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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
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    催化剂微纳孔道内液体推进剂流动与分解反应过程研究

    侯宝林韩若曦王晓东
    4254-4263页
    查看更多>>摘要：单组元能源属于燃气能源,不同于依赖氧气燃烧释能的常规能源,它是无须空气条件下通过催化分解含能液体化学品生成高温高压气体,流经拉瓦尔喷管产生推力或吹动涡轮输出轴功率.特点是高可靠,快响应,低成本,飞行高度不受限,常被用于为航空航天装备提供轨道维持和应急保障的动力.该类能源动力系统启动时,液体推进剂进入到反应催化床内与催化剂接触,并在毛细管力作用下,浸入载体微-纳孔道内被贵金属纳米粒子活化,发生催化分解反应生成高温高压小分子气相.受催化剂孔道结构、尺寸及表面活性影响,孔道内催化分解产气速率大于流体向外运动速度时,内部气相压力会急剧升高,甚至破坏载体毛细孔道结构导致失活.本文采用Poiseuille流描述催化剂孔道内的气相产物流动、毛细管力驱动牛顿第二定律解析气-液界面移动、反应物扩散-反应模型预测产气速率,揭示肼推进剂催化分解反应启动时在催化剂微纳孔道内的流动,催化反应以及气相压力形成过程,解析了启动过程中孔道内压过大导致催化剂破坏失活的物理现象,为单组元推进剂分解用催化剂孔道结构设计开发提供理论基础.

    Poiseuille流毛细管肼分解扩散反应催化剂孔道传质

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    介孔碳负载Ni催化剂催化顺酐加氢反应研究

    周琳叶斌孙心怡孔令鑫...
    4264-4273页
    查看更多>>摘要：丁二酸酐(SA)是合成可降解塑料聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的原料,开展顺酐(MA)加氢制备SA催化剂的研究具有重要的应用价值.为解决MA低温加氢转化率低且容易失活的问题,本文以介孔碳为载体制备了系列不同镍含量的yNi/MC催化剂并进行表征和催化性能评价.由于介孔碳具有较大的比表面积和孔容,故适量提高金属Ni负载量[40％(质量)]可以增加金属Ni位点,有利于提高MA催化加氢反应的活性.在低负载量情况下,适当增加氢气的弱吸附位点有利于提高MA催化加氢的活性;而Ni的负载量高于20％(质量)之后,H2吸附解离能力相对较强,而C=C键的桥式吸附成为反应活性的提升关键.研究表明,40％(质量)镍负载量的40Ni/MC催化剂经500℃还原后,在较低的温度(60℃)和较高的质量空速(8.3 h-1)条件下可实现100％的SA选择性和80.1％的MA转化率,并在5次循环套用中表现出较佳的稳定性.而且,当反应温度提高至90℃时,MA转化率和SA选择性均接近100％.当采用固定床反应体系评价时,可达到150 h后依旧保持100％的MA转化率和SA选择性.因此,所制备的介孔碳负载镍催化剂在MA加氢领域显示了良好的工业应用前景.

    顺酐丁二酸酐镍介孔碳加氢催化剂载体

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    模型辅助的单抗连续捕获工艺分析和过程优化

    马烨玮孙艳娜高栋王海彬...
    4274-4285页
    查看更多>>摘要：连续流层析具有提高过程产率和介质利用率、降低生产成本等显著优势,在抗体药物生产中具有良好的应用前景.但是,连续流层析模式多样,影响因素众多,传统的基于实验的过程开发方法存在困难.将模型辅助方法引入到连续流层析亲和捕获过程,建立了模型辅助过程优化方法,系统比较了两柱、三柱和四柱连续捕获模式,确定了最佳模式和操作条件,并经实验验证.结果表明:模型预测与实验结果基本一致;与批次层析相比,四柱连续捕获的过程产率提高了 27.2％,介质利用率提高了 50.1％,且产品质量稳定.由此说明,模型辅助方法有助于确定最佳连续捕获模式和操作条件,促进过程优化,加速抗体药物连续生产过程的工业实现.

    连续流层析抗体捕获模型辅助方法蛋白A亲和层析过程开发

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    基于胆碱类离子液体的高纯甲壳素一步提取分离

    冯咪张杰吕兴梅
    4286-4297页
    查看更多>>摘要：针对传统甲壳素制备工艺污染大、水耗高等缺点,提出了基于离子液体的高纯甲壳素制备绿色新方法.结果表明,所用离子液体中1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐([Emim]OAc)、甲烷磺酸胆碱([Ch]Ms)可分别通过溶解-再生两步法、溶解-分离一步法制备得甲壳素,纯度分别达到90.7％、97.4％,收率分别达到38.1％、63.9％.相比于[Emim]OAc提取体系,水含量对[Ch]Ms提取甲壳素影响较小,当水含量增大至50％时,甲壳素纯度仍达94.3％,收率维持在60％.此外,[Ch]Ms分离所得甲壳素结构未发生明显变化,仍保持为α构型,但[Emim]OAc分离所得甲壳素构型转变为半α构型.提出了[Ch]Ms阴、阳离子协同作用脱除蛋白质、碳酸钙,制备甲壳素机理.相比于[Emim]OAc体系,[Ch]Ms提取甲壳素具有低成本、易分离、流程短及产品纯度高等优势,更有利于大规模应用.

    离子液体生物质溶解分离甲壳素

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    双回流变压吸附高效分离CO/H2制备高纯H2和CO

    郭强肇启东肖永厚
    4298-4308页
    查看更多>>摘要：双回流(DR)变压吸附(PSA)工艺具有不受压力比影响的优势,有望突破传统PSA的热力学限制同时获得两种高纯气体.基于两塔四步DR PSA工艺,分别考察了活性炭(AC)、13X和5A分子筛复合吸附剂以及Cu(Ⅰ)/AC单吸附剂的分离效果,实现了同时制备高纯H2和CO产品.利用Aspen Adsorption模拟平台开发了一个由质量、动量和能量平衡方程组成的非等温吸附模型,并通过固定床吸附实验验证了模型的可靠性.结果表明,AC、13X和5A分子筛复合吸附剂的DR PSA工艺分离效率欠佳,但表现出更强的CO解吸能力;而单独以Cu(Ⅰ)/AC为吸附剂,可以显著提升分离效率,即以CO/H2=0.5/0.5(体积比)合成气为原料,获得纯度＞99.999％的H2产品,其中CO含量＜0.20 ml/m3,收率达96.69％;同时CO产品纯度＞97.00％,收率达99.16％.增大轻、重组分回流比可以进一步提高H2和CO产品气的纯度.

    双回流变压吸附一氧化碳Cu(Ⅰ)/AC数值模拟

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    聚全氟乙丙烯中空纤维复合膜的制备及其染料/无机盐分离性能研究

    王璐遥张广勇于海鑫张轩诚...
    4309-4319页
    查看更多>>摘要：利用膜分离技术进行染料脱盐,对实现纺织印染废水的清洁处理与资源回收具有重要意义.以聚全氟乙丙烯(FEP)中空纤维膜为基膜,通过邻苯二酚(CA)和聚乙烯亚胺(PEI)共沉积改善膜表面亲水性,利用聚吡咯(PPy)构筑中间层优化界面聚合过程,制备FEP中空纤维复合膜.结果表明:改性后,膜表面的水接触角由122°降至39°,亲水性改善;当吡咯(Py)浓度为10％(质量分数)时,所得复合膜综合性能最佳,对考马斯亮蓝和刚果红等的截留率达95％、NaCl和MgSO4等的截留率均低于8％,可实现染料与无机盐的高效分离.经有机溶剂处理以及在高运行温度(80℃)下,膜的截留率保持稳定,显示耐热和耐溶剂性良好.此外,FEP中空纤维复合膜还可实现二元染料分离.

    聚全氟乙丙烯膜结构设计分离废水

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    分子水平动力学模型和机器学习方法相结合研究废弃塑料热解

    王茂先孙启典付哲华放...
    4320-4332页
    查看更多>>摘要：随着全球塑料产量的增加,废弃塑料处理问题日益严重,热解技术作为一种将废弃塑料转化为高附加值产品的方法,引起了广泛关注.通过分子水平动力学模型与机器学习相结合的方法,研究了聚乙烯(PE)的热解过程.首先,利用分子水平动力学模型针对不同分子量分布的PE原料,生成大规模热解数据集.然后,基于大规模数据集构建了 9种机器学习模型,评估其预测能力及特征重要性,分析影响热解产物收率的关键因素.结果表明,反应时间和热解温度是主要影响因素,KNN模型在气、液相产物预测中表现最佳.通过优化机器学习模型和扩大数据集,可以显著提升热解过程的预测准确性和效率,为废弃塑料资源化提供了新的思路和方法.

    热解机器学习分子水平动力学模型废弃塑料模拟废物处理

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    机器学习驱动的生物质热解模型建立及挥发分化学链重整制氢工艺优化

    刘根孙仲顺张博张榕江...
    4333-4347页
    查看更多>>摘要：针对生物质气化制备绿氢过程中气化效率低、氢气选择性差的挑战,提出了一种热解串联挥发分化学链重整制氢的解耦工艺.在对上述过程理论分析时发现,热解挥发分的产量和组成与生物质性质和热解操作条件之间的复杂关系难以通过传统模型化方法被准确关联,从而制约了上述工艺的精确分析调控.因此本文基于机器学习方法建立了生物质快速热解过程的产物分布预测的神经网络模型,并结合粒子群优化算法确定最佳热解条件,使热解挥发分的氢原子比和高位热值最大化,氧原子比最小化.随后,基于流程模拟对挥发分化学链重整制氢工艺进行了分析和优化.研究结果显示,所建立的神经网络模型能够准确预测热解三相产物的产率、热解气的详细组成、热解油的元素分布及高位热值等.在上述输出参数的综合测试集中,模型的平均决定系数为0.821,平均均方根误差为2.00.优化后,草本生物质(小麦秸秆、玉米秸秆)和木本生物质(榕树、松木)的热解挥发分产率为64.49％～78.62％,氢原子占比在3.77％～4.39％之间.在重整温度700 ℃,蒸汽/生物质质量比0.71～0.88的优化工况下,小麦秸秆的氢气产量和CO2负排放能力最高,分别为0.60 m3/kg与-1.74kg/m3.采用生物质挥发分化学链重整制氢工艺,四种生物质的氢气产量相较常规气化分别增加了61％、35％、16％和34％.研究结果为生物质制备绿氢提供了有效的基础支撑.

    机器学习化学链重整气化生物质优化

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    水合物共存体系中气体溶解度预测模型

    汤涵蔡进覃海航陈光进...
    4348-4358页
    查看更多>>摘要：准确预测气体在液相中的溶解度对研究气体水合物的稳定性和分解动力学具有重要意义.采用Valderrama-Patel-Teja状态方程和Wong-Sandler混合规则关联了 CH4和CO2在水相中的溶解度数据.为了进一步扩展至电解质溶液体系,考虑了 Debye-Hückel静电力作用;由汽液相平衡数据和低压盐析系数拟合了气体-水、气体-电解质的交互作用参数.基于扩展的Patel-Teja状态方程与Chen-Guo水合物模型,预测了水合物共存体系下CH4和CO2在纯水和电解质溶液中的溶解度.结果表明,理论模型计算结果与实验数据具有较好的一致性,纯水体系下二者的平均相对偏差分别为5.740％和3.530％;对于NaCl水溶液体系,其预测的气体溶解度平均相对偏差分别为2.340％和1.990％.模型可为海底CO2水合物法固态封存、CO2置换开采天然气水合物等技术开发提供理论参考.

    气体水合物热力学模型溶解度状态方程电解质

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    质子交换膜水电解池分布特性研究

    向千禧杨小康孙嘉琦谢峰...
    4359-4368页
    查看更多>>摘要：电解水制氢的分布特性对水电解池的性能和寿命有着重要影响.利用分区印刷线路板对电解水的稳态与动态过程进行电流密度分布和温度分布的原位表征,分析在水流量和表观电流密度影响下传质极化对多物理场的作用效果.结果表明,当水电解池处于电化学极化和欧姆极化区时,电流密度分布和温度分布较为均匀且稳定;而当水电解池处于传质极化控制区时,电流密度分布差异明显,而且传质极化程度越大局部电流密度分布差异越大,对应温度分布的高温区随流量增大从进水侧逐渐向出水侧偏移.此外,采用归一化电流密度分布分析了动态过程中电流密度的分布演化过程,结果表明,造成水电解池分布均一性变化的主要原因是传质极化,传质极化发生过程中靠近下游出口区域的低电流密区逐渐增大,最终形成稳定传质极化时的分布特征.

    质子交换膜水电解池电流密度分布温度分布制氢传质

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