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1. 二氧化钼纳米棒的制备及电化学性能研究

高增礼唐海燕衣守志徐红彬

过程工程学报 2021, 21 (11): 1338-1345. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220355

摘要（464）

PDF （986KB）（316）

MoO2纳米棒具有高电导率、高熔点及比容量较大，在超级电容器电极材料领域应用前景广泛。现有MoO2纳米棒制备方法大多存在操作复杂、收率低、成本高、易引入杂质等问题，且这些方法制备的MoO2产品存在形貌不均一、分散性差、电化学性能低的问题。基于此，本工作以双氧水和钼粉制备的过氧钼酸前驱体为钼源，PEG (8000)为模板剂制备出带状结构含钼杂化物，然后以浆态带状杂化物为原料采用两段式全湿法工艺制备纳米棒状MoO2。利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线能谱(EDS)和扫描电子显微镜(SEM)等对二氧化钼纳米棒的物相、表面组成与形貌进行了分析，同时分别采用三电极和两电极体系研究了MoO2纳米棒的电化学电容行为，考察了MoO2纳米棒直接作为电极组装电容的性能。结果表明，所制的MoO2为长约500~800 nm、宽约100~200 nm的棒状结构，形貌与尺寸均匀，具有良好的分散性和较高的纯度。以MoO2纳米棒制备的电极在1 A/g的电流密度下，三电极和两电极体系所测得比电容分别为366.7和290.4 F/g；在5 A/g电流密度下循环充放电2000次后电容保持率均高于72%，展现出了良好的电化学性能。该研究结果可为纳米金属氧化物的制备提供新方法。

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2. 温度/pH双响应硝化菌凝胶球的制备及特性研究

万琼任迎春赵志啸张新艳王文静郝婧羽黎璇鞠恺

过程工程学报 2021, 21 (11): 1346-1354. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220385

摘要（262）

PDF （2380KB）（124）

采用包埋法制备了粒径均匀的海藻酸钙(CA)硝化菌小球，并用不同浓度的NaCl溶液处理CA硝化菌小球来改善其扩散传质性能，以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)、丙烯酸(AA)为单体材料，形成温度/pH响应层，制得一种新型温度/pH双响应硝化菌凝胶小球。以NH4+?N为指示物考察不同制备条件下硝化菌凝胶小球的氨氮去除性能及对温度、pH的敏感特性，并将其应用于实际废水的脱氮处理。结果表明，经浓度为0.3%的NaCl溶液改性后的CA硝化菌小球的扩散传质性能最佳；15 mL温度响应溶液中NIPAAm为200 mg、MBA为4 mg，10 mL pH响应溶液中AA为200 mg、MBA为4 mg时双响应硝化菌小球的氨氮去除性能最好；当温度低至4℃时，氨氮去除率可达29.45%，当pH为9时，氨氮去除率仍可达35.48%。双响应硝化菌凝胶小球具有良好的温度、pH敏感特性，对实际废水中氨氮的去除也具有良好效果，有利于提高低温及碱性条件下硝化菌的硝化效果。

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3. Fe-(9~11)Cr-Y ₂O ₃作为ITER结构材料的制备与表征

王珍珍黄依娜吴玉程罗来马

过程工程学报 2021, 21 (10): 1207-1215. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220271

摘要（312）

PDF （3102KB）（170）

采用传统的机械合金(MA)和放电等离子体烧结(SPS)工艺成功制备了Fe-(9~11)Cr二元合金及纳米氧化物弥散强化(ODS)合金，利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对MA粉末的形貌和物相进行分析，用能量色散谱(EDS)、显微维氏硬度仪、光学显微镜、透射电子显微镜(TEM)对合金样品进行表征。结果表明，在转速为300 r/min，球料比为10:1的条件下，MA粉末受到磨球与罐子内壁的撞击，晶粒尺寸不断细化，在40 h粉末晶粒尺寸减小至约16.1 nm趋于稳定。SPS烧结后晶粒尺寸无明显增大，各微量元素均匀分布在基体中。二元合金样品的维氏硬度随Cr含量增加而增大。10CrY合金样品经腐蚀液侵蚀后可粗略看到晶界呈均匀分布。ODS合金样品存在大量的纳米析出相，平均颗粒尺寸约30 nm。

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4. 加压碳化体系对纳米碳酸钙粒度和分散性的影响

刘曦曦陈小鹏刘晨民史刘宾廖丹葵刘翠童张法

过程工程学报 2021, 21 (10): 1216-1224. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220278

摘要（344）

PDF （1720KB）（156）

利用加压碳化体系制备粒径均一、高分散性纳米碳酸钙材料。考察氢氧化钙浓度、表面活性剂添加量、反应温度、CO2压力对制备纳米CaCO3粒子尺寸和分散程度的影响，采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、Zeta电位和傅立叶变换红外光谱(FT-IR)对制备的纳米碳酸钙粒子进行表征。结果表明，最优加压碳化反应条件是Ca(OH)2质量浓度为2%、表面活性剂添加量为3%(占碳酸钙理论产量的百分比)、反应温度为40℃、CO2压力为6 MPa，所得立方形碳酸钙平均粒径为117 nm，晶型为方解石型碳酸钙。碳化反应加入表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)使CaCO3表面形成的正电荷增大至+37.7 mV并高于标准值30 mV，表明制备的CaCO3产品具有良好的分散性且稳定。通过FT-IR和Zeta电位对CTAB改性前后CaCO3纳米粒子进行表征，探讨了CTAB对合成纳米CaCO3分散性的影响机理，为纳米碳酸钙制备提供了一种新的方法。

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5. UiO-66基催化剂的制备及其在CO甲烷化中的应用

杨永徐永张光晋

过程工程学报 2021, 21 (9): 1074-1081. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220314

摘要（431）

PDF （2432KB）（139）

煤制天然气技术具有良好的经济和环境效益，其中CO甲烷化是煤制天然气过程的重要环节之一。本研究以UiO-66材料为载体制备了一系列具有不同Ni负载量的Ni/UiO-66催化剂，采用XRD, BET, TG, SEM, TEM, XPS等表征方法对载体和催化剂的物相结构、织构性质、热稳定性和元素分布情况进行考察，并对各催化剂上CO加氢性能进行了考察。研究结果表明，Ni金属高度分散于UiO-66载体上，且对金属有机骨架材料的物相结构和晶体形貌无显著影响。在CO甲烷化反应过程中，随Ni负载量逐渐增加，各Ni/UiO-66催化剂的起活温度逐渐降低；在相同反应温度(320℃)下，不同催化剂上Ni负载量由10%增加到30%，其CO转化率由10.7%提升到89.7%；当Ni含量为20%时，催化剂在反应过程中具有良好的稳定性。同时，Ni基催化剂上CO转化率远高于具有相同金属负载量的Fe基和Co基催化剂，表明Ni作为活性金属在合成气制甲烷反应过程中具有优异的催化性能。

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6. 高导热苯乙烯丙烯酸树脂复合材料制备及导热性能

贾富华龚斌汪前雨朱多银崔彦斌

过程工程学报 2021, 21 (9): 1082-1090. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220263

摘要（452）

PDF （11921KB）（121）

苯乙烯丙烯酸树脂为墨粉主要组分，其导热性能提升可显著提高墨粉导热性能，进而延长打印、复印机使用寿命。通过在苯乙烯丙烯酸树脂中添加碳纳米管、石墨烯高导热单一或复合填料，在苯乙烯丙烯酸树脂构建连通导热网络以提高其导热性能。当苯乙烯丙烯酸树脂中添加0.75wt%多壁碳纳米管时，其导热系数可提高至0.1644 W/(m?K)，增幅为31.31%；添加1.0wt%羧基改性多壁碳纳米管时，苯乙烯丙烯酸树脂导热系数可提高至0.1751 W/(m?K)，增幅为39.86%；在苯乙烯丙烯酸树脂添加多壁羧基改性碳纳米管和石墨烯混合填料时，苯乙烯丙烯酸树脂导热系数可提升至0.2093 W/(m?K)，增幅达到67.17%。表明碳纳米管和石墨烯混合填料可在苯乙烯丙烯酸树脂中形成有效的导热网络，从而显著提高苯乙烯丙烯酸树脂导热性能。

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7. 水系镁离子电池正极材料MgMn ₂O ₄的制备

李万全张豆豆邓书晴袁梦婷苌云兰钱兵孙雅馨

过程工程学报 2021, 21 (9): 1091-1098. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220218

摘要（495）

PDF （1936KB）（172）

采用溶胶-凝胶法制备得到了主相为四方结构的MgMn2O4。研究了煅烧温度对产物的相演化和表面形貌的影响，比较了电化学循环稳定性。结果表明，550℃烧结得到了表面呈现多孔通道和孔洞的MgMn2O4 (MMO550)，在40 mA/g电流密度下，最大放电比容量为54.0 mAh/g; 与碳纳米管于400℃复合2 h后，CNT形成的导电网格有效地将MgMn2O4颗粒连接起来，得到MMO/CNT样品的首次放电比容量可达118.0 mAh/g，是未复合MMO550最大放电比容量的2.2倍，循环30周后容量保持在88.1 mAh/g。

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8. 多晶硅生产用煤基高纯石墨性能及应用

王启立张锋涛高晓峰胡建文

过程工程学报 2021, 21 (3): 323-331. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220030

摘要（445）

PDF （2563KB）（160）

本工作以煤焦颗粒和高温煤沥青为原料制备高纯石墨，测试并分析了其微观结构和主要物理性能，将其应用于多晶硅制备工艺的还原炉，发挥夹持硅芯、有效导电和传热作用，探索提升还原炉内生产可靠性和石墨组件复用率的措施。结果表明，高纯石墨试样结构总体较光滑，在不同尺度下局部和整体均展现出良好的结构相似性。制备的高纯石墨材料具有突出的物理性能，体积密度为1.84~1.88 g/cm3，肖氏硬度为55.2~62.4 Hs，抗折强度为33.9~45.6 MPa，抗压强度为66.3~78.8 MPa，热膨胀系数为3.76×10–6/℃~4.08×10–6/℃，电阻率为8.92~11.98 μΩ?m，灰分含量为133~202 mg/kg，各项指标表现优异。根据元素成分分析，碳元素占主体，含量为88.71wt%~90.57wt%，原子含量为92.09at%~93.25at%。除了基体碳元素外，其他元素主要有O, S, Si和Al，O的质量含量为7.15wt%~9.79wt%，原子含量为5.61at%~7.57at%。除C, O两种元素外，其他元素含量均较低，原子含量均低于1at%。通过分析还原炉中硅芯因导电不均质和热量集中引起的“亮点”和“倒棒”现象，优化石墨组件结构，将石墨帽的复用率从5.85%提升至7.28%，石墨座的复用率从7.95%提升至9.01%，倒棒率从14.22%降为4.43%，有效地保障了还原炉内安全生产，降低了硅棒废品率和生产成本，展示了煤基高纯石墨在硅晶材料制备领域的良好应用前景。

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9. 太阳盐/钢渣定型复合相变储热材料的制备与性能研究

王燕黄云姚华徐祥贵黄巧王君雷马普生王军生

过程工程学报 2021, 21 (3): 332-340. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220096

摘要（490）

PDF （1142KB）（195）

全球范围内的能源短缺和环境污染问题迫使人们积极开发可再生新能源。储热技术是解决新能源不稳定性问题的关键技术。相变材料是重要的储热介质之一。熔盐相变材料因其储热密度高，可操作温度范围广的优势，成为储热材料领域研究的热点。为解决熔盐液相易泄漏、低导热和高成本的问题，选择钢渣为基体材料，制备了太阳盐/钢渣定型复合相变储热材料，并通过扫描电子显微镜(SEM)，热重–差示扫描量热法(TG–DSC)，闪射法导热仪(LFA)和X射线衍射仪(XRD)对复合材料的微观结构、热性能和化学相容性进行了测试与表征。结果表明，钢渣与熔盐质量比5:5的复合材料定型效果最优。复合材料结构紧密；钢渣与熔盐化学相容性良好；复合材料潜热为64.0 kJ/kg，100~500℃内储热密度为945 kJ/kg，热导率高达2.23 W/(m?K)。太阳盐/钢渣复合相变储热材料不仅有利于储热技术的大规模应用，而且为钢铁工业废弃物回收利用提供了良好的参考，对节约资源、保护环境以及提高经济效益具有重要的意义。

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10. 部分烧结陶瓷材料力学特性的DEM模拟

张增绪王永昌喻寅刘晓星

过程工程学报 2021, 21 (3): 341-352. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220116

摘要（353）

PDF （2405KB）（117）

通过开展三维离散单元法数值模拟，考察了部分烧结陶瓷在单轴拉伸和压缩加载条件下的力学响应行为。模拟结果表明，拉伸加载下试样的破坏表现为裂纹“成核”效应，而压缩加载下则呈现为裂纹“聚并”效应；通过追踪固体键的断裂顺序和断裂模式发现，拉伸加载下固体键的破坏主要源于拉伸作用，而压缩加载下则为剪切作用。试样的宏观断裂强度与固体键临界拉伸强度?c,t和临界剪切强度?c,s有关。对于考察的部分烧结Al2O3陶瓷材料，?c,t=?c,s下模拟得到的试样拉伸强度和压缩强度能与实验数据定量吻合。压缩加载下，固体键断裂强度的分布形式和分布宽度对试样断裂强度的影响较小；拉伸加载下，试样断裂强度取决于固体键的分布形式：高斯分布时，试样断裂强度基本不受分布宽度的影响；均匀分布时，试样断裂强度随分布宽度的增大而减小。

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11. 环丙基甲基酮连氮的制备及物化性质

赵文昭赵鹏刘龙夏洋峰张延强

过程工程学报 2021, 21 (2): 183-192. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220091

摘要（517）

PDF （563KB）（172）

以环丙基甲基酮和水合肼为原料，合成了一种新的酮连氮(环丙基甲基酮连氮)。针对所得环丙基甲基酮连氮，在测定(计算)其物化性质(密度、黏度、熔点、比热容、表面张力、分子单点能等)的基础上，进一步测定了环丙基甲基酮+环丙基甲基酮连氮二元体系的气液相平衡(VLE)，并应用NRTL模型对实验数据进行了关联。结果表明，在优化的反应条件下(原料摩尔比2.0:1、温度363.2 K、压力101.3 kPa和时间7 h)，环丙基甲基酮连氮产率达93.6%。

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12. 甲基橙在Fe ⁰-NaA-SSFSF固定床上的催化湿式H ₂O ₂氧化

刘剑黄依倪陈曦易正戟

过程工程学报 2021, 21 (2): 193-201. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220066

摘要（337）

PDF （740KB）（120）

通过二次生长法和液相还原法制备了不锈钢纤维烧结毡复合NaA分子筛膜-纳米零价铁复合材料(Fe0-NaA-SSFSF)，研究了甲基橙在基于Fe0-NaA-SSFSF固定床上的催化湿式H2O2氧化性能，考察了不同pH值、床层高度、温度和入口浓度对甲基橙转化率、COD去除率和铁浸出浓度的影响，并测定了Fe0-NaA-SSFSF催化剂的稳定性。结果表明，当溶液pH为2.5时，甲基橙转化率在实验所测时间范围内有所波动；随pH降低至2.0，甲基橙转化率趋于稳定；继续降低pH至1.5，甲基橙转化率基本保持不变。随床层高度由0.45 cm增加至0.90 cm，甲基橙转化率基本保持不变，COD去除率由21.2%增加至85.0%；随温度由70℃降低至50℃，甲基橙转化率基本保持不变，COD去除率由85.0%降低至42.4%。随甲基橙入口浓度增加，甲基橙转化率和COD去除率变化幅度均很小。当pH=2.0、床层高度0.90 cm、温度70℃、甲基橙浓度50~200 mg/L条件下，实验所测时间范围内甲基橙转化率均大于97%，最大铁浸出浓度低于10.2 mg/L，固定床连续运转240 min后COD去除率均大于85%。催化剂被重复使用三次后，甲基橙转化率基本保持不变。

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13. 氧化石墨烯改性的正十二烷醇相变微胶囊的制备及性能测试

鲁进利吴丽韩亚芳李洋

过程工程学报 2021, 21 (2): 202-209. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220022

摘要（354）

PDF （748KB）（125）

微胶囊化相变材料具有储能密度高、相变恒温、便于储存或运输等特点，在热能储存、输运和利用等领域具有广阔的应用前景。针对传统相变微胶囊含有甲醛及低导热率等问题，以正十二烷醇为芯材、以丙烯酸树脂为壳材，在超声辐照条件下采用悬浮聚合的方法制备了相变微胶囊颗粒，并通过添加氧化石墨烯进行改性。采用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、差式扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TG-DTA)等对其进行测试表征。FT-IR测试结果表明氧化石墨烯的添加并未影响相变微胶囊的基本化学结构。结果表明，氧化石墨烯的引入使微胶囊颗粒粒径增大，且对其外观形貌产生较大影响。相变微胶囊的热性能和稳定性得到改善，相变潜热增加到135.6 kJ/kg，提升了45%，封装率提升到62%。

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14. (Ca, Ta)共掺杂TiO ₂陶瓷巨介电性能及机理

崔冰陈继杨在志赵伟雨邓玉军郁倩刘娟徐东

过程工程学报 2021, 21 (2): 210-218. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220023

摘要（373）

PDF （893KB）（168）

随着社会的飞速发展，微电子器件的功能不断向一体化方向发展，使开发具有高介电常数、低介电损耗、良好频率和温度稳定性的高介电陶瓷受到越来越多的关注。本工作通过固相反应烧结法制备了(Ca, Ta) 共掺杂的TiO2陶瓷。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)及能谱分析仪(EDS)、阻抗分析仪、X射线光电子能谱(XPS)等对(Ca, Ta)共掺杂的TiO2陶瓷性能进行分析研究。结果表明，不同掺杂量的(Ca1/3Ta2/3)xTi1?xO2陶瓷表面形貌致密度良好，且随掺杂量增加TiO2的(110)主峰逐渐向小角度移动。当x≥7%时，(Ca1/3Ta2/3)xTi1?xO2陶瓷样品出现CaTi4O9和CaTa4O11。与纯TiO2相比，不同掺杂量的(Ca1/3Ta2/3)xTi1?xO2陶瓷皆具有巨介电常数；随掺杂量的不断增加，介电常数先升高后降低，但介电损耗变化趋势相反。当掺杂量x=3%时，(Ca1/3Ta2/3)xTi1?xO2陶瓷获得相对较优异的性能，在1 kHz下，非线性系数高达7.3，这主要是由于Ta5+掺杂使材料内部产生电子，Ca2+掺杂提高了材料内部空位的产生，产成的缺陷偶极子簇可以提高介电性能。

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15. 高离子电导率及CO ₂渗透性聚三唑盐薄膜的制备及性能

付超王秀云万里强韩心悦王琳晓方建维黄发荣

过程工程学报 2021, 21 (1): 100-107. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220054

摘要（395）

PDF （577KB）（146）

通过叠氮化合物和炔基化合物之间的Huisgen反应，结合烷基化和离子置换反应，制备了具有高离子电导率及高CO2渗透性能的新型交联型聚三唑盐薄膜。首先合成了端炔基聚四氢呋喃(DPPTMEG)，利用其与双酚A二炔丙基醚(BADPE)及联苯二苄叠氮(DAMDB)间的Huisgen反应及后续的烷基化和阴离子置换反应制得新型交联型聚三唑盐薄膜。通过核磁共振磁波谱(NMR)、宽频介电阻抗仪(BDS)、动态热机械分析(DMA)、气体渗透装置、热失重分析(TGA)、拉力机对制得的交联型聚三唑盐薄膜的结构、热性能、力学性能、离子导电性和CO2/N2的渗透性进行研究。结果表明，此交联型聚三唑盐薄膜有着优异的离子导电性能，在30℃的直流电导率最高可达2.94×105 S/cm；同时，CO2渗透系数最高可达到550.4 barrer；不同配比的聚三唑盐薄膜的Td10变化不明显，而玻璃化转变温度Tg随双酚A二炔丙基醚含量的增加逐步上升。

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16. 喷涂功率对YSZ涂层的力学性能和抗铝硅熔体腐蚀性能的影响

黄文薛召露刘侠倪振航吴朝军张世宏

过程工程学报 2020, 20 (12): 1463-1471. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220005

摘要（406）

PDF （4925KB）（121）

热浸镀Al–Si合金涂层是一种有效的现代钢铁防腐涂层，但熔融Al–Si合金腐蚀已成为热浸镀Al–Si合金生产线沉没辊及其备件亟待解决的关键问题之一。本工作采用大气等离子喷涂技术制备Y2O3部分稳定ZrO2(YSZ)/NiCrAlY防护涂层，研究了喷涂功率对YSZ涂层组织和力学性能的影响和涂层在700℃下Al–Si熔体中的腐蚀行为。结果表明，YSZ涂层是由板条和层间柱状晶粒组成的典型层状结构，随着喷涂功率从37 kW增至46 kW，层间柱状结晶呈长大趋势；YSZ涂层主要由t-ZrO2相和少量m-ZrO2相组成，喷涂功率对涂层相组成无明显影响；喷涂功率为40 kW的YSZ涂层具有较高的显微硬度642.4 HV0.3和结合强度62 MPa。此外，当带有涂层的样品在700℃的Al–Si熔液中腐蚀240 h后，YSZ涂层与高温Al–Si熔液之间的界面没有反应层生成，同时Al–Si合金熔液中的Al和Si元素也未渗透进YSZ涂层内部，表明YSZ/NiCrAlY防护涂层有效地将Al–Si合金熔体阻挡在涂层表面。

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17. 纳米Co/rGO磁性复合吸附材料的制备及对Cu ²⁺的吸附性能

张晶晶李建肖清贵张绘杜嬛薛天艳齐涛

过程工程学报 2020, 20 (12): 1472-1482. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220006

摘要（395）

PDF （2625KB）（184）

以改进Hummer法制备的薄片状氧化石墨烯(GO)为载体和模板负载钴离子，然后采用原位还原法制得纳米金属Co/石墨烯磁性复合吸附材料(Co/rGO)，并将其应用于对Cu2+的吸附和脱除，以期为高效可复用的铜离子脱除剂的合成与应用提供指导。实验结果证实，Co/rGO复合材料具有超顺磁性，能够很方便的使用磁铁进行分离并在无磁场情况下振荡分散。Co/rGO复合材料对Cu2+具有稳定的吸附/脱附性能，实验条件下对Cu2+的最大吸附容量达到117.5 mg/g且5 min内实现吸附平衡，远优于其原料GO的60 min吸附容量27.6 mg/g。本工作系统考察了NaOH加入量、络合剂种类、溶剂种类等关键因素对Co粒子在rGO载体上形貌和分布特性的影响，比较了不同合成条件下的复合材料对Cu2+吸附效果的影响，并对优选条件下制备的Co/rGO复合材料进行了FT-IR, XRD, SEM表征。研究结果表明，纳米Co/rGO磁性材料对Cu2+的吸附过程更符合Freundlich模型，属于多层吸附。室温下吸附焓ΔH=17.81 kJ/mol，吸附反应平衡常数Kθ=3.65。当初始Cu2+浓度为39.22 mg/L时，对Cu2+的吸附率为93.47%，五次吸附/脱附循环后吸附容量仍保持在初始值的94%，每次吸附后溶液中残余Cu2+浓度均满足钴电解液对杂质铜离子的浓度去除要求(5 mg/L)或GB 8978-1996污水综合排放标准3级(2 mg/L)，有望在相关领域发挥作用。

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18. 流态化气相沉积中FeSi ₅Cr _5.5/SiO ₂核壳结构的演化过程

吴朝阳先琛贾吉祥樊希安廖相巍张明亚

过程工程学报 2020, 20 (11): 1321-1328. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219371

摘要（405）

PDF （1280KB）（144）

以正硅酸乙酯为SiO2绝缘介质前驱体，FeSi5Cr5.5合金球形粉末为基体，研究了流态化气相沉积中FeSi5Cr5.5/SiO2核壳结构的形成时间及演化过程。利用X射线衍射仪、场发射扫描电镜和X射线光电子能谱仪对不同沉积时间下制备粉末样品的显微特征进行了分析，利用振动样品磁强计和四探针电阻率测试仪表征了粉末样品在室温下的磁滞回线和电阻率。结果表明，在流态化气相沉积过程中，从原料FeSi5Cr5.5合金粉末到完全转换成FeSi5Cr5.5/SiO2核壳结构粉末至少需要30 min，且转换过程符合三维岛状形核生长模型。在FeSi5Cr5.5/SiO2核壳结构中分别存在5种氧元素结构和4种硅元素结构，形成FeSi5Cr5.5/SiO2核壳结构后粉末电阻率提高了3~4个数量级，但饱和磁感应强度降低了约9.6%。

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19. 陶瓷膜过滤器内流场及热致损毁机理模拟分析

司凯凯陈运法刘庆祝熊瑞孙广超刘开琪

过程工程学报 2020, 20 (11): 1329-1335. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220010

摘要（322）

PDF （1222KB）（140）

高温气体净化用陶瓷膜的热稳定性是陶瓷膜过滤器能否长期稳定运行的关键。基于标准k??湍流模型和多孔介质模型，对陶瓷膜过滤器内的气体流动进行了数值模拟，研究了稳态过滤阶段装置内气体速度场、压强场及温度场的分布特点，对比了非稳态脉冲清灰前后装置内的温度场变化，定量分析了脉冲清灰阶段热力耦合致陶瓷过滤材料损毁的机理。结果表明，模拟所建立的模型能较真实地反映气体在烟气过滤及脉冲清灰过程中的场分布特点。在稳态过滤阶段，气体在进/出气管处流速较高，在净气室和含尘室内流速较低，滤管内气体流速沿管体轴向向上逐渐增大，而气体压强逐渐减小，过滤器温度不随位置改变而变化。在非稳态脉冲清灰阶段，反吹入口附近的气体温度场形成低温区，在管轴向剖面上呈近椭圆形分布，沿轴向向下管内壁温度先降低后回升，而管内气体温度逐渐增大，含尘室内的温度几乎不变。在距离陶瓷膜过滤管顶部0.0664 m处，材料受到的热应力最大，为2.8 MPa。该处为陶瓷膜过滤管脉冲清灰过程中最易损毁的位置。

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20. 掺锰超轻支撑剂的制备及性能研究

范俊梅刘丹王显光石秉忠袁方利

过程工程学报 2020, 20 (11): 1336-1343. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220180

摘要（333）

PDF （1597KB）（124）

在保证支撑剂高强度的条件下，尽可能降低支撑剂的视密度是页岩气清水压裂技术开发的关键。本工作以低品位铝矾土、微米SiO2为主原料，水玻璃、纳米SiO2、氧化锰为辅料，用等离子动态烧结和后期高温烧结法制备方法制备超轻支撑剂，探讨了不同氧化锰掺杂量和不同烧结时间对其物相成分、体积密度、视密度和承压69 MPa下破碎率的影响。并基于经典PKN压裂模型模拟超轻支撑剂在裂缝中沉降与运移规律进行研究。结果表明，成功制备了视密度为1.639 g/cm3，在69 MPa下破碎率8.91%的超轻支撑剂，其最佳氧化锰掺杂量为7.5wt%，最佳烧结温度和烧结时间为950℃和2 h。超轻支撑剂比常规支撑剂在水平方向上运移了更长的距离，支撑剂在裂缝内部的分布也相对更均匀，可以满足中深油井的清水压裂要求。

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21. 致密超细球形氧化铝制备性能良好的陶瓷超滤膜

罗盼欧阳玉阁丁飞范俊梅袁方利

过程工程学报 2020, 20 (10): 1218-1226. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219378

摘要（512）

PDF （1666KB）（224）

热等离子体制备的超细球形氧化铝具有表面致密光滑、分散性好等特点，本工作以超细球形氧化铝为原料，通过浸渍提拉烧结法，制备了孔径分布窄、渗透通量高的陶瓷超滤膜，研究了烧结温度对陶瓷膜微孔结构的演化、孔径分布和渗透通量的影响。随后对1250℃下烧结的陶瓷膜进行了纳米硅水分散液过滤处理，采用不同堵塞模型分析了陶瓷膜过滤纳米硅水分散液的膜污染过程。结果表明，通过调节烧结温度调控陶瓷膜的微孔结构，当烧结温度为1250℃时，陶瓷膜的孔径分布较窄，孔径大小为25?65 nm，渗透通量为986.4 L/(m2?h)。超细球形氧化铝粒径分布较窄及表面致密光滑有助于1250℃下烧结形成均匀的烧结颈，提供了陶瓷膜较窄的孔径分布。对1250℃下烧结的陶瓷膜进行了纳米硅水分散液过滤处理后其浊度下降为0.231 NTU，浊度去除率达99.96%。采用不同堵塞模型分析了陶瓷膜过滤纳米硅水分散液的膜污染过程，结果表明，纳米硅水分散液的堵塞模型是滤饼过滤，属于可逆污染。

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22. 纳米Nb粉对等离子弧喷焊铁基合金组织与耐磨性的影响

徐露露张文旭詹龙胜李明喜

过程工程学报 2020, 20 (10): 1227-1233. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219359

摘要（460）

PDF （3521KB）（190）

采用等离子弧喷焊技术在Q235表面制备未添加与分别添加1wt%, 3wt%和5wt%纳米Nb粉的铁基合金喷焊层。通过X射线衍射仪(XRD)、金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对喷焊层的相组成、显微组织、微区成分及磨损形貌进行分析；利用维氏硬度仪和销盘磨损仪检测喷焊层截面硬度和表面耐磨性。结果表明，铁基喷焊层主要由α-Fe, γ-Fe和Cr7C3组成，添加纳米Nb粉后原位生成NbC相，且随Nb含量增至5wt%，出现了Cr23C6相。纳米Nb粉的加入使喷焊层组织中未转变的奥氏体增多，组织形貌由近等轴晶转变为树枝晶，并且添加5wt%纳米Nb粉的喷焊层组织发生明显细化。添加纳米Nb粉使喷焊层的硬度明显提高，其中添加1wt%和3wt%纳米Nb粉的喷焊层硬度均可达约766 HV0.3。纳米Nb粉的加入同时提高了喷焊层的耐磨性，磨损机制由黏着磨损变为磨粒磨损。

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23. 高频氢等离子体增强还原制备超细铜粉

金化成白柳杨范俊梅侯果林丁飞袁方利

过程工程学报 2020, 20 (8): 979-988. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219302

摘要（381）

PDF （1356KB）（189）

利用高频感应热氢等离子体强化还原制备超细铜粉，考察了加料速率、还原氢气流量、氢气分布位置、反应区空间、冷却温度等因素对铜粉颗粒性能的影响，对制备的铜粉颗粒进行氧含量、XRD晶体结构、松装密度、粒度分布和比表面积的表征。结果表明，优化的工艺条件为反应区内径100 mm，加料速率4 g/min，淬火气氩气气量500 L/h，氢气气量500 L/h并通入少量载气，由氢等离子电离产生的氢自由基可强化反应实现瞬时还原，不仅可控制铜粉形貌，还能有效控制铜粉颗粒大小；利用该方法制备出粒径分布100?200 nm、分散性好的超细球形铜粉颗粒。该方法操作简便、产品纯度高、气氛可控、对环境污染小。

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24. 环氧树脂涂层表面亲水性对微藻黏附性能的影响

代国强汤晶刘雯谭淑君刘斌王文庆刘天中苏革

过程工程学报 2020, 20 (7): 832-842. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.220033

摘要（499）

PDF （2165KB）（114）

在固体材料表面黏附成膜是微藻细胞的一种生理特性。近些年基于微藻生物膜的生物过程，如生物膜贴壁培养和防附着技术受到了很多关注。微藻在固体材料表面的黏附受藻细胞与材料表面之间的相互作用的影响，建立黏附强度与材料表面性质参数间的关系对于通过材料选择来强化或控制微藻生物膜具有非常重要的意义。本工作的目的是揭示和明确材料亲疏水性对微藻黏附的影响，提出了一种双酚A环氧(EP)树脂表面亲疏水改性的方法。通过将亲水性的二乙醇胺(DEA)或疏水性的聚甲基聚硅氧烷(PMHS)加入到EP树脂中反应，EP树脂表面水接触角在36.80?~98.34?范围内可通过加入不同量的DEA或PMHS实现任意可调，材料的表面水接触角与DEA或PMHS加入量之间有线性关系。重要的是这种改性方法获得的材料，其形貌、结构、表面粗糙度等表面性质几乎没有变化，从而在研究和关联微藻黏附量与材料表面亲疏水性(表面水接触角)之间的关系时可以排除亲疏水性之外的其他表面性质的影响；其次，考察了小球藻和栅藻在不同亲疏水性材料表面的黏附行为，结果表明小球藻和栅藻在亲水性和疏水性材料表面均能黏附成膜，但在亲水性材料表面黏附更多更快；建立了微藻最大黏附容量与材料表面接触角之间关联关系，表明微藻最大黏附容量随材料表面水接触角的增大而线性降低，栅藻的表面黏附容量比小球藻大。

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25. 阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料垂直火蔓延特性研究

黄新杰王纯洁高金达陈成唐刚王昌龙

过程工程学报 2020, 20 (7): 843-851. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219257

摘要（478）

PDF （971KB）（162）

通过一步合成法制备了阻燃硬质聚氨酯泡沫，自主搭建保温材料火蔓延实验台，采用中小尺寸实验对比研究了阻燃及非阻燃硬质聚氨酯的垂直火蔓延特性，分析了火焰结构特性、火蔓延速度、火焰温度、质量损失速率等参数的变化规律。结果表明，火蔓延过程中，材料表面均出现了炭化现象，垂直双面燃烧过程中聚氨酯纯样RPUF燃烧最剧烈，阻燃剂膨胀石墨(EG)、次磷酸铝(AHP)和二乙基次膦酸铝(ADP)的加入，抑制了材料的燃烧和蔓延，使材料燃烧的火蔓延速度、质量损失速率及温度等参数都相应降低。RPUF/AHP5垂直双面火蔓延过程中，火焰稳定性差，在20 s后出现熄灭现象，原因是阻燃剂次磷酸铝(RPUF/AHP5)受热挥发出难燃气体。AHP降解后形成的含磷化合物可促进聚氨酯分子链成炭，导致产生熄灭现象。而RPUF/ADP5火蔓延过程中，同样出现了熄灭现象，其熄灭的程度低于阻燃剂次磷酸铝(RPUF/AHP5)试样。RPUF/EG5火蔓延过程中试样表面温度存在两个峰值，由于RPUF/EG5燃烧生成的炭层不稳定所致。当温度高于400℃时炭层被迅速氧化，热量穿透炭层使内部未燃样品热解，生成温度的第二个峰值。

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26. 基于泡沫金属的复合毛细芯的物性测试

汪冬冬刘朋杰楚化强王金新卢厚杨

过程工程学报 2020, 20 (7): 852-859. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219310

摘要（449）

PDF （1755KB）（158）

为改进毛细芯的传热传质性能，以泡沫金属铜或镍为骨架，在其内部填充树形金属铜粉或镍粉，通过树形金属粉末调控泡沫金属内的孔隙结构及孔径分布，制备出一种以金属泡沫为基底的复合毛细芯，并对制备的复合毛细芯的孔隙率、抽吸性能、有效热导率及蒸发率进行研究。结果表明，这种结构的复合毛细芯孔隙率较高，有效热导率为4.1?9.8 W/(m?K)。从毛细芯毛细抽吸、有效热导率和蒸发率综合来看，以金属泡沫镍为骨架、树形镍粉末与造孔剂质量比为5:5的复合毛细芯性能最好。

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27. 铁硼基海绵催化电极的制备及其高效析氢性能

徐秋雨王晨峰王临才张承龙郝伟举

过程工程学报 2020, 20 (5): 599-608. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219250

摘要（440）

PDF （3460KB）（122）

采用温和化学镀法在非导电基底材料聚氨酯海绵(PU)上成功制备了NiB@Fe–B/PU催化电极，并通过掺杂少量第三种元素，如钴、钼等金属元素制备了NiB@Fe–Co–B/PU和NiB@Fe–Mo–B/PU催化电极。结果表明，掺杂钴、钼可明显提升NiB@Fe–B/PU催化电极的析氢性能，其中掺杂钴的性能更优。在0.5 mol/L缓冲液(磷酸缓冲盐溶液，PBS)中，NiB@Fe–Co–B/PU电极的析氢反应(HER)过电位仅为161 mV(电流密度, j=50 mA/cm2)，塔菲尔斜率为68.24 mV/dec，且在过电位为61 mV下能够稳定工作24 h以上，电化学稳定性良好。

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28. 钢渣复合取代矿粉、砂和石用作混凝土掺合料与骨料及其性能分析

张浩于先坤龙红明

过程工程学报 2020, 20 (4): 432-439. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219230

摘要（765）

PDF （3184KB）（113）

用风淬渣粉取代矿粉、电炉渣砂取代混合砂、电炉渣石取代碎石制备混凝土，分析了混凝土的内照射指数、外照射指数、f-CaO含量、沸煮膨胀值、比表面积、密度、含水率、容重、含泥量、泥块含量、坍落度、抗压强度及其化学组成、矿物组成与微观形貌，研究了钢渣的安全性与稳定性及风淬渣粉取代矿粉、电炉渣砂取代混合砂、电炉渣石取代碎石与钢渣复合取代矿粉、砂和石对混凝土性能的影响。结果表明，风淬渣粉、电炉渣砂和电炉渣石的安全性与稳定性满足国标要求，可用于混凝土。当风淬渣粉取代20wt%矿粉、电炉渣砂取代10wt%混合砂和电炉渣石取代20wt%碎石时，混凝土的性能最优。钢渣复合取代矿粉、砂和石的比例合适，可改善混凝土的界面结构密实度，尤其能提高混凝土养护后期的强度。

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29. 表面印迹耦合溶胶-凝胶法制备4-硝基酚印迹材料及性能表征

薛岗丁磊高阳钟梅英

过程工程学报 2020, 20 (4): 440-448. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219248

摘要（619）

PDF （841KB）（107）

采用表面印迹和溶胶?凝胶相结合的方法，以4-硝基酚(4-NP)为模板分子、α-甲基丙烯酸(α-MAA)为功能单体、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TRIM)为交联剂、偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂，制备可选择性识别吸附去除水中4-NP污染物的印迹吸附材料，考察了4-NP与α-MAA和4-NP与TRIM摩尔比、致孔剂种类、提取液种类对所制材料吸附性能的影响，并通过正交实验优化材料制备条件，用扫描电子显微镜、傅立叶红外光谱仪、比表面积分析仪、热重?差热分析仪和纳米粒度仪等设备对最优条件下合成的材料进行了表征。结果表明，4-NP:α-MAA摩尔比为1:8，4-NP:TRIM摩尔比为1:10，致孔剂为乙醇，提取液为甲醇/乙酸(7:3，体积比)时所制印迹材料对4-NP的去除效果最佳，达6.23 μmol/g；4-NP成功印记在硅胶表面，印迹材料能特异性吸附4-NP。

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30. 油酸辅助水热合成纳米钛酸锶的性能调控与表征

张娜钟莉段东平

过程工程学报 2019, 19 (6): 1212-1219. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219122

摘要（615）

PDF （1717KB）（144）

采用油酸辅助一步水热法，以廉价易得的锐钛矿型TiO2为钛源、Sr(OH)2?8H2O为锶源合成SrTiO3纳米颗粒，通过XRD, TEM和SEM研究了SrTiO3纳米颗粒的形貌，考察了反应时间、Sr/Ti摩尔比和油酸浓度对SrTiO3纳米颗粒性能的影响，以所制SrTiO3为催化剂降解亚甲基蓝考察其光催化性能。结果表明，钙钛矿型立方相SrTiO3纳米颗粒具有均匀的尺寸和规则的形貌。实验范围内，随反应时间和Sr/Ti摩尔比增加，SrTiO3纳米粒子的晶粒尺寸呈增加趋势；随油酸浓度增加，SrTiO3颗粒粒度呈下降趋势。添加油酸可调控制备出具有规则形貌的钙钛矿型立方相结构的SrTiO3纳米颗粒；Sr/Ti摩尔比为0.75时，产品纯度高、结晶度好。油酸、反应时间和Sr/Ti摩尔比对SrTiO3纳米粒子微观结构的影响可分别用颗粒间作用力、奥斯特瓦尔德熟化和晶体成核理论解释。

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31. 基于纳米氢氧化铝颗粒的Pickering乳液制备

吴楠吴颉苗春宇马光辉安文琪

过程工程学报 2019, 19 (6): 1220-1227. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219138

摘要（659）

PDF （1602KB）（217）

以异丙醇铝为原料，采用醇盐水解?水热法制备勃姆石型纳米氢氧化铝颗粒，优化制备条件；以所制颗粒为稳定剂、角鲨烯为油相，通过超声破碎法制备Pickering乳液，考察了颗粒浓度、水相成分、超声时间及功率对Pickering乳液粒径及稳定性的影响。结果表明，水热温度200℃、水热时间2 h条件下，可制得结晶度高且均一的勃姆石型纳米氢氧化铝颗粒，平均粒径为55.70?9.20 nm，多分散性指数(PDI)为0.187?0.011；所制Pickering乳液平均粒径为1870?55 nm，PDI=0.120?0.010，可在室温下稳定储存120 d以上，且生物相容性良好，有望应用于生物医药领域。

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32. 钢渣改性活性炭的制备及其降解甲醛性能

张浩徐远迪张磊刘秀玉

过程工程学报 2019, 19 (6): 1228-1233. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219132

摘要（499）

PDF （654KB）（142）

以钢渣和助磨剂(乙二醇、三乙醇胺和无水乙醇按体积比1:1:1混合)制备钢渣超细粉，用其对活性炭进行改性处理，获得钢渣改性活性炭，研究了钢渣种类、助磨剂用量和钢渣超细粉用量对钢渣改性活性炭降解甲醛性能的影响，分析了钢渣的化学成分、钢渣超细粉的粒度分布及结构、钢渣改性活性炭的微观结构。结果表明，450 g热闷渣与6 g助磨剂制备的钢渣超细粉用量10 g、活性炭30 g、无水乙醇50 g制备的钢渣改性活性炭具有良好的降解甲醛性能，12 h后甲醛降解率为60.9%。热闷渣中Fe2O3和MnO含量高，有利于甲醛在具有孔结构的活性炭中富集与催化降解；适量的助磨剂可显著减小钢渣超细粉的粒径，改善其粒度分布均匀程度，有利于增加钢渣超细粉与活性炭、甲醛的接触面积；可抵消由于活性炭孔隙率与比表面积降低导致的吸附性能下降，提高钢渣改性活性炭降解甲醛的性能。

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33. 基于含硅多芳炔化合物制备新型聚三唑树脂

罗文梅万里强朱帅帅付超韩心悦黄发荣

过程工程学报 2019, 19 (5): 1022-1029. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219119

摘要（575）

PDF （1157KB）（163）

以含硅多芳炔化合物(PSA)与1,3,5-三叠氮甲基-2,4,6-三甲基苯(TAMTMB)为原料，通过1,3-偶极环加成反应制备了新型含硅聚三唑树脂Si-PTA3，考察了树脂的流变性能、固化行为、热性能及单体配比对其热性能的影响。采用模压法制备了单向T700碳纤维增强的Si-PTA3树脂复合材料T700/Si-PTA3，测定了其力学性能。结果表明，Si-PTA3树脂具有良好的加工性能，可在80℃下固化，耐热性较好；炔基与叠氮基摩尔比为1.1:1.0时树脂固化物的热性能最好，玻璃化转变温度达334℃，在氮气中热失重5%时的温度达351℃；复合材料T700/Si-PTA3常温下的弯曲强度高于1670 MPa，250℃时弯曲强度保留率超过67%。

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34. 非线性光学晶体3BiCl ₃.7SC(NH ₂) ₂的合成及其转化过程

白云鹤裴铁柱张良张宁马得佳尹秋响谢闯

过程工程学报 2019, 19 (5): 1030-1036. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219125

摘要（622）

PDF （1115KB）（211）

针对金属有机配合物非线性光学晶体3BiCl3?7SC(NH2)2 (DCBPB)合成过程中伴生BiCl3?3SC(NH2)2 (β-BTC)的问题，以硫脲与氯化铋为原料，在甲酸?水体系中研究了溶剂配比、反应温度、反应物配比等因素对DCBPB纯度的影响，对反应条件进行了优化，并基于XRD特征峰面积标准曲线法研究了β-BTC与DCBPB之间的转化过程。结果表明，甲酸抑制氯化铋水解且选择性生成DCBPB，氯化铋与硫脲摩尔配比大于1:3时可选择性生成DCBPB。合成过程先生成β-BTC，再由β-BTC转化为DCBPB，甲酸?水体系中氯化铋水解发生在β-BTC生成过程中，且不可避免，导致基于氯化铋直接合成只能获得最高含量为89.91wt%的DCBPB晶体。β-BTC向DCBPB转化率极高且无水解，可获得DCBPB含量大于98wt%的晶体。

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35. 高分散稳定纳米金刚石润滑油的制备及其摩擦学性能

李川吴凯吴波凤维民胡献国

过程工程学报 2019, 19 (4): 809-816. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218327

摘要（630）

PDF （1527KB）（223）

为了改善纳米金刚石颗粒(NDPs)在抗磨液压油(AHO)中的分散性，制备了酸氧化?高温热处理的NDPs (T-NDPs)，将其与添加剂(油胺、聚异丁烯丁二酰亚胺T154和高碱值合成磺酸钙T106)混合后加入AHO中，制得含T-NDPs的AHO。用FESEM及Zeta电位仪、FT-IR和静态沉降法对其分散性进行表征，用四球摩擦磨损试验机、3D激光扫描显微镜和SEM/EDS对含T-NDPs的AHO的摩擦学性能和磨痕区域进行了分析。结果表明，酸氧化?高温热处理后，NDPs的平均粒径从270.2 nm降至153.5 nm，吸附添加剂后的T-NDPs的平均粒径为101.5 nm，添加剂可提高T-NDPs的油溶性并抑制其团聚，因而含T-NDPs的AHO具有良好的分散稳定性；T-NDPs含量为0.04wt%时，AHO的摩擦系数和磨斑直径比不加T-NDPs时分别降低13.2%和17.8%；T-NDPs作为润滑添加剂的减摩抗磨功效归因于其在摩擦界面起到支撑和滚动轴承的作用及在摩擦副表面参与润滑膜形成。

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36. 苦卤合成碱式硫酸镁晶须及后序分离工艺

白雪郭宏飞陈学青赵斌曹吉林

过程工程学报 2019, 19 (4): 817-825. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218328

摘要（625）

PDF （1333KB）（392）

用苦卤与工业液碱NaOH水热反应合成碱式硫酸镁(MOS)晶须，考察了原料配比、反应温度、液碱浓度及反应时间对液相组成和产品形貌的影响，用XRD和SEM等手段对产品进行表征，并对反应后母液进行钾盐和钠盐分离。结果表明，适宜的MOS合成条件为Mg2+与OH?摩尔比1:1.5及NaOH浓度4 mol/L、反应温度200℃、反应时间7 h。合成晶须后的母液按Mg2+与OH?理论摩尔比1:2反应，使母液中Mg2+完全转化为Mg(OH)2晶体。除镁后母液根据0和25℃时Na+, K+//Cl?, SO42??H2O四元体系相图、25和100℃时NaCl?KCl?H2O三元体系相图，通过蒸发浓缩结晶和低温结晶分离出NaCl, Na2SO4?10H2O和KCl。

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37. MoSi ₂和(Mo,W)Si ₂涂层的宽温域氧化过程

毛绍宝杨英李海庆张世宏

过程工程学报 2019, 19 (4): 826-835. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218310

摘要（585）

PDF （3134KB）（163）

采用包渗法在Mo及Mo?W基体上分别制备MoSi2及(Mo,W)Si2涂层，研究了W掺杂对MoSi2涂层抗氧化性能的影响规律和作用机理。结果表明，W元素固溶到MoSi2涂层中，形成(Mo,W)Si2固溶体，涂层微观结构更加致密化。在1600℃高温下静态氧化，(Mo,W)Si2涂层抗氧化失效时间长达70 h，1200℃下氧化1000 h仍具有良好的防护性能，抗氧化性能大幅提升。加入W元素阻碍了Si元素与基体间的扩散反应，降低了涂层中Si元素的消耗速率，显著增强了(Mo,W)Si2涂层抗高温氧化性能。在500℃低温下静态氧化50 h，与MoSi2涂层相比，(Mo,W)Si2涂层氧化产生明显的“Pest”现象，涂层严重粉化失效。加入W元素降低了涂层中Si元素的扩散速率，导致低温下涂层表面无法形成致密氧化层，加剧涂层的快速氧化。

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38. 丙烯酸树脂-正十二烷醇相变微胶囊制备及性能表征

鲁进利李洋韩亚芳钱付平

过程工程学报 2019, 19 (3): 617-622. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218282

摘要（767）

PDF （1426KB）（160）

微胶囊化相变材料具有储能密度高、相变温度近似恒定、便于储存和输运等特点，在热能储存、输运和利用领域具有广泛的应用前景。本工作采用悬浮聚合法辅以超声辐照手段合成了以正十二烷醇为芯材、丙烯酸树脂为壳材的新型高相变潜热相变微胶囊(MEPCM)颗粒。用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、差式扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TGA)和激光粒度仪(LPSA)等设备对微胶囊性能进行了表征。结果表明，所制相变微胶囊呈较规则球体，粒径为638.14~1478.65 nm，中位径d50为933.91 nm。冷却过程中微胶囊芯呈两种不同的结晶过程，囊芯含量为43%，与设计值50%较接近，包覆率达86%，熔化相变潜热为93.31 kJ/kg；包覆后的相变材料融化温度为22.26℃，过冷度从4.61℃降至2.13℃。壳材不与芯材反应。MEPCM质量降低起始温度略高于纯正十二烷醇，封装可改善相变材料的热稳定性，该相变微胶囊具有良好的潜热储存能力和较快的温度变化响应速度。

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39. 碳化锆陶瓷有机前驱体的热解过程

孔玮佳于守泉戈敏张伟刚杜令忠

过程工程学报 2019, 19 (3): 623-630. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218299

摘要（879）

PDF （1959KB）（589）

合成了碳化锆陶瓷有机前驱体，研究了其在热解过程中化学成分和物相组成变化，探讨了从有机高分子向无机陶瓷转化的机理，对碳热还原反应进行了热力学分析。结果表明，前驱体在600℃以下完成了有机结构的断裂、裂解碎片的重排与挥发，600℃以上裂解产物不再具备有机特征；随热解温度升高，无定型碳和单斜相ZrO2逐渐生成，大于1200℃时可检测到立方相ZrC，1400℃时单斜相ZrO2基本消失；1500℃时完成碳热还原反应，在远低于热力学反应温度的条件下生成了高度结晶的纳米尺寸的立方相碳化锆陶瓷。

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40. 响应面法优化制备塑料-锯末活性炭

马培勇王田武晋州邢献军张贤文

过程工程学报 2019, 19 (2): 377-386. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.218186

摘要（601）

PDF （2008KB）（160）

将梧桐锯末和聚丙烯塑料按比例混合后，采用K2CO3活化法制备活性炭，基于中心组合实验设计(CCD)的响应面法(RSM)，以碘吸附值和亚甲基蓝吸附值为优化目标，优化工艺参数。结果表明，当塑料含量为19wt%、无水K2CO3与梧桐锯末质量比为1.73、活化温度为958℃、活化时间为91 min时，所制活性炭的性能最优，碘吸附容量为1320.97 mg/g，亚甲基蓝的吸附容量为471.95 mg/g，与二阶模型预测值接近，表明该模型具有较高的可信度。方差分析结果表明，盐料比、活化温度、活化时间提高对活性炭的碘吸附容量有显著的促进作用，而塑料含量对活性炭碘吸附容量有抑制作用；活化温度、活化时间对活性炭的亚甲基蓝吸附容量影响显著，与塑料含量均具有促进作用，而盐料比是非显著因素且有抑制作用。最优条件下所制活性炭的比表面积为1916.10 m2/g，总孔容为1.12 cm3/g，其中介孔高达70.10%。相比于单因素优化实验所制活性炭，比表面积提高了454.11 m2/g。FT-IR分析表明两种优化条件下所制活性炭的官能团基本没有变化，活性炭亚甲基蓝吸附量的提高主要是由于样品的比表面积增大。

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