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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。
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。
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。
钨青铜结构KSr_2Nb5-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_2Nb5-xTa_xO15(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(Pr=20.06μC/cm2)和比表面积(11.4 m2/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。
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。
PCM-翅片复合传热结构的电池热管理系统优化设计
朱俊帆;王凡;王瑞鑫;王恒;曹鹏飞;刘征;为解决锂离子电池快充/放电工况下瞬时产热高、易引发热失控及温度分布不均的问题，提出相变材料（PCM）与翅片复合的电池热管理系统结构。设计仅PCM及矩形、V形、X形翅片分别复合PCM的四种热管理系统结构，采用数值模拟方法，分析了翅片类型、数量、结构参数对系统散热性能、温度分布及PCM相变均匀性的影响。结果表明：PCM-翅片复合结构可显著抑制糊状区热延迟；等翅片体积约束下，翅片数量为4时散热效果最优，且V形、X形翅片散热性能要优于矩形翅片；在V形、X形翅片末端增设小翅片可进一步降低电池温度，优化后的V形翅片60°分叉角、X形翅片30°分叉角为各自结构的最优参数，其中优化后的X形翅片在30°结构时表现出最优性能，其最高温度比仅PCM结构降低了1.5331 ℃，同时液相率提升了0.1778。研究发现增加翅片散热通道、优化分叉角可提升PCM利用率，但过度增大翅片体积则会因PCM占比缩减而引发温度上升。本研究为PCM-翅片复合结构在电池热管理系统中的高效应用提供了参考。
OP-20与DSS二元复合驱油体系定量研究
吴瑶;杨帼君;胡亦凡;石东坡;王渊;孙建萧;朱生华;李赓;研究并建立了一种测定辛基酚聚氧乙烯醚(OP-20)和十二烷基磺酸钠(DSS)在二元表面活性剂复合体系(OP-20/DSS)中含量的方法。DSS 会影响 OP-20 的吸光度和紫外光谱法检测的复合系统临界胶束浓度(Ccmc)的准确性。0.180mmol/L的 OP-20 在加入0.300mmol/LDSS 后，在其最大吸收波长 223nm 处的吸光度由 1.582提升至 1.642。Ccmc 由原来的0.193mmol/L 降为 0.182mmol/L。实验结果表明，临界胶束浓度(Ccmc)在 OP-20 溶液中加入 β-CD 后消失。0.180mmol/L的OP-20在0.300mmol/L 的 DSS 溶液中吸光度由 1.634 微升至 1.638，仅增加 0.20%。由此可见，加入 β-CD可以破坏复合系统中 OP-20的胶束聚集，从而减少 DSS 对测定复合系统中 OP-20 浓度检测的干扰。提高了复合系统中紫外光谱法对 OP-20 含量检测的准确性。此外，OP-20 对 DSS 的电导检测没有明显影响，可以利用电导法准确检测复合体系中 DSS 的摩尔浓度。等摩尔连续递变法(Job's法)，傅立叶变换红外光谱法(FT-IR)以及核磁共振氢谱法(1H-NMR)的实验结果显示，OP-20 进入 β-CD 分子空腔形成 n(β-CD) : n(OP-20)=1 : 1 的包结物，β-CD的包结作用防止了OP-20 形成胶束。
基于Kriging代理模型的多晶硅还原炉性能优化行为
孙泽刚;赵帆;葛自豪;张嘉斌;由于多晶硅还原炉中硅棒结晶速度不同导致硅棒“头重脚轻”，硅棒结晶质量下降。研究发现还原炉结构、硅棒直径、硅棒长度、硅棒间距等参数会影响还原炉内温度分布、气流速度，直接影响硅棒结晶速度及质量。采用有限元仿真、Kriging插值、基因遗传算法耦合的方法开展还原炉内硅棒直径、棒长、硅棒间距优化组合研究。通过3因素4水平全因子仿真实验，建立以硅棒直径、棒长、硅棒分布间距为自变量，还原炉中间截面有效反应温度面积占比分数为因变量的Kriging代理模型，并结合基因遗传算法进行最大寻优计算，得到硅棒直径D=118.37 mm、硅棒长度L=87.19%、硅棒间距H=343.86 mm的最优结构组合。经有限元仿真验证优化后的多晶硅还原炉内有效反应温度面积占比分数比优化前提升21.2%。
紫杉烷类药物与mPEG-PDLLA-Lys(Fmoc)胶束的分子动力学优化及递送机制
李冉;胡艳芬;车文辰;杨思思;滕鑫;为探究紫杉烷类药物在纳米胶束载体中的封装与稳定机制，开创性地运用分子动力学模拟，深度剖析紫杉醇、多西他赛与mPEG-PDLLA-Lys(Fmoc)(甲氧基聚乙二醇-聚丙交酯-赖氨酸（Fmoc）)共聚物纳米胶束在水溶液中的相互作用。详细介绍模拟所使用的软件、力场及参数设置，并全面解析模拟成果。结果表明：药物主要分布于胶束的疏水核心，其封装过程主要受疏水相互作用驱动；同时，分子间相互作用力（包括疏水作用、氢键及静电作用）共同稳定了胶束结构。当m=45（mPEG链段的聚合度=45）且n=10（PDLLA链段的聚合度=10）时，胶束稳定性最佳，其径向分布函数、均方根偏差及氢键稳定性分析均证实了这一结论。在这一条件下，胶束粒径分布集中、形态规则、药物负载量高且释放稳定，体系能量处于有利状态。
基于醚酯杂化结构的甲醇燃料抗磨剂
谢世京;王汉文;陈昊;张鹏;罗丁;李聃可;张鑫茹;为应对甲醇燃料润滑性不足导致的发动机关键摩擦副异常磨损问题，提出了基于醚酯杂化结构的新型低聚醚酯抗磨剂设计策略。以三甘醇和2-乙基己酸为原料，通过酸催化酯化反应合成了三甘醇双(2-乙基己酸)酯，其分子结构中醚键与酯基协同作用形成柔性-刚性杂化体系。理化测试表明：三甘醇双(2-乙基己酸)酯在40 ℃的运动黏度为8.02 mm2/s，倾点达-60 ℃，初始热分解温度194.4 ℃，兼具低黏度、宽温域稳定性和优异热稳定性。多功能摩擦磨损试验测试显示，添加质量分数为1%三甘醇双(2-乙基己酸)酯可使摩擦块表面磨损体积从3.30×10-3 mm3降至0.335×10-3 mm3，降幅为89.87%，摩擦系数降低5.74%，性能显著优于癸二酸二异辛酯等7种市售抗磨剂。研究证实醚酯杂化分子设计可有效提升甲醇燃料润滑性能，为清洁燃料添加剂开发提供了新思路。
可燃及毒性气体扩散研究
丁信伟,王淑兰,徐国庆从气体动力学入手,通过对气体微元进行质量平衡、动量平衡、能量平衡的分析,采用了新的扩散模型对危险性气体的扩散进行数值模拟,为了验证模型的合理性,设计简易风洞,对轻重气体(包括二氧化碳、丙烯、乙炔等气体)在不同的泄放条件下进行了多次定常风洞扩散试验,得到了气体实际扩散后浓度的分布,同时也考察了风速、泄放速率、气体密度等主要因素对气体扩散的影响,得到气体扩散的一般规律。模型计算结果与试验数据吻合较好,最大浓度计算值与试验值的平均偏差在20%以内,且浓度分布趋势一致,从而证明了该模型的合理性。编制了模拟软件可作为泄漏扩散事故的预防及发生事故后采取应急防护措施的分析工具
冷凝和吸附集成技术回收有机废气
黄维秋;石莉;胡志伦;郑宗能;有机废气治理的难度在于石化、石油、化工等领域的工艺不同,导致排放的废气组分及浓度相差很大。根据有机废气的特点,选择合适的工艺进行有效治理并实现资源回收是非常必要的。目前,冷凝和吸附集成工艺回收有机废气成为人们的研究重点。冷凝法回收有机废气应用于高浓度场合,尤其适合应用在集成工艺的前端。吸附法回收技术更适合于低浓度油气吸附,作为集成技术的后端处理。有机废气冷凝和吸附集成技术,既发挥冷凝法在冷凝高浓度油气方面高效的优势,以及吸附法在吸附低浓度油气时可以将油气浓度控制在很低范围的优势,同时又可避免单纯冷凝技术由于低温冷凝而引起的成本及操作费用剧增,以及吸附法由于吸附高浓度油气而产生的安全隐患。通过对冷凝和吸附段的工艺及结构参数进行优化,并选择合适的制冷剂及吸附剂,以期最终达到回收率、设备投资、运行能耗及安全性等综合技术经济指标的最优化。
重气云团瞬时泄漏扩散的数值模拟研究
潘旭海,蒋军成事故性泄漏多形成重气云团 ,其扩散行为与非重气云团有很大的不同 ,主要包括重力沉降、空气卷吸、云团加热和向非重气云团转变四个阶段。文中从控制重气云团扩散行为的微分方程入手 ,根据箱模型(boxmodel)及其他一些重气扩散模型 ,如IITHeavyGasModels模型和虚点源模型 ,采用向前插分和牛顿迭代的方法 ,针对ThorneyIslandTrialNo .0 0 8试验进行了数值模拟 ,得到了重气云团外形尺寸 (云团半径和云团高度 )和空气卷吸量随时间的变化关系以及下风向固定点处地面最大浓度值。数值模拟结果较好地反映了重气云团所特有的扩散行为。针对数值模拟结果与试验实测值之间存在的偏差进行了分析 ,结果表明 ,采用该方法进行重气云团瞬时泄漏扩散模拟是可行的 ,且模拟精确度高于IITHeavyGasModels模型
高比表面积活性炭制备技术的研究进展
苏伟,周理文中评述了近年来制备高比表面积活性炭的主要研究成果;化学活化可以在几个小时内制备出高比表面积的活性炭,但却带来了严重的环境污染;与化学活化相比,物理活化具有工艺简单、清洁等优点,成为今后研究和开发的热点。
含硫烟气生产二甲基硫醚流程模拟及优化
吕燕根;潘建国;邱挺;工业废气中的SO2是导致雾霾问题的一个重要因素。文章通过大量工艺论证提出了含硫烟气生产高附加值二甲基硫醚的工艺流程及工艺条件,工艺流程包含硫磺工段、硫化氢工段、二甲基硫醚工段。各工段反应转化率均能达到90%以上,反应副产物少,分离过程较简单。最后运用Aspen Plus软件对整个流程进行模拟,分别应用了Rstoic模块、Radfrac模块、flash 2模块等。在二甲基硫醚工段,通过对各塔进料位置、回流比、理论板数等操作参数的优化,确定最佳工艺条件。模拟结果表明:二甲基硫醚年产量为1.2万t,纯度为99.02%,具有良好的经济效益与环境效益,可为含硫烟气资源化处理生产提供理论指导。
化工分离技术的若干新进展
费维扬,王德华,尹晔东从现代化工和高新技术发展的需求出发 ,论述了化工分离技术的重要性、多样性和复杂性。分析了化工分离技术在新世纪所面临的新的机遇和挑战。并对当代化工分离技术的发展特点和我们的对策进行了探讨
吸附法固定化酶的研究进展
游金坤;余旭亚;赵鹏;酶的固定化是生物技术中最为活跃的研究领域之一。吸附法固定化载体选择范围较广,价格低廉,固定化操作过程简单,在经济上是最具吸引力的固定化方法。综合性能优良的载体材料的设计与制备是固定化酶技术领域的一个非常重要的研究内容。介绍了吸附法固定化酶的独特优势,对近年来国内外有关吸附固定化酶新型载体材料、载体材料的改性以及固定化方法的研究现状进行了简要的综述,并对吸附法固定化酶产业化技术瓶颈及发展趋势进行了总结。
环氧乙烷生产工艺的改进
唐永良;综述了环氧乙烷生产工艺中反应气和反应器的改进,阐述了环氧乙烷生产过程中,反应气中乙烯体积分数的提高;原料乙烯成本的降低;氧气的高纯化;含氯抑制剂的添加;反应气异构化的抑制;水摩尔分数的控制;杂质体积分数的控制;反应器启动速度的加快;导热效率的提高;催化剂的装填;操作参数的优化;大型化和新型化;循环排放气中乙烯的回收诸方面改进的最新进展。
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