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期刊信息/Journal information
化工学报
中国化工学会 化学工业出版社
化工学报

中国化工学会 化学工业出版社

李静海

月刊

0438-1157

hgxb@cip.com.cn

010-64519485/86/89/90

100011

北京市东城区青年湖南街13号

化工学报/Journal CIESC JorunalCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>《化工学报》以促进国内外化工科技发展和学术交流为宗旨，主要刊载化工及相关领域的原创性研究论文，报道有价值的基础数据，扼要报道阶段性研究成果和重要研究工作的最新进展，选载对学科发展起指导作用的综述与专论。栏目包括：热力学；流体力学与传递现象；催化、动力学与反应器；分离工程；过程系统工程；表面与界面工程；生物化学工程与技术；能源和环境工程；材料化学工程与纳米技术；现代化工技术。《化工学报》是我国创刊较早的科技期刊之一，多年来本刊一直保持严谨求实的优良传统，严把稿件质量关。由国内外知名专家组成的学术实力强大的编委会，严格的审稿制度和编校程序，保证了刊物的内容质量和出版质量，保持了国内化工界权威性学术期刊地位。发表文章中国家自然科学基金等重大项目的文章达83％，其中获国家科技进步奖、国家发明奖以及各种省部级以上科技奖励项目所属的文章占有较大比例。《化工学报》是很多国际重要检索系统的源期刊，如美国的《CA》、《EI》，俄罗斯的《文摘杂志》，日本的《科学技术文献速报》等，影响因子、总被引频次、综合评价指标在同类期刊中位于前列。在期刊评比中多次获奖，2006年以来主要获如下奖项：2006 年获第六届全国石油和化工行业优秀期刊一等奖2006－2010 年连续入选“百种中国杰出学术期刊”2006－2010 年连续入选中国科协精品科技期刊工程示范项目B类2007 年论文“用石蜡-CO2超临界流体快速膨胀在流化床中进行细颗粒包覆”获第五届中国科协期刊优秀学术论文奖 2008 年被评为“中国精品科技期刊”2008 年论文“高固气比状态下的粉煤气力输送”被评为“2007年中国百篇最具影响优秀国内学术论文”2008 年论文“固体碱法制备生物柴油及其性能”获第六届中国科协期刊优秀学术论文一等奖2010 年获第二届中国出版政府奖期刊奖提名奖
正式出版
收录年代

    NH4Cl辅助热解制备镍-氮-碳纳米管催化剂及其电还原CO2性能

    吴诗德易峰平丹张逸飞...
    4484-4497页
    查看更多>>摘要：二氧化碳(CO2)的资源化利用是实现"碳达峰,碳中和"的重要手段.在众多CO2转化技术当中,电催化CO2还原反应因反应条件温和、工艺过程简单等优点,被认为是极具应用前景的减碳技术之一,其关键在于高效、高稳定性电催化剂的开发.过渡金属-氮-碳(M-N-C)材料是电还原CO2生成CO的有效催化剂,针对其高温热解制备过程中活性金属原子容易聚集且氮原子流失严重,进而使得活性位密度降低,催化性能下降等问题,本文提出以双氰胺(DCDA)为碳源和氮源,以乙酰丙酮镍(Ni(acac)2)为金属源,以氯化铵(NH4Cl)为第二氮源和造孔剂,采用简单的NH4Cl辅助热解-酸刻蚀的方法制备得到镍-氮-碳纳米管(Ni-N-CNTs)电还原CO2催化剂,并详细考察NH4Cl添加量对催化剂结构和催化性能的影响.表征结果表明:NH4Cl的加入有利于催化剂纳米管状形貌和多级孔结构的生成,同时有利于催化剂中Ni-Nx(1.6％,摩尔分数)和pyridinic-N(1.75％,摩尔分数)物种含量的增加.一系列性能测试结果表明:催化剂的活性中心为Ni-Nx,同时pyridinic-N的存在也有利于催化性能的提高,当前体中NH4Cl加入量与氮源和金属源总质量比为1:1时,所得Ni-N-CNTs-1催化剂催化性能最好,在电压为-0.65 V(vs RHE)时,CO法拉第效率最高达92％,此时CO部分电流密度为8 mA·cm-2.此外,该催化剂还表现出良好的催化稳定性,连续恒电位电解12 h,催化性能基本不变.该催化剂制备工艺简单,制备条件可控,研究结果可为高效M-N-C电还原CO2催化剂的设计和制备提供一种切实有效的研究思路和方法.

    热解氮掺杂碳纳米管电还原二氧化碳

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    溶剂效应对木质素酚类化合物加氢反应的影响机理

    尤红运林景骏黄凯越舒日洋...
    4498-4506页
    查看更多>>摘要：系统研究了木质素酚类化合物在Ru/C和Al2O3催化体系下溶剂效应对加氢反应的影响.在乙醇溶剂中,苯酚在35℃下即可完全转化为环己醇,具有最佳的加氢效果.研究表明极性溶剂比非极性溶剂的加氢效果更好,是因为催化剂分散均匀,强化了催化剂和反应物间的传质与扩散.在醇类极性溶剂中,乙醇的加氢反应效率最高,对比研究显示溶剂的极性越强,苯酚加氢的转化效果越好.还建立了Kamlet-Taft表达式参数与苯酚转化率间的关系关联式,分析了各参数的影响效果,详细阐述了Ru/C和Al2O3催化体系下详细的苯酚加氢反应路径和机理,并将该催化体系应用于其他木质素酚类化合物的加氢反应,也取得了很好的反应效果,大部分木质素酚类化合物均加氢饱和转化成稳定的环状醇类化合物.

    溶剂酚类化合物加氢催化剂极性溶剂

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    M-MOF-74吸附分离H2/He混合物的分子模拟研究

    王玉杰李申辉赵之平
    4507-4517页
    查看更多>>摘要：为了探究有机金属框架MOF-74能否作为一种优良的固体吸附剂,分离H2/He混合物中H2,并达到提纯He的目的,采用分子模拟的手段研究了H2、He及H2/He混合物在M-MOF-74(M=Mg、Co、Ni、Cu、Zn)上的吸附性能及吸附机理.结果表明,在1 bar(1 bar=105 Pa)压力和25℃条件下,纯H2对纯He在Ni-MOF-74上的选择性达6.58,而Mg-MOF-74对H2的吸附量最大,其值为0.19 mmol·cm-3,为He吸附量的6.46倍.当H2/He混合物的浓度发生变化时,对其在M-MOF-74上的吸附分离因子没有较大影响,说明浓度变化不会影响M-MOF-74上吸附位点容纳H2和He的能力.吸附位点和吸附热分析表明,MOF-74上的金属离子未饱和位点能够显著增强其对H2的吸附能力.其结果对判断M-MOF-74是否具有分离H2/He混合物的潜力,以及定量分析MOFs金属未饱和位点对H2/He混合物分离的贡献提供了一定的理论基础.

    MOF-74H2/He混合物吸附剂吸附分子模拟

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    原甲酸三甲酯-醋酸萃取精馏全局多目标优化

    柳旭许松林王燕飞
    4518-4526页
    查看更多>>摘要：在生产杀菌剂嘧菌酯中间体过程中,反应物原甲酸三甲酯(TMOF)与生成物醋酸(HAc)发生共沸,导致反应物堆积和原料损耗.为解决共沸物分离问题,使用Hayden-O'Connell修正的UNIFAC基团贡献法研究其汽液平衡,设计常规萃取精馏(CED)、侧线萃取精馏(SED)、隔壁塔萃取精馏(EDWC)三种工艺,以分离组分摩尔纯度、再沸器热负荷(Q)、年度总费用(TAC)为目标,运用灵敏度耦合箱线图响应面法(S-BBD)对三种工艺参数分别优化.结果表明,优化方法预测值与实际值存在较优拟合关系,CED、SED、EDWC对TAC和Q的预测误差均不超过1％.分离纯度相同时,SED较CED节约10.37％TAC和6.88％热负荷,EDWC较CED节约10.65％TAC和10.53％热负荷,三种工艺方案均可为化工实际生产提供理论基础.

    共沸物计算机模拟经济基团贡献法萃取精馏多目标优化

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    Pebax/a-MoS2/MIP-202混合基质膜的制备及CO2分离性能

    靳卓王永洪张新儒白雪...
    4527-4538页
    查看更多>>摘要：为了获得高性能的CO2/N2分离膜,把空气中氧刻蚀的二硫化钼(a-MoS2)和金属有机框架材料MIP-202通过机械力化学反应制备的双功能填料作为分散相,聚醚嵌段酰胺(Pebax-1657)作为连续相,采用溶液浇铸法制备了Pebax/a-MoS2/MIP-202混合基质膜.采用FT-IR表征了填料的化学结构,借助ATR-FTIR、SEM、TG和力学性能测试表征了混合基质膜的化学结构、微观形貌结构、热稳定性和物理力学性能.研究了水含量、双功能填料配比、含量、膜两侧压差和操作温度对膜气体分离性能的影响,并考察了模拟烟道气(CO2/N2体积比15/85)条件下混合基质膜的长时间运行稳定性.结果表明:在温度为25℃、膜两侧压差为0.1 MPa的操作条件下,a-MoS2与MIP-202质量比为5:5和双功能填料含量为6％(质量)时,膜的气体分离性能达到最优,CO2渗透性和CO2/N2选择性分别为380 Barrer和124.7,超过了2019年McKeown等提出的上限值.连续测试360 h后,混合基质膜的性能没有明显降低,其平均CO2渗透性和CO2/N2选择性分别为358 Barrer和120.1.这主要是由于a-MoS2和MIP-202协同提高了膜的气体分离性能.

    混合基质膜二硫化钼MIP-202协同效应CO2分离

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    CD-MOF二维层状膜制备及混合溶剂精准分离研究

    张后虎吴晓莉陈冲冲陈静静...
    4539-4550页
    查看更多>>摘要：随着膜分离技术的迅速发展,其应用于混合溶剂分离以替代传统高能耗精馏等操作受到了越来越多研究者的关注,但制备具有均匀亚纳米筛分孔的分离膜是其面临的挑战.利用苯甲酸诱导各向同性的环糊精金属有机框架(CD-MOF)三维立方颗粒产生错层结构,再通过液相超声剥离法制得CD-MOF纳米片,以此为构筑单元制备二维层状MOF膜.膜内CD-MOF纳米片含有丰富、连通且均匀的本征亚纳米孔(0.78 nm),可识别分子间微小的尺寸差异,实现混合溶剂精准分离.如CD-MOF层状膜对溶解在苯中的均三异丙基苯与二异丙基苯混合液(摩尔比为1:3)的分离因子达到7.4.此外,膜对溶解在甲醇中的甲基橙染料(1.0 nm)截留率达到99.6％,且甲醇通量达84.3 L·m-2·h-1·bar-1.

    环糊精金属有机框架二维层状膜尺寸筛分纳滤选择性分离

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    乙炔加氢串联反应器全周期乙炔转化率最优分配研究

    王峥许锋罗雄麟
    4551-4564页
    查看更多>>摘要：在乙炔加氢反应器的实际生产运行过程中,乙炔加氢反应大部分在第一床层,加氢反应放出的大量热量使得床层内温度高于最佳反应温度范围,致使乙烯选择性降低,乙烯产量下降,而在进行全周期操作优化时并未考虑到此问题.因此,首先考虑温度对绿油累积的影响,修正了催化剂失活动力学方程;其次,为保证反应器各床层内温度都在最佳反应温度范围,从化学反应工程理论和实际生产过程中的安全性两个角度出发,给出两种反应器各床层乙炔转化率分配方案;最后,在常规全周期操作优化模型中添加乙炔转化率约束,建立全周期乙炔转化率分配操作优化模型,并对两种乙炔转化率分配方案进行全周期操作优化.优化结果表明,两种乙炔转化率分配方案操作优化的乙烯产量要远远高于常规操作优化,且乙炔转化率方案为33:33:33时,乙烯产量最高,而考虑实际生产过程中的安全性,乙炔转化率分配方案为43:47:10时具有更好的效果.

    过程系统过程优化乙炔加氢反应器乙炔转化率分配催化剂失活

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    不同CO2捕集技术的CO2耦合绿氢制甲醇工艺研究

    季东王健王可李婧玮...
    4565-4575页
    查看更多>>摘要：大量的化石燃料燃烧导致温室气体排放增加,全球气候变暖.世界各国以全球协约的方式减排CO2,我国也由此提出"碳达峰·碳中和"目标.CO2捕集以及转化制液体燃料和化学品是双碳目标下行之有效的碳减排措施之一,不仅可以实现CO2的资源化利用,同时也缓解了国家能源安全问题.本文以燃煤电厂烟气CO2捕集和CO2合成甲醇为研究对象,分析了基于四种不同CO2捕集技术的CO2耦合绿氢制甲醇工艺.对四种不同CO2捕集技术的CO2制甲醇工艺进行了严格的稳态建模和模拟,分析和比较了不同CO2捕集技术情景下的CO2制甲醇工艺的技术和经济性能.结果表明,MEA、PCS、DMC和GMS情景的单位甲醇能耗分别是7.81、5.48、5.91和4.66 GJ/t CH3OH,GMS情景的单位能耗最低,其次是PCS情景,但随着更高效相变吸收剂的开发,PCS情景的单位甲醇产品的能耗将降低至2.29～2.58 GJ/t CH3OH.四种情景的总生产成本分别是4314、4204、4279和4367 CNY/t CH3OH,PCS情景的成本最低,更具有经济优势.综合分析表明PCS情景的性能表现最好,为可用于燃煤电厂最佳的碳捕集技术,为CO2高效合成燃料化学品提供方向,缓解化石燃料短缺和环境污染问题.

    CO2捕集CO2制甲醇模拟过程系统技术-经济分析

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    多孔质机械密封耦合润滑模型与密封性能分析

    孟祥铠孟令超马艺江锦波...
    4576-4584页
    查看更多>>摘要：考虑多孔质材料内密封介质渗流与密封端面润滑液膜间的传质耦合关系,建立了一种多孔质机械密封的流体润滑模型,采用有限单元法求解液膜润滑方程和多孔质内部渗流控制方程,研究了膜厚、渗透率、多孔质环几何参数对密封性能的影响规律,揭示了多孔质机械密封的工作机理.结果表明:多孔质机械密封依靠流体静压效应在密封端面成膜,相较于普通平行端面密封,其液膜承载力和轴向刚度更大;随多孔质渗透率的增大,多孔质机械密封泄漏率和开启力逐渐增大,而液膜刚度逐渐减小;液膜厚度的增大会导致泄漏率的增大和开启力的减小,而液膜刚度先增大后减小,且不同渗透率下的最大刚度分别对应不同的膜厚值.研究结果可为多孔质机械密封的工程设计提供新的思路和理论指导.

    多孔质机械密封静压效应有限元法流体润滑密封性能

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    非规则V形表面织构化机械端面密封性能研究

    赵文静屠治荣孟祥铠江锦波...
    4585-4593页
    查看更多>>摘要：针对一种新型非规则V形表面织构化机械密封端面,建立了界面液膜的润滑模型,采用有限单元方法求解雷诺方程,研究了表面织构开孔面积比、深度比、特征数和密封介质压力对端面密封的承载力、泄漏率、摩擦因数和液膜刚度等密封性能参数的影响规律,并对经典三角形织构和圆形织构化端面密封进行了对比分析.结果表明:端面新型非规则V形织构具有收集和汇聚液膜的作用,增强了动压效应;织构开孔面积比、深度比、特征数和密封介质压力的变化对V形与三角形表面织构的密封性能影响较大,而对圆形织构表面的密封性能影响不明显;在研究几何和工况参数范围内,这种新型V形表面织构的机械密封性能相对较优,其承载力、摩擦因数与液膜刚度均略优于三角形织构,远优于圆形织构,研究结果可为织构化端面密封的设计开发提供支持.

    表面织构有限元方法数值模拟密封性能微尺度

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