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技术信息资源速递(第七十八期)
阅读次数:474   添加时间:2017-3-20

行业动态:

关于五种《自然》全新期刊限时免费阅读的通知

施普林格·自然出版社(Springer·Nature)推出了“2017年五种《自然》全新期刊限时免费阅读!”活动。现已为我校开通了五种《自然》全新期刊的试用,试用截止时间为2017年3月31日,欢迎登录相关期刊网页,获取详细信息。

 

    1、《自然综述:化学》:          http://www.nature.com/natrevchem/

       《自然综述:化学》是该领域顶级期刊,包括纯粹与应用化学领域中的大量综述、前瞻性文章、研究亮点以及评论。

 

    2、《自然:生物医学工程》:     http://www.nature.com/natbiomedeng/

      《自然:生物医学工程》是该领域顶级期刊,是以下人员的首选期刊: 生物医学工程及实验室科学家—关注发明材料、方法、技术和疗法了解和对抗疾病; 工程师—专注设计和优化医疗设备和流程;临床医师—专注利用生物医学工程的研究成果评估病人健康状况,并在各种临床环境和医疗背景下实施治疗。

 

     3《自然:天文学》:            http://www.nature.com/natastron/

      《自然:天文学》是天文学领域领先跨学科期刊,展现该学科重要发展动态,促进各学科的科研交流。

 

     4、《自然:生态学与进化》:        http://www.nature.com/natecolevol/  

      《自然:生态学与进化》是汇集该领域最新研究成果,包括分子、机体、种群、群落和生态系统层面的方法, 以及社会科学的相关部分。本刊还特别辅以专家的评论和批注,从而帮助科研人员进行决策。

 

   5、《自然:人类行为》:          http://www.nature.com/nathumbehav/  

      《自然:人类行为》是人类行为学及相关多学科领域前沿期刊,主要发表语言与沟通、记忆与情感、学习与动机、 认知、判断与决策以及信仰体系等方面最具突破性的研究成果。 (南京工业大学图书馆,2017年2月)

 

《自然·通讯》报道黄维院士课题组铅卤化物钙钛矿研究新进展

近日,我校海外人才缓冲基地(先进材料研究院)黄维院士课题组与新加坡南洋理工大学岑子健教授课题组合作,在铅卤化物钙钛矿研究上取得新进展,他们使用自组装方式制备的多量子阱铅卤化物钙钛矿可以有效克服钙钛矿LED中分子重组缓慢的瓶颈,运用飞秒瞬态吸收法检测并给出证明。相关研究成果发表在《自然·通讯》。

三维结构铅卤化物钙钛矿的光电转换效率很轻易就超过了20%,在太阳电池中具有宽广的应用前景。它也具备宽且可调节的直接带隙的特点,显示了在发光二极管(LED)中的应用潜力。溶液法制备的LED可以应用于大面积的照明光源和显示,且成本低廉,近三十年来,人们一直对这项技术进行着深入发掘,在有机材料的研究上已经获得了24%的外部量子效率(EQE)。同时,溶液法制备的钙钛矿也是一个很有前景的候选者,这种材料LED具有很大的颜色调节面积和很高的效率(8.8%)。然而,要想进一步提高电致发光(EL)效率,三维铅卤化物钙钛矿缓慢的自由电子空穴的复合却是不得不攻克的难题。

这项研究中,黄维院士和岑子健教授课题组采用范德瓦尔斯耦合钙钛矿多量子阱,薄的多层量子点激子复合衰退率很高,比三维钙钛矿中双分子复合效率高出许多。这种多量子阱保留了溶液法制备简单和载流子迁移速率快的优点,有望提供更多单相成分不具备的功能,打破铅卤化物钙钛矿分子重组缓慢的瓶颈,提高电致发光效率。(南京工业大学,2017年3月)

 

石墨烯光催化网:神奇的水质净化利器

由中国科技开发院江苏分院、江苏康润净化科技有限公司与中国碳谷科技集团合作开发的一款石墨烯光催化网吸引了众多媒体和社会公众目光。这张放在水中的由石墨烯和“可见光响应的异质间高效量子转移技术”结合相结合的光催化网,只要有可见光就可以分解水中的有毒物质,且不受污染物影响,对黑臭水进行原位处理,分解水制氧,让水体恢复自净能力。

据悉,这是目前国际上唯一可用于大规模水质处理的光催化技术及产品。目前,该技术通过了由中国环境科学研究院组织的专家的技术鉴定。

该产品强大的性能得益于两家高科技公司的强强联手,首先是碳谷科技的石墨烯产品,有别于氧化、还原的石墨烯,它能够保证高效的光生载流子转移。中国科技开发院江苏分院光催化材料二维层状结构团队能同时制备可见光响应的光敏材料及复合量子级光催化材料。石墨烯可见光催化网以聚丙烯纤维为基材,通过独特涂覆工艺负载多层石墨烯光催化材料而成,可用于水体净化、空气净化等,尤其适用于城市黑臭水体的治理,可对水体中有毒有机物进行分解、除臭,增加水体含氧量,并且可以循环使用。(上海化工,2017年第2期)

 

道康宁新推出三种高反光有机硅涂料

道康宁2017 年1 月17 日宣布新推出3 种高反光有机硅涂料,进一步丰富了道康宁快速增长的LED 创新解决方案产品组合。这3 款产品大大增强LED 封装厂商的设计灵活性,它们不仅适用于芯片尺寸封装( CSP) 、板上芯片封装( COB) 这些高尖端LED 的设计,还提供包括从传统点胶方法到新型印刷方法的多种加工方案。这3 款新型有机硅涂料为WR-3001 模具刃口涂料,WR-3100 模具刃口涂料和WR-3120 反光涂料,均属于Dow Corning (道康宁) 品牌系列产品。与道康宁其他的反光材料一样,这3 款涂料可在低厚度下保持高反射率,并在150℃持续高温下保持其性能,而很多其他有机涂层在150℃下会破裂和发黄。

道康宁全球市场经理Takuhiro Tsuchiya 介绍说: “制造商正积极探索更小型、更高效和更具成本效益的LED 封装设计解决方案,所以更加需先进的新型反射材料,以助力印刷等不断发展的应用工艺,以及应对越来越严格的操作条件。这3 种新型有机硅涂料的推出只是一个开端,我们将持续为行业开发一系列新型涂料产品。道康宁一直致力于积极主动地推动各种合作创新,我们这3 款反光有机硅涂料,可帮助客户攻克当下最大的设计难题,让他们在竞争激烈的LED 市场中提供高度可靠和差异化的产品。”(现代化工,2017年第2期)

 

新西兰拟禁止生产销售含塑料微珠个护产品

新西兰环境部长尼克·史密斯不久前宣布,新西兰政府计划禁止生产和销售含有塑料微珠的个人护理产品。

  史密斯在一份声明中说,塑料微珠无法生物降解,容易被水生生物当作食物,从而对鱼类和贝壳类生物造成长期损害。他表示,个人护理产品中的塑料微珠可以用杏仁或坚果壳替代,没必要继续使用。

塑料微珠指直径小于5mm的塑料颗粒,一般成分是聚乙烯。在个人护理产品中,塑料微珠能够改善产品外观或用作去角质、去死皮的磨料。塑料微珠像塑料袋一样,很难降解或从环境中人工分离出来。史密斯说,现在全球每年使用的塑料微珠超过1万t,新西兰政府的相关提议是国际社会减少海洋中塑料微珠努力的一部分。他表示,目前美国、英国、加拿大、欧盟和澳大利亚等国家和地区组织都已经禁止或在逐步减少塑料微珠在个人护理产品中的使用。(工程塑料应用,2017年第2期)

 

虾壳材料制成新型塑料袋,有望代替常规购物袋

据外媒报道,近日由诺丁汉大学及埃及尼罗河大学研究人员组成的一个生物工程团队,正在使用虾壳中的材料来制作一种新型塑料袋,有望代替常见的塑料购物袋。所有不可降解的塑料袋都来自于化石燃料,而这种新型的塑料袋不仅更加环保,还能延长食品的保质期。

塑料购物袋可能非常方便,但它们也成为了令人头痛的环保问题。这些塑料袋不仅污染水源,同时环保部门不得不采取措施处理这些白色污染。为了帮助解决这个问题,研究小组正在研究壳聚糖(Chitosan),这是一种从废弃的虾壳中制取的人造聚合物。

这项研究的目的在于生产出适合于埃及环境的一种生物聚合物纳米复合材料,能够取代制成塑料购物袋中的聚乙烯。 这种可生物降解的材料造价也非常便宜。通过盐酸浸泡虾壳脱去碳酸盐,再通过碱溶液进行碱煮脱去蛋白质和脂类物质,然后再洗涤至中性,使用KMnO4溶液或者H2O2溶液脱色,最后干燥就可以得到壳聚糖。利用常规的制造方法就能将壳聚糖薄片加工成塑料薄膜。

壳聚糖已经在食品包装盒医疗工业中得到应用,这种材料还具有抗菌性能,并能延长食品的保质期。

诺丁汉工程学院的Nicola Everitt博士表示:“使用由虾壳制成的可降解生物聚合物来制成塑料袋,不仅可以降低碳排放,还能减少在街道或非法倾倒场所积累的食物和包装垃圾。” (工程塑料应用,2017年第2期)

 

巧用富余蒸汽减排又增效

南阳能源化工有限公司油白土补充精制装置实施技术改造后运行良好,产品质量稳定,节能减排效果显著。预计年可节约费用57.6 万元,并减少了烟气、一氧化碳及三氧化硫等污染物的排放。

该装置主要利用活性白土的强吸附能力,除去油品中残余的非理想组分,改善润滑油的颜色、残炭和抗氧化安定性,提高其使用性能。

2016 年,该公司对产品结构进行调整,部分装置停运,动力锅炉的蒸汽产量有富余; 而油白土补充精制装置加热炉原采用瓦斯作为燃料,在大量消耗能源的同时也给环保工作带来压力。为此,南阳能源投资19.35万元,对该装置实施技术改造,用蒸汽加热器代替原有燃气加热炉,并对油白土加热流程进行优化调整,系统新增一台换热器和3 个仪表回路。

针对加热流程改变后,原料混合罐操作温度由原来的80-90℃升高至180- 200℃,易造成突沸,蒸汽上升到白土加料口遇到白土易结块堵塞加料口的问题,技术人员在原料混合罐的出气口位置接入一根h 形管路,将原料混合罐内营造为微负压环境,内部产生的蒸汽通过管路直接被抽出,之后冷凝水在管路中由于重力作用滴入h 形左下侧,从而在引出蒸汽的同时避免了冷凝水回流。(化工自动化及仪表,2017年第2期)

 

美国化学文摘社革新性解决方案

美国俄亥俄州哥伦布市(2016年12月22日)—美国化学会旗下分支机构美国化学文摘社(以下简称“CAS”)宣布, 于2016年11月向部分客户提供SciFindern预发布版。作为一款强大的全新工作流程解决方案,SciFindern以人工标引的内容为基础,能够在科研过程的每一步即时提供切实可行的检索结果。

SciFindern是首个引入CAS最新创新成果的研究解决方案,旨在帮助研究人员更快获取所需的科学内容。通过在数百万条数据中分析用户的查询,在文献、反应和物质检索结果中呈现最佳的结果。CAS检索结果关联性功能由CAS化学家和技术人员开发,他们理解科研人员的信息需求,以及整个CAS科学信息采集领域中复杂的内容数据关系。CAS专家熟谙科学家从事信息提取和对检索结果的需求,使用尖端技术和算法演进开展多年的可控研究。CAS产品与内容运营高级副总裁马修·图森(Matthew J. Toussant)博士表示:“CAS开发了全新的内容模式,让用户能够以之前不可能的方式从数据中提取新的见解。这种内容模式促使化学信息超越数据库的传统界限,进入全新的发现领域。”

SciFindern的界面根据数千小时用户使用研究与测试收到的意见设计而成,可确保解决方案将按照研究人员的思维和行动方式来运作,从而节省宝贵的科研时间和精力,最终更快速地交付更准确的结果。(现代化工,2017年第1期)

 

日本东丽公司开发出采用电解质膜的新型压缩技术

日本东丽公司在公司内部展会“东丽尖端材料展2016”上展出了新开发的将氢气通入电解质膜进行压缩的技术。该技术可以制造没有机械运动部分的压缩装置,压缩时的能源效率也高于机械式压缩机。据东丽公司称新技术的优点是可以压缩到几十MPa。

利用电解质膜的气密性好,在两侧添加催化剂,在中间加载电压。在正极,氢分子在催化剂层释放出电子变成氢离子,然后从电解膜中通过后移动到负极,在负极获取电子还原成氢分子。通过这一过程使氢分子由正极向负极移动。虽然负极压力能提高到什么程度受电解质膜的强度等限制,不过东丽公司研究人员表示“目标是与普通氢气压缩机一样,达到90 MPa 左右”。另外,新技术还有一个优点是,由于没有运动部分,因此容易采取防止装置氢脆化的措施,也容易维护。(石油化工,2017年第1期)

 

陶瓷膜将天然气转化为液态烃

理论上将天然气转化为液态烃可通过沸石催化剂在高温下完成,但反应受两个主要因素的阻碍。 向产物的转化受热力学限制,并且在沸石表面上形成焦炭导致催化剂活性快速降低。涉及陶瓷膜反应器的技术提供了解决问题的途径。 通过与奥斯陆大学和西班牙化学技术研究所的科学家合作,工程陶瓷制造商CoorsTek 公司开发出一种反应器,该反应器集成了离子传导膜,可通过改变反应的热力学平衡,使反应有利于增加产物且不产生二氧化碳。据CoorsTek 膜科学公司称,这种膜是质子传导陶瓷材料,带有类似于固体氧化物燃料电池的电极。它提供了一种从反应中去除氢气的方法,从而将热力学平衡向形成反应产物芳香环移动。CoorsTek 反应器还设计成允许氧气通过膜表面注入以除去碳沉积,从而防止焦炭积累。加热后的天然气流入反应器中,与择形沸石催化剂反应。随后甲烷分子在催化剂活性位点被活化,产物开始形成,氢被转移穿过固体陶瓷膜。质子在另一侧重组为H2。膜反应侧上的铜电极和氢渗透侧上的镍电极有助于氢转移过程。(石油化工,2017年第1期)

 

 

动态题录:

科德宝集团加大医疗技术投资(上海化工,2017年第2期)

阿克苏诺贝尔启动“Imagine Chemistry”全球化学新创想挑战赛(上海化工,2017年第2期)

霍尼韦尔携手AEREON为石油和天然气行业提供工业物联网解决方案(上海化工,2017年第2期)

塑料制品出口金额降幅再扩大,出口压力倍增(工程塑料应用,2017年第2期)

镜湖日丽将推出重磅钢化吸能塑料产品(工程塑料应用,2017年第2期)

科莱恩将扩大Lewiston工厂产能用以生产医用复合材料(工程塑料应用,2017年第2期)

石墨烯薄膜产品有望在哈尔滨实现产业化(工程塑料应用,2017年第2期)

-油共气化制合成气技术的新进展(化工自动化及仪表,2017年第2期)

 

 

 

论文摘要:

棕榈酰胺丙基甜菜碱两性表面活性剂的合成、表征与性能

     以天然产物棕榈酸、N,N-二甲基-1,3-丙二胺为原料通过酰胺化反应合成中间产物棕榈酰胺丙基二甲基叔胺,再与氯乙酸钠反应合成了两性表面活性剂——棕榈酰胺丙基甜菜碱(PAPB),并考察了反应温度和时间、反应物摩尔比、催化剂用量和4A分子筛等因素对合成中间产物的影响;通过红外光谱和核磁共振对产物结构进行了表征;测试合成产物及其复配体系的表面活性。得到的酰胺化反应的最佳条件为:反应温度160℃、反应时间10 h、n(N,N-二甲基-1,3-丙二胺): n(棕榈酸)=1.05:1,KOH用量为反应物总质量的0.5%,在该条件下,棕榈酸的转化率可达92.41%;产物的临界胶束浓度CMC为1.12×10-4 molL-1γCMC为31.63 mNm-1,对苯的增溶性能为X=4980mL/mol。(精细化工,2017年第3期)

 

PDEGMA-b-POVNGA@AuNPs的制备及表征

     6-O-乙烯基己二酸-D-吡喃型半乳糖(OVNGA)和温敏性的二聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸甲酯(DEGMA)作为单体,采用酶促法、可逆加成-断裂链转移自由聚合法(RAFT) )和“一锅法”联用,制备了具有温敏性的含半乳糖基的新型PDEGMA-b-POVNGA@AuNPs复合物。该复合物通过温敏性糖基嵌段共聚物PDEGMA-b-POVNGA和金纳米粒子( AuNPs)以S—Au键键合,将聚合物接枝到纳米金粒子表面。通过1HNMR、 FTIR和 GPC对PDEGMA-b-POVNGA进行结构表征。变温UV-vis对PDEGMA-b-POVNGA进行温敏性验证。结果表明:其低临界温度(LCST)约为35 ℃。DLS结果显示:AuNPs平均粒径为25nm。PDEGMA-b-POVNGA@AuNPs复合物通过TEM进行形貌表征,结果表明:PDEGMA-b-POVNGA接枝到金纳米粒子表面;变温紫外-可见光光谱结果表明:PDEGMA-b-POVNGA@AuNPs的LCST约为34.5 ℃。PDEGMA-b-POVNGA @AuNPs复合物有望应用于靶向药物载体领域。(精细化工,2017年第3期)

 

脂肪酸/废加气块定形相变储能集料制备及性能

以癸酸-硬脂酸(CA-SA)二元共熔脂肪酸作为相变储能材料,废加气混凝土块为载体,矿渣-水玻璃-石膏复合胶凝剂为封装材料,制备了密封性能良好的相变储能集料,解决了现有产品与建筑主体材料相容性差和使用寿命较低的缺点。通过DSC、FTIR、SEM等测试技术对相变材料及相变储能集料进行表征。结果表明:适宜的癸酸、硬脂酸的质量比为9:1,其相变温度为26.8℃,相变潜热为96.4 J/g;以多孔的废加气块为载体,相变材料吸附率可达60%;采用矿渣-水玻璃-石膏复合封装材料,制成的相变储能集料具有良好的密封性,稳定性能优异。相变集料应用模拟实验结果显示,其储能控温性能良好。(化工进展,2017年第3期)

 

4,5-二氨基-2-羟基苯甲酸的合成工艺

以对氨基水杨酸(ASA)为原料先经酰化、硝化和水解制备关键中间体4-氨基-2-羟基-5-硝基苯甲酸(AHNA),然后硝基还原合成聚苯并咪唑新单体4,5-二氨基-2-羟基苯甲酸(DAHBA)。结果表明:ASA在乙酸中先后用乙酐进行酰化和用HNO3硝化、20~30℃各反应3h,获得收率为70.9%、纯度为97.28%的4-乙酰胺基-2-羟基-5-硝基苯甲酸(AHNBA);AHNBA在盐酸水溶液中,水解回流反应4h,制得关键中间体AHNA,其收率为79.5%、纯度99.21%;以水为溶剂,AHNA在Pd/C催化下水合肼回流还原30min合成出DAHBA,收率为55.3%、纯度98.84%。产物的分子结构经过FTIR、1H NMR、13C NMR、ESI-MS等表征与确认,为提高聚对苯撑苯并二(口恶)唑(PBO)的复合粘结、轴向抗压和耐光性能提供关键共聚单体的技术与来源。(化工进展,2017年第3期)

 

一种新型膦酸锆孔材料的合成及其对金属离子的吸附性质

骨架含强配位基的有机无机杂化多级孔材料合成是目前吸附研究的一个重要领域。以bis (hexamethylene) triamino-N, N-bisacetyl-phosphonic acid和ZrOCl2·8H2O为原料、应用水热合成技术合成了一种新型膦酸锆多级孔材料ZrPTA, 并通过FT-IR、TGA、XRD、XPS、SEM以及元素分析等手段对制备产物进行了表征。研究结果表明, ZrPTA具有棒状微形貌, 其内部存在大量直径为1.38 nm和1.93 nm的微孔以及直径为2.99 nm的介孔, 其表面积为112.2 m2/g。ZrPTA对水溶液中Pb2+Cu2+Cd2+三种金属离子具有良好的吸附作用, 最大吸附量分别为742.7、689.8和627.0 mg/g, 远远高于文献报道值。这一性质使ZrPTA具有潜在的废水处理功效, 显示出诱人的应用前景。(无机材料学报,2017年第3期)

 

烧结温度对硼硅基质荧光玻璃发光性能影响

采用共烧结法制备了硼硅基质Ce:YAG荧光玻璃,研究了烧结温度在600℃-900℃范围内, Ce: YAG荧光玻璃的发光强度变化和色坐标漂移规律。结果表明, 随着烧结温度的升高, Ce: YAG荧光玻璃发光强度先增强后减弱, 700℃烧结时, 荧光玻璃获得最大发光强度; 超过850℃烧结时, 荧光玻璃无发光性能; 同时, 色坐标(x, y)发生漂移, 且比相同烧结温度的荧光粉漂移幅度大。通过X射线粉末衍射仪、差示扫描量热分析仪和X射线光电子能谱分析仪测试分析表明: 随着烧结温度升高, 荧光粉中的Ce3+被玻璃基质氧化成Ce4+, 玻璃液体腐蚀破坏了荧光粉YAG晶体结构, 降低了荧光玻璃的发光强度, 从而导致色坐标劣化漂移。(无机材料学报,2017年第3期)

 

乙炔氢氯化反应用催化剂的制备及优化

在固定床反应器上评价不同种类助剂制备的催化剂活性来筛选较适宜的活性组分组合。通过正交设计优选出无汞催化剂的基础配方,考察了添加0.6%的三氯化钌、氯化钯、氯化银等贵金属活性成分及氯化汞后催化剂的活性情况,并进一步优化三氯化钌、氯化汞质量分数来提高催化剂活性。结果表明:助剂氯化钡较氯化钠、氯化铈更能与氯化亚铜/氯化铋间相互协同催化;活性炭上负载12%CuCl、16%BiCl34%BaCl2时制备的催化剂活性最佳,转化率可高达66.4%;继续添加氯化银能提高稳定性,但并不能改善催化剂的活性;添加氯化钯仅能改善反应初期催化剂活性,随着反应进行活性不断降低,而添加三氯化钌及氯化汞后催化剂活性明显提升,质量分数为1%时,平均转化率在72.2%以上,特别是氯化汞的转化率可增加至92%,较未加前增加了27%。(现代化工,2017年第2期)

 

DK膜对无机盐截留性能的研究

采用Desal-DK有机纳滤膜分别对1-200 mol/m3NaCl、KCl、K2SO4Na2SO4MgCl2CaCl2水溶液进行纳滤实验,考察无机盐的类型、浓度和渗透流率对截留率的影响,结合道南细孔-介电DSPM-DE模型计算等效荷电密度(Xd),采用DSPM模型计算等效膜孔半径(rp),研究不同类型无机盐截留率和Xd的关系。结果表明,KCl和NaCl溶液随着浓度的升高截留率逐渐降低,并趋近于某一定值,在低浓度时主要因为静电屏蔽的作用,在高浓度时主要因为空间位阻作用;CaCl2MgCl2溶液随浓度增加截留率先升高后降低,在某一位置取的截留率最大值,主要因为Mg2+/Ca2+Cl-交替吸附引起静电作用的变化;Na2SO4K2SO4溶液截留率随着浓度增加而降低,主要因为静电屏蔽作用增强,排斥力降低;渗透流率的变化可以改变截留率的大小,但对荷电密度几乎没有影响,因此不会改变截留率随浓度变化的趋势,荷电密度对溶液浓度有较强的依赖关系;在研究的盐浓度范围内,DK膜膜孔并没有出现增大的现象,因此溶液截留率的变化和膜孔径无明显关系。(应用化工,2017年第2期)

 

新型错流旋转填料床气相流场的三维CFD模拟

目前鲜有关于错流旋转填料床结构改进研究方面的报道。以自主研发的错流旋转填料床为计算模型,建立了三维物理模型,采用标准k-ε湍流模型和SIMPLE算法,填料层用多孔介质模型,运用CFD方法对其内部气相流场进行了模拟,研究了转速和气量对速度场和干床压降的影响规律,并通过实验进行了验证。由结果可知:干床压降几乎不受转速的影响,模拟值与实验值相对误差在11.2%以内;旋转填料层内气相流场主要以旋流场为主,切向速度与填料线速度大小相当,且不受气量的影响。轴向速度值受气量的影响,其径向分布受转速的影响。与切向速度和轴向速度相比,径向速度小1—2个数量级,说明气体在径向的偏移量很小;中间静止填料层能够有效减小气旋,强化气相流场扰动,表明新型错流旋转填料床能够强化气相传质。(化学工程,2017年第2期)

 

重组头孢菌素C酰化酶的固定化研究

将含头孢菌素C(CPC)酰化酶的重组大肠杆菌E.coli BL21(DE3)/pET28-CPCAcy在50 L发酵罐中发酵,发酵液OD600可达19.5,酶活达到11 542 U·L-1CPC酰化酶粗酶液经1%活性炭纯化后,比酶活由6.56 U·mg-1提高到10.77 U·mg-1;然后将纯化的CPC酰化酶共价结合固定在氨基载体LX-1000HA和环氧基载体LX-1000EPC上,并对固定酶的热稳定性及pH值稳定性进行考察。结果表明,LX-1000HA固定化酶的初始酶活较LX-1000EPC固定化酶低,但其热稳定性、pH值稳定性以及酶与载体的结合程度均高于LX-1000EPC固定化酶;并且在固定化酶投加量相同时,LX-1000HA固定化酶的催化性能优于LX-1000EPC固定化酶。对LX-1000HA固定化酶进行催化批次实验,在催化39批时达到半衰期。(化学与生物工程,2017年第2期)

 

 

论文题录:

啶虫脒/希夫碱改性凹凸棒土缓释体系的制备与性能(精细化工,2017年第3期)

微波辅助氯二氟乙酸钠促进2-羟基苯乙酮肟一锅制备苯并异唑反应研究(精细化工,2017年第3期)

(CaO-MgO)@Fe3O4/C磁性固体碱催化甘油制备碳酸甘油酯(精细化工,2017年第3期)

N-(4-羟基苯基)马来酰亚胺改性水性聚氨酯—丙烯酸酯的制备及性能(精细化工,2017年第3期)

1,3-丙二醇发酵液蒸发脱水的工艺模拟(化工进展,2017年第3期)

CFD在自吸式加氢反应器流场研究中的应用(化工进展,2017年第3期)

考虑新氢纯度的氢网络夹点分析(化工进展,2017年第3期)

4,5-二氨基-2-羟基苯甲酸的合成工艺(化工进展,2017年第3期)

磁性Fe3O4-Ag复合纳米颗粒吸附剂脱汞性能实验研究(化工进展,2017年第3期)

WO3掺杂对V2O5/TiO2-SnO2催化剂NH3选择性催化还原NOx的影响(化工进展,2017年第3期)

SiO2 Opal光子晶体结构周期数对TiO2染料敏化太阳能电池光电性能的影响(化工进展,2017年第3期)

钛掺杂三氧化钨薄膜结构与电致变色性能研究(无机材料学报,2017年第3期)

爆温对气相爆轰合成纳米TiO2结构和性能的影响(无机材料学报,2017年第3期)

磷酸银纳米结构的调控及其光催化性能研究(无机材料学报,2017年第3期)

锂硫电池循环过程中变形演化的直接观测(无机材料学报,2017年第3期)

酶膜耦合法制备均一分子量胶原蛋白多肽(化学与生物工程,2017年第2期)

竹干黄酮的抑菌性能研究(化学与生物工程,2017年第2期)

废水中苯酚、硫化物和硝酸盐的同步去除(现代化工,2017年第2期)

BiOCl/Bi2WO6复合材料的制备及其光催化性能研究(现代化工,2017年第2期)

催化加氢法提高乙二醇的紫外透光率(现代化工,2017年第2期)

醋酸甲酯加氢制乙醇整体式Cu-SiO2/cordierite催化剂的制备与性能研究(应用化工,2017年第2期)

环保型无磷反渗透膜用阻垢剂的合成及性能研究(应用化工,2017年第2期)

活性炭负载纳米零价铁去除水中溴酸盐研究(应用化工,2017年第2期)

酞菁/Zn2SnO4纳米粉体的制备及光催化脱硫性能研究(应用化工,2017年第2期)

磁性N位-壳聚糖对Cu(Ⅱ)的负载性能及其机理(化学工程,2017年第2期)

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综述:

美国联邦实施的TRI 与RMP 两部有毒化学品环境管理制度之比较

(国家环境保护公益性行业科研专项)

1984年12月,印度博帕尔发生40 t 甲基乙氰酸酯泄漏2小时的灾难事件,即时造成周边约1 430多名居民丧命,后来更有2万多人直接、55万人间接死于这次灾难。这是人类历史上迄今为止最严重的化学工业事故,是公认的“十大人为环境灾害”之首。作为造成此次灾难投资公司的所在国,美国于1986年10 月17日—事故发生后的23个月,签署了《应急计划和社区知情权法》( Emergency Planning & Community Right -to -Know,EPCRA)。法律将社区知情作为防范事故风险的手段之一,通过强制的信息传递,能在一定程度上缓解公众对化学品的恐惧,体现了对公众知情权的尊重。在具体内容上,EPCRA 法吸收了美国联邦环保局(EPA) 的自愿性化工应急响应项目经验,建立了针对危害化学物质的地方应急管理机构和多项制度体系,包括EPA 没有介入的极危险物质( Extremely Hazardous Substances,EHSs)的预案备案和泄漏报告制度(40 CFR 355,涉及356 种急性毒性化学物质) 、MSDS 报告制度、库存化学品年度报告制度,以及EPA 组织实施的有毒物质释放报告制度( Toxics Release Inventory,TRI,40 CFR 372)。EPCRA 实施后,美国本土又陆续发生了多起化工事故,这让国会认识到仅由地方实施应急制度并不能有效防范化工事故发生,在1990 年《清洁空气法》( Clean Air Act,CAA) 修订中,国会在第112 (r) 部分增加建立了由联邦EPA 直接负责的风险管理计划制度( Risk Management Plan,RMP,40 CFR 68)。

TRI 与RMP 制度可以说都是在化学品事故发生后,在公众对化学品的恐惧压力和知情动力下,美国国会做出的反省后制订的管理体系。两者都包括信息收集、传递与公开的要素,但两者又有不同,TRI 偏重于日常排放,强调有毒物质排放与转移数据的真实,对企业的管理性要求较少,每年回顾性地报告一次,属于信息公开的管控手段,与应急管理关系不大; 而RMP 针对事故应急泄漏,强调事故场景设计与事前后果分析的模拟,对企业的规范性管理要求较多,每五年预测性地报告一次,更多属于企业标准的管控手段,直接与应急管理相关。

当前,我国环境应急预案制度不完善、排污许可制度不健全,详细考察两个制度的差异,将对美国在此领域制度设计的理解为我所用,对构建我国有毒化学品防控体系是非常有益的。下面从六个方面比较TRI 与RMP 制度的异同。

 

1  如何确定受控企业

通过受控物质与量限值来确定受控企业是两个制度的共同特点。TRI 的受控物质全部为毒性化学物质,气液固体均有,最初有329 种物质包括了危险废物中的153 种危险组分,CERCLA 的205 种报告物质,废水控制的75 种优先污染物,以及20 种群体化合物名称( 如铅及其化合物)。这些物质涉及健康急性、健康慢性、环境毒性效应,其中还包括慢性的123 种致癌化学物质。后经10 多次扩充和删减,目前已有650 多种。TRI 的量限值分为企业年生产清单中每个物质的加工量与使用量。对于使用(原料不进入产品) ,量限值均为每年10000 lb( 1 lb≈0. 454 kg,下同) ; 对于生产(产品) 与加工(原料进入产品) ,从1987 年开始,第1 年报告,量限值为每年75000 lb; 第2 年( 1988 年) 报告,量限值为每年50000 lb,第3 年( 1989 年) 及以后报告,量限值为每年25000 lb,以便企业与政府逐步适应管理要求,但其没有考虑不同物质毒性大小的差异,直至2000 年,在引入了持久性、生物累积性的有毒物质( PBT) 后,才实施了10 lb 或者100 lb 的低量限值报告政策。

1993年1 月19 日,在征求RMP 受控物质的意见时( 58 FR 5102) ,EPA 提出了100 种有毒物质、62种易燃物质、若干爆炸物质三大类,并说明了筛选受控物质的考虑,如毒性物质主要从极危险物质( EHSs) 中选择,同时考虑物质的物理状态、蒸气压、产量和事故历史。EPA 最终接受了工业界删除爆炸类物质的意见,确定了77 种急性毒性物质和63种易燃物质。这140 种RMP 受控物质,只有气体与液体,没有固体,体现了应急对物质流动性的关注,其中16 种是在CAA 法律中直接列明的,53 种也是TRI 物质,140 种物质名单至今没有调整过。在量限值的设计上,63 种易燃物质统一规定为10 000 lb的量限,而77 种毒性物质分为500、1000、2500、5000、10000、15000、20000 lb 的7 种量限类别。在确定有毒物质量限值时,EPA 只是考虑了物质特性( 如毒性、挥发性) ,并没有考虑工厂特性( 如位置) 等因素。

除了考虑化学物质品种名与量限值以外,TRI还用行业类别( SIC 的29 至39 之间) 与企业规模( 10 名全职员工以上) 来选定受控企业,而RMP 则没有此考虑。相反,RMP 有通责条款,要求所有非RMP 受控企业( 140 种受控物质以外) 均适用防范风险和自我遵守的要求(没有清单也无量限值) ,这些企业在遵守规定时,并不需要向政府提供证明信息,而TEI 则没有类似的条款。另外,除了生产使用企业外,EMP 还特别关注仓储、分销企业,而TEI 则更关注生产和使用企业。2014 年约有2600 家工厂同时遵守TRI 与RMP。

值得注意的是,两项制度还有三点细节上的差异,可充分体现出日常排放与应急泄漏的不同,一是,两种量值的单位虽然都是lb,但RMP 的量限值不像TRI 是每一年积累的量,而是企业在任何时刻的实际存在量; 二是,借助RMP 受控物质与量限值确定的是企业中的受控工艺,而不是整个企业( 对于复杂的大企业,一个企业往往有能多个受控的工艺) ,而TRI 则针对整个企业; 三是,RMP 的毒性受控物质中个别物质同时以气态和液态两种状态存在,则需要分别评估风险,如盐酸和氯化氢,而TRI则没有此情况,反而是一种物质会包括多种形态及其化合物,如铅及其化合物。

 

2  提供什么信息

TRI 主要是每种有毒物质排放总量与转移总量的信息( TRI 要求事故泄漏量纳入排放量) 。这些信息包括分别进入大气(有组织与无组织) ,进入水体(直接排入受纳水体与纳管排入公共污水处理厂) ,进入固体废物(工厂内处理与转移出工厂处理) 的年度重量,是对过去一年实际发生量的回顾与汇总。由于不可能集中且无表观,可以理解为“阴量”(累积量) 。计量释放量的方法主要是物料平衡、排放因子(如AP-42) 、工程核算等估算技术,也包括传统的采样分析环境监测技术。

RMP 主要是场景泄漏源强量( lb) 及影响距离( 英里,1英里≈1. 61 km) 等厂外后果分析( off -site consequences analysis,OCA) 的信息。OCA 要求针对事故已经发生的假设场景,按受控物质与场景类别( 毒物泄漏与易燃物质) 及数目,分别制订最坏场景与可能场景。最坏场景通常认为不可能发生,只是起到最坏打算的预警作用,而可能场景则是实际中可能发生或是历史上已经发生过的场景。RMP将受控生产过程分为三级,一级风险最低; 三级风险最高; 二级风险介于两者之间。OCA 要求的场景数量如下: 毒物泄漏最坏场景、易燃物质最坏场景与可能场景分别各做1 个; 当企业属于一级时,则不需要继续做可能场景; 当企业工艺属于二级或者三级时,毒物泄漏可能场景数目与毒物数目相等。影响距离是每种场景分析产出的最重要参数( 最远影响距离通常由最坏场景分析得出) 。在预测影响距离时,EPA 根据每种毒物的毒性大小,规定了不同的毒物终点值,以预测毒物泄漏后产生毒性作用的影响距离。此外,EPA 还要求考虑气体密度、周边障碍、气象条件、有无减缓措施,以及主动或被动的减缓措施等参数,以便得出更精准和更符合实际情况的预测结果。对于毒物泄漏场景分析,除影响距离外,还要报告泄漏量、泄漏时长、泄漏速率等核心数据。泄漏量的来源及确定,通常由企业任何时刻的在线存在量推导而出,由于此量值可集中且可表观,可以理解为“阳量”( 一次量) ,将容器管道中的“阳量”转换为进入环境的泄漏量,是场景假设与预测分析的主要任务。在此转换过程中,RMP 并不考虑发生的概率,而假设场景已经发生、已经造成后果来预测泄漏量。

 

3  有什么管控要求

TRI 只要求企业每年7 月1 日前提供信息。除排放与转移量的数据外,TRI 也要求企业填选采取的减排措施( EPA 将常见减排措施分W 编码与T 编码,供企业选择) ,但这些措施并不是TRI 制度要求的,其本身只是一份回顾性的报告。相反,RMP 则要求企业提供证明落实RMP 要求的信息,包括事前的防范措施、防备措施及事后的应对减缓措施,特别是主要体现在分级管理的措施方面,如二级企业必须提供安全信息、危害综述、操作步骤、培训、维修、事故调查、服从审查等证明信息; 三级企业还需细化过程的安全信息与过程危害分析( PHA) 、机械完整性、变更管理、项目启动前检查、承包商与雇员管理、热加工许可证等更多的证明信息。在预案内容方面,RMP 只是要求企业与地方应急机构保持合作,密切沟通,如果有公共应急服务,企业可以不用编制环境应急预案。因此,RMP 本身更像是一份证明企业遵守法规并有能力处置的证明报告。在大气许可制度( CAA title V air permits) 中,许可机关将企业是否完成RMP 报告作为许可的前置条件,而TRI 并没有与其他制度进行捆梆。两个制度的防控措施对比,如表1 所示:

 

 

为保证下游企业能够分析估算毒物在使用过程中的释放量,TRI 还要求上游企业要将其产品中毒物品种及含量等信息传递至下游企业,而RMP 则无此企业间“上至下”的信息传递要求。另外,RMP 会根据最远影响距离内的受体、企业事故历史记录、行业类别等因素,对受控企业中的工艺风险等级进行快速划分( 不是对企业的等级进行划分) ,不同等级的企业工艺,信息与管控要求不一样,一级企业工艺的要求最低,而TRI 则没有设计对企业或其下游工艺的等级划分。

 

4  如何保障制度的实施

TRI 与RMP 都有非常详细和众多的指南性文件,以供企业理解并遵守制度。TRI 核算排放量的指南主要按行业进行划分,不同行业有不同指南,同时也有少量针对重点物质的指南。每年开展TRI 报告前,EPA 也会更新填报表格及填表指南。RMP 通用指南和后果分析指南直接针对受控物质的泄漏或燃爆,不按行业进行划分,但在液氨冷冻、公共处理设施、化工仓库、丙烷用户等少数行业上也有针对性的指南。另外,为了协助企业开展后果分析,EPA还与NOAA 共同开发了CAMEO、RMP* Comp、ALOHA 等软件。

为有效应对两种制度的海量数据,EPA 分别建立了RMP* e Submit 与TRI -ME web 的电子信息系统,以收集处理信息。TRI 的表格有5 页,而RMP除了27 页表格外,还有摘要、预案文本等内容。

两项制度还建立了政府检查的机制。TRI 主要检查不报、迟报与数据质量,而RMP 则有详细的现场检查指南,包括检查程序和检查对照表等内容,以方便检查员逐项核实企业是否落实了RMP 的规定。另外,两项制度均对“应提供但不提供”信息的企业给予严厉处罚,如,违反RMP 要求的民事处罚,不超过每天32500 美元; 有意违反RMP 的刑事处罚,关押不超过5 年。

 

5  如何利用信息

TRI 在没有借鉴已有制度的基础上,于EPCRA要求后的第2 年就收到了第一批数据( 涉及19266家工厂) ,而RMP 在借鉴了1987 年开始实施的EHS制度,1992 年开始实施的过程安全管理( Process Safety Management,PSM) 制度后,于CAA 要求后的第9 年才收到第一轮数据( 涉及15430 家工厂) 。对于TRI 数据,EPA 会在其网站上每年全部公开企业提供原始信息,以供社会与个人使用与查阅。EPA 还发布区域风险初筛( risk screening environmental indicators,RSEI) 指南,纳入TRI 多年的数据,指导地方初筛本地环境风险。美国有毒办公室( OPPT) 和固废应急办公室( OSWER) 也分别基于TRI 信息开展了两个自愿项目: 33 /50 有毒污染物排放降低项目( 涉及12 种有机物、5 种金属,于20 世纪90 年代初开始) 和优先危害化学组分( Priority Chemicals,PC) 危废量消减项目( 涉及28 种有机物、3种金属,于20 世纪90 年代末开始) ,并取得了成功。

相比之下,RMP 的信息公开受到限制,只有周边公众能在附近的公共图书馆中可能查到零散信息。1999 年8 月5 日,美国特别通过了《化学安全信息、工厂安保与燃油管理法》( Chemical Safety Information,Site Security and Fuels Regulatory Relief Act,CSISSFRRA) ,限制RMP 中后果分析信息的广泛公开,以防止恐怖组织利用RMP 后果分析信息开展恐怖活动。2000 年,EPA 还公开发布支持RMP后果分析信息公开的报告,但2001 年911 恐怖事件后,EPA 也不再坚持OCA 的信息公开。

 

6  两项制度的局限性

两项制度虽然经过实施证明有效果,但也有局限性。TRI 的局限性表现在: 每年报告的数据是估计而非监测而来。释放数据只是报告一年的总数( 以重量体现) ,并不能反映即时释放的浓度信息,不能得知企业排放的高峰时段和排放速率。TRI 数据只是释放量的信息,并没有考虑公众的暴露情况。估算数据的方法可能因时而异,因厂而异,因此对于结果的解释要谨慎。TRI 的化学物质名单和行业变化频繁,导致数据的可比性降低,如1994 年11 月,新增286 种新的TRI 物质; 1997 年5 月,新增7 个行业纳入TRI 报告。相同化学物质的不同名称较多,可能导致统计有误。TRI 的受控对象有限,并不包括所有企业。RMP 的局限性表现在: RMP 并没有纳入全部有危害的化学物质; RMP 并没有要求列全所有的场景; RMP 只考虑了急性的危害及风险,并没有考虑慢性的危害与风险; RMP 只考虑了固定源的风险,没有考虑移动源风险。

 

7  结语

通过以上比较,可以看到美国防止有毒物质进入环境的制度考虑,面对数量众多、不可能一一制订控制标准的有毒物质,其防控核心可总结为递进的四步。

第一步区分日常排放与应急泄漏,这反映了有毒物质进入环境两种不同方式的特点,避免了含混不清和措施针对性不强;

第二步通过化学物质确定受控企业,这抓住了化学污染的本质,受控物质与企业也都清楚,不至于落入泛泛而谈;

第三步计量和预测有毒物质进入环境中的“阴量”或“阳量”,这是实现有效管理必需掌握的技术,不至于落入无“数字”的盲目管理;

第四步采取具体措施防范其进入环境,这样基于以上三步而采取的措施才更有可操作性和实用性。

总之,RMP 强调事前掌控有毒物质的位置与量,避免时间和空间上的平均化,从某时某处的存在量预测泄漏量,有针对性地防范其突发泄漏,而TRI则强调事后报告有毒物质与工艺相关的日常排放信息,从年度的生产量推算年度累积的排放量,通过信息公开,既加强了公众对化学品的理解,又达到了减排的效果。两项制度相互补充,共同构成了阻止有毒物质进入环境的防线。两项制度设计的理念和管理方法都为我国制订有关有毒化学物质防控的制度提供了借鉴。

                                              (现代化工,2017年第2期)

 

 

联系人: 陈老师

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