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項(xiàng)目成果/簡介:吸附床由6個(gè)吸附單元組成,吸附單元為殼管式換熱器,吸附工質(zhì)對是活性炭-氨.利用多孔介質(zhì)中流體流動的概念,建立一個(gè)吸附單元的數(shù)學(xué)模型,模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示出很好的一致性.同時(shí)得出了吸附床內(nèi)某種平均溫度和平均壓力的分布規(guī)律.

?  成果簡介：在研究物質(zhì)的性質(zhì)時(shí)，經(jīng)常需要知道微粉顆粒的比表面積大小。在橡膠工業(yè)中常用的補(bǔ)強(qiáng)劑為固體分散顆粒炭黑，它的比表面積對所填充的橡膠的物理性能產(chǎn)生很大的影響；在催化領(lǐng)域，催化劑的比表面積是表征催化劑化學(xué)物理性能的一個(gè)重要參數(shù)；在冶金、建筑材料等方面的生產(chǎn)和研究中也經(jīng)常需要知道微粉顆粒的比表面積，所以，微粉顆粒比表面積的測量被許多科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域所關(guān)注。本項(xiàng)技術(shù)為一種微粉表面積動態(tài)氮吸附測量方法及測量儀器，儀器具有良好的測量準(zhǔn)確性和重復(fù)性，并且操作方法簡單，測量速度高。微粉比

2, 3, 4, 4’-四羥基二苯甲酮 ( 2,3,4,4'-Tetrahydroxybenzophenone， 簡稱 THBP)是一種常用的紫外線吸收劑，作為紫外線正型光刻膠的導(dǎo) 入劑，在 TFT-LCD 液晶顯示器產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)中，主要用于混配 PAC 感 光劑生產(chǎn)高感光度高分辨率的高檔光刻膠。由于 TFT-LCD 顯示技術(shù) 具有一系列突出的優(yōu)點(diǎn)，其產(chǎn)品幾乎涵蓋整個(gè)信息應(yīng)用領(lǐng)域，包括電 視、臺式計(jì)算機(jī)、筆記本電腦、手機(jī)、PDA、GPS、儀器儀表和公共 顯示等，具有巨大的市場潛力。 本項(xiàng)目以五倍子生物資源為原料，利用已有的焦性沒食子酸生產(chǎn) 工藝，采用多級凈化工藝及去離子技術(shù)，開發(fā)一條年產(chǎn) TFT-LCD 光 刻膠用感光劑 2,3,4,4-四羥基二苯甲酮 200 噸生產(chǎn)能力的工藝。該工 藝的成功開發(fā)，既可以促進(jìn)國內(nèi)五倍子的精深加工研究開發(fā)，更重要 的是可以打破發(fā)達(dá)國家對我國集成電路、平板顯示產(chǎn)業(yè)上游原料感光 材料的技術(shù)控制，并促進(jìn)我國集成電路與液晶顯示高檔光刻膠的生產(chǎn)， 減少光刻膠的依賴進(jìn)口，提高產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵配套材料的國產(chǎn)化率，形成 基于我國特色生物化工資源五倍子的感光材料產(chǎn)業(yè)分枝鏈，解決我國 TFT-LCD 產(chǎn)業(yè)擴(kuò)張急需的關(guān)鍵材料 PAC 感光劑生產(chǎn)。 該項(xiàng)目目前優(yōu)化了反應(yīng)條件，已完成了實(shí)驗(yàn)室的小試工藝，正在 進(jìn)行逐級放大，有望一年以內(nèi)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化。

在研究物質(zhì)的性質(zhì)時(shí)，經(jīng)常需要知道微粉顆粒的比表面積大小。在橡膠工業(yè)中常用的補(bǔ)強(qiáng)劑為固體分散顆粒炭黑，它的比表面積對所填充的橡膠的物理性能產(chǎn)生很大的影響；在催化領(lǐng)域，催化劑的比表面積是表征催化劑化學(xué)物理性能的一個(gè)重要參數(shù)；在冶金、建筑材料等方面的生產(chǎn)和研究中也經(jīng)常需要知道微粉顆粒的比表面積，所以，微粉顆粒比表面積的測量被許多科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域所關(guān)注。本項(xiàng)技術(shù)為一種微粉表面積動態(tài)氮吸附測量方法及測量儀器，儀器具有良好的測量準(zhǔn)確性和重復(fù)性，并且操作方法簡單，測量速度高。 微粉比表面積測量儀由氣路系統(tǒng)、測量電路系統(tǒng)和液氮杯（或溫水杯）自動升降機(jī)械結(jié)構(gòu)三個(gè)功能部分組成。在測量過程中，標(biāo)準(zhǔn)樣品和三種待測樣品分別裝在不同的玻璃管中，通入氮-氦混合氣，同時(shí)浸入液氮中，進(jìn)行吸附，吸附飽和后，分別對各樣品進(jìn)行脫附，在脫附過程中，計(jì)算機(jī)采集信號，根據(jù)四種樣品的質(zhì)量、電壓信號積分值以及標(biāo)準(zhǔn)樣品的比表面積計(jì)算三種待測樣品的比表面積，并自動生成測量結(jié)果報(bào)告。其主要技術(shù)指標(biāo)為:可同時(shí)測量3個(gè)樣品；測量精度:2%；3個(gè)試樣測量時(shí)間 <10分鐘。

吸附樹脂是一類多孔性的高分子合成材料，由于合成過程中單體、交聯(lián)劑、致孔劑等結(jié)構(gòu)的變化以及合成控制方法的不同，使得吸附樹脂的孔結(jié)構(gòu)可有目的的調(diào)控，可以適應(yīng)很多方面的應(yīng)用要求。 南開大學(xué)形成了可對吸附樹脂的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)及合成高選擇性吸附樹脂生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)： 1.天然植物有效成分及單體分離純化產(chǎn)業(yè)化技術(shù) 在樹脂骨架上引入特殊的功能基團(tuán)，對天然植物中不同結(jié)構(gòu)的有效成分具有高的吸附選擇性。 用于黃酮類、生物堿類、皂甙類、內(nèi)酯類、多酚類等提取

吸附樹脂是一類多孔性的高分子合成材料，由于合成過程中單體、 交聯(lián)劑、致孔劑等結(jié)構(gòu)的變化以及合成控制方法的不同，使得吸附樹脂的孔結(jié)構(gòu)可有目的的調(diào)控，可以適應(yīng)很多方面的應(yīng)用要求。 針對分離純化的目標(biāo)產(chǎn)物分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)合成高選擇性大孔 吸附樹脂，彌補(bǔ)現(xiàn)有商品化樹脂的不足，所制備的提取物純度可控， 且可以制備高純度提取物。 來自天然植物且具有顯著生理活性等有效成分，是目前藥用研究 和開發(fā)的重要原料來源，特別是對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜而精妙的天然產(chǎn)物活性 成分，從天然植物提純化仍是其唯一有效的途徑。因此建立合適的分 離純化工藝、開發(fā)高效的分離材料就具有重要的意義。此研究成果不 僅豐富了現(xiàn)有吸附樹脂的品種，也為天然的藥用研究提供了重要的實(shí) 驗(yàn)樣品，其具有廣泛的社會價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益。 南開大學(xué)形成了可對吸附樹脂的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)及合成高選擇性 吸附樹脂生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)： 1）天然植物有效成分及單體分離純化產(chǎn)業(yè)化技術(shù) 在樹脂骨架上引入特殊的功能基團(tuán)，對天然植物中不同結(jié)構(gòu)的有 效成分具有高的吸附選擇性。 用于黃酮類、生物堿類、皂甙類、內(nèi)酯類、多酚類等提取和純化。 已工業(yè)化的有銀杏葉黃酮、甜菊糖、人參皂甙、三七皂甙、長春 堿等提取技術(shù)。 建立了銀杏葉提取物中黃酮和內(nèi)酯的樹脂法分離工藝，并進(jìn)了銀 杏內(nèi)酯凍干粉針劑的開發(fā)； 分離了漢防己總生物堿中的兩種單體生物堿－漢防己甲素和漢 防己乙素，開發(fā)了漢防己甲素凍干粉針劑，并已取得國家食品藥品監(jiān) 督管理局頒發(fā)的生產(chǎn)批件。 2）中藥提取物農(nóng)藥殘留及重金屬的去除技術(shù) 改變了樹脂的傳統(tǒng)致孔方法，合成了一類孔徑較小且均勻的納米級孔結(jié)構(gòu)吸附樹脂，既保持傳統(tǒng)吸附樹脂高吸附容量，又具備按照分 子尺寸進(jìn)行精確篩分的能力，用于分子尺寸較大的天然產(chǎn)物有效成分 中分子較小的農(nóng)藥或重金屬去除。 3）抗生素、維生素中間體的純化技術(shù) 合成的高孔隙率、孔徑均勻的高比表面聚苯乙烯吸附樹脂，明顯 改善了樹脂的傳質(zhì)性能，吸附速度比現(xiàn)有的商品化樹脂提高 2-3 倍， 解吸率高于 90%，樹脂壽命大大延長。 技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：純化工藝簡單、高效、環(huán)境友好，避免了大量有毒、 低沸點(diǎn)有機(jī)溶劑的使用。 4）新型脫色樹脂技術(shù) 通過樹脂孔結(jié)構(gòu)、骨架結(jié)構(gòu)、脫色基團(tuán)等的調(diào)控，合成了一類脫 色容量大、再生容易的新型脫色樹脂，效果良好。 用于天然產(chǎn)物提取、抗生素、維生素等生產(chǎn)。 5）載體樹脂（固定化酶載體樹脂、納米簇金屬催化劑載體樹脂）生 產(chǎn)技術(shù) 通過致孔劑、聚合單體、交聯(lián)劑的調(diào)控，合成了一類高環(huán)氧基含 量、高使用強(qiáng)度的固定化酶載體樹脂。該技術(shù)的樹脂生產(chǎn)成本遠(yuǎn)低于 國外進(jìn)口樹脂。已完成了工業(yè)化放大和工藝優(yōu)化。用于固載青霉素酰 化酶，催化青霉素 G 和頭孢菌素 G 水解，制備半合成 β－內(nèi)酰胺類 抗生素所需的中間體 6-PAP 和 7-ADCA。 合成的一類大孔徑、高比表面積的新型孔結(jié)構(gòu)的聚苯乙烯吸附樹 脂，加載了納米簇金屬催化劑的載體樹脂，用于負(fù)載納米級的金屬催 化劑，在重氫提取及放射性廢水處理中有重要的應(yīng)用。 6）高容量新型孔結(jié)構(gòu)吸附樹脂生產(chǎn)及其處理有機(jī)廢水技術(shù) 具有超高吸附容量、良好的吸附動力學(xué)行為等特點(diǎn)。樹脂的比表面積達(dá)到 1000m2/g 以上。 用于廢水中有機(jī)物的處理。 7）新型螯合型吸附樹脂生產(chǎn)及其陰陽離子選擇性吸附技術(shù) 對水中不同價(jià)態(tài)金屬離子及陰離子酸根具有選擇性吸附能力。 在高鹽體系中可吸附水中的多種重金屬，而對 Na、K 等離子沒 有結(jié)合能力，用于海水中重金屬的富集或檢測。 利用帶有交換基團(tuán)的吸附樹脂與陰離子酸根（如 AsO43-等）發(fā) 生離子交換達(dá)到富集的目的。用于水中有害物質(zhì)凈化處理。 8）耐高溫堿性離子交換樹脂技術(shù) 改變季銨基與樹脂骨架的連接方式，合成了耐高溫的堿性離子交 換樹脂，可在較高的使用溫度下穩(wěn)定使用，大大拓展了堿樹脂的應(yīng)用 范圍。 

有機(jī)溶劑在精細(xì)化學(xué)工業(yè)中起著舉足輕重的作用。二氯甲烷是不可燃低沸點(diǎn)溶劑，廣泛用于醫(yī)藥、塑料及膠片等工業(yè)。二氯甲烷具有廣譜的溶解力、低沸點(diǎn)以及相對而言最低的毒性和相對而言最好的反應(yīng)惰性，使其成為有機(jī)合成中應(yīng)用最為頻繁的有機(jī)溶劑。作為溶劑，其地位幾乎跟無機(jī)鹽化學(xué)中水相當(dāng)。在生產(chǎn)過程中，簡單回收得到的二氯甲烷溶劑通常含有一定量的水分。水是有機(jī)溶劑中常見且不易去除的雜質(zhì)，對有機(jī)溶劑參與的合成反應(yīng)和分離過程產(chǎn)生極其不利的影響。因而簡單回收的二氯甲烷溶劑無法直接循環(huán)套用。不少企業(yè)將二氯甲烷溶劑進(jìn)行簡單回收后低價(jià)賣出，一方面造成資源的浪費(fèi)，另一方面也增加了化學(xué)品的生產(chǎn)成本。

南開大學(xué)科研人員在“氫鍵吸附劑的合成、結(jié)構(gòu)和吸附性能研究”中，合成出了3類氫鍵吸附樹脂，包括ADS-15,ADS-17,ADS-F8等高分子吸附劑。這些吸附劑在結(jié)構(gòu)和性能上突破了以二乙烯苯為主要原料的普通吸附樹脂的框框，對中藥主要成分黃酮類、生物堿類、酯類、皂甙類等以氫鍵吸附機(jī)理進(jìn)行提取分離，具有較高的吸附量和選擇性，可得到中藥有效成分含量較高的提取物，并且提取工藝簡單、生產(chǎn)成本較低，能夠適應(yīng)許多中藥成分提取的要求。如人參、絞股藍(lán)、三七、銀杏葉、山楂、葛根、苦蕎、沙棘、芍藥、穿心蓮、喜樹果、梔子、黃連、三棵針、黃芩等有效成分的提取都已形成較成熟的工藝，部分已用于實(shí)際生產(chǎn)，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

以粉煤灰為原料制備高性能吸附劑，一直是粉煤灰高附加值資源化利用的一個(gè)方向。該項(xiàng)目先后得到中國博士后科學(xué)基金、陜西省工業(yè)攻關(guān)項(xiàng)目、西安市科技攻關(guān)項(xiàng)目和陜西省教育廳產(chǎn)業(yè)化培育項(xiàng)目等項(xiàng)目和基金的支持。通過了陜西省科技廳和西安市科技局驗(yàn)收，成果達(dá)到了國內(nèi)領(lǐng)先水平。已獲發(fā)明專利 1 項(xiàng)， 2010 年獲西安市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)。發(fā)表高水平學(xué)術(shù)論文 10 余篇，出版專著 1 部。