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項目成果/簡介:吸附床由6個吸附單元組成,吸附單元為殼管式換熱器,吸附工質對是活性炭-氨.利用多孔介質中流體流動的概念,建立一個吸附單元的數學模型,模擬結果與實驗結果顯示出很好的一致性.同時得出了吸附床內某種平均溫度和平均壓力的分布規律.

?  成果簡介：在研究物質的性質時，經常需要知道微粉顆粒的比表面積大小。在橡膠工業中常用的補強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生很大的影響；在催化領域，催化劑的比表面積是表征催化劑化學物理性能的一個重要參數；在冶金、建筑材料等方面的生產和研究中也經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技術領域所關注。本項技術為一種微粉表面積動態氮吸附測量方法及測量儀器，儀器具有良好的測量準確性和重復性，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 入劑，在 TFT-LCD 液晶顯示器產業鏈生產中，主要用于混配 PAC 感 光劑生產高感光度高分辨率的高檔光刻膠。由于 TFT-LCD 顯示技術 具有一系列突出的優點，其產品幾乎涵蓋整個信息應用領域，包括電 視、臺式計算機、筆記本電腦、手機、PDA、GPS、儀器儀表和公共 顯示等，具有巨大的市場潛力。 本項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 工藝，采用多級凈化工藝及去離子技術，開發一條年產 TFT-LCD 光 刻膠用感光劑 2,3,4,4-四羥基二苯甲酮 200 噸生產能力的工藝。該工 藝的成功開發，既可以促進國內五倍子的精深加工研究開發，更重要 的是可以打破發達國家對我國集成電路、平板顯示產業上游原料感光 材料的技術控制，并促進我國集成電路與液晶顯示高檔光刻膠的生產， 減少光刻膠的依賴進口，提高產業鏈關鍵配套材料的國產化率，形成 基于我國特色生物化工資源五倍子的感光材料產業分枝鏈，解決我國 TFT-LCD 產業擴張急需的關鍵材料 PAC 感光劑生產。 該項目目前優化了反應條件，已完成了實驗室的小試工藝，正在 進行逐級放大，有望一年以內進行產業化。

在研究物質的性質時，經常需要知道微粉顆粒的比表面積大小。在橡膠工業中常用的補強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生很大的影響；在催化領域，催化劑的比表面積是表征催化劑化學物理性能的一個重要參數；在冶金、建筑材料等方面的生產和研究中也經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技術領域所關注。本項技術為一種微粉表面積動態氮吸附測量方法及測量儀器，儀器具有良好的測量準確性和重復性，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、測量電路系統和液氮杯（或溫水杯）自動升降機械結構三個功能部分組成。在測量過程中，標準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，同時浸入液氮中，進行吸附，吸附飽和后，分別對各樣品進行脫附，在脫附過程中，計算機采集信號，根據四種樣品的質量、電壓信號積分值以及標準樣品的比表面積計算三種待測樣品的比表面積，并自動生成測量結果報告。其主要技術指標為:可同時測量3個樣品；測量精度:2%；3個試樣測量時間 <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、交聯劑、致孔劑等結構的變化以及合成控制方法的不同，使得吸附樹脂的孔結構可有目的的調控，可以適應很多方面的應用要求。 南開大學形成了可對吸附樹脂的結構進行設計及合成高選擇性吸附樹脂生產的產業化技術和應用技術： 1.天然植物有效成分及單體分離純化產業化技術 在樹脂骨架上引入特殊的功能基團，對天然植物中不同結構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、 交聯劑、致孔劑等結構的變化以及合成控制方法的不同，使得吸附樹脂的孔結構可有目的的調控，可以適應很多方面的應用要求。 針對分離純化的目標產物分子結構特點，設計合成高選擇性大孔 吸附樹脂，彌補現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 和開發的重要原料來源，特別是對于結構復雜而精妙的天然產物活性 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 僅豐富了現有吸附樹脂的品種，也為天然的藥用研究提供了重要的實 驗樣品，其具有廣泛的社會價值和經濟效益。 南開大學形成了可對吸附樹脂的結構進行設計及合成高選擇性 吸附樹脂生產的產業化技術和應用技術： 1）天然植物有效成分及單體分離純化產業化技術 在樹脂骨架上引入特殊的功能基團，對天然植物中不同結構的有 效成分具有高的吸附選擇性。 用于黃酮類、生物堿類、皂甙類、內酯類、多酚類等提取和純化。 已工業化的有銀杏葉黃酮、甜菊糖、人參皂甙、三七皂甙、長春 堿等提取技術。 建立了銀杏葉提取物中黃酮和內酯的樹脂法分離工藝，并進了銀 杏內酯凍干粉針劑的開發； 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，開發了漢防己甲素凍干粉針劑，并已取得國家食品藥品監 督管理局頒發的生產批件。 2）中藥提取物農藥殘留及重金屬的去除技術 改變了樹脂的傳統致孔方法，合成了一類孔徑較小且均勻的納米級孔結構吸附樹脂，既保持傳統吸附樹脂高吸附容量，又具備按照分 子尺寸進行精確篩分的能力，用于分子尺寸較大的天然產物有效成分 中分子較小的農藥或重金屬去除。 3）抗生素、維生素中間體的純化技術 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 改善了樹脂的傳質性能，吸附速度比現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。 技術優點：純化工藝簡單、高效、環境友好，避免了大量有毒、 低沸點有機溶劑的使用。 4）新型脫色樹脂技術 通過樹脂孔結構、骨架結構、脫色基團等的調控，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。 用于天然產物提取、抗生素、維生素等生產。 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 產技術 通過致孔劑、聚合單體、交聯劑的調控，合成了一類高環氧基含 量、高使用強度的固定化酶載體樹脂。該技術的樹脂生產成本遠低于 國外進口樹脂。已完成了工業化放大和工藝優化。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構的聚苯乙烯吸附樹 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用。 6）高容量新型孔結構吸附樹脂生產及其處理有機廢水技術 具有超高吸附容量、良好的吸附動力學行為等特點。樹脂的比表面積達到 1000m2/g 以上。 用于廢水中有機物的處理。 7）新型螯合型吸附樹脂生產及其陰陽離子選擇性吸附技術 對水中不同價態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。 利用帶有交換基團的吸附樹脂與陰離子酸根（如 AsO43-等）發 生離子交換達到富集的目的。用于水中有害物質凈化處理。 8）耐高溫堿性離子交換樹脂技術 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定使用，大大拓展了堿樹脂的應用 范圍。 

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

成果描述：利用膠原纖維與單寧的反應特性，通過“共價交聯技術”將單寧固化在膠原纖維上，得到膠原纖維固化材料。該項技術已獲得國家發明專利，專利號：ZL021341745。 該吸附材料與一般的吸附材料不同，它為顆粒纖維狀，吸附是在材料的表面進行的。因此，吸附和解吸速度很快。該吸附材料的吸附能力是普通吸附劑(如活性炭)的5-10倍，價格只略高于活性炭。 膠原纖維固化單寧對水體中的鈾離子具有較強的吸附能力，其吸附容量達到120-200mg/g。特別是吸附后很容易解吸，解吸液中鈾離子的濃度至少是原液的20倍以上。不僅如此，該吸附材料還可從模擬海水中提取鈾，具有對鈾的高選擇性吸附能力，這是其它吸附材料無法比擬的。該吸附材料適合于固定床(吸附柱)操作。即將吸附材料放入吸附柱中，原料液自上而下流過吸附柱即可，由于吸附材料是顆粒纖維狀，因此床層的阻力很小。當吸附達飽和后，通過解吸將吸附的鈾回收，而吸附柱又可以再使用。每個吸附柱至少可重復使用20次，其吸附性能基本不變。中試應用試驗表明，將該吸附材料用于含鈾萃余廢水的處理時，廢水可達標排放，而回收的鈾可重新用于核燃料生產中。市場前景分析：用于鈾加工過程廢水中鈾的回收，稀土的分離和回收，有用金屬的回收。與同類成果相比的優勢分析：對鈾的吸附容量達到120-200mg/g，至少可重復使用20次。能高效回收廢水中的鈾，廢水達標排放，吸附劑可多次重復使用。使用安全，廢棄吸附劑可完全焚燒處理。國際先進。

南開大學科研人員在“氫鍵吸附劑的合成、結構和吸附性能研究”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。這些吸附劑在結構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理進行提取分離，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、生產成本較低，能夠適應許多中藥成分提取的要求。如人參、絞股藍、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，部分已用于實際生產，取得了很好的經濟效益和社會效益。