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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

    超薄空间复杂边界条件下气体流动压降实验

    董可豪周敬之周峰陈海家...
    2505-2521页
    查看更多>>摘要：随着超薄热管等元件进一步超薄化,蒸汽腔厚度减小导致蒸汽流动压降急剧增大,传热热阻增加,传输极限降低.搭建了超薄受限空间气体流动压降实验装置,开展空气流动实验,获得了不同通道高度(0.1～0.5 mm)、不同表面丝网孔径(0.036～0.104 mm)和不同流速(1～10m/s)下的压降变化.结果表明:通道高度和流速对压降产生显著影响,而表面丝网孔径并不会;3个影响因素按显著程度依次为通道高度、流速、表面丝网孔径;随表面丝网孔径的减小,压降逐渐增大;随通道高度的减小,压降先缓慢增大,在减至0.3 mm后压降开始剧烈上升;随流速的增加,压降增大且近似呈正比例变化关系.最后基于实验数据修正了微通道层流情况下沿程阻力系数相关性预测关联式,以便更准确地预测气体压降.

    微通道流动摩擦因子微尺度压降超薄均热板超薄环路热管

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    氧化铝结构与表面性质调控及其催化甲醇脱水制二甲醚性能研究

    罗莉陈文尧张晶钱刚...
    2522-2532页
    查看更多>>摘要：二甲醚(DME)作为一种关键的化工原料,被广泛用于合成众多重要的化学品及能源产品.在工业生产中用于从甲醇制备DME的催化剂γ-Al2O3因其高效的催化性能而得到普遍应用.然而,γ-Al2O3的合成方法和制备条件对其催化性能有着显著的影响.目前,对于工业上常用的γ-Al2O3合成条件如何影响其催化性能的系统研究仍然不足.特别是,作为影响催化性能的关键因素之一,酸性位点的性质尚未形成共识.通过调控双铝法成胶过程中母液的pH,成功合成了一系列具有不同孔道结构和酸性质的γ-Al2O3.实验结果表明,随着母液pH的增大,γ-Al2O3的比表面积、孔容和孔径均呈现减小趋势.同时,γ-Al2O3的弱酸量逐渐减小,而中强酸量呈现先增后减的趋势.进一步结合催化性能评估结果,发现中强酸数量与甲醇脱水性能密切相关.具有最高中强酸数量的γ-Al2O3表现出最高的DME产率,预示中强酸位点是γ-Al2O3催化甲醇脱水制备DME的主要活性中心.针对具有最优性能的γ-Al2O3开展动力学实验分析,得到甲醇脱水的反应级数为0.78,反应活化能为83.27 kJ/mol.研究可为甲醇脱水制备DME催化剂的设计提供指导,为进一步优化工业生产条件和提高催化效率夯实基础.

    氧化铝甲醇脱水二甲醚酸性调控催化剂动力学

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    不同pH铝溶胶对二甲醚羰基化成型丝光沸石催化剂性能的影响

    王寅初鹏飞刘虎吕静...
    2533-2543页
    查看更多>>摘要：由合成气生产二甲醚(DME),然后DME羰基化生产乙酸甲酯(MA),MA加氢生成乙醇是一条转化率和选择性高、反应条件温和、分离能耗低的绿色工艺路线.其中二甲醚羰基化反应作为重要的中间反应已经受到了广大学者的高度关注.本文主要针对DME羰基化制MA反应,使用具有高活性和高稳定性的丝光沸石(MOR)制备成型催化剂,为进一步工业化奠定基础.通过使用不同pH的铝溶胶作黏结剂制备一系列丝光沸石成型催化剂,并与使用拟薄水铝石作黏结剂的成型催化剂进行比较.通过强度测试以及Weibull函数统计分析,探究了黏结剂对成型MOR的强度以及强度可靠性的影响;X射线衍射、N2物理吸附、29Si MASNMR、吡啶吸附原位红外等表征结合活性评价,探究了黏结剂对MOR的物理结构、酸性以及催化性能的作用.结果表明,铝溶胶的pH对丝光沸石成型催化剂的孔道结构、力学性能和催化性能都有十分重要的影响.铝溶胶的pH在4.9时,成型催化剂介孔比表面积和体积最大(70 m2/g和0.20 cm3/g),机械强度最高(110.7 N/cm),单位分子筛上Brønsted酸量下降幅度最小.因此,单位分子筛上DME转化率和时空收率最高.

    合成气分子筛催化剂黏结剂羰基合成

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    ZSM-5分子筛结构对苯烷基化反应性能影响的数值模拟研究

    黄静茹陈佳轩张群锋阮晋...
    2544-2555页
    查看更多>>摘要：以ZSM-5分子筛催化苯和乙烯烷基化为体系,建立并验证了一种三维各向异性扩散-反应数学模型,该模型考虑了分子筛形貌、孔结构和扩散各向异性的影响.模拟发现当分子筛颗粒体积和abc轴尺寸保持不变时,改变分子筛形貌并不会显著影响其表观活性,因而该情况下无须调控分子筛形貌;而当分子筛颗粒体积不变时,仅缩短b轴尺寸才能显著降低扩散阻力,提高催化剂表观活性,因而合成ZSM-5分子筛时缩短b轴尺寸最有利于扩散和反应.在分子筛颗粒中引入大孔可显著提高分子筛催化剂利用率和表观活性,保持大孔孔隙率不变时,减小大孔孔径更有利.存在最优大孔孔隙率以平衡扩散阻力和活性材料含量,当分子筛粒径4µm、大孔孔径300nm时,最优大孔孔隙率0.16,对应最高表观反应速率80.5 mol/(m3·s).另外,由于分子筛内扩散各向异性的影响,当大孔取向平行于c轴时最有利.结果可为苯和乙烯烷基化ZSM-5分子筛催化剂乃至其他分子筛催化剂的设计优化提供一定的理论指导.

    苯烷基化ZSM-5分子筛扩散-反应模型孔道扩散各向异性颗粒形貌

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    分散型催化剂在煤/重油共炼体系中的加氢抑焦作用

    杨露刘聪聪孟彤彤张博远...
    2556-2564页
    查看更多>>摘要：采用马瑞常渣与印尼褐煤进行煤/重油加氢共炼反应,研究了马瑞常渣脱除沥青质和催化剂加量对共炼体系加氢转化深度的影响.利用XRD、XPS、TEM、TG、13C NMR和SEM对共炼反应后固体残渣进行表征.结果表明,沥青质的存在会促进生焦过程并显著降低共炼体系中煤的转化效率,达到同等转化深度时脱沥青油体系中所需催化剂加量大幅度降低.对于沥青质含量较高的马瑞常渣体系,催化剂反应后固体残渣中有机碳质组分芳香度降低,含氧组分比重下降,且残余有机碳也更易发生热解,表明催化剂对反应体系中碳质组分优异的氢解作用.固体残渣的微观形貌分析则显示出催化剂对生焦过程的良好抑制效果,有助于提高反应体系的加氢转化深度.

    分散催化剂加氢沥青质生焦

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    固载Cu(Ⅰ)的π络合MOF吸附剂用于乙烷/乙烯的选择性分离

    王涛虹王超李政刘莹...
    2565-2573页
    查看更多>>摘要：金属有机框架材料作为常见的吸附剂,已被广泛地应用于乙烷和乙烯气体混合物的分离,其中引入金属离子所产生π-络合作用可以显著提高MOFs对乙烯的吸附能力.在双羟基功能化后的UiO-66中负载Cu(Ⅰ),得到了优先吸附乙烯的Cu(Ⅰ)@UiO-66-(OH)2吸附剂.羟基功能化的框架在增强极性的同时,可以与Cu(Ⅰ)产生协同效应,有效地提高了材料对乙烯/乙烷的吸附分离性能.得到的3％(质量分数)Cu(Ⅰ)@UiO-66-(OH)2在298 K及1 bar(1 bar=0.1 MPa)条件下的C2H4/C2H6IAST选择性为2.98,约为纯UiO-66-(OH)2 的 3倍.单组分吸附实验证明3％Cu(Ⅰ)@UiO-66-(OH)2在整个压力范围下对乙烯的吸附容量均高于乙烷,并且其对乙烯的吸附热(42.81 kJ·mol-1)低于许多已报道的乙烯-选择性吸附剂.在模拟工业条件下对50/50(体积比)C2H4/C2H6混合物进行穿透实验,进一步表明了 3％Cu(Ⅰ)@UiO-66-(OH)2吸附剂可以有效分离乙烷/乙烯混合物.

    乙烷乙烯吸附吸附剂选择性π-络合作用

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    阳离子交换纳晶胶分离乳过氧化物酶的研究

    张颂红赵欣怡楼小玲沈绍传...
    2574-2582页
    查看更多>>摘要：乳过氧化物酶(lactoperoxidase,LP)因具有重要的生物学功能及广谱的抑菌活性而在食品、医药和化工等领域受到广泛关注.针对目前LP分离纯化方法中普遍存在的选择性差、成本高以及分离材料易污染等问题,以甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)及聚甲基丙烯酸缩水甘油酯纳凝胶(PGN)为复合基材,利用低温冷冻聚合和结晶致孔原理制备了 pHEMA/PGN纳晶胶基质,然后接枝功能单体2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙磺酸(AMPSA)得到具有阳离子交换功能的pHEMA/PGN纳晶胶介质,以用于从乳清中层析分离LP.考察了纳晶胶介质的基础性能,并重点探究了缓冲液pH对层析性能的影响.结果表明:制备所得纳晶胶介质具有分布均匀的超大孔结构、优良的渗透性能和传质性能,对模型蛋白溶菌酶的吸附容量为4.41 mg·ml-1;在最优分离条件下所得目标蛋白LP纯度约为96.0％,比活力为27.03 U·mg-1,酶活性回收率为86.5％,分离效果良好,表明该纳晶胶介质在层析分离方面具有较大的应用潜力.

    乳过氧化物酶晶胶介质分离离子交换

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    高通量-高截留率时间维度膜法水处理机理研究

    周文轩刘珍张福建张忠强...
    2583-2593页
    查看更多>>摘要：传统固液两相流膜分离技术利用尺寸效应易受到渗透性-选择性权衡的制约、膜污染与浓差极化等挑战.通过引入旋转剪切动态膜技术与施加固液滑移边界条件,利用膜表面颗粒径向穿透膜孔的时间大于切向划过孔径的时间——时间维度选择性,可有效同步提升渗透性和选择性.通过建立滑移边界旋转剪切动态膜过滤模型,对稀悬浮液微滤过程进行有限元模拟仿真,并结合理论分析揭示了滑移速度、膜厚度与孔隙率等关键参数对膜分离性能的影响规律.结果表明,对于比颗粒直径大1～10倍的膜孔径,在时间维度选择性与流体剪切诱导颗粒迁移的协同作用下,可获取95％以上的微颗粒截留率和350L/(m2.h)以上的有效水通量.该研究结果进一步验证并拓展了时间维度选择性机理在微米尺度的适用性,并为高通量-高截留率动态膜法水处理技术提供了新思路.

    水处理膜过滤固液两相流分离时间维度选择性计算流体力学

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    Na2S改性生物炭高效吸附重金属离子:制备及吸附机理

    马林峰欧爱彤李志远李垚...
    2594-2603页
    查看更多>>摘要：以废弃芦苇为原料、硫化钠(Na2S)为改性剂,制备了对Pb2+、Cd2+、Zn2+具有高效吸附性能的Na2S改性生物炭(BCS).通过扫描电镜-能谱(SEM-EDS)、红外光谱(FTIR)、元素分析等手段对改性前后的生物炭进行了表征.结果显示,Na2S改性能够为生物炭引入多种含硫官能团,提升孔体积并增加比表面积.Langmuir模型拟合结果表明,随着改性剂Na2S溶液浓度的增加,BCS对重金属离子的吸附能力得到提升.在pH为2.0～6.0的范围内,BCS对重金属离子的吸附能力随pH增加逐步增强.在pH=6.0时,BCS对Pb2+、Cd2+、Zn2+的最大吸附量分别为494.99、131.14、94.89 mg/g.根据动力学实验结果可知,BCS对重金属离子的吸附行为符合伪二级动力学模型.吸附机理主要包括表面官能团的络合、离子交换和静电吸附.本研究可为废弃物的再利用以及废水中的重金属的高效去除提供一种环境友好且可行的解决方案.

    生物炭重金属Na2S吸附废水

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    基于自适应变步长同伦法的循环流程收敛算法

    李洪瑞黄纯西洪小东廖祖维...
    2604-2612页
    查看更多>>摘要：包含循环流股的流程模拟面临初值难给定和传统算法收敛困难的问题.针对该问题提出了自适应变步长同伦算法,通过自适应调整同伦参数步长处理中间过程收敛失败的情形,提高收敛效率,并采用回溯线搜索法将迭代变量限制在定义域内,以提升算法的鲁棒性.构建了基于直接迭代法、Wegstein法、Broyden法和牛顿法的同伦算法,分析了同伦参数和辅助函数的影响.以淤浆法工艺生产高密度聚乙烯作为案例,模拟结果表明同伦算法可以提高模型在不同工况下的收敛性.商业流程模型软件Aspen Plus内置的求解器最高仅在21％测试工况下可以获得可行解,而同伦算法收敛案例占比可达88％.

    过程系统算法化学过程模拟同伦法

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