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化学工业与工程
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玻璃钢/复合材料
2021年 38卷 4期
刊出日期 2021-07-15
目录
化学反应与工艺
化工过程与设备
能源与环境化工
化工计算与模拟
目录
0
目录
2021 Vol. 38 (4): 0-0 [
摘要
] (
535
) [
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744KB] (
1490
)
化学反应与工艺
1
苑斯雯, 杨金月, 周冠辰, 谢非, 黄云海, 田贝倩, 吴德慧, 侯学锋, 黄欣, 郝红勋
十水草酸铈的热分解过程以及热分解动力学研究
利用TG-DSC法研究了十水草酸铈在N
2
和O
2
氛围下煅烧过程的差异及其分解动力学机理。结果表明，十水草酸铈在N
2
气氛下煅烧时，煅烧产物CeO
2
表面附着有黑色的炭黑，而在O
2
气氛下煅烧时，仅得到浅黄色的CeO
2
。依据实验结果推测，十水草酸铈在N
2
气氛下煅烧时经历3步热分解过程；而在O
2
气氛下煅烧时经历2步分解过程，第1步为十水草酸铈脱去十分子结晶水生成无水草酸铈，第2步为无水草酸铈氧化分解为CeO
2
。最后，对十水草酸铈在O
2
气氛下煅烧时的2步热分解动力学机理进行了研究。结果表明，第1阶段脱水过程的活化能在53.50~65.63 kJ·mol
-1
之间，第2段氧化分解过程的活化能约为156.52 kJ·mol
-1
。十水草酸铈热分解过程以及热分解动力学的探究能够为其后续煅烧制备CeO
2
提供重要的热力学数据。
2021 Vol. 38 (4): 1-12 [
摘要
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313
) [
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4553KB] (
1609
)
13
耿瑞琳, 冯文慧, Thomas T. Testoff, 刘东志, 汪天洋, 李巍, 王丽昌, 周雪琴
一种应用于钙钛矿太阳能电池的D-A-D型传输材料的合成及性能研究
提高钙钛矿太阳能电池的效率和稳定性是发展过程中的巨大挑战，通过引入添加剂、钝化剂、保护层等方法，在钙钛矿层和空穴传输层之间引入界面修饰层对界面传输进行改善，抑制电子和空穴复合，是提高钙钛矿太阳能电池效率和稳定性的有效手段。报道了一种具有较高载流子迁移率的顺式D-A-D（Donor-Acceptor-Donor）型三苯胺偶氮化合物（TPA）
2
Ab，将其用作钙钛矿层和Spiro-OMeTAD层之间的传输层，记为电荷分离层。电荷分离层的引入有效增加了空穴传输，抑制载流子复合，钝化了钙钛矿层表面陷阱；并通过掺杂碘化氢进一步优化了钙钛矿层表面形貌，降低了传输阻值。同没有电荷分离层的参比电池对比，发现有电荷分离层修饰的钙钛矿太阳能电池效率由14.24%提升至16.14%，提升近14%。同时，电荷分离层的引入可以减弱水氧对钙钛矿层的破坏，因此电池稳定性也得到显著提高，电池的效率依然保持在85.69%。
2021 Vol. 38 (4): 13-24 [
摘要
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304
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8107KB] (
1928
)
25
宇富航, 李永红, 鲁倩文, 李肖静
以CoMn
2
O
4
为催化剂氧化二甲苯的研究
探索催化剂的制备条件，包括搅拌温度、干燥温度、煅烧温度及煅烧时间对二甲苯氧化效果的影响，结果表明煅烧温度对氧化效果的影响最为明显。在其它制备条件（搅拌温度为60 ℃、干燥温度为60 ℃和煅烧时间为3 h）不变的前提下，通过改变煅烧温度（温度分别350、450和550 ℃），比较3种二甲苯氧化难易以及不同煅烧温度下氧化同一构型二甲苯的差异。整体而言，煅烧温度为350 ℃的催化剂性能最佳。邻、间和对3种二甲苯完全氧化的温度相差约15 ℃，其中，邻二甲苯最难氧化，完全氧化需260 ℃，间二甲苯次之，对二甲苯最易氧化。与此同时，利用XRD、XPS、N
2
吸附-脱附和H
2
-TPR等表征手段来分析煅烧温度造成3种不同构型二甲苯氧化程度差异性的原因。
2021 Vol. 38 (4): 25-36 [
摘要
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291
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7109KB] (
1366
)
37
李雪礼, 段宏昌, 谭争国, 潘志爽, 张先锐
催化裂化催化剂铁中毒现象分析与解决方案
催化裂化作为最重要的原油二次加工手段之一，是炼厂生产轻质油品、提高经济收入的关键装置。催化装置的稳定运行直接影响炼厂的经济效益。针对某炼厂催化装置出现产品分布变差的问题，从原料性质、平衡剂性质、平衡剂评价等几方面进行了系统分析，结果表明是由催化原料铁离子含量过高引起的平衡剂重金属中毒。通过提高反应温度，降低加工量，提高新鲜剂加注量，高品质平衡剂快速置换，提高样品分析频次，使用抗铁污染催化剂等措施，缓解了催化原料铁含量较高造成的不利影响，为其他炼厂遭遇铁中毒事件时提供参考解决方案。
2021 Vol. 38 (4): 37-43 [
摘要
] (
324
) [
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4573KB] (
2029
)
化工过程与设备
44
文婷, 王海蓉, 黄唯, 欧阳金波, 张春桃
结晶过程晶体粒度分布控制研究进展
结晶是一种重要的晶态化学品分离纯化技术，通过结晶过程控制实现晶体产品粒度分布（CSD）的可控定制，对生产高附加值的精细化学品具有重要意义。尤其对于制药工业，CSD不仅会影响药物产品堆密度与溶出速率，还会影响到药品的生物利用度。基于国内外对结晶过程中CSD控制的研究现状，结合相关案例，系统总结了结晶过程CSD控制的方法，简要介绍了美国FDA新倡导的药物质量保证体系QbC模式，重点分析讨论了过程强化和过程控制策略在工业结晶过程CSD控制方面的应用，并对其发展趋势进行了展望。
2021 Vol. 38 (4): 44-55 [
摘要
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282
) [
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3060KB] (
2569
)
56
汪瑶, 李天祥, 朱静
膜蒸馏技术在工业废水处理中的研究进展
膜蒸馏技术是将膜分离与蒸发过程相结合的一种新型分离技术，被广泛应用于工业废水的处理研究中。简述了膜蒸馏技术原理及膜蒸馏方式，重点介绍了膜蒸馏在处理不同类型工业废水上的应用现状，总结了强化进料、出料以及跨膜3个传质过程的方法，最后提出了膜蒸馏技术亟待解决的问题和未来研究的方向。
2021 Vol. 38 (4): 56-63 [
摘要
] (
297
) [
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1123KB] (
1702
)
能源与环境化工
64
杨茂林, 刘新宇, 马威, 张博文, 崔政伟
光催化辅助高浓度臭氧循环工艺降解对氯苯酚及协同机理
针对臭氧（O
3
）降解对氯苯酚（4-CP）中效率有限且尾气排放高的问题，采用光催化辅助高浓度臭氧循环工艺并对TiO
2
浓度、循环气量以及pH值等因素进行研究，结合对苯醌变化及猝灭剂试验分析其协同机理。循环气量为2.0 L·min
-1
，TiO
2
投加量为250 mg·L
-1
时，O
3
/TiO
2
/UV体系的降解动力学系数为0.291 min
-1
，是O
3
体系的1.24倍；pH值在6.7~11.0区间内与降解效果呈正相关，pH值为11.0时反应10 min，O
3
/TiO
2
/UV协同体系中4-CP和COD降解率为98.21%和61.68%。微量TiO
2
在高浓度臭氧水中激发的·OH以及·O
2
-
是促使对苯醌等前期产物生成与降解的主要氧化粒子，且OH
-
的加入能促进相应自由基的生成。
2021 Vol. 38 (4): 64-72 [
摘要
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321
) [
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1500
)
73
汤琪, 赵红静, 裴聪聪, 冷雪, 熊姚梦, 覃珊, 张瀚
硫酸改性核桃壳处理含Cr(Ⅵ)模拟废水研究
在100 mL 8 mol·L
-1
硫酸溶液中，核桃壳加入量为9 g，核桃壳颗粒度为100目，反应时间为3 h，反应温度为25 ℃的条件下制备得到硫酸改性核桃壳。硫酸改性核桃壳对Cr（Ⅵ）具有优异的吸附性能。详细探讨了硫酸改性核桃壳处理含Cr（Ⅵ）模拟废水的影响因素：废水pH值、Cr（Ⅵ）离子浓度、硫酸改性核桃壳用量、处理时间和处理温度等对Cr（Ⅵ）去除率的影响，并进一步通过正交试验及对比试验得出处理150 mL 200 mg·L
-1
的含Cr（Ⅵ）模拟废水的最适宜处理工艺为：pH值为1，硫酸改性核桃壳用量为1.4 g，处理时间为2 h，处理温度为25 ℃，在此条件下，对Cr（Ⅵ）的去除率达到95.86%，Cr（Ⅵ）吸附量为20.54 mg·g
-1
。
2021 Vol. 38 (4): 73-77 [
摘要
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304
) [
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1070
)
78
殷伊琳
我国氢能产业发展现状及展望
作为未来绿色可持续发展的新型能源，氢能在全球范围内已经得到了很广泛的应用，并且作为各国能源转型的重要角色纳入到国家整体发展战略当中。阐述了氢能产业上、中、下游的整体形势，及其在燃料电池领域的应用情况，总结了目前一些发达国家氢能产业发展情况，针对我国目前情况下未来氢能的发展提出展望。
2021 Vol. 38 (4): 78-83 [
摘要
] (
365
) [
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1329KB] (
5000
)
化工计算与模拟
84
吴雁泽, 金光远, 邹鹏程, 韩太柏, 崔政伟
基于响应面法对一种连续型矩形微波反应器加热效果的模拟优化
为了提高连续流微波反应器的物料温升以及加热均匀性，设计了一种具有特殊形状管道的连续流动矩形微波反应器，运用多物理场耦合计算的方式，探究了物料流速、馈口功率、馈口高度与管道高度对反应器的加热效果和加热均匀性的影响规律。研究结果表明：当管道与馈口平面相近时，物料有较高的温升，但加热均匀性较差；而当2者相距较远时，物料温升较小，但均匀性较好。通过运用响应面分析法对反应器结构进行优化：最高温升率可以达到24.28%；加热均匀性最佳的的管道高度为-38.88 mm，馈口高度为32.81 mm。
2021 Vol. 38 (4): 84-94 [
摘要
] (
253
) [
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8269KB] (
836
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