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2004年 第55卷 第11期 刊出日期:2004-11-25
    综述与专论

    DNA及基因组改组在代谢工程中的应用

    陈涛;陈洵;王靖宇;班睿;赵学明
    CIESC Journal. 2004, 55(11):  1753-1758. 
    摘要 ( 837 )   PDF (1199KB) ( 635 )  
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    代谢工程是应用分子生物学与反应工程的结合,已发展成为菌种改进的平台技术.后基因组学时代的基因组学、转录组学、蛋白质组学及代谢物组学等为代谢工程的发展提供了极好的机遇.DNA改组及基因组改组可以构建新的代谢途径、对已知或未知的代谢途径进行快速优化,极大地促进了代谢工程的进一步发展和应用.DNA改组及基因组改组技术可以加深对代谢网络及其分子调节机制的理解,是对合理代谢设计策略的完善和补充.本文首先分别介绍了DNA改组、基因组改组在代谢工程中的应用,进而展望了基于基因组改组的代谢工程方法步骤及发展方向.
    传递现象

    缩放管内湍流对流换热(Ⅰ)场协同控制机理

    陈颖;邓先和;丁小江
    CIESC Journal. 2004, 55(11):  1759-1763. 
    摘要 ( 618 )   PDF (427KB) ( 337 )  
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    通过对缩放管管内湍流对流换热的模拟研究,考察了热边界层厚度、湍流强度及时均速度与时均温度梯度之间夹角的变化规律,得出了影响对流换热强度的场协同作用沿流动方向的分布规律.通过讨论两种不同结构尺寸缩放管的换热情况,发现流体在收缩段可获得较好的场协同作用,增强换热能力,而在扩张段场协同作用的效果减弱.

    缩放管内湍流对流换热(Ⅱ)结构优化

    陈颖;邓先和;丁小江
    CIESC Journal. 2004, 55(11):  1764-1767. 
    摘要 ( 763 )   PDF (398KB) ( 318 )  
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    根据缩放管管内湍流对流换热的场协同控制机理,提出一种强化缩放管管内湍流对流换热的改型结构,即保持肋高和肋距不变的前提下,采用平直连接收缩段和扩张段的方式,延长收缩段的长度,相应缩短扩张段的长度,增强管内速度场与温度梯度场的协同作用.模拟计算的结果表明,这种新的结构可优化缩放管中速度场与热流场的协同关系,提高Nusselt数4.67%~8.34%,但同时也增大了阻力7.87%~15.22%(Re=1.5×104~5×104).与惯用的优化缩放管结构(收缩段为扩张段2倍)相比较,改型后的缩放管的Webb性能因子η=1.008~1.06.

    热管中添加纳米颗粒

    彭玉辉;黄素逸;黄锟剑
    CIESC Journal. 2004, 55(11):  1768-1772. 
    摘要 ( 729 )   PDF (520KB) ( 394 )  
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    随着纳米技术的飞速发展,研究者逐渐把这一高新技术应用于热能动力这一传统领域.提出了一种新的提高传热的方法——在以水为工作液体的两相闭式热虹吸管中添加一定数量的纳米颗粒.在理论和实验中研究了这种热虹吸管蒸发段的工作特性,结果表明,在实验范围内,与普通热管相比较,这种新式热管具有很好的启动特性,低的管壁温度,传热系数提高了47%~96%,轴相热流率提高了7.6%~15%.这种新的方法简单而且容易应用于化工生产中.

    疏水化工艺在数字化超微量微注射中的应用

    穆莉莉;章维一;侯丽雅;赵耀军;沙菁捷
    CIESC Journal. 2004, 55(11):  1773-1776. 
    摘要 ( 636 )   PDF (706KB) ( 309 )  
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    在生物医学和微化学分析领域, 基于玻璃微针的微注射系统由于玻璃基质的亲水性,在微注射过程中会出现渗流、回流的现象,影响注射效果,不利于微注射量的检测和控制.本文介绍的疏水化工艺通过将微喷嘴(微针)内外表面特定区域进行疏水化处理,对微流体进行数字化驱动和控制,可改善微流体流动特性,提高微注射效果,使液滴按一定规律以球形颗粒喷射,有助于微流量的精确检测和微喷射的精确量可控.
    多相流

    二元颗粒混合物在下行床反应器中局部颗粒速度的分布

    祝媛;张济宇;谢克昌
    CIESC Journal. 2004, 55(11):  1777-1786. 
    摘要 ( 681 )   PDF (721KB) ( 262 )  
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    采用PV-4A光导纤维测速仪在一高2m、直径30mm的下行床反应器中较系统地测定了FCC催化剂及玻璃珠各自在6个截面8个不同径向位置局部颗粒速度的轴向及径向分布,研究了操作条件及喷口位置对该两种不同物料局部颗粒速度径向分布的影响,进而将FCC催化剂和玻璃珠两种物料分别同时进入下行床反应器中,考察了以不同混合比组成的二元组分混合物的颗粒速度径向双峰分布特点.最后,分别给出了预测FCC催化剂及玻璃珠的量纲1局部颗粒速度经验关联式.实验结果表明:物性不同的粒子其局部颗粒速度径向分布差别较大,二元组分混合物的颗粒速度径向分布较FCC催化剂单一颗粒趋于均匀,且随表观气速增加,颗粒速度分布双峰特性愈为明显,可见在下行床进入细颗粒的同时加入粗颗粒引起了气固流动机制的变化与颗粒速度分布的平滑.
    催化、动力学与反应器

    超临界甲醇降解聚碳酸酯的动力学

    陈磊;吴勇强;傀燕惠;黄科;朱子彬
    CIESC Journal. 2004, 55(11):  1787-1792. 
    摘要 ( 589 )   PDF (452KB) ( 515 )  
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    利用高压间歇反应器研究了聚碳酸酯(PC)在230~265 ℃、7.76~9.96 MPa条件下的降解特性.通过红外光谱(IR)、体积排阻色谱(SEC)和气相色谱/质谱(GC/MS)对降解产物进行了定性和定量分析,提出了PC在超临界甲醇中的降解机理,同时运用连续分布动力学对PC降解历程进行了研究,随机断裂降解反应的活化能为75.72 kJ•mol-1.
    基于汽油烯烃转化的催化裂化动力学模型
    邹圣武, 侯栓弟, 龙军, 周健, 孙铁栋, 张占柱
    化工学报. 2004, 55(11):  1793-1798. 
    摘要 ( 733 )   PDF (459KB) ( 442 )  
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    以催化裂化反应机理为基础,把FCC原料及产品按馏程和化学组成进行集总划分.考虑氢转移、芳构化等二次反应,通过对反应网络的合理简化,提出了一种分子水平的动力学模型.通过参数估计求取18个动力学速度常数,建立集总动力学模型以预测汽油的化学结构组成.研究结果表明:该模型能较好预测不同条件下的产率分布,而且可以预测汽油组成分布,有助于降低汽油烯烃含量的研究.

    La2-xSrxCoOλ(x=0~1.0)催化剂的结构及催化性能

    杨小毛;罗来涛;钟华
    CIESC Journal. 2004, 55(11):  1799-1802. 
    摘要 ( 490 )   PDF (516KB) ( 238 )  
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    采用聚乙二醇凝胶法制备了Co系类钙钛矿La2-xSrxCoOλ(x=0~1.0)复合氧化物,研究了系数x对催化剂的结构和催化性能的影响,考察了它们对 CO和C3H8的氧化反应活性,并运用XRD、IR、BET、TPD和化学分析等方法对催化剂进行了表征.结果表明:该类复合氧化物具有K2NiF4结构,它们的结构和催化性能随系数x不同而变化,其中以LaSrCoO4-λ催化活性最好,这是由LaSrCoO4-λ的晶格氧更易移动、Co3+离子含量更高,氧空位和反应时化学吸附氧更多所致.
    SiO2键合PEG钼(Ⅵ)配合物合成、表征及对环己烯环氧化催化活性
    章亚东, 王振兴, 陈霞, 蒋登高
    化工学报. 2004, 55(11):  1803-1808. 
    摘要 ( 644 )   PDF (529KB) ( 149 )  
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    合成了SiO2键合聚乙二醇(PEG)高分子配体,将钼(Ⅵ)合乙酰丙酮组装在该高分子配体上合成出SiO2负载PEG钼(Ⅵ)配合物,并用元素分析、红外光谱以及X射线光电子能谱技术对其进行了结构表征.建立了SiO2键合PEG钼(Ⅵ)配合物催化剂中Mo的化学分析新方法.实验表明:该配合物作为环己烯环氧化用催化剂,具有优良的催化活性和选择性.在叔丁基过氧化氢为0.1 mol、环己烯与叔丁基过氧化氢摩尔比为3.5∶1、溶剂10 ml、反应温度80 ℃、时间60 min条件下,环氧环己烷收率(以叔丁基过氧化氢计)在99.2%以上,质量分数≥99.5%(GC检测).

    蒽的电化学加氢

    刘昌见;李德宝;鲍晓军
    CIESC Journal. 2004, 55(11):  1809-1814. 
    摘要 ( 574 )   PDF (968KB) ( 563 )  
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    在隔离式电解槽中,以制备的泡沫Pb为阴极,Pt丝为对电极,饱和甘汞电极(SCE)为参比电极,研究了不同电解体系的伏安曲线和蒽的阴极电化学加氢行为.实验发现:在已研究的体系中,蒽阴极电解加氢为二氢蒽,其中CH3CN+EtOH+H2O+Bu4NBr是加氢效果较好的电解体系.进一步研究CH3CN+EtOH+H2O+Bu4NBr电解体系中H2O浓度、溶剂组成和支持电解质Bu4NBr的浓度以及温度等因素对蒽电解催化加氢效果的影响,结果表明较理想的电解体系组成为:[H2O]=5.5mol•L-1,[CH3CN]/[EtOH]=2/1(v/v),[Bu4NBr]=0.50mol•L-1,温度为35℃,在该条件下,电解反应6 h,二氢蒽的产率可达91.37%.

    含Bi中孔分子筛(Ⅰ)合成和表征与催化性能

    陈晓晖;苏建峰;魏可镁
    CIESC Journal. 2004, 55(11):  1815-1820. 
    摘要 ( 685 )   PDF (596KB) ( 146 )  
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    以十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,正硅酸乙酯为硅源,硝酸铋为铋源,在弱碱性条件下用水热法合成了具有Mobile Crystalline Material-41结构的Bi-Si中孔分子筛,通过XRD、N2吸附等温线、TG、SEM、FT-IR、UV-Vis等多种表征手段对其进行结构、性质分析,结果表明:所合成的分子筛具有良好的长程有序结构和孔结构,并且铋高度分散于分子筛骨架中.在苯乙烯催化氧化制苯甲醛中有很好的催化活性,当Si/Bi=22.5(摩尔比),反应时间为1 h,反应温度为80 ℃时苯甲醛的产率达到14.1%.考察了分子筛有序度与铋含量及改性金属对催化活性的影响.
    分离工程

    螺旋片导流式分离器分离性能的数值模拟与试验研究

    周帼彦;凌祥;涂善东
    CIESC Journal. 2004, 55(11):  1821-1826. 
    摘要 ( 663 )   PDF (1145KB) ( 605 )  
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    应用计算流体力学(CFD)方法对不同结构参数的螺旋片导流式气液分离器在湍流状态下的流体流动场进行了数值模拟,研究了螺旋个数和螺距对螺旋片导流式气液分离器分离性能的影响,并与试验测定结果对比,由此验证基于数值模拟方法设计螺旋片导流式气液分离器分离效率的可行性与准确性.分析结果表明,数值模拟结果与试验数据基本一致,可以作为螺旋片导流式气液分离器设计的有效工具.
    分批精馏中的持液作用
    张雪梅, 张卫江, 简春贵, 张军保
    化工学报. 2004, 55(11):  1827-1832. 
    摘要 ( 661 )   PDF (552KB) ( 191 )  
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    分批精馏中持液影响塔内的动态过程,因此许多学者一直致力于分批精馏过程中持液作用的研究,但由于研究缺乏系统性,持液的作用一直是学术上争论的热点.本文提出用全过程分离难度系数关联各参数对分离过程的影响,并建立了分批精馏的恒摩尔持液模型,用全过程的分离难度系数研究了分批精馏的持液作用,结果表明:塔顶持液对分离不利,但塔身持液在一定条件下增多可使所需回流比降低;塔内持液量与釜液量之比为一个因子,当q<0.7时,确定的分批精馏塔存在最佳投料量.采用甲苯-乙苯二元物系对最佳投料量进行了实验验证,实验结果与模拟结果吻合较好.

    水中硝基苯在柱撑膨润土上的吸附行为

    任广军;翟玉春;宋恩军;张春丽;王昕
    CIESC Journal. 2004, 55(11):  1833-1836. 
    摘要 ( 635 )   PDF (375KB) ( 274 )  
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    在[OH-]/[Al3+]=2.4的反应条件下,利用Al3+与碱液反应制备出Keggin离子,并由此制备出了无机、无机-有机柱撑膨润土,XRD-衍射数据表明,经柱撑后的膨润土层间距明显增大,达1.9 nm以上.研究了硝基苯在4种改性膨润土上的吸附行为,结果表明:经柱撑处理后的膨润土吸附能力明显大于钠基土,其吸附动力学行为遵循Bingham方程和Langmuir方程所描述的规律,平衡吸附量qe与平衡浓度Ce之间的关系符合Freundlich和Langmuir等温吸附方程,吸附表现为放热的物理吸附和有机质的分配作用.
    过程系统工程

    基于时间结构盲源信号分析的过程监控和故障诊断方法

    陈国金;梁军;钱积新
    CIESC Journal. 2004, 55(11):  1837-1841. 
    摘要 ( 545 )   PDF (447KB) ( 226 )  
    相关文章 | 多维度评价
    化工过程中众多的测量变量信息通常可由少量的隐变量信息表达出来以便进行统计过程监视.针对过程中所采集的数据往往存在一定的时间结构(即过程不能满足独立同分布条件)的情况,提出了一种基于时间结构盲源信号分析的过程性能监控和故障诊断方法,以克服传统的统计过程分析的独立同分布要求.通过对非等温连续搅拌反应器(CSTR)的仿真研究表明,这种方法是可行的.为了与传统的独立成分分析(ICA)方法相比较,本文还作了相应的对比研究,结果表明,这种方法比基于传统ICA过程性能监控和故障诊断方法具有更少的误报率和漏报率,说明这种方法不但是可行的,并且是有效的.
    生物化学工程、制药、食品和天然产物加工
    基因组改组及代谢通量分析在产核黄素Bacillus subtilis性能改进中的应用
    陈涛, 王靖宇, 周世奇, 陈洵, 班睿, 赵学明
    化工学报. 2004, 55(11):  1842-1848. 
    摘要 ( 667 )   PDF (576KB) ( 277 )  
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    综合应用基因组改组和DNA重组技术改进了核黄素生产菌B.subtilis 24/pMX45的性状,在B.subtilis染色体上整合和扩增了多个B.subtilis 24的核黄素操纵子拷贝,并经过两轮的基因组改组后筛得菌株B.subtilis RH33/pMX45,在以12%葡萄糖为碳源的分批发酵中,其核黄素产量约为B.subtilis 24/pMX45的2倍,并具有快速同化利用葡萄糖、生长迅速、可形成感受态和进行基因整合、扩增等优良性状.随后比较分析了三株产核黄素B.subtilis在间歇培养条件下的代谢通量分布,通量分析和实验结果表明,B.subtilis RH33/pMX45中核黄素合成的主要通量限制因素存在于从5-磷酸核酮糖到GTP的一系列反应中.

    大豆秸秆酶水解及L-乳酸发酵

    徐忠;汪群慧;姜兆华
    CIESC Journal. 2004, 55(11):  1849-1852. 
    摘要 ( 800 )   PDF (416KB) ( 552 )  
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    用纤维素酶对氨预处理后的大豆秸秆进行酶水解,利用纤维素酶的作用使纤维素、半纤维素水解为可溶性糖,继而研究了用干酪乳杆菌及清酒乳杆菌进行L-乳酸发酵,通过微生物发酵将生成的可溶性糖转化为用于生产具有可生物降解性的聚乳酸塑料的原料乳酸,实现可再生资源的充分利用.结果表明,实验条件下,5%的大豆秸秆经酶水解后,还原糖浓度为242.25 mg&#8226;g-1,纤维素糖化率为51.22%.清酒乳杆菌、干酪乳杆菌及该两种混合菌种发酵酶解液所得L-乳酸的转化率分别为 48.27%、56.42%和71.05%.
    能源和环境工程

    黄陵煤灰自身固硫的微观特性分析

    程军;周俊虎;刘建忠;徐小琼;曹欣玉;岑可法
    CIESC Journal. 2004, 55(11):  1853-1858. 
    摘要 ( 530 )   PDF (1262KB) ( 269 )  
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    利用XRD、氮吸附仪和SEM分析了黄陵煤灰自身固硫渣样的微观结构.发现800℃下渣样中CaSO4和BaSO4含量达到8.5%、CaCO3和CaO含量达到4.9%,渣样表面由许多7.5~15μm的块状颗粒组成,其表面又含有一些0.7~1.5μm的纽扣状层片结构和孔隙.但1200℃下因热力分解和高温熔融,渣样中不再存在CaCO3、CaO、CaSO4或BaSO4晶相,渣样表面由少量30μm左右的大块颗粒组成,其表面又含有一些3~5μm的小块颗粒,带有明显烧结胀大和高温熔融的痕迹.1200℃下渣样的孔隙参数比800℃时急剧减少.

    臭氧超声波联合降解除草剂2,4-D(Ⅰ)臭氧和超声波之间的协同作用

    陈岚;史惠祥;汪大翚
    CIESC Journal. 2004, 55(11):  1859-1863. 
    摘要 ( 637 )   PDF (495KB) ( 517 )  
    相关文章 | 多维度评价
    利用臭氧和超声波联合降解苯氧羧酸类除草剂2,4-D,探讨超声波对臭氧氧化的协同作用.实验结果表明,臭氧和超声波协同效应较为明显,反应主要是发生在2,4-D和自由基之间,虽然超声波的机械振荡能强化臭氧传质效果,但超声波强化臭氧降解的能力主要表现在超声波空化效应产生的高能条件促使臭氧迅速分解,产生大量的自由基.

    臭氧超声波联合降解除草剂2,4-D(Ⅱ)降解路径的探讨

    陈岚;史惠祥;汪大翚
    CIESC Journal. 2004, 55(11):  1864-1868. 
    摘要 ( 619 )   PDF (452KB) ( 373 )  
    相关文章 | 多维度评价
    利用臭氧超声波联合工艺对苯氧羧酸类除草剂2,4-D进行降解研究,在前文探讨臭氧超声波之间协同效应的基础上,确定其中间产物种类主要有2,4-二氯苯酚、苯醌、氢醌以及小分子酸如顺丁烯二酸、草酸、甲酸、乙酸等.在不同实验条件下,分别对反应溶液里的主要中间产物和离子浓度变化进行分析,研究2,4-D在臭氧超声波联合作用下的反应路径,并初步讨论其降解机理.

    Sn催化剂对柴油车排气颗粒去除效果

    梁红;叶代启;林维明;付名利;何雄彬
    CIESC Journal. 2004, 55(11):  1869-1873. 
    摘要 ( 580 )   PDF (806KB) ( 219 )  
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    制备了以Sn为活性组分,以Cu、K、V为助催化剂,以TiO2/γ-Al2O3/堇青石为载体的催化剂,催化剂在700℃下于空气中在马弗炉活化3h.采用DSC/TG测试方法确定催化剂的活性.研究发现,以Sn为活性组分的催化剂能显著降低颗粒的起燃温度和扩大燃烧温度范围,Cu、 K、V的添加能进一步降低起燃温度,而燃烧温度范围却稍有所变窄.活化会降低催化活性,活化导致活性下降的原因不是由催化剂的烧结引起的,而是由活性组分的挥发流失造成的.

    麦草NH4OH-KOH制浆清洁工艺

    黄国林;张成芳;邹丽霞;陈中胜
    CIESC Journal. 2004, 55(11):  1874-1877. 
    摘要 ( 662 )   PDF (401KB) ( 225 )  
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    以氨水为主,添加少量苛性钾碱对麦草原料进行蒸煮,少量钾碱作为强碱不仅能减少氨量、缩短蒸煮时间,而且可为黑液中氨木素提供钾源.蒸煮黑液经回收游离氨后含有农作物生长所需的多种成分,可进行黑液资源化综合利用,使草浆生产实施清洁工艺.一种方法是将黑液直接作为液体肥料用于农田灌溉;另一种方法是将黑液在碱性条件下絮凝沉降,生成的絮凝沉降物经化学改性,可制备功能性肥料用于农业生产;上层清液呈碱性,补加NH4OH-KOH后,作为工艺水循环重新用于蒸煮.从根本上消除草浆生产黑液的污染问题,建立起造纸工业和农业之间物质良性循环新模式.
    材料科学与工程

    高聚物扩散体系中的“超调”现象

    雷华;鲁阳;周晓勤;潘勤敏
    CIESC Journal. 2004, 55(11):  1878-1883. 
    摘要 ( 581 )   PDF (606KB) ( 185 )  
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    利用在EIT理论基础上的Jou模型研究了高聚物扩散体系中的“超调”现象.经过对Jou模型的简化处理,得到了双曲型的扩散动力学方程,通过对模型中3个组合参数的仿真分析,研究了参数的变化可能导致的不同的扩散行为.结果表明,Jou模型成功描述了长时间吸附中发现的“超调”现象,从理论上说明了引起“超调”现象的原因:扩散的瞬态过程引起的滞后是导致“超调”扩散行为的必要条件,而在扩散滞后存在的情况下,松弛时间大于扩散时间是引起“超调”的充分条件.

    强酸型阳离子交换纤维的直接法制备

    冯长根;杨海燕;曾庆轩
    CIESC Journal. 2004, 55(11):  1884-1888. 
    摘要 ( 645 )   PDF (510KB) ( 254 )  
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    聚乙烯醇(PVA)纤维直接脱水反应形成多烯化纤维,随后磺化处理制得盐解交换容量达2~3.2mmol&#8226;g-1的强酸型阳离子交换纤维.讨论了脱水剂、加热温度与气氛对脱水反应的影响以及脱水率、磺化温度及时间对产品盐解交换容量的影响.IR分析表明脱水纤维出现共轭C=C双键的伸缩振动吸收峰,产品在1200 cm-1、1040 cm-1处出现了S=O键和C=S键的伸缩振动吸收峰.电子衍射结果表明脱水反应施加张紧力能使纤维保持类晶结构.
    多相流

    中等Reynolds数线性剪切泡状流的液相雷诺应力

    许兆峰;罗锐;杨献勇
    CIESC Journal. 2004, 55(11):  1889-1893. 
    摘要 ( 706 )   PDF (400KB) ( 142 )  
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    催化、动力学与反应器

    对二甲苯液相催化氧化动力学研究(Ⅳ)燃烧副反应动力学

    成有为;李希;司马坚
    CIESC Journal. 2004, 55(11):  1894-1899. 
    摘要 ( 668 )   PDF (630KB) ( 252 )  
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    分离工程
    乙烯的物理吸附机理和化学吸附机理
    张永春, 周锦霞, 郭新闻
    化工学报. 2004, 55(11):  1900-1902. 
    摘要 ( 712 )   PDF (348KB) ( 547 )  
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    生物化学工程、制药、食品和天然产物加工

    喷雾干燥法制备载药微球时的形貌与粒度控制

    储茂泉;刘国杰
    CIESC Journal. 2004, 55(11):  1903-1907. 
    摘要 ( 640 )   PDF (1335KB) ( 798 )  
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    扩张床中生物质颗粒与介质间相互作用的定量评价方法——生物质脉冲响应法
    钟丽娜, 林东强, 吕淼华, 姚善泾
    化工学报. 2004, 55(11):  1908-1911. 
    摘要 ( 673 )   PDF (951KB) ( 318 )  
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    能源和环境工程

    Pd/Fe双金属对水中m-二氯苯的催化脱氯

    周红艺;徐新华;汪大翚
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