速175r/min,二苯并噻吩浓度0.1mmol/L,培养温度30℃.优化后的降解率为59.83%,比优化前提高了近10%.     

旋转模塑成型不饱和聚酯树脂的表面质量及工艺探究

为了解决旋转模塑成型中,不饱和聚酯树脂因其相对较高的初始黏度和反应热而难以操作的问题,利用实验室小型单轴旋转成型机加工成型不饱和聚酯树脂模制品;通过三维显微镜、厚度均匀性分析和热重量分析等方法确定其最佳加工条件。实验结果表明：在体积填充分数0.049~0.065、模具转速15~20 r/min、模具温度30~50 ℃条件下,可得到内外表面质量较好的模制品。     

醇-水体系中SiCl_4制备沉淀白炭黑的工艺

以多晶硅副产物四氯化硅为原料,氨水为中和剂,十二烷基苯磺酸钠等为表面活性剂,在醇-水体系中制备沉淀白炭黑,研究了醇水比、氨水用量、表面活性剂的种类、SiCl4滴加速率、搅拌速率、干燥温度等因素对沉淀白炭黑分散性及粒径的影响。实验结果表明:沉淀白炭黑的最佳制备工艺条件为:醇-水总体积50 mL,醇水比1∶1,氨水用量10 mL,加入十二烷基苯磺酸钠,SiCl4滴加速率1 mL/min,搅拌速率200 r/min,干燥温度100℃;IR、XRD、SEM等表征表明:产品为无定形二氧化硅,粒径较小,分散较好。     

超重力尿素湿法烟气脱硝技术的研究

通过考察氮氧化物湿法吸收机理,对NOx液相吸收的传质理论进行了相关分析。采用定-转子反应器（RSR）作为新型吸收设备,对尿素溶液吸收氮氧化物废气的工艺条件进行了试验研究,考察了液体流量、进气流量、定-转子反应器转速、尿素含量及吸收温度等因素对NOx脱除率的影响,确定了脱除NOx的最佳条件。试验结果表明,对定-转子反应器内部结构为SS-RH这种组合,最佳操作参数为液体流量0.2m3/h、进气流量0.2m3/h、定-转子反应器转速1400r/min、尿素溶液质量分数20%、吸收温度60℃。在此条件下,NOx的脱除率可达到63%。     

碱熔融焙烧SiO_2和Zn_2SiO_4反应过程分析

以自制SiO_2和分析纯Zn_2SiO_4为研究对象,NaOH为反应介质,考察了反应温度、物料配比和反应时间对硅提取率的影响.碱熔融焙烧SiO_2的合适反应条件:反应温度450℃,NaOH与SiO_2物质的量比2.4∶1,反应时间60 min.二氧化硅与NaOH反应先生成Na_2SiO_3,随温度升高逐步转化为Na_4SiO_4.碱熔融焙烧Zn_2SiO_4的合适反应条件为反应温度500℃,NaOH与Zn_2SiO_4物质的量比20∶1,反应时间150 min.Zn_2SiO_4与NaOH反应生成Na_2ZnSiO_4和Na_2ZnO_2,在350℃硅氧四面体反应得到Na_2SiO_3,随升温转化为Na_4SiO_4.     

利用粉煤灰合成4A沸石分子筛的研究

以粉煤灰(coal fly ash,CFA)为原料,采用碱熔融-水热法合成4A沸石分子筛,系统研究了碱熔温度、碱度、陈化时间、晶化温度和晶化时间对合成4A分子筛的影响。利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对样品的结构、组成和形貌进行了表征。研究结果表明,无需外加硅铝组分,通过控制合成条件,可对产品结构进行调控。在粉煤灰与氢氧化钠质量比为1∶1.2,碱熔温度850℃,NaOH浓度2.14mol/L,陈化时间6h,晶化温度90℃,晶化时间12h的条件下,用粉煤灰成功合成了晶相单一且晶型完整的4A沸石分子筛。     

冰层回转钻进冰屑温度计算及影响因素分析

为了分析冰层回转切削钻进时冰屑温度的变化规律,借鉴金属切削理论,建立了切削温度计算模型,对钻压、转速、切削具刃前角、切削具切入冰层深度、冰与切削具之间的摩擦系数、冰的抗剪强度以及切削具导热系数等因素对切削温度的影响规律进行了研究.结果表明,上述参数对切削温度均有一定的影响,其中摩擦系数对冰屑的温升影响最大,当摩擦系数增大到0.3时,冰屑的温升可高达9.11℃.钻头转速以及切削具刃前角对冰屑温升也有较大的影响,当钻头转速由30 r/min增大到130 r/min时,冰屑的温升由2.35℃增大到4.35℃;切削具刃前角由15°增大到75°时,冰屑的温升由3.48℃降低到2.42℃.     

固定化细菌降解苯酚的研究

通过驯化、筛选和富集,从温州某印染厂的生化曝气池下水道的活性污泥中分离得到一株高效降解苯酚的细菌,初步确定为假单胞菌属（Pseudomonas sp．）。该菌株能以苯酚为唯一碳源。最高耐酚浓度为1000mg／L。并采用海藻酸钙对该菌进行固定化。同时研究了不同条件如培养温度、pH、转速、供氧等对固定化细胞降解苯酚的影响。实验结果表明：最佳温度35℃、pH5．0、转速120r／min,在有氧条件下,24h内对100mg／L苯酚降解率可达99％以上。     

分子蒸馏分离莪术油中β-榄香烯

用分子蒸馏方法分离莪术油中β-榄香烯,研究了温度、压力、刮膜器转速以及进料速度对β-榄香烯纯度和收率的影响．实验结果表明：在温度60℃,压力50Pa,刮膜器转速220r／min,进料流速2．0mL／min的条件下,分离效果最佳．经过2次分离,β-榄香烯纯度可达到25．3％．