全部分类/
教育教学/
高校化学工程学报

高校化学工程学报

2025年04期

扫码免费借阅

目录

快速导航

综述 | 高纯电子化学品先进制造的研究进展与产教融合趋势

综述 | 高纯电子化学品先进制造的研究进展与产教融合趋势

摘要：高纯电子化学品是半导体、平板显示和光伏等领域专用的精细化学品，产品纯度和品质要求高，目前国产化率较低。文中介绍了电子特气、湿电子化学品和光刻胶等电子化学品的种类、结构功能及品质要求，重点剖析了关键电子化学品的纯度及杂质限量指标，分类分析了电子化学品的产业规模、竞争格局与行业壁垒。综述了亚沸精馏、反应精馏、吸附分离、膜分离等技术在高纯度电子化学品制备中的研究进展，探讨了电子化学品中痕量杂质深度脱除的体系特点和分离难点，以及各技术的分离机理及其优缺点，归纳总结了吸附/膜等分离材料结构与金属脱除性能的关系。面向电子化学品国产化的迫切需求,浅析了电子化学品分离纯化及先进制造领域有待解决的关键技术挑战，以及教育、科技、人才一体化发展推动电子化学品技术创新的重要趋势。
化工热力学与基础数据 | 3-NPBA-TMPDA协同催化合成 N -苄基壬酰胺反应的动力学及机理研究

化工热力学与基础数据 | 3-NPBA-TMPDA协同催化合成 N -苄基壬酰胺反应的动力学及机理研究

摘要： N_☉ -苄基壬酰胺及其类似物在医药、生物防治及催泪武器等领域应用广泛。针对该类化合物合成条件苛刻、活化试剂腐蚀性和毒性大等问题，以壬酸与苄胺为原料，以3-硝基苯硼酸（3-NPBA）和 N,N,N^′,N^′ -四甲基丙二胺（TMPDA）为协同催化剂构建反应体系，探究 N. -苄基壬酰胺的合成工艺及反应动力学，探讨反应机理,为该工艺的工业应用提供技术基础。结果表明：采用1级反应动力学拟合得到，在 2.5% 3-NPBA+2.5% TMPDA（以物质的量分数计)协同催化下， ,N. 苄基壬酰胺合成反应活化能为 87.88kJ?mol^-1 。提出了 N. -苄基壬酰胺合成的可能路径为3-NPBA和TMPDA与壬酸脱水形成六元环中间体,中间体再与苄胺反应形成酰胺。TMPDA作为路易斯碱供电子对给3-NPBA的硼原子，稳定了中间体，同时在中间体构型转变过程中TMPDA的氮原子与苄胺的氢原子形成氢键。
传递现象与单元操作 | 连续流搅拌强化管式反应器的换热性能实验与数值模拟

传递现象与单元操作 | 连续流搅拌强化管式反应器的换热性能实验与数值模拟

摘要：连续流反应器因其高效、灵活的操作特性在硝化反应中应用广泛，其传热性能的研究对于优化反应过程、提高生产效率及安全性至关重要。为了研究夹套冷却的连续搅拌管式反应器的传热特性，使用了壁面法测定反应器的对流传热系数，并利用数值模拟方法结合相关计算流体动力学(CFD)软件对该反应器的湍流特性与传热之间的关系进行了详细研究。此外,还将其与传统的Wilson图解法进行了对比分析。结果表明，壁面法能较好地测量反应器及夹套对流传热系数，且使用的CFD模型也能有效模拟反应器动态稳定时的传热过程，模拟与实验监测点的最大温度误差为 3.71% 。壁面法测得的管式反应器内侧对流换热系数与CFD模拟结果的对流换热系数误差为 4.53% ，证明了壁面法的准确性。而Wilson图解法测得的夹套对流传热系数与模拟结果的误差为 32.07% 。研究结论为管式反应器在连续流稳态工况下的换热性能优化设计提供参考。
传递现象与单元操作 | 单泵抽吸式井下水力旋流器结构优化与性能分析

传递现象与单元操作 | 单泵抽吸式井下水力旋流器结构优化与性能分析

摘要：为适应单泵抽吸式同井注采工艺,减少井下采油回注设备成本，提出一种单泵抽吸式井下水力旋流器结构。结合试验设计、数值模拟及实验研究方法，对水力旋流器结构参数进行显著性分析与参数优化，构建了结构参数与分离效率间的数学关系模型，获得了结构参数的最佳匹配方案，并分析了操作参数对水力旋流器分离性能的影响规律。结果表明，结构优化后水力旋流器分离效率由 91.2% 提升至 99.3% 。当分流比为 40% 、含油浓度为 1% 、入口流量为 5m³?h^-1 时，达到最佳分离效率 99.83% 。模拟与实验呈现较好的一致性。研究可为单泵抽吸式同井注采技术的实施提供一定技术支撑。
反应工程 | 基于金属氢化物的氢气纯化反应器参数优化

反应工程 | 基于金属氢化物的氢气纯化反应器参数优化

摘要：由于对氢气的选择性化学吸附，金属氢化物吸附纯化(MHAP)被认为是一种可实现氢气分离与纯化的有效方法。文中针对终端的MH反应器，系统地探究了从材料到操作条件的最佳选择。研究搜集并整理了部分材料在杂质气氛下的储氢性能，筛选出相对可靠的MH材料。通过P-C-T实验装置测定了材料的吸放氢反应热力学，考虑反应器内的复杂传热、流动等物理条件，得到控制方程及耦合模型。根据耦合模型进一步研究了反应器的设计参数和操作参数对工艺流程中氢气纯度和氢气损失的影响。仿真结果表明，在 353K 温度下，以 0.05kg?m^-2?s^-1 的流量排气，出口氢气纯度能在505s后达到 99.999% 。
生物化工 | 响应面优化兰州百合多糖大孔吸附树脂纯化工艺及其活性

生物化工 | 响应面优化兰州百合多糖大孔吸附树脂纯化工艺及其活性

摘：要：采用响应面法优化大孔吸附树脂纯化百合粗多糖的工艺条件，评估粗多糖和纯化后多糖的美白、保湿和吸湿活性。通过静态实验，筛选出DM301为较佳树脂，在动态实验的基础上，以加权综合评分（包括脱色率、蛋白脱除率和多糖保留率)为响应值，采用响应面法优化DM301纯化百合多糖的较佳工艺条件。以多糖对单酚酶和二酚酶的抑制评价美白活性；考察温度为 22C ，相对湿度为 11% .43% 81% 和 95% 的环境下 24h 内样品的保湿和吸湿活性。在上样质量浓度为4.30mg?mL-1 、洗脱剂体积为 0.70BV 、流速为 1.36BV?h-1 、上样量为 1.0BV 条件下，综合评分达 63.99%±0.02%(n=3) ，接近预测值，说明所建立数学模型合理。纯化后多糖对酪氨酸酶单酚酶和二酚酶的抑制率 IC50 值分别为 3.52mg?mL-1 和2.79mg?mL-1 ，具有良好的美白活性；在 22C,4 种湿度条件下，粗多糖和纯化多糖均具有优异的吸湿性能( 24h 吸湿率均大于 100% )；纯化多糖及其混合物均具有高保湿性( 24h 保湿率均大于 97.5% ）。响应面法优化大孔吸附树脂纯化百合粗多糖工艺稳定、可行,为百合多糖的有效纯化提供了理论依据;纯化后的百合多糖的美白、保湿和吸湿活性均有所增强，为百合多糖的开发提供实验基础。
化学工艺 | In-TS-1催化蔗糖一步法醇解制备乳酸甲酯工艺研究

化学工艺 | In-TS-1催化蔗糖一步法醇解制备乳酸甲酯工艺研究

摘要：聚乳酸是已经商业化的生物基高分子材料,但价格较高，因此廉价单体乳酸（LA)的开发至关重要。化学催化转化生物质糖制备乳酸甲酯(MLA)是一条有巨大潜力的路线。与大多数研究中采用的结晶果糖相比，蔗糖产量大、价格低，以蔗糖为原料可以大大降低MLA的生产成本。研究对In-TS-1催化蔗糖一步合成MLA的工艺进行了探索，对分子筛的Ti/Si摩尔比进行了优化，试验表明Ti/Si摩尔比为0.015时催化效果较佳。优化得到了较佳的工艺条件：在 170‰ 下，用占底物质量分数 50% 的 -TS-1催化 10g?L^-1 的蔗糖反应 ^18h ,MLA的收率最高，为 55.4% 。此外，一定的含水量可以提高MLA的收率，当含水量是 4% 时， MLA+LA 的收率可以达到 61.7% 。未来生产中，有希望直接以甘蔗汁为原料连续化生产MLA 研究工作为蔗糖生产MLA提供了重要的基础数据。
化工系统工程 | 基于操作弹性的有机朗肯循环工质选择

化工系统工程 | 基于操作弹性的有机朗肯循环工质选择

摘：要：工质选择是有机朗肯循环设计的重要一环。传统工质选择旨在确保设计点处实现最佳性能,往往忽略因热源或冷源条件波动导致操作偏离设计点伴随的性能下降问题。因而，文中针对操作条件的不确定性，利用变工况模型描述操作性能距设计点的偏差，并利用体积弹性指数描述不确定参数空间内操作可行性域大小，从而创新性地提出一种面向操作弹性最大化的工质选择策略。此外，基于有机朗肯循环烟气余热回收系统进行了应用示例。案例计算结果进一步表明，工质对操作弹性存在影响并可以进一步由其沸点进行关联。
化工系统工程 | 化工过程工业控制系统的网络攻击路径识别与风险分析

化工系统工程 | 化工过程工业控制系统的网络攻击路径识别与风险分析

摘要：为了识别和量化网络攻击下可能引发的生产运行系统影响，基于过程危害和影响分析（PHIA）和贝叶斯网络(BN)理论建立了工业网络遭受攻击下的风险分析协同框架，即过程影响贝叶斯网络（PBN)模型。首先识别了危险因素及网络攻击可能引发的过程系统影响，然后引入遗漏噪声逻辑门(LNOR)建立概率混合量化模型，与优化的最大期望值算法(EM)结合，解决了传统模型参数不确定性问题。通过将PBN模型应用到连续搅拌釜与加热器(CSTH)过程系统中，在生产网络发生不同攻击场景时,实时更新预测生产故障概率，并以攻击路径覆盖率(PRC)评估模型性能。结果表明,最大风险传播路径发生在组合攻击场景下，相对于传统攻击树模型,PRC 显著提高。分析结果有助于完善化工过程系统网络攻击路径识别和相关风险的定量评估，为系统提供最优的风险防控部署策略。
化工系统工程 | 基于信息间隙决策理论的可再生能源驱动甲醇模块化生产供应链优化策略

化工系统工程 | 基于信息间隙决策理论的可再生能源驱动甲醇模块化生产供应链优化策略

摘要：考虑到甲醇需求的不确定性对甲醇模块化生产供应链的影响，在确定性可再生能源驱动甲醇模块化生产供应链优化模型的基础上，引入信息间隙决策理论(IGDT）。针对资本投入与运营过程中的成本构建了两种不确定性优化模型，分别侧重于体现调度决策的鲁棒性与机会性。最后，通过案例分析得到不同风险态度下的甲醇模块化生产供应链调度方案,验证了模型的可靠性和有效性。结果表明，风险规避型甲醇模块化生产供应链在实现系统鲁棒性的同时，可使花费成本不高于预期成本;而风险追求型可以利用有利的不确定性，花费较低的期望成本。
化工系统工程 | 基于特征融合与时间卷积自编码器的工业过程故障检测

化工系统工程 | 基于特征融合与时间卷积自编码器的工业过程故障检测

摘要：针对工业过程数据的多尺度时序特征提取困难问题,提出一种基于特征融合与时间卷积自编码器的故障检测方法。首先，采用多层时间卷积网络结构，从不同尺度对输入时间序列进行特征提取，构建多尺度的时间卷积自编码器；其次，设计基于高效通道注意力的特征融合模块，通过跳跃连接加入时间卷积自编码器中，该模块对不同尺度的时序特征进行跨通道连接，生成相应权重对特征进行加权融合，从而捕获更丰富的时序信息，增强模型对正常序列与异常序列重构误差的区分度;最后，通过重构误差建立统计量，采用核密度估计确定控制限从而实现故障检测。将所提检测方法应用于数值案例和田纳西-伊士曼过程，实验结果证明了该方法具有良好的故障检测性能，能为复杂工业过程故障检测提供一定参考。
化工系统工程 | 液化天然气冷能和核工业余热利用的联合动力循环

化工系统工程 | 液化天然气冷能和核工业余热利用的联合动力循环

摘要：为了研究液化天然气冷能和核工业余热相结合的高效利用方式，构建双级串联联合循环(TTC)和双级并联联合循环(TPC)系统。分析了工质冷凝温度和液化天然气(LNG)汽化压力对系统性能的影响。将6种工质作为备选，以净输出功最大为目标函数，采用遗传算法对系统的参数进行优化。结果表明，系统均存在最优冷凝温度，使系统净输出功达到峰值。TTC 和 TPC 系统的最优工质组合分别为 C₂H₆+C₂H₄F₂ 和 C₂H₄F₂+i-C₄H₁₀ 。在最优工况下,TTC系统展现出了更高的净输出功、热效率和烟效率。与此同时,TPC 系统所需换热面积显著增加,这可能对其经济性产生一定负面影响。
材料科学与工程 | 含季鳞盐丙烯酸乳液的制备及其性能研究

材料科学与工程 | 含季鳞盐丙烯酸乳液的制备及其性能研究

摘要：为解决丙烯酸树脂中添加抗菌剂存在迁移析出及抗菌效果不佳等问题，文中合成季鳞盐抗菌单体——甲基丙烯酰氧丙基三苯基溴化鳞（Br-MAP），并用于合成含季鳞盐丙烯酸乳液。采用核磁共振氢谱( ¹H -NMR）和全反射红外光谱(ATR-FTIR)对季鳞盐单体和含季鳞盐丙烯酸乳液进行表征。研究Br-MAP用量对乳液聚合的影响，并通过热重分析（TGA）、涂膜性能测试以及琼脂平皿扩散法评价含季鳞盐丙烯酸树脂的热稳定性、涂膜性能以及抗菌性能。结果表明，随着Br-MAP 用量的增大,乳液聚合稳定性提高,乳胶粒粒径变小,而涂膜吸水率增加,热稳定性下降。当季鳞盐单体质量分数为 2% 和 6% 时，分别对葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌性能达到 99.99% 。
材料科学与工程 | 苯并噁嗪树脂对ABS树脂成炭性的影响及其阻燃改性

材料科学与工程 | 苯并噁嗪树脂对ABS树脂成炭性的影响及其阻燃改性

摘要：针对丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)树脂成炭性差的问题,采用不同结构的苯并嘎嗪单体(BOZ)与ABS 共混，并复配以阻燃剂双酚A双（二苯基磷酸酯）（BDP)和协效剂硼酸锌（ZB）,研究了不同结构的BOZ、复配BDP和ZB后对 ABS 的阻燃性能和力学性能的影响，以期实现ABS 树脂的高效无卤阻燃。实验结果显示,BOZ与BDP、ZB 复配可以有效改善ABS树脂的成炭性，在ABS树脂阻燃改性中显示出优异的协同性。ABS/10C/15B/2ZB样品的极限氧指数（LOI)高达 34.4% ，热释放峰值（PHRR）、总热释放量（THR）、平均有效燃烧焓（AEHC）、总耗氧量（TOC）和总烟释放率（TSR）分别降低了 45.4% .22.8% .23.2% 21.9% 和 7.7% ，并且火灾性能指数(FPI)和火灾蔓延指数(FGI)也得到明显改善。同时，其拉伸强度也提高至 40.2MPa ，略高于纯ABS树脂的 39.9MPa 因此，BOZ与阻燃剂BDP和成炭协效剂ZB复配可实现ABS树脂在阻燃与力学性能的协同优化。
环境化工 | 含硫高炉煤气氛围下混合胺吸收剂的脱碳性能

环境化工 | 含硫高炉煤气氛围下混合胺吸收剂的脱碳性能

摘要：目前，高炉煤气碳捕集是我国钢铁行业低碳减排的重点。为了探究高炉煤气中硫化氢( H₂S; 、基硫(COS)等微量硫化物对混合胺吸收剂吸收二氧化碳( CO₂ )性能的影响和在化学吸收法脱碳过程中的反应特性，采用了甲基二乙醇胺（MDEA)为主剂，分别添加哌嗪（PZ）、氨基乙基哌嗪（AEP）、2-（甲氨基)乙醇（MMEA）和2-（乙氨基)乙醇（EMEA）形成了四种混合胺吸收剂，并以乙醇胺溶液( 30%MEA ，质量分数）和 40% MDEA溶液为对照组，测试了含硫高炉煤气氛围下混合胺吸收剂对 H₂S 和COS的脱除率，对 CO₂ 的吸收速率、再生速率和循环容量等指标。结果表明， ΔMDEA+PZ 和MDEA + AEP吸收体系对 CO₂ 的吸收速率、再生速率和循环容量均较MDEA + MMEA和MDEA + EMEA体系更优，哌嗪及其衍生物对叔胺的活化效果较仲胺更好，其中 20%MDEA+20%PZ 吸收剂配方的 CO₂ 循环容量达 1.87mol?L^-1 ，较 30% MEA提高86.2% ，对 H₂S 的脱除率高于 90% ，具备较高的 CO₂ 吸收再生效果和良好的脱硫能力，是适用于高炉煤气脱硫脱碳的优良配方。研究还发现，微量 H₂S 和COS对 CO₂ 的吸收再生效果影响较小，不会显著影响 CO₂ 吸收速率和循环容量。研究结论为化学吸收法碳捕集在实际工程中应用于高炉煤气脱碳提供了理论参考。
环境化工 | 悬浮床加氢尾油气化炭黑的理化性质

环境化工 | 悬浮床加氢尾油气化炭黑的理化性质

摘，要：为了研究悬浮床加氢尾油气化炭黑的物理化学性质，利用元素分析、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM) ?X 射线衍射（XRD）、热重分析（TGA）、傅里叶红外光谱（FT-IR) ?X 射线荧光光谱(XRF)等方法对悬浮床加氢尾油气化炭黑进行了系统性的表征分析。结果表明：炭黑的固定碳、挥发分和灰分的含量分别为 43.73% 19.63% 和 36.64% ：C/H比为3.93，属于不成熟炭黑；炭黑表面存在坍塌、表面粗糙且随机分布着不规则小孔，此外，大多数炭黑出现较多的“中空"结构;炭黑灰分以聚集体形态存在，主要成分 V2O5,MoO3 、NiO占比分别为 53.33%.27.13%.12.83% ，因此炭黑可视为钒镍钼资源回收对象;炭黑表面吸附着可溶性有机物质，存在一定量的C—O、—OH等官能团;炭黑的比表面积和孔体积分别仅为 42.05m2 ·g-1和 0.13cm3?g-1 ；炭黑表现出了较低的燃烧反应性( S=6.9×10-12min-2?qC-3. ，这可能是其内部结构特点，导致氧气分子在其表面的扩散和吸附过程受阻，进而影响了燃烧反应的速度和效率。
环境化工 | Cu²⁺ 活化过碳酸钠降解偶氮染料酸性橙G的机制与原理

环境化工 | Cu²⁺ 活化过碳酸钠降解偶氮染料酸性橙G的机制与原理

摘要：针对偶氮染料酸性橙G(C.I.AcidOrangeG)废水难降解问题,采用微量 Cu²⁺ 激活过碳酸钠（SPC)对C.I.Acid Or-ange G进行降解处理，并对降解过程的反应机制及降解原理进行分析。结果表明,当C.I.Acid OrangeG质量浓度为 30mg?L^-1 Cu²⁺ 、SPC 投加量分别为 5μmol?L^-1 、 0.2mmol?L^-1 时，反应 10min 时C.I.AcidOrangeG的去除率为 91.06% ，16min 时达到 98.39% 。碱性环境有利于C.I.Acid OrangeG的降解，当 pH=9.23 时，反应 16min 时C.I.Acid OrangeG的降解率为 99.48% ，较 pH=3.19 时的降解率提升了 91.76% 。 HCO₃^- 对于体系有明显的抑制效果，CI S0₄^2- 以及 NO₃^- 对于体系无明显促进或抑制效果。自由基捕获实验表明体系中的活性氧(ROS)为单线态氧( ¹0₂) 和碳酸根自由基( CO₃^-? ）。总有机碳(TOC)分析结果表明体系具有一定的矿化能力，在 30min 时TOC的去除率可达 46.2% 。根据紫外可见吸收光谱和质谱结果，C.I.AcidOrangeG的降解机理为偶氮键断裂、苯环开环、萘环氧化。 Cu²⁺/SPC 体系可有效降解C.I.AcidOrange G （20
环境化工 | 含富氮挥发物薄片污泥热解特性及高升温速率反应动力学

环境化工 | 含富氮挥发物薄片污泥热解特性及高升温速率反应动力学

摘要：功能性生物质残次品提质利用过程伴随产生大量有害的薄片污泥，对环境及人体健康造成潜在危害。热解技术是实现薄片污泥无害化处理和资源化回收的重要手段。本研究发现，与市政污泥显著不同,薄片污泥挥发分的相对分子质量较小，含有更多的硝基和氨基结构，展现出了不同的热解特性。在 100～500C?min^-1 升温速率下，薄片污泥反应动力学模型从三级级数反应(F3)变为三维扩散反应(D3),表明高升温速率下热解过程受到传热传质限制。薄片污泥具有更高的挥发分， 650‰ 下热解气产量达到了 205.60mL?g^-1 ，明显高于市政污泥。其中 H₂ 和CO占比高出市政污泥 28% 和25% ，热解气品质更高。在 350^qC 下，薄片污泥热解油含有约 20% 的氮杂芳环，是现有报道市政污泥的4倍。随温度升高，热解油中的腈、胺和酰胺分子均减少，吡啶、吡咯和吲哚成为主要的氮杂芳环类物质，占 79.20%～95.83% 。综上，薄片污泥热解气品质更高，热解油具有成为氮化工材料的潜力。
环境化工 | 氯化钙改性纳滤膜有效去除饮用水中PFASs

环境化工 | 氯化钙改性纳滤膜有效去除饮用水中PFASs

摘要：随着工业化的发展，愈多的新污染物（ECs)被排放到自然水体中。其中，全氟和多氟烷基化合物（PFASs）是一种特殊的人工合成物，因具有极强的稳定性、生物累积性和毒性，对人体和生态健康造成严重威胁。对此，通过在水相中引入氯化钙( CaCl₂ ，利用 Ca²⁺ 与酰氯单体间的络合作用，内部调节界面聚合(IP)反应，成功制备了更薄、更粗糙、更亲水、截留分子量更小的荷负电氯化钙改性纳滤膜( CaCl₂ -TFC)。分析 CaCl₂ 质量分数对分离性能的影响，结果表明最佳 CaCl₂ 1TFC膜纯水通量高达 101.86L?m^-2?h^-1 ，相比改性前提升近3.28倍，且能截留 95.61% 的 Na₂SO₄ ，克服了薄膜复合(TFC)纳滤膜的权衡效应，并对全氟己酸（PFHxA）和全氟己烷磺酸（PFHxS）表现出 95.78% 和 90.92% 的截留率。研究提出了一种简易环保、低成本的TFC纳滤膜制作方式，并将其应用于PFASs的处理中，为纳滤膜在饮用水安全保护领域应用提供技术参考。

过往期刊

更多

猜你喜欢

陕西青年职业学院电子阅览室