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2003年 第54卷 第4期 刊出日期:2003-04-25
    综述与专论
    我国材料化学工程研究进展
    徐南平, 时钧
    化工学报. 2003, 54(4):  423-426. 
    摘要 ( 701 )   PDF (171KB) ( 347 )  
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    阐述了材料化学工程学科的特点、理论基础、研究内容与方法,综述了我国该学科的最新研究成果,提出了面向应用过程的材料设计理论与方法,展望了该学科的发展方向.
    微化工技术
    陈光文, 袁权
    化工学报. 2003, 54(4):  427-439. 
    摘要 ( 617 )   PDF (566KB) ( 457 )  
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    微化工技术是20世纪90年代初顺应可持续发展与高技术发展的需要而兴起的一门新的学科,它着重研究时空特征尺度在数百微米和数百毫秒以内的微型设备和并行分布系统中的过程特征和规律.微化工系统通常包括了微热系统、微反应系统、微分离系统和微分析系统.微型设备的面积体积比很大,表面作用增强,传递作用比在常规尺度的设备中提高了2~3个数量级.本文就微化工技术的发展历史、基本特征、研究内容以及发展方向做一简单的介绍.
    复杂材料的微相分离和结构演变
    刘洪来, 胡英
    化工学报. 2003, 54(4):  440-447. 
    摘要 ( 720 )   PDF (357KB) ( 688 )  
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    共聚高分子和表面活性剂系统常常能够形成不同尺度的复杂结构,在材料和生物技术领域具有广泛的用途.这种结构及其形成过程与自然界中大量存在的斑图及其演化过程具有非常类似的机理,受到不同学科研究者的广泛关注.在高分子系统的分子热力学、微相分离及结构演变过程领域已经开展了大量的研究工作,已成为凝聚态物理、高分子物理、统计力学理论和计算机模拟的热点之一.在分子尺度上,基于格子和自由空间的分子热力学模型、计算机分子模拟方法可以用于描述高分子系统的相平衡和分子的聚集形态.在介观尺度上,时间相关的Ginzberg-Landau理论、元胞动力学方法等可以有效地研究微相分离结构的演变过程及其受外场的影响.而耗散粒子动力学模拟则可以将分子尺度和介观尺度的研究结合起来,是一种跨尺度的研究方法.多尺度研究方法的发展将成为今后研究的重点.本文总结了该领域的某些研究进展.
    稠密气体抗溶剂沉淀的过程特征及其放大中的若干思考
    朱自强, 关怡新, 姚善泾
    化工学报. 2003, 54(4):  448-455. 
    摘要 ( 495 )   PDF (362KB) ( 121 )  
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    稠密气体抗溶剂沉淀在微粒制备中得到广泛应用,主要用于药物、食品、化妆品和一系列精细化学品中.介绍了GAS(SAS),ASES,SEDS和PGSS等过程的流程和特征.上述工艺不仅可以制备单组分微粒,还可以制备复合微粒,为活性物质的成功缓慢释放创造了条件.相对而言,稠密气体抗溶剂沉淀的实验室规模制备微粒已较成熟,但对有些实验现象尚难给出满意的解释,操作条件与产物粒径和形态间的比较准确的关系也尚未建立,距放大到工业规模形成生产力尚有相当大的差距,主要表现在缺乏定量描述过程的模型,即使是关联模型也鲜见报道,更不要说预测模型.因此难以建立在装置尺寸和结构与过程参数以及产品尺寸和形态间的有效联系.究其原因还是应用基础研究不足,对过程实质理解不深之故.在分析过程特征的基础上,讨论了过程放大的途径以及目前存在的问题和今后开发研究中应着重关注的各个层面.
    工业生物催化过程的发展及其展望
    杜晨宇, 李春, 张木, 曹竹安
    化工学报. 2003, 54(4):  456-463. 
    摘要 ( 566 )   PDF (367KB) ( 352 )  
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    综述了近年来工业生物催化过程的发展,提出按照生物催化剂的制备和催化过程的特点将工业生物催化分成生长耦联型催化和生长非耦联型催化,通过这两类生物催化成功的范例以及研究进展讨论生物催化工业化的途径和方法及进一步发展的方向和对策.
    分子计算科学——化学工程新的生长点
    刘志平, 黄世萍, 汪文川
    化工学报. 2003, 54(4):  464-476. 
    摘要 ( 527 )   PDF (585KB) ( 506 )  
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    当今化学工业面临的巨大挑战是如何推出性能卓越、功能齐备同时环境友好的新产品新材料.分子计算科学是研究物质结构-性质关系的强大工具,在新产品新材料的设计中举足轻重,因而会成为化学工程新的生长点.在层次化研究的框架下,分子计算科学包括量子力学层次、统计力学层次、介观层次以及连接各个层次的对接技术.本文分别介绍了各个层次的主要内容,特别是统计力学层次最近的研究进展,以及分子计算科学越来越趋向应用到实际复杂体系的发展趋势.
    量子化学计算在煤的结构与反应性研究中的应用
    王宝俊, 张玉贵, 谢克昌
    化工学报. 2003, 54(4):  477-488. 
    摘要 ( 577 )   PDF (495KB) ( 632 )  
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    概述了在煤的结构与反应性研究中常用的量子化学计算方法的特点和作用,总结了量子化学计算方法在煤的静态微观性质、裂解、液化和气化等研究中的应用.通过对现有相关工作的研究发现:量子化学计算方法作为一种研究手段已经能够满足煤结构与反应性研究的需要;合理地建立和选择能够反映被研究过程特点的煤结构模型是运用量子化学计算方法解决问题的关键;对煤反应性的研究仅从化学键的断裂入手,键的形成尚未涉及;煤的量子化学静态参量的研究尚待深化.
    PEO-PPO-PEO嵌段共聚物胶团化及其应用研究进展
    苏延磊, 郭晨, 刘会洲
    化工学报. 2003, 54(4):  489-496. 
    摘要 ( 649 )   PDF (327KB) ( 763 )  
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    对PEO-PPO-PEO嵌段共聚物在水溶液中形成胶团过程进行了综述.阐明了温度、浓度、嵌段共聚物的分子量和EO/PO比率等因素对PEO-PPO-PEO嵌段共聚物的临界胶团浓度、临界胶团温度、胶团的聚集数以及胶团的结构等的影响.简介了小角中子散射、FTIR光谱、自洽均匀场晶格理论等用于研究PEO-PPO-PEO嵌段共聚物的胶团化机理.重点介绍了PEO-PPO-PEO嵌段共聚物在介孔材料、生化分离、界面吸附、增溶有机物等方面的应用.
    有机光致变色材料最新研究进展
    杨松杰, 田禾
    化工学报. 2003, 54(4):  497-507. 
    摘要 ( 518 )   PDF (418KB) ( 1347 )  
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    综述了近3年在有机光致变色领域的最新研究进展.重点介绍了在含有有机光致变色基团的二元分子中,光致变色基团作为开关对分子的光电等微观性质的控制.
    Marangoni效应与汽液传质过程
    张志炳, 耿皎, 张锋, 孟为民
    化工学报. 2003, 54(4):  508-515. 
    摘要 ( 510 )   PDF (322KB) ( 344 )  
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    介绍Marangoni效应对液体混合物流型的影响,同时指出其影响传质过程的机理。在概述国内外这一领域的研究动态和进展的基础上,提出了在Marangoni效应作用下传质过程的控制与操作以及设计和开发新传质元件的思路与策略。
    费托法合成液体燃料关键技术研究进展
    陈建刚, 相宏伟, 李永旺, 孙予罕
    化工学报. 2003, 54(4):  516-523. 
    摘要 ( 867 )   PDF (366KB) ( 1010 )  
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    综述了近年来费托合成液体燃料关键技术的研究进展,从催化剂、动力学机理和反应器方面进行了阐述.
    一碳化工产品及其发展方向
    刘昌俊, 许根慧
    化工学报. 2003, 54(4):  524-530. 
    摘要 ( 569 )   PDF (298KB) ( 504 )  
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    一碳化工是替代石油合成路线制备基本有机化工原料、燃料和其他重要化学品的最重要的最有发展前景的途径.本文综合讨论了以含一个碳原子化合物为原料合成化学品和新材料的国内外研究与开发的进展,包括已工业化的技术.同时也对一碳化工产品发展方向和与一碳化合物相关的能源技术产品、环境保护技术产品及低品位一碳化合物资源化技术作了较全面的分析.
    环境友好涂料的研究新进展
    肖新颜, 夏正斌, 张旭东, 瞿金清, 张心亚, 蓝仁华, 陈焕钦
    化工学报. 2003, 54(4):  531-537. 
    摘要 ( 610 )   PDF (305KB) ( 511 )  
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    回顾了涂料工业的发展历史, 介绍了现代涂料工业的发展现状,以及有关限制涂料中挥发性有机化合物(VOC)排放的法规.着重讨论了几类环境友好涂料的研究进展, 如乳液型超耐候外墙建筑涂料、水性金属防腐涂料、现代木器家具涂料、高固体分涂料、粉末涂料以及环境净化功能涂料.指出环境友好涂料的研究应向水性化、高固体分化、高性能化和功能化方向发展.
    多相流
    非均匀气固流态化系统中颗粒流体相间作用的计算
    杨宁, 葛蔚, 王维, 李静海
    化工学报. 2003, 54(4):  538-542. 
    摘要 ( 685 )   PDF (202KB) ( 260 )  
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    曳力系数是双流体模型模拟气固两相流动的关键参数.文献中应用的关联式都基于平均方法,不再适用于模拟快速流态化系统的非均匀流动结构.本文试图阐明非均匀结构对曳力系数的影响,应用改进的能量最小多尺度模型提出一种计算微元体曳力系数的新方法.计算结果表明应用该模型计算出的曳力系数远小于基于平均方法关联式的计算结果,符合实验得出的结论.
    催化、动力学与反应器
    低、高压滴流床中压降和持液量计算的统一关系式
    刘乃汇, 刘辉, 李成岳, 陈标华, 徐春明
    化工学报. 2003, 54(4):  543-548. 
    摘要 ( 578 )   PDF (224KB) ( 233 )  
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    基于对滴流床中气液两相流动特征尺度的分析,提出以修正的相摩擦系数对相Reynolds数进行关联,获取低、高压滴流床中压降和持液量计算的统一关联式的方法.对于滴流床中单相不饱和流(液体流动,气体静止)情形,以及低压和高压滴流床中两相流、高气液作用情形,收集了文献报道的不同大小颗粒、不同物系的大量实验数据,以相摩擦系数对相Reynolds数进行关联,得到新的压降和持液量计算式,其物理意义明确,计算精度得以提高.
    分离工程

    蜗壳式旋风分离器全空间三维时均流场的结构

    胡瓅元;时铭显
    . 2003, 54(4):  549-556. 
    摘要 ( 592 )   PDF (267KB) ( 271 )  
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    采用激光多普勒测速系统(LDV)对蜗壳式旋风分离器全空间内三维湍流的时均流场进行了实验测定与分析,重点讨论了灰斗、环形空间和排气管的流场特点.分离空间内时均流场是外侧准自由涡与内侧准强制涡的典型结构.环形空间的入口部位有多个纵向二次涡,其他大部分空间顶部出现纵向二次环流,切向速度和径向速度的分布呈现非轴对称性,入口气量沿高度分布不均匀.灰斗的顶部也存在纵向二次环流.排气管内轴向速度分布与分离空间内的分布形态迥异.
    过程系统工程
    化工过程运行系统的集成
    钱宇, 李秀喜, 程华农, 江燕斌
    化工学报. 2003, 54(4):  557-563. 
    摘要 ( 483 )   PDF (251KB) ( 136 )  
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    提出了基于智能体方法的化工过程运行系统的集成策略.依据过程操作响应的时间尺度,把过程运行系统分成故障检测与诊断、模拟优化和调度3个子系统,分别建立相应的智能体模型.通过信息集成和任务集成实现化工过程运行系统的整体集成.报道了该集成方法对TE过程的案例应用.结果表明:基于智能体的方法能实现多个运行决策的全局协调和集成,达到过程运行系统整体优化的目标.
    能源和环境工程
    旋流浓淡燃烧器中煤粉浓缩器对煤燃烧NOx生成的影响
    李志强, 魏飞, 金涌, 李荣先, 周力行
    化工学报. 2003, 54(4):  564-569. 
    摘要 ( 657 )   PDF (229KB) ( 127 )  
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    应用数值模拟方法研究了旋流燃烧器中煤粉浓缩器对煤燃烧NOx生成的影响,给出了热NOx和燃料NOx生成的详细信息.预报结果表明:采用作者研制的弱旋煤粉浓缩器后,可以大大地降低燃烧器出口区域燃料NOx的生成,同时可以保持煤粉颗粒较高的燃尽率.模拟结果也表明,燃烧器出口区域的NOx生成主要是由燃料NOx的生成机理来控制,热NOx在总NOx的生成量中所占比例不大.因此,该旋流浓淡燃烧器具有高效低污染性能.
    复频超声波氧化降解苯酚废水
    赵德明, 史惠祥, 汪大翚
    化工学报. 2003, 54(4):  570-574. 
    摘要 ( 573 )   PDF (202KB) ( 175 )  
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    研究了复频超声波氧化降解水中苯酚的降解效果,并且详细探讨了影响复频超声波降解苯酚的影响因素.实验结果表明:复频超声波处理苯酚去除率远比单独22 kHz和单独40 kHz超声波处理效率之和还大,复频超声波氧化技术具有明显的协同效应,苯酚降解速率提高了1.5倍.另外在实验中通过加入Fenton试剂能够加速苯酚的降解.
    材料科学与工程
    管状模腔的气辅注射成型气体穿透机理的数值模拟分析
    李倩, 申长雨, 王利霞, 刘春太, 董斌斌
    化工学报. 2003, 54(4):  575-580. 
    摘要 ( 572 )   PDF (234KB) ( 131 )  
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    介绍了圆管内气辅注射成型充填/后充填模拟的数学模型及其数值实现,通过算例验证,对圆管内的气辅注射成型气体穿透过程及其基本规律和影响因素进行了讨论和分析。