检索结果-内蒙古大学图书馆

有色金属(冶炼部分) 2025年第2期 86-94,101页

作者：寸之亘邢鹏王晨晔孙振华李会泉尹逸雄中国科学院绿色过程与工程重点实验室战略金属资源绿色循环利用国家工程研究中心中国科学院过程工程研究所北京100190 中国科学院大学化学工程学院北京100049

针对废旧磷酸铁锂电池回收过程中热处理阶段易引发材料氧化、影响后续提锂效率的问题,提出了基于全组分热解的回收工艺,在有效去除有机组分的同时,显著抑制了磷酸铁锂矿相的氧化反应。在N_(2)气氛中,于400℃和45 min的条件下进行热解,... 详细信息

针对废旧磷酸铁锂电池回收过程中热处理阶段易引发材料氧化、影响后续提锂效率的问题,提出了基于全组分热解的回收工艺,在有效去除有机组分的同时,显著抑制了磷酸铁锂矿相的氧化反应。在N_(2)气氛中,于400℃和45 min的条件下进行热解,磷酸铁锂矿相得以保持稳定,锂的浸出率高达99.03%。通过气相色谱-质谱联用(GC-MS)和气相色谱(GC)分析,揭示了热解过程中电解液挥发、分解以及隔膜和黏结剂热解的动态变化。进一步研究低氧环境对多组分热解的影响,发现磷酸铁锂电池全组分热解在抑制磷酸铁锂氧化方面的显著效果,其氧化率仅为10.12%,较单独正极片热解降低了86.58%。全组分热解工艺有望为磷酸铁锂电池的绿色回收和高效提锂提供创新性的技术途径。

关键词：废旧磷酸铁锂电池全组分热解氧化抑制选择性提锂

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三相流化床内分布器与挡板效应的模拟分析

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化工学报 2025年

作者：朱紫橙焦云鹏刘梦溪陈建华中国科学院过程工程研究所介科学与工程全国重点实验室中国石油大学(北京)重质油全国重点实验室

三相流化床反应器具有复杂的非均匀动态结构，为了深入理解内构件设计参数对三相反应器性能的影响，本文基于欧拉-欧拉多流体模型，使用开源软件OpenFOAM对气液固三相流化床内构件进行数值模拟，考察了三种开孔率（0.866、0.219、0.072... 详细信息

三相流化床反应器具有复杂的非均匀动态结构，为了深入理解内构件设计参数对三相反应器性能的影响，本文基于欧拉-欧拉多流体模型，使用开源软件OpenFOAM对气液固三相流化床内构件进行数值模拟，考察了三种开孔率（0.866、0.219、0.072）的分布器和两种挡板高度（20 m，6.8 m）对颗粒、气体流动的影响。研究结果表明，三种开孔率的分布器在开孔率为0.219时总气泡体积密度最高，相较于0.866和0.072的总开孔率气泡体积密度分别增加了12.4%和22.6%。挡板位置从20 m降低到6.8 m使得更高的床层中有更多的气泡数量，在充分发展段其总气泡数增加了13.4%。研究结果为三相流化床内构件设计提供了依据。

关键词：三相流化床分布器挡板群平衡气泡尺寸

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智能中空药物载体的门控设计

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高等学校化学学报 2023年第1期44卷 13-29页

作者：王慧赵德偲杨乃亮王丹青岛科技大学化学与分子工程学院青岛266001 中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室北京100190 中国科学院大学化学工程学院北京100049

由于具有独特新颖的结构和广泛的应用领域,中空材料已成为合成化学和材料化学研究的热点;特别是其高的表面体积比、低密度及大空腔等特点,成为药物递送载体的最佳选择.通过对中空结构的精确选择和精准修饰,可赋予中空材料独特的刺激响... 详细信息

由于具有独特新颖的结构和广泛的应用领域,中空材料已成为合成化学和材料化学研究的热点;特别是其高的表面体积比、低密度及大空腔等特点,成为药物递送载体的最佳选择.通过对中空结构的精确选择和精准修饰,可赋予中空材料独特的刺激响应行为,从而实现该类药物载体的智能设计和药物的可控释放.目前,构建中空智能载体主有以下两条思路:(1)利用自身可对环境中的物理化学刺激做出响应的中空材料作为载体;(2)在中空载体表面修饰功能性分子,以实现在特定的刺激下精确控制孔道的“开-关”转换.其核心在于分子组成和构型的精准调控.基于此,本文综合评述了中空智能载体的可控释放机制.首先介绍中空药物载体的发展历史,随后阐述药物分子在中空结构中的扩散规律,并总结了中空结构载体的智能响应行为、不同的门控机制、控制释放原理以及应用前景,最后对未来的发展做了展望.

关键词：中空结构纳微结构刺激响应药物递送载体

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铁酸钙改性抑制流化床氢气直接还原黏结机理

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钢铁 2024年第9期59卷 114-121页

作者：詹楚卉潘锋马素刚葛宇范川林朱庆山中国科学院过程工程研究所介科学与工程全国重点实验室北京100190 中国科学院大学化学工程学院北京100049

流化床氢气直接还原炼铁是钢铁工业低碳发展的重要方向之一,而解决还原过程中颗粒黏结失流问题是推动其规模化应用的关键所在。以化学试剂为原料,通过高温焙烧合成不同的铁酸钙,并对铁精矿粉进行改性处理,考察了合成铁酸钙的氢气还原特... 详细信息

流化床氢气直接还原炼铁是钢铁工业低碳发展的重要方向之一,而解决还原过程中颗粒黏结失流问题是推动其规模化应用的关键所在。以化学试剂为原料,通过高温焙烧合成不同的铁酸钙,并对铁精矿粉进行改性处理,考察了合成铁酸钙的氢气还原特性和改性铁精矿的流态化还原性能,揭示了铁酸钙改性铁精矿抑制黏结的机理,从而为突破黏结失流难题奠定理论基础。氢气还原特性表明,不同铁酸钙物相的氢气还原性能和还原路径存在明显差异,铁酸一钙(CaFe_(2)O_(4),CF)和磁铁酸钙(CaFe_(3)O_(5),CWF)均为多步还原,而铁酸二钙(Ca_(2)Fe_(2)O_(5),C_(2)F)为一步还原,试验结果与热力学分析结果吻合;铁酸钙提高了铁氧化物在氢气还原过程中的稳定性,其中C_(2)F最难被还原;表面形貌分析结果表明,焙烧处理后的Fe_(2)O_(3)其还原产物颗粒表面仍保持致密结构,而铁酸钙经过氢气还原后颗粒均呈现多孔结构,随着CaO质量分数的增加,CWF、CF和C_(2)F的表面形貌由长约5μm的近柱状逐渐演化成尺寸约1μm的小颗粒;还原产物呈现固溶体内析出纳米铁颗粒结构,可有效降低颗粒表面黏性。添加氧化钙的铁精矿经过焙烧改性后其表面形成分布均匀的铁酸钙,具有良好的抗黏结性能。因此,通过添加氧化钙并焙烧处理实现铁矿表面铁酸钙改性,可有效抑制黏结失流,从而支撑流化床氢气直接还原炼铁技术的发展应用。

关键词：氢气直接还原流化床铁酸钙改性铁矿黏结抑制

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氧化铝煅烧烟气CO催化氧化脱除中试研究

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过程工程学报 2025年第1期25卷 89-100页

作者：顾兴龙李洋李长明龚子君宁欢缘汤瑞剑余剑中国科学院过程工程研究所介科学与工程全国重点实验室北京100190 中国科学院大学化学工程学院北京100049 北京工商大学轻工科学与工程学院北京100048

氧化铝工业煅烧过程由于温度偏低或过量空气系数偏小,导致排放燃烧烟气含有约10000 mg/m^(3)的高浓度一氧化碳(CO),不仅造成能源浪费,而且对局部大气环境造成污染。为探究锰铈基催化剂催化氧化脱除氧化铝煅烧烟气CO技术可行性,采用共沉... 详细信息

氧化铝工业煅烧过程由于温度偏低或过量空气系数偏小,导致排放燃烧烟气含有约10000 mg/m^(3)的高浓度一氧化碳(CO),不仅造成能源浪费,而且对局部大气环境造成污染。为探究锰铈基催化剂催化氧化脱除氧化铝煅烧烟气CO技术可行性,采用共沉淀法制备了锰铈颗粒体工业催化剂,并在山东某铝业公司进行了烟气量为1000 Nm^(3)/h的中试应用研究。中试运行结果表明,在低硫条件下(<10 mg/m^(3)),当进气温度在170℃时,CO脱除率在80%~85%,而温度在200℃以上时,CO脱除率提升至90%以上;在190~200℃连续运行500 h后,整体CO脱除效率无明显下降。对反应器中不同位置催化剂进行取样分析,结果表明烟气入口处样品催化性能略有降低,典型样品XRD,TG,BET,SEM-EDS和H2-TPR等表征结果表明,烟气入口处催化剂样品晶体衍射峰增强、比表面积下降、硫沉积增多,表明局部升温烧结和硫沉积是造成催化剂部分失活的主要原因。

关键词： CO脱除锰基催化剂催化氧化中试

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深海沉积物中稀土元素浸出及LIBS光谱探测方法研究

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光谱学与光谱分析 2025年第2期45卷 469-475页

作者：韩焱杜增丰田野卢渊石学法栾振东于淼张鑫中国科学院海洋研究所中国科学院海洋地质与环境重点实验室&深海极端环境与生命过程研究中心山东青岛266071 崂山实验室山东青岛266061 中国海洋大学信息科学与工程学部物理与光电工程学院山东青岛266100 自然资源部第一海洋研究所自然资源部海洋地质与成矿作用重点实验室山东青岛266061 中国科学院大学北京100049

深海稀土,是指深海盆地中富含稀土元素的沉积物,是继多金属结核、富钴结壳及多金属硫化物之后被发现的第四种深海金属矿产,具有巨大的资源潜力。目前,我国针对深海稀土资源的调查和探测技术研究十分薄弱,缺乏完备的能够实时探测深海沉... 详细信息

深海稀土,是指深海盆地中富含稀土元素的沉积物,是继多金属结核、富钴结壳及多金属硫化物之后被发现的第四种深海金属矿产,具有巨大的资源潜力。目前,我国针对深海稀土资源的调查和探测技术研究十分薄弱,缺乏完备的能够实时探测深海沉积物中稀土元素(REY)的技术手段,无法从深海沉积物中准确探测到稀土元素。激光诱导击穿光谱(LIBS)具有原位、实时、连续、非接触等独特优势,近年逐渐应用到水下元素分析中。由此,提出了一种深海稀土探测新方法,即将深海沉积物中的稀土元素通过无机酸浸出,而后利用LIBS的水下分析能力对深海沉积物浸出液中的离子态稀土元素进行探测。深海沉积物经预处理后,进行了不同无机酸种类和浓度、固液比及时间条件的浸出实验,研究了各个条件对稀土元素浸出过程的影响。通过对比各浸出液中稀土元素的浸出率获得最佳浸出条件,即HNO3浓度1.5 mol·L^(-1)、液固比2∶1、浸出时间5 min。利用LIBS对浸出液中稀土元素(Y、La、Nd)进行分析,光谱经平均处理、波长位移差分算法(WASS)校正后,进行单变量回归(UVR)和偏最小二乘法(PLS)分析。UVR分析获得稀土元素(Y、La、Nd)最佳线性回归结果的回归系数分别为0.87、0.83、0.80,对应检测限为3.55、4.09和5.71μg·g^(-1);PLS获得了显著优于UVR的回归结果,且获得更好的回归系数,分别为0.97、0.99、0.97。分析结果表明,PLS较UVR更适合深海沉积物的定量分析,同时证明了LIBS具有深海原位稀土元素探测的潜能,证实了利用LIBS结合多变量回归分析对深海沉积物中稀土元素进行检测和评价是可行的,为实现LIBS深海稀土探测提供数据支持。

关键词：深海沉积物稀土元素酸浸激光诱导击穿光谱

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锥形气体层流元件结构设计及流动特性研究

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化工学报 2025年

作者：曹潇风张华海王江云王利民中国石油大学(北京)重质油国家重点实验室中国科学院过程工程研究所介科学与工程全国重点实验室中国科学院大学化学工程学院

为解决传统层流流量计（laminar flow meter， LFM）线性度不佳的问题，设计了一款内有导锥、环形截面的层流元件，并且通过将引压孔设置在层流段方式进一步提高了压差-流量线性度。采用计算流体力学（computational fluid dynamics， ... 详细信息

为解决传统层流流量计（laminar flow meter， LFM）线性度不佳的问题，设计了一款内有导锥、环形截面的层流元件，并且通过将引压孔设置在层流段方式进一步提高了压差-流量线性度。采用计算流体力学（computational fluid dynamics， CFD）仿真技术确定了合理的导锥角度为30°，对流道尺寸分析发现，流道大小对测量段压差影响较大，流量误差随流道的增大而减小。以空气、N2、CO2气体作为工质探究了层流元件对不同气体的适用性，三者的流量误差均小于2%。借助CFD仿真技术对新型层流流量计进行模拟计算能够得到流道沿程压力损失和内部流场的详细数据，可以为实验提供有用的流动细节、可行的设计思路从而提高实验效率。

关键词：层流锥形层流元件优化设计计算流体力学流动特性

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多液滴撞击自由液面复杂流动的δ-SPH模拟

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计算力学学报 2024年第6期41卷 1081-1086,1129页

作者：郑春耀周媛张林中国科学院过程工程研究所介科学与工程全国重点实验室北京100190 中国科学院大学化学工程学院北京100049 石油化工研究院过程模拟计算中心北京102206

基于δ-SPH法对多液滴撞击自由液面进行了模拟与分析。首先,通过添加密度耗散项和人工粘性项,消除压力场的虚假振荡,保证数值格式的稳定性;然后,对单液滴撞击自由液面进行模拟,通过与文献结果比较验证方法的可靠性;最后,对双液滴垂直/... 详细信息

基于δ-SPH法对多液滴撞击自由液面进行了模拟与分析。首先,通过添加密度耗散项和人工粘性项,消除压力场的虚假振荡,保证数值格式的稳定性;然后,对单液滴撞击自由液面进行模拟,通过与文献结果比较验证方法的可靠性;最后,对双液滴垂直/水平分布、四液滴菱形分布撞击自由液面进行模拟,分析液滴垂直/水平距离等对撞击结构的影响。结果表明,δ-SPH法能准确捕捉多液滴撞击自由液面时出现的液体飞溅、液体大幅晃动和不连续液面等强非线性现象,还能获得光滑的压力分布。

关键词：无网格法 δ-SPH 液滴撞击自由液面复杂流动

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金属氧化物异质结的构建及在光催化CO_(2)还原反应中应用的研究进展

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高等学校化学学报 2023年第10期44卷 27-43页

作者：李孟蝶王祖民齐健于然波北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083 中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室北京100190

我国提出2030年“碳达峰”和2060年“碳中和”战略目标.将CO_(2)转化为高附加值的化学产品和液态燃料,在实现碳减排的同时,还可减轻对煤、石油等传统资源的依赖,具有重要意义.光催化CO_(2)还原是一种非常重要的途径,设计和制备高效的CO_... 详细信息

我国提出2030年“碳达峰”和2060年“碳中和”战略目标.将CO_(2)转化为高附加值的化学产品和液态燃料,在实现碳减排的同时,还可减轻对煤、石油等传统资源的依赖,具有重要意义.光催化CO_(2)还原是一种非常重要的途径,设计和制备高效的CO_(2)还原光催化剂是关键.通过半导体和金属或具有匹配的电子带结构的半导体之间形成良好的异质结结构可以有效地促进电荷转移并抑制光生电子和空穴的重新复合,从而提高光催化性能.本综合评述重点讨论了氧化物异质结构用于光催化CO_(2)还原的最新进展,系统总结了形成异质结构的类型、组成等因素,对提高CO_(2)光催化性能的内在机理进行了深入阐述,并对该领域研究发展的方向进行了展望.

关键词：金属氧化物异质结光催化二氧化碳还原

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中度嗜热菌Leptospirillum ferrooxidans和Acidithiobacillus caldus对砷的耐受性研究

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生物学杂志 2024年第3期41卷 34-39页

作者：陈彦臻张广积郭嘉乐杨超中国科学院过程工程研究所中国科学院绿色过程与工程重点实验室北京100190 中国科学院大学化学工程学院北京100049 合肥大学生物食品与环境学院合肥230601

以难处理金矿生物预氧化过程中使用的***(Leptospirillum ferrooxidans,氧化亚铁钩端螺旋菌)和***(Acidithiobacillus caldus,喜温嗜酸硫杆菌)这2种中度嗜热菌为主要研究对象,通过摇瓶实验研究不同价态的砷[As(Ⅲ)和As(Ⅴ)]对2种中度嗜... 详细信息

以难处理金矿生物预氧化过程中使用的***(Leptospirillum ferrooxidans,氧化亚铁钩端螺旋菌)和***(Acidithiobacillus caldus,喜温嗜酸硫杆菌)这2种中度嗜热菌为主要研究对象,通过摇瓶实验研究不同价态的砷[As(Ⅲ)和As(Ⅴ)]对2种中度嗜热菌生物氧化处理金矿效果的影响,并与***(Acidithiobacillus ferrooxidans,嗜酸氧化亚铁硫杆菌)和***(Thiobacillus thiooxidans,氧化硫硫杆菌)这2种嗜中温菌进行比较。结果表明,中度嗜热菌对As(Ⅲ)的耐受性明显弱于嗜中温菌,但对As(Ⅴ)的耐受性与嗜中温菌接近。同时,As(Ⅲ)对铁氧化细菌生长的影响大于硫氧化细菌。实验发现,提高菌种接种量并对细菌进行驯化有利于中度嗜热菌对砷毒性的适应,在实际矿浆体系中通过提高接种量可以使中度嗜热菌最终适应高砷环境,最高质量浓度可达约1.54 g/L,获得较好的矿物氧化浸出效果,砷浸出率达到70%以上仅需10 d。

关键词：生物氧化中度嗜热菌砷价态驯化菌种接种量

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