能源化工

• 镁基储氢材料改性研究进展

  齐宗尧;武锦涛;刘学武;陈淑花;张晶;

  镁基储氢材料以其高储氢量、成本低廉以及原材料丰富等优点受到了广泛研究。然而镁基储氢材料也存在吸放氢温度高、吸放氢速率缓慢等不足。这些不足制约了镁基储氢材料的大规模商业应用。近年来，大量学者聚焦于镁基储氢材料的改性研究，试图提高镁基储氢材料的吸放氢动力学以及热力学性能，目前已经取得了大量成果。基于国内外储氢材料研究现状，归纳总结了镁基储氢材料的储氢机理、材料制备手段，重点阐述了镁基储氢材料的改性方法，包括改变颗粒尺寸、添加催化剂、掺杂以及元素添加或替代等方法对材料吸放氢性能的影响，并对上述镁基储氢材料改性方法及特点进行分析比较。最后，对镁基储氢材料的未来发展以及改性研究方向进行了展望。

  2026年02期 v.54;No.444 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 1042K]
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• 基于波纹形液冷通道的锂电池热管理系统研究与优化

  刘宁豪;杨涵;王晨曦;高强;程金鹏;杨广丰;

  为解决锂离子电池组在高放电倍率下温度高、温差大的问题，提出一种创新的波纹形液冷电池热管理系统，并通过实验验证研究方法的准确性和可靠性。首先探讨流道深度、液冷板壁厚对系统冷却性能及功耗的影响，进而对结构进行优化。随后，针对优化后的结构，分析冷却液质量流量和温度对冷却性能和功耗的具体影响。结果表明：增加流道深度或液冷板壁厚可有效降低电池组的最高温度、平均温度及最大温差。经过结构优化，电池组的最高温度、平均温度、最大温差和压降分别降低了1.18、1、1.08℃和156 Pa。对于优化后的结构，提高冷却液质量流量或降低其温度可进一步降低电池组的最高温度和平均温度，但最大温差和系统压降会增大。在冷却液温度为20℃时，满足冷却要求的临界冷却液质量流量为0.6 g/s;在冷却液质量流量为1 g/s时，临界冷却液温度约为25℃。研究表明，提出的波纹形液冷系统可为电池热管理系统的设计提供一定的参考。

  2026年02期 v.54;No.444 8-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 1054K]
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材料科学

• 尿素电氧化钴基催化剂研究进展

  王鹭;郭嘉玉;赵凌;张时进;周名星;杨伯伦;

  尿素电氧化反应可用于处理含尿素废水并产氢或发电，为尿液的绿色处理及资源化利用提供新途径，开发高效稳定的催化剂是实现尿素电氧化的关键。传统镍基催化剂存在活性组分NiOOH生成电位高、易中毒失活且依赖碱性电解质等问题，而钴基催化剂不仅能在碱性条件下以较低电位实现尿素电氧化，且能在中性条件下电化学介导尿液中的氯离子生成活性氯氧化尿素，显示其作为尿素电氧化反应催化剂的应用前景。基于此，从碱性条件和中性条件2方面出发，在阐述2种反应环境中钴基催化剂尿素电氧化反应机理的基础上，分类评述2种反应路径下尿素电氧化钴基催化剂的设计开发及改性策略，并展望其未来发展方向，为新型尿素电氧化反应催化剂的设计构筑及应用开发提供新思路。

  2026年02期 v.54;No.444 14-19+57页 [查看摘要][在线阅读][下载 1097K]
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• 钨青铜结构KSr₂Nb_5-xTa_xO₁₅粉体的制备与摩擦催化性能

  刘军君;林施荣;袁志;刘来君;

  采用熔盐法合成亚微米棒状钨青铜结构的KSr_2Nb_(5-x)Ta_xO_(15)(组分掺杂量x=0、1、2、3、4)粉体，并通过染料降解以评估催化剂的摩擦催化性能。结果表明：x=1时具有最佳的催化活性，2 h后RhB(罗丹明B)染料的降解效率达到94.2%。由于微量的Ta取代，改善了催化剂的铁电性(P_r=20.06μC/cm~2)和比表面积(11.4 m~2/g),从而增强了催化性能。同时，在摩擦与光照协同作用下，50 min后，对RhB的降解效率达到91.7%,反应效率提高2.08倍。结合铁电材料的自发极化特性与摩擦起电效应，提出电子跃迁与电子转移协同作用的摩擦催化机制。

  2026年02期 v.54;No.444 20-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 1592K]
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环境化工

• 复合型陶瓷膜技术处理印染废水的应用与进展

  辛蓓雨;马萧筝;马欢;王洋;郭冀峰;

  陶瓷膜由于具有使用寿命长、机械强度高以及耐酸碱性等优点，受到了国内外学者的广泛关注。近年来，以单体复合型和耦合型为代表的复合型陶瓷膜处理技术在工业废水处理领域，特别是在印染废水的处理方面取得了显著的成效。文章重点阐述了近年来复合型陶瓷膜在印染废水末端处理中的新技术，包括纳米复合陶瓷膜、陶瓷负载聚酰胺复合膜、电化学-陶瓷膜、芬顿反应-陶瓷膜、臭氧-陶瓷膜和光催化-陶瓷膜技术，同时总结了这些处理方式各自的处理机理，以期为陶瓷膜在印染废水处理中的应用提供科学依据。基于这些研究成果，文章进一步提出了陶瓷膜技术净化印染废水的未来研究方向，旨在为陶瓷膜废水处理技术的后续研究提供科学依据，推动该技术在实际应用中的进一步发展。

  2026年02期 v.54;No.444 26-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 1550K]
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过程强化

• 弱直流磁场下液滴冻结及冻结表面结霜可视化

  张文博;勾昱君;王者;刘佳成;

  为了探究磁场作用对单个液滴的影响，通过施加直流磁场的方式，探究不同磁场强度(0—8 mT)下液滴的冻结以及结霜过程。结果表明：施加直流磁场对液滴的冻结过程起到延缓作用，且最佳抑制磁场强度为6 mT。当冷面温度降低或环境湿度升高到一定程度时，磁场强度对液滴的冻结过程影响不大。在冻结液滴表面上结霜过程中，霜层的生长速度在霜晶生长期生长迅速，随后发展到霜层生长期变得缓慢。

  2026年02期 v.54;No.444 33-38+57页 [查看摘要][在线阅读][下载 1284K]
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生物化工

• 生物炭固定化木霉菌剂制备及其对聚乙烯的降解

  王怡霏;陈雅琴;曾佳璇;罗海龙;朱利霞;

  为提高聚乙烯降解效率，以生物炭为载体，高效降解聚乙烯的木霉菌为菌种，采用吸附法制备生物炭固定化木霉菌剂。从4种不同裂解温度制备的生物炭中优选出适宜的载体，从固定化温度、接种量和固定化培养基进行菌剂的优化，评估固定化菌剂对聚乙烯微塑料的降解效果。结果表明：300℃生物炭BC300官能团丰富、固定化菌剂生物量较优，生物炭固定化木霉菌剂FBC300降解聚乙烯微塑料效果优于其他3种固定化菌剂，故以BC300作为载体。单因素试验表明固定化温度20℃,接种量5%(质量分数),马铃薯葡萄糖液体培养基作为固定化培养基，此条件下固定效果最佳。模拟应用中FBC300经14 d共培养后，聚乙烯降解率最大，为0.854%,优于游离木霉菌和生物炭，表明生物炭固定化木霉菌剂FBC300可作为降低聚乙烯微塑料污染的良好材料。

  2026年02期 v.54;No.444 39-44+70页 [查看摘要][在线阅读][下载 1172K]
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传热过程及设备

• 基于弹簧-质量-阻尼模型的单环闭式脉动热管传热特性

  战洪仁;刘德彬;王立鹏;刘东灵;纪柏辰;刘鹏;吴旻;

  为探究单环闭式脉动热管的传热性能，使用理论推导获得脉动热管内两液柱系统振动方程，建立一个考虑气液相变的单环闭式脉动热管液柱振荡运动的弹簧-质量-阻尼模型。基于该模型，得到在弹性系数、质量等参数发生非线性变化下的单环闭式脉动热管的传热特性。并进行实验研究，验证该数学模型的正确性。结果表明：充液率为60%、加热功率为60 W时，脉动热管传热性能最好。脉动热管的启动时间与混沌特性呈正相关，混沌特性与传热特性呈正相关。

  2026年02期 v.54;No.444 45-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 2223K]
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化工流体力学

• 基于CFD的溶催同步臭氧反应器结构优化及流场分析

  毕经冉;胡淼;张军;刘士军;杨帆;冯岩;

  基于欧拉-欧拉多相流模型和k-ε湍流模型，对溶催同步臭氧反应器进行流场模拟与结构优化。考察溶催同步反应室高径比H/D、导流筒直径与反应器直径比d/D、布水布气板开孔率、导流筒高度对流场的影响。结果表明：H/D=2、d/D=0.65,布水布气板开孔率为0.44%时，反应器内流场最优且催化剂流化效果最佳。优化结构形成显著升/降流循环，增强催化剂流化效果。导流筒增压效应促进臭氧溶解，实际运行数据显示：射流混合后臭氧溶解度提升51%,经反应室后增幅达83%。该多级溶解体系可根据水质需求灵活调控流程，运行稳定性优异。

  2026年02期 v.54;No.444 51-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 1830K]
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• 压裂作业船气力发送罐气固两相流动数值模拟及结构优化

  黄天成;沈立文;陈涛;袁新梅;田晓宁;胡山山;周思柱;

  为了提高压裂作业船气力发送罐的输送效率，建立实际工况下的气力发送罐模型，采用正交试验方法和D-最优设计响应面设计方法，针对同种工况下不同结构参数的气力发送罐进行气固两相流动仿真分析；研究发送罐半顶角、进气管直径、出口管直径、吸嘴喷嘴间距、喷嘴直径比和吸嘴直径比对出口平均质量流量的影响程度；通过极差分析，确定以吸嘴喷嘴间距、进气管直径和吸嘴直径比为影响因素，以出口平均质量流量最大为目标，进行响应面优化；通过响应面法，建立3次多项式回归方程，得到气力发送罐优化后的结构参数。分析结果表明：进出口管间距对平均质量流量的影响最显著，在取值范围内，随着间距的增大，平均质量流量呈现先增大后减小的趋势。优化后的平均质量流量为147.60 kg/s,与响应面模型预测值误差为4.7%,较优化前提升29.4%。研究方法与结果可为压裂作业船气力发送罐的优化设计提供参考。

  2026年02期 v.54;No.444 58-63+76页 [查看摘要][在线阅读][下载 1273K]
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反应工程

• 生物质化学链气化过程中甲苯转化

  赵天;秦宁;朱万进;高行龙;张贺;杨振;

  生物质焦油是生物质气化技术的关键挑战，生物质化学链气化技术通过载氧体的催化氧化作用，可减少焦油的产生，而载氧体的性能对焦油转化至关重要。采用溶胶凝胶法制备(LaM M=Fe、Ni、Co、Mn、Cu)载氧体，并以甲苯作为生物质焦油模型化合物，在固定床上进行焦油化学链转化实验，研究载氧体种类、水蒸气和水蒸气与甲苯中碳的摩尔比n_(S/C)等因素对气体产物组成、甲苯转化率、C_1和H_2产率等的影响。结果表明：与LaCu、LaMn和LaCo相比，LaFe和LaNi分别起到较好的甲苯部分氧化和催化转化作用；对于双组份载氧体LaFe_(1-x)Ni_x,Fe和Ni的相互作用使得载氧体晶粒更小，生成了LaFe_(0.9)Ni_(0.1)O_3等物质，进一步促进甲苯转化，但由于载氧体供氧不足，导致严重积碳，添加水蒸气显著促进了甲苯重整和积碳气化，极大地提高了C_1和H_2产率。对于LaFe_(0.6)Ni_(0.4),n_(S/C)提高到1.6后，C_1产率达到95.65%,积碳率<0.18%,而H_2产率达到264.53%,载氧体展现了良好的稳定性。

  2026年02期 v.54;No.444 64-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 1325K]
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过程模拟

• 焦炉炭化室压力控制管道数值模拟

  曹钰;金浩;曹银平;黄婕;

  基于FLUENT软件，使用欧拉-拉格朗日法作为基本框架，对某钢厂1、4期7 m大型焦炉炭化室压力控制管道进行数值模拟研究。高温荒煤气为连续相，喷雾液滴为离散相，考察不同荒煤气入口速度、翻板倾斜角度α等对管内流场的影响，以及荒煤气流速、温度对喷雾液滴蒸发时间的影响。此外，在无喷雾液滴喷洒时，对翻板处局部阻力系数ζ与α的关系进行探究。结果表明：α越大，ζ越大，当α=87°时，ζ可达到34.59;荒煤气入口速度越大、喷雾液滴质量流量越小，监测点温度越高，最高温度为876.69 K;荒煤气入口速度以及α越大，监测点压力越大，最大压力为1 799.24 Pa;荒煤气入口速度越大、温度越高，喷雾液滴最大蒸发时间越短，最短时间为0.350 s。

  2026年02期 v.54;No.444 71-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 1031K]
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化工系统工程

• 级联冷却系统多周期优化设计方法

  王泽寰;张凌玮;王彧斐;

  冷却系统被广泛用于移除工业废热及物质冷却，在部分工业过程中，物流会通过空气冷却、循环冷却和冷冻水冷却的级联冷却方式进行冷却，从而达到生产条件。由于被冷却的物流仍具有较高余热，有机朗肯循环和吸收式制冷过程可以与级联冷却系统进行耦合，从而有效利用过程余热。然而，级联冷却系统与环境条件相关，而当前方法并未考虑环境条件对系统集成的影响。针对以上问题，建立多周期优化模型，以年总费用为目标函数，运用数学规划法得到余热回收设计及各周期下的运行方式。通过实例分析验证该方法的经济效益。结果表明：多周期变化会显著影响各冷却模式间的热负荷分配，同时也降低了系统的年总费用。在案例设置的场景中，耦合有机朗肯循环的方案比耦合吸收式制冷的方案更加经济。同时研究发现，耦合有机朗肯循环的方案受水价影响更大，耦合吸收式制冷的方案受电价影响更大。

  2026年02期 v.54;No.444 77-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 1167K]
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化工安全

• 对氟苯胺重氮化反应安全工艺

  孟真;薛洪来;陈代祥;严生虎;刘建武;张跃;

  对氟苯胺重氮化工艺是一种典型的危险化工工艺，对其安全化改造有待深入研究。采用微通道连续流安全化技术研究物料摩尔比、操作温度和停留时间对收率和转化率的影响，利用数值计算方法研究最佳工艺条件下微通道反应器内重氮化反应热释放规律及其影响因素。结果表明：亚硝酸钠与对氟苯胺摩尔比为1.10∶1、反应温度为15℃、停留时间为102 s时，微通道连续流反应效果最佳；最佳工艺条件下，微通道连续反应前期温度快速升高至最高温度27.8℃,在经过5 000 mm后达到初始温度15℃;随着流速的增大，最大温升不变，但温度峰值后移，温度分布区间拉长，更有利于工艺安全；反应区绝热环境条件下，最高温度升至36.7℃,最后稳定在34.1℃,热失控风险仍在可控范围内。这表明对氟苯胺重氮化微通道连续流工艺极大提升了反应安全性，为对氟苯肼盐酸盐工业化安全生产提供了参考。

  2026年02期 v.54;No.444 83-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 968K]
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化工工艺

• 零散天然气回收槽车充装工艺数值研究

  曹励召;李超;胡晓捷;郑敬中;牟青;宋晨;高秀峰;

  以某区域零散天然气井为例，探究在5.5 MPa低压低流量、10 MPa中压中流量及16 MPa高压高流量3种形式井口下，压缩机介入时机对槽车充装效果的影响。研究表明：低流量井改变介入压差对槽车充装过程影响不大，反而会因为提早开启压缩机产生额外功耗，压缩机介入压差由1 MPa增大至3 MPa,充装时间仅缩短1.00%,系统能耗却增大了约33.82%;越是高压、高流量的井口，通过增大压缩机介入压差带来的收益越大，但随着压差增加，额外获得的收益会减小。介入压差从1 MPa增大至3 MPa, 5.5 MPa低压低流量井口充装时间缩短2.48 min, 10 MPa中压中流量井口充装时间缩短5.76 min, 16 MPa高压高流量井口充装时间缩短6.95 min。对于5.5 MPa低压低流量井，出于成本考虑，可牺牲少量时间换取晚开启压缩机的功耗；而对于10 MPa中压中流量井及16 MPa高压高流量井，综合考虑充车速度和系统耗能，压缩机介入压差适中，取约3 MPa较优。研究结果可为零散天然气回收工艺中存在的井口生产参数多变、压缩机工况适配性差等问题的解决提供参考。

  2026年02期 v.54;No.444 89-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 978K]
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