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《化工进展》 CSCD 北大核心

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《化工进展》是化工及其相关领域综合性科技期刊。《化工进展》以反映国内外化工行业最新成果、动态，介绍高新技术，传播化工知识，促进化工科技进步为办刊宗旨；始终倡导科技期刊为学科发展及化工产业服务的理念，关...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1000-6613
  • 国内统一连续出版物号11-1954/TQ
  • 出版周期月刊
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进风量对硅/碳负极材料二次颗粒尺寸及电化学性能的影响
1
作者 张舒茜 陈佩婷 +3 位作者 蒲建波 王宇作 阮殿波 乔志军 《化工进展》 北大核心 2025年第4期2196-2201,共6页
硅作为最有前景的锂离子电池负极材料,拥有较高的理论容量(4200mAh/g)。然而,硅的导电性较差并且在充放电过程中会发生巨大的体积膨胀,使得硅负极粉碎,导致电池性能急剧下降。二次造粒能使材料具有更好的各向同性特征,改善电池的首次库... 硅作为最有前景的锂离子电池负极材料,拥有较高的理论容量(4200mAh/g)。然而,硅的导电性较差并且在充放电过程中会发生巨大的体积膨胀,使得硅负极粉碎,导致电池性能急剧下降。二次造粒能使材料具有更好的各向同性特征,改善电池的首次库仑效率,进而提升倍率性能。其中,二次颗粒尺寸成为关键因素。本文以黄腐酸钾(FAP)为碳源制备硅/碳负极二次颗粒,将硅/碳负极复合材料组装为扣式电池,利用扫描电子显微镜(SEM)、电化学技术等表征手段对比分析了喷雾干燥过程中进风量对二次颗粒的尺寸影响。结果表明,喷雾进液速率为310mL/h、进风量为29m^(3)/h时,制备的硅/碳负极复合材料的首次库仑效率达到86.39%,其循环100次后的可逆容量仍远高于纯硅负极材料,在0.1A/g倍率测试后仍具有1134.1mAh/g的可逆容量。 展开更多
关键词 电化学 复合材料 粒度分布 锂离子电池 黄腐酸钾 二次颗粒
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含氟苯酚的合成研究进展
2
作者 刘晓峰 陈小向 +4 位作者 赖文忠 肖旺钏 池汝安 韩庆文 田民权 《化工进展》 北大核心 2025年第9期5234-5254,共21页
含氟苯酚是一种重要的有机合成中间体,广泛应用于医药、农药和材料科学等领域。高效低成本的合成方法是研究的重点。本文综述了近年来含氟苯酚的合成研究。首先,介绍了含氟苯酚的基本性质和应用领域,然后详细分析和比较了各种合成方法,... 含氟苯酚是一种重要的有机合成中间体,广泛应用于医药、农药和材料科学等领域。高效低成本的合成方法是研究的重点。本文综述了近年来含氟苯酚的合成研究。首先,介绍了含氟苯酚的基本性质和应用领域,然后详细分析和比较了各种合成方法,并探讨其各自的优势与局限性,为优化工艺,提高产率、纯度提供了理论支持。最后,展望了含氟苯酚合成研究的发展方向,包括绿色化学和环境友好方法,以及高选择性、高效催化剂的开发等。本文为含氟苯酚的合成研究提供了全面视角,旨在推动该领域的研究与应用朝着更高水平发展。 展开更多
关键词 含氟苯酚 中间体 有机合成 绿色化学
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α-ZrP/PDMS超疏水防腐涂层的制备及其耐腐蚀性能
3
作者 张博 马骏 +6 位作者 张维隆 贾世川 张智飞 丁宇 潘有华 王俊宇 张兰河 《化工进展》 北大核心 2025年第9期5130-5139,共10页
普通的防腐涂层容易出现裂缝和间隙,抗污染性能差。本研究采用水热法合成α-磷酸锆(α-ZrP)疏水颗粒,将其嵌入聚二甲基硅氧烷(PDMS)中,构建微纳米级α-ZrP/PDMS超疏水防腐涂层。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和红外光谱仪分析α-ZrP... 普通的防腐涂层容易出现裂缝和间隙,抗污染性能差。本研究采用水热法合成α-磷酸锆(α-ZrP)疏水颗粒,将其嵌入聚二甲基硅氧烷(PDMS)中,构建微纳米级α-ZrP/PDMS超疏水防腐涂层。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和红外光谱仪分析α-ZrP的成分和结构特征;利用电化学工作站、原子力显微镜和接触角测量仪研究α-ZrP/PDMS涂层的亲疏水性和防腐性能,考察涂层硬度和附着力的变化。结果表明:胺分子被成功引入α-ZrP层间,层间距由0.759nm扩大至1.331nm。α-ZrP颗粒具有良好的热稳定性,当温度达到400℃时,仍保持完整结构。α-ZrP纳米片在涂层中堆集成簇,通过形成空气陷阱和降低表面能,实现超疏水,水接触角为160°,表面平均粗糙度Ra=180.645nm。与裸钢相比,涂覆超疏水涂层的钢片腐蚀电流由2.31×10^(−3)mA/cm^(2)下降至1.12×10^(−4)mA/cm^(2),腐蚀电位由−474.22mV提高至−447.26mV,极化电阻由8.96×10^(3)Ω·cm^(2)提升到7.41×10^(4)Ω·cm^(2),防腐效率由36.20%提高至98.70%。制备的超疏水涂层的铅笔硬度为3H,附着力等级达到1级标准。超疏水防腐涂层通过在腐蚀介质和Q235钢之间形成空气膜,实现防腐和自清洁的目的。 展开更多
关键词 超疏水 腐蚀 聚二甲基硅氧烷 聚合物 Α-磷酸锆 离子交换
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面向氢能本质安全利用——氢致损伤研究进展与挑战
4
作者 孙彬涵 张显程 涂善东 《化工进展》 北大核心 2025年第5期2898-2906,共9页
氢致损伤或氢脆(hydrogen-induced damage or hydrogen embrittlement)是氢能装备安全服役过程中面临的主要挑战之一。本文综述了氢致损伤的特性与机理、测试与评价技术以及抗氢损伤材料本质安全设计的最新研究进展与挑战。近年来在氢... 氢致损伤或氢脆(hydrogen-induced damage or hydrogen embrittlement)是氢能装备安全服役过程中面临的主要挑战之一。本文综述了氢致损伤的特性与机理、测试与评价技术以及抗氢损伤材料本质安全设计的最新研究进展与挑战。近年来在氢致损伤机理和测试技术方面取得了显著进展,但其高度复杂性的本质仍使可靠性评价和工程实践面临诸多难题。未来,需进一步完善氢致损伤理论体系,按实际应用场景评价临氢部件在全寿命周期的氢致损伤敏感性,并结合抗氢损伤设计的工程实践,为氢能产业的安全健康发展提供技术支撑。 展开更多
关键词 氢能 可靠性 氢致损伤 金属材料
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气化细渣、铝灰的活化及其吸附性能
5
作者 刘新维 高珊 +1 位作者 王红涛 王建成 《化工进展》 北大核心 2025年第1期558-571,共14页
以工业废渣——煤气化细渣(FS)、铝灰(AA)为原料,一步碱熔法制备介孔吸附材料。研究了上述介孔材料对水中亚甲基蓝的吸附性能,结果表明,FS的最佳处理条件为:m_(FS)∶m_(NaOH)=5∶10、煅烧温度450℃、处理时间5h;AA的最佳处理条件为:m_(... 以工业废渣——煤气化细渣(FS)、铝灰(AA)为原料,一步碱熔法制备介孔吸附材料。研究了上述介孔材料对水中亚甲基蓝的吸附性能,结果表明,FS的最佳处理条件为:m_(FS)∶m_(NaOH)=5∶10、煅烧温度450℃、处理时间5h;AA的最佳处理条件为:m_(AA)∶m_(NaOH)=5∶8、煅烧温度550℃、处理时间3h。经碱熔处理后,FS材料对水中亚甲基蓝(MB)的吸附容量由1.16mg/g(FS-0)提升到67.85mg/g(FS-2),增长了近58倍;AA对水中亚甲基蓝的吸附容量由1.4mg/g(AA-0)提升到23.95mg/g(AA-2),增长了近17倍。X射线衍射、扫描电子显微镜、比表面积分析及傅里叶变换红外光谱等表征结果表明,两种材料在碱熔过程中形成的介孔孔道、带有氧缺陷位的Si—O—基团以及大量的Al—OH和Si—OH键是其对亚甲基蓝吸附性能得到大大提升的原因。本研究表明FS和AA可以应用为一种廉价的亚甲基蓝吸附剂,为二者的资源化利用和印染废水的处理提供了一种潜在的方法。 展开更多
关键词 废水 吸附 气化细渣 铝灰
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PPF增强超细水泥基注浆材料力学性能与作用机制
6
作者 王艳芬 艾洁 +3 位作者 程详 赵光明 李英明 孟祥瑞 《化工进展》 北大核心 2025年第9期5184-5194,共11页
针对传统水泥注浆材料可注性差、凝结时间长且早期强度低等问题,采用超细硅酸盐水泥为胶凝材料,速凝剂、膨胀剂、减水剂作外加剂,协同聚丙烯纤维(PPF)增韧方法,获得了一种新型PPF增强超细水泥基注浆材料(SPGM)。通过多种表征手段,探究PP... 针对传统水泥注浆材料可注性差、凝结时间长且早期强度低等问题,采用超细硅酸盐水泥为胶凝材料,速凝剂、膨胀剂、减水剂作外加剂,协同聚丙烯纤维(PPF)增韧方法,获得了一种新型PPF增强超细水泥基注浆材料(SPGM)。通过多种表征手段,探究PPF长度对SPGM的力学性能、流动度、泌水性、凝结时间、体积收缩行为的影响规律,并揭示了其增强机制。结果表明,PPF的改性可显著降低SPGM的流动度与泌水率,并促进水化反应,缩短浆液凝结时间。当PPF长度为2~3mm时,PPF增强SPGM结石体显示了最佳的力学性能,28天抗压强度和抗折强度分别达64.20MPa和12.35MPa,且实现良好微膨胀特性。X射线衍射、傅里叶变换红外光谱及扫描电子显微镜等表征证实了PPF长度会影响其在SPGM内部的比表面积与分布状态,适宜长度的PPF能有效提升结石体致密性,更好地发挥微锚索、桥连作用。该研究结果为高质量水泥基注浆材料研发提供了新方法。 展开更多
关键词 注浆材料 超细硅酸盐水泥 聚丙烯纤维 力学性能 尺寸效应
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管内扭带强化传热技术:涡流结构调控的进展与挑战
7
作者 张春华 王国清 +3 位作者 张利军 鲁波娜 周丛 刘俊杰 《化工进展》 北大核心 2025年第6期3163-3174,共12页
扭带作为管内涡流强化传热的核心元件之一,因其构型简单、易于工程实施而受到重要关注。然而,扭带的结构设计普遍采用试差法,导致管内流动结构始终偏离基于传热优化理论的理想纵向涡流场。本文阐述了扭带结构的研究进展,并指出涡流结构... 扭带作为管内涡流强化传热的核心元件之一,因其构型简单、易于工程实施而受到重要关注。然而,扭带的结构设计普遍采用试差法,导致管内流动结构始终偏离基于传热优化理论的理想纵向涡流场。本文阐述了扭带结构的研究进展,并指出涡流结构的精细调控是平衡强化传热效果与流动阻力的关键。进一步讨论了基于扭带的构型复合、颗粒流复合和外场复合强化传热管内流体力学特性,认为涡旋流、振荡流和二次流行为的深度耦合是实现涡流场精细调控的切入点,这可以有效兼顾管壁附近流体和中心区域流体的扰动换热。随后,针对扭带在烃类热解反应过程强化这一典型工业应用,指出在该工艺的高热流密度、短停留时间、易结焦等极端恶劣的工况条件下,刚性旋流内置二次纵向涡旋的衰减涡流结构是适应该特殊换热体系的理想流场。因此,如何处理好管壁附近刚性旋流与中心区域二次涡旋之间的竞争-协同关系,成为了高效、低阻、可靠扭带强化传热技术发展过程中亟待解决的新问题。 展开更多
关键词 扭带 强化传热 涡流场 二次涡旋 烃类热解
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Gyroid三周期极小曲面换热构件流动换热特性
8
作者 王兆霖 张志刚 +6 位作者 周静 高琛 彭克臣 姜敏迪 奚溪 徐胜利 刘红 《化工进展》 北大核心 2025年第8期4454-4462,共9页
以三周期极小曲面(triply periodic minimal surface,TPMS)Gyroid胞元构造微通道换热器,通过数值模拟方法分析其流动换热特性。对Gyroid胞元的数学描述及结构特征进行了阐述,并对不同尺寸的Gyroid胞元填充的高温换热器换热构件进行了模... 以三周期极小曲面(triply periodic minimal surface,TPMS)Gyroid胞元构造微通道换热器,通过数值模拟方法分析其流动换热特性。对Gyroid胞元的数学描述及结构特征进行了阐述,并对不同尺寸的Gyroid胞元填充的高温换热器换热构件进行了模拟计算,将结果进行对比分析并生成了流动换热经验关联式。为了降低压降,提出各向异性Gyroid胞元结构并研究其对流动换热特性的影响。研究结果表明:胞元尺寸越小,Gyroid的换热特性越好,但压降随之增大;研究确定了适用于G型胞元结构的流动换热经验关联式,为TPMS换热器设计提供了基础;在各向异性胞元中,增大流向尺寸可以提升流动换热综合性能,但会牺牲一部分换热性能;减小展向尺寸几乎不影响综合性能,可以同时减小体积和单位长度压降,并提高单位体积换热量。因此,需要综合考虑设计需求。 展开更多
关键词 三周期极小曲面 Gyroid胞元 微通道 数值模拟 换热构件
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CFD-PBM耦合模型用于浆态床反应器的研究进展
9
作者 沈宪琨 贾志勇 +1 位作者 蓝晓程 王铁峰 《化工进展》 北大核心 2025年第8期4408-4418,共11页
计算流体力学-群体平衡模型(CFD-PBM)由于结合了CFD预测流场信息和PBM计算气泡尺寸分布两方面的优势,被广泛应用于鼓泡塔反应器的数值模拟。但目前大多数研究工作主要针对常压下空气-水体系,其结果无法直接应用到高温、高压下操作的真... 计算流体力学-群体平衡模型(CFD-PBM)由于结合了CFD预测流场信息和PBM计算气泡尺寸分布两方面的优势,被广泛应用于鼓泡塔反应器的数值模拟。但目前大多数研究工作主要针对常压下空气-水体系,其结果无法直接应用到高温、高压下操作的真实工业浆态床反应器中。本文从不同操作环境下气泡破碎及聚并行为建模角度出发,阐述了压力、黏度、表面张力及颗粒对流体力学行为影响的最新进展。模拟结果表明,CFD-PBM耦合模型可以准确描述浆态床内流体力学行为,与传统的经验关联式相比模型适用性更广。目前的模拟工作大多集中在实验室规模浆态床反应器的冷模研究,未来需要克服工业规模反应器多尺度耦合的难题,从而推动CFD-PBM耦合模型从实验室规模模拟向工业应用跨越。 展开更多
关键词 计算流体力学-群体平衡模型 浆态床反应器 气泡破碎 气泡聚并 多相流 流体动力学
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纳米高岭土/环氧树脂复合材料的制备及其分子动力学模拟
10
作者 张雨涵 赵雪淞 +2 位作者 吴秀琳 张婷 杨龙凤 《化工进展》 2025年第11期6477-6487,共11页
为了研究纳米高岭土的掺量对环氧树脂热性能和力学性能的影响,以环氧树脂为基体并配以固化剂,以不同掺量下的纳米高岭土为填料构建了复合环氧树脂体系,分别考察了复合材料的玻璃化转变温度、弹性模量、剪切模量、泊松比、硬度等指标并... 为了研究纳米高岭土的掺量对环氧树脂热性能和力学性能的影响,以环氧树脂为基体并配以固化剂,以不同掺量下的纳米高岭土为填料构建了复合环氧树脂体系,分别考察了复合材料的玻璃化转变温度、弹性模量、剪切模量、泊松比、硬度等指标并计算了自由体积分数和相互作用能。结果表明:实验条件下当纳米高岭土掺量(质量分数)为10%时,环氧复合材料的玻璃化转变温度达到最大值120.06℃、硬度达到最大值6H,杨氏模量为6.655GPa,剪切模量为2.594GPa,泊松比为0.283,热稳定性能和力学性能均达到了最佳。通过分子动力学模拟,当复合材料的交联度为90%时,模型在平衡状态下的能量波动较小并处于平衡状态,此状态下计算得到的玻璃化转变温度和力学性能在纳米高岭土掺量10%时为最优,与实验值基本吻合。纳米高岭土自身有着优异的热力学性质的同时,其适量掺入可有效降低自由体积分数,与环氧树脂之间良好的界面能相互作用对于提升高岭土/环氧树脂纳米复合材料的热稳定性能和力学性能有着十分重要的作用,为环氧纳米复合材料的微观角度研究提供了理论基础。 展开更多
关键词 纳米高岭土 环氧树脂 玻璃化转变温度 力学性能 分子动力学模拟
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等级孔分子筛构筑及扩散过程强化研究进展 被引量：2
11
作者 周媚 曾浩桀 +2 位作者 卢俊宁 蒲婷 刘宝玉 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期76-86,共11页
传统微孔分子筛具有均一孔径、较高比表面积、良好的择形选择性等优点,但受到传质扩散阻力限制,导致其性能严重降低。而等级孔分子筛具有多级孔道结构,可以强化大分子的扩散,减少焦炭堆积,从而改善催化剂利用率、寿命和催化性能。等级... 传统微孔分子筛具有均一孔径、较高比表面积、良好的择形选择性等优点,但受到传质扩散阻力限制,导致其性能严重降低。而等级孔分子筛具有多级孔道结构,可以强化大分子的扩散,减少焦炭堆积,从而改善催化剂利用率、寿命和催化性能。等级孔分子筛通常采用“自上而下法”和“自下而上法”进行制备。本文主要对近年来等级孔分子筛的合成方法进行梳理,并重点介绍了具有较高应用潜力的“自上而下法”。综合评述了等级孔分子筛在催化应用中的扩散过程强化研究,指出等级孔分子筛在提升催化性能方面(如活性、选择性、稳定性等)具有独特优势。通过在分子筛骨架中引入等级孔道,缩短晶内扩散路程,减少传质扩散限制,减少二次副反应和积炭。此外,等级孔道结构也有利于金属活性物种的稳定,在催化反应中抑制其烧结,增加了负载型分子筛催化剂的稳定性。最后,总结了等级孔分子筛的独特优势(强化内扩散性能和提升分子筛内部中心利用率),并对等级孔分子筛的制备方法和绿色生产进行展望。 展开更多
关键词 等级孔分子筛 传质限制 扩散强化 催化
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机器学习在喷射器研究中的应用进展
12
作者 戴征舒 左元浩 +4 位作者 陈孝罗 张犁 赵根 张学军 张华 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期1-12,共12页
喷射器是一种用途广泛的机械装置,具有结构简单、初投资低、维护容易、运行可靠等优点,广泛应用于制冷、海水淡化、化工、燃料电池、航空航天等领域。喷射器不直接消耗机械能,可实现节能的目的,在我国“双碳”背景下备受关注。机器学习... 喷射器是一种用途广泛的机械装置,具有结构简单、初投资低、维护容易、运行可靠等优点,广泛应用于制冷、海水淡化、化工、燃料电池、航空航天等领域。喷射器不直接消耗机械能,可实现节能的目的,在我国“双碳”背景下备受关注。机器学习方法作为一种基于数据的自动化分析方法,可以用于喷射器内部流动特性的分析及喷射器性能的优化。近年来,已有部分学者将机器学习方法应用于喷射器的研究中,以提升喷射器性能和系统性能。但是目前文献中的研究方向较为分散,研究现状和研究水平尚不明晰。本文对采用机器学习方法对喷射器进行研究的文献进行了全面的梳理,分析现状、总结方法,并指出未来可以将机器学习方法应用于喷射器内部流动特征的研究中,为提升喷射器效率和性能提供依据和指导;将机器学习方法应用于喷射器变工况性能研究中,构建喷射器从自动化设计到真实应用的通路;构建更加合适的算法,提出一系列具有针对性的解决方案。 展开更多
关键词 喷射制冷 喷射器 机器学习 人工神经网络 预测 优化
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磷铁渣高温活化浸出-沉淀法制备电池级FePO_(4)的工艺及应用 被引量：5
13
作者 袁明哲 秦安瑞 +4 位作者 周桂民 陈秋霖 袁亚杰 姚耀春 李银 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期4726-4737,共12页
磷铁渣是黄磷生产的副产物之一,化学性质稳定,常作为固体废物处理,不仅污染环境,也消耗了大量人力物力。如何合理利用磷铁渣中铁(Fe)、磷(P)元素是磷化工企业必须解决的问题。以磷铁渣制备磷酸铁(FePO_(4))的传统技术存在能耗大、副产... 磷铁渣是黄磷生产的副产物之一,化学性质稳定,常作为固体废物处理,不仅污染环境,也消耗了大量人力物力。如何合理利用磷铁渣中铁(Fe)、磷(P)元素是磷化工企业必须解决的问题。以磷铁渣制备磷酸铁(FePO_(4))的传统技术存在能耗大、副产物安全隐患大、难以实现工业化生产等缺点。有鉴于此,本文采用磷铁渣、磷酸、盐酸、氨水为原料,通过高温活化浸出-沉淀法制备了电池级FePO_(4)。在高温活化浸出阶段,探究了浸出时间、浸出温度、盐酸浓度、液固比与磷铁渣浸出率的关联规律。并研究了反应温度、时间、pH、投料比等条件对制备FePO_(4)性能的影响。对浸出液中Fe、P元素浓度和FePO_(4)晶体结构、形貌和粒度进行了分析。实验结果表明,磷铁渣浸出的最佳条件是:浸出时间3h、浸出温度90℃、盐酸浓度5.5mol/L、液固比20mL/g,在此浸出条件下Fe元素浸出率可达93.55%,P元素浸出率可达82.21%,固体渣浸出率可达90.06%。沉淀反应过程的最佳条件为:反应温度70℃、反应时间2h、反应pH=1.2、Fe/P投料比为1,此条件制备的磷酸铁(FePO_(4))材料结晶度高,形貌均匀,分散性好,一次粒径为100~200nm,铁磷比为0.97,杂质含量完全符合行业标准。以此合成的磷酸铁锂(LiFePO_(4))正极材料电化学性能较好,在1C倍率下,放电比容量可达到151.62mA·h/g,表明所制备的FePO_(4)完全满足LiFePO_(4)正极材料前体的要求。 展开更多
关键词 磷铁渣 活化 浸出 沉淀法 电池级磷酸铁
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液相剥离法高效制备石墨烯的研究进展 被引量：3
14
作者 李文鹏 刘晴 +4 位作者 杨志荣 高展鹏 王景涛 周鸣亮 张金利 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期215-231,共17页
石墨烯是一种具有优良物理化学性质的二维纳米材料,广泛应用于电池、催化、传感器、印刷、生物医药等领域。然而,石墨烯及其衍生产品的应用与发展面临着巨大挑战——低成本、高品质、规模化生产。本文综述了液相剥离法高效制备石墨烯的... 石墨烯是一种具有优良物理化学性质的二维纳米材料,广泛应用于电池、催化、传感器、印刷、生物医药等领域。然而,石墨烯及其衍生产品的应用与发展面临着巨大挑战——低成本、高品质、规模化生产。本文综述了液相剥离法高效制备石墨烯的研究进展,重点探讨了电化学插层法、溶剂插层法、高温膨胀法和微波膨胀法等液相剥离的前处理方法原理以及对石墨烯剥离效果的影响;分析了水基溶剂、有机溶剂和混合溶剂等剥离溶剂的优缺点与选取原则;对比了超声、高剪切和微通道等过程强化设备的剥离原理和优缺点;简述了离心分离的后处理方法以及分离效果;最后对液相剥离法宏量制备石墨烯的发展趋势进行了展望:通过结合人工智能等方法进行多目标优化,开发无残留的功能化插层剂并匹配温和快速的膨胀方法,寻找低毒、低沸点、高分散的溶剂体系,精确调控液相剥离设备作用机理,设计连续化梯级离心设备,实现液相剥离制备石墨烯的连续化、规模化、低成本快速制备。 展开更多
关键词 石墨烯 液相剥离 二维纳米材料 高剪切 微通道 高效制备
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甲醇水蒸气重整制氢催化剂的研究进展 被引量：5
15
作者 冯凯 孟浩 +1 位作者 杨宇森 卫敏 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期5498-5516,共19页
甲醇作为一种常温常压下稳定的液相储氢介质,具有高的氢碳比、价格低廉、储运方便等优势。通过甲醇重整制氢来替代传统碳氢化合物的催化重整过程是实现氢能绿色制取和高效储运的重要手段。本文首先介绍了甲醇重整制氢反应的机理及特点;... 甲醇作为一种常温常压下稳定的液相储氢介质,具有高的氢碳比、价格低廉、储运方便等优势。通过甲醇重整制氢来替代传统碳氢化合物的催化重整过程是实现氢能绿色制取和高效储运的重要手段。本文首先介绍了甲醇重整制氢反应的机理及特点;然后从单金属、双金属以及金属价态调控方面综述了金属活性位点的结构优化策略;接着从载体元素掺杂、缺陷位点调控以及载体晶相控制方面阐述了金属-载体界面结构调控策略;进一步从载体诱导活化以及金属位点缓释方面论述了活性位点重构策略;最后对未来开发高性能催化剂的制备策略及其揭示构效关系所采用的表征技术和理论计算方法进行了展望。 展开更多
关键词 甲醇重整制氢 氢气 高性能催化剂 催化剂调控策略 可再生能源
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基于全局位置迭代PCSS算法的光场PTV气泡跟踪测速方法
16
作者 王粤 孙凯 +3 位作者 刘艳 陈龙 朱效宇 许传龙 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期844-854,共11页
光场粒子跟踪测速(PTV)技术能够在单视角条件下重建气液两相流中气泡的三维空间位置,实现气泡运动轨迹的跟踪,为受限空间条件下气泡参数测量提供了解决方案。然而,在气泡浓度较高以及位移量较大的条件下,光场PTV气泡匹配准确率较低,由... 光场粒子跟踪测速(PTV)技术能够在单视角条件下重建气液两相流中气泡的三维空间位置,实现气泡运动轨迹的跟踪,为受限空间条件下气泡参数测量提供了解决方案。然而,在气泡浓度较高以及位移量较大的条件下,光场PTV气泡匹配准确率较低,由此导致气泡运动速度场测量结果出现明显的错误矢量。为解决该问题,本文提出了基于全局位置迭代以及极坐标系统相似技术的气泡匹配方法(GPPI-PCSS),通过PCSS匹配方法所获得的气泡三维速度场对单帧图像内所有气泡的位置进行迭代更新,使两帧图像中的气泡位置逐渐重合,由此获得高准确度的气泡匹配结果。通过开展鼓泡床内气泡运动行为光场PTV实验研究,对GPPI-PCSS方法的准确性进行了评价。结果表明:在采样间隔0.5~7ms、空气流量0.15~0.35L/min工况范围内,GPPI-PCSS方法的气泡匹配准确率的平均值为92.65%,分别高于传统PCSS方法的81.38%和松弛方法的84.12%。此外,通过GPPI-PCSS方法所测量得到的气泡最大运动速度范围为38.34~49.87cm/s,与理论计算值一致,由此证明了所提出的GPPI-PCSS方法可以用于光场PTV技术中,在高气泡浓度、大气泡位移条件下获得准确的气泡速度测量结果。 展开更多
关键词 光场成像 粒子跟踪测速 气泡位置匹配 极坐标系统相似技术 全局位置迭代
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三元锂电池热失控射流可视化及速度场测试 被引量：2
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作者 刘昊东 张鹏飞 黄钰期 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期703-712,共10页
三元锂电池在电动汽车领域得到了越来越广泛的应用。对电池发生热失控时的喷阀射流速度场开展研究,将有助于反推热失控过程中电池内部的临界压力及压力变化,对辅助优化电池设计、准确预测火焰传播等具有重要意义。但是,锂电池在热失控... 三元锂电池在电动汽车领域得到了越来越广泛的应用。对电池发生热失控时的喷阀射流速度场开展研究,将有助于反推热失控过程中电池内部的临界压力及压力变化,对辅助优化电池设计、准确预测火焰传播等具有重要意义。但是,锂电池在热失控过程中往往存在两次喷射,喷射产物不仅包括电池内的化学反应产气、电解液蒸发等,还包含部分颗粒和电池内部各部件的碎片等;此外,蒸发后的电解液也会在遇冷后凝结,使整个喷阀射流过程呈现气-液-固三相混合状态,提高了速度场辨识与测试的难度。因此,为实现在高温情况下喷阀射流的可视化及速度场辨识计算,本研究搭建了主要由高速相机、激光系统和电池防爆箱组成的实验台架,采用高速相机对电池热失控射流过程进行拍摄及处理。首先对流场流态开展初步分析;然后通过自适应滤波算法,有效降低成像时噪声的影响,并增强液滴的边缘细节信息;同时利用直方图均衡化进一步提高图像的对比度;最后,采用基于亚像素精度插值的互相关算法对喷射流场的速度场进行分析计算,得到了不同时刻的二维平面下的速度场数据,并进一步对不同时刻不同区域的速度特性进行了分析,为后续电池热失控机理研究和电池安全性能提升工作提供了基础。 展开更多
关键词 成像 电解液 两相流 图像预处理 速度场
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负载金属型固体酸催化木质纤维生物质定向转化为乙酰丙酸甲酯 被引量：2
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作者 何世坤 张文豪 +1 位作者 冯君锋 潘晖 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期3042-3050,共9页
木质纤维生物质是一种存量丰富、绿色的资源,通过利用木质纤维生物质制备高值化的液体燃料和化学品,不但可以缓解社会对化石燃料需求的压力,而且可以改善生态环境,助力“双碳”目标。本研究制备了多种金属负载型固体酸催化剂,用于催化... 木质纤维生物质是一种存量丰富、绿色的资源,通过利用木质纤维生物质制备高值化的液体燃料和化学品,不但可以缓解社会对化石燃料需求的压力,而且可以改善生态环境,助力“双碳”目标。本研究制备了多种金属负载型固体酸催化剂,用于催化生物质碳水化合物高效转化为乙酰丙酸甲酯。通过表征手段研究所制备催化剂的特性,发现其具备双功能特性(B酸和L酸活性中心)。其中,AlCl_(3)作为L酸供应体,负载到催化剂表面,催化性能最佳。研究反应温度和时间等因素对葡萄糖、木糖同步定向转化为乙酰丙酸甲酯的影响发现:在复合溶剂二甲氧基甲烷/甲醇的质量比1∶1、反应温度200℃、反应时间120min的条件下性能最好,原料的转化率达到了100%,乙酰丙酸/酯的最大收率达到了24.96%。 展开更多
关键词 木质纤维生物质 催化剂 复合溶剂 生物燃料 酯化
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MIL-100(Fe^(Ⅱ)/Fe^(Ⅲ))/ACF复合材料的制备及光催化脱色性能
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作者 季青豪 范婷婷 王春梅 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期5913-5921,共9页
以七水合硫酸亚铁和无水硫酸铁为金属盐,均苯三甲酸为配体,活性碳纤维(ACF)为基材,在室温下采用原位生长法制备了MIL-100(Fe^(Ⅱ)/Fe^(Ⅲ))/ACF复合材料。研究了复合材料的制备工艺和应用工艺对活性艳蓝KN-R光催化脱色效果的影响,并探... 以七水合硫酸亚铁和无水硫酸铁为金属盐,均苯三甲酸为配体,活性碳纤维(ACF)为基材,在室温下采用原位生长法制备了MIL-100(Fe^(Ⅱ)/Fe^(Ⅲ))/ACF复合材料。研究了复合材料的制备工艺和应用工艺对活性艳蓝KN-R光催化脱色效果的影响,并探讨了其光催化脱色的机理。结果表明:Fe2+与Fe3+的摩尔比为3∶1,原位生长20h条件下制备的复合材料,在1000W氙灯光照下处理120min,对加入0.32mL/L H_(2)O_(2)、pH为3.0、浓度为80mg/L的活性艳蓝KN-R染液的脱色率可达97.1%以上,而且在染液pH=3.0~6.2的范围内脱色率均在95.8%以上,重复使用5次后脱色率有所降低,但仍然可达85.5%。通过自由基捕获实验,发现在光催化体系中起主要作用的是羟基自由基(·OH)和光生空穴(h+)。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)对复合材料进行了表征,结果显示MIL-100(Fe^(Ⅱ)/Fe^(Ⅲ))成功负载在ACF上,与MIL-100(FeⅡ)/ACF相比,MIL-100(Fe^(Ⅱ)/Fe^(Ⅲ))/ACF的活性位点的结合能要高0.2~0.3eV。 展开更多
关键词 MIL-100(Fe) 活性碳纤维 染料降解 自由基 类芬顿反应
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干摩擦釜用机械密封DLC涂层-石墨配副摩擦磨损与温度变形场分析 被引量：2
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作者 张天昊 李双喜 +3 位作者 贾祥际 胡鼎国 崔瑞焯 李世聪 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期121-133,共13页
干摩擦釜类设备的机械密封散热及润滑条件较差,其密封端面存在较大热力变形和磨损问题,对密封端面进行沉积类金刚石(diamond-like carbon,DLC)涂层强化,可有效降低摩擦系数并抑制端面热力变形以延长密封寿命。基于反应釜的密封结构和密... 干摩擦釜类设备的机械密封散热及润滑条件较差,其密封端面存在较大热力变形和磨损问题,对密封端面进行沉积类金刚石(diamond-like carbon,DLC)涂层强化,可有效降低摩擦系数并抑制端面热力变形以延长密封寿命。基于反应釜的密封结构和密封环的基体材料以及DLC特性,使用摩擦磨损试验机测试了不同厚度DLC涂层在变工况条件下与浸树脂石墨形成摩擦副时的摩擦系数和磨损率;采用实验获得的摩擦系数,利用有限元软件建立釜用机械密封热-结构耦合分析模型,分析了典型DLC涂层厚度下的端面温度场和变形场,结合实验结果针对DLC涂层的减磨效果进行了分析。分析结果表明,与无DLC涂层的摩擦副相比,DLC涂层具有优异的减磨效果,在不同pcv值下DLC涂层最大能够使摩擦系数降低43.9%,使磨损率降低67.53%,稳态温度和变形分别平均降低18%和25%左右;6μm DLC涂层相较于2μm涂层形成的摩擦副性能更优,最大能够使峰值温度和变形进一步降低2.23%和2.52%。DLC涂层的使用令端面磨损率、稳态温度、变形量均得到降低,可为干摩擦釜用机械密封延长服役年限和提高密封稳定性提供借鉴。 展开更多
关键词 反应釜 机械密封 磨损 数值模拟 传热 端面变形 端面强化
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