检索结果-内蒙古大学图书馆

过程工程学报 2023年第10期23卷 1458-1468页

作者：张振乾庞昇丛良伟许有芃李来时吴玉胜王志沈阳工业大学材料科学与工程学院辽宁沈阳110870 中国科学院过程工程研究所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绿色过程与工程重点实验室北京100190

含硫MAX相Ti_(2)SC被认为是很有潜力的高温结构材料及熔盐电解提钛前驱体。但现有制备方法均涉及高值Ti粉、TiC粉及TiS粉的使用,难以实现其规模化应用。本工作以钛精矿为钛源,黄铁矿为硫源,石墨球形尾料为碳源,探索了碳热硫化钛精矿低... 详细信息

含硫MAX相Ti_(2)SC被认为是很有潜力的高温结构材料及熔盐电解提钛前驱体。但现有制备方法均涉及高值Ti粉、TiC粉及TiS粉的使用,难以实现其规模化应用。本工作以钛精矿为钛源,黄铁矿为硫源,石墨球形尾料为碳源,探索了碳热硫化钛精矿低成本制备高纯Ti_(2)SC的可行性。研究了FeTiO_(3)/FeS_(2)/C体系中Ti_(2)SC的形成机理;石墨添加量、烧结温度与烧结时间对产物纯度与形貌的影响规律;高温原位物理分离副产物Fe对提纯过程酸用量减少的实际占比。结果表明,Ti_(2)SC生成的关键反应是FeTiO_(3)碳热还原中间产物Ti_(3)O_(5)在熔融FeS中直接脱氧重构为Ti_(2)SC;石墨添加量27.4wt%的试样经1400℃下烧结4 h及后续酸洗处理,可以得到纯度大于96wt%的Ti_(2)SC;1700℃下的高温烧结可以实现部分副产物Fe与Ti_(2)SC的分离,酸洗提纯过程酸用量减少72.7%。该方法有望实现高纯Ti_(2)SC的规模化制备。

关键词：钛精矿碳热硫化 MAX相 Ti_(2)SC 高纯度原位物理分离

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催化裂化工艺发展背景下的快速床研究

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石油炼制与化工 2025年第5期56卷 105-116页

作者：鲁波娜王秀车王维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

首先追溯了催化裂化工艺的起源,简略回顾其起步于固定床工艺,经历短暂的移动床,再到流化床,终至循环流化床工艺的历程.随后,聚焦快速床研究,特别是国内科研人员在此领域的系统性研究工作.在理论模型的发展过程中,中国科学院过程工程研... 详细信息

首先追溯了催化裂化工艺的起源,简略回顾其起步于固定床工艺,经历短暂的移动床,再到流化床,终至循环流化床工艺的历程.随后,聚焦快速床研究,特别是国内科研人员在此领域的系统性研究工作.在理论模型的发展过程中,中国科学院过程工程研究所与中国石油化工集团公司等单位紧密合作,共同推动了催化裂化工艺技术的多次重大升级和迭代,包括催化裂化快速床再生器技术和最大化异构烷烃变径流化床反应器技术等.随着中国催化裂化技术的持续进步,国内的快速床研究也在不断深化,研究范围从试验观察扩展到轴向模型、多尺度理论再到多尺度模拟方法.通过梳理快速床研究的发展脉络及其与催化裂化工艺的紧密联系,旨在为新技术和新理论的研究提供启示和思路,以期推动流态化技术在未来的发展和应用.

关键词：流态化快速床催化裂化多尺度模拟

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煤矸石富镓母液中低浓度硫酸镓水解沉淀制备氧化镓

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洁净煤技术 2024年第7期30卷 99-108页

作者：赵峥武文粉韩玉琴侯新娟李少鹏张建波李会泉冯利利中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083 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战略金属资源绿色循环利用国家工程研究中心北京100190 济南大学化学化工学院山东济南250022 中国科学院大学化学工程学院北京100049

我国煤矸石中蕴藏大量镓资源,镓的伴生回收利用逐渐成为研究热点。伴生镓经酸法提取与富镓母液电解造液制备金属镓,镓综合回收率仅60%。随着氧化镓需求量增加,研究富镓母液直接水解沉淀制备氧化镓新工艺,通过缩减金属镓制备流程,显著提... 详细信息

我国煤矸石中蕴藏大量镓资源,镓的伴生回收利用逐渐成为研究热点。伴生镓经酸法提取与富镓母液电解造液制备金属镓,镓综合回收率仅60%。随着氧化镓需求量增加,研究富镓母液直接水解沉淀制备氧化镓新工艺,通过缩减金属镓制备流程,显著提高镓产品综合回收率。然而富镓母液中镓离子浓度低、且与硫酸根共同作用水解转化机制尚不明确,为实现低浓度硫酸镓母液中氧化镓的高效制备,开展水解过程工艺和转化机理研究。通过正交试验考察硫酸体系下镓水解过程的反应温度、反应时间、搅拌转速、体系pH、初始镓浓度等因素对镓沉淀率和水解产物的影响,结合理论计算不同pH下镓的羟基配离子形态变化,明确低浓度硫酸镓溶液水解过程镓的转化机理,进一步通过单因素试验优化得到最优镓水解参数,水解产物经过煅烧制备得到氧化镓。结果表明,镓水解过程影响因素排序依次为体系pH、反应时间、初始镓浓度、搅拌速率、反应温度。硫酸体系不同沉淀pH下镓羟基配离子形态转变与沉淀物相对应规律为pH<3.5时,溶液中Ga^(3+)和Ga(OH)^(2+)占据主要优势,在硫酸根与镓离子的亲和作用下沉淀物相为镓明矾石;3.56.5时,溶液中以Ga(OH)_(4)^(-)为主,沉淀物相由无定形氢氧化镓氧化缩合为羟基氧化镓。根据正交和单因素试验优化得到硫酸镓溶液沉淀工艺参数为pH=5.0、初始镓质量浓度1 000 mg/L、反应时间20 min、搅拌速率150 r/min、反应温度20~25℃,镓回收率达99.5%以上,沉淀物相为无定形氢氧化镓。

关键词：煤矸石低浓度硫酸镓沉淀水解氧化镓

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空腔材料的化学创制、功能调控及应用

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科学通报 2024年第16期69卷 2107-2109页

作者：王丹宋宇飞李建荣中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室生物药制备与递送重点实验室(中国科学院)北京100190 北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室北京100029 北京工业大学材料科学与工程学院北京100124

空腔材料包括中空、多孔、管状等材料.由于具有空腔结构、高孔隙率、结构化表面等多尺度纳米结构和组成,空腔材料可实现物质的高效负载和传递,被广泛用于能量转换与存储、催化、吸附、分离、生物医药等领域.随着合成方法的进步,具有多... 详细信息

空腔材料包括中空、多孔、管状等材料.由于具有空腔结构、高孔隙率、结构化表面等多尺度纳米结构和组成,空腔材料可实现物质的高效负载和传递,被广泛用于能量转换与存储、催化、吸附、分离、生物医药等领域.随着合成方法的进步,具有多壳层、多腔体等独特复杂结构的空腔材料展示出更为丰富的功能和更加广阔的应用前景.实现功能导向空腔材料的设计、合成与过程的精准控制是突破现有材料的性能极限和功能制约的关键.

关键词：功能导向空腔结构生物医药高孔隙率结构化表面功能调控性能极限精准控制

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磺化炭中不同溶剂提取的有机质分子组成特征

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环境科学研究 2025年第2期38卷 376-385页

作者：蒋郑峰何晨史权高飞周志茂于海濛王若欣中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院北京100195 中国石油大学(北京) 重质油全国重点实验室北京102249 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 中国石油国家卓越工程师学院北京100096

将稻壳与烷基化废硫酸经原位磺化可制得磺化炭材料,该材料可应用于环境修复领域。对磺化炭衍生溶解性有机质(SBC-DOM)组成的深入分析有助于评估其在环境中的作用与影响。为全面研究SBC-DOM的分子组成,利用4种不同极性溶剂(二氯甲烷、丙... 详细信息

将稻壳与烷基化废硫酸经原位磺化可制得磺化炭材料,该材料可应用于环境修复领域。对磺化炭衍生溶解性有机质(SBC-DOM)组成的深入分析有助于评估其在环境中的作用与影响。为全面研究SBC-DOM的分子组成,利用4种不同极性溶剂(二氯甲烷、丙酮、甲醇和水)对SBC-DOM进行提取,采用傅里叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)结合正/负离子模式电喷雾电离源(ESI±)对其分子组成进行表征。结果表明:ESI不同电离模式测得SBC-DOM的分子组成具有高度互补性,不同溶剂提取的SBC-DOM组成差异较大。含硫化合物(26.75%~71.05%)和不饱和脂肪族化合物(22.75%~45.00%)是SBC-DOM的主要组成部分。甲醇提取SBC-DOM中可检测分子式高达7765个,其化学多样性最高,且化合物分子量更大;水提取SBC-DOM中不饱和脂肪族化合物的相对含量(35.95%~45.00%)最高,具有更高的生物可利用性;而丙酮和二氯甲烷提取SBC-DOM的不饱和度(DBE_(wa))与芳香度(AI_(wa))更高,芳香类化合物的相对含量更高。研究显示,SBC-DOM中酸性化合物与强极性含硫化合物占绝对优势,应优先采用ESI(-)电离模式检测分析,在环境修复应用中选择水对SBC-DOM进行提取更为合适。SBC-DOM的详细分子组成可为评估烷基化废酸制得磺化炭在不同实际应用中的环境影响提供基础数据支撑。

关键词：烷基化废硫酸磺化炭溶解性有机质正/负离子模式电喷雾电离源傅里叶变换离子回旋共振质谱

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火焰合成法制备TiO_(2)的燃烧发生器研究进展

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化工进展 2022年第1期41卷 17-29页

作者：孙通许东东宋民航靳星黄云中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

火焰合成法是指前驱物在燃烧器中经过一系列复杂的物理化学反应过程得到产物纳米颗粒的方法,具有一步合成的优点,是现代工业规模化制备高性能材料的一种重要方法。火焰合成过程机理涉及物质的相态变化、颗粒生长团聚和热量质量交换等复... 详细信息

火焰合成法是指前驱物在燃烧器中经过一系列复杂的物理化学反应过程得到产物纳米颗粒的方法,具有一步合成的优点,是现代工业规模化制备高性能材料的一种重要方法。火焰合成过程机理涉及物质的相态变化、颗粒生长团聚和热量质量交换等复杂过程,探究火焰合成过程是实现产物颗粒调控的关键。本文对火焰合成过程中的关键部分,如前驱物、为合成过程提供高温氧化环境的燃烧器、产物颗粒等进行分析,阐述了火焰气溶胶技术中颗粒的生长及转变路径、不同燃烧器的结构及其温度场、流场特点,并分析了不同燃烧器合成的纳米TiO_(2)进行了粒径及晶型特点的研究进展。指出火焰合成TiO_(2)生长机理和形态调控的基础研究对工业制备钛白粉具有指导意义。

关键词：火焰合成纳米材料二氧化钛燃烧器

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CO_(2)还原用甲酸脱氢酶分子改造的研究进展

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生物技术通报 2025年第3期41卷 14-24页

作者：陆峰黄玉红林燕娜马富强中国科学院苏州生物医学工程技术研究所、中国科学院生物医学检验技术重点实验室、医药酶工程研究中心苏州215163 中国科学院过程工程研究所、离子液体清洁过程北京市重点实验室北京100190 威海先进医用材料与高端医疗器械山东省实验室威海264210

随着全球对可持续能源转型和温室气体减排的迫切需求,CO_(2)的高效绿色转化成为能源、环境科学以及化学工程等多个领域的研究热点。特别是在应对气候变化的背景下,CO_(2)的捕集和利用被视为实现碳中和的重要途径之一。甲酸脱氢酶(FDH)... 详细信息

随着全球对可持续能源转型和温室气体减排的迫切需求,CO_(2)的高效绿色转化成为能源、环境科学以及化学工程等多个领域的研究热点。特别是在应对气候变化的背景下,CO_(2)的捕集和利用被视为实现碳中和的重要途径之一。甲酸脱氢酶(FDH)作为将CO_(2)还原为甲酸盐的重要生物催化剂,在绿色化学和生物能源转化中展现出巨大的应用潜力,然而其催化活性、热稳定性和辅酶特异性等方面仍存在一定局限性。近年来,随着蛋白质工程技术和分子生物学的不断发展,研究者们提出了多种改造FDH性能的策略,使得FDH的应用前景得到极大提升。例如通过定向突变、结构优化等酶工程手段提高酶的底物亲和力,增强酶的刚性和构象稳定性以及改变辅酶结合位点,拓宽其在绿色转化过程中的应用前景。本文将对近年来FDH催化CO_(2)还原的研究进展进行全面总结,着重分析FDH在催化效率、热稳定性、辅酶特异性等方面的改进措施,探讨分子改造过程中所采取的具体策略,并总结这些策略的规律,以期为未来FDH的分子改造提供新的思路和方法,推动其在CO_(2)还原反应中的应用发展。此外,随着人工智能、机器学习和基因编辑等技术的发展,未来FDH的分子改造将更加高效和精确,这些新兴技术有望在较短的时间内筛选出具有优异性能的FDH突变体,为其在解决全球气候变化和能源危机方面提供可行的绿色解决方案。

关键词： CO_(2)还原甲酸脱氢酶分子改造催化效率热稳定性辅因子特异性甲酸盐 NAD+/NADH

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聚多巴胺微胶囊的构建及其应用

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化学进展 2024年第6期36卷 878-892页

作者：李红陈蓉焦龙李洁龄西安石油大学化学化工学院西安 710065 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

聚合物微胶囊具有密度低、比表面积大、渗透性好和负载量高等诸多特性,并且其组成、尺寸和表面性质具有丰富的可调性,因而广泛应用于生物医学、催化、光学及环境保护等领域.其中,聚多巴胺微胶囊具有优异的生物相容性、荧光淬灭性、强黏... 详细信息

聚合物微胶囊具有密度低、比表面积大、渗透性好和负载量高等诸多特性,并且其组成、尺寸和表面性质具有丰富的可调性,因而广泛应用于生物医学、催化、光学及环境保护等领域.其中,聚多巴胺微胶囊具有优异的生物相容性、荧光淬灭性、强黏附性、高反应性和独特的光热转换能力,而且可以通过一步法组装策略方便地制备获得,因而受到研究人员的广泛关注.本文综述了聚多巴胺微胶囊的构建及其应用的最新研究进展.首先介绍了聚多巴胺微胶囊的常见制备方法,包括硬模板法、软模板法以及功能化微胶囊的构建策略.之后详细综述了聚多巴胺微胶囊在药物递送、癌症治疗、催化、抗菌及农药控释领域的应用.最后,本文提出了推进聚多巴胺微胶囊领域发展的研究方向.

关键词：聚多巴胺微胶囊模板法癌症治疗催化

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基于结构双流体模型的循环流化床全回路模拟

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化工进展 2025年

作者：王雅彬赵碧丹徐繁兰斌王军武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)机械与储运工程学院

循环流化床全回路系统广泛应用于能源、化工等领域，系统中普遍包含提升管、非机械密封仓、旋风分离器、料腿等复杂结构。随着操作条件不同，一方面系统中出现跨流域流化特性，另一方面系统中也普遍存在颗粒聚团、气泡等非均匀介尺度结... 详细信息

循环流化床全回路系统广泛应用于能源、化工等领域，系统中普遍包含提升管、非机械密封仓、旋风分离器、料腿等复杂结构。随着操作条件不同，一方面系统中出现跨流域流化特性，另一方面系统中也普遍存在颗粒聚团、气泡等非均匀介尺度结构。合理量化循环流化床全回路系统中的流动/传递特性，对于优化操作条件及反应器结构、寻找全回路系统的放大规律至关重要。前期工作已初步证明基于介科学中多尺度分解思想构建的结构双流体模型可从模型架构上兼顾控制方程及本构关系均考虑非均匀介尺度结构影响[1， 2]，它具有针对气固复杂系统多流域情况下的准确模拟能力。由于循环流化床全回路系统平衡压降困难、构体结构复杂、需要满足连续操作等条件等因素，三维全回路系统的快速准确模拟一直备受制约。因此本工作尝试利用结构双流体模型刻画两类无机械阀控制的循环流化床全回路系统中的气固流动特性。模拟结果显示：与实验数据相比，结构双流体模型可准确预测床内气固复杂流动特性如轴向固体浓度、径向固体浓度、径向速度与压降分布等；该模型在多种操作条件下的适用性和鲁棒性良好，且计算效率较高，更适用于预测稠密气固两相流系统，因此为工业尺度的循环流化床系统优化设计与放大奠定坚实的基础。

关键词：计算流体力学多相流流化床数值模拟全回路模拟

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NiMo双金属催化热解废旧聚对苯二甲酸乙二醇酯

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科学通报 2025年第18期70卷 2904-2913页

作者：刘俊泓李益宋坤桐侯文霞郑煦中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室离子液体清洁过程北京市重点实验室中国科学院绿色过程与工程重点实验室东南大学能源与环境学院中国石化石油化工科学研究院有限公司

以NiMo双金属为催化剂,在H2气氛下,通过催化热解成功实现了废旧聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）高值转化,生产富含对苯二甲酸（TPA）的芳香化合物.在本研究中,重点研究了不同结构催化剂及NiMo催化剂中Ni的存在形式对于催化热解反应的影响.... 详细信息

以NiMo双金属为催化剂,在H2气氛下,通过催化热解成功实现了废旧聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）高值转化,生产富含对苯二甲酸（TPA）的芳香化合物.在本研究中,重点研究了不同结构催化剂及NiMo催化剂中Ni的存在形式对于催化热解反应的影响.当热解温度为450℃、催化剂为5NiMo/Al2O3时,芳香族化合物收率最高,达到了62.6wt%,其中TPA含量为65.1%.经实验及表征结果分析,Ni对催化反应的促进作用不仅因为其优异的加氢性能,还在于Ni促进了MoO2在载体上的分散,从而提高了催化活性.同时,Ni还降低催化剂活化温度、增加催化剂热稳定性,其丰富的催化剂酸性位点进一步地促进PET的解聚加氢.此外,利用原位气相色谱技术考察了NiMo催化剂在H2气氛下催化PET催化热解的机理.研究表明PET转化为TPA的主要途径是Hβ的转移和烷氧基的断裂生成羧酸和乙烯基酯,乙烯基酯进一步加氢形成为羧基和烯烃.此项研究有望促进废旧PET在热解路径的高效定向转化.

关键词：废旧PET 催化 NiMo催化剂热解

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