石油化工高等学校学报
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多孔生物弹性材料的渗流数值模拟
陈妙超, 杨盛, 郭凯旋, 冯金宝, 玉姣
石油化工高等学校学报    2024, 37 (2): 73-80.   DOI: 10.12422/j.issn.1006-396X.2024.02.010
摘要321)   HTML2)    PDF (2708KB)(43)    收藏

模拟了一种多孔生物弹性体材料—聚癸二酸甘油酯(PGS)被植入人体软组织的传质扩散渗流现象;用N2吸附?脱附法表征了PGS材料的孔隙结构;用多物理场仿真软件COMSOL设计不同孔道数目和孔径的支架模型,探究了孔隙度不变时孔道和孔径参数对血液渗流的影响;用COMSOL设计适配的PGS支架模型,结合流体动力学理论,对血液流过PGS支架时的血流特性进行数值模拟,对血流场的动力黏度和剪切速率进行了分析;对不同血液入口速度下的渗流压力和扩散情况进行了对比分析。结果表明,PGS为一种趋于介孔的材料;当血液在多孔支架内流动时,动力黏度随剪切速率的变化而变化,说明血液在支架内的渗流是一种非牛顿流体渗流;在不同入口速度下,血液在多孔支架内的扩散速度不同,入口速度越大,压力越大,传质扩散速度越快。

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低活性高和易性酯类大单体的制备及其抗收缩性能研究
陈明, 田威
石油化工高等学校学报    2024, 37 (2): 58-65.   DOI: 10.12422/j.issn.1006-396X.2024.02.008
摘要294)   HTML3)    PDF (1455KB)(14)    收藏

如何解决混凝土对外加剂的掺量敏感和混凝土收缩问题,一直是建筑行业期待解决的技术问题。以3?甲基?3?丁烯基氧基乙酸(MBA)为起始剂合成了新型酯类聚羧酸减水剂用大单体(ACPEG);通过多角度激光散射仪测定了ACPEG的重均相对分子质量(Mw)。结果表明,ACPEG具有聚合活性低的独特优势,可于40 ℃一步法合成减水剂而不会爆聚;ACPEG的Mw为2 389,说明形成了聚醚单体结构;由ACPEG合成的减水剂减水率为37.4%,离析率为10.8%,1 h泌水率为6.2%,表面张力为35.67 mN/m,和易性比由酯类大单体(MAPEG)合成的减水剂略差,但在混凝土坍落度、泌浆距离、离析率、和易性及减缩效果等方面,均优于由甲基烯丙醇聚氧乙烯醚(IPEG)和异戊烯基聚氧乙烯醚(TPEG)合成的减水剂。

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不同条件下的注采井关调实验及数值模拟研究
陈楠
石油化工高等学校学报    2024, 37 (2): 9-15.   DOI: 10.12422/j.issn.1006-396X.2024.02.002
摘要335)   HTML2)    PDF (3569KB)(40)    收藏

通过物理模拟和数值模拟两种方法,对不同条件下的注采井关调实验进行了研究;在岩心尺度上,根据相似准则建立了油藏物理模型。结果表明,物理模型的渗透率越高,模型压力越低,关调后平均压力降幅越小;原油黏度越大,模型压力越高,关调后平均压力降幅越明显;随着流量降幅增加,压力调控降幅明显增大。数值模拟结果表明,由于断层的阻隔,断层两侧没有形成连通,造成两侧能量补充不同,随着开采的进行,压力差由初期的0.35 MPa降低到0.15 MPa左右;当调整井断层两侧均为一注两采时,随着开发时间的延长,断层两侧压力存在差异,但生产后期又趋于一致;当调整井断层两侧分别为一注两采和一注四采时,随着开发时间的延长,断层两侧压力系统差异增大。该研究对“双高”油田调整井的钻井具有重要的借鉴意义。

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石墨烯/聚酰亚胺纳米复合材料的研究进展
孙家明, 陈东洋, 陈皓男, 陈炤汝, 刘晓旭
石油化工高等学校学报    2023, 36 (6): 1-12.   DOI: 10.12422/j.issn.1006-396X.2023.06.001
摘要216)   HTML16)    PDF (6061KB)(124)    收藏

石墨烯具有优异的机械、电学、热学和光学性能,在改善聚酰亚胺复合材料的性能方面显示出巨大的潜力。利用石墨烯特殊的二维特性,可以很容易地对其进行不同程度的结构设计和功能化改性,这为充分利用其优异的性能合成具有特殊功能的聚酰亚胺复合材料带来了新的机会。综述了近年来石墨烯/聚酰亚胺纳米复合材料在导电性、机械性能、热学性能和电磁屏蔽等方面的研究进展;系统分析了石墨烯的结构和功能化改性方式对石墨烯/聚酰亚胺纳米复合材料性能的影响;讨论了不同类型石墨烯/聚酰亚胺纳米复合材料的应用领域,详细探讨了石墨烯与聚酰亚胺基体之间的界面相互作用对纳米复合材料性能的影响。

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钙钛矿光伏电池封装材料的制备与性能研究
赵鹤鸣, 陈丽萍, 魏奇, 于龙娇, 杨健松, 石富强, 王世伟
石油化工高等学校学报    2023, 36 (5): 67-72.   DOI: 10.12422/j.issn.1006-396X.2023.05.009
摘要233)   HTML11)    PDF (1538KB)(234)    收藏

钙钛矿光伏电池具有光电转换效率高、可柔性加工等优势,被认为是最有应用前景的第三代光伏产品。传统封装材料的高温封装过程很难满足钙钛矿光伏组件高性能化的需求。以丙烯酸酯类单体为原料,通过自由基共聚合工艺,成功合成了一种适合钙钛矿光伏电池封装的胶膜材料;利用红外光谱、拉力试验机等对材料的结构、透光率和黏结特性等进行了表征。结果表明,该胶膜材料非常适合钙钛矿光伏电池的封装,可以在80 ℃实现对钙钛矿太阳能电池(PSCs)和外层玻璃的有效黏结;封装后PSCs光电转换效率可达20.59%,并且封装后的PSCs器件表现出良好的抗冲击性能。

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石墨相氮化碳的制备、改性及应用
陈基鹏, 杨阳佳子, 李鹏, 张健, 胡绍争
石油化工高等学校学报    2023, 36 (5): 45-51.   DOI: 10.12422/j.issn.1006-396X.2023.05.006
摘要688)   HTML44)    PDF (1448KB)(397)    收藏

石墨相氮化碳(g?C3N4)是一种经典的非金属半导体光催化剂,具有物理化学特性稳定、能带结构合理、原料廉价易得、安全无污染等优势,在环保净化与能源催化等领域有良好的应用发展前景,近年来引起了广泛重视。但是,由于g?C3N4具有比表面积小、对可见光的吸收功能较低、光生电子与空穴复合率较高等缺点,严重影响了其应用。综述了g?C3N4的基本构造、特点、主要改性方式和国内外近年来g?C3N4的实际应用,其中改性方式涉及元素掺杂、形貌调控、贵金属沉积等。

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不同形貌CeO 2催化CO 2合成环状碳酸酯的研究
陈晓雨, 王春蓉, 孙京, 王景芸, 陈阳, 周明东
石油化工高等学校学报    2023, 36 (5): 38-44.   DOI: 10.12422/j.issn.1006-396X.2023.05.005
摘要142)   HTML4)    PDF (5021KB)(158)    收藏

以不同形貌CeO2为催化剂,催化CO2和1,3?丙二醇合成三亚甲基碳酸酯。通过SEM、TEM、XPS和XRD对不同形貌CeO2的结构和组成进行了表征。结果表明,当以棒状CeO2为催化剂、2?氰基吡啶为脱水剂,在反应温度为130 ℃、反应时间为4 h时,三亚甲基碳酸酯的收率为72.5%;R?CeO2具有较多的缺陷位点数量和适宜的比表面积,平均粒径小且具有中等数量的路易斯酸性位点。在此基础上对底物范围进行了拓展,实验结果显示五元环状碳酸酯和六元环状碳酸酯均能得到较好的收率。

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无钴铁基层状钙钛矿材料作SOFC阴极的研究
陈茜, 金莹, 马季, 张磊磊, 宋昭远
石油化工高等学校学报    2023, 36 (4): 69-74.   DOI: 10.12422/j.issn.1006-396X.2023.04.010
摘要126)   HTML2)    PDF (1227KB)(101)    收藏

通过溶胶凝胶一步法制备了铁基钙钛矿型复合阴极材料(Ruddlesden?Popper,RP),并对将其用作SOFC阴极的性能进行了评价。结果表明,经1 200 ℃煅烧后所制样品的组分是(La2/3Sr4/3)FeO4?(La4/3Sr8/3)Fe3O10 (LSF);在400 ℃的空气中,样品的峰值电导率为57.0 S/cm;在800 ℃的空气中,该样品在La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-δ (LSGM)电解质上的界面极化阻抗为0.198 Ω·cm2;基于300 μm厚LSGM支撑的单电池,该样品用作电池阴极时的峰值功率密度可达670 mW/cm2,且持续工作50 h性能无衰减;LSF阴极的电化学性能优异且稳定,是一种非常具有潜力的SOFC阴极材料。

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Co⁃NC⁃900催化氧化烯烃C=C断裂合成酯
李愉景, 王贺, 陈阳, 李蕾
石油化工高等学校学报    2023, 36 (4): 40-46.   DOI: 10.12422/j.issn.1006-396X.2023.04.006
摘要130)   HTML4)    PDF (1648KB)(106)    收藏

以钴纳米颗粒(Co?NC?900)为催化剂、氧气为氧化剂,使烯烃中C=C断裂,合成了酯类化合物。该催化体系具有广泛的底物适用范围以及官能团兼容性,多种单取代或多取代的芳香族和脂肪族烯烃可以顺利地通过C=C断裂转化为相应的酯。此外,催化剂经过6次回收利用,无明显活性损失。通过表征发现,纳米结构的氮掺杂石墨烯层包覆的钴纳米颗粒具有优异的催化活性。机理研究结果表明,在氧化条件下,当烯烃生成的醇或酮作为中间体时,醇和酮可以通过串联的氧化过程转化为酯。

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苯二酚精馏釜残成型活性炭的研究
王翔, 顾金辉, 刘清, 费兆阳, 陈献, 崔咪芬, 乔旭
石油化工高等学校学报    2023, 36 (3): 66-73.   DOI: 10.12422/j.issn.1006-396X.2023.03.010
摘要134)   HTML3)    PDF (2847KB)(118)    收藏

采用精馏釜残制备活性炭是一种高效、经济的危废资源化利用策略,但是制得的活性炭一般呈粉末状,难以满足工业化应用要求。以自制的苯二酚精馏釜残粉末活性炭为原料,采用去离子水为溶剂,聚丙烯酸(PAA)、海藻酸钠(SA)和Ca2+为添加剂,制备了活性炭微球。通过调控SA、Ca2+、PAA的添加质量,考察其对活性炭微球的结构与机械强度的影响;采用X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、拉曼光谱等表征手段,探讨活性炭微球的成型机理。以吸附四环素为工业化目的进行研究的结果表明,活性炭微球最高吸附量为257.8 mg/g;同时,经历9个月的水稳定测试,活性炭微球依然具有良好的吸附性能和机械强度。该成型策略采用绿色化、经济性原料,有效解决了粉末成型难与活性炭微球性能差的问题,为高性能材料工业化应用提供了有效的解决方案。

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Tb配合物的水热合成、晶体结构及荧光性质
关磊, 陈贤, 范博文, 陈雅旭, 尹鹏鹏, 王莹
石油化工高等学校学报    2023, 36 (3): 60-65.   DOI: 10.12422/j.issn.1006-396X.2023.03.009
摘要146)   HTML2)    PDF (854KB)(75)    收藏

以1,3,6?萘三磺酸钠(Na3L)、4,4'?联吡啶(4,4'?bipy)、Tb(NO3)3·6H2O为原料,通过水热合成反应制备了Tb配合物[Tb(H2O)8]·(L)·2(4,4'?bipy)·3H2O(配合物1)。利用单晶X?射线衍射、傅里叶红外光谱、热重分析以及元素分析等表征手段,分析了配合物1的分子结构和组成,并且研究了其热稳定性和荧光发射性质。结果表明,Tb3+是八配位,呈四方反棱柱配位构型,与8个H2O分子配位形成[Tb(H2O)8]3+;L3-没有与金属离子配位,只平衡了分子内的正电荷;L3-的磺酸基与配位H2O分子之间形成氢键,将[Tb(H2O)8]3+和L3-相连,形成一维链状结构,进而将其拓展成二维层状结构;配合物1在395、453 nm处的荧光发射峰为Na3L的特征峰,在545、601、641 nm处的荧光发射峰为Tb3+的特征峰。

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两亲性壳聚糖负载膨润土降焦化废水COD的研究
寇海群, 朱洲, 周瑜昌, 兰新典, 余美莹, 陈浩南
石油化工高等学校学报    2023, 36 (3): 52-59.   DOI: 10.12422/j.issn.1006-396X.2023.03.008
摘要174)   HTML8)    PDF (2559KB)(53)    收藏

为了高效去除焦化废水中的有机物,制备了一种两亲性壳聚糖负载膨润土吸附剂(C18CS?BT)。利用红外光谱、X射线衍射和扫描电镜对吸附剂的结构和表观形貌进行了表征。通过对比C18CS?BT与未改性壳聚糖负载膨润土(CS?BT)和原始膨润土(BT)对焦化废水中有机物的去除率,探究了疏水改性吸附剂对焦化废水中有机物吸附的作用机制。结果表明,与BT和CS?BT相比,C18CS?BT具有加量低、pH应用范围宽、吸附平衡时间短的性能优势;优化后的处理工艺条件为:吸附剂质量浓度为1.5 g/L,吸附时间为60 min,体系pH为7.0。经过BT、CS?BT和C18CS?BT处理后,焦化废水的化学需氧量(COD)由342 mg/L分别降为264、218、146 mg/L,对应焦化废水中有机物的去除率分别为22.81%、36.26%和57.31%。GC?MS分析结果也证实了C18CS?BT能去除焦化废水中的大部分有机物,尤其是长链烷烃及其衍生物。因此,对吸附材料进行疏水改性,可有效提升其对焦化废水中有机物的去除性能。

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不同热导率下MIL⁃101(Cr)储氢过程的数值模拟研究
李杰, 张志强, 付越, 陈树军, 徐瑶, 范海旭
石油化工高等学校学报    2023, 36 (3): 31-36.   DOI: 10.12422/j.issn.1006-396X.2023.03.005
摘要182)   HTML6)    PDF (951KB)(134)    收藏

在MOFs材料储存氢气过程中,由于材料本身热导率低,导致热量聚集,影响氢气储存性能。为了提高吸附材料的导热性能,且兼顾其储氢能力,利用数值模拟的方法,分析了吸附材料热导率的最佳调控范围。结果表明,当吸附材料热导率为0~1.2 W/(m·K)时,储氢罐的最高温度、平均温度和吸氢量随着热导率的提高得到明显的改善;当吸附材料热导率大于1.2 W/(m·K)时,改善效果明显减弱;当吸附材料热导率大于2.0 W/(m·K)时,改善效果几乎消失。因此,吸附材料的最佳热导率应当控制在1.2 W/(m·K)左右。

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模拟内外源协同催化稠油水热裂解研究
张舒, 马丽娃, 郭瑞, 李永飞, 陈刚
石油化工高等学校学报    2023, 36 (3): 11-16.   DOI: 10.12422/j.issn.1006-396X.2023.03.002
摘要230)   HTML11)    PDF (1406KB)(179)    收藏

外源催化剂进入油藏后可能与原位无机矿物形成复合物,并发生协同催化水热裂解反应。制备了蒙脱土负载的柠檬酸锌复合物模拟内外源协同催化剂,考察了其对稠油的催化降黏性能,并对反应前后的稠油进行了热重(TGA)、差示扫描量热仪(DSC)、气相色谱(GC)和元素分析(EA)。结果表明,复合催化剂B@Zn(Ⅱ)L使稠油的降黏率(30 ℃)从55.2%升高到65.4%,说明稠油热采中存在内外源协同催化的现象;复合催化剂B@Zn(Ⅱ)L与供氢剂乙醇协同作用后,稠油的降黏率从65.4%升高到80.1%;协同作用后,稠油中的部分高烃类化合物裂解为低烃类化合物,部分重质组分分解为轻质组分。因此,稠油析蜡点降低,N、S质量分数下降,高碳烃类化合物相对含量降低,低碳烃相对含量增加。

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MOF型Ca 0.7Nd 0.3CoO 3对木质素热解的催化性能研究
王海英, 王程昊, 张文成, 王晓鹏, 陈彦广, 张雷, 韩洪晶
石油化工高等学校学报    2022, 35 (5): 54-63.   DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2022.05.006
摘要268)   HTML6)    PDF (3181KB)(134)    收藏

催化热解是木质素资源化利用的一种有效途径。采用溶剂热法合成三元金属?有机框架(MOF)前驱体,通过焙烧调控制得钙钛矿Ca1?x Nd x CoO3(CNC?x),考察了其催化甘蔗渣木质素(BL)热解性能和再生性能,分析了气液相产物组成分布规律。结果表明,800 ℃焙烧制得的CNC?0.3表现出良好的催化BL热解性能,在温度为200~500 ℃时,热解活化能由64.24 kJ/mol降低至58.92 kJ/mol;与BL热解相比,气相产物收率降低,固相产物收率增加,液相产物收率由15.11%提高至17.94%;液相产物主要包括苯酚类、愈创木酚类、紫丁香酚类、苯醚类等芳香基含氧化合物,芳香基含氧化合物的总选择性比纯BL热解时提高了11.0%;经过5次循环再生,CNC?0.3仍具有良好的结构和催化稳定性。

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均相催化CO 2加氢制备MeOH的研究进展
康杏思, 陈琼遥, 何林
石油化工高等学校学报    2022, 35 (5): 25-35.   DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2022.05.003
摘要318)   HTML16)    PDF (2736KB)(422)    收藏

大气中CO2质量分数于2021年创下历史新高(414.7 μ g / g ),由此引发的一系列生态环境问题已成为不争的事实。为解决全球变暖的问题,CO2资源化利用势在必行。从CO2利用和甲醇(MeOH)经济性角度看,CO2加氢制备MeOH是一个非常具有发展潜力的能源路线,可作为实现碳中和的关键路径之一。总结了均相体系中以H2作为还原剂,还原CO2制备MeOH的最新进展;围绕CO2直接加氢制备MeOH、经CO2衍生物加氢制备MeOH以及经HCOOH歧化制备MeOH等3条路径,介绍了每条路径中涉及的催化剂体系设计、构?效关系以及反应机理;概述了每条加氢路径存在的不足,并提出了实现工业化CO2加氢制备MeOH需解决的问题。

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BaTiO 3⁃TiO 2复合体的软化学制备及其性能研究
张若男, 何仕婕, 王晓蓉, 王芳芳, 陈常东
石油化工高等学校学报    2022, 35 (4): 46-51.   DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2022.04.007
摘要312)   HTML12)    PDF (1539KB)(177)    收藏

以八水合氢氧化钡(Ba(OH)2·8H2O)、二氧化钛(TiO2)为原料,采用软化学水热的制备方法,在120 ℃的温度下,通过调控不同n(Ba)/n(Ti)合成了BaTiO3?TiO2复合体。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外?可见吸收光谱(UV?Vis)等测试手段,研究了不同n(Ba)/n(Ti)条件下所得到的复合体的结构,并考察了复合体对模拟降解污染物——罗丹明B(RhB)的降解效果。结果表明,当n(Ba)/n(Ti)=0.50时,BaTiO3?TiO2复合体对罗丹明B的降解率最大,催化效果最好;同时,n(Ba)/n(Ti)=0.50时,所形成BaTiO3?TiO2复合体的活性位点最多,有助于光催化反应的进行。

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室温合成Lews⁃Brönsted型低共熔溶剂萃取脱硫研究
陈思宇, 庄仕钊, 李秀萍, 赵荣祥
石油化工高等学校学报    2022, 35 (4): 33-37.   DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2022.04.005
摘要295)   HTML11)    PDF (1181KB)(171)    收藏

以Br?nsted酸(羧酸)和Lews酸(三氯化铁)为原料,通过搅拌方法使之形成低共熔溶剂,并采用红外光谱分析仪对低共熔溶剂进行分析。结果表明,Br?nsted酸与Lews酸通过氢键作用形成低共熔溶剂。以低共熔溶剂为萃取剂进行萃取脱硫研究,得出最佳脱硫条件:Br?nsted酸与Lews的物质的量比为1∶0.5,脱硫温度为30 ℃,剂油体积比为1∶5;在最佳脱硫条件下,低共熔溶剂对模拟油、汽油和柴油有较好的脱硫效果。

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海上天然气吸附净化脱CO 2的动态穿透实验研究
付越, 徐义恒, 段军, 田苗苗, 李良军, 陈树军, 赵学波
石油化工高等学校学报    2022, 35 (4): 26-32.   DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2022.04.004
摘要345)   HTML8)    PDF (2400KB)(299)    收藏

为了研究摇摆工况、天然气中所含的H2O和N2对海上天然气吸附净化脱CO2的影响,开展了静止和摇摆工况下多组分混合气体在干燥和含H2O的13X分子筛上的动态穿透实验。采用质谱仪对CH4、CO2和N2按比例进行配气,获得了CH4/CO2和CH4/ CO2/ N2两种多组分混合气体;在静止和摇摆工况下,通过动态穿透实验测定了不同时间下混合气体中每种气体在干燥和含H2O的13X分子筛出口处的分压,得到了穿透曲线以及穿透时间;通过穿透曲线分析了静止和摇摆工况下干燥和含H2O的13X分子筛对两种混合气体中CO2的吸附净化效果,进而得到了摇摆工况下H2O以及N2对海上天然气吸附净化脱CO2的影响。实验结果表明,无论在静止还是摇摆工况下,13X分子筛对CO2的吸附能力最强,对N2的吸附能力最弱;N2的存在有利于海上天然气吸附净化脱CO2,而H2O和摇摆不利于CO2的脱除

图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
CeO 2复合碳基催化剂的氧还原性能影响因素的探究
程喆, 陈鹏华, 满小, 常迎, 贾晶春, 贾美林
石油化工高等学校学报    2022, 35 (2): 29-36.   DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2022.02.005
摘要364)   HTML    PDF (4546KB)(175)    收藏

以六水合氯化铈为前驱体、氯化钠为模板、牛奶为碳源,制备CeO2修饰的三维氮、磷掺杂的碳基催化剂(CeO2?NPC)。通过旋转圆盘电极(RDE)以及旋转环盘电极(RRDE),分析催化剂的制备条件对氧还原反应(ORR)过程的影响;结合X射线光电子能谱(XPS)、拉曼光谱等表征,探究合成过程对结构的影响。通过改变煅烧温度发现,温度升高的过程中N、P等杂元素会随着小分子溢出,碳载体上的缺陷程度增加,CeO2的质量分数一直处于上升趋势。

图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
GO改性的铈基纳米复合光催化剂性能对比研究
陈佳慧, 黎泓麟, 杨紫坤, 罗鸿仙, 张金生, 李丽华
石油化工高等学校学报    2022, 35 (1): 63-67.   DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2022.01.010
摘要373)   HTML8)    PDF (962KB)(206)    收藏

纳米材料的紫外屏蔽性能及光催化性能会由于材料自身的表面结合能不同而不同。制备纳米氧化锌(NPs?ZnO)、纳米二氧化铈(NPs?CeO2)、NPs?ZnO/CeO2及氧化石墨烯改性氧化锌/氧化铈纳米复合材料(NPs?ZnO/CeO2@GO),并对制备样品进行了XRD、FT?IR、SEM等表征和紫外屏蔽性能及光催化性能测试研究。结果表明,紫外屏蔽能力:NPs?ZnO<NPs?CeO2<NPs?ZnO/CeO2<NPs?ZnO/CeO2@GO,作用3 h后的亚甲基蓝染料的降解率大小顺序为:NPs?ZnO/CeO2@GO(0.92)>NPs?ZnO(0.89)>ZnO/CeO2(0.75)>NPs?CeO2(0.66);并且NPs?ZnO/CeO2@GO的光催化性强于参与实验的其他光催化剂。

图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
基于Fluent分层注水工具过桥短节的压力损失数值模拟
张立刚, 娄绢平, 温晓红, 陈喜田, 刘照义, 孙道坤, 谭甲兴
石油化工高等学校学报    2021, 34 (6): 64-69.   DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2021.06.010
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分层注水工具是分层注水系统中的核心部件,对分层注水开发具有十分重要的意义。为研究不同管道粗糙度、不同流量对分层注水工具过桥短节摩阻压耗的影响,利用Fluent软件进行模拟分析。结果表明,分层注水工具过桥短节流量为500~2 000 m3/d工况下,外管压耗为 1.90 × 10 4 ~ 6.16 × 10 5 ? P a ,内管压耗为 3.61 × 10 5 ~ 4.03 × 10 6 ? P a ;当粗糙度不变时,液体流量越大,引起的局部阻力越大,引起的分层注水工具摩阻压耗越大,管道粗糙度对摩阻压耗的影响较小,可以忽略不计。以上研究结果为新分层注水管道设计及参数的选择提供了依据。

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LD油田高倍数水驱油效率实验研究
李金宜, 罗宪波, 刘英宪, 刘宗宾, 冯海潮, 陈科
石油化工高等学校学报    2021, 34 (6): 42-49.   DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2021.06.007
摘要545)   HTML    PDF (2281KB)(253)    收藏

为探索介于热采开发界限的高孔高渗疏松砂岩稠油油藏在大液量提液冷采模式下的水驱油效率及其影响因素,以渤海辽东矿区LD油田样品为例,在实验流速分别为1.0、7.5、15.0 mL/min的情况下,开展了2 000 PV高倍数水驱油效率的实验研究,同时结合压汞、X衍射全岩和气测渗透率等实验数据对提液方式进行优化,分析各因素对此类型稠油油藏提液后的水驱油效率的影响。结果表明,微观孔喉结构、填隙物体积分数、渗透率等储层地质特征差异对提液后的驱替特征具有较大影响,微观孔喉结构越差、填隙物体积分数越高、渗透率越低,高倍数水驱油效率越低;相比于直接提液方式,分步提液方式能取得更高的水驱油效率。对处于热采界限内的该类型稠油油藏进行水驱冷采开发,为避免造成前缘突进、降低微观波及,提液幅度控制在7.5倍为宜。实验结果可以有效指导该类型稠油油藏在矿场利用水平井规模化大幅提高生产井产液量进行剩余油挖潜。

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六方相/单斜相WO 3“异相结”的可控合成及光催化性能
刘纪法, 陈雪冰, 王芳芳, 张静, 陈常东
石油化工高等学校学报    2021, 34 (6): 22-26.   DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2021.06.004
摘要761)   HTML    PDF (1500KB)(232)    收藏

利用沉淀法合成了球形六方相氧化钨(h?WO3),通过调控六方相向单斜相的相变,可控制备了六方/单斜WO3(h/m?WO3)“异相结”催化剂。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和比表面积(BET)等对WO3催化剂的晶相结构及组成、粒子大小和比表面积进行了表征。光催化分解水产氧的实验结果表明,相较于纯六方相WO3,具有合适晶相组成的h/m?WO3展现了显著的光催化性能。结合六方相和单斜相的能带位置,表面光电压表征结果发现,h/m?WO3“异相结”的形成显著促进了催化剂表面光生电子和空穴的高效分离,进而提高了催化剂的光催化活性。

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渤海注聚井区油井深部解堵工艺研究及应用
袁征, 黄杰, 郭布民, 陈磊
石油化工高等学校学报    2021, 34 (5): 80-84.   DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2021.05.013
摘要387)   HTML    PDF (5372KB)(198)    收藏

针对渤海油田油井解堵效果变差、有效期降低等问题,提出了扩大解堵半径、优选解堵剂体系、强化解堵效果的解堵思路。通过工艺研究、工艺优选,形成了深穿透解堵技术。深穿透解堵技术主要包含基质解堵、降阻造缝和储层深部解堵三个过程。对深穿透解堵工艺机理进行了研究,并形成了一套现场可应用的工艺技术。针对锦州油田注聚井区堵塞问题,从聚合物溶液降黏、模拟含聚堵塞物、现场含聚堵塞物降解三个方面优选出一种复合解堵剂,结合工艺思路形成施工方案,并进行现场应用,取得了较好的增液、增油效果。

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小型储气罐火灾工况数值模拟分析
万宇飞, 陈建玲, 李立婉, 朱睿, 王文光, 刘英雷
石油化工高等学校学报    2021, 34 (5): 68-73.   DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2021.05.011
摘要421)   HTML    PDF (983KB)(272)    收藏

以某输气管线气液联动执行机构中的储气罐为例,利用Ansys Fluent软件建立同比例三维模型,模拟火灾工况下,外部热量不断输入,罐内压力和罐体温度随时间的变化情况。利用Aspen Hysys软件模拟计算该小型储气罐在火灾工况下安全泄放所需的最小安全阀口径。结果表明,当钢制储气罐外部发生火灾时,罐体温度和罐内压力急剧升高,在很短的时间内就能达到储气罐坍塌温度和储气罐设计压力;达到钢制储气罐坍塌温度的时间滞后于达到储气罐设计压力的时间;从安全的角度,设置安全阀可安全有效泄放气体,即使储气罐发生坍塌,也有助于降低事故发生的危害程度;确定的安全阀最小口径为0.03 cm2,建议选型的安全阀口径不低于0.05 cm2

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基于动态亚胺键的自修复有机硅弹性体的制备及性能研究
延晨政哲, 陈利贞, 高传慧, 武玉民
石油化工高等学校学报    2021, 34 (5): 9-15.   DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2021.05.002
摘要756)   HTML    PDF (1512KB)(347)    收藏

报道了一种将α,ω?氨丙基封端的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS?NH2)、戊二醛(GA)和三(4?氨基苯基)胺(TAPA)通过席夫碱反应进行交联,合成自修复有机硅弹性体PDMS?GA?TAPA。通过FT?IR和1H?NMR对PDMS?GA?TAPA的结构进行表征。高温溶解实验证明PDMS?GA?TAPA具有优异的化学稳定性和热稳定性。同时,PDMS?GA?TAPA具有优异的机械强度,其拉伸强度最高可达3.6 MPa,断裂伸长率最高可达112%。此外,通过调节PDMS?GA?TAPA的交联密度,可以实现调节PDMS?GA?TAPA机械性能的目的。将PDMS?GA?TAPA样品在100 ℃处理1 h,该弹性体可以实现自修复,其自修复效率达到83%。

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基于CFD⁃PBM模拟水力旋流器油水分离特性研究
贾朋, 陈家庆, 蔡小垒, 孔令真, 王春升, 尚超, 张明, 石熠
石油化工高等学校学报    2021, 34 (4): 58-65.   DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2021.04.010
摘要499)   HTML    PDF (2644KB)(480)    收藏

分析讨论了常规欧拉模型和耦合PBM下水力旋流器的静压力、切向速度及湍流耗散率等流场信息分布规律,结果表明在流场预测方面二者基本一致。在此基础上,采用基于PBM模型的CFD数值模拟方法,对水力旋流器的分离特性进行研究,并探究了不同入口流量、溢流分流比、油相黏度及密度等因素对油滴粒径分布以及油水分离特性的影响。结果表明,随着入口流量的增加,水力旋流器的分离效率呈先增大后减小的趋势,在处理量为4 m3/h时达到98%的最高分离效率;溢流分流比的增大有利于提升分离效率;随着油相黏度的增大,油滴受到的径向力减小,不易发生聚结,使分离效率明显降低;油相密度的增大导致尾管段平均油滴粒径的增加,使分离效率明显降低。总体而言,利用CFD?PBM数值模拟方法可以获得水力旋流器内部油滴粒径分布及变化特性,有利于从不同尺度揭示水力旋流器的分离机理。

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高盐油藏无机凝胶与泡沫复合调驱研究
何欣, 卢祥国, 曹伟佳, 陈超, 徐浩, 张立东
石油化工高等学校学报    2021, 34 (3): 52-57.   DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2021.03.009
摘要361)   HTML    PDF (1359KB)(75)    收藏
吐哈雁木西油藏具有岩石胶结度较低、储层非均质性强和注入水矿化度高等特点,长期注水开发已经形成了优势通道,现有技术难以满足深部液流转向。以目标油藏储层地质特征和流体特性等为模拟对象,开展了无机凝胶与表面活性剂适应性研究。结果表明,非离子表面活性剂(DWS)溶液具有良好抗盐性。无机凝胶(硅酸钙或硅酸镁)对DWS溶液影响不大,表明实施交替注入调驱的驱油效果不会受到太大影响。当表面活性剂与原油发生乳化作用时,“贾敏效应”可以产生附加渗流阻力和液流转向效果,因而采收率呈现较大幅度升高。在三种无机凝胶与表面活性剂和氮气组合方式中,“无机凝胶+表面活性剂溶液+气”交替注入方式注入压力较高,液流转向和扩大波及体积效果较好,因而采收率增幅较大。
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TiO 2基纳米容器的制备及抗腐蚀性能
武亚琪, 陈曹玥, 刘琳
石油化工高等学校学报    2021, 34 (3): 7-12.   DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2021.03.002
摘要318)   HTML    PDF (2290KB)(264)    收藏
采用NaF刻蚀法和溶胶凝胶法合成了二氧化钛@二硫基噻二唑@二氧化硅(TiO2@DMTD@SiO2)纳米容器。利用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)等对纳米容器的微观形貌和结构进行了表征,采用视频光学接触角测量仪测试了涂层的亲水性,并通过电化学测试了涂层的耐腐蚀性能。结果表明,掺杂TiO2纳米容器的环氧树脂涂层接触角最大,其接触角为71.9°,并且与空白涂层相比,在质量分数3% NaCl溶液中浸泡1~7 d后,具有更高的耐腐蚀性能。
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