二硝酰胺铵/α-环糊精共晶研究

共晶技术是针对第三代含能材料二硝酰胺铵(ADN)有效的防吸湿方法之一。采用模拟计算的手段系统研究了以α-环糊精(α-CD)为共晶客体的ADN含能共晶的结构和性质,建立了含能共晶结构和吸湿性的理论研究模型。基于结合能和静电势分析,确定了ADN与α-CD形成共晶的最稳定化学计量比为2∶1;共晶体的晶体形貌为棱台状,重要晶面为(0 2 0)、(0 2 1)、(0 2-1)、(1 1 1)、(-1 1-1)、(1 1 0)、(-1 1 0),与饱和吸湿率15.35%的ADN晶体相比,其在20℃、40%相对湿度下的总饱和吸湿率下降至0.74%,防吸湿效果良好。     

S-布洛芬印迹复合膜的吸附及拆分性能

以聚偏氟乙烯（PVDF）微孔滤膜为基膜,S-布洛芬为模板分子,丙烯酰胺为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,采用热引发表面自由基聚合的方式制备了S-布洛芬印迹复合膜,并研究了其对布洛芬外消旋体的吸附及拆分性能。结果表明,该印迹膜对S-布洛芬具有一定的特异性吸附能力,当布洛芬异构体浓度在0.1~0.5mmol/L范围内逐渐增大时,吸附量也逐渐增大,吸附选择性因子则由1.68降至1.14;该膜对布洛芬异构体具有一定的拆分能力,渗透实验进行7h,膜对R-布洛芬及S-布洛芬的渗透量分别为0.378和0.313μmol/(cm²·h),分离因子可达到1.21。     

异丁醇-乙醇废水体系分离回收工艺的模拟与优化

以乙二醇作为萃取剂,选用UNIQUAC热力学模型,基于Aspen plus流程模拟软件对含异丁醇、乙醇工业废水的分离回收工艺进行设计和模拟研究。通过分析萃取剂对乙醇/水相对挥发度的影响,确定了最佳溶剂比;基于全年总费用（TAC）最低原则,确定了各塔的最优工艺操作条件;并在此条件下,得到了纯度为99.9%的异丁醇和99.8%的乙醇,废水达标排放。最后,对全流程工艺进行了模拟和经济核算,得到的TAC最低为325.88×10³美元/a,为异丁醇/水/乙醇分离工艺工业化提供了指导性依据。     

反应萃取耦合技术合成硫酸羟胺的研究

以盐酸羟胺和硫酸为原料,研究了采用反应萃取耦合技术合成硫酸羟胺的方法。结果表明,以三正丁胺-异戊醇混合溶液为萃取剂,反应萃取耦合技术合成硫酸羟胺的条件温和。另外,还考察了温度、反应物浓度、油水体积比等因素对硫酸羟胺产率的影响。在盐酸羟胺和硫酸的浓度均为0.6 mol/L,油水体积比为2.5:1,反应萃取时间为20 min的条件下,一级反应萃取过程后硫酸羟胺的产率可达79.3%。     

膜微孔形态对静态膜吸收的影响

本文选用了10种具有不同膜结构的板式膜，并以CO₂-去离子水或0.1M NaOH溶液为实验体系，进行了静态膜吸收实验。实验研究了对于不同微孔形态的膜（拉伸孔膜，指状孔膜），膜孔隙率和膜厚度对膜吸收过程传质性能的影响。实验结果表明，不同膜的微孔形态不改变膜厚度及孔隙率对膜吸收传质性能的影响结果。本文最后通过分析拉伸孔膜表面特征，指出了基于指状孔假设的孔隙率影响膜吸收模型也适应于该类型膜。     

中空纤维膜吸收过程多釜串联传质模型

建立了一个可用于描述中空纤维壳程非理想流动的全混釜多级（多釜）串联传质模型，研究了中空纤维膜吸收器壳程非理想流动对其传质性能的影响，并对中空纤维膜吸收器的总传质系数进行了估算．模型预测与实验结果的比较表明，多釜串联传质模型可以较为准确地预测中空纤维膜吸收器的传质性能，有助于中空纤维膜吸收器的设计与优化．     

丙烯醛脱水萃取精馏工艺的模拟与优化

以二甲基亚砜（DMSO）作为萃取剂,选用UNIQUAC热力学模型对丙烯醛精馏脱水工艺进行模拟研究与优化。利用Aspen plusV9.0流程模拟软件进行模拟计算,基于全年总费用（TAC）最低原则,采用迭代优化法分别对萃取精馏塔（T-101）、溶剂回收塔（T-102）的理论板数（N_T）、进料位置（N_F）、回流比（R）等参数进行了优化,最终模拟结果为：萃取精馏塔总理论塔板数30,进料位置第25块理论板,回流比0.249,萃取剂进料位置第4块理论板,溶剂比0.183;溶剂回收塔的理论塔板数22,回流比0.232,进料位置第11块理论板;通过优化得到TAC最低为340万元/a。本文的模拟结果可以为丙烯醛脱水工艺的设计提供理论参考。     

膨体聚四氟乙烯改性亲水膜的水过滤性能

采用配位键合理论对疏水性膨体聚四氟乙烯膜（ePTFE）膜进行亲水改性,并对其用于水过滤过程的性能进行了研究。结果表明,亲水改性物质与ePTFE膜结合较好,在26.6kPa的过滤压差驱动下,初始纯水通量达2.0m³/(m²·h)以上,纯水通量较大,且随过滤压差的增加而增大。将亲水改性后的ePTFE膜用于含CaCO₃微粒悬浮液的过滤过程时,截留率在99.0%以上。对ePTFE改性亲水膜在中药浸出液过滤过程中的应用进行了研究,水中悬浮物的去除率可达99.0%以上。     

Ternary Diffusion Coefficients of 1-Hexanol-Hexane-Toluene and 1-Propanol-Water-Ethylene Glycol by Taylor Dispersion Method

The Taylor dispersion method was used to measure diffusion coefficients of three-component liquid systems. An improved constrained nonlinear least-square method was used to evaluate the ternary diffusion coefficients directly by fitting the mathematical solutions of the dispersion equation to eluted solute peaks detected using a differential refractometer. Diffusion coefficients of the three-component system of acetone-benzene-CCl4, determined at 25℃, were used to test the procedure. The measured diffusion coefficients were compared with values obtained by optical interferometry and the diaphragm cell method. Ternary diffusion coefficients are also determinated for solutions of 1-hexanol-hexane-toluene and 1-propanol- water-ethylene glycol at 25℃, with an accuracy of approximately 0.05 m^2·s^- 1.     

SY型丝网波纹填料的流体力学及传质性能研究

研究开发了一种新型SY丝网波纹填料。常温常压下,以空气-水-氧气为介质,在塔径500mm的有机玻璃塔内,对4种不同比表面积的SY型填料进行冷模实验,研究其流体力学和传质性能,并在相同实验条件下与丝网波纹填料CY700进行对比。实验结果表明,SY型填料的塔压降低于CY型填料,液泛气速和传质效率均优于CY型填料。当L=2249m3/(m2·h)时,SY700填料的湿塔压降比CY700降低了32%;L=1687m3/(m2·h)时,等板高度平均降低了12%;实验范围内,液泛气速平均增大了22%。上述结果表明SY型填料优化的波纹几何结构,改善了气液相通道,强化了气液两相接触传质,并增大了填料通量,具有较宽的操作范围和较好的分离效率。