检索结果-内蒙古大学图书馆

高等学校化学学报 2024年第2期45卷 133-138页

作者：雍海洋李智立郭蕊周德重西安交通大学化学工程与技术学院西安710049

拓扑结构对聚合物性能具有重要影响.本文通过调控聚合条件制备内环化聚(β-氨基酯)并探究其生物物理性能.以三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)和4-吗啉丙胺(MPA)为单体并控制其投料比及体系单体浓度,利用迈克尔加成反应制备了两种内环化聚(... 详细信息

拓扑结构对聚合物性能具有重要影响.本文通过调控聚合条件制备内环化聚(β-氨基酯)并探究其生物物理性能.以三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)和4-吗啉丙胺(MPA)为单体并控制其投料比及体系单体浓度,利用迈克尔加成反应制备了两种内环化聚(β-氨基酯).使用凝胶渗透色谱仪(GPC)、核磁共振波谱仪(NMR)和原子力显微镜(AFM)等对内环化聚(β-氨基酯)的化学组成、拓扑结构和生物物理性能进行表征与分析.结果表明,随着环化度的增加,聚(β-氨基酯)对DNA压缩能力增强,降解速率加快,质子缓冲能力提高,细胞毒性增大.本文研究结果为制备和表征内环化聚(β-氨基酯)提供了新思路,也为设计有效的基因递送载体提供了依据.

关键词：拓扑结构内环化聚(β-氨基酯) 投料比生物物理性能

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纳米流体电池热管理研究进展

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工程科学学报 2024年第8期46卷 1498-1508页

作者：吴俊杰侯竣升马丽黄磊郝南京西安交通大学化学工程与技术学院西安710049

随着非化石能源的开发利用,各行业电气化程度的提高以及储能技术的发展,各种电池的应用越来越广泛,同时电池向着高能量密度方向发展.在充放电过程中,电池组内能量密度的上升导致电池过热乃至爆炸,进而影响电池组的寿命和安全.因而,亟待... 详细信息

随着非化石能源的开发利用,各行业电气化程度的提高以及储能技术的发展,各种电池的应用越来越广泛,同时电池向着高能量密度方向发展.在充放电过程中,电池组内能量密度的上升导致电池过热乃至爆炸,进而影响电池组的寿命和安全.因而,亟待开发高效的热管理系统,以及时带走电池内的热量.近年来,多种新型热管理系统被广泛研究和应用.其中,具有效果显著、成本低廉和无额外能耗等优势的纳米流体电池热管理系统备受关注.本文对纳米流体电池热管理系统的研究进展进行了系统综述,首先介绍了常见的电池种类及常用的热管理技术,随后阐述了纳米流体的分类和性质,并详细论述了纳米流体在锂离子电池、燃料电池和太阳能电池三类电池中的热管理理论、数值模拟、实验和应用研究现状.最后,本文系统讨论了当前该领域面临的挑战,并提出了未来的发展方向.

关键词：热管理纳米流体锂离子电池燃料电池太阳能电池

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多孔平板相变发汗冷却耦合数值模拟

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工程热物理学报 2024年第12期45卷 3863-3875页

作者：潘明君周强黄哲庆西安交通大学化学工程与技术学院西安710049

针对高超声速飞行器主动热防护问题,构建了耦合高超声速主流区和多孔介质区的松耦合数学模型。模拟了主流区马赫数6.47,以液态水为冷却介质的二维多孔平板相变发汗冷却。探索了注入率、多孔材料物性和烧结金属颗粒粒径对发汗冷却效果的... 详细信息

针对高超声速飞行器主动热防护问题,构建了耦合高超声速主流区和多孔介质区的松耦合数学模型。模拟了主流区马赫数6.47,以液态水为冷却介质的二维多孔平板相变发汗冷却。探索了注入率、多孔材料物性和烧结金属颗粒粒径对发汗冷却效果的影响规律。模拟结果表明:注入率从0.0159%提升到0.0795%,多孔平板表面平均冷却效率从0.41上升到0.87。烧结金属颗粒多孔平板的颗粒直径和孔隙率对发汗冷却效率影响较小。随着注入率增大,颗粒直径对发汗冷却效果影响逐渐变小,当注入率F=0.0795%时颗粒直径的变化已经不再影响冷却温度的分布;而随着注入率增大,孔隙率对发汗冷却效果的影响规律基本保持不变。相同注入率下不同材料多孔平板出口的平均冷却效率相当,但热导率越小的多孔平板前后端温差越大,且多孔平板进出口温差也越大,整个多孔区域的温度分布越不均匀。

关键词：高超声速多孔平板相变发汗冷却数值模拟

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基于系统集成的复杂催化反应系统性能强化及参数优化

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化工学报 2025年第3期76卷 1111-1119页

作者：赵丽文刘桂莲西安交通大学化学工程与技术学院陕西西安710049

对于催化反应系统,反应器作为物料转化的核心,其关键在于高活性催化剂的选用。生产过程中,催化剂活性随运行时间推移不断降低,影响反应器性能和后续装置的操作。明确系统参数动态变化规律及相应催化剂失活补偿措施,对于强化系统性能,降... 详细信息

对于催化反应系统,反应器作为物料转化的核心,其关键在于高活性催化剂的选用。生产过程中,催化剂活性随运行时间推移不断降低,影响反应器性能和后续装置的操作。明确系统参数动态变化规律及相应催化剂失活补偿措施,对于强化系统性能,降低生产成本具有重要意义。从可分离反应动力学和物料/能量平衡出发,建立了针对反应器的性能,操作参数及运行时间关联模型;基于拓扑结构分析,夹点分析和级联效应分析,揭示了各装置及系统能耗的时变规律。在此基础上,构建基于系统集成的经济评价指标,用于指导催化剂再生和系统参数调优。以苯选择加氢制环己烯为例,直观展示系统性能/操作参数时变特性。该生产过程催化剂最佳再生周期为1.92年,相较文献结果,优化后的使用周期更贴近工程值,单位产品平均生产成本可降低5.2%。

关键词：系统集成催化剂活性再生周期成本优化

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木质素降解酶人工调控的研究进展

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化工进展 2025年第5期44卷 2694-2704页

作者：王鑫颖李爱朋苏文蕊费强西安交通大学化学工程与技术学院陕西西安710049

作为可再生生物质的重要组分,木质素是自然界储量最为丰富的芳香族高聚物,是芳香高值化学品合成的潜在绿色原料。然而,木质素的异质性和复杂结构给其降解利用造成了严峻挑战。自然界存在种类繁多、特异性多样的木质素降解酶,使得酶介导... 详细信息

作为可再生生物质的重要组分,木质素是自然界储量最为丰富的芳香族高聚物,是芳香高值化学品合成的潜在绿色原料。然而,木质素的异质性和复杂结构给其降解利用造成了严峻挑战。自然界存在种类繁多、特异性多样的木质素降解酶,使得酶介导的生物降解能够突破木质素顽固性结构的限制,在温和条件下降解木质素。尽管如此,天然木质素降解酶的表达量、催化活性和稳定性等往往不尽人意。近年来,通过蛋白质表达调控、酶分子改造,木质素降解酶的合成和催化性能的人工调控已取得诸多优秀成果。鉴于此,本文首先对重要的木质素降解酶及其催化特性进行了简要介绍;在此基础上,重点总结了木质素降解酶的表达和催化性能强化方面的研究进展,对当前面临的理论和技术挑战进行了深入分析并提出了针对性的应对策略。希望为更高效木质素生物降解体系的开发提供有价值的参考,助力“双碳”目标的实现。

关键词：木质素降解酶人工调控异源表达酶工程

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氢-氨绿色循环研究进展与展望

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化工进展 2025年第5期44卷 2625-2641页

作者：刘威侯雪兰杨贵东西安交通大学化学工程与技术学院陕西西安710049

氢-氨绿色循环是指利用氢和氨的相互转换来实现能源的存储和运输,这个过程主要包括绿氢制氨(hydrogen to ammonia,H2A)与绿氨制氢(ammonia to hydrogen,A2H)。该循环不仅有望解决传统Haber-Bosch工艺合成氨的高能耗与过量CO_(2)排放问题... 详细信息

氢-氨绿色循环是指利用氢和氨的相互转换来实现能源的存储和运输,这个过程主要包括绿氢制氨(hydrogen to ammonia,H2A)与绿氨制氢(ammonia to hydrogen,A2H)。该循环不仅有望解决传统Haber-Bosch工艺合成氨的高能耗与过量CO_(2)排放问题,还可能为氢能产业链中高压氢气储存与运输的挑战提供可行性方案,成为贯通可再生能源、氢能、氨能和传统产业如钢铁行业的重要环节,促进资源的高效利用。在H2A过程中,当前的研究主要集中在中低温、室温条件下的合成氨工艺以期取代Haber-Bosch法,但这些工艺面临诸多尚待解决的科学挑战。此外,氢-氨绿色循环的顺利运行依赖于氨的有效能量释放,即A2H过程的有效进行,以确保氨分解为氢气和/或直接将氨转化为电力或能量。H2A与A2H互为可逆过程,全面理解氨合成与氨分解反应对于更深入与全面理解氢-氨循环十分重要。因此,本文将立足氢-氨循环,首先简要介绍氢与氨之间的关系,随后着重总结当前利用可再生能源驱动的中低温、室温条件下的H2A和A2H研究的最新进展。最后,总结了目前氢-氨绿色循环的进程及面临的挑战,并对该领域未来的发展方向进行展望。

关键词：制氢氨合成氨分解再生能源催化

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外加电位对高浓度马铃薯淀粉废水电发酵产甲烷系统的影响

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化工进展 2024年第11期43卷 6533-6542页

作者：尚高原余金鹏崔凯郭坤西安交通大学化学工程与技术学院陕西西安710049

马铃薯淀粉废水的良好可生化性使其非常适合通过厌氧消化来产甲烷,但是其高的化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)容易使传统厌氧消化系统“酸败”,从而造成产甲烷性能降低和系统稳定性差的问题。电发酵产甲烷系统可有效解决传统厌... 详细信息

马铃薯淀粉废水的良好可生化性使其非常适合通过厌氧消化来产甲烷,但是其高的化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)容易使传统厌氧消化系统“酸败”,从而造成产甲烷性能降低和系统稳定性差的问题。电发酵产甲烷系统可有效解决传统厌氧消化的“酸败”问题,但针对高浓度马铃薯淀粉废水的研究还未见报道,且外加电位对系统的性能影响还有待探索。本文采用双室套筒微生物电化学反应器作为电发酵系统处理溶解性COD (SCOD)为6400mg/L的高浓度马铃薯淀粉废水,考察了不同阴极电位(-1.0V、-1.2V、-1.4V vs. Ag/AgCl)对电发酵体系产甲烷性能的影响,并揭示了阴极电发酵抑制系统酸败和提高产甲烷速率的机制。实验结果表明,电发酵系统通过阴极原位供氢将厌氧消化产生的CO_(2)转化为甲烷,从而提高了甲烷的产量和纯度。将阴极电位从-1.0V降低到-1.2V时,施加的电流从-0.05mA增加到-0.15mA,甲烷产量从1.03mL/mg SCOD增加到1.31mL/mg SCOD,甲烷含量从88%增加到95%。进一步降低阴极电位至-1.4V时,产生的氢气超过了反应体系内将CO_(2)转化为甲烷所需的氢气,高氢气分压抑制了丙酸盐和丁酸盐向乙酸盐的转化,故系统的甲烷产量没有改善反而受到了抑制。因此,-1.2V是该电发酵体系的最佳电位。这些结果表明,电发酵体系可以用于从高浓度马铃薯淀粉废水中直接进行厌氧消化产甲烷,电发酵通过原位供氢和嗜氢产甲烷途径来增强系统甲烷产量,而氢气的供应速率是电发酵成功的关键。

关键词：马铃薯淀粉废水厌氧消化微生物电化学甲烷二氧化碳原位提纯阴极电发酵

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再压缩S-CO_(2)布雷顿循环性能分析及多目标优化

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化工学报 2024年第6期75卷 2143-2156页

作者：李子扬郑楠方嘉宾魏进家西安交通大学化学工程与技术学院陕西西安710049

结合储热的太阳能热发电技术输出稳定、调峰能力强,引入超临界二氧化碳(S-CO_(2))布雷顿循环可进一步提升热电转换效率。既有研究大多采用单一指标对S-CO_(2)循环进行性能评估,结果相对片面,因而有必要开展多指标综合性能评价以客观反... 详细信息

结合储热的太阳能热发电技术输出稳定、调峰能力强,引入超临界二氧化碳(S-CO_(2))布雷顿循环可进一步提升热电转换效率。既有研究大多采用单一指标对S-CO_(2)循环进行性能评估,结果相对片面,因而有必要开展多指标综合性能评价以客观反映循环性能状况。建立了35 MW再压缩式S-CO_(2)循环的热力学和经济性模型,考察了关键参数对循环性能的影响。构建了反向传播神经网络结合遗传算法的优化方法(BP-GA),对循环性能进行多目标优化。结果表明,回热器总热导率的增加可提升循环效率,但存在上限;透平入口温度、循环最低和最高压力、分流比与循环性能分别存在显著的非单调作用关系,优化后的设计值依次为639.14℃、8.10 MPa、29.74 MPa和0.70。与初始设计值下的循环性能相比,优化后的循环系统度电成本降低了11.1%,循环热效率和比功分别提高了5.1%和27.6%。

关键词：超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环遗传算法整体优化热力学

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基于子系统规模调配的烯烃生产过程模拟与优化

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高校化学工程学报 2024年第4期38卷 644-651页

作者：李文静张桥西安交通大学化学工程与技术学院陕西西安710049

针对单个烯烃生产系统节能潜力有限的问题,提出基于烯烃生产子系统规模调配的方法,构建混合整数非线性规划(MINLP)优化模型。以单位产量1 t×h^(-1)为基准规模,当丙烷脱氢和乙烷裂解的规模系数分别为50.0和89.4时(即产量分别为50.0 ... 详细信息

针对单个烯烃生产系统节能潜力有限的问题,提出基于烯烃生产子系统规模调配的方法,构建混合整数非线性规划(MINLP)优化模型。以单位产量1 t×h^(-1)为基准规模,当丙烷脱氢和乙烷裂解的规模系数分别为50.0和89.4时(即产量分别为50.0 t×h^(-1)和89.4 t×h^(-1)),系统的能量回收率达到最大,为82.6%。与两者独立子系统相比,公用工程负荷减少502.7 MW,对应的中低压蒸气消耗量减少544.9 t×h^(-1),电能减少0.5 MW,碳排放量减少0.5 t×h^(-1),节能减排的效果非常显著。结果表明,多个系统间能量交互可以有效提高能量回收率,且最优的规模系数使系统整体能量回收率达到最大。

关键词：烯烃混合整数非线性规划(MINLP) 能量回收率规模调配节能减排

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楔形歧管微通道流动与沸腾换热

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化工学报 2024年第11期75卷 4196-4204页

作者：冀昕宇张芫通杨小平魏进家西安交通大学化学工程与技术学院陕西西安710049

为实现高热通量电子器件冷却,以HFE-7100作为工作流体,对3种楔形歧管微通道流动沸腾特性进行实验研究,并与常规的矩形歧管微通道进行对比,讨论了不同流量和过冷度条件下两种歧管几何形状和两种表面强化结构对沸腾传热系数、临界热通量... 详细信息

为实现高热通量电子器件冷却,以HFE-7100作为工作流体,对3种楔形歧管微通道流动沸腾特性进行实验研究,并与常规的矩形歧管微通道进行对比,讨论了不同流量和过冷度条件下两种歧管几何形状和两种表面强化结构对沸腾传热系数、临界热通量和流动压降的影响。结果表明:楔形歧管结构能够促进流型由搅拌流转变为环状流,并提高流体输送效率与蒸汽排放效率,从而在改善换热性能的同时降低流动压降。与微针翅结构相比,采用激光烧蚀的多孔表面提供了一种简单便捷的强化沸腾换热的方法,能够极大地拓展换热表面,提供大量的成核位点,显著提高临界热通量(CHF)。将楔形歧管供液结构与多孔微通道相结合,歧管微通道平均两相传热系数提高了21.6%,临界热通量提高了30.4%,两相压降降低了12.7%,实现微通道散热器综合性能的显著提升。

关键词：微通道流动沸腾换热两相流综合性能

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