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二元提馏式间歇精馏的优化操作与最小汽化总量

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化工学报 2015年第10期66卷 4047-4060页

作者：王为国罗旌崧曾真王存文吴元欣覃远航武汉工程大学化工与制药学院湖北武汉430074 武汉工程大学机电工程学院湖北武汉430074 武汉工程大学绿色化工过程教育部重点实验室湖北武汉430074

理想操作条件下二元提馏式间歇精馏优化操作的汽化总量与最小汽化总量的计算是约束函数优化问题。本文采用罚函数法,将此约束函数优化转变为无约束函数优化,并采用固定双步长因子梯度法数值求解该函数的极值。计算表明:固定双步长因子... 详细信息

理想操作条件下二元提馏式间歇精馏优化操作的汽化总量与最小汽化总量的计算是约束函数优化问题。本文采用罚函数法,将此约束函数优化转变为无约束函数优化,并采用固定双步长因子梯度法数值求解该函数的极值。计算表明:固定双步长因子梯度法具有良好的收敛性,同时,降低分段数较多时,数值截断误差积累对计算结果的影响。二元提馏式间歇精馏优化操作较恒残液组成操作的能耗低的原因如下:在理论板数相对较少(接近二元提馏式间歇精馏恒残液组成操作所需的最少理论板)时,优化操作通过控制再沸比提高了能耗效率;在理论板数相对较多时,优化操作通过控制再沸比,在保证过程的能耗效率较高的同时,可尽可能快地将物料移出系统,减少了精馏过程中塔顶贮槽内液体的混合熵产。通过对计算结果的归纳与外推,得到了理想操作条件下理论板数为无穷多时二元提馏式间歇精馏优化操作再沸比的变化方式以及最小汽化总量的计算公式。

关键词：提馏式间歇精馏优化操作汽化总量模拟能耗

纳米碳纤维的表面性质和微结构对氧还原催化活性的影响

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高等学校化学学报 2012年第5期33卷 1001-1006页

作者：姜悦覃远航钮东方张新胜周兴贵孙世刚袁渭康华东理工大学化学工程国家重点实验室上海200237 厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室厦门361005

采用超声处理的方法分别对管式纳米碳纤维(t-CNF)和鱼骨式纳米碳纤维(f-CNF)进行了表面化学处理.XPS结果表明,在混酸(浓硫酸+浓硝酸)和氨水中进行超声化学处理可以在CNF表面分别引入含氧官能团和含氮官能团.电化学测试结果表明,2种不同... 详细信息

采用超声处理的方法分别对管式纳米碳纤维(t-CNF)和鱼骨式纳米碳纤维(f-CNF)进行了表面化学处理.XPS结果表明,在混酸(浓硫酸+浓硝酸)和氨水中进行超声化学处理可以在CNF表面分别引入含氧官能团和含氮官能团.电化学测试结果表明,2种不同微结构CNF的氧还原催化活性都遵循相同的趋势,即CNF-P

关键词：纳米碳纤维氧还原反应微结构表面性质电催化性质

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宜昌磷钾矿反应特性和发泡特性研究

化工矿物与加工 2013年第9期42卷 9-11页

作者：段欢王存文覃远航王为国张爽刘艺玮武汉工程大学化工与制药学院绿色化工过程教育部重点实验室

研究了湖北宜昌殷家坪磷钾矿、中间坪磷钾矿和太阳山磷钾矿的反应活性、抗阻缓性能和发泡特性,并同汉源磷钾矿及其他4种常见磷矿作了对比分析。结果表明,宜昌磷钾矿反应活性较高,抗阻缓性能好,发泡性强,湿法处理时可能需要加入消泡剂。

关键词：磷钾矿反应活性发泡

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N、S共掺杂碳基高效氧还原催化剂的制备

武汉工程大学学报 2021年第4期43卷 362-366,390页

作者：丁晓波覃远航武汉工程大学化工与制药学院湖北武汉430205

杂原子掺杂碳基氧还原(ORR)催化剂具有代替Pt基催化剂的巨大潜力。以硫掺杂g-C3N4(S-doped g-C_(3)N_(4),S-g-C_(3)N_(4))作为硫源和氮源,以三嵌段共聚物P123作为碳源,通过简单的高温热解法成功制备了N、S共掺杂碳(N,S co-doped carbon,... 详细信息

杂原子掺杂碳基氧还原(ORR)催化剂具有代替Pt基催化剂的巨大潜力。以硫掺杂g-C3N4(S-doped g-C_(3)N_(4),S-g-C_(3)N_(4))作为硫源和氮源,以三嵌段共聚物P123作为碳源,通过简单的高温热解法成功制备了N、S共掺杂碳(N,S co-doped carbon,NSC)催化剂,并考察了热解温度对制备的NSC催化剂ORR性能的影响。材料表征结果显示:温度为1000℃时制备的催化剂NSC-1000具有较高的氮含量和硫含量及最大的比表面积;电化学测试结果显示:NSC-1000具有最佳的ORR性能,在0.1 mol/L KOH溶液中半波电位(half-wave potential,E_(1/2))高达0.888 V,且经10000圈循环伏安扫描后E_(1/2)仅负移12 mV,表现出极佳的活性和稳定性。此外,旋转环盘电极测试结果显示:NSC-1000催化剂主要以四电子反应路径催化ORR的发生。本实验为制备N、S共掺杂碳基高效ORR催化剂提供了新的思路。

关键词：氧还原反应无金属催化剂杂原子掺杂碳石墨相氮化碳

Fe-Co-N-C氧还原催化剂的制备及性能

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武汉工程大学学报 2023年第2期45卷 148-155页

作者：毛惠东李芳覃远航武汉工程大学化工与制药学院绿色化工过程教育部重点实验室(武汉工程大学)新型反应器与绿色化学工艺湖北省重点实验室(武汉工程大学)湖北武汉430205

为了提高氮掺杂碳(N-C)材料的氧还原性能,采用后吸附法基于可在高温炭化过程中形成富缺陷碳材料及均匀分散的高活性M-N_(x)位点的沸石咪唑酯骨架-8衍生制备了Fe-Co-N-C催化剂。电化学测试结果表明采用150 mg Co-N-C催化剂吸附0.07 mmol... 详细信息

为了提高氮掺杂碳(N-C)材料的氧还原性能,采用后吸附法基于可在高温炭化过程中形成富缺陷碳材料及均匀分散的高活性M-N_(x)位点的沸石咪唑酯骨架-8衍生制备了Fe-Co-N-C催化剂。电化学测试结果表明采用150 mg Co-N-C催化剂吸附0.07 mmol Fe制备的Fe-Co-N-C催化剂在0.1 mol/L HClO_(4)中具有较高的半波电位(0.843 V vs. RHE)和较低的过氧化氢产率(<4%)。物性表征结果表明Fe-Co-N-C催化剂的优异氧还原活性可归因于其双金属活性位点(Fe/Co-N_(x))、丰富的微/介孔结构、较高的石墨化程度以及Fe/Fe_(3)C和Fe-N_(x)的共同作用。

关键词：氧还原反应非贵金属催化剂沸石咪唑酯骨架材料质子交换膜燃料电池

金属离子对水热法制备半水硫酸钙晶须的形貌及粒径的影响

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化工进展 2018年第4期37卷 1536-1543页

作者：吴峰吴硕琮马家玉吴再坤覃远航王为国汪铁林王存文武汉工程大学化工与制药学院湖北武汉430073 绿色化工过程教育部重点实验室湖北武汉430073

以二水硫酸钙为原料,采用水热法制备了半水硫酸钙晶须。通过单因素实验得出制备半水硫酸钙晶须的较优工艺条件为:反应温度120℃、料浆质量分数2%、反应时间2h、搅拌速度200r/min,此时所得晶须产物平均直径2.4μm,长径比103.9,晶须呈长... 详细信息

以二水硫酸钙为原料,采用水热法制备了半水硫酸钙晶须。通过单因素实验得出制备半水硫酸钙晶须的较优工艺条件为:反应温度120℃、料浆质量分数2%、反应时间2h、搅拌速度200r/min,此时所得晶须产物平均直径2.4μm,长径比103.9,晶须呈长针状、规则统一,分散性好。探讨了K^+、Mg^(2+)、Cu^(2+)、Fe^(3+)、Al^(3+)对较优工艺条件下制备的半水硫酸钙晶须形貌及粒径的影响,结果表明:金属离子对晶须产物形貌及粒径有显著影响。其中低浓度的Mg^(2+)、Cu^(2+)有助于获得小直径、高长径比的晶须产物;Al^(3+)、Fe^(3+)对晶须的生长有较强的抑制作用,特别是低浓度的Al^(3+)、Fe^(3+)使得晶须的形貌发生明显的变化,导致长径比较低;除K^+外,金属离子浓度越高,所得晶须产物直径越大,长径比越小,并发生团聚现象,晶须由针状变为短棒状,分散性变差。同时探讨了金属离子的作用机理。

关键词：水热制备半水硫酸钙晶须优化金属离子

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稻草秸秆超低酸水解及水解产物分析

石油化工 2013年第3期42卷 339-345页

作者：王为国李自豪覃远航吕仁亮张俊峰王存文武汉工程大学绿色化工过程省部共建教育部重点实验室湖北武汉430074

用0.05%(w)的稀硫酸对湖北省稻草秸秆进行水解,考察了混合原料中固体含量和搅拌转速对稻草秸秆水解的影响。实验结果表明,最佳秸秆颗粒的质量浓度为0.050 0 g/mL,最佳转速为700 r/min。研究了稻草秸秆在160～210℃内的水解趋势。研究结... 详细信息

用0.05%(w)的稀硫酸对湖北省稻草秸秆进行水解,考察了混合原料中固体含量和搅拌转速对稻草秸秆水解的影响。实验结果表明,最佳秸秆颗粒的质量浓度为0.050 0 g/mL,最佳转速为700 r/min。研究了稻草秸秆在160～210℃内的水解趋势。研究结果表明,160℃时,稻草秸秆水解得到的还原糖含量随水解的进行呈单峰趋势;在170～200℃时呈双峰趋势;当温度达到210℃时又呈现单峰趋势,这与稻草秸秆中纤维素和半纤维素水解得到的两个还原糖峰随水解的进行呈现叠加和分离有关。表征固体残渣并分析水解产物组成的结果显示,水解后半纤维素大部分水解,木质素的结构在一定程度上被破坏,纤维素的聚合度急剧降低但结晶度仍较高;水解产物主要为纤维三糖、纤维二糖、葡萄糖、木糖、丙酮醛和未知混合物。

关键词：稻草秸秆超低酸水解还原糖纤维素半纤维素

Co掺杂ZIF-8衍生合成高效Co-N-C氧还原催化剂的研究

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武汉工程大学学报 2023年第1期45卷 35-41页

作者：罗海彬曹庆成覃远航武汉工程大学化工与制药学院绿色化工过程教育部重点实验室(武汉工程大学)新型反应器与绿色化学工艺湖北省重点实验室(武汉工程大学)湖北武汉430205

在合成中添加Co(NO_(3))_(2)·6H_(2)O制备钴掺杂的2-甲基咪唑锌盐材料,通过优化钴掺杂量及热解温度得到了具有高比表面积(888 m^(2)/g)且同时存在微孔和介孔(孔体积为0.591 cm^(3)/g)的高效Co-N-C催化剂。电化学测试表明:Co-N-C催化剂... 详细信息

在合成中添加Co(NO_(3))_(2)·6H_(2)O制备钴掺杂的2-甲基咪唑锌盐材料,通过优化钴掺杂量及热解温度得到了具有高比表面积(888 m^(2)/g)且同时存在微孔和介孔(孔体积为0.591 cm^(3)/g)的高效Co-N-C催化剂。电化学测试表明:Co-N-C催化剂具有良好的酸性氧还原催化活性、稳定性和抗甲醇毒化性能,其在0.1 mol/L HClO_(4)溶液中的氧还原途径主要是4电子反应过程,半波电位达到0.807 V,稳定性可与商业Pt/C催化剂相媲美。物理表征结果表明:钴元素成功地掺杂到Co-N-C催化剂中,较高的石墨化程度、良好的导电性、丰富的孔结构和Co-Nx活性位点,极大地提高了Co-N-C催化剂在酸性条件下的氧还原催化性能。本工作为合成ZIFs衍生的高效氧还原催化剂提供了新的思路。

关键词：氧还原反应非贵金属催化剂 Co-N-C 溶剂热法

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钾长石超声波强化浸出动力学

化工矿物与加工 2016年第10期45卷 16-20页

作者：张艳芳马家玉覃远航吴再坤王存文武汉工程大学化工与制药学院绿色化工过程教育部重点实验室

在超声波体系下对钾长石进行了硫酸酸浸动力学研究,实验结果表明,由于超声空化作用,以硫酸作为浸出剂超声波能强化钾长石的酸浸过程,钾浸出率可以提高3%8%。适宜的浸出工艺条件为:超声功率100 W,反应温度90℃,液固比4∶1,原料比(CaF2质... 详细信息

在超声波体系下对钾长石进行了硫酸酸浸动力学研究,实验结果表明,由于超声空化作用,以硫酸作为浸出剂超声波能强化钾长石的酸浸过程,钾浸出率可以提高3%8%。适宜的浸出工艺条件为:超声功率100 W,反应温度90℃,液固比4∶1,原料比(CaF2质量/钾长石质量)0.1,硫酸质量分数40%,反应时间7h,此时钾的浸出率可达83.23%。钾长石超声波强化浸出过程可利用粒度不变的缩核模型来描述,活化能为45.69kJ/mol,属于化学反应控制过程。

关键词：钾长石超声波浸出动力学强化