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1. 金属钒的制备方法综述

卢伟亮张盈孙沛郑诗礼乔珊张洋李平张懿

过程工程学报 2021, 21 (10): 1117-1131. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220294

摘要（1447）

PDF （4507KB）（337）

金属钒性能特殊，素有“工业味精之称”，在冶金、化工、航空、能源、原子能等领域应用广泛。金属钒属于稀有高熔点活泼金属，其高纯金属制备困难，目前主流的制备方法为铝热还原钒氧化物制备粗钒与粗钒真空熔炼提纯的联合工艺，该法能耗高、钒收率低。基于钒氧化物和钒氯化物的热力学性质，研究者还提出了诸多含钒前驱体还原制备粗钒及粗钒精炼制备高纯钒的方法，具体包括钙热还原、镁热还原、真空碳热还原、硅热还原、碳热还原-氮化热分解、熔盐电解脱氧等粗钒制备方法，及熔盐电解精炼、碘化物热分解、固态电迁移等粗钒精炼方法。本工作对上述粗钒制备及粗钒精炼涉及的十余种方法开展了较全面的综述，论述了这些方法的基本原理、技术特点、效果及问题等，以期为高纯金属钒的新制备技术研发和技术升级提供全面的参考依据。

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2. 活性氧物种及其检测方法的研究进展

何耀宇江治上官文峰陈运法

过程工程学报 2021, 21 (12): 1403-1418. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220423

摘要（1003）

PDF （1040KB）（215）

活性氧物种(Reactive Oxygen Species, ROS)是一种具有强反应活性的物质，主要包括超氧阴离子自由基、过氧化氢、单线态氧和羟基自由基等。作为氧化剂的氧气分子较为稳定，需要转化为高反应活性的活性氧物种后才能进一步与其他物质发生反应。在化学反应尤其是催化氧化反应中，活性氧的种类、生成、扩散行为等常常决定着整个反应的进行方向与速率；在生命科学领域，活性氧则参与能量转换、氧平衡等重要生理环节，与衰老、疾病等息息相关。而活性氧因其短寿命、强反应活性等，定性定量测试较为困难。选择合适的检测方式、提高检测的时空准确度，对于多相催化、环境化学、生命科学等领域研究有着重要意义。本工作对活性氧检测方法的基本原理、研究进展，以及在环境、生命领域以及多相催化的应用等方面进行对比与分析，比较各种手段的优缺点及适用范围。并对多相催化中氧物种的模拟及检测手段进行分析，展望了活性氧在催化氧化等领域未来的研究方向。

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3. g-C ₃N ₄制备方法及其光催化性能提升途径的研究进展

杜含笑季娟秦辰伟张泽李锋锋沈毅

过程工程学报 2022, 22 (2): 162-175. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.221054

摘要（768）

PDF （15934KB）（197）

聚合物半导体g-C3N4因较窄带隙、稳定性高、成本低等特点而在污染物降解和清洁能源生产方面引起了广泛关注。但纯g-C3N4光催化剂电荷分离率低、电荷重组率高等缺点导致其光催化能力不理想，因此改善g-C3N4的光催化性能是目前光催化领域的研究热点。通过构造异质结、元素掺杂等改性手段制备的g-C3N4基光催化剂增强了对可见光的吸收，光催化能力强，拥有较好的工业应用前景。本工作首先简单介绍了g-C3N4基光催化剂的研究现状，其次概述了其制备方法的研究现状并介绍了几种制备g-C3N4工艺及特点，说明了应用不同制备工艺时应注意的问题。此外对其光催化性能提升途径的机理进行阐述，并且指明了发展方向，最后进行总结和展望。在后续研究中，若能有效结合材料科学与环境科学的优势，开发结构稳定和光催化性能优异的g-C3N4基光催化复合材料对提高其实际价值具有重要意义。

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4. 脂肪伯胺的合成及工业化研究进展

潘嘉晟王耀锋马爽爽孙瑞仝育婷丁其达张锐

过程工程学报 2021, 21 (8): 905-917. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220235

摘要（725）

HTML （16）

PDF （1360KB）（342）

有机胺在化工、医药、生命科学等领域有着广泛的应用，可作为染料、日用品原料以及抗生素、生物碱、临床医学药物等。在众多胺类化合物中，伯胺是最基础的结构单元，其应用在胺类化合物中也最为广泛。随着经济社会的快速发展与人们生活质量的提高，伯胺，尤其是脂肪伯胺的市场需求量与日俱增，脂肪伯胺的合成及工业化制备已成为一个重要领域。经过了数十年的发展，脂肪伯胺的生产技术已经取得了巨大的成果，但仍然存在一些问题，例如苛刻的反应条件、催化剂性能不足、污染严重、工艺复杂等。本文以脂肪伯胺的工业生产以及热点制备方法为研究对象，针对工业上制备脂肪伯胺的工艺进行了汇总归纳(包括卤代烃胺化法、醇还原胺化法，腈加氢还原法、烯烃直接胺化法、羧酸胺化法等)，并举例说明各制备方法在工业生产中的实际应用，分析比较各工艺方案的优劣，并对当前的研究热点——通过羰基还原胺化制备脂肪伯胺的方法进行了研究进展的阐述，指出该制备方法在未来工业应用的潜力与挑战。

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5. 低温甲醇水重整制氢催化剂研究进展

申展江志东张鹏飞张子瑜车海英马紫峰

过程工程学报 2022, 22 (5): 573-585. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.221147

摘要（692）

PDF （1690KB）（227）

甲醇具有结构简单、含氢量高、产能大等优点，利用甲醇与水蒸气进行重整是一种节能高效的现场制氢方式。甲醇水蒸气重整(MSR)与燃料电池联用能够实现多场景应用，但由于反应温度较高(250~300℃)，存在启动速度较慢、副产CO含量较高和热效率较低等问题。低温甲醇水重整(LT-Methanol Water Reforming, LT-MWR)包括低温甲醇水蒸气重整(LT-MSR)与液相甲醇水重整(Aqueous-phase Reforming of Methanol, APRM)，反应通常在200℃以下进行，同时保持较高的反应活性，进而能够减少预热时间、减弱副反应发生，且能与燃料电池实现更强的热耦合。本工作首先介绍了商用催化剂优异的性能与存在的缺陷，然后对低温甲醇水重整制氢催化剂，诸如Cu基催化剂、贵金属催化剂与光协同催化剂的研究进展进行了回顾。归纳了低温铜基催化剂的改性策略，包括合成方法、结构设计与元素掺杂。对国内外商用CuZnAlOx催化剂结构与性能的测试表明，其转化率高和稳定性好，存在的缺陷是价格较贵且在低温区催化活性急剧下降。Cu基催化剂活性受温度影响较大，在低温区活性很低，但通过适当的改性能够实现其应用价值，其改性策略包括合成方法、结构设计与元素掺杂。贵金属催化剂低温下活性较高，但存在价格昂贵、合成复杂等缺点。光协同催化剂则是在光照条件下进行催化重整，尚处于研究阶段。对于Cu基催化剂，合成方法的改进能够大大改善催化剂的微观混合程度与可重现性。适当的结构设计可提升催化剂的比表面积与热稳定性。元素掺杂则能够提升活性组分的分散度，修饰催化剂表面结构。三种改性策略能够有效提升Cu基催化剂低温下甲醇重整制氢的性能，在保持较高活性的同时，降低CO副产物的含量。展望了低温甲醇水重整制氢催化剂的发展前景和挑战，对催化剂的开发与应用有指导意义。

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6. 5 V尖晶石型无钴LiNi _0.5Mn _1.5O ₄正极材料进展综述

靳佳魏进平周震

过程工程学报 2022, 22 (4): 421-437. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.221115

摘要（575）

PDF （11182KB）（441）

作为下一代锂离子电池或固态电池的候选正极材料，镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正在吸引研究者的兴趣。本工作介绍了LiNi0.5Mn1.5O4的晶体结构、合成方法、电化学反应机制、材料的电学属性以及材料的优势，同时介绍了目前阻碍其产业化应用所存在的技术障碍：高温循环差、过程库伦效率低、金属溶出及相变、高电压下电解液分解、全电池产气等。针对存在的主要技术问题，深入讨论分析其内在的原因，并总结了若干材料层面的解决思路：微观形貌调控、新黏结剂匀浆策略、掺杂、包覆、高电压电解液匹配、制备过程控制、全电池应用研究等，另外还推测了可能的应用场景。LiNi0.5Mn1.5O4材料的商业化应用还有赖于电池层面的精细结构设计。综述目的是希望研究者更加关注LiNi0.5Mn1.5O4材料的产业化应用研究。

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7. 乙烷裂解制乙烯过程反应动力学模型的研究进展

王娟, 徐皓晗, 解凯, 余海艳

过程工程学报 2021, 21 (7): 752-761. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220208

摘要（561）

HTML （10）

PDF （904KB）（240）

随着乙烯工业的不断发展及能源结构的不断调整，裂解乙烯原料呈现多样性。近年来，乙烷裂解制乙烯技术逐渐成为工业生产的热点。乙烷作为乙烯生产的优选原料，不仅具有收率高、纯度高、质量高的产品优势，同时具有投资低、成本低、能耗低的生产优势。作为裂解炉模拟的核心，研究乙烷裂解过程中的反应动力学模型可为工业生产提供精准预判。随工业应用范围的逐步扩大，该领域的理论研究也将迎来新的高潮。本工作对乙烷裂解的工艺优势、乙烷裂解反应动力学模型及结焦反应动力学模型的研究现状进行了总结。裂解反应动力学模型被分为经验模型、机理模型、分子反应动力学模型，结焦反应动力学模型被分为催化结焦、自由基结焦。针对未来的研究方向提出了新的展望，认为经验模型在裂解炉自动控制中的应用、自由基反应动力学模型的深入研究、乙烷与其他原料的共裂过程、裂解反应动力学与CFD技术的融合及基于多种生成机理建立结焦反应动力学模型五个方面将是今后需要关注的领域。

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8. 紫精类变色材料的合成与应用研究

赵高峰赵炜珍刘晓敏

过程工程学报 2022, 22 (3): 304-317. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.221132

摘要（545）

PDF （1614KB）（141）

紫精是一种具有显著光学对比度、较高着色效率、独特氧化还原稳定性的化合物。它易于进行分子设计以及被用于大面积器件的制作。由于其独特的性能，紫精类变色材料在军事伪装、屏幕显示、信息存储、智能变色窗等领域都有着广泛的应用前景，成为当前研究的热点之一。随着智能材料的迅速发展，科研工作者对紫精基变色材料(包括小分子紫精衍生物、紫精功能共轭聚合物，基于紫精的有机/无机复合材料)的研究也逐渐深入。本工作对近年来紫精变色材料的研究进展进行了综述，重点介绍了紫精的合成与应用、离子液体和聚离子液体在紫精变色领域中的应用以及目前国内外企业和研究单位的研究现状，并从工业应用方向讨论了紫精变色材料目前存在的问题和未来的潜在应用。

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9. 多肽与化疗药物偶联提高药物的有效性和安全性

刘雪张竞梁博张耀王伟颖刘永东

过程工程学报 2021, 21 (11): 1245-1258. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220303

摘要（543）

PDF （972KB）（177）

癌症已成为全球人类健康的最大威胁。小分子化疗药临床应用广泛，但由于缺乏肿瘤靶向性，普遍存在全身系统毒性强和耐药频发等问题。因此，如何将足量的化疗药物定向运送至肿瘤部位成为化学治疗的最大挑战。抗体偶联药物(ADC)利用抗体的肿瘤特异性将高毒性小分子靶向递送至肿瘤部位，能克服小分子化疗药物的上述缺陷，是近年来肿瘤药物研发热点。然而抗体的大分子特点使ADC在肿瘤部位的渗透率低，严重限制了ADC的肿瘤治疗效果。近年来，使用具有肿瘤靶向能力的多肽取代抗体发展的多肽偶联药物(PDC)是另一种新型肿瘤药物的靶向递送途径。其中，具有细胞渗透能力的肿瘤靶向肽在癌症治疗中显示出了巨大的潜力。而且多肽结构简单，可以通过化学合成或原核表达手段获得。因此，相对于ADC，PDC具有更高的载量、更强的组织渗透能力、更灵活的多功能化改造以及更低廉的制备成本。随着对胞内转运途径和药物释放机制的深入研究，PDC有望早日投入临床应用。本工作详细介绍了PDC的最新研究进展，重点阐述了不同靶向肽、细胞毒性分子和连接子对PDC抗肿瘤效果的影响，分析了现有研究的优势与不足，总结发展趋势，并为PDC的优化设计提供思路。

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10. 烯烃和CO ₂直接合成环状碳酸酯的催化剂研究进展

胡启鲁, 赵国英, 于彩虹

过程工程学报 2021, 21 (7): 762-773. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220195

摘要（493）

HTML （8）

PDF （1153KB）（192）

利用丰富且价廉易得的烯烃和CO2直接反应可提供一种经济安全环保的高附加值环状碳酸酯生产工艺，具有减少CO2排放、缓解温室效应等优点。本工作以一步氧化羧化、顺序氧化羧化以及羟溴化羧化三种方法为主线，综述了近年来烯烃和CO2直接制备环状碳酸酯相关催化剂的研究进展，包括用于氧化羧化反应的催化剂，主要是同时具有烯烃环氧化催化功能和CO2羧化功能的多组分组合催化剂和多活性位点的单一催化剂，如金属氧化物、金属配合物、离子液体、改性分子筛、金属有机骨架化合物等；以及作用于羟溴化羧化反应的含Br-, I-阴离子的卤代试剂-无机/有机碱脱质子试剂组合催化剂。同时对未来烯烃和CO2制备环状碳酸酯反应的催化剂的设计及工艺开发进行了展望。

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11. 生物燃气净化提纯制备生物天然气技术研究进展

杨嘎玛穆廷桢杨茂华苗得露赵胥浩唐斌邢建民

过程工程学报 2021, 21 (6): 617-628. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220154

摘要（477）

PDF （556KB）（225）

生物天然气是由生物燃气经过脱硫、脱碳、脱水等工艺手段净化提纯后得到的一种可再生燃气，其成分和热值与常规天然气无异，是我国重点发展的生物能源。传统生物燃气中高含量的H2S和CO2限制了其应用，因此生物燃气净化提纯技术是生物天然气实现商业化生产的关键。本工作综述了国内外生物天然气制备过程中的脱硫和脱碳技术，对各项技术的工艺流程、原理及工业化应用情况进行了详细介绍，阐述了各技术的关键环节和优缺点，指出了生物燃气净化提纯技术当前面临的挑战，讨论了脱硫和脱碳技术未来的发展趋势，旨在为生物天然气的研究和工业发展提供工艺参考。

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12. 大孔拟薄水铝石和γ-Al ₂O ₃载体制备研究进展

杨永佳张新昇李金张春光赵元生郑诗礼李平

过程工程学报 2021, 21 (10): 1156-1166. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220368

摘要（472）

PDF （4364KB）（206）

γ-Al2O3作为催化剂载体在炼油领域具有广泛应用。随着原油资源的重、劣质化，重油加工过程，如固定床渣油加氢、重油催化裂化，对其催化剂载体均提出了大孔要求以满足重油大分子在催化剂孔道内的传质扩散所需，因此，制备适用于重油加工的大孔γ?Al2O3载体受到越来越多的关注。γ?Al2O3性质主要决定于其前驱物拟薄水铝石，本工作综述了大孔拟薄水铝石的主要工业制备工艺，包括沉淀法、醇铝水解法等，并介绍了基于上述工艺所进行的γ?Al2O3载体扩孔研究，如pH摆动扩孔、添加扩孔剂扩孔及水热处理扩孔等。最后，展望了今后大孔拟薄水铝石和γ?Al2O3载体制备研究的重点和发展方向。

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13. 典型有机磷类萃取剂在溶剂萃取中协同萃取的研究进展

张豪, 叶国华, 陈子杨, 谢禹, 左琪

过程工程学报 2021, 21 (7): 741-751. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220179

摘要（470）

HTML （201）

PDF （1048KB）（189）

协同萃取作为溶剂萃取法的分支被广泛研究。对于协同萃取的机理探索，必须阐明协同效应产生的微观原因，并给出微观与宏观性质的联系，因此从分子的微观结构和内部运动认识协同萃取以及影响因素尤为重要。本工作重点综述了萃取剂之间、萃取剂与金属离子之间的协同作用机理以及影响其作用因素的研究进展，指出协同萃取的本质是氢键的形成导致萃取剂的结构与能量发生变化，进而提高了萃取效果。协同萃取主要包括两个方面，一是更容易生成稳定的萃合物从而提高萃取效率，二是利用萃取剂之间的差异提高分离性能。萃取系统的pH、不同萃取剂的组合及比例、萃取剂的浓度、中性磷类萃取剂的添加等诸多因素显著影响协同萃取过程，且各种因素之间存在交互。运用模拟计算进行理论性预测，通过实验进行验证，并且辅以现代分析化学方法进行表征，是今后化工研究领域行之有效的方法之一，理论推广实际，从而更好地指导生产。

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14. 吸附法脱除废水中四环素的研究进展

兰雄刘钦周新涛罗中秋赵晓腾陆艳

过程工程学报 2022, 22 (8): 989-1000. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.221261

摘要（461）

HTML （19）

PDF （6695KB）（164）

四环素(TC)是目前生产和使用量比较大的一种广谱抗生素，其化学性质较稳定且难以代谢而容易富集于土壤和水体中。抗生素的滥用不仅使细菌耐药性增加，而且会产生抗性基因并诱导产生超级细菌，因此对含TC废水的无害化处理刻不容缓。吸附法具有易操作、去除率高、经济、环保等优点，被广泛认为是一种高效去除抗生素方法。吸附法去除废水中四环素所用的吸附材料类型不同、种类繁多，本工作总结了炭质材料、金属有机框架材料和矿物材料这三类常用吸附剂，列举了上述材料对TC的吸附容量，分析了pH值、温度、离子强度和其他因素对TC吸附过程的影响。在此基础上，分析这三类材料吸附TC时不同吸附动力学和热力学模型的拟合情况，发现大多数材料的吸附动力学采用准二级动力学模型而吸附热力学采用Freundlich热力学模型能更好地描述其吸附过程。阐述了去除TC过程中所涉及的机理。对这三类材料吸附TC研究中存在的优势与不足进行比较，展望了今后的研究重点，为加快制备更经济、高效、可再生的TC吸附材料提供参考。

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15. 萃取法在盐湖卤水提硼中的研究进展

徐振亚苏慧张健刘文森朱兆武王京刚

过程工程学报 2021, 21 (11): 1259-1268. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220366

摘要（453）

PDF （790KB）（228）

硼资源的开发利用对现代工业的发展具有重要作用。硼镁矿作为传统的硼资源，其储量和品位逐渐降低；而盐湖卤水中含有丰富的硼，占我国总储量的30%以上，盐湖硼资源的高效开发是解决我国高度依赖进口的有效途径。采用溶剂萃取法从盐湖卤水中提硼具有选择性好、效率高、成本低等特点，应用前景广阔。溶剂萃取的关键是萃取体系的选择，因此针对不同类型的盐湖，优选萃取性能好、水溶性小的萃取体系成为当前研究的热点。针对目前萃取工艺的应用以及近期研究开发的新型萃取体系，本工作综述了不同体系萃取硼的特点，包括脂肪醇(一元脂肪醇、二元脂肪醇和混合醇)、含羟基的芳香族化合物、含羟基的胺类化合物和离子液体四类萃取体系，重点总结了各类萃取体系萃取硼的机理，并概述了萃取剂结构对萃取性能的影响规律，分析了共存离子对萃取过程的影响，探讨了新型硼萃取剂的研发方向。其中脂肪醇中的一元醇需要在高酸度、强盐析下实现对硼酸的高效萃取。二元醇较一元醇的萃取效率更高，但二元醇黏度大、溶损高、反萃困难，萃取剂循环性能相对较差。混合醇体系能够降低有机相的黏度和水溶性，并且具有一定的协同萃取效应，成本低，适用于工业化应用。其他体系，如含羟基的芳香类和胺类化合物在碱性条件下对硼有较好的萃取效果，但一般价格较高，工业应用较为困难。离子液体由于其不易挥发、化学稳定性好、结构可设计性等优点应用于盐湖卤水萃取提硼，同时可作稀释剂，具有一定的应用前景。分析表明，混合醇作为经济高效的萃取体系在酸性盐湖卤水提硼中更具优势，有望大规模工业化应用。

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16. 废锂离子电池的热处理：过程污染物迁移和转化

黄翰林刘春伟姚少杰孙峙

过程工程学报 2022, 22 (3): 285-303. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.221070

摘要（432）

PDF （2565KB）（140）

废锂离子电池中不仅富含我国高对外依存度的关键金属，还含有重金属、有机污染物等有毒有害物质，具有资源与环境的双重属性。推进其高效循环利用是保障新能源汽车等战略新兴产业可持续发展的关键。锂离子电池组成结构复杂，有机物成分变化大、种类多，常规的火法和湿法冶金过程容易产生二次环境危害，不利于资源的清洁循环利用。热处理作为保障废锂离子电池中有价金属资源有效回收的重要技术，近年来受到了行业的广泛关注。热处理技术具有二次污染小、设备简单、过程易放大、经济性高等诸多优势。结合热处理技术对废锂离子电池回收中的污染物进行源头治理，既能实现清洁生产，也能强化后续深度处理。本工作立足于行业现状和战略需求，重点讨论了废锂离子电池预处理中的污染物产生、迁移和转化规律，对比总结了热处理在杂质去除和污染防控等方面的技术优势。同时，对废锂离子电池的热处理工艺进行了系统分类，总结了不同热处理条件下的物质转化规律。

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17. 电极上气泡分离行为及其强化技术研究进展

林纬王章伟汪威李吉敏郭紫芯向晋邱心缘詹宏阳喻九阳

过程工程学报 2022, 22 (9): 1147-1158. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.221283

摘要（429）

HTML （15）

PDF （3257KB）（179）

电解水作为大规模生产氢气的途径，增强电解水效率对于氢能源的生产具有十分重要的意义。而如何提高电解水工艺的电解效率是一个被广泛关注的问题。在电解过程中，电极两端产生的气体有三种去向：逸出电解槽、溶解于电解质中、附着在电极上。但在电解过程中，附着在电极上的气泡会严重影响电极与电解质之间的接触面积，直接降低了电解效率。降低气泡在电极上的停留时间能够有效增加电解质与电极的接触时间，提高产氢效率。本工作主要综述了近年来促进电解过程中极板上氢氧气泡从电极分离行为的研究，分别从极板属性、电流、溶液浓度和外加物理场这几个方面对气泡成核、生长、聚结和分离行为进行了具体的归纳总结，讨论了各种强化气泡分离方法的特点，并展望了未来的发展方向和路线，为未来的电解气泡脱离技术的研究提供参考。

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18. 微针技术应用研究现状

赵思博鲍怡如谢敏

过程工程学报 2023, 23 (2): 163-172. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.222114

摘要（429）

HTML （160）

PDF （2905KB）（176）

微针是通过微制造加工获得的一种针状体，单个针体尺寸为微米级，多个针体组成微针阵列，能够穿透皮肤角质层直达真皮层，在研发初期主要用于药物递送。与口服给药相比，微针能避开消化系统对药物的代谢作用；与注射针头相比，微针能够有效减小患者疼痛感，提高患者依从性。此外，微针技术因为其便捷的透皮作用方式，在疫苗接种、组织液提取、生物标志物检测、医疗美容等领域的应用也被广泛开发。微针的制作材料有硅、不锈钢及生物降解材料，如透明质酸、聚乳酸等；从给药方式上可分为固体、包被、溶解、空心以及水凝胶等多种微针类型。本综述结合近年来微针技术相关进展，简要概述微针的制造材料及作用形式，重点介绍微针在药物递送、疫苗接种及组织液提取和生物标志物检测等领域的应用，探讨微针的机械强度、生物安全性、无菌化处理及稳定性等对其在市场上推广应用的影响，并对其未来发展进行了展望。

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19. 钠离子电池负极材料的储钠机制及性能研究进展

韩诚武少杰吴朝阳李明阳龙红明高翔鹏

过程工程学报 2023, 23 (2): 173-187. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.222083

摘要（426）

HTML （13）

PDF （1833KB）（216）

绿色能源的应用，促使着电化学储能与转换技术的飞速发展。锂离子电池作为储能领域最成功的二次离子电池之一，已被应用于各种电子产品中，但是由于锂资源短缺造成锂离子电池的成本增加，限制了其在大规模储能设备领域的应用。因此，寻找价格低廉、性能优异的二次离子电池是当下的研究热门之一。钠离子电池不仅拥有和锂离子电池相似的工作原理，而且还具有成本低、资源丰度大和可逆容量高的特点，有望成功地代替锂离子电池而应用于商业化生产。本工作主要综述了钠离子电池负极材料的性能研究进展，首先根据钠离子在负极材料存储方式不同，分析归纳了负极材料的插层反应、合金化反应和转换反应三种储钠机制，然后介绍了负极材料的结构修改、元素掺杂和材料复合三种改性方式，随后重点介绍了碳基材料、钛基材料、合金类材料、转换类材料和有机材料等几种关键的钠离子电池负极材料的电化学性能和所面临的问题，最后，以实际生产和工业应用为基础，展望了钠离子电池负极材料的研究方向。

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20. 扭曲椭圆管强化传热研究进展及应用

李修真谈莹莹袁俊飞王占伟王林

过程工程学报 2022, 22 (5): 561-572. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.221153

摘要（420）

PDF （6683KB）（240）

扭曲椭圆管因结构简单、强化传热及阻垢性能优异，近年来成为被动强化传热领域研究热点之一。虽已有文献对扭曲椭圆管换热器技术进行了综述，但对扭曲椭圆管强化传热特性的归纳和工程应用研究脉络的梳理存在不足，本工作着眼于扭曲椭圆管内外传热及流阻性能研究、扭曲椭圆管换热器研发和工程应用两方面内容，概括了扭曲椭圆管(束)结构、工质、流动状态对传热性能及流阻特性的影响规律；回顾了扭曲椭圆管换热器工程应用案例，总结了有关扭曲椭圆管研究尚待完善之处，并对扭曲椭圆管强化传热研究的发展趋势进行展望，为深化扭曲椭圆管理论研究和工程实践提供指导和参考。

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21. 单组元推力器固定床催化分解反应工程基础

侯宝林李雪王文涛卢婷丛伟民王浩龙高德扬黄传德单继宏夏连根王晓东张涛

过程工程学报 2021, 21 (10): 1142-1155. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220304

摘要（384）

PDF （2128KB）（196）

自20世纪60年代肼类化学单组元推力器诞生以来，液体单组元推进技术在卫星轨控、火箭姿态调整和应急动力系统中得到了广泛应用。化学单组元推进技术关键是高能液体化学推进剂在颗粒固定床内催化分解反应过程。由于其化学反应过程的复杂性，目前该类推进技术开发不考虑化学反应工程本质，以热能和空气动力学工程理论为基础，通过大量耗时耗力推力器热实验完成。本工作从化学反应工程角度出发，论述了化工热力学、催化反应动力学、单颗粒催化剂内扩散?反应、催化剂纳微孔道内流体?反应以及在固定床宏观多孔介质中和颗粒堆积形成的介观复杂几何结构内流动?传递?反应的耦合理论，且在化学单组元推进系统中推进剂能量设计，催化剂结构和催化分解固定床设计中的应用。本工作给出了单组元推进技术中相关催化反应工程理论基础，有望为新型绿色化学单组元推进技术的开发提供推进剂配方，为催化剂合成以及分解固定床的设计提供理论基础。

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22. 电子废弃物回收镓技术的研究进展

杨依帆冷国琴陈博利黄朝晖孙峙陶天一

过程工程学报 2021, 21 (6): 639-648. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220167

摘要（380）

PDF （1239KB）（220）

含镓电子废弃物通常可分为废弃电子产品及其生产过程中产生的含镓废料两类，由于伴生重金属、易燃有机物等有害物质而具有环境和资源的双重属性，其资源循环近年来受到广泛关注。镓在电子废弃物中主要以化合物形式赋存，具有伴生元素多、物理化学性质稳定等特征。本工作系统梳理了含镓电子废弃物回收处理现状，总结了湿法冶金、火法冶金及生物冶金等技术在回收不同种类的含镓电子废弃物的应用，并通过对比不同物理化学属性的含镓物料使用回收技术以及分离、净化方式的不同，指出了目前现存的回收含镓电子废料的技术问题及未来的发展方向。

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23. 催化臭氧氧化降解水中有机污染物的研究进展

王书欢周理龙李正杰韩继龙刘润静 Jimmy Yun

过程工程学报 2022, 22 (5): 586-600. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.221094

摘要（367）

PDF （7082KB）（82）

水污染是当前工业发展中亟待解决的问题之一，催化臭氧氧化降解有机污染物工艺具有绿色、高效和工艺简单的优点而被广泛应用，而其中的关键在于催化剂的选用。本研究对均相催化臭氧氧化和非均相催化臭氧氧化过程的机理进行了分析和总结，着重讨论了非均相催化臭氧氧化过程常采用的贵金属催化剂、过渡金属催化剂、碱土金属催化剂和非金属催化剂对臭氧氧化降解有机污染物的促进作用，对提高这些催化剂催化活性的方法进行了综述，总结了pH值、臭氧浓度、催化剂剂量和有机污染物浓度对催化臭氧氧化降解有机物过程的影响。指出目前催化臭氧氧化降解有机污染物过程面临的主要问题是活性组分的流失导致催化剂催化活性下降。在今后的研究中，开发和制备新型、高效、绿色、稳定的催化剂以及探究最佳工艺条件仍是研究的重点。可以通过提高催化剂的吸附能力以改善臭氧在水溶液中的传质，促进臭氧分子的分解，还可以通过不同活性组分的协同偶联有效抑制活性组分的流失，提高催化剂催化活性的同时提高催化剂的稳定性，以达到高效降解有机化合物的目的。

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24. 钠离子电池层状氧化物正极材料改性研究进展

李苗苗邱祥云尹延鑫张涛戴作强

过程工程学报 2023, 23 (6): 799-813. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.222296

摘要（359）

HTML （91）

PDF （47402KB）（360）

由于储量丰富、价格低廉及安全环保等突出优点，钠离子电池(SIBs)被认为是大规模储能应用的主要候选技术之一，而正极材料的开发也决定了钠离子电池的商业化进程和最终性能。钠离子电池层状氧化物正极材料，具有比容量高、构造简单、稳定性好等优势，是最富有前景的钠电正极材料之一。但此类材料目前仍面临电化学过程的不可逆变化、空气中储存不稳定和界面稳定性较差等问题，严重制约着钠离子电池商品化进程的发展。为了解决材料所存在的这些问题，研究人员对其进行改性优化。据此，本工作综述了钠电正极材料层状氧化物离子掺杂、表面包覆、纳米结构设计、P/O混合相等改性措施所取得的成效，为钠电正极材料层状氧化物改性研究提供了基础，并对层状氧化物的后续发展趋势进行了展望。

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25. 碳中和背景下的钢化联产发展趋势

石春艳张国帅李益张锁江

过程工程学报 2022, 22 (10): 1317-1324. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.222361

摘要（358）

HTML （30）

PDF （2057KB）（134）

本工作针对钢铁行业副产的煤气、余热、钢渣及钢化联产现状进行了分析，论述了碳中和背景下钢化联产绿色低碳技术的发展趋势，展望了未来无碳炼钢的新型钢厂从“以化固碳”转变为“以氢代碳”的新模式，并提出了加快钢化联产新技术应用建议和举措，以期建立以钢铁行业为龙头，耦合化工行业的新型工业可持续发展生态链，支撑我国“双碳”目标的实现。

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26. 纤维素辐照改性及其应用

董晓晗盛轲焱陈志炎黄江顾彦龙

过程工程学报 2021, 21 (12): 1395-1402. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220409

摘要（355）

PDF （944KB）（65）

辐照技术利用电离辐射诱发物理化学反应(例如交联、聚合、接枝、降解等)对材料进行加工或改性，与常规加工方法相比，具有节能、无环境污染等特点。将辐照技术应用于纤维素改性过程近年已成为非动力核技术应用领域研究的热点之一。本工作对目前纤维素的辐照技术及其基本反应机理进行了概述，其中包括纤维素膜材料、纤维素水凝胶、纤维素微晶/纳米材料，并对纤维素辐照改性过程的辐照环境，包括溶剂、敏化剂、温度、辐照剂量、环境氛围、结晶度等进行了总结。

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27. 矿物掺合料对磷酸镁水泥性能影响及机理研究现状

马越周新涛黄静罗中秋符义忠母维宏王路星邵周军

过程工程学报 2021, 21 (6): 629-638. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220157

摘要（354）

PDF （799KB）（131）

磷酸镁水泥(MPC)，具有快硬、早强等优点，应用于道路抢修、重金属固化等领域，但其存在凝结时间过快、耐久性差等缺陷。通过矿物掺合料对MPC进行改性，延缓其凝结时间、改善其耐久性的同时，实现了工业废渣的循环再利用。本工作综述了粉煤灰、矿渣、偏高岭土、硅灰等矿物掺合料对MPC流动度、凝结时间、力学性能、耐久性的影响，并对矿物掺合料改性磷酸镁水泥的机理进行了分析探讨。鉴于目前矿物掺合料改性磷酸镁水泥研究中存在的问题，并结合实际应用需求，对MPC改性研究及其发展方向进行了展望，为矿物掺合料改性MPC研究提供相关依据。

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28. 中国钢铁行业“超低排放”向“减污降碳”过渡的技术思考

朱廷钰刘霄龙

过程工程学报 2022, 22 (10): 1360-1367. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.222353

摘要（353）

HTML （20）

PDF （2835KB）（157）

钢铁行业是我国国民经济的重要基础产业，但同时也是我国污-碳排放量最大的工业行业。2019年4月，五部委联合印发了《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》，率先引领了工业烟气超低排放，我国钢铁行业大气污染排放量实现了大幅削减。“十四五”以来，在“双碳”背景下，随着减污降碳的提出，现有超低排放技术所带来的碳增量效应问题逐渐凸显，又对钢铁行业带来了新的技术需求。本工作阐述了我国钢铁行业超低排放的技术进展，归纳了钢铁行业减污降碳发展方向，并提出了未来钢铁行业绿色低碳发展建议，为推动中国钢铁行业的高质量绿色发展提供参考。

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29. 气体水合物生成过程强化方法研究现状

赵奇陈朝阳夏志明张郁徐纯刚李小森

过程工程学报 2021, 21 (9): 993-1002. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220296

摘要（346）

PDF （1562KB）（209）

气体水合物因其特殊的物理化学特性，已被气体分离、二氧化碳捕集与封存、海水淡化、气体储运等诸多领域学者广泛研究。但气体水合物生成条件较为苛刻、生成速率及储气能力较商业化应用还有较大差距。本工作从气体水合物生成条件、生成速率、储气能力等角度，分别综述了机械强化、外场作用、添加剂等强化方法对气体水合物生成过程的强化原理、技术特征及其研究现状；综合比较分析了各种强化方法的优势及存在的问题；展望了各强化方法的未来发展方向及其适用领域；特别是针对气体水合物法海水淡化的技术特征和关键问题，提出以外电场强化气体水合物法海水淡化过程的新思路。

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30. 液液旋流分离器的数值模拟研究进展

池燕妮孟祥海张睿刘海燕刘植昌

过程工程学报 2021, 21 (10): 1132-1141. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220262

摘要（346）

PDF （829KB）（130）

旋流分离器是近年来发展非常迅速的液液分离设备，其主要优点是高效、节能、占地面积少且成本低，工业应用广泛。数值模拟是液液旋流分离器研发与研究的重要手段。本工作系统地介绍了目前液液旋流分离器在数值模拟中的研究进展，详细地分析了数值模拟过程中旋流分离器模型的选择、几何结构和操作参数的改变对分离效率和流场的影响及最终的评价指标，并对几何结构和操作参数改变提出了见解，对液滴破碎和聚并、旋涡的数值模拟及开发新的公式评价分离效率进行了展望。

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31. 化学氧化强化湿法冶金清洁生产：进展与展望

孙思涵潘福生谢勇冰曹宏斌张懿

过程工程学报 2022, 22 (2): 145-161. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.221073

摘要（333）

PDF （953KB）（66）

湿法冶金具有能耗低、污染小等优点，广泛应用于低品位复杂矿石处理。金属浸出是湿法冶金的首要环节，但存在金属回收率低和反应时间长等问题。化学氧化可加速金属硫化物转化为金属离子或改变金属的价态，有利于后续目标金属的分离富集，在此过程中还可以通过介质强化、外场强化提高金属氧化浸出率。主要介绍了五种典型的低腐蚀性化学氧化剂(Fe3+, O2, H2O2, O3和过硫酸盐)，以及相关的协同氧化方法在金属浸出中的应用和机理分析，介绍了加压强化、介质强化、微波和超声等强化方法，对比分析了各方法的优缺点及适用范围。Fe3+广泛应用于硫化矿的酸性浸出，独特的离子对循环使Fe3+可与多种氧化剂形成协同氧化浸出机制。O2常通过加压强化提升氧化浸出效率，可促进难处理硫化矿氧化分解。H2O2氧化性强，氧化产物清洁无污染，受到广泛关注，近年来多用于电子废弃物资源处理领域。臭氧预氧化处理含硫含砷难处理金精矿，可有效解除难浸硫化矿对金的包裹，促进金的溶出。过硫酸盐性质稳定，氧化能力强，可活化生成更高氧化性的活性氧。协同氧化可结合各氧化剂的优点，提高氧化能力，降低综合成本。四种强化方法可为化学氧化过程提供能量、加强传质或提高金属分离选择性，有助于提高金属浸出率，缩短反应时间。展望了化学氧化强化金属浸出技术的发展前景和技术挑战，对湿法冶金清洁生产技术开发有指导意义。

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32. 生物质吸附材料对Cr(VI)的吸附还原研究进展

武少杰郭成胡笳高翔鹏李明阳龙红明

过程工程学报 2021, 21 (12): 1383-1394. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220412

摘要（327）

PDF （1860KB）（120）

重金属污染是当今工业发展所面临的一个重要环境问题，传统处理含铬废水的方法具有工艺简单、操作方便等优点，但存在二次污染、处理成本高等问题。寻找成本低、去除效率高的重金属废水处理方法是当下研究的一个重要方向。本工作介绍了生物质吸附法对含铬废水的处理研究，简述了生物质材料在金属吸附回收领域的优势，分析了当前生物质吸附材料的研究内容和发展现状，归纳了目前常用的物理、化学改性方法，并详细介绍了改性生物质材料对Cr(VI)的吸附效果，然后根据吸附剂表面活性基团与吸附质之间相互作用的类型，分析总结了生物质吸附材料对Cr(VI)的四种吸附机理以及在吸附过程中氨基、羟基、硫醇等活性基团作为电子供体对Cr(VI)的还原机理。最后，从研究与应用的角度，对生物质吸附材料吸附还原Cr(VI)的未来研究方向做出展望。

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33. 分级多孔碳的制备及其在超级电容器中的应用

崔颖刘威肖赛君

过程工程学报 2021, 21 (8): 895-904. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220187

摘要（320）

HTML （6）

PDF （812KB）（146）

超级电容器因其高功率密度、超高速充放电、高稳定性等突出特点在电化学储能装置中引起人们极大关注。在当前开发的电极材料中，碳材料因其良好的导电性、孔隙率及形貌可调等特点备受青睐。传统的单一微孔碳材料具有较大的比表面积，但存在利用率低、孔道堵塞、电阻较大等问题。针对上述问题，研究人员对分级结构多孔碳材料开展了广泛的研究。本工作通过分析调研国内外相关文献，详细评述了现有分级多孔碳材料制备方法，简要介绍了各方法的原理和优缺点，同时对分级多孔碳应用于超级电容器时的性能改进方法进行了总结，并展望了其未来发展方向，为将来分级多孔碳的进一步研究提供参考。

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34. 过程工程所流化床直接还原技术研究进展

范川林杜占潘锋邹正李军李洪钟朱庆山

过程工程学报 2022, 22 (10): 1325-1332. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.222325

摘要（316）

HTML （30）

PDF （4964KB）（185）

“双碳”背景下，钢铁工业亟待低碳重塑，氢气直接还原(常称为“氢冶金”)是国内外竞相研发的重要方向。流态化直接还原是过程工程所六十多年来一直坚持的研究方向。值此叶渚沛先生诞辰120周年之际，本综述回顾并概述了过程工程所在流态化直接还原基础理论和工业应用两方面所取得的一系列重要成果。基础理论方面包括颗粒间黏着力与分离力相互竞争黏结机制、聚团流化和慢速失流的发现、不同铁形貌析出机理和黏结特性，以及降低颗粒间黏结力(颗粒包覆改性、调控铁析出形貌)和增大颗粒间分离力(增强颗粒运动、增大颗粒尺寸、施加外场力)等一系列抑制黏结失流方法；工业应用方面包括100公斤/天流化床氢气直接还原、1吨/天钒钛磁铁矿流化床直接还原和千吨级钒钛磁铁矿直接还原-电炉熔分等中间试验，目前正在与鞍钢集团等单位合作开展全球首套1万吨直接还原铁/年流化床绿氢直接还原工程示范。谨以此文缅怀叶渚沛先生、郭慕孙先生等老一辈科学家，以期推动流化床直接还原基础理论和技术研发的进步，为钢铁工业低碳重塑贡献智慧和力量。

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35. 连铸凝固过程热模拟实验方法及应用案例

袁华志仲红刚翟启杰

过程工程学报 2022, 22 (10): 1400-1413. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.222310

摘要（302）

HTML （12）

PDF （5409KB）（79）

凝固是制约冶金产品质量的重要环节，但因高温、不透明、大规模和连续化的生产特点，连铸生产条件下的凝固问题研究极为困难。目前的研究方法主要包括数值模拟、物理模拟和热模拟，其中热模拟方法因可以直接获取接近生产条件的实验数据而备受关注。本工作系统介绍了连铸凝固热模拟研究方法，简述了热模拟技术原理，并对结晶器热模拟方法及特征单元热模拟方法的原理和应用进行总结。其中，基于特征单元热相似性提出的连铸坯枝晶生长热模拟及凝固裂纹热模拟等方法成功地将十几吨铸坯的凝固过程“浓缩”到实验室用百克钢研究，不仅可以揭示钢液成分、浇注和冷却条件等因素对凝固过程、组织和元素分布的影响规律，而且还可以获得铸坯固液界面形貌、界面前沿溶质扩散和夹杂物演变、凝固裂纹形成的可能性及条件等其他手段无法得到而冶金界非常关注的问题。

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36. MOF基混合基质气体分离膜界面作用调控研究进展

巩莉丽白菊王璨赖卫单玲珑罗双江刘植昌

过程工程学报 2023, 23 (4): 489-500. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.223054

摘要（301）

HTML （23）

PDF （7406KB）（259）

混合基质膜结合了无机填充材料和聚合物组分的双重优势，被认为是一种可同时增加渗透性和选择性的新型方法，有望解决传统聚合物膜的Trade-off效应。混合基质膜的气体分离性能主要依赖无机填充材料的分子筛分性质和高分子本身的化学结构，因此适当选择无机填充材料对于制备高性能的混合基质膜十分重要。金属有机骨架(MOF)作为一种新型多孔填料，具有比表面积大、密度小、孔隙率高和孔尺寸可调等优点，因此在气体吸附分离和气体储存等领域应用广泛，为新型混合基质膜带来良好的发展机遇。但混合基质膜的分离性能并不是简单地两相性能相加，在大多数情况下分离性能远低于材料模拟的预测理论值，造成这种非理想性的关键因素之一是MOF晶体和聚合物之间的界面缺陷，这可能导致界面非选择性空隙的形成、聚合物硬化和孔隙堵塞等界面问题，降低膜的分离性能。因此，实现MOF-聚合物基质间的界面作用调控以改善界面相容性是充分发挥MOF基混合基质膜气体分离潜力的关键。本工作综述了MOF基混合基质膜近五年关于不同类型界面作用调控的方法及策略，及其对气体分离性能的影响。最后，总结构建的界面作用对于混合基质膜性能的正面影响并提出当中存在的问题，为混合基质膜未来的发展提供指导，并激励研究人员采取更多的策略来解决目前的挑战。

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37. 沸石咪唑骨架膜的制备及其应用进展

冯凡曾坚贤黄小平张锐吴振威

过程工程学报 2022, 22 (6): 709-719. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.221191

摘要（301）

HTML （327）

PDF （11190KB）（56）

近年来，将金属-有机骨架材料(MOFs)和膜基材料结合，制备新型MOFs分离膜成为膜领域研究的热点之一。由于MOFs具有类似分子筛结构和空间拓扑结构，在分离、催化等方面具有潜在的应用前景。沸石咪唑框架材料(ZIFs)作为MOFs中重要分支之一，因其具有优异的热稳定性和化学稳定性被应用于膜分离。本工作重点阐述了原位生长、界面反扩散、逐层组装、二次生长、气相沉积和微流体处理等方法制备ZIFs多晶膜和杂化膜，并系统介绍了ZIFs复合膜在染料与重金属离子去除、气体分离、天然气净化、生物医药和电化学传感中的应用。最后，总结了ZIFs复合膜制备过程中存在的问题和挑战，并对ZIFs复合膜未来研究的方向提出了展望。

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38. 铁矿石浮选调整剂的研究进展

李明阳陈泽廉德高翔鹏龙红明童雄

过程工程学报 2021, 21 (9): 1003-1011. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220275

摘要（296）

PDF （834KB）（167）

复杂难选铁矿石的合理开发与高效利用已经成为当今钢铁行业的焦点问题，浮选是铁矿石处理最有效的选矿方法之一，具有分选效率高、精矿品位高、回收率提升幅度大等特点，尤其是处理微细粒矿石的选别效果更明显。浮选药剂的合理选择和利用是提高浮选效果的重要方法之一。近年来，随着难选铁矿石占比持续增大，新型浮选药剂研究发展迅速。本工作综述了近年来铁矿石浮选调整剂的研究进展，重点介绍了絮凝剂、分散剂、活化剂、抑制剂的研究现状，讨论了调整剂在铁矿石浮选中的重要作用，总结了铁矿石浮选调整剂尚存的不足之处，并对铁矿石浮选药剂的研究方向进行了展望；针对复杂难选铁矿分选，尤其是含铁硅酸盐型铁矿浮选中所用常规浮选调整剂存在的选择性差、分选效率低等问题，探索研制选择性好、分选效率高、来源广、无毒、廉价的新型调整剂及其组合复配药剂将是未来铁矿石浮选调整剂的研究重点。

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39. 离子液体-氧化石墨烯膜材料在CO ₂分离领域的研究进展

郭艳东贺艳静张晓春

过程工程学报 2021, 21 (12): 1373-1382. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220344

摘要（285）

PDF （1089KB）（64）

离子液体是一种饱和蒸汽压低、结构可设计、稳定性强、液态温度范围宽的绿色溶剂，同时对CO2又有较高的溶解度，因此成为当前CO2分离领域的研究热点材料。将离子液体和二维纳米材料结合得到的分离膜材料兼具离子液体和二维纳米材料的优势，在气体分离方面展现了良好的应用前景。其中，离子液体和氧化石墨烯的结合备受关注。针对这一热点问题，本工作综述了国内外通过氧化石墨烯、离子液体及离子液体?氧化石墨烯膜材料在CO2分离方面的研究和进展。相关研究表明，离子液体?氧化石墨烯膜材料具有较好的CO2选择性能、渗透性能和稳定性能，是一种非常有潜力的CO2分离材料。最后，提出了利用离子液体、氧化石墨烯及离子液体?氧化石墨烯膜材料进行CO2捕集分离的未来研究挑战和展望。

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40. 微尺度蒸馏技术的研究进展

唐银郑永杰田景芝孙静于洪健

过程工程学报 2022, 22 (6): 699-708. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.221195

摘要（285）

HTML （350）

PDF （2168KB）（98）

随着电子学的发展和微制造技术的不断进步，微尺度蒸馏技术作为一种有效的化工强化手段，可用于解决蒸馏工艺存在的设备庞大、能量利用效率低以及对于相对挥发度较低的体系分离困难等问题。当尺度减小后，液体通道的深度和传质距离也随之减少，气-液或液-液间的传质效率显著增强。利用微蒸馏设备进行分离具有极低的等板高度；同时，在具有优良控温系统的前提下可以对传热进行更精准地控制，有利于减少热敏体系中副反应的发生。本综述分别介绍了重力微蒸馏、载气微蒸馏、真空微蒸馏、毛细(管)力微蒸馏和离心力微蒸馏五种主要的微尺度蒸馏方法，比较和讨论了每种方法的结构特征及其优缺点，并对微蒸馏设备的加工制造技术进行了系统介绍。微尺度蒸馏技术具有特殊的优势，能够为现代化工蒸馏向着降耗、环保、集约化的目标发展提供新思路。

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