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《化工学报》 CSCD 北大核心

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《化工学报》（月刊）是我国化工领域的综合性学术期刊，创刊于1923年，是我国创刊较早的科技期刊之一。 《化工学报》的前身是创刊于 1923 年的中华化学工业会会刊《中华化学工业会会志》和创刊于...查看详情>>
  • 主办单位中国化工学会;化学工业出版社有限公司
  • 国际标准连续出版物号0438-1157
  • 国内统一连续出版物号11-1946/TQ
  • 出版周期月刊
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基于无监督时序聚类的催化裂化装置工况划分识别与产率预测方法
1
作者 张涵川 尚超 +2 位作者 吕文祥 黄德先 张亚宁 《化工学报》 北大核心 2025年第6期2781-2790,共10页
作为炼厂中的核心生产装置,催化裂化装置将重质油转化为轻质油品,是提升炼厂经济效益的重要环节。由于生产工艺的复杂性以及我国石化行业原油的频繁变化,基于流程模拟的催化裂化装置模型预测精度难以满足实时优化的需求。为此,本文提出... 作为炼厂中的核心生产装置,催化裂化装置将重质油转化为轻质油品,是提升炼厂经济效益的重要环节。由于生产工艺的复杂性以及我国石化行业原油的频繁变化,基于流程模拟的催化裂化装置模型预测精度难以满足实时优化的需求。为此,本文提出了一种基于无监督时序聚类的催化裂化装置工况划分识别与产率预测方法,通过挖掘过程数据中的有益信息,实现工况的自动划分与识别,提高了在多原油混炼条件下的产率预测性能。通过对实际数据的应用分析,验证了所提方法具有良好的预测能力和泛化能力,能够实现催化裂化装置产品产率的高精度实时预测,从而有效地满足催化裂化装置动态实时优化的需求,有利于提升炼厂的经济效益。 展开更多
关键词 催化裂化装置 TICC聚类 产率预测 数据驱动建模 过程控制
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面向多采样率数据的TTPA-LSTM软测量建模 被引量：1
2
作者 王法正 隋璘 熊伟丽 《化工学报》 北大核心 2025年第4期1635-1646,共12页
实际工业生产中,过程变量间存在的时滞和采样率差异会降低建模质量,使得许多软测量模型无法适用。因此,提出一种基于时间感知模式注意力(time-aware temporal pattern attention,TTPA)机制和长短时记忆网络的软测量建模方法。首先,将高... 实际工业生产中,过程变量间存在的时滞和采样率差异会降低建模质量,使得许多软测量模型无法适用。因此,提出一种基于时间感知模式注意力(time-aware temporal pattern attention,TTPA)机制和长短时记忆网络的软测量建模方法。首先,将高、低采样率对应的数据分别重构为短期和长期信息,采用时间感知模块将输入信息分解并考虑时间间隔特性,针对质量相关信息占比低的问题,设计非递增启发式衰减函数对短期信息进行加权,组合后获得长短期信息集成特征,降低因多采样率产生的数据缺失影响。其次,引入特征优化模块实现特征二维滤波,跨时间步解析多元时间序列中的时滞信息,获取更有效的质量相关特征。最后,搭建了基于TTPA的长短期记忆网络软测量模型。通过工业青霉素发酵过程和脱丁烷塔过程的应用仿真,验证了所提模型的有效性和优越性。 展开更多
关键词 多采样率 时间感知模式注意力 长短时记忆网络 软测量 神经网络 过程控制 动态建模
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工业气体中微量氧深度脱除催化剂研究进展 被引量：1
3
作者 茅雨洁 路晓飞 +3 位作者 锁显 杨立峰 崔希利 邢华斌 《化工学报》 北大核心 2025年第5期1997-2010,共14页
在工业气体脱氧技术中,催化脱氧法因其高效性和脱除深度被广泛应用,开发低成本、高活性、高选择性、耐久性强的催化剂是催化脱氧技术的关键。综述了气体脱氧催化剂的研究现状,阐述不同场景下催化脱氧机理,从催化剂结构设计角度总结活性... 在工业气体脱氧技术中,催化脱氧法因其高效性和脱除深度被广泛应用,开发低成本、高活性、高选择性、耐久性强的催化剂是催化脱氧技术的关键。综述了气体脱氧催化剂的研究现状,阐述不同场景下催化脱氧机理,从催化剂结构设计角度总结活性组分、助剂和载体对催化脱氧性能的影响规律。低温活性、抗毒化性能和长周期稳定性是脱氧催化剂开发的重要目标,总结了构筑高活性、高稳定性脱氧催化剂的策略,主要包括空间限域的物理方法以及活性中心合金化、金属-载体强相互作用等化学方法。最后综合气体脱氧剂的研发和应用现状,指出非贵金属脱氧剂、(水)热稳定性单原子脱氧剂、多功能型脱氧催化剂是未来脱氧催化剂发展的重要趋势。 展开更多
关键词 催化剂 分离 选择性 (超)高纯气体 工业气体脱氧
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固液复配型促进剂对盐水体系CO_(2)水合物形成影响研究
4
作者 李云昊 徐纯刚 +3 位作者 李小森 付骏 王屹 陈朝阳 《化工学报》 北大核心 2025年第8期4228-4238,共11页
基于固体促进剂和化学促进剂的作用机理,研究了CP水合物晶种+THF固液复配型促进剂对盐水体系中CO_(2)水合物形成及影响,通过宏观实验结合激光拉曼、扫描电子显微镜(SEM)等表征方式,获得了不同浓度组合固液复配促进剂对CO_(2)水合物生长... 基于固体促进剂和化学促进剂的作用机理,研究了CP水合物晶种+THF固液复配型促进剂对盐水体系中CO_(2)水合物形成及影响,通过宏观实验结合激光拉曼、扫描电子显微镜(SEM)等表征方式,获得了不同浓度组合固液复配促进剂对CO_(2)水合物生长动力学、气体消耗量以及水合物形貌等影响规律。研究表明,CP水合物晶种+THF的协同作用有效地提升了CO₂水合物的形成效率及形成速率;盐水体系中,最佳摩尔分数组合为2.78%CP+2.78%THF时,CO_(2)气体消耗量达到23.90 mmol,水合物的平均生成速率为2.94×10^(-4) mmol/(mol·s),相较于已报道的结果,分别提高了15.00%和66.67%。此外,由SEM和Raman等微观分析手段可以得出,纯水体系中水合物形成受扩散控制,气体消耗量普遍较高,而盐水体系则受控于界面反应,盐离子的静电效应使得水合物界面更致密,从而显著降低了气体消耗量。模拟海洋环境中的CO_(2)水合物沉降过程实验表明,盐水中合成的CO_(2)水合物密度更大且易于沉降,更有利于海洋碳封存。这些微观结构特征与宏观实验数据一致,验证了固液复配型促进剂体系的有效性。该成果为海洋碳封存技术提供了关键参数优化方案与理论支撑,对实现高效稳定的海洋二氧化碳封存具有重要应用价值。 展开更多
关键词 碳捕集 水合物 海洋碳封存 动力学 固液复配促进剂
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纯电动车热管理系统低GWP工质替代方案性能分析与综合评价
5
作者 段浩磊 陈浩远 +8 位作者 梁坤峰 王林 陈彬 曹勇 张晨光 李硕鹏 朱登宇 何亚茹 杨大鹏 《化工学报》 北大核心 2025年第S1期54-61,共8页
为确保能源安全、减少污染并应对全球气候变化,汽车行业正迅速从传统燃油车(CFV)转向零排放的纯电动汽车(BEV)。一个可靠且高效的车辆热管理系统对于提升BEV的性能和缓解续航焦虑至关重要。随着环境法规日益严格,选择低全球变暖潜能值(G... 为确保能源安全、减少污染并应对全球气候变化,汽车行业正迅速从传统燃油车(CFV)转向零排放的纯电动汽车(BEV)。一个可靠且高效的车辆热管理系统对于提升BEV的性能和缓解续航焦虑至关重要。随着环境法规日益严格,选择低全球变暖潜能值(GWP)的制冷剂用于热管理系统已成为可持续发展的紧迫问题。建立了一个用于整车热管理系统的数值模拟平台,选择R744、R290、R152a、R1234yf等低GWP替代制冷剂方案,研究这些制冷剂方案之间的基本性能差异,对每个方案的热力学和环保性能进行评估,并建立了综合评价体系。结果表明:R744方案具有最高的制热能力,可达27.5 kW;R290在制冷和制热效率方面表现更好,平均能耗比R134a方案低5%~7%,R290方案表现出卓越的热力学性能和环境友好性。综合评估表明R290和R744方案是未来BEV热管理系统中具有潜力的制冷剂选择。 展开更多
关键词 热管理系统 替代制冷剂 热力学过程 数值模拟 气液两相流
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退役PET高值回用的研究进展
6
作者 郭琛龙 彭正奇 +9 位作者 姜冰雪 吴正凯 王德良 王青月 郑杰元 Lim Khak Ho 史胜斌 杨轩 刘平伟 王文俊 《化工学报》 北大核心 2025年第2期532-542,共11页
回收并提升退役聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的应用价值,对于减少资源浪费和环境污染具有重要意义。综述了退役PET的回收处理技术及高值化再利用的研究进展,概述了包括填埋、焚烧、热解、生物酶降解在内的回收方法,并深入探讨了化学回收... 回收并提升退役聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的应用价值,对于减少资源浪费和环境污染具有重要意义。综述了退役PET的回收处理技术及高值化再利用的研究进展,概述了包括填埋、焚烧、热解、生物酶降解在内的回收方法,并深入探讨了化学回收及光、电、氢解等催化回收技术,重点聚焦了退役PET向再生PET、共聚酯、小分子化学品、复合材料及其他材料等高值产品的转化路径。通过采用解聚-再聚合一体化工艺,可有效减少退役PET解聚过程中的产物分离步骤,在降低成本的同时,实现了产品升级。随着退役PET分拣除杂等预处理与解聚效率的提升、闭环回收系统的构建、增效添加剂的研发及高效生物解聚技术的开拓,将极大推动退役PET高值化再利用的工业化进程。 展开更多
关键词 退役PET 回收 高值回用 降解 可持续性
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机器学习驱动的铁基催化剂设计及其氨催化氧化特性研究
7
作者 崔钰涵 林子雯 +5 位作者 钱坤 陈聪 方慎侃 何兵 吴烨 刘冬 《化工学报》 2025年第10期5150-5161,共12页
氨基能源催化燃烧技术因高热效率与低污染特性成为清洁能源研究热点,其核心挑战在于高效催化剂的开发。针对传统试错法周期长、成本高的问题,提出数据驱动策略,整合597组氨气转化率与529组氮气选择性数据,采用随机森林回归(RFR)、梯度... 氨基能源催化燃烧技术因高热效率与低污染特性成为清洁能源研究热点,其核心挑战在于高效催化剂的开发。针对传统试错法周期长、成本高的问题,提出数据驱动策略,整合597组氨气转化率与529组氮气选择性数据,采用随机森林回归(RFR)、梯度提升决策树(GBDT)及类别型梯度提升(CatBoost)模型进行性能预测。结果表明,RFR模型在双目标预测中综合表现最优,测试集对氨气转化率预测R^(2)=0.912,MAE=0.047,氮气选择性R^(2)=0.918,MAE=0.033。特征重要性分析显示,反应温度对两目标特征影响最大。通过部分依赖图(PDP)解析CuO与CeO_(2)的协同效应,预测在500、700及900℃下不同比例负载量对应的催化氧化性能,实验验证显示预测误差<3%。该方法显著缩短了开发周期、降低了成本,可为机器学习驱动的催化剂设计提供可借鉴的方法论框架。 展开更多
关键词 机器学习 催化剂 氧化 性能预测 优化设计
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碱性电解水制氢安全研究进展
8
作者 李怡 王纪元 +2 位作者 潘旭海 汪志雷 华敏 《化工学报》 2025年第10期4961-4975,共15页
碱性电解水制氢技术在规模化应用过程中仍存在组件腐蚀、管道结构劣化等可能引发氢氧混合和氢气泄漏的风险,对系统运行安全构成威胁。通过分析碱性电解水制氢系统的结构组成和工作机理,识别出影响制氢安全的关键组件和原因。针对电极催... 碱性电解水制氢技术在规模化应用过程中仍存在组件腐蚀、管道结构劣化等可能引发氢氧混合和氢气泄漏的风险,对系统运行安全构成威胁。通过分析碱性电解水制氢系统的结构组成和工作机理,识别出影响制氢安全的关键组件和原因。针对电极催化剂在高电流密度下活性位点不足和稳定性差的问题,提出采用三维电极结构设计或者构筑亲水疏气界面的方法。对于隔膜材料因亲水性不足和机械强度缺陷引发的氢氧混合风险,亟需开发性能优异的隔膜材料。本文还揭示了各操作参数和波动工况对气体纯度的影响机理,指出当前通过调整单一参数提高气体纯度方法的不足。为工业大规模碱性电解水制氢安全提供理论支撑。 展开更多
关键词 气体纯度 催化剂 膜 渗透 爆炸 操作参数
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同轴微通道内管结构对液滴生成的影响规律研究 被引量：4
9
作者 宋仕容 刘宏臣 +3 位作者 米晓天 许超 杨梅 尧超群 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期566-574,共9页
研究了同轴微通道内水-硅油体系的液滴生成过程。在不同的连续毛细数Ca_(c)和分散相Weber数Wed下,观察到滴出流和喷射流两种不同的流型。实验考察了两相流量、黏度和内管结构对液滴尺寸和液滴生成频率的影响。结果表明液滴尺寸随着分散... 研究了同轴微通道内水-硅油体系的液滴生成过程。在不同的连续毛细数Ca_(c)和分散相Weber数Wed下,观察到滴出流和喷射流两种不同的流型。实验考察了两相流量、黏度和内管结构对液滴尺寸和液滴生成频率的影响。结果表明液滴尺寸随着分散相流量增加而增大,而随着连续相流量和黏度的增加而降低。此外,随着Wed的增加,流型会从滴出流过渡到喷射流,而更大尺寸的内管会更早过渡到喷射流,从而得到更大的液滴尺寸。对于液滴生成频率,其随Ca_(c)和Wed的增加均呈现先快速增加后变缓的趋势。当内管通道尺寸基本相同时,不同结构的内管通道在固定Ca_(c)时其液滴生成频率相差不大,且随着通道尺寸的减小,液滴生成频率逐渐增加。基于实验结果,建立了液滴尺寸预测模型,预测值与实验值吻合较好。 展开更多
关键词 微通道 两相流 内管结构 液滴生成 流域
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双层异向磷烯异质结构的热电输运特性
10
作者 徐一帆 刘远超 +3 位作者 李耑 蒋旭浩 刘新昊 李梓硕 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第12期4825-4832,共8页
磷烯是一种具有特殊结构的二维层状材料,在热电领域具有应用前景。采用第一性原理,结合密度泛函理论,通过与双层同向磷烯的对比研究了双层异向磷烯异质结构的热电输运性能。研究表明,磷烯的晶格热导率具有层数依赖性,层间范德华力使面... 磷烯是一种具有特殊结构的二维层状材料,在热电领域具有应用前景。采用第一性原理,结合密度泛函理论,通过与双层同向磷烯的对比研究了双层异向磷烯异质结构的热电输运性能。研究表明,磷烯的晶格热导率具有层数依赖性,层间范德华力使面外声子输运受到影响,声子群速度增大。由于晶体结构的对称性受到破坏,双层异向磷烯的声子散射增加,声子群速度降低,导致晶格热导率降低。温度在300K时,双层异向磷烯的晶格热导率为κ_(ZZ)=113.251 W/(m·K),κ_(AC)=32.315 W/(m·K)。增加磷烯的层数,会导致能带带隙减小,载流子的散射降低,其电输运性能提高。与单层磷烯相比,双层异向磷烯具有更高的热电优值,温度在800 K时在AC方向上N-type双层异向磷烯的热电优值可达2.336。研究结果可为相关热电材料的性能调控提供理论借鉴和参考。 展开更多
关键词 纳米材料 磷烯 热电优值 第一性原理 数值模拟
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喷雾法水合物法捕集分离烟道气中CO_(2) 被引量：1
11
作者 马旭 滕亚栋 +6 位作者 刘杰 王宇璐 张鹏 张莲海 姚万龙 展静 吴青柏 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期2001-2016,F0003,共17页
对发电厂等大型点源释放的CO_(2)捕集是减少人为CO_(2)排放的一种选择,水合物法作为一种新型气体分离提纯技术,形成速率和水转化为水合物比率的强化是该技术关键。利用自主开发的喷雾水合物反应器进行了大水量(640 ml)和小水量(160 ml)... 对发电厂等大型点源释放的CO_(2)捕集是减少人为CO_(2)排放的一种选择,水合物法作为一种新型气体分离提纯技术,形成速率和水转化为水合物比率的强化是该技术关键。利用自主开发的喷雾水合物反应器进行了大水量(640 ml)和小水量(160 ml)碳捕集实验,考察了喷嘴孔径(0.1 mm和0.8 mm)、不同浓度十二烷基硫酸钠(SDS)和L-蛋氨酸(L-Met)动力学促进剂对碳捕集效率及水合物生长特性的影响。实验结果表明:0.1 mm孔径喷嘴有利于CO_(2)捕集。L-Met和SDS体系每摩尔水最终圈闭的CO_(2)较纯水体系均提升1个数量级,而且低浓度(质量分数0.1%)促进剂效率优于高浓度(质量分数1%)。大水量实验SDS体系最终气体消耗量最高为0.0848 mol/mol H2O,为L-Met体系的1.4倍,但捕集速率L-Met体系优于SDS体系。小水量实验L-Met体系气体捕获量与捕集速率均优于SDS体系。促进剂浓度为0.1%(质量分数)时水合物爬壁生长角度是1%(质量分数)的1.8倍。综合评估,0.1%(质量分数)L-Met、0.1 mm喷嘴和小水量(3.33 ml/min)的注液方式共同作用,碳捕集性能最佳。上述实验结果为强化喷雾反应器中水合物法捕集烟道气中CO_(2)提供参考与基础实验数据。 展开更多
关键词 水合物 二氧化碳捕集 烟道气 喷雾 促进剂 水合物形态
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高比能锂离子电池高镍正极材料的表面包覆改性研究进展 被引量：1
12
作者 胡成志 王国贤 +4 位作者 唐伟建 李阿飞 陈章贤 杨则恒 张卫新 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期4020-4036,F0002,共18页
层状镍钴锰酸锂(LiNi1-x-yCoxMnyO2,0<x+y<1)因具有能量密度高和成本低等优点,是备受关注的动力锂离子电池正极材料之一。然而,该材料在充放电循环过程中因锂离子脱出和晶格氧逸散引起的不可逆相变、过渡金属离子溶出等因素导致... 层状镍钴锰酸锂(LiNi1-x-yCoxMnyO2,0<x+y<1)因具有能量密度高和成本低等优点,是备受关注的动力锂离子电池正极材料之一。然而,该材料在充放电循环过程中因锂离子脱出和晶格氧逸散引起的不可逆相变、过渡金属离子溶出等因素导致容量衰减、结构损坏和安全隐患,严重制约了其在电动汽车上的应用。表面包覆改性技术通过增加正极材料与电解质之间的界面稳定性、抑制微裂纹产生以及提高电池的热稳定性,能够有效提升正极材料的循环稳定性和安全性能。本文在分析高镍三元正极材料界面降解机制的基础上,系统介绍本课题组在提升高镍正极材料电化学性能方面开展的一系列创新性包覆策略,旨在为高性能锂离子电池正极材料的开发应用提供新的思路。 展开更多
关键词 锂离子电池 能量密度 高镍正极材料 界面降解 包覆改性
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液化天然气冷能梯级利用的多功能集成系统研究 被引量：3
13
作者 向腾龙 王治红 +1 位作者 汪贵 李龙 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期3401-3413,共13页
为了从天然气发电厂的烟气中捕获二氧化碳(CO_(2))并回收液化天然气(LNG)的冷能,提出了一种分级回收LNG冷能的工艺。该工艺将液化天然气按温度分为深冷、中冷和浅冷,并将每一段冷能分别与循环介质相匹配,以回收LNG冷能、水和捕获CO_(2)... 为了从天然气发电厂的烟气中捕获二氧化碳(CO_(2))并回收液化天然气(LNG)的冷能,提出了一种分级回收LNG冷能的工艺。该工艺将液化天然气按温度分为深冷、中冷和浅冷,并将每一段冷能分别与循环介质相匹配,以回收LNG冷能、水和捕获CO_(2),同时向外界输送电力。在有机朗肯循环(ORC)中,热源是烟道气,冷源是液化天然气。系统的热力学分析表明,该系统的热回收效率、冷能利用率、发电效率和[火用]效率分别为41.55%、14.34%、10.80%和53.60%。CO_(2)捕获量和冷能发电量分别为177.30 kg/t和25.86 kWh/t。此外,对LNG再气化压力进行了研究,在气化压力为1.00 MPa时,CO_(2)捕集率达到最大。较高的[火用]效率表明了分级冷能利用工艺设计的新颖性以及工作流体在ORC中使用的适宜性。 展开更多
关键词 二氧化碳捕集 液化天然气 热力学分析 ORC发电循环 冷能利用
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六氟化铀及氟化物汽液相平衡数据预测及精馏过程模拟 被引量：1
14
作者 杨同 王欢 邓春 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期463-474,共12页
精馏技术提纯六氟化铀是铀转化工艺的重要环节,该精馏工艺的模拟可为工艺设计及操作优化提供关键支撑。然而,由于六氟化铀及氟化物汽液相平衡数据及物性数据的缺乏,六氟化铀提纯精馏工艺的建模和模拟难以开展。为此,利用COSMOtherm和Tur... 精馏技术提纯六氟化铀是铀转化工艺的重要环节,该精馏工艺的模拟可为工艺设计及操作优化提供关键支撑。然而,由于六氟化铀及氟化物汽液相平衡数据及物性数据的缺乏,六氟化铀提纯精馏工艺的建模和模拟难以开展。为此,利用COSMOtherm和Turbomole软件,预测UF_(6)与TiF_(4)二元体系汽液相平衡数据。通过预测已知的WF_(6)-UF_(6)二元体系汽液相平衡实验数据以间接验证COSMO-RS模型预测的准确性。利用Aspen Plus软件的物性常数估算系统(property constant estimation system),估算出缺失的无限稀释水溶液Gibbs生成能等物性参数。文献中UF_(6)饱和蒸气压实验数据与模拟值进行对比,相对误差在1.76%以内。根据文献中的实验数据和预测的汽液相平衡数据,利用Aspen Plus软件回归NRTL模型的二元交互作用参数。针对六氟化铀及氟化物的分离,设计直接分离序列和间接分离序列提纯UF_(6)的两种方案。设定UF_(6)产品纯度,以总年度费用(TAC)最小化为目标,采用灵敏度分析对塔板数、进料位置和回流比的关键参数进行优化,结果表明,间接分离序列提纯UF_(6)方案的TAC更低。 展开更多
关键词 氟化物 物性估算 汽液平衡 精馏
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双轴搅拌反应器内Ca(OH)_(2)/CaO热化学储热体系的放热研究 被引量：1
15
作者 吕潇峻 赵长颖 闫君 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期3718-3729,共12页
针对Ca(OH)_(2)/CaO热化学储热体系的放热过程,提出了双轴搅拌反应器并对其“三传一反”过程进行了数值研究,揭示了体系反应的多物理场耦合机理,分析了双轴搅拌反应器用于热化学储热的可行性,讨论了体系在双轴搅拌反应器内进行放热反应... 针对Ca(OH)_(2)/CaO热化学储热体系的放热过程,提出了双轴搅拌反应器并对其“三传一反”过程进行了数值研究,揭示了体系反应的多物理场耦合机理,分析了双轴搅拌反应器用于热化学储热的可行性,讨论了体系在双轴搅拌反应器内进行放热反应的特性。结果表明,双轴搅拌反应器改善了体系放热反应的传热传质性能;体系1200 s放热过程的转化率为0.49,峰值放热功率和稳定放热功率分别可以达到5.4 kW和3 kW;通过调节水蒸气分压可以控制体系的反应温区,而较低的初始进口温度不仅可以加快反应进程,还能减少体系的额外预热量;反应器的换热能力会明显影响放热过程进行,特别是在高转速和高填充高度的反应条件下,实际应用中应考虑需求来匹配合适的换热装置。 展开更多
关键词 热化学储热 双轴搅拌反应器 放热过程 多物理场耦合 数值模拟
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氧化铝结构与表面性质调控及其催化甲醇脱水制二甲醚性能研究
16
作者 罗莉 陈文尧 +3 位作者 张晶 钱刚 周兴贵 段学志 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期2522-2532,共11页
二甲醚(DME)作为一种关键的化工原料,被广泛用于合成众多重要的化学品及能源产品。在工业生产中用于从甲醇制备DME的催化剂γ-Al_(2)O_(3)因其高效的催化性能而得到普遍应用。然而,γ-Al_(2)O_(3)的合成方法和制备条件对其催化性能有着... 二甲醚(DME)作为一种关键的化工原料,被广泛用于合成众多重要的化学品及能源产品。在工业生产中用于从甲醇制备DME的催化剂γ-Al_(2)O_(3)因其高效的催化性能而得到普遍应用。然而,γ-Al_(2)O_(3)的合成方法和制备条件对其催化性能有着显著的影响。目前,对于工业上常用的γ-Al_(2)O_(3)合成条件如何影响其催化性能的系统研究仍然不足。特别是,作为影响催化性能的关键因素之一,酸性位点的性质尚未形成共识。通过调控双铝法成胶过程中母液的pH,成功合成了一系列具有不同孔道结构和酸性质的γ-Al_(2)O_(3)。实验结果表明,随着母液pH的增大,γ-Al_(2)O_(3)的比表面积、孔容和孔径均呈现减小趋势。同时,γ-Al_(2)O_(3)的弱酸量逐渐减小,而中强酸量呈现先增后减的趋势。进一步结合催化性能评估结果,发现中强酸数量与甲醇脱水性能密切相关。具有最高中强酸数量的γ-Al_(2)O_(3)表现出最高的DME产率,预示中强酸位点是γ-Al_(2)O_(3)催化甲醇脱水制备DME的主要活性中心。针对具有最优性能的γ-Al_(2)O_(3)开展动力学实验分析,得到甲醇脱水的反应级数为0.78,反应活化能为83.27 kJ/mol。研究可为甲醇脱水制备DME催化剂的设计提供指导,为进一步优化工业生产条件和提高催化效率夯实基础。 展开更多
关键词 氧化铝 甲醇脱水 二甲醚 酸性调控 催化剂 动力学
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应用于先进生物成像的荧光染料进展 被引量：2
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作者 许宁 乔庆龙 徐兆超 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期4082-4094,共13页
生物荧光标记及成像技术的发展,密切依赖于荧光染料的亮度、光稳定性以及生物相容性等关键发光和化学特性,发展新型荧光团和提升发光性能也将推动生物荧光技术的进步。荧光染料的新颖发光特性又紧密关联于它们的分子结构,而染料结构创... 生物荧光标记及成像技术的发展,密切依赖于荧光染料的亮度、光稳定性以及生物相容性等关键发光和化学特性,发展新型荧光团和提升发光性能也将推动生物荧光技术的进步。荧光染料的新颖发光特性又紧密关联于它们的分子结构,而染料结构创新的主要策略包括发现全新的荧光团和对传统荧光团母体进行结构改造。本综述从荧光染料的发光-构效关系切入,详细概述了一系列通过分子结构创新而在发光性能上获得显著提升的荧光染料,并讨论了这些染料在先进生物荧光成像等前沿应用中展现出的卓越表现。最后讨论了生物成像领域中荧光染料的发展所面临的挑战。 展开更多
关键词 荧光染料 结构改造 荧光探针 超分辨成像
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钡含量对(La_(0.5)Sr_(0.5))_(1-x)Ba_(x)Fe_(0.6)Co_(0.4)O_(3)化学链甲烷干重整性能的影响
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作者 杨柳青 赵子瑞 +1 位作者 张军社 魏进家 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第10期4286-4301,共16页
化学链甲烷干重整可将CH_(4)和CO_(2)转化为各种增值产品,是一种具有低分离要求的高效反应技术,并可助力碳中和。目前,该技术面临的一个主要挑战是设计和开发具有良好反应性和稳定性的载氧体。合成了Ba取代的具有锚定纳米颗粒的(La_(0.5... 化学链甲烷干重整可将CH_(4)和CO_(2)转化为各种增值产品,是一种具有低分离要求的高效反应技术,并可助力碳中和。目前,该技术面临的一个主要挑战是设计和开发具有良好反应性和稳定性的载氧体。合成了Ba取代的具有锚定纳米颗粒的(La_(0.5)S_(r0.5))_(1-x)Ba_(x)Fe_(0.6)Co_(0.4)O_(3)钙钛矿氧化物,将其用作化学链甲烷干重整的载氧体,通过多种表征手段和性能评价,研究了该类材料的物化性质和氧化还原性能。结果表明,在所有样品中,La_(0.35)S_(r0.35)Ba_(0.3)Fe_(0.6)Co_(0.4)O_(3)在甲烷部分氧化过程中可实现84.3%的甲烷转化率、15.23 mmol·g^(-1)的合成气产量以及最高的氧消耗量(5.29 mmol·g^(-1)),显示出优异的氧扩散速率,同时具有95.8%的合成气选择性、70.0%的CO选择性和1.36 mmol·g^(-1)的积炭。对甲烷还原过程中气体生成速率的分析表明,Ba取代可以优化载氧体的晶格结构,导致高的离子迁移率,促进氧在体相中的快速扩散,进而提升CH_(4)转化。此外,氧化还原循环测试表明该载氧体具有较优异的结构稳定性和较好的再生能力。 展开更多
关键词 化学链重整 甲烷 二氧化碳 合成气 钙钛矿 载氧体
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R-134a脉动热管相变蓄放热实验研究 被引量：5
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作者 张双星 刘舫辰 +1 位作者 张义飞 杜文静 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第S01期165-171,共7页
为研究低温工质对脉动热管相变蓄热器的影响,搭建了脉动热管相变蓄放热试验台。实验选用的低温工质为R-134a,相变材料为石蜡,蓄热器由一组自主设计的脉动热管组成。实验结果表明,采用R-134a作为工质能够实现脉动热管蓄热器的正常蓄热和... 为研究低温工质对脉动热管相变蓄热器的影响,搭建了脉动热管相变蓄放热试验台。实验选用的低温工质为R-134a,相变材料为石蜡,蓄热器由一组自主设计的脉动热管组成。实验结果表明,采用R-134a作为工质能够实现脉动热管蓄热器的正常蓄热和放热。在蓄热过程中,加热功率的增加会减少蓄热时间,但同时也会增加蓄热器内的最大温差;在放热过程中,冷却水温度的降低会减少石蜡的凝固时间,当水温由20℃变为5℃,石蜡的凝固时间缩短了34.8%。冷却水流量的增加也会减少石蜡的凝固时间,水流量由10 L/h变为40 L/h,凝固时间缩短了9.5%。在约3h的放热实验后,相变材料的温度与室温接近。 展开更多
关键词 脉动热管 相变 强化传热 蓄热器 石蜡
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水平方向上冰中受陷气泡形成和分布实验研究 被引量：2
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作者 邵苛苛 宋孟杰 +4 位作者 江正勇 张旋 张龙 高润淼 甄泽康 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第S01期161-164,共4页
为研究水冻结成冰过程中出现的受陷气泡形成和分布特性,在水平Hele-Shaw cell内进行了水膜冻结实验。研究发现,冰中存在蛋状和针状两种类型的气泡,其行为受冰生长速率的影响。当冰生长速率小于20.6μm/s和9.4μm/s时,分别会有针状气泡... 为研究水冻结成冰过程中出现的受陷气泡形成和分布特性,在水平Hele-Shaw cell内进行了水膜冻结实验。研究发现,冰中存在蛋状和针状两种类型的气泡,其行为受冰生长速率的影响。当冰生长速率小于20.6μm/s和9.4μm/s时,分别会有针状气泡出现和蛋状气泡消失的现象,当冰的生长速率小于3.1μm/s时冰中不会出现气泡。随着冰的生长,气泡的尺寸呈现先增加后趋于恒定的趋势。研究结果有助于指导优化防/除冰技术优化。 展开更多
关键词 冻结水膜 受陷气泡 冰生长速率 气泡生长 气泡分布
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