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沉淀法合成氧化镁吸附剂及其对氟化物的吸附机理

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化工进展 2025年第2期44卷 971-981页

作者：赵鹬石翎张栋强李宁兰州理工大学石油化工学院甘肃兰州730050

氟化物移除是全世界范围内急需解决的水处理问题。本文通过一种简单的沉淀-煅烧法合成了氧化镁吸附剂并将其应用于废水除氟研究。pH对合成的氧化镁材料比表面积影响较大,p H在10~10.5时合成的材料比表面积最大(101.1~154.8m^(2)/g)。通... 详细信息

氟化物移除是全世界范围内急需解决的水处理问题。本文通过一种简单的沉淀-煅烧法合成了氧化镁吸附剂并将其应用于废水除氟研究。pH对合成的氧化镁材料比表面积影响较大,p H在10~10.5时合成的材料比表面积最大(101.1~154.8m^(2)/g)。通过批量吸附实验及等温线研究,发现最大吸附容量为61.337mg/g;该过程符合Freundlich模型,说明吸附过程为非均相吸附;通过动力学研究,发现吸附过程符合拟二级动力学模型,说明吸附过程包含化学吸附。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)等表征结果推断出氧化镁的吸附机理为静电相互作用、离子交换机制。在p H为2~10时氧化镁能有效去除水中的氟化物;常见竞争阴离子中仅有CO_(3)^(2-)、PO_(4)^(3-)对氟化物的吸附有不利影响;循环吸附实验表明氧化镁吸附剂具有可再生利用的潜力。因此,通过对合成的氧化镁材料进行批次吸附实验及吸附机理的探究,为废水除氟的工业应用提供一定的理论积累。

关键词：氧化镁沉淀氟化物吸附动力学

改进DenseNet的干气密封摩擦润滑状态识别研究

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振动与冲击 2025年第4期44卷 313-321页

作者：张帅丁雪兴王世鹏力宁张兰霞兰州理工大学石油化工学院兰州730050 清华大学摩擦学国家重点试验室北京100084 中国航发湖南动力机械研究所湖南株洲412002

为了克服干气密封运行中端面接触状态参数(膜厚、端面开启时间)测量困难的问题,提出自注意力机制融合稠密连接网络(DenseNet-convolutional block attention module,DenseNet-CBAM)的干气密封端面摩擦润滑状态识别方法。根据斯特里贝克... 详细信息

为了克服干气密封运行中端面接触状态参数(膜厚、端面开启时间)测量困难的问题,提出自注意力机制融合稠密连接网络(DenseNet-convolutional block attention module,DenseNet-CBAM)的干气密封端面摩擦润滑状态识别方法。根据斯特里贝克曲线和干气密封运行规律分析端面可能出现的摩擦润滑状态:流体润滑,边界润滑、混合润滑。通过声发射传感器采集密封系统运行时的声发射信号,通过滤波、时域分析、频域分析得出能够表征各种摩擦润滑状态的特征分量,获取三维连续小波(3D continuous wavelet transform,3D-CWT)时频图,最终基于深度学习模型Densenet-CBAM识别时频图,实现密封系统摩擦润滑状态识别。与其他二维时频特征图作为输入端相比,3D-CWT时频图提高了状态识别的准确率。同时,相较于其他深度学习模型,该方法对干气密封摩擦润滑状态识别精度高,达到了99.27%。

关键词：干气密封稠密连接网络自注意力机制声发射状态识别

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炼油企业减油增化总流程方案研究

石油炼制与化工 2025年第3期56卷 84-89页

作者：刘怀元史晓迪赵德强房兴王健杨万强吴昊解增忠中国石油兰州石化分公司兰州730060 中石化石油化工科学研究院有限公司

乙烯是一种极其重要的化工原料,为了应对中国石油兰州石化分公司(简称兰州石化)0.24 Mt/a乙烯装置面临淘汰关停的问题,保证全厂石脑油加工平衡,以维持炼油厂原油加工量,对兰州石化炼油系统进行了减油增化一体化总流程方案研究,充分利用... 详细信息

乙烯是一种极其重要的化工原料,为了应对中国石油兰州石化分公司(简称兰州石化)0.24 Mt/a乙烯装置面临淘汰关停的问题,保证全厂石脑油加工平衡,以维持炼油厂原油加工量,对兰州石化炼油系统进行了减油增化一体化总流程方案研究,充分利用炼油厂现有原油资源、装置资源,结合地区及企业产品需求,选择不同的工艺技术路线和加工流程,对炼油厂进行了柴油加氢装置改造方案和新建蜡油加氢裂化方案的对比研究,探索合适的流程以提高炼油系统乙烯原料供应量,降低成品油产量,实现兰州石化炼油系统生产1.20 Mt/a乙烯配套原料。

关键词：减油增化乙烯总流程优化

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丁二烯选择性加氢Ni基催化剂研究进展

石油学报(石油加工) 2025年

作者：张益豪马萍和树立花小兵展学成谢元许昊翔马好文程道建中国石油石油化工研究院兰州化工研究中心北京化工大学中国石油广东石化分公司

碳四馏分是催化裂化炼油和蒸汽裂解制乙烯的主要产物之一。然而催化裂化炼油过程中碳四馏分中少量1，3-丁二烯的存在会直接影响下游工艺产品的质量，通过1，3-丁二烯的选择加氢可以实现碳四馏分的高效精制。开发高性能Ni基催化剂，替代... 详细信息

碳四馏分是催化裂化炼油和蒸汽裂解制乙烯的主要产物之一。然而催化裂化炼油过程中碳四馏分中少量1，3-丁二烯的存在会直接影响下游工艺产品的质量，通过1，3-丁二烯的选择加氢可以实现碳四馏分的高效精制。开发高性能Ni基催化剂，替代贵金属催化剂，是目前1，3-丁二烯选择加氢催化剂的研发趋势。综述了1，3-丁二烯选择加氢Ni基催化剂的国内外研究进展，从丁二烯选择加氢反应机理，以及Ni基催化剂的构效关系、载体改性和优化、合金化、杂原子掺杂、离子液体涂层、催化剂制备方法等角度，着重讨论了目前对Ni基催化剂活性、选择性和稳定性的优化策略。未来可以从理论计算结合实验表征明确反应机理、精准调节Ni活性位点的配位环境、通过预处理解决催化剂失活、开发与催化性能高度匹配的催化工艺技术等方面对Ni基催化剂进一步优化。

关键词：碳四馏分 1,3-丁二烯选择加氢 Ni基催化剂多相反应

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低温球罐大流量排液过程的流动特性

石油学报(石油加工) 2025年第1期41卷 135-145页

作者：赵国锋陈叔平姚淑婷谭风光金树峰吴宗礼党战伟兰州理工大学石油化工学院甘肃兰州730050 甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司甘肃兰州730070

低温球罐大流量排液过程出现自由表面漩涡等复杂物理现象,严重影响泵等装置的安全运行及低温液体的稳定输送。针对某2000 m^(3)液氧球罐720 m^(3)/h的大流量排液工况,采用计算流体力学(CFD)方法中非稳态流动及流体体积法(VOF)对排液过... 详细信息

低温球罐大流量排液过程出现自由表面漩涡等复杂物理现象,严重影响泵等装置的安全运行及低温液体的稳定输送。针对某2000 m^(3)液氧球罐720 m^(3)/h的大流量排液工况,采用计算流体力学(CFD)方法中非稳态流动及流体体积法(VOF)对排液过程进行数值模拟,通过用户自定义函数(UDF)将初始切向速度与科氏力加载到计算流场,研究了不同初始切向速度及科氏力对排液过程、漩涡夹气的影响规律,并探究了漩涡演化规律。结果表明:初始流体静止时,科氏力是大流量排液过程中形成漩涡的主要原因,但科氏力对临界液位高度影响较小;流体具有一定初始切向速度时,初始切向速度起主导作用,科氏力可忽略;初始切向速度越大,临界液位高度越高,减弱切向速度的发展是抑制漩涡的重要举措;流场初始切向速度为0.003、0.009、0.018 m/s时,其临界液位高度分别低于0.682、0.714、0.848 m,排液管口发生微量空化。该结果可预测球罐大流量排液中漩涡运动,为排液系统优化设计提供数值计算依据。

关键词：低温液体漩涡临界液位高度科氏力数值模拟球罐

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黑色二氧化钛纳米材料的构筑及其应用现状

化工进展 2025年第1期44卷 341-353页

作者：刘炜张敏朱照琪王毅梁卫东孙寒雪兰州理工大学石油化工学院甘肃兰州730050 甘肃东方钛业有限公司甘肃白银730900

二氧化钛(TiO_(2))是典型的氧化物半导体材料,广泛应用于光催化领域,但其较宽的能量带隙限制了其在实际中的应用。黑色TiO_(2)(B-TiO_(2))纳米材料通过在TiO_(2)表面构筑结构缺陷降低带隙宽度,能够有效提高其可见光响应性能和量子效率... 详细信息

二氧化钛(TiO_(2))是典型的氧化物半导体材料,广泛应用于光催化领域,但其较宽的能量带隙限制了其在实际中的应用。黑色TiO_(2)(B-TiO_(2))纳米材料通过在TiO_(2)表面构筑结构缺陷降低带隙宽度,能够有效提高其可见光响应性能和量子效率。本文总结了B-TiO_(2)的基本特性,包括光学性质、晶型、缺陷与微观结构性质,并对近年来B-TiO_(2)的制备与缺陷构筑方法(如气氛焙烧法、溶胶-凝胶法、化学还原法等)进行了系统总结。同时,本文梳理了黑色TiO_(2)性能提升策略及其在水体净化、有机物降解、能源转换及医疗等领域的应用现状。最后指出B-TiO_(2)研究领域未来需要重点关注的几个方面为:结合理论和实验深入探讨其结构-性能之间的构效关系是合理设计B-TiO_(2)表面缺陷、开发高效合成方法的基础,先进的表征和分析手段有待加强;在保持高活性的同时,开发结构更加稳定的B-TiO_(2)是将其推向实际应用的重要前提;此外,交叉学科的发展应推动B-TiO_(2)的应用范围向更多领域延伸。

关键词：黑色二氧化钛光催化降解复合材料纳米材料

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界面动力学对钠离子电池低温性能的影响

储能科学与技术 2025年第1期14卷 30-41页

作者：要义杰张峻伟赵燕君梁宏成赵冬妮兰州理工大学石油化工学院甘肃省低碳能源化工重点实验室甘肃兰州730050

钠离子电池(SIBs)因其资源丰富、成本低廉、安全性高以及对环境友好等优势被认为是后锂时代最有前途的电池技术。然而,如果没有热保护,钠离子电池在寒冷地区和季节下的应用会受到严重限制。尽管许多单独的过程都会造成低温下SIBs常见的... 详细信息

钠离子电池(SIBs)因其资源丰富、成本低廉、安全性高以及对环境友好等优势被认为是后锂时代最有前途的电池技术。然而,如果没有热保护,钠离子电池在寒冷地区和季节下的应用会受到严重限制。尽管许多单独的过程都会造成低温下SIBs常见的容量损失,但其中大多数过程都会受到电池内部液态电解液的影响。这是因为电解液流动性在低温环境中下降,而且电解液与电极之间的兼容性变差,钠离子(Na+)传输能力显著下降,这会导致SIBs性能突然下降以及循环寿命显著缩短。因此,本文从Na+在主体电解液和界面处的行为进行阐述,从电解质盐、溶剂和添加剂等方面总结了改善SIBs低温下性能的策略,并且指出Na+通过界面处的动力学下降是影响低温下电池性能的主要原因。因此本文着重介绍了关于溶剂化结构的新见解,并且对基于调控溶剂化结构来改善电极/电解液界面(EEI)膜组成以及降低脱溶剂化能势垒的低温电解液设计策略进行系统分析。最后,本文提出了一些基于提升界面动力学改善电池低温性能的潜在策略,旨在更有效地指导低温SIBs的设计。

关键词：钠离子电池(SIBs) 低温电极/电解液界面溶剂化结构脱溶剂化

类金刚石碳薄膜在摩擦纳米发电机中的应用进展

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表面技术 2025年第1期54卷 17-31页

作者：李伟业王欣张素荣许春林陈丽张斌中国科学院兰州化学物理研究所、兰州润滑材料与技术创新中心兰州730000 兰州理工大学石油化工学院兰州730050 中国航发北京航空材料研究院北京100084 杭州赫铭科技有限公司杭州310018

在众多新能源技术中,摩擦纳米发电机(Triboelectric Nanogenerator,TENG)因其独特的能量收集机制和广泛的应用前景而备受关注。如何提高TENG的服役寿命,成为当前的研究热点之一。首先总结了TENG的发电原理,提出了耐磨寿命的紧迫需求。... 详细信息

在众多新能源技术中,摩擦纳米发电机(Triboelectric Nanogenerator,TENG)因其独特的能量收集机制和广泛的应用前景而备受关注。如何提高TENG的服役寿命,成为当前的研究热点之一。首先总结了TENG的发电原理,提出了耐磨寿命的紧迫需求。然后分析了类金刚石碳(Diamond-like Carbon,DLC)薄膜优异的耐磨性、化学稳定性和电子特性,探讨了超润滑DLC薄膜在减少摩擦和磨损的同时,如何提高能量转换效率和设备耐久性,以及TENG在自供能传感器、可穿戴设备、环境能量收集、微型电子设备和智能物联网(IoT)等领域的应用。进一步从DLC薄膜材料表面改性、多层结构设计、掺杂改性和复合结构设计等展开了TENG性能优化策略的讨论。展望了超润滑DLC-TENG技术面临的挑战和未来的研究方向,包括开发新型高效、低成本的超润滑DLC复合材料,探索创新的结构设计,实现TENG的智能化和环境能量综合利用,期待其在未来实现更广泛的应用。

关键词：摩擦纳米发电机 DLC材料超润滑材料能量收集可持续发展自供能传感器

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氢化热解法制备高纯碳酸锂的研究进展

化工进展 2025年

作者：李亚辉刘陶然朱瑞松曹靖刘铭晖李应文胡雪生高飞中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院

高纯碳酸锂作为磁性材料行业、原子能工业、电子工业和光学仪器行业的重要原料，市场需求量逐年提升。以大宗粗碳酸锂为原料纯化精制高纯碳酸锂的相关技术备受关注。其中，氢化热解法因可操作强、收率高等特点在制备高纯碳酸锂方面展现... 详细信息

高纯碳酸锂作为磁性材料行业、原子能工业、电子工业和光学仪器行业的重要原料，市场需求量逐年提升。以大宗粗碳酸锂为原料纯化精制高纯碳酸锂的相关技术备受关注。其中，氢化热解法因可操作强、收率高等特点在制备高纯碳酸锂方面展现出广阔应用前景。本文围绕氢化过程和热解过程介绍了近年来的最新研究进展，包括氢化过程的传质反应机理和宏观动力学，分析了CO2流速和液固比等工艺参数对氢化率的影响，总结了关键工艺参数优化范围；探讨了热解过程中晶体生长与团聚控制等关键科学问题，重点关注了近年来过程强化技术和微量杂质的深度脱除技术在氢化热解制备高纯碳酸锂工艺中的具体应用，并对其未来发展方向提出进一步展望。本文旨在为氢化热解法纯化粗碳酸锂制备高纯碳酸锂的工业化应用提供理论支撑和技术支持。

关键词：高纯碳酸锂氢化热解纯化微量杂质脱除