检索结果-内蒙古大学图书馆

化工学报 2023年第9期74卷 3775-3785,F0003页

作者：温凯杰郭力夏诏杰陈建华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 中国科学院大学化学工程学院北京100049

在计算流体力学领域,深度学习被用于重建流场、预测曳力、求解泊松方程、加速流体模拟等方面的研究。为了加速气固两相流的模拟计算,使用卷积长短时记忆网络对物理量进行预测,并基于LibTorch实现深度学习模型预测与OpenFOAM的耦合。通... 详细信息

在计算流体力学领域,深度学习被用于重建流场、预测曳力、求解泊松方程、加速流体模拟等方面的研究。为了加速气固两相流的模拟计算,使用卷积长短时记忆网络对物理量进行预测,并基于LibTorch实现深度学习模型预测与OpenFOAM的耦合。通过与单纯OpenFOAM模拟结果对比,发现深度学习模型预测存在颗粒体积分数不守恒、极小数值预测不准确的问题,先后通过体积分数校正和网格数据过滤消除了前述影响。选取不同的三个物理量组合进行深度学习模型预测以加速CFD计算,在同样选取颗粒体积分数和气体速度的条件下,对比了增加预测颗粒速度和压力对耦合流程计算结果的影响,其中,增加预测颗粒速度的计算结果较为准确,经分析发现这可能与求解器对不同变量的调用顺序有关。此外,研究了不同深度学习模型预测跨度比(1∶1、3∶1、5∶1、10∶1)下的耦合计算结果以及加速效果,发现在一定误差范围内,当前耦合计算流程最高可实现9倍左右的加速,且加速比与跨度比呈近似线性关系。

关键词：两相流计算流体力学神经网络加速计算深度学习

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可纺中间相沥青的研究进展

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化工进展 2024年第2期43卷 1001-1012页

作者：高海港安高军鲁长波李艳香张玉明李望良中国石油大学(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北京100190 军事科学院系统工程研究院北京100071

随着我国航空航天和电子等行业的快速发展,高性能沥青基碳纤维因其高模量和高导热等优异性能而受到广泛关注。其中,中间相沥青的制备是高性能沥青基碳纤维制备的首要环节,但因沥青组成结构复杂、杂原子较多、合成的中间相沥青产品性能... 详细信息

随着我国航空航天和电子等行业的快速发展,高性能沥青基碳纤维因其高模量和高导热等优异性能而受到广泛关注。其中,中间相沥青的制备是高性能沥青基碳纤维制备的首要环节,但因沥青组成结构复杂、杂原子较多、合成的中间相沥青产品性能不均一等因素限制,我国纺丝级中间相沥青量产化仍未实现,严重制约了相关产业的发展。本文综述了中间相沥青的形成过程和性质,对比了煤、石油、萘三种沥青原料的组成和分子结构,阐述了原料沥青中复杂成分对中间相沥青形成过程的影响以及常见的预处理方法,并对预处理方法的优缺点进行了比较,分析了直接热缩聚法、溶剂分离法、加氢改性法、催化改性法、共碳法以及其他方法的制备过程及其优缺点,并对中间相沥青形成过程中的影响因素进行了归纳总结。最后展望了中间相沥青的发展前景,针对目前的瓶颈问题提出了建议。研究者应从沥青原料出发,探究原料分子结构和工艺条件对中间相沥青结构的影响规律并阐明其机理。

关键词：中间相沥青沥青基碳纤维原料预处理制备方法

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锚框式桨结构参数对煤气化渣活化过程流场特性的影响

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化工进展 2025年

作者：续文钧张建波郭彦霞李会泉李少鹏任艺凌山西大学资源与环境工程研究所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中国科学院大学化学工程学院

煤气化活化过程中硅酸成胶影响整体传质，需通过了解流场分布优化反应器。构建公称容积3000L搪玻璃反应釜模型，通过计算流体力学方法研究搅拌桨叶结构参数和工况对流场特性的影响。以煤气化渣活化浆料为搅拌介质，使用SST k-ω模型与Eu... 详细信息

煤气化活化过程中硅酸成胶影响整体传质，需通过了解流场分布优化反应器。构建公称容积3000L搪玻璃反应釜模型，通过计算流体力学方法研究搅拌桨叶结构参数和工况对流场特性的影响。以煤气化渣活化浆料为搅拌介质，使用SST k-ω模型与Eulerian模型，通过多重参考系法和示踪剂浓度法分析锚框式桨叶结构参数与工况对搅拌过程中单位体积搅拌功率、有效搅拌体积分数和混合时间的影响。结果表明，锚框式桨叶适用于煤气化渣浆液的混合搅拌，其中错位锚框式桨搅拌下流速分布最均匀。桨径和转速的变化显著影响流场分布，1320mm桨径在混合效果与能耗之间达到较好的平衡，而转速的增加显著提高单位体积功率和有效搅拌体积分数，最佳运行转速为20r/min，最佳离底高度为216mm，最优设计下以46.96W/m3的低功耗快速混合浆液。

关键词：反应器非牛顿流体混合计算流体力学两相流

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碳修饰的铜催化剂实现安培级电流电化学还原CO_(2)制C2+产物

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物理化学学报 2025年第3期41卷 77-84页

作者：董雪孙晓甫贾帅强韩世涛周达伟姚婷王敏方明慧吴海虹韩布兴华东师范大学化学与分子工程学院上海市绿色化学与化工过程重点实验室上海200062 中国科学院化学研究所北京分子科学国家实验室中国科学院胶体、界面与化学热力学重点实验室中国科学院分子科学卓越研究/教育中心北京100190

铜基电催化剂在CO_(2)还原反应(CO_(2)RR)中产高附加值产物的潜力巨大,是实现碳负排放的一种很有前景的途径。同时,安培级电流是实现多碳(C_(2+))产业化的关键。然而,由于复杂的电子传递过程和不可避免的副反应,工业电流密度下的C_(2+)... 详细信息

铜基电催化剂在CO_(2)还原反应(CO_(2)RR)中产高附加值产物的潜力巨大,是实现碳负排放的一种很有前景的途径。同时,安培级电流是实现多碳(C_(2+))产业化的关键。然而,由于复杂的电子传递过程和不可避免的副反应,工业电流密度下的C_(2+)选择性仍然不令人满意。在此,我们开发了一种碳修饰策略来优化局部环境并调节中间产物在Cu活性位点的吸附。结果表明,Cu-Cx催化剂(x为催化剂中C的原子百分数)能有效催化CO_(2)RR生成C_(2+)产物。特别是在流动池中,Cu-C6%在−0.72 V ***(相对可逆氢电极)条件下,电流密度可达1.25 A∙cm^(−2),C_(2)H_(4)和C_(2+)产物的法拉第效率(FE)分别可达54.4%和80.2%。原位光谱分析和密度泛函理论(DFT)计算表明,C的存在调节了*CO在Cu表面的吸附,降低了C―C耦合的能垒,从而促进了C_(2+)产物的生成。

关键词： CO_(2)还原电催化多碳产物绿色化学安培电流

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电化学合成氨流程建模与优化

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化工学报 2025年

作者：王三一黄文来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

电化学合成氨工艺由于条件温和等优势具有取代传统Haber-Bosch法的潜力，对其全流程进行定量评估具有重要价值。基于锂介导的氮还原反应（Li-NRR）和吸收法分离合成氨，构建了整套电化学合成氨流程，并对其20年运营周期进行了模拟与优... 详细信息

电化学合成氨工艺由于条件温和等优势具有取代传统Haber-Bosch法的潜力，对其全流程进行定量评估具有重要价值。基于锂介导的氮还原反应（Li-NRR）和吸收法分离合成氨，构建了整套电化学合成氨流程，并对其20年运营周期进行了模拟与优化。结果表明，电化学法的初期投资成本远低于Haber-Bosch法，但总成本仍高于Haber-Bosch法，其中电化学反应的电费占总成本的80%以上。为提升电化学合成氨的实际应用价值，应着眼于提高电化学反应的转化率及氨选择性，降低反应的电压，以降低运维成本；同时，应降低电化学反应器中的贵金属用量，或寻找可替代的新型催化剂，以进一步降低电化学反应器的初期投资成本。

关键词：电化学合成氨过程系统动态建模动态仿真整体优化

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基于傅里叶变换红外光谱用β-双酮协萃体系从含锂卤水中选择性分离锂的机理研究

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光谱学与光谱分析 2023年第S01期43卷 67-68页

作者：赵鋆泽邢慧芳戎猛刘会洲杨良嵘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 中国科学院大学北京100190

锂作为欧盟在2020年宣布的一种关键原材料,正在推动新能源产业的发展。锂需求的增长对生产提出了更高的要求,同时促进了新的锂资源的开发与利用。近几年,液态锂资源受到了越来越多的关注,例如盐湖卤水、地热卤水以及油气田卤水等。因此... 详细信息

锂作为欧盟在2020年宣布的一种关键原材料,正在推动新能源产业的发展。锂需求的增长对生产提出了更高的要求,同时促进了新的锂资源的开发与利用。近几年,液态锂资源受到了越来越多的关注,例如盐湖卤水、地热卤水以及油气田卤水等。因此,以合理高效的方式从UOG卤水中提取锂将缓解各国的锂短缺问题。在这项工作中,采用了β-二酮-协萃体系选择性分离UOG卤水中的锂。基于电感耦合等离子体发射光谱分析了两种分离锂的方式的可行性。基于傅里叶变换红外光谱探究了β-双酮萃取锂的机理。基于理论分析和实验,最终选择HTTA与TOPO作为实际卤水中提取锂。

关键词： β-双酮协同萃取液态锂资源 ICP-OES 红外光谱

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硫酸锂沉锂母液中锂的回收

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稀有金属 2022年第1期46卷 67-77页

作者：张旭堃张健苏慧齐涛王丽娜中国科学院过程工程研究所湿法冶金清洁技术国家工程实验室北京100190 中国科学院绿色过程与工程重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

本文针对锂矿石硫酸法提锂工艺产生的沉锂母液中锂回收率低和锂钠分离困难的问题,提出了沉锂母液中锂回收的"协同萃取-硫酸反萃"工艺路线,优化了锂钠分离的工艺参数,并采用线性分析法对锂的协同萃取机制进行了初步的探索。研... 详细信息

本文针对锂矿石硫酸法提锂工艺产生的沉锂母液中锂回收率低和锂钠分离困难的问题,提出了沉锂母液中锂回收的"协同萃取-硫酸反萃"工艺路线,优化了锂钠分离的工艺参数,并采用线性分析法对锂的协同萃取机制进行了初步的探索。研究发现,采用"Lix 54+Cyanex923"协同萃取体系可将沉锂母液中的锂以"Li·Lix 54·Cyanex 923"的形式萃取进入有机相,而钠不被萃取,锂钠分离效果好。根据锂的萃取和反萃分配曲线绘制了的McCabe Thiele图,在Lix 54和Cyanex 923浓度分别为0.50和0.25 mol·L^(-1),平衡pH=11.5,有机相与水相相比(O/A)=1.0∶2.2下,经4(理论)级萃取,锂的萃取率可达99%以上。在硫酸浓度为0.15 mol·L^(-1),O/A=1∶2条件下,经过3(理论)级反萃,锂的反萃率接近100%。温度对锂的萃取、反萃过程影响较小,萃取、反萃动力学快,满足工业连续生产要求。同时发现有机相中添加15%(v/v)的相修饰剂可以有效解决该协同萃取体系出现的相分离困难问题,为硫酸盐体系沉锂母液中锂回收提供了新的工艺路线和研究方向。

关键词：矿石提锂沉锂母液协同萃取相修饰反萃

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含朝格尔碱基聚酰亚胺-聚苯并咪唑宽温域复合质子交换膜的制备和性能

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高分子学报 2024年第4期55卷 452-461页

作者：钟建铭代俊明张宇赵庆美张旭庄永兵长江大学化学与环境工程学院荆州434023 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

针对氢燃料电池对宽温域质子交换膜材料的迫切应用需求,合成了新型含Tr?ger’s base(TB)结构的聚苯并咪唑(TB-PBI-N),并以之为填料与含TB基聚酰亚胺(PI-TB-N)共混,制备了5种不同比例的磷酸掺杂复合质子交换膜.通过傅里叶红外光谱(FTIR)... 详细信息

针对氢燃料电池对宽温域质子交换膜材料的迫切应用需求,合成了新型含Tr?ger’s base(TB)结构的聚苯并咪唑(TB-PBI-N),并以之为填料与含TB基聚酰亚胺(PI-TB-N)共混,制备了5种不同比例的磷酸掺杂复合质子交换膜.通过傅里叶红外光谱(FTIR)、核磁氢谱(^(1)H-NMR)、热失重分析(TGA)和拉伸试验等表征了质子交换膜的结构、机械性能、热及氧化稳定性、酸吸收、溶胀度、质子电导率(σ)及氢/空燃料单电池的功率密度(PD),探究了TB-PBI-N填料的添加对复合膜性能的影响.结果表明:磷酸掺杂前复合膜的拉伸强度为87.3~129.5 MPa,掺杂后膜的拉伸强度为3.7~9.5 MPa,磷酸吸收率为235.3%~288.7%,溶胀率为13.9%~25.0%,可在30~160℃传导质子,σ和PD最高分别可达94.3 mS/cm和334.6 mW/cm^(2).TBPBI-N填料的添加改善了复合膜的机械性能及磷酸掺杂膜的尺寸稳定性.另外,填料TB-PBI-N的TB结构具有额外的碱基位点,可提供一定的酸吸附能力,从而提升了σ.其中,复合膜TB-PI-5PBI的拉伸强度为116.8 MPa,磷酸掺杂后膜的σ=67.7 mS/cm(160℃、0%RH),在30、80和160℃下,电池的功率密度分别达到58.9、224.7和334.6 mW/cm^(2),具有无湿度环境宽温域范围应用前景.

关键词：聚酰亚胺聚苯并咪唑朝格尔碱基质子交换膜复合膜

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电流响应催化剂及其强化典型反应的研究进展

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化工进展 2024年第1期43卷 49-59页

作者：王棵旭张香平王红岩柏䶮王慧河南大学化学与分子科学学院河南开封475000 离子液体清洁过程北京市重点实验室中国科学院过程工程研究所中国科学院绿色过程制造创新研究院北京100190 惠州市绿色能源与新材料研究院广东惠州516081

电流响应催化剂是一类可在电场诱导作用下产生电流的新型催化材料,以其为介质的催化反应过程可突破热力学局限,在温和条件下即可发生,具有显著节能减碳潜力。本文综述了近年来电流响应催化剂强化合成氨、甲烷高值利用、丙烷脱氢三个典... 详细信息

电流响应催化剂是一类可在电场诱导作用下产生电流的新型催化材料,以其为介质的催化反应过程可突破热力学局限,在温和条件下即可发生,具有显著节能减碳潜力。本文综述了近年来电流响应催化剂强化合成氨、甲烷高值利用、丙烷脱氢三个典型反应的研究进展,总结了所开发系列电流响应催化剂,其中以负载型金属催化剂为主,其由载体(半导体型或钙钛矿型金属氧化物)和活性金属(单一金属或合金)组成,对比了不同催化剂的催化性能,分析了“质子跳跃”在强化上述反应过程的作用。最后,分析了电流强化技术未来发展方向及面临挑战,提出开发适于电流作用下的原位表征技术及分子模拟方法,这对从微观层面深入揭示反应机理具有重要意义,可反向指导催化剂设计,推动相关领域发展,助力化工行业低碳转型。

关键词：电流响应催化剂载体质子跳跃机制热力学

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牛磺熊去氧胆酸和熊胆粉对神经炎症的保护效果评价

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中国生物工程杂志 2024年第9期44卷 14-22页

作者：葛紫霏李瑞莲未金花张毓宸杜昱光王倬王冰广西大学医学院南宁530004 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

熊胆粉是从黑熊胆囊中提取的一种传统中药,牛磺熊去氧胆酸(TUDCA)被认为是熊胆粉中发挥活性的主要成分及重要药物质量标准。但TUDCA在熊胆粉中的含量只占20%~30%,这引起了对熊胆粉其他成分功能活性以及其与TUDCA在生物活性上是否存在差... 详细信息

熊胆粉是从黑熊胆囊中提取的一种传统中药,牛磺熊去氧胆酸(TUDCA)被认为是熊胆粉中发挥活性的主要成分及重要药物质量标准。但TUDCA在熊胆粉中的含量只占20%~30%,这引起了对熊胆粉其他成分功能活性以及其与TUDCA在生物活性上是否存在差异的疑问。探讨熊胆粉和TUDCA对神经炎症的改善作用,分别用不同浓度的TUDCA和熊胆粉对小胶质细胞BV-2进行预处理,再通过脂多糖(LPS)诱导BV-2的炎症反应,通过qRT-PCR和蛋白质印迹法检测BV-2细胞中炎症因子和相关炎症通路中关键蛋白质表达的变化。在动物实验中,分别用TUDCA和熊胆粉连续灌胃处理C57BL/6J小鼠21天,用LPS连续腹腔注射7天,通过对小鼠脑组织病理切片和炎症因子表达水平的检测评价TUDCA和熊胆粉对小鼠神经炎症的抑制作用。实验结果显示,TUDCA和熊胆粉都能有效抑制神经炎症。在相同剂量作用下,TUDCA和熊胆粉在抑制神经炎症的效力没有显著差异,这表明熊胆粉的其他活性成分可能与TUDCA共同在抑制神经炎症过程中发挥了不可替代的作用。因此,熊胆粉中不同成分的具体功效以及它们之间的协同作用关系值得进一步深入研究。研究不仅拓展了对熊胆粉作用机制的认识,也为开发新型抗神经炎症药物提供了有价值的参考。

关键词：熊胆粉牛磺熊去氧胆酸脂多糖神经炎症

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