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期刊基本信息
创刊:2001年 月刊
名称:过程工程学报
英文:The Chinese Journal of
   Process Engineering
主管:中国科学院
主办:中国科学院过程工程研究所
出版单位:科学出版社
主编:张锁江
副主编:陈运法 葛 蔚 巩金龙
马紫峰 齐 涛 张香平 朱庆山
朱为宏
ISSN:1009-606X
刊号:CN 11-4541/TQ
电话:010-62554658
邮箱:gcgc@ipe.ac.cn
地址:北京中关村北二街1号过程大
厦A811
邮编:100190
定价:30元/期
  当期目录
 
2018年 18卷 1期
刊出日期:2018-02-22

过程与工艺
综述
流动与传递
反应与分离
材料工程
环境与能源
 
       综述
1 生物基有机酸提取分离技术研究进展
鄢凌 傅宏鑫 王旭东 孙亚琴 戴建英 修志龙
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217166
有机酸如乳酸、琥珀酸、柠檬酸、衣康酸、苹果酸等在工业上有重要应用,随着食品、医药、化学合成等工业的发展,有机酸需求骤增,发酵生产有机酸逐渐成为生物工程领域中一个重要而成熟的分支,但存在产物浓度低、成分复杂、后处理量大等问题. 有机酸亲水性好、不同有机酸物理化学性质相近等特点导致产物分离提纯困难,成为制约生物法生产有机酸的瓶颈. 分离发酵液中有机酸的方法主要有沉淀法、萃取法、吸附法、离子交换法、膜分离法、电渗析法和酯化法等. 通过各种分离方法的对比,发现单一的分离方法很难有效分离有机酸. 集成不同分离方法,可简化分离工艺,分离效果更好. 此外,采用新型分离耦合技术,可实现有机酸的连续或半连续生产,是未来发酵行业的一个重要发展方向.
2018 Vol. 18 (1): 1-10 [摘要] ( 742 ) HTML (1 KB)  PDF (510 KB)  ( 347 )
11 闪锌矿浮选的活化与去活化研究进展
李佳磊 宋凯伟 刘殿文 章晓林 李健民 敖顺福
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217183
重点综述了闪锌矿活化与去活化的研究进展,讨论了闪锌矿活化离子的来源,指出闪锌矿活化受矿浆电位、pH值、活化剂浓度和晶格缺陷等因素影响,铜氨络离子对闪锌矿及铁闪锌矿具有良好的活化效果,能降低选矿药剂成本,改善锌精矿质量;去活化作用通过清除闪锌矿表面活化层或在其表面生成亲水薄膜实现;从回水利用、矿物的内外部环境和新药剂等方面预测了多金属硫化矿石的选矿理论与实践的发展方向.
2018 Vol. 18 (1): 11-19 [摘要] ( 710 ) HTML (1 KB)  PDF (543 KB)  ( 159 )
20 碳酸锂的制备及其纯化过程的研究进展
赵春龙 孙峙 郑晓洪 高文芳 张延玲 林晓
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217234
近年来,随着锂离子电池的广泛应用及动力汽车产业的兴起,锂的需求量逐年增加. 碳酸锂作为一种最重要的基础锂盐,在锂离子电池中广泛应用,主要用于合成锂离子电池正极材料. 目前,高纯碳酸锂主要通过从矿石提锂浸出液或盐湖卤水中经过纯化工艺制备. 纯化方法主要包括碳化法、苛化法、电解法、碳酸锂重结晶法及离子交换法等. 但碳酸锂制备和纯化过程中存在诸多问题,如锂钠的深度分离、高纯碳酸锂的制备等. 本工作对碳酸锂制备及纯化方法进行综述,指出了碳酸锂制备及纯化过程中存在的主要问题及未来的发展方向.
2018 Vol. 18 (1): 20-28 [摘要] ( 725 ) HTML (1 KB)  PDF (1258 KB)  ( 242 )
       流动与传递
29 等温条件下球形颗粒沉降的轨迹特性
常建忠 张莹 刘汉涛
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217167
采用粒子图像测速仪研究了球形颗粒在重力作用下沉降的流场特性,研究了同一雷诺数(Re)下不同释放位置、同一释放位置不同Re下的颗粒沉降的规律. 结果表明,Re≤100时,同一Re下不同释放位置,颗粒最终稳定沉降位置均在中心处. 颗粒的释放位置沿中心线对称时,颗粒沉降的轨迹线沿中心位置对称;同一释放位置不同Re下,随Re增加,颗粒最终沉降轨迹由稳定的直线下降变为稳定的周期性摆动下降.颗粒的平衡位置与颗粒的初始释放位置及Re无关,但颗粒沉降的轨迹形状与释放位置及Re有关. 模拟结果与实验结果几乎一致.
2018 Vol. 18 (1): 29-34 [摘要] ( 491 ) HTML (1 KB)  PDF (495 KB)  ( 188 )
35 LBM和CFD数值模拟错流列管流体力学的效率比较
袁梦霞 乔秀臣
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217169
采用无网格格子?玻尔兹曼法(LBM)模拟计算错流换热器流体力学,并与CFD模型对比. 结果表明,结合大涡模拟(LES),LBM合理预测了错流换热器湍流流体力学,模拟速度分布与文献结果吻合较好,关键物理量计算误差均在工程允许范围内. LBM与CFD模型模拟结果大致相同,计算时间相近,计算效率无明显差异. CFD模型需大量前处理时间用于网格划分,尤其对于具有复杂几何内构件的换热器,网格处理更复杂. LBM基于粒子追踪计算平衡态分布函数的演化,采用格子概念替代原网格,只需指定格子离散尺寸,无需适应几何边界的空间离散,模型适用性更强,建模过程更高效,适合复杂几何结构的模拟.
2018 Vol. 18 (1): 35-40 [摘要] ( 598 ) HTML (1 KB)  PDF (1319 KB)  ( 118 )
41 三维管烟气换热器传热特性的实验及模拟研究
莫逊 朱冬生 林成迪
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217198
通过实验对三维管换热元件与传统H型鳍片管进行测试,研究其传热特性. 结果表明,三维管换热器的总换热系数是H型鳍片管换热器的2?3倍,采用错列布置换热管比顺列布置换热管的阻力大. 修正的气侧对流换热系数关联式更符合实际,计算结果比原式提高约26%,FLUENT软件能很好模拟三维管换热器的实际情况,模拟结果误差较小.
2018 Vol. 18 (1): 41-48 [摘要] ( 380 ) HTML (1 KB)  PDF (3285 KB)  ( 265 )
49 管外降膜湿润能力的实验研究
林仕 张政 庄焜煜 刘曦 葛周天 陈君浛 李学来
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217203
在不同进液流量、进液高度、进液孔径、管径和倾斜角下,用图像法测量了光滑圆管外壁液膜湿润长度,研究了各参数对液膜湿润能力的影响. 结果表明,随进液流量增大,液膜湿润能力先增大后稳定在一个固定值. 研究进液高度对湿润能力的影响时需考虑液膜的流型,流型为柱状流时,液膜进液高度对液膜湿润能力的影响较小;流型为柱状?片状流时,随进液高度增大,液膜湿润能力先减小后不变;流型为片状流时,液膜湿润能力达到饱和. 研究进液孔径对湿润能力的影响时需考虑液膜的流型,流型为柱状流时,液膜湿润能力随进液孔径增大先增大后减小,变化幅度较小;流型为柱状?片状流和片状流时,液膜湿润能力随进液孔径增大而减小. 一定流量下,管径越大,液膜湿润表面积越大,湿润能力越差. 受倾斜角度的影响,液膜湿润长度不再沿进液柱对称分布,湿润能力出现下强上弱的分布规律.
2018 Vol. 18 (1): 49-56 [摘要] ( 510 ) HTML (1 KB)  PDF (1586 KB)  ( 129 )
57 浸没状态下液-液两相水平对撞浓度场的数值模拟
张建伟 施博文 冯颖 张志刚
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217219
用Fluent软件对水和甲苯液?液两相撞击流进行了模拟,研究了浸没状态下液?液两相撞击流的浓度场,用不均匀系数比较和分析了不同截面的浓度场,研究了不同进口流量(Q)、喷嘴直径(D)和两喷嘴间距(L)下浓度场的变化规律. 结果表明,随进口流量增加,不均匀系数先增加后减小,Q=300和800 L/h时不均匀系数均低于0.04;随两喷嘴间距增加,不均匀系数持续增加,L≤3D时不均匀系数均小于0.05,液?液两相撞击流在小喷嘴间距下混合效果好;随喷嘴直径增加,不均匀系数先减小后增加,在D=10 mm时最佳.
2018 Vol. 18 (1): 57-62 [摘要] ( 566 ) HTML (1 KB)  PDF (2141 KB)  ( 225 )
63 组合螺带桨搅拌槽内粉体的混合性能
刘峻溪 高正明 马博学 包雨云 蔡子琦
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217232
在直径0.48 m的立式搅拌槽内研究了4种组合式螺带搅拌桨的粉体混合性能,考察了搅拌转速、粉体物料装填高度和搅拌桨型对粉体混合性能的影响,分析了径向与轴向上的粉体混合情况. 结果表明,搅拌转速是影响粉体混合的重要因素,增加搅拌转速能明显缩短混合时间,转速44.0 r/min时的混合因子π3比转速8.7及26.5 r/min时下降50%及30%以上;在搅拌桨内部附加较小的内桨使功率略有增加,但可显著缩短混合时间,转速44.0 r/min时能使π3下降50%,提高混合效率.
2018 Vol. 18 (1): 63-68 [摘要] ( 523 ) HTML (1 KB)  PDF (533 KB)  ( 122 )
69 新型提升管进料段内压力脉动强度分布的影响因素
赵凤静 边京 范怡平
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217236
通过大型冷模实验,考察了油剂逆流接触提升管进料段内压力脉动强度的轴、径向分布,并结合射流气浓度分布、预提升气浓度分布和颗粒浓度分布分析了气固间作用特征及其对流动的影响. 结果表明,根据喷嘴射流、预提升气及颗粒相对压力脉动的贡献,可将新型提升管进料段沿轴向由下而上分为喷嘴进气上游影响区(H=?0.375~?0.1 m)、喷嘴进气控制区(H=?0.1~0.375 m)及喷嘴进气下游影响区(H=0.375~0.675 m). 进料段内压力脉动相对标准偏差径向分布的模拟值与实验值吻合较好.
2018 Vol. 18 (1): 69-74 [摘要] ( 472 ) HTML (1 KB)  PDF (393 KB)  ( 137 )
75 液固萃取塔中尼龙6中己内酰胺的外部传质系数
秦春曦 奚桢浩 赵玲
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217261
采用固定床半间歇萃取装置在工业生产温度与流速下研究了尼龙6颗粒中己内酰胺(CL)的液固传质过程,基于萃取过程中CL浓度在颗粒中呈现抛物线分布的假设,建立了液固传质过程的外部传质系数模型. 结果表明,温度65~95℃和液相流速0.27~2.71 mm/s时,提高温度与流速均能显著加快CL的液固萃取. 外部传质系数模型适用于描述无因次时间大于0.15的实验数据. 将CL外部传质系数进行无因次量纲化,建立了舍伍德数(Sh)、施密特数(Sc)和雷诺数(Re)间的相互关系,可用于预测尼龙6工业萃取塔中的CL外部传质系数.
2018 Vol. 18 (1): 75-81 [摘要] ( 451 ) HTML (1 KB)  PDF (337 KB)  ( 257 )
       反应与分离
82 [Bmim][PF6]高效吸收二氯甲烷及流程模拟
王斌琦 张香平 尚大伟 冯建朋 吴慧 张彦春 李建伟
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217196
采用智能重量吸附仪测量了不同温度、压力下二氯甲烷(CH2Cl2)在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([Bmim][PF6])中的溶解度,用NRTL方程建立了离子液体?二氯甲烷体系的气液平衡模型,拟合得到二元交互作用参数,计算所得的二氯甲烷溶解度与实验数据吻合良好,平均相对误差为3.16%. 构建了离子液体处理含二氯甲烷尾气及资源回收利用的常压吸收?减压闪蒸解吸工艺和模型,模型适用范围为温度278.15~308.15 K,压力0~0.1 MPa. 对吸收塔进行了模拟和灵敏度分析,获得了常温常压吸收条件下的最佳操作工艺参数.
2018 Vol. 18 (1): 82-87 [摘要] ( 589 ) HTML (1 KB)  PDF (461 KB)  ( 344 )
88 升温速率对CO2在13X分子筛上脱附性能的影响
郭亚楼 张辉 刘应书 赵梓伶 张宣凯 李东
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217229
采用程序升温脱附技术研究了升温速率对CO2在13X上脱附性能的影响,基于Polanyi?Wigner方程在无假定条件的情况下计算了不同升温速率下的脱附活化能(Ed). 结果表明,13X分子筛在常温下吸附CO2后,脱附时会产生两个脱附峰(低温峰和高温峰);改变升温速率?会影响Ed,随?升高,低温峰的脱附活化能Ed,L呈对数规律减小,高温峰的脱附活化能Ed,H基本不变,且Ed,L<Ed,H,无假设情况下Ed的计算结果比升温速率变化法计算结果更具合理性和准确性;吸附量相同时,随?升高,CO2的低温脱附量Qd,L逐渐增大而高温脱附量Qd,H逐渐减小,且Qd,L>>Qd,H;物理吸附与化学吸附作用力的差异造成两峰吸脱附机理存在根本差别.
2018 Vol. 18 (1): 88-95 [摘要] ( 508 ) HTML (1 KB)  PDF (550 KB)  ( 157 )
96 固/液态夹杂物穿过钢渣界面的分离机理
周业连 邓志银 朱苗勇
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217237
对液态和固态夹杂物穿过钢?渣界面的分离过程进行了物理模拟实验,研究了钢包内固态夹杂物比液态夹杂物易被去除的原因. 结果表明,固态夹杂物不被钢液润湿,在界面张力的作用下,固态夹杂物与界面之间的钢液在极短的时间内被排尽,导致固体夹杂物瞬间进入渣层. 液态夹杂物易被钢液润湿,界面张力使液态夹杂物与界面之间的钢液不能排尽,形成液膜. 液膜内的钢液在压力的作用下排尽,导致液膜破裂,液态夹杂物瞬间进入渣层. 实际液态夹杂物停留在钢?渣界面处的时间明显长于固态夹杂物穿过钢?渣界面所需时间.
2018 Vol. 18 (1): 96-102 [摘要] ( 521 ) HTML (1 KB)  PDF (5894 KB)  ( 249 )
103 用M5640从锌氨溶液中萃取锌
庄子宇 魏昶 李兴彬 黄卉 罗兴国 邓志敢 李存兄
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217268
以M5640为萃取剂,在CO2协同作用下,从氨?硫酸铵溶液中萃取锌,考察了萃取剂浓度、总氨浓度、相比、温度、加入CO2等因素对锌萃取率的影响. 结果表明,M5640在氨性溶液中对锌有一定的萃取能力,溶液pH值和总氨浓度对锌的萃取率影响较大,向溶液中加入CO2可明显提高M5640对锌离子的萃取能力. 在温度25℃及M5640加入量35vol%、相比O/A=2、锌离子浓度18.02 g/L、总氨浓度3 mol/L、加入CO2的条件下,锌的单级萃取率由不加CO2时的65.1%提升至97%以上,两级错流萃取锌萃取率达99.9%. 萃取得到的有机相不含氨,表明加入CO2可避免氨的共萃.
2018 Vol. 18 (1): 103-110 [摘要] ( 530 ) HTML (1 KB)  PDF (439 KB)  ( 275 )
       过程与工艺
111 钙化提钒溶液沉钒的影响因素及沉钒动力学
张菊花 严哲锋 张力
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217138
用(NH4)2SO4对钒渣钙化焙烧、稀酸浸取、化学沉淀净化后的酸性含钒溶液进行沉淀富集,考察了钒浓度、初始pH值、加铵系数(NH3/V摩尔比)、沉钒温度和时间对沉钒率及V2O5含量的影响,研究了沉钒动力学,对沉钒产物进行了表征. 结果表明,在初始pH为2.00?0.05、加铵系数1.5、温度大于95℃、沉钒时间120 min、钒液中V浓度大于20 g/L的条件下,沉钒率超过96%,产品中V2O5含量大于98%,杂质含量符合98级氧化钒的国家标准. 75~99℃下的沉钒过程可由Avrami动力学方程描述,表观活化能Ea=93.23 kJ/mol,指前因子A=9.14×1011 min?1. 铵盐沉钒产物为(NH4)2V6O16?1.5H2O,高温煅烧所得V2O5晶体为柱状,平均粒径1.25 ?m,主要杂质Mn以MnV2O6形式存在.
2018 Vol. 18 (1): 111-117 [摘要] ( 506 ) HTML (1 KB)  PDF (849 KB)  ( 268 )
118 钨酸铵-硝酸铵溶液体系结晶制备仲钨酸铵过程中钠/钾的析出行为
周秋生 李栋 朱志成 李小斌 齐天贵
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217153
研究了在钨酸铵?硝酸铵溶液体系制备仲钨酸铵过程中,硝酸铵添加量、杂钨比、反应温度等因素对钠/钾析出的影响. 结果表明,仲钨酸钠/钾比仲钨酸铵更易沉淀,且仲钨酸钾最易沉淀. 添加硝酸铵可有效抑制钠/钾沉淀,且抑制作用随硝酸铵浓度增加而增大. 随温度升高和钠/钾含量降低,析出物中钠/钾含量降低. 在硝酸铵添加量20 g/L、初始钠含量0.100 g/L、初始钾含量0.030 g/L、反应温度95℃的条件下反应,产品中的钠/钾含量能达到国家标准.
2018 Vol. 18 (1): 118-125 [摘要] ( 483 ) HTML (1 KB)  PDF (378 KB)  ( 171 )
126 砷铁水热共沉淀制备大颗粒臭葱石
余自秀 李存兄 魏昶 樊刚 李兴彬 邓志敢 李旻廷
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217178
开展了硫酸体系中砷铁水热共沉淀为大颗粒晶型臭葱石的研究,考察了初始Fe/As摩尔比、初始pH、反应温度、搅拌速度和氧分压等因素对砷铁沉淀率、臭葱石晶型形成及臭葱石粒度的影响. 结果表明,Fe/As摩尔比、初始pH及反应温度降低有利于形成纯净大颗粒臭葱石,臭葱石颗粒粒度与氧分压关系不大. 高搅拌速度有利于形成纯净臭葱石,但不利于大颗粒臭葱石晶体的形成. 在Fe/As摩尔比1.5、初始pH 1.0、反应温度160℃、搅拌速度500 r/min和氧分压0.4 MPa的优化条件下,除砷率高于97%,沉砷渣中砷含量大于30%,平均粒度大于20 ?m.
2018 Vol. 18 (1): 126-132 [摘要] ( 514 ) HTML (1 KB)  PDF (1496 KB)  ( 160 )
133 添加剂对铁精矿制备还原铁粉的影响
曹羽鑫 王恒辉 马江华 赵栋 李光强
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217190
以铁品位70.25%、SiO2含量1.86%的铁精矿为原料,探究添加剂(CaO、Na2CO3、Na2SO4)对铁精矿制备还原铁粉的影响。采用热力学计算对添加剂与硅酸亚铁(Fe2SiO4)的反应进行了分析,其中CaO与Fe2SiO4反应的热力学条件最佳,反应起始温度最低为650 K。随后在1423 K下,研究了添加剂对碳-氢两步法还原铁精矿的影响。添加Na2CO3效果最佳,铁精矿粉经两步法还原、磁选后,所得产物中的T. Fe含量高达98.32%,SiO2含量低至0.93%;而添加CaO的产物中的T. Fe含量为93.27%,SiO2为1.65%。添加CaO可以抑制Fe2SiO4的生成,但由于金属铁将Ca与Si形成的新相(3CaO?SiO2)包裹在中心,使其通过磁选难以去除。
2018 Vol. 18 (1): 133-139 [摘要] ( 491 ) HTML (1 KB)  PDF (1497 KB)  ( 159 )
140 温度和停留时间对煤热解挥发分二次反应的影响
敦启孟 陈兆辉 皇甫林 周杨 余剑 高士秋 刘鸿雁
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217192
在两段固定床反应器中考察了温度和停留时间对煤热解挥发分二次反应产物分布的影响. 结果表明,温度和停留时间对二次反应的影响相互关联. 温度≤600℃、停留时间小于2 s时,挥发分基本不发生气相二次反应. 随温度升高和停留时间延长,挥发分二次反应加剧,焦油产率下降,气体产率和积碳产率增加. 温度低于700℃时,焦油主要转化为气体产物,气相二次反应由二次裂解反应控制;高于700℃时,焦油转化为气体和积碳,气相二次反应由裂解反应和结焦反应共同控制. 提高二次反应温度和延长停留时间,热解气中的H2, CH4和CO产率增加,CO2产率减少,焦油中杂原子化合物及其中的酚、甲酚和二甲酚产率降低,大于3环的重质多环芳烃(PAHs)产率增加,H/C和O/C原子比降低,特别是在900℃时,随停留时间延长,H2和重质PAHs产率快速增加.
2018 Vol. 18 (1): 140-147 [摘要] ( 496 ) HTML (1 KB)  PDF (472 KB)  ( 122 )
148 拜耳法制备高纯氧化铝过程中水热深度脱钠
王迎 俞小花 冯攀 俞双林 施辉献 谢刚
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217205
用拜耳法制备高纯氧化铝,将种分得到的高纯三水铝石在不同条件下水热处理脱钠,并对水热产物进行煅烧得高纯氧化铝,分析了水热条件对产物形貌和脱钠效果的影响. 结果表明,水热处理温度约为180℃时,三水铝石[Al(OH)3]转变为一水软铝石(AlOOH),三水铝石晶间的Na2O返溶于水,且转变过程缓慢,升高温度、降低pH值、延长反应时间均能促进转变过程进行.一水软铝石形貌与三水铝石差异巨大,呈玻璃渣状的四方长条晶型堆叠,更疏松无序. 水热产物于1200℃煅烧后,Na2O含量大幅下降,pH为1时煅烧前Na2O含量为0.0163wt%,煅烧后Na2O含量为0.0187wt%.
2018 Vol. 18 (1): 148-153 [摘要] ( 576 ) HTML (1 KB)  PDF (2539 KB)  ( 317 )
154 利用Ca2+掺杂增强钙钛矿型LaFeO3的红外发射率
韩召 刘鹏飞 李小伟 卢卫华
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217209
采用固相反应法,在空气气氛中制备了纯LaFeO3和Ca2+掺杂的LaFeO3,对其在近红外波段的发射率进行了研究和比较. 结果表明,掺杂10mol% Ca2+的La0.9Ca0.1FeO3在3?5 ?m波段的红外发射率达0.92,比纯LaFeO3提高了119%. 原因为Ca2+掺杂进入LaFeO3的晶格后,在其半导体带隙中引入Fe4+杂质能级,形成了跃迁激活能仅需0.1 eV的Fe3+?Fe4+小极化子吸收带,增强了LaFeO3的红外辐射性能.
2018 Vol. 18 (1): 154-158 [摘要] ( 463 ) HTML (1 KB)  PDF (561 KB)  ( 140 )
159 K2CO3-锯末干混合制备成型活性炭
马培勇 武晋州 张贤文 邢献军 郭晓薇
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217218
以梧桐锯末为基体、无水K2CO3为活化剂,采用干混合法制备成型活性炭颗粒,通过单因素实验考察盐料质量比、活化温度、活化时间及成型密度对活性炭吸附碘性能的影响,并对其进行了表征. 结果表明,在盐料质量比2.0、活化温度950℃、活化时间80 min、成型密度1.3 g/cm3的条件下,所制成型活性炭对碘的吸附容量达1323.25 mg/g. 成型活性炭具有发达的孔结构,比表面积为1432.59 m2/g,平均孔径为1.70 nm,总孔容为0.772 cm3/g,其中微孔比表面积为1302.75 m2/g,孔容为0.566 cm3/g,微孔率达73.3%.
2018 Vol. 18 (1): 159-164 [摘要] ( 500 ) HTML (1 KB)  PDF (521 KB)  ( 118 )
165 固态Si颗粒在Na2O-CaO-SiO2多孔微晶玻璃中氧化的均匀性
严明明 曹建尉 王志 李国华
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217223
加入固态Si颗粒为Na2O?CaO?SiO2(NCS)多孔微晶玻璃配合料的气泡成核质点以调控孔结构,研究了固态Si颗粒在NCS配合料形成熔体过程中的氧化行为,用ANSYS模型模拟了NCS多孔微晶玻璃配合料的热场分布. 结果表明,固态Si颗粒在NCS熔体形成过程中的氧化始于650℃,固态Si颗粒具有促进NCS配合料热场均匀分布的作用,且在NCS熔体形成过程中氧化程度相同,氧化过程不会影响NCS多孔微晶玻璃孔径分布的均匀性.
2018 Vol. 18 (1): 165-170 [摘要] ( 442 ) HTML (1 KB)  PDF (1193 KB)  ( 172 )
171 一种可进行梯度调节的流动相控制系统在生物大分子表征中的应用
宋翠 葛佳 李秀男 李强 陈超 王鹏 马光辉
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217230
以注射泵为基础,通过硬件与软件结合,研制了一种可进行梯度调节的流动相控制系统,并与石英晶体微天平联接,利用该系统对流动相中的盐浓度和pH值分别进行梯度调节,在石英晶体微天平上实时研究了牛血清蛋白(BSA)吸附洗脱的变化. 结果表明,该流动相控制系统的流量输出误差为1%,流量稳定性为1%,梯度误差为1%,均符合GB/T 26792-2011要求. 随盐浓度增大或pH值降低,BSA逐渐被洗脱,证明该流动相控制系统能精确控制和模拟复杂固液界面.
2018 Vol. 18 (1): 171-176 [摘要] ( 479 ) HTML (1 KB)  PDF (391 KB)  ( 192 )
177 高碳铬铁熔盐电解精炼制备低碳纯净铬铁
刘威 刘国龙 王美晨 肖赛君
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217235
以NaCl?KCl熔盐为电解质、高碳铬铁为工作电极、钨丝为对极、Ag/AgCl为参比电极,在阳极电极电势为0.3 V (vs. Ag/AgCl)的恒压条件下一步熔盐电解高碳铬铁制备低碳纯净铬铁;通过方波伏安法研究了阴极铬铁沉积机理,对阴极电解产物进行了微观分析和物相表征. 结果表明,阴极铬离子沉积是由扩散控速的一次性得失2个电子的可逆反应,且阳极中金属铬先于铁氧化进入熔盐;低碳铬铁合金为粒径0.5?2 ?m的球状颗粒,阴极产物低碳铬铁的碳含量仅为0.24wt%.
2018 Vol. 18 (1): 177-181 [摘要] ( 495 ) HTML (1 KB)  PDF (961 KB)  ( 205 )
182 CO2和CH4在离子液体体系中的平均力位能的分子动力学模拟
崔哲 郭艳东 霍锋 谢小东
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217245
通过研究分子动力学模拟的径向分布函数,获得了气体分子CO2/CH4周围[Emim][Tf2N], [Emim][BF4], [Bmim][Tf2N]和[Bmim][BF4]等体系的微观结构,通过加权柱状图和伞形采样分别计算了4种体系中CO2和CH4分子对的平均力势能. 结果表明, [Bmim][Tf2N]中CO2的势阱在4类离子液体中最深,在分子水平下获得的平均力势能与实际溶解度一致,平均力势能在选择合适的阴阳离子用于设计开发气体分离的离子液体时起到了重要作用.
2018 Vol. 18 (1): 182-189 [摘要] ( 498 ) HTML (1 KB)  PDF (421 KB)  ( 128 )
       材料工程
190 LiMn2O4空心多孔正极材料的制备
钱兵 宋修梅 岳军伟 刘青青 孙雅馨
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217207
以水热法所制碳球为模板,采用溶胶?凝胶法制备LiMn2O4空心多孔颗粒(PLMO),研究了煅烧温度和碳球加入量对样品相演化和表面形貌的影响,比较了PLMO和未加入碳球的LiMn2O4 (LMO)的电化学性能. 结果表明,650?750℃煅烧12 h可制得蜂窝状孔型结构的PLMO;在放电倍率0.5C下循环50次,PLMO的放电容量从126 mA?h/g降至111 mA?h/g,均高于相应LMO的放电容量. 在5C放电倍率下,PLMO的首次放电容量可达89 mA?h/g,较LMO提高约39%.
2018 Vol. 18 (1): 190-195 [摘要] ( 517 ) HTML (1 KB)  PDF (1637 KB)  ( 231 )
196 用分子结构有限元分析方法估算多类芳烃的液体导热率
仇明华 刘万强 刘凤萍 陈冠凡 岳明
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217220
通过对芳烃分子3D结构的有限元分析,建立了分子结构的刚度矩阵和振动方程,用MATLAB软件计算得到相应分子结构的固有频率和矩阵特征值,用多元回归分析方法建立了液体芳烃分子导热率的QSPR模型,用线性规划法对模型指数进行优化、均值化和差值化处理. 结果表明,301个液体芳烃导热率实验数据的训练集实验值与计算值的相关系数高达0.979,平均绝对误差小于0.0024 W/(m?K),平均相对绝对误差小于2.02%;22个液体芳烃导热率实验数据的测试集实验值和预测值的相关系数0.978,平均绝对偏差小于0.0028 W/(m?K),平均相对绝对偏差小于2.99%.
2018 Vol. 18 (1): 196-201 [摘要] ( 437 ) HTML (1 KB)  PDF (353 KB)  ( 109 )
202 均相反应法制备钒酸铋颜料
郭雪梅 王少娜 聂瑶 杜浩 郑诗礼 张懿
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217225
以Bi(NO3)3?5H2O和NH4VO3为原料,采用均相反应法制备不同形貌的BiVO4粉末,考察了V/Bi摩尔比、pH值、反应温度、均相反应器转速等因素对BiVO4粒度、形貌和色度的影响,对BiVO4产物进行了表征. 结果表明,均相反应有利于制备粒度均匀、形貌均一的BiVO4粉末,在V/Bi=1(摩尔比)、pH=7、反应温度105℃、反应时间6 h、均相反应转速60 r/min的条件下可得到理想的BiVO4颜料产品,添加表面活性剂可获得更多形貌的BiVO4,有利于其应用.
2018 Vol. 18 (1): 202-209 [摘要] ( 512 ) HTML (1 KB)  PDF (3495 KB)  ( 240 )
       环境与能源
210 破碎理论在焦炭粉化行为中的应用及分析
刘起航 张亚楠 吴铿
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217211
在两种经典功耗理论的基础上,建立了考虑溶损反应和焦炭性质的粉碎功耗理论方程,通过溶损反应和高温抗压实验分析了失碳率和温度对焦炭粉化能耗的影响. 在实验分析焦炭粉碎功与内能转化的基础上,将温度引入功耗方程中,预测了溶损焦炭在不同温度下的粉碎粒径. 结果表明,输入功对焦炭的粉碎粒径有较大影响,且随溶损率增加而增强,常温下的转鼓实验验证了该功耗方程对溶损焦炭的适用性. 高温对焦炭粉碎粒径有较大影响,且随失碳率和输入功增加而明显增强.
2018 Vol. 18 (1): 210-217 [摘要] ( 511 ) HTML (1 KB)  PDF (796 KB)  ( 201 )
218 溶胀对新疆淖毛湖煤样结构组成及热解性能的影响
赵渊 黄黎明 马风云 钟梅
DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217227
分别采用洗油(WO)、2-甲基萘(MN)和喹啉(QL)三种溶剂对淖毛湖煤样进行溶胀处理,研究溶胀作用对煤样物理和化学结构的影响. 结果表明,与原煤相比,溶胀煤样的挥发分含量和C元素含量不同程度降低,其中C含量降幅明显,约为8.63%,而H和O含量增加. 用WO, MN和QL溶胀的煤样的亚甲基碳含量分别降低6.37%, 5.74%和7.55%,而羧基碳和羰基碳含量分别增至10.60%, 11.40%和11.10%. 溶胀煤样的比表面积比原煤降低30%以上,平均孔径不同程度增加. 溶胀后煤样结构重排,表面能下降. 溶胀煤样的热解焦油产率和气产率均增加,H2和CO产率增幅明显. 溶胀抑制了交联反应,导致CO2产率降低.
2018 Vol. 18 (1): 218-224 [摘要] ( 500 ) HTML (1 KB)  PDF (461 KB)  ( 143 )
 
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