化工学报

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2011年第62卷第1期刊出日期：2011-01-05

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综述与专论

软测量在污水处理过程中的研究与应用

黄道平, 刘乙奇, 李艳

化工学报. 2011, 62(1): 1-9.

摘要 ( 1489 )

PDF (892KB) ( 716 )

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在污水生化处理过程中，存在着多变量耦合、强非线性、参数时变、大滞后等特点，面对这些特点，传统传感器无法得到有效应用，重要变量无法得到快速精确测量，生化过程无法得到有效优化和诊断，于是大量研究围绕软测量展开，其中利用机理模型、智能模型和回归模型对重要变量进行精确测量最为普遍。文中根据污水生化处理的特点，不仅综述了软测量数据预处理的基本方法，而且归纳了其基本建模、优化及故障诊断的应用和研究成果。同时指出了软测量鲁棒性差，自校验能力差，机理模型和智能模型混合以及在污水故障诊断中存在的问题。最后，结合国际上发展及作者的实践经验总结并展望了软测量技术在污水生化处理过程中的应用前景和发展趋势。

热力学

氯酸钾/铝粉/硫磺超细配方烟火药剂的特性

张凤, 汪佩兰

化工学报. 2011, 62(1): 10-14.

摘要 ( 1446 )

PDF (584KB) ( 1172 )

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通过对超细化前后的氯酸钾、铝粉和硫粉按照零氧平衡的同一配比(63%KClO₃+17%Al+20%S)配成的烟火药剂，进行热安全性和机械感度对比实验的分析发现，与普通配方相比，超细化配方虽然可以明显降低其撞击感度，但对摩擦感度的影响不大。另外，烟火药剂的超细化程度越高，热分解的初始反应温度越低，反应到达最大温升速率所需的时间越长，反应所能达到的最高压力越低。

流体力学与传递现象

剪切扰动对液晶聚合物流变行为影响的数值模拟

苏进, 欧阳洁, 王晓东

化工学报. 2011, 62(1): 15-24.

摘要 ( 1312 )

PDF (2583KB) ( 542 )

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采用有限体积数值方法模拟了剪切扰动条件下液晶聚合物的复杂流变性特性。其中剪切扰动系统通过给速度梯度施加一项额外小量而实现。首先，考虑了扰动为零的简单剪切流情形，分别得到了各种典型的分子运动状态，不但为剪切扰动的定性分析作了准备，而且也验证了数值算法的有效性。然后，重点研究了剪切扰动对分子运动行为转变的影响，数值结果表明流场中微小的剪切扰动在低剪切率和高剪切率下对分子演化状态的转变机理并不相同。此外，进一步预测了液晶聚合物流变行为及微观特性的变化，结果发现流场的扰动作用也会显著地改变其相应的物性函数。

水煤浆气流雾化的初次破裂特性

程维, 赵辉, 孟沁玮, 李伟锋, 许建良, 刘海峰

化工学报. 2011, 62(1): 25-31.

摘要 ( 1004 )

PDF (1388KB) ( 228 )

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以水煤浆和空气作为实验介质，利用高速摄像仪对同轴双通道喷嘴水煤浆气流雾化的初次破裂过程进行了实验研究，重点考察了在喷嘴出口附近水煤浆的射流核心长度和振荡频率等特征。研究结果显示，实验中水煤浆的破裂模式为非轴对称雷利破裂模式，根据实验结果，得到了浆体的量纲1射流核心长度与气速和液速之间的关系式。雾化过程中浆滴的产生与水煤浆射流振荡有关，研究了其Strouhal数与Weber数和液体Reynolds数之间的关系。

V型导液槽对HFC245fa水平管束外冷凝换热影响

马志先, 张吉礼, 孙德兴

化工学报. 2011, 62(1): 32-40.

摘要 ( 1052 )

PDF (2221KB) ( 408 )

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试验研究了HFC245fa在水平光管与强化管管束外的冷凝换热特性，提出在管束中加装V型导液槽来消除管束效应的方法，并通过试验研究了V型导液槽对管束冷凝换热特性的影响。试验管束由4列排深为5排的列管构成，带导液槽管束的前4排管下方加装了两段长度为450 mm的导液槽；试验换热管公称外径为19.05 mm、换热长度为1000 mm。试验中，以Wilson描点法获得强化换热管水侧对流传热系数，以对比试验方法研究了V型导液槽对水平管束外冷凝换热性能的影响。结果表明：传统的管束效应模型仅在较小的热通量范围适用；凝液在管间的迁移形态与流态随管上作用凝液量的系列变化是导致管束效应变化的主要因素；加装导液槽可有效控制凝液在管间的迁移，控制管束效应；加装导液槽使光管单管冷凝传热能力下降10%左右，使光管管束总体换热能力提升4.5%

微翅管内R410A的流动沸腾传热特性

马虎根, 姜岗, 白健美

化工学报. 2011, 62(1): 41-46.

摘要 ( 943 )

PDF (1030KB) ( 559 )

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进行了单管实验，对影响R410A 在水平微翅管内传热系数的因素进行分析，获得了传热系数随质量流量、热通量及干度的变化关系，并对各种工况下的换热机理进行了分析和讨论。对不同几何参数的微翅管进行了实验比较，分析了微翅管几何结构参数对换热性能的影响。通过实验得到R410A在微翅管内流动沸腾传热系数，可为制冷换热器的设计提供可靠的依据。

回转窑热工状况影响参数的数值模拟

陈文仲, 王春华, 田远航, 王立军

化工学报. 2011, 62(1): 47-52.

摘要 ( 989 )

PDF (1414KB) ( 476 )

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以某炭素厂φ2.3 m×55 m的回转窑作为研究对象，运用流体模拟软件Fluent 和Matlab 分别对回转窑内气体空间和物料料层内的传热过程进行了模拟，预测了回转窑参数如二、三次供风量和位置、翻料装置、物料填充率、窑转速等对窑内温度场的影响。结果表明合理布置二、三次风供风量和位置、设定翻料装置的尺寸和个数能够有效提高窑内温度，进而提高煅后焦质量；合理增加物料填充率和提高窑转速既能够提高回转窑产能，又能够保证煅后焦质量。

不同布风措施对大颗粒黏结行为的影响

王希, 刘恺, 由长福

化工学报. 2011, 62(1): 53-58.

摘要 ( 841 )

PDF (2396KB) ( 364 )

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基于小波多分辨分析和最小交叉熵的快速CT图像重建算法

王琦, 王化祥

化工学报. 2011, 62(1): 59-65.

摘要 ( 931 )

PDF (1505KB) ( 283 )

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横向射流中心轨迹和扩展宽度

李国能, 林江, 李凯, 郑友取

化工学报. 2011, 62(1): 66-70.

摘要 ( 866 )

PDF (848KB) ( 442 )

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催化、动力学与反应器

原位红外光谱法研究Pd-Ag/Al₂O₃和Pd/ Al₂O₃乙炔加氢催化剂

张齐, 戴伟, 穆玮, 于海波

化工学报. 2011, 62(1): 71-77.

摘要 ( 1172 )

PDF (1836KB) ( 413 )

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以一氧化碳和乙炔为探针分子，采用原位红外光谱技术研究了Pd-Ag/ Al₂O₃和Pd/ Al₂O₃催化剂上乙炔加氢反应以及催化剂本身的表面形态，动态考察了乙炔加氢的气相反应行为、CO吸附以及催化剂表面吸附物种的变化。结果表明，在Pd-Ag/ Al₂O₃催化体系中，由于Ag的加入而受到几何效应和电子效应的共同影响，引起了催化剂表面形态的改变从而改变了催化剂的性能。另外，乙炔加氢反应会导致钯催化剂表面形成由长分子链的饱和烃组成的碳氢化合物层，该碳氢化合物层有可能是加氢反应形成的绿油。

基于振动信号分析法的催化剂积炭量测量模型

唐玥祺, 曹翌佳, 王靖岱, 阳永荣, 蒋斌波, 廖祖维

化工学报. 2011, 62(1): 78-84.

摘要 ( 1218 )

PDF (1278KB) ( 693 )

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基于催化剂固体颗粒运动碰撞反应器壁面产生振动信号的机理，借助平滑消噪及偏最小二乘（PLS）回归等多元数据处理手段，结合振动信号的功率谱分析，建立了在一定表观气速下测量结焦催化剂积炭量的PLS回归模型。实验室冷模研究表明，在表观气速为0.06～0.12 m·s^-1的范围内，模型所得催化剂积炭量预测值与真实值的相关系数均在0.893以上，而预测均方根误差(RMSEP)均在0.51以下，具有较高的精度。由此，获得了一种便捷灵敏、安全环保的非侵入式结焦催化剂积炭量测量技术，能够实现反应器内结焦催化剂积炭量的实时在线检测与监控。

完全液相法制CuZnAl合成二甲醚浆状催化剂的催化性能

高志华, 贾钦, 黄伟, 阴丽华, 谢克昌

化工学报. 2011, 62(1): 85-91.

摘要 ( 1156 )

PDF (2777KB) ( 517 )

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利用完全液相法制备了CuZnAl浆状催化剂，考察了反应温度、反应压力、搅拌速度、原料气组成等工艺条件, 以及催化剂中各组分配比对浆态床合成气一步法合成二甲醚反应过程的影响。结果表明, 利用完全液相法制备的催化剂在升温段和降温段活性保持稳定，随着反应时间的延长，催化剂活性呈现增长趋势，且其水煤气变换反应速率很快。Cu/Zn/Al摩尔比为1∶1∶2.09时催化剂的CO转化率与DME 选择性最好。

碳纳米管改性对Au/CeO₂催化剂乙醇部分氧化制氢的影响

蔡建信, 罗来涛, 张荣斌

化工学报. 2011, 62(1): 92-96.

摘要 ( 988 )

PDF (603KB) ( 406 )

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采用沉积沉淀法制备了一系列碳纳米管改性的Au/CeO₂催化剂，以乙醇部分氧化制氢为探针反应，研究了碳纳米管对Au/CeO₂催化剂乙醇部分氧化性能的影响，并运用XRD、TPR、BET等方法对催化剂进行了表征。结果表明，碳纳米管的添加提高了Au/CeO₂催化剂的比表面积、孔容和吸氧量，催化剂的氢气选择性先随碳纳米管添加量的增加而大幅增加，碳纳米管的添加量达6%～10%时，氢气选择性达到43%。进一步提高碳纳米管的含量，氢气选择性增加幅度不大。碳纳米管的添加可以有效抑制副产物CO的产生。

杂醇对La/HZSM-5催化乙醇脱水制乙烯反应的影响

黄鑫江, 胡燚, 余定华, 胡耀池, 韩毓旺

化工学报. 2011, 62(1): 97-102.

摘要 ( 974 )

PDF (838KB) ( 600 )

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分别考察了异丙醇、异丁醇和异戊醇对2.0% La/HZSM-5催化乙醇脱水制乙烯反应的影响，结合NH₃-TPD、BET、TG等催化剂表征结果，对杂醇的影响机理进行了深入分析。研究表明，所考察的3种杂醇在2.0% La/HZSM-5作用下均能发生脱水反应生成诸多易聚合的烯烃类产物，对其催化乙醇脱水的性能产生了明显的影响；而且随着加入杂醇的碳原子数的增加，催化剂的积炭情况逐渐加重，催化性能也有明显下降的趋势。2.0%La/HZSM-5与HZSM-5原粉相比，具有较大的比表面、孔容和表面酸量，拥有强度更强的弱酸中心和强度较弱的强酸中心，催化含杂醇的乙醇脱水制乙烯反应时其催化性能和抗积炭能力得到了明显提升。

半纤维素稀酸循环喷淋冲滤水解动力学

金强, 张红漫, 徐锐, 林增祥, 郑荣平, 赵晶

化工学报. 2011, 62(1): 103-110.

摘要 ( 1269 )

PDF (1655KB) ( 1232 )

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采用稀酸循环喷淋冲滤（dilute acid cycle spray flow-through，DCF）反应器在温和的条件下水解玉米秸秆半纤维素，分析了半纤维素稀酸水解产物组分，研究不同温度、硫酸浓度和时间对主要产物木糖浓度的影响。探讨了其水解反应机理并以酸催化反应机理为基础，把玉米秸秆半纤维素及其水解产物按化学组成和性质进行集总划分，并对反应网络进行合理简化，提出了一种半纤维素稀酸水解反应的简化集总动力学模型。通过参数估计求取动力学参数，建立集总动力学模型以预测半纤维素主要水解产物。结果表明，喷淋作用加快了半纤维素的连续解聚过程，从而使得木糖得率超过90%，而其降解产物糠醛等较少。得到的模型能较好预测不同条件下主要产物含量。通过改进的Arrhenius方程确定木糖生成和降解的活化能分别为107.1 kJ·mol^-1和102.2 kJ·mol^-1。

分离工程

新型微波适应型复合活性炭的研制及其微波再生性能

潘能婷, 苏展军, 莫家乐, 奚红霞, 夏启斌, 李忠

化工学报. 2011, 62(1): 111-118.

摘要 ( 1303 )

PDF (2186KB) ( 424 )

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微波再生技术被广泛认为是一种高效、节能的绿色再生技术。本文通过引入高热导率物质——膨胀石墨制备出新型微波适应型复合活性炭，解决目前活性炭在微波脱附过程中存在的温度梯度问题，同时开发VOCs活性炭吸附-微波再生技术。结果表明，制得的复合活性炭具有与普通商业活性炭相当的吸附性能，且其热导率提高6倍。同时，其甲苯脱附活化能为18.08 kJ·mol^-1,低于其在商业活性炭上的微波脱附活化能（24.84 kJ·mol^-1）25%以上；相同微波功率下，其脱附床层温度低于实验室制备的普通活性炭10～30℃。所制备的高热导率复合活性炭不仅具有良好的吸附性能，而且具有很好的微波适应性。

超声强化多通道陶瓷膜微滤超细TiO₂悬浮液

王凤来, 陈亚中, 崔鹏, 熊伟

化工学报. 2011, 62(1): 119-124.

摘要 ( 1150 )

PDF (478KB) ( 340 )

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针对超声强化膜分离过程能耗高的问题，提出并设计了一种新型超声强化膜分离操作方式，并进行了超声强化陶瓷膜微滤超细TiO₂颗粒悬浮液的研究。考察了超声场参数、操作时间及溶液环境对多通道陶瓷膜微滤过程的影响规律，并分析了此操作方式强化陶瓷膜微滤颗粒悬浮体系的机理。结果表明，该操作方式能够获得较高膜通量恢复率及平均膜通量，同时超声能量消耗减小了90.0%以上；降低超声频率及提高功率，有利于膜通量恢复，在超声参数45 kHz和0.33 W·cm^-2条件下，膜通量恢复到初始值的94.0%；控制超声辐射时间0.167 min，微滤时间8 min时，平均膜通量提高了61.5%；降低悬浮液颗粒浓度及提高料液温度都有利于超声场强化陶瓷膜微滤过程。

过程系统工程

化工园区土地利用安全规划优化方法

吴宗之, 许铭

化工学报. 2011, 62(1): 125-131.

摘要 ( 1005 )

PDF (2306KB) ( 476 )

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应用多目标决策理论，以潜在死亡人数最小化、经济收益最大化为优化目标，建立了化工园区土地利用安全规划双目标优化模型，提出了化工园区土地利用安全规划程序。实例应用表明，该方法能够提供完备的备选方案集，优化出的规划方案符合风险控制原则，可实现经济收益最大化。提出的化工园区土地利用安全规划优化方法对促进化工园区和城镇规划的科学化和规范化具有指导意义。

用水系统的近优化运行及其操作窗口获取方法

刘永忠, 王乐, 董伟, 闫哲

化工学报. 2011, 62(1): 132-136.

摘要 ( 989 )

PDF (1060KB) ( 267 )

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针对用水系统优化设计和操作的可靠性问题，本文以用水过程进出口浓度为噪声因子、以近优化用水目标为控制因子，提出了用水系统近优化设计和操作的操作窗口分析方法及其实现步骤；建立了用水系统近优化操作参数获取的数学模型和搜索策略，并通过计算实例阐明了所提出方法的可行性。本文提出的分析方法为用水系统的近优化设计和操作可靠性的分析提供了理论分析基础。

基于PCA的反应网络简化策略

张磊, 陈丙珍, 邱彤

化工学报. 2011, 62(1): 137-141.

摘要 ( 1185 )

PDF (550KB) ( 467 )

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研究了复杂反应网络的模拟及简化方法，文中对于自由基模型的建立、模型中反应速率系数的计算以及模型的求解和简化均做了阐述。对于文献中已有的简化方法进行了拓展与创新，提出了基于主成分分析（PCA）的反应网络简化策略。以丙烷热裂解反应为例，针对自由基模型大规模刚性的微分方程组，利用Gear法进行求解，并利用所提出的策略缩小了模型规模，通过原丙烷裂解模型与简化后模型的计算结果的比较，展示了所提出的策略的有效性。

表面与界面工程

Ni-Cu合金电极上苯甲醇的选择性电氧化

马淳安, 廖艳梅, 朱英红, 吴玲玲

化工学报. 2011, 62(1): 142-146.

摘要 ( 1116 )

PDF (1536KB) ( 701 )

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通过恒电流电沉积法在不同条件下制备了一系列Ni-Cu合金电极，采用扫描电镜(SEM)表征了其表面形态，用循环伏安法(CV)研究了在碱性溶液中苯甲醇在不同工艺条件下制备的Ni-Cu合金电极上的电氧化行为。并进一步用电化学原位红外光谱(in situ FTIP)从分子水平研究了苯甲醇在Ni-Cu合金电极上的电氧化过程。结果表明：在制备过程中电沉积时间为10 min，阴极电流密度为4 A·dm^-2，电沉积温度为45℃下制备的电极具有最好的催化活性。Ni-Cu合金电极对苯甲醇表现出良好的催化活性和一定的化学稳定性。

月桂基咪唑啉对Q235钢的缓蚀吸附作用

胡松青, 胡建春, 高元军, 贾晓林, 郭文跃

化工学报. 2011, 62(1): 147-155.

摘要 ( 1367 )

PDF (961KB) ( 491 )

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采用失重法和电化学方法研究了月桂基咪唑啉（IM-11）、1-氨乙基-2-月桂基咪唑啉（AIM-11）和1-羟乙基-2-月桂基咪唑啉（HIM-11）三种化合物在CO₂饱和的3%NaCl溶液中对Q235钢的缓蚀性能，探讨了其在Q235钢表面的吸附行为。结果显示，3种化合物均具有较好的抗生物化学工程与技术

壳聚糖分子量对酵母细胞固定化培养的影响

于炜婷, 宋慧一, 刘袖洞, 郑国爽, 马小军

化工学报. 2011, 62(1): 156-162.

摘要 ( 1432 )

PDF (1094KB) ( 684 )

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以海藻酸钠-壳聚糖微胶囊（AC微胶囊）为研究对象，以酵母细胞S.cerevisiae BY4741为细胞模型，分别考察了相同成膜反应时间和相同成膜厚度两种情况下，壳聚糖分子量对微囊膜膨胀行为、微囊内细胞增殖情况及微囊化细胞培养过程中细胞泄漏的影响规律。研究结果显示，在成膜反应时间相同的情况下，壳聚糖分子量越小，向海藻酸钙凝胶网络扩散越容易，交联成膜越厚，微胶囊膜越能耐受渗透压膨胀。但在控制相同膜厚的情况下，大分子量壳聚糖由于分子链长，与凝胶微球表面海藻酸钠分子的作用位点多，易纠结相邻海藻酸钠分子链形成更致密的络合交联，呈现更高的耐受渗透压膨胀的特性。AC微囊化细胞培养48 h后，小分子量壳聚糖充分成膜反应制备的AC微胶囊，虽然膨胀不显著，但由于膜结构占据了更多微胶囊体积，既缩小了酵母细胞的增殖空间，又极大增加了传质阻力，反而限制了细胞增殖。培养过程中，各组微胶囊均未发现明显的细胞泄漏现象。

微小空间内光合细菌与气-液相界面作用的可视化实验

屈晓凡, 廖强, 朱恂, 高晓玉, 王永忠, 田鑫

化工学报. 2011, 62(1): 163-169.

摘要 ( 982 )

PDF (1370KB) ( 265 )

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实验研究了光合细菌在微槽道光生化反应器内的产氢过程以及光合细菌与气-液相界面之间的相互作用。实验发现微槽道内气泡的初始生长点多位于粗糙的侧壁面，气-液相界面内外气体分子的浓差扩散导致气泡不断长大，液体流速增大加快了气泡的生长速率。在某些区域还观察到气泡逐渐缩小直至溶解于液相中的现象；光合细菌会在气-液相界面既存在不可逆吸附现象又存在排斥现象，吸附在气-液相界面的光合细菌会围绕气泡表面运动。同时吸附在气-液相界面的光合细菌增加了气泡的机械强度和稳定性并阻碍气泡的聚合。

能源和环境工程

UUV闭式循环燃料电池系统与推进功率匹配控制

严浙平, 吴越媛

化工学报. 2011, 62(1): 170-178.

摘要 ( 1002 )

PDF (1867KB) ( 679 )

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针对用蓄电池作为能供系统的水下无人潜航器（UUV）经常需要回到母船或岸基进行充电，不能够实现长期水下航行的问题，提出并设计了一种适用于UUV的新能源系统——闭式循环燃料电池系统，可在UUV排水量不变的情况下提高其水下续航能力。为了实现闭式循环燃料电池系统与UUV输出功率匹配控制，依据燃料电池的化学、热工流体等特性建立了其数学模型，通过仿真实验分析得到了影响质子交换膜燃料电池(PEMFC)输出电压的主要因素，同时采用BP算法和模糊规则设计了一种控制策略。仿真实验结果表明，提出的闭式循环燃料电池及其控制系统能满足与UUV推进功率匹配的要求，为下一步的实验系统研制奠定了基础。

基于赤铁矿载氧体的煤化学链燃烧试验

顾海明, 沈来宏, 吴家桦, 肖军, 张思文

化工学报. 2011, 62(1): 179-185.

摘要 ( 1191 )

PDF (755KB) ( 554 )

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化学链燃烧是一种具有CO₂内分离特性的燃烧方式。以赤铁矿为载氧体，在1 kW_th级串行流化床上进行了煤化学链燃烧试验。讨论了燃料反应器温度对气体产物组分的影响；比较了各反应参数对煤气化效率、煤气化产物的转化效率及碳捕集效率的影响情况，分析了煤中硫的排放问题。试验结果表明：温度由900℃升高到985℃，燃料反应器中CO体积份额逐渐增加，CO₂体积份额逐渐减小，空气反应器中CO₂浓度呈线性下降。燃料反应器温度的升高促进煤气化效率及碳捕集效率大大提高。载氧体量和系统负荷是煤气化产物转化效率的主要影响因素，载氧体量的增加和负荷的增加分别会使煤气化产物转化效率提高和下降。燃料反应器中的硫主要以SO₂形式存在于燃料反应器，随温度的升高，SO₂浓度由515×10^-6逐渐增加到562×10^-6

燃煤烟气中汞均相氧化的数值模拟

陶叶, 禚玉群, 刘晶, 陈昌和, 徐旭常

化工学报. 2011, 62(1): 186-191.

摘要 ( 1670 )

PDF (712KB) ( 505 )

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利用小型固定床反应器系统进行了烟气成分与汞的相互作用实验研究，温度范围为200～800℃。建立了汞的均相反应模型，并运用CHEMKIN软件模拟了各种温度和HCl浓度下汞的氧化份额。结果表明，模型预测结果与实验数据吻合效果很好；汞的最佳氧化温度范围为（250±10）℃。取样过程会对汞的存在形式产生影响，特别是经过快速降温后的恒温流动中，汞的氧化速率显著提高。

碱金属对煤热解和气化反应速率的影响

熊杰, 周志杰, 许慎启, 于广锁

化工学报. 2011, 62(1): 192-198.

摘要 ( 1733 )

PDF (1871KB) ( 871 )

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通过对原煤、酸洗原煤、负载碱金属的酸洗原煤在800～1050℃热解制得焦样，用X射线衍射技术考察了碱金属对煤焦微晶结构的影响，在加压热天平（PTGA）上考察了煤样的热解过程，以及焦样的二氧化碳气化活性。结果表明：碱金属对煤的热解和气化阶段都有影响。在热解阶段，碱金属的存在抑制了煤焦的石墨化进程，降低了热解反应活化能，促进了热解反应的进行；在气化阶段，作为催化剂的碱金属，降低了气化反应活化能，延长了反应速率达到最大值的时间。修正的随机孔模型可以较好地描述煤焦-CO₂的气化反应过程。

随机孔模型研究煤焦O₂/CO₂燃烧动力学特征

费华, 胡松, 向军, 孙路石, 石金明, 付鹏, 陈刚, 苏胜

化工学报. 2011, 62(1): 199-205.

摘要 ( 1091 )

PDF (1063KB) ( 601 )

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在热重分析仪上对焦作无烟煤焦和云浮烟煤焦O₂/CO₂条件下燃烧特性进行研究。确定在不同温度下不同煤焦O₂/CO₂燃烧的特征。利用随机孔模型(RPM)表征两种煤焦反应速率与碳转化率的关系，同时与未反应缩核模型(Model Ⅰ)和混合模型(Model Ⅱ)的拟合结果进行比较。研究表明，在不同反应条件下，随机孔模型具有最佳的拟合效果，相关系数都在0.986以上。比较RPM、ModelⅠ和Model Ⅱ计算结果发现，焦作无烟煤焦的O₂/CO₂等温燃烧的活化能比云浮烟煤焦的高，且同一煤种燃烧反应温度越高反应速率常数越大。由于随机孔模型的结构参数ψ可以很好地表现孔结构变化对煤焦燃烧反应的影响，因此随机孔模型能更加准确地描述煤焦O₂/CO₂燃烧特征。

利用2.45 GHz微波分解管道固体水合物

何松, 梁德青, 李栋梁, 马隆龙

化工学报. 2011, 62(1): 206-213.

摘要 ( 1057 )

PDF (1299KB) ( 426 )

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针对油气生产输运管线中的水合物堵塞问题，利用2.45 GHz微波辐射，分别进行了甲、乙、丙烷混合气及甲烷+甲基环己烷(MCH)水合物体系在竖直圆管中的定容消解实验。微波辐射强度分别为7.98～60.22 kW·m^-2及13.65～94.34 kW·m^-2，甲烷+MCH水合物体积含量22.1%～55.4%。结果表明：在相近的温度下，微波法相比常规管道加热法所需解堵时间缩短50%以上。高辐射强度下，孔隙液态水可协同微波加快水合物消解，聚集水则可能形成热阻并过热。液态水在多相渗流作用下动态分布，是影响微波作用效果的主要因素。

强化生物除磷体系中颗粒污泥的形成及机理探讨

王然登, 彭永臻, 吴昌永, 李晓玲, 马勇

化工学报. 2011, 62(1): 214-219.

摘要 ( 1123 )

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以实验室小试SBR反应器为载体接种普通活性污泥，研究了强化生物除磷系统对颗粒污泥形成的促进作用并探讨了其形成机理。试验结果发现：在生物脱氮运行阶段，SBR中的活性污泥能维持较稳定的絮体状态，平均SVI为138.9 ml·g^-1；当系统转为生物除磷方式运行时，随着除磷效果的好转，反应器中的污泥逐渐转化为颗粒污泥，平均SVI降低至74.1 ml·g^-1，颗粒污泥的平均粒径为0.8 mm。因此，SBR生物除磷系统有利于颗粒污泥的形成。试验发现在强化生物除磷系统厌氧释磷的过程中会有带正电的微粒大量生成，它们可以作为颗粒污泥的晶核吸附带负电的细胞体，进而促进颗粒污泥的形成。强化生物除磷颗粒污泥系统有着较为稳定的磷去除性能，除磷效率接近100%。

FeCl₃对污泥酸性发酵产物中丙酸比率的影响

宋秀兰, 李亚新

化工学报. 2011, 62(1): 220-225.

摘要 ( 1265 )

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采用半连续运行的序批式反应器进行污泥酸性发酵试验，研究了发酵液中FeCl₃浓度对污泥发酵产物中丙酸比率的影响。实验表明：在温度32℃、HRT 6.6 d、进泥VS浓度 20.43 g·L^-1、pH5.5～6.0的条件下，FeCl₃浓度由0增加到232 mg·L^-1时，发酵液中ORP逐渐提高，丙酸比率变化不大；FeCl₃

水/载O₃有机溶剂两相臭氧氧化法降解水体中氯霉素

李时银, 史震宇, 陆继来, 邹敏, 张利民

化工学报. 2011, 62(1): 226-230.

摘要 ( 1349 )

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以水/载O₃有机溶剂（全氟萘烷）为新型两相臭氧氧化体系，研究了臭氧在全氟萘烷中的溶解度和稳定性，并考察了pH、NaHCO₃和叔丁醇对两相体系中臭氧稳定性的影响；以水体中氯霉素为研究对象，考察了初始pH值和自由基抑制剂对两相臭氧氧化体系降解氯霉素效果的影响。结果表明：初始水相pH增大有利于氯霉素的降解；自由基抑制剂对两相体系氧化降解氯霉素影响不显著。

螯合剂处理重金属污染底泥的实验研究

方盛荣, 徐颖, 路景玲, 魏晓云, 谢志钢, 薛璐

化工学报. 2011, 62(1): 231-236.

摘要 ( 1118 )

PDF (734KB) ( 636 )

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环渤海湾海滨土稠油污染特征调查

温军杰, 贾永刚, 刘杰, 陈欢林, 郭亮

化工学报. 2011, 62(1): 237-242.

摘要 ( 945 )

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材料化学工程与纳米技术

纳米ZnO/凹凸棒室温下去除SO₂的性能

陆振翔, 黄正宏, 康飞宇

化工学报. 2011, 62(1): 243-247.

摘要 ( 970 )

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采用化学吸附剂进行干法脱硫，已成为目前工业上最重要的脱硫手段之一，而高温条件下的脱硫技术耗能较高，在室温环境下，材料脱硫性能也有所下降。本文利用天然凹凸棒为载体，采用共沉淀法制备了纳米ZnO/凹凸棒，分别在150、250、350、450、550℃下焙烧，并进行了XRD、SEM、N₂吸附等表征。研究了其室温下对SO₂的去除效果，考察了焙烧温度对纳米ZnO/凹凸棒的影响。结果表明，负载纳米ZnO

共聚法制备疏水性SiO₂气凝胶

郑文芝, 陈砺, 黄湘桦, 陈姚

化工学报. 2011, 62(1): 248-254.

摘要 ( 1211 )

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以正硅酸乙酯为原料，应用溶胶-凝胶两步催化，甲基丙烯酸基丙基三甲氧基硅烷作为改性剂，无水乙醇为溶剂，共聚法常压下制备疏水性SiO₂气凝胶。运用原位红外在线监测反应历程，确定制备工艺步骤。运用N₂吸附仪、扫描电镜、红外光谱、TG-DSC对SiO₂气凝胶孔径分布、形貌、表面官能团及热稳定性进行分析。结果表明，经甲基丙烯酸基丙基三甲氧基硅烷改性的SiO₂气凝胶疏水性能良好，疏水的耐温性可达到407℃，比表面积为877.17 m²·g^-1，由球形纳米颗粒堆积而成，颗粒尺寸范围在10～50 nm，孔径集中分布在1.9

包埋尿素的葡甘聚糖/黄原胶复合凝胶的制备及其释放特性

魏钊华, 李光吉

化工学报. 2011, 62(1): 255-261.

摘要 ( 1157 )

PDF (1030KB) ( 813 )

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尿素的高效利用一直是环保型农业的一个非常重要的研究课题。本工作利用两种天然多糖魔芋葡甘聚糖（KGM）与黄原胶（XG）在形成凝胶过程中的协同作用以及简单的包埋工艺，制备了包埋尿素的KGM/XG复合凝胶，并系统地研究了不同组成的复合凝胶在不同温度和pH环境中尿素的释放特性。结果表明，不同组成的包埋尿素的复合干凝胶在中性水介质中的尿素释放行为表现出3个具有不同特征的阶段。在释放的初期，释放速率较快，尿素的累积释放率随时间显著上升；在第二阶段，尿素的释放与包埋达到基本平衡，期间尿素的累积释放率无明显增加；在释放时间达22～24 h后，进入第三阶段，溶胀的复合凝胶出现崩解，释放速率再度加快，并在32～45 h后达到释放平衡。各阶段的持续时间与复合凝胶的载药量、m_KGM/m_XG和介质的温度有关。介质的pH

自蔓延低温燃烧-溶胶凝胶合成Ce_0.8Sm_0.2O_1.9及烧结性能

燕萍, 胡筱敏, 孙旭东

化工学报. 2011, 62(1): 262-268.

摘要 ( 1303 )

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用甘氨酸作还原剂、硝酸盐作氧化剂，采用溶胶-凝胶与自蔓延低温燃烧相结合的方法制备了超细Ce_0.8Sm_0.2O_1.9 (SDC)固溶体，对所合成的粉体分别采用XRD、SEM和BET法进行了表征。结果表明，600℃焙烧产物是具有较高相纯度的单一立方相萤石型结构固溶体，根据XRD估算晶粒度为13～30 nm。甘氨酸与金属硝酸盐(G/N)摩尔比对粉体的微观形貌和烧结性能有很大影响，当G/N

聚乳酸/剑麻复合材料流变性能表征

冯彦洪, 李展洪, 瞿金平, 刘斌, 何和智, 伍巍

化工学报. 2011, 62(1): 269-275.

摘要 ( 1347 )

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利用转矩流变仪测量流变特性的方法，表征了不同剑麻纤维含量下，聚乳酸(PLA)/剑麻复合材料的流变性能，并测量实验后纤维的长度和宽度、PLA分子量，分析剑麻纤维含量和转速对复合材料体系中纤维长度的影响，以及PLA降解情况。结果表明，复合材料的非牛顿指数在纤维含量为10%左右出现峰值，并进一步随含量的增加而减小。复合体系中，刚性剑麻纤维受到来自于转子、聚合物和纤维之间的作用力，纤维被剪短，长径比减小；聚乳酸会受到转速和纤维含量的影响发生降解,这些因素都会影响PLA/剑麻复合材料的流变性能。

α-Fe₂O₃/Ag核壳结构纳米复合颗粒的制备及SESR性能

王春蓉, 王淑梅, 周竹发, 田冉冉, 李延洁, 戴小春, 田盛

化工学报. 2011, 62(1): 276-280.

摘要 ( 1031 )

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用籽晶法，以甲醛为还原剂、3-氨丙基三乙氧基硅烷(APS)为改性剂，在Ag［(NH₃)₂］⁺溶液中制备α-Fe₂O₃/Ag核壳结构复合粉体。采用XRD、TEM和EDX对样品进行表征，系统研究了APS改性剂、醇水比等对复合纳米颗粒包覆效果及性能的影响；并用吡啶(Py)为探针，研究了α-Fe₂O₃/Ag核壳纳米颗粒作为拉曼衬底时的拉曼增强性能

Fe/洋葱状富勒烯作为润滑油添加剂的摩擦性能

姚延立, 伊厚会

化工学报. 2011, 62(1): 281-286.

摘要 ( 1616 )

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采用化学气相沉积法(CVD)以二茂铁为催化剂，乙炔为碳源制备了Fe/洋葱状富勒烯(Fe/onion-like fullerenes, Fe/OLFs)，通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)、高分辨透射电镜(HRTEM )和X射线衍射(XRD)分析了Fe/OLFs的晶体结构和形貌。结果表明，所制备的Fe/OLFs是由同心封闭壳层组成的准球形颗粒，其层间距为0.349 nm，与石墨的层间距0.336 nm相接近。在MRS-10A 型四球摩擦试验机上考察了

其他

连通容器内预混气体泄爆过程

王志荣, 周超, 师喜林, 蒋军成

化工学报. 2011, 62(1): 287-291.

摘要 ( 969 )

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对甲烷-空气预混气体在连通容器内的泄爆过程进行了实验研究，与密闭容器爆炸过程进行了比较，研究了连通容器泄爆过程中压力的变化规律，分析了气体浓度和泄爆方式对连通容器泄爆过程的影响。结果表明，连通容器泄爆过程中，压力最大值通常出现在管道末端，由于震荡在球形容器内产生真空压力；与略低于化学计量比浓度相比，甲烷体积浓度略高于化学计量比浓度时，连通容器内爆炸压力增加，这种情况与单个密闭容器气体爆炸相同；两个泄爆口泄爆能较好地降低连通容器内最高爆炸压力，而仅采用一个泄爆口泄爆并不能显著降低容器内的最大爆炸压力。研究结论为工程上连通容器的泄爆安全设计提供重要参考。

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国际标准连续出版物号：ISSN 0438-1157
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主编：李静海
编辑：《化工学报》编辑部
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