环境化工

• 冷凝-芬顿氧化联合处理挥发性有机化合物废气

  刘松涛;孟子嵛;程媌媌;陈传敏;贾文波;曹悦;

  以餐饮油烟烟气模拟VOCs(挥发性有机化合物)废气，采用冷凝-芬顿氧化联合工艺对废气进行处理，气体经气液分离后分别由废气处理系统和废水处理系统单独处理。废气经过冷凝后再通过二级活性炭吸附后排放，冷凝产生的废水首先进行芬顿氧化，再通过砂滤池，活性炭过滤后排放。实验确定废气处理系统和废水处理系统的最佳工艺条件：在进气流量160 mL/L,冷凝温度-10℃,进气温度150℃的条件下，经过冷凝后的油烟去除率为87.99%,设备接入液氮冷凝后油烟去除率为97.41%。在pH值为3.0,硫酸亚铁投加量0.13 g/L,质量分数30%过氧化氢投加量0.15 mL/L,反应时间50 min, PAC(聚合氯化铝)投加量250 mg/L,PAM(聚丙烯酰胺)投加量2 mg/L的条件下，COD(化学需氧量)最低为42 mg/L,低于污水综合排放的一级标准，COD去除率达到73.32%。

  2026年01期 v.54;No.443 1-6页 [查看摘要][在线阅读][下载 889K]
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• 铜渣衍生制备CTAB-Fe₃O₄@GM吸附剂及其吸附Cr(Ⅵ)性能

  黄婷;单书月;罗中秋;周新涛;陆艳;蔡秀楠;

  以铜渣为原料、NaOH和水玻璃溶液为活化剂合成Fe_3O_4@GM(铁基地聚合物),通过CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)对Fe_3O_4@GM进行表面功能化构筑CTAB-Fe_3O_4@GM,并将其作为吸附剂高效去除水体中的Cr(Ⅵ)。重点探究初始溶液pH值、CTAB-Fe_3O_4@GM投加量对Cr(Ⅵ)吸附性能的影响，通过吸附动力学、热力学以及Zeta、XPS、BET等表征手段对吸附机理进行解析。结果表明：CTAB-Fe_3O_4@GM对Cr(Ⅵ)的吸附过程更符合拟二级动力学模型(R~2=0.99)和Langmuir等温线模型(R~2=0.99),在pH=1和0.1 g/L投加量下，吸附量为156.50 mg/g。CTAB-Fe_3O_4@GM对Cr(Ⅵ)的去除过程以化学吸附为主，包括络合作用、静电吸引、氧化还原、孔隙沉淀等作用机制。研究遵循“以废治废”的环保理念，对利用固体废弃物合成高效吸附剂的资源化利用和污水净化处理都具有良好的经济效益和环境效应。

  2026年01期 v.54;No.443 7-12+19页 [查看摘要][在线阅读][下载 1308K]
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节能减排

• 注入压差/压力对液态CO₂水合物封存影响实验研究

  杨凡;赵建忠;张驰;高强;

  为探究注入压力液化条件对海域环境中CO_2水合物的生成过程的影响因素及规律，选取地层环境温度1℃,有效含水率(质量分数)99.0%,研究不同注入压差(0.02、0.05 MPa)与注入压力(4.0、4.5、5.0 MPa)下的封存特性，对实验中CO_2水合物合成过程中的压力-温度变化，最终水转化率，CO_2耗气量和各成分饱和度进行分析。研究发现：注入压差越小，实验初期封存速度越快；初始封存压力影响反应釜内温度场分布，压力过小或过大都会影响封存效果。探讨利用水合物法在海域中封存液态CO_2的可行性及其实施策略。

  2026年01期 v.54;No.443 13-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 1573K]
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材料科学

• 硫酸盐浴中电沉积Zn-Co合金涂层用于Q235钢的腐蚀防护

  吴玉博;张冠华;吴志根;陆威;

  Q235钢在长期服役于高盐、潮湿及工业大气等强腐蚀性环境时，易发生严重的腐蚀失效问题。针对这一现象，在硫酸盐浴中于Q235钢表面电沉积制备Zn及Zn-Co合金涂层，并详细研究涂层的耐腐蚀性。电化学测试结果显示：在电流密度为2 A/dm~2的条件下，制备的Zn涂层具有较正的腐蚀电位和较低的腐蚀电流密度，表现出良好的耐腐蚀性能。在相同的电流密度下，控制镀液中Zn~(2+)和Co~(2+)的摩尔比为9∶1时，所制备的Zn-Co合金涂层显示出比Zn涂层更低的腐蚀电流密度(1.122μA/cm~2),具备更高的涂层电阻(2 389Ω·cm~2)和电荷转移电阻(1 705Ω·cm~2)。此外，Zn-Co涂层的电荷转移电阻是Q235钢的2.097倍。化学成分分析揭示了Zn-Co合金涂层中含有质量分数0.7%的钴元素。微量的钴元素显著提升了Zn-Co合金涂层的抗腐蚀性，为Q235钢提供良好的保护作用。

  2026年01期 v.54;No.443 20-25+39页 [查看摘要][在线阅读][下载 1868K]
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• 无空气吹扫环境下固体氧化物电解堆CO₂电解的衰减机理

  武安祺;韩贝贝;钟小慧;王飞;官万兵;

  通过在固体氧化物电解堆内部接入电压引线，实时监测电解CO_2过程中各重复单元的电压变化，研究固体氧化物电解堆在无空气吹扫条件下电解CO_2性能的变化规律与机理。结果显示：运行1 000 h后，电解堆电压整体衰减1.77%,2个重复单元衰减分别为1.98%和1.76%。微观结构分析结果显示：重复单元中金属连接件与电池集流层接触面生成了新的阻挡层SrCrO_4,增加了界面接触电阻，此外，重复单元的电解池电解质晶界出现了微裂纹，这是电解池衰减的主要原因。综合而言，由于平管型电解池结构的可靠性，即使在无空气吹扫环境下，电解堆运行的整体性能依然较为稳定，为其特殊环境下的应用提供了参考。

  2026年01期 v.54;No.443 26-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 1490K]
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• 层状Co-Al氢氧化物整体式催化剂制备及催化性能

  阎鑫;张犇;

  以CF(碳毡)为载体，利用水热法制备层状Co-Al氢氧化物整体式催化剂。通过XRD(X射线衍射仪)、 SEM(扫描电子显微镜)、XPS(X射线光电子能谱仪)和BET(比表面仪)对催化剂的结构与形貌进行表征。结果表明：当水热反应温度为100、120℃时，在CF表面均可成功制备层状Co-Al氢氧化物，且形貌呈现花状。与120℃下得到的催化剂相比，100℃下得到的催化剂具有较小的晶粒尺寸和较高的比表面积。通过TCH(盐酸四环素)的降解实验评估层状Co-Al氢氧化物整体式催化剂活化PMS(过硫酸氢钾)的催化活性。考察不同影响因素对层状Co-Al氢氧化物整体式催化剂活化PMS降解TCH的影响。结果表明：催化剂用量为55 mg/L、PMS质量浓度为100 mg/L、TCH初始质量浓度为10 mg/L、pH值为7时，反应15 min对TCH降解率为86%。自由基捕获实验结果表明催化体系中主要的活性自由基为SO_4~-·和~1O_2。循环实验结果显示层状Co-Al氢氧化物整体式催化剂经过10次循环后对TCH的降解率仍保持在80%以上，显示出优异的循环稳定性。

  2026年01期 v.54;No.443 33-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 1249K]
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传质过程及设备

• N-甲基吡咯烷酮金属杂质离子吸附脱除及其模拟

  张宇军;陈啸龙;许振良;程亮;杨宏勋;凌芳;

  研究亚氨基二乙酸大孔阳离子螯合树脂LSC-100吸附NMP(N-甲基吡咯烷酮)中的痕量Na~+和Ni~(2+)。通过静态吸附实验研究树脂种类、吸附时间、溶液初始质量浓度对吸附过程的影响。用Aspen Adsorption模拟NMP动态吸附过程并与动态吸附实验对比。通过硝酸-过氧化氢法消解树脂并测量其金属离子质量浓度。采用盐酸再生法实现饱和树脂再生。结果表明：静态吸附过程符合拟一级动力学模型、颗粒内扩散模型和Langmuir模型。树脂对Na~+的最大吸附量为3.582 mg/g,对Ni~(2+)的最大吸附量为5.017 mg/g。Aspen Adsorption模拟曲线与实验曲线吻合良好，动态吸附过程符合Thomas模型。再生5次后，吸附树脂对Na~+和Ni~(2+)仍具有82.19%和88.45%的去除率。经过树脂吸附后NMP中的金属杂质离子质量浓度下降到1μg/L以下，表明利用树脂吸附去除金属杂质离子得到电子级NMP是可行的，因而具有良好的应用前景。

  2026年01期 v.54;No.443 40-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 2138K]
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• 氨气气泡在水中的上升和传质特性

  杨云淏;王宗勇;李雅侠;张春梅;龚斌;张丽;

  利用VOF(流体体积)法和渗透理论模型对氨气气泡在水中的上升和传质过程进行数值模拟，并对模拟结果进行实验验证。考察气泡初始直径对其上升过程中速度、尾流、传质尾迹及传质系数的影响。结果表明：传质过程对氨气气泡的上升过程影响显著。传质对大气泡速度波动影响更大。在上升过程中，气泡初始直径越大，横向速度波动幅度越小，纵向速度波动幅度越大。传质过程使气泡尾流更早发生从对称态到过渡态以及最后到不对称周期性脱落状态转变。随着初始直径增大，气泡尾流的长度和宽度增加，尾流涡旋的不对称程度增大，尾流结构对小气泡传质影响更大。气泡传质尾迹初始呈现出明显的轴对称特征，随着时间的推移，在尾流和扩散的作用下，气泡传质尾迹变得越不规则。初始直径越大，气泡上升过程中的传质系数越小。

  2026年01期 v.54;No.443 46-51+58页 [查看摘要][在线阅读][下载 1702K]
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传热过程及设备

• 物理神经网络下的高温球床辐射换热

  午波旭;吴浩;郭张鹏;牛风雷;

  在第4代先进核反应动力堆中，球床燃料颗粒间的辐射换热决定了球床温度分布，与堆芯安全密切相关，然而辐射相关参数如吸收系数、辐射扩散系数的数值确定充满挑战。在理论模型方面，从颗粒尺度推导出球床辐射模型，并结合球床辐射传输方程的一阶近似确定高温球床辐射吸收系数，结合接触热阻模型建立新的导热-辐射耦合模型。将控制方程嵌入到神经网络中，通过物理神经网络自动求解，实现对高温球床温度分布的有效预测，得到球床辐射扩散系数，讨论加热功率对球床传热的影响，并建立高温实验球床堆积密度与辐射扩散系数的关系。结果表明：热辐射深刻影响球床温度分布，且高温实验球床热辐射扩散系数约为2.35×10~(-2) m,加热功率较低时，热辐射影响较小，堆积密度与辐射扩散系数呈负相关，这种方法为未来复杂热工问题的智能解决方案提供了新视角。

  2026年01期 v.54;No.443 52-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 1929K]
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化工热力学

• 双叔丁基过氧异丙基苯的热稳定性分析

  何康志;乔建江;

  为探究BIBP(双叔丁基过氧异丙基苯)的热稳定性，采用同步热分析仪和绝热加速量热仪分别从分解温度、分解压力、绝热温升、温升速率、压升速率和分解热等多个角度对BIBP进行分析，最后结合等转化率法和速率常数法分别计算氮气和空气氛围这2种条件下的活化能，评估BIBP发生事故的可能性。结果表明：BIBP的分解仅有1次反应，分为缓慢分解和自加速分解2个过程。氮气气氛中，不同升温速率下BIBP于81.25—138.26℃开始分解，分解热为328.82—380.17 kJ/mol;空气气氛中，BIBP于101.2℃开始分解，压力最大可达到23.94 MPa,修正后的绝热温升为428.1℃。在自加速分解阶段，温升速率和压升速率分别达到1 707.31℃/min和352.77 MPa/min,分解热为302.85 kJ/mol;计算得到2种条件下的活化能分别是112.17 kJ/mol和154.65 kJ/mol,说明BIBP热稳定性较差，一旦发生热失控反应，易造成燃烧爆炸事故，在储存、运输和使用过程中应严格控制环境温度，设置一定的安全措施。

  2026年01期 v.54;No.443 59-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 1010K]
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化工流体力学

• 水平电场作用下盐水中三个氯气气泡聚并特性

  王通;黄杏梅;张丽;

  利用数值模拟方法研究水平均匀电场作用下3个等大的氯气气泡在静止盐水中的聚并特性，对不同排列方式下3个气泡能完成聚并过程的最小距离(临界聚并距离)进行研究，考察电压和气泡大小对临界聚并距离的影响。结果表明：气泡呈正三角形分布时，电压和气泡直径越大，临界聚并距离越小。气泡呈等距共轴线分布时，电压越大和气泡直径越小，临界聚并距离越小。气泡呈等距同水平线分布时，电压越小和气泡直径越大，临界聚并距离越小。

  2026年01期 v.54;No.443 65-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 951K]
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煤化工

• 针状Mg(OH)₂对煤基活性炭孔结构及分形特征的影响

  徐畅;朱玉雯;王天阳;赵雪宁;刘健;刘汉桥;

  以准东煤为原料、Mg(OH)_2为添加剂，采用CO_2活化法制备活性炭，研究Mg(OH)_2形态及添加量对活性炭孔结构及分形特征的影响。采用TEM和XRD分析样品的物化特征，N_2吸附法研究孔结构变化规律。利用分形理论，采用FHH模型计算中孔结构的表面分形维数及孔分形维数，分析添加剂形态对中孔不规则程度的影响。结果表明：自制Mg(OH)_2具有纳米级针状形态，明显区别于商品Mg(OH)_2的片状结构。随着Mg元素质量分数从1%提高至3%,活性炭BET比表面积持续增加，最大可达到679 m~2/g。不同形态的Mg(OH)_2均能提高活性炭的微孔容积，添加片状Mg(OH)_2制得的活性炭微孔略高，相应的微孔容积从0.14 cm~3/g提高至0.24 cm~3/g。相比之下，添加针状Mg(OH)_2更有利于增加活性炭的中孔容积，可达到脱灰煤活性炭中孔容积的2倍，且孔径分布相对较窄。活性炭的中孔表面分形维数D_s和结构分形维数D_v均在2.9—3。以针状Mg(OH)_2为添加剂得到的中孔分形维数(D_s和D_v)均较低，尤其是D_v明显低于片状Mg(OH)_2制得的活性炭，说明针状添加剂同时降低了活性炭中孔表面粗糙程度和结构不规则程度。

  2026年01期 v.54;No.443 71-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 1247K]
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膜技术

• Ca²⁺后处理改性制备抗污染聚酰胺薄膜复合膜

  蒋浓;丁志强;张星冉;

  通过Ca~(2+)后处理改性TFC(聚酰胺薄膜复合)膜，并通过改变Ca~(2+)在水相中的质量分数(1.0%、2.0%、3.0%)优化膜性能。通过傅里叶红外光谱等表征手段证实Ca~(2+)成功引入TFC膜表面，且水相中Ca~(2+)质量分数越高，膜表面负载Ca~(2+)量越高，Ca~(2+)的添加不会对膜表面的基本形貌造成影响。考察Ca~(2+)投加量对改性TFC膜透水性、选择性、亲水性、膜表面电性和抗污染性能的影响。结果表明：Ca~(2+)的引入使TFC膜的亲水性、选择性和抗污染性能均有所提升，其中抗污染实验结果显示Ca~(2+)在水相中的质量分数分别为1.0%、2.0%、3.0%时，通量衰减率分别为16.3%、21.1%、38.3%,而空白膜是47.1%,表明Ca~(2+)后处理改性有效提升了TFC膜的抗污染性能。

  2026年01期 v.54;No.443 77-82+94页 [查看摘要][在线阅读][下载 1433K]
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过程模拟

• 三塔双效精馏分离环氧氯丙烷的模拟与优化

  唐智杰;叶启亮;刘玉兰;袁佩青;

  对于萃取法处理环氧氯丙烷反应产物存在萃取剂用量大、效率低等问题，提出三塔双效精馏分离环氧氯丙烷工艺流程。利用Aspen Plus模拟软件对流程进行模拟，在此基础上对预分离塔的工艺参数进行优化，随后以年度总费用C_(TA)最小为目标，对低压塔和高压塔的工艺参数进行优化，并结合完全热集成和部分热集成技术进一步优化。结果表明：理论塔板数预分离塔为48块，低压塔为7块，高压塔为8块；进料板位置预分离塔为第30块，低压塔为第2块，高压塔为第6块；质量回流比预分离塔为8.82,低压塔为0.16,高压塔为1.63;完全热集成和部分热集成技术分别节约15.8%与19.3%的低压塔和高压塔的C_(TA),同时能耗均降低约31.5%,部分热集成综合效果更佳。研究结果可为环氧氯丙烷产物分离提供参考。

  2026年01期 v.54;No.443 83-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 1047K]
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化工安全

• 器壁效应对有机过氧化物热分解特性影响机制

  谭娜;李伟;

  为研究器壁效应对有机过氧化物热分解的影响，采用DSC(差示扫描量热仪)、微反应量热仪C80、ARC(绝热量热仪)测试3种有机过氧化物的热分解特性。结果显示：质量分数50%TBHP(叔丁基过氧化氢)溶液的热分解机理受器壁效应影响，10%EBHP(乙苯过氧化氢)溶液和50%CHP(过氧化氢异丙苯)的起始分解温度也受其影响。据此得出采用克级测试ARC或在测试池中加安剖瓶，可有效消除器壁效应干扰，获取准确热分解数据。

  2026年01期 v.54;No.443 89-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 977K]
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