微化工系统的原理和应用

介绍了微化工系统是以微米尺度微结构化工装备为核心的化工系统,是实现化工过程绿色、安全、高效的重要途径之一。阐述了微化工系统基于微尺度下流动可控以及混合传递高效的特点,可以有效地提高反应和分离过程的表观速率,大幅度缩小装备尺寸,提高过程的安全性。指出了近年来微化工系统在材料可控制备、新型测试技术和反应分离强化等方面发展迅速,与传统化工系统相比,微化工系统在诸多领域中显现出了优势。     

CdSe@ZnS量子点荧光传感器在水体铜离子污染检测中的应用

使用微流控技术连续合成CdSe@ZnS核壳型量子点,并使用巯基丙酸对其进行表面改性,制备出可以被铜离子淬灭的水溶性CdSe@ZnS核壳型量子点。随后以聚乙烯醇（PVA）水凝胶为骨架,将改性后的量子点通过氢键作用力负载于骨架上,得到制备工艺简单、热稳定性高的复合荧光传感器件。该传感器的荧光强度随水溶液中铜离子浓度呈线性负相关关系,检测灵敏度可达20 μmol/L。其简便的操作和敏感的响应使之与原子吸收分光光度法形成优势互补,适用于水体铜离子污染的原位检测。该负载方法具有一定普适性,提供了将任意量子点制成器件应用于某种金属离子检测的新方式,实现了可回收的、环境友好的重金属离子快速检测目的。     

基于微纳流控技术的流体相态特性研究进展

微纳流控技术是在微纳米尺度下研究并检测流体的作用和性质,具有可视化和快速精准等技术优势。在化工热力学研究中,近二十年来逐渐兴起了基于微纳流控技术的流体相态特性研究。详细阐述了微纳流控技术在流体相态特性领域的研究进展,重点总结了基于微纳流控技术的流体物质相态特性研究的各个领域,主要涵盖了蛋白质、聚合物、表面活性剂与盐,以及工业气体与石油天然气。其中,基于微流控技术的流体相态特性检测分析手段,成功地弥补了传统“压强-体积-温度”（pressure-volume-temperature,PVT）方法中样本体量大、传质传热慢、耗时长和高温高压高危险性等缺点,因而具有很强的实用导向性;纳流控技术则以研究纳米尺度下特有的流体相态特性为主要目标,因而具有重要的科学意义和应用价值。同时展望了微纳流控技术在流体相态特性领域研究的发展前景。     

数字城市核心系统平台的服务总线设计

数字城市建设过程中,日益需要一个开放式、易扩展、可重用的核心系统平台。本文给出了满足上述条件的CyberSIG Studio 的特征和系统组成,并重点描述用于无缝集成和管理 CyberSIG Studio 各功能服务器的服务总线 Cy-berSIG Service Bus 的设计。     

Solvent extraction of La（III） with 2-ethylhexyl phosphoric acid-2-ethylhexyl ester （EHEHPA） by membrane dispersion micro-extractor

The conventional rare earth solvent extraction equipments have many problems such as long mixing time, low processing capacity, large factory area occupation, high energy consumption and so on. In order to solve the problems, many types of equipments were brought out. In this work, studies were carried out on the La（III） extraction process with 2-ethylhexyl phosphoric acid-2-ethylhexyl ester （EHEHPA） by membrane dispersion micro-extractor. Equilibrium studies showed that the initial aqueous pH value 4.15 with the saponification rate 40%was the optimal operation condition. The effects of membrane dispersion micro-extractor operational conditions such as dispersion mode, bulk flow rate and organic phase flow rate on the extraction efficiency were studied. The results showed that when the organic solution was the dispersed phase, the extraction efficiency was higher than that of others. Increasing bulk flow ratio could enhance the extraction efficiency greatly. When the ratio of organic phase flow rate to that of aque-ous phase was 80：80, the extraction efficiency was over 95%. The effect of stripping phase acidity on the La（III） recovery was studied. The results showed that when the stripping phase pH was 2.0, organic phase flow rate to stripping phase flow rate was 20：80;the re-covery efficiency of La（III） can reach 82%.     

微尺度下非均相反应的研究进展

微结构反应器(微反应器)是微化工系统的核心装备之一,是实现化工过程强化的重要技术基础。从微尺度非均相反应过程的基本原理出发,系统综述了近十年来微尺度下多相流动、分散和传递等方面的相关报道,系统地介绍了一些典型微尺度非均相反应过程,分析总结了微尺度反应技术的优势和特点,并对未来微尺度反应技术的发展方向提出了展望。     

微反应器内红色基KD重氮化反应动力学研究

重氮化反应是合成重氮盐中间体的传统方法,重氮盐中间体因其巨大的合成潜力,被广泛地应用于医药、农药、染颜料工业等精细化工领域。首先,利用重氮盐中间体的偶合反应以及紫外可见分光光度法建立了重氮盐中间体的定量方法,并且建立了用于红色基KD重氮化反应动力学参数测定的微反应器系统。在红色基KD低浓度以及远过量的盐酸浓度条件下,确定了该反应为二级反应,得到了反应的指前因子为1.57×10¹⁴ L/(mol·s),活化能为 72.88 kJ/mol。在实验研究范围内建立了表观反应动力学模型,并且通过验证实验表明,模拟计算值与实验值吻合较好。     

微反应器研究最新进展

微化工系统是实现化工过程绿色、安全、高效的重要方法,微反应器作为微化工系统的核心已经成为科学研究的热点之一.近年来,随着微尺度下"三传一反"研究的进展,微尺度流体的性能得到了深入揭示,微反应器技术也被广泛应用于科学研究和工业生产领域.本文以液相微反应器性能和应用为中心,重点讨论微反应器研究的最新进展.     

电催化氮还原合成氨电化学系统研究进展

氨是化肥、涂料等领域中重要的化工原料,是产量第二高的商用化学品。目前,90%以上的氨均来自Haber-Bosch法,该工艺需要高温、高压条件,能耗较高,且依赖化石燃料的使用,产生大量CO₂排放,在倡导节能环保的新时代下,该工艺面临严重的能耗及环保问题。电催化氮还原合成氨工艺是一种采用电能驱动的节能工艺,且原料为绿色环保的H₂O和N₂,其有望替代传统合成氨工艺。但是目前该工艺存在一些技术难点有待突破,使其产氨速率、法拉第效率等性能不高,距离商用化生产差距较大。分析总结了该工艺的技术难点,围绕该领域的优化策略,重点综述了针对合成氨电化学系统的改进措施,以及近几年文献报道的研究进展,最后对该领域的未来发展进行展望。     

湿法冶金回收废旧锂电池正极材料的研究进展

全球电动汽车和智能手机市场的逐年扩大,直接促进了全球锂离子电池市场规模的增加,锂离子电池的回收与再利用具有重要的经济和社会价值。本文综述了废旧锂离子电池正极材料的主要回收方法,包括梯次利用法、火法冶金法、湿法冶金法和直接回收法,重点综述了湿法冶金法的工艺流程和重要步骤,介绍了机械处理与正极材料浸出、浸出液的回收利用、有价值金属产物的再生合成的研究进展,最后对湿法冶金综合回收废旧锂电池正极材料的未来发展进行了展望。