北京化工大学学报（自然科学版）

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李群生;郭凡

. 2014, 41(6): 1-10.

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相平衡是分离过程的理论基础，对化工分离过程中的理论研究和工业应用具有极为重要的价值。本文在介绍了汽-液相平衡热力学模型及固-液相平衡测定方法的基础上，综述了近年来以离子液体为溶剂的汽-液相平衡以及激光动态监测法固-液相平衡的研究进展，介绍了典型物系的相平衡研究近况，并在最后提出了几点对未来化工分离中相平衡重点研究方向的看法。

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2,2,4,4-四乙氧基-6,6-二羟乙氧基环三磷腈的合成及其阻燃应用

陈毅坚1;李增和1;李歌1;葛强1;权英2

. 2014, 41(6): 11-15.

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通过两次亲核取代对六氯环三磷腈(HCCP)进行接枝改性，合成了4∶2不对称取代的环三磷腈2,2,4,4-四乙氧基-6,6-二羟乙氧基环三磷腈(TDCP)，并采用FT-IR、1H-NMR以及31P-NMR进行表征；讨论了合成工艺条件对产率的影响，得到了最优合成工艺物料比为n(HCCP)∶n(EtONa)∶n(HOCH2CH2ONa)=1∶4∶2，两步反应的工艺条件分别为70℃，8h和70℃，40h；改性产物在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的缩聚阶段加入参与共聚反应，并作为主链的一部分，合成了新一代结构阻燃型PET聚酯材料，同时，讨论了阻燃剂的加入量对限氧指数的影响，实验结果表明，当加入2%（质量分数）时，限氧指数为30%，UL-94燃烧等级测试可达到V-0级别。

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硫酸氢根吡啶催化制备乙酸正丁酯的酯化反应精馏过程模拟

王丽坤;彭璇

. 2014, 41(6): 16-22.

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采用离子液体硫酸氢根吡啶（[Hpy][HSO4]）作为催化剂，对乙酸和正丁醇在反应精馏塔中进行酯化反应生成乙酸正丁酯的过程进行模拟研究。在缺乏实验数据的情况下，使用真实溶剂似导体屏蔽模型(COSMO-RS)方法预测了离子液体与其他物质的汽液相平衡，得到了离子液体与反应体系的二元交互参数。基于共沸精馏概念设计了带有分相器的反应精馏塔，实现了离子液体的循环利用。分析了反应精馏塔总塔板数、进料模式、进料塔板位置、再沸器热值和塔板持液量对于产品质量和乙酸转化率的影响，结果表明，当反应精馏塔塔板总数为28，反应物从第4块塔板同时进料，离子液体从第2块塔板进料，且塔板持液量为0.05m3时，乙酸正丁酯纯度和乙酸转化率均可达99.9%。

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醋酸乙烯精馏四塔控制结构的设计与模拟

李群生1;孙璐1;吴远友2;余德宝2

. 2014, 41(6): 23-28.

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首先运用Aspen Plus软件对醋酸乙烯精馏四塔进行稳态优化，优化后的操作条件为进料板位置31块板、回流比7.22、塔顶馏出量1007 kg/h。根据实际生产经验及Shinskey精馏控制三项准则，提出了单板温度控制方案(CS1)与双板温度控制方案(CS2)。动态模拟研究结果表明CS1可以保证精馏塔的稳定操作，CS2在产品质量控制上更胜一筹，但两者均不能克服进料组分的扰动。因此本文提出了一种新的控制结构：组分-温度控制结构（CS3），动态模拟结果显示，添加进料组分扰动后，塔顶产品浓度仍可满足质量要求。

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微膨胀床反应器内气液分布设备性能数值模拟

侯旭;李争;刘辉

. 2014, 41(6): 29-34.

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用VOF数值模型方法，对适用于上流式微膨胀床反应器内的气液分布设备进行了数值模拟研究，并与实验结果进行了对比。考察了气液分布设备对气液两相的分布作用，包括分布器内的动态流动特征和流动形态。同时考察了气泡的大小、上升速度、压力降随着表观气液速的变化规律。结果表明：(1)选用VOF数学模型，可以清晰准确的模拟出气液分布器的动态流动特性和气液分界面，可以指导气液分布器的优化设计；(2)气泡的上升速度随着表观气速和表观液速的增大而增大；气液分布器出口气泡的直径随着表观气速的增大而增大，随着表观液速的增大而减小；截面平均气含率随着表观气速的增大而增大，随着表观液速的增大而减小；气液分布器的压降则随着表观气速的增大而减小，随着表观液速的增加而增大；(3)相对于表观液速的变化，气液分布器对表观气速的变化敏感度更高，表观气速更影响分布器的工作负荷。

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1-丁烯高效氢甲酰化制戊醛的工艺条件探索

姜伟丽1;臧鹏玉1;周广林1;周红1;陈倩 2

. 2014, 41(6): 35-41.

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以WHF-0.5自控高压釜为反应器，以质量分数为97%的正戊醛作为反应溶剂，采用乙酰丙酮三苯基膦羰基铑(Cat)和配体三苯基膦(PPh3)作为催化剂体系，探讨能够同时达到高转化率和高正异比的1丁烯氢甲酰化制戊醛的最优工艺条件。本文对能够影响1-丁烯氢甲酰化制戊醛反应的8个单因素进行了实验考评并对部分重要因素进行了正交实验，结果表明：在反应温度100℃、反应压力2.5MPa、搅拌速率200r/min、反应时间3.5h、溶剂用量125mL（25%）、膦铑(P/Rh)物质的量之比600、1-丁烯用量10mL（0.2393mol/L）和催化剂浓度125mmol/L的条件下，1-丁烯的转化率达8684%，产物正异比(mN/mI)达10.98，催化剂的转化频率237.48h-1。

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乙酸乙酯+乙腈+1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐物系等压汽液平衡数据的测定及关联

丁邦琴1,2;张双2;许文2;曹玲2,3;李卓2;李群生2

. 2014, 41(6): 42-46.

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在101.3kPa下，用改进的Othmer釜测定了含离子液体1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐（[BMIM]OTf)的乙酸乙酯-乙腈物系的等压汽液平衡数据。实验结果表明，离子液体[BMIM]OTf的加入，造成了乙酸乙酯-乙腈二元物系汽液平衡线的偏离，随着[BMIM]OTf含量的增大，偏离程度也增大；[BMIM]OTf具有明显的盐效应，当[BMIM]OTf的摩尔分数在5%时，就可以消除乙酸乙酯-乙腈共沸现象；采用NRTL方程对实验数据进行了关联，关联效果良好。

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近红外光谱法快速测定端羟基聚丁二烯固体推进剂药浆中功能组分含量

富明1;肖淑华2;刘伟1;吴战鹏1

. 2014, 41(6): 47-51.

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应用近红外光谱（NIR）技术并采用偏最小二乘法（PLS）模型，针对端羟基聚丁二烯（HTPB）固体推进剂药浆中燃速催化剂（BA）、增塑剂癸二酸二辛酯（DOS）和氧化剂高氯酸铵（AP）的含量建立了快速定量测定的方法。对BA、DOS和AP质量分数进行定量分析的结果表明，PLS-1模型和PLS-2模型对样品中BA和DOS质量分数的相关系数均能达到0.99以上，预测值平均相对误差均在5.0%左右；PLS-2模型对样品中AP质量分数的相关系数为0.9903，预测值平均相对误差为0.84%。实验结果说明利用近红外光谱法能够对HTPB固体推进剂药浆中功能组分的含量进行快速准确的定量分析。

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吸附-电解协同法处理铜氨络合废水

魏凯;魏刚;樊保民;张庆亮;乔宁

. 2014, 41(6): 52-57.

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针对铜氨络合废水处理难度大、工艺复杂等问题，提出了吸附-电解协同处理的新方法。以模拟铜氨络合废水为研究对象，考察了电解时间、电流密度、电解温度等因素对电解法的影响；并以此为基础，将改性油酸吸附剂涂覆在阴极表面，采用正交试验方法研究了吸附-电解联合处理铜氨络合废水的协同作用。结果表明，吸附-电解协同法在电流密度为0.01A/cm2时对铜氨络合废水处理15 min，即可使铜离子去除率达到93%以上，电流密度小、处理时间短且电流效率明显提高。

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氮掺杂聚苯胺-碳氧还原催化剂的制备与表征

张硕；骆明川；朱红；王芳辉

. 2014, 41(6): 58-63.

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采用软模版法合成聚苯胺前躯体，通过改变过渡金属制备出PANI-FeCo-C、PANI-Fe-C、PANI-Co-C和PANI-C质子交换膜燃料电池(PEMFC)阴极非贵金属催化剂。电化学测试结果表明：4种催化剂中，PANI-Fe-C的催化活性最好，其氧还原反应起始电位达到0.87V。通过X射线衍射光谱（XRD）、拉曼（Raman）光谱、透射电子显微镜（TEM）、能量色散X射线光谱（EDS）和X射线光电子能谱（XPS）测试可知，PANI-Fe-C催化剂中含有较多晶格畸变的碳和石墨型的氮，这些特性是其具有优越氧还原催化性能的重要原因。

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大面积锌基染料敏化太阳能电池的制备与光伏性能研究

杜丽媛;黄梓萱;韩雪;陶霞

. 2014, 41(6): 64-68.

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使用丝网印刷法制备了阳极膜厚为22.5μm的大面积ZnO染料敏化太阳能电池（ZnO-DSC），活性面积18.24cm2。在ZnO浆料中添加乙酸可以提高阳极薄膜的染料吸附量，添加乙酸后染料吸附量由1.867×10-7mol/cm2增至2.832×10-7mol/cm2。在ZnO薄膜表面引入超薄TiO2保护层提高了ZnO薄膜与导电玻璃基底的粘接力。将上述两种方法同时应用于制备ZnO-DSC，光伏性能测试结果表明，制得的DSC短路电流和开路电压分别提高至11.95mA/cm2和0.69V，电池的光电转化效率由未经任何处理时的2.56%提高到3.47%。

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聚丙烯腈溶液凝固体系中组分间相互作用及其演变

华鲁;张琪;王中泽;李婷;徐樑华

. 2014, 41(6): 69-74.

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采用衰减全反射傅里叶变换红外（ATR FT-IR）研究了聚丙烯腈（PAN）/二甲基亚砜（DMSO）溶液在乙二醇作用下的凝固过程，利用二维相关分析方法对得到的红外谱图进行再处理，解析出相关峰之间的相互关系；进而从分子尺度上通过对特定基团的分析，研究了组分间相互作用及其演变规律，揭示了PAN溶液的凝固过程。结果表明，溶剂DMSO在PAN溶液中以单分子和聚集体的形式共存，对—CN形成一定的束缚隔离作用；随着凝固剂乙二醇分子的进入，由于DMSO和乙二醇之间较强的相互作用导致其逐渐从聚合物分子链间排出，DMSO分子团对—CN的束缚隔离作用被减弱；同时，PAN分子链间距缩小，当某一区域的DMSO减少到一定程度，PAN分子链由于—CN之间偶合交联作用相互靠近排列而发生宏观上的凝固现象。

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窖面酒、醇甜酒与窖底酒中香气物质差异性分析

梁烨1;孟天毅2;李灏1;吕杰1

. 2014, 41(6): 75-80.

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应用顶空固相微萃取（HS-SPME）结合气相色谱质谱技术（GC-MS）获得窖底酒、醇甜酒与窖面酒中的微量香气物质信息，然后应用多元统计分析方法如主成分分析（PCA）、偏最小二乘判别分析（PLS-DA）等研究3组酒的差异性香气物质，并利用聚类分析（HCA）验证了差异性分析结果的正确性。结果表明：窖面酒、醇甜酒与窖底酒之间的差异性香气物质共有15种，其中准确定性9种，包括戊酸乙酯、己酸乙酯、庚酸乙酯、辛酸乙酯、十二酸乙酯、糠醛、苯甲醛、戊酸、庚酸。这些差异性香气物质的变化提供了醇甜酒与窖底酒不同的风格与口感特征。

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建立变系数部分线性固定效应模型分析PM2.5与其他空气污染物的相关关系

方成;李志强;胡成盛

. 2014, 41(6): 81-86.

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以陕西省西安市13个空气观测地点的污染物观测资料为依据，运用统计学分析方法，建立了研究大气污染物PM2.5的浓度与包括当天和前一天SO2、NO2、PM10、CO、O3在内的11个观测指标在空气中浓度相关关系的模型。首先通过做散点图和计算相关系数来确定PM2.5和所选解释变量间相关关系，继而根据结果建立变系数部分线性固定效应模型，同时估计模型中各参数，并对模型中线性部分做变量选择，从而近一步优化所建立的模型。最后，将改进后模型的计算结果与实际情形对比分析，证实本文所得结论与实际情形相符合，表明所建模型良好。

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异旋向组合转子混合性能研究

何长江;王峰;阎华;关昌峰;杨卫民

. 2014, 41(6): 87-92.

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结合实验和数值模拟方法，对异旋向组合转子应用于水-甘油混合体系的混合性能进行了研究，获得水-甘油在异旋向组合转子中混合的动态画面以及甘油在混合流体中的浓度场分布图。研究结果表明，实验结果与数值模拟结果具有很好的一致性，数值模拟方法具有合理性；水-甘油流经异旋向组合转子过程中，受到转子的分割-分隔作用，使甘油的聚集状态被迅速打破；异旋向转子转动方向相反，对混合流体产生方向相反的强烈的扰动作用，促进甘油的分散；与Ll=100mm左旋转子组合的5种不同导程右旋转子中，当右旋转子的Lr=150mm时混合流体达到最好的混合均匀性。

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橡胶黏弹性对橡胶O形圈密封性能的影响

陆婷婷;王维民;陈立芳

. 2014, 41(6): 93-97.

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运用Ansys软件对橡胶密封圈进行瞬态动力学分析，研究橡胶材料的黏弹性对橡胶密封圈密封性能的影响。利用APDL参数化语言施加位移载荷，模拟橡胶密封结构在常温下的压缩追随性能，并在此基础上研究了橡胶O形圈的截面直径、间隙张开量、间隙张开时间、压缩率和压力对密封圈密封性能的影响。通过观察O形圈上表面的接触压力随时间的变化，探索在考虑振动工况和材料黏弹性的情况下O形密封圈的设计依据。研究结果表明，密封圈截面直径越大，其回弹时间越长，回弹量越小，压缩率、内压及密封面接触压力越大，追随间隙波动能力和密封性能越好。

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基于支持向量机和Wiener模型的内模控制方法研究

孙兆萍;陈娟

. 2014, 41(6): 98-102.

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针对工业过程的被控对象许多是非线性的问题，采用由一个线性模型和一个静态非线性模型组成的Wiener模型来代表过程对象的模型。对于Wiener模型中的非线性部分，提出利用支持向量机求取α阶逆模型，从而将非线性模型转化为线性模型，进而设计内模控制器。直流电机的控制和pH中和反应过程控制的仿真实例表明，本文所提方法建立的逆模型精度高、控制跟踪性好，并对扰动体现出较强的鲁棒性和较好的控制精度，是解决Wiener模型控制的一种可行的方法。

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一种基于关联数据的数字博物馆语义融合方法

易军凯;周育彬;万静*

. 2014, 41(6): 103-108.

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综合利用概念识别聚类、关联性检测、相似度计算等手段，提出一种适合于数字博物馆领域的语义自动关联融合方法，将关联数据集间的语义互联转换为概念相似度的数学运算。将此方法应用于博物馆领域进行语义融合，实验结果表明，该方法能构建丰富的语义关联且正确率较高；此外使用图形用户界面对关联的结果进行人工审查，进一步保证了关联链接的质量。

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基于特征共生矩阵的图像分类方法研究

胡建颖1;赵荻1;胡伟2;郎海涛1,3

. 2014, 41(6): 109-113.

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针对词袋算法(BOW)忽略局部特征空间关系的弱点，本文提出了基于特征共生矩阵的图像表达方法。该方法利用局部特征的空间共生统计代替直方图统计，充分考虑了局部特征的空间关系，增强了对图像的表达能力。实验利用标准的景物15数据库，在灰度、尺度不变特征变换（SIFT）和局部二进制模式（LBP）3个特征空间，比较了本方法、词袋法以及空间金字塔方法（SPM）的图像分类性能，结果表明本方法比词袋法的图像分类性能分别高出21.2%、6.4%、4.67%，在灰度及LBP空间，本文方法比空间金字塔法分别高出17.07%、3.87%。

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平衡式三排轴向柱塞泵流量脉动的研究

邓海顺;黄然;黄坤;王传礼

. 2014, 41(6): 114-118.

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介绍了平衡式三排轴向柱塞泵的工作原理，得出了两种能实现液压力平衡的平衡式三排轴向柱塞泵结构，并对柱塞数量及分布对其流量脉动的影响进行了研究。结果表明，三排（内排、中排和外排）的柱塞数均为偶数或分别为奇数、奇数和偶数，各排柱塞相互交错排列，且内排、中排和外排的排量或流量分配为1:1:2时，平衡式三排轴向柱塞泵有较小的流量脉动，泵的结构也较紧凑合理。

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图构形的φ3不变量

胡文韬；冯明飞；郭秋敏；姜广峰*

. 2014, 41(6): 119-123.

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超平面构形的φ3不变量是一个很重要的拓扑不变量，Falk给出了一个计算φ3不变量的一般公式，并提出了对φ3不变量进行组合学描述的问题。本文证明了图构形的φ3不变量等于对应的图中3个顶点的团和4个顶点的团的个数之和的两倍。对图构形回答了Falk的问题。最后利用所得结论在化学聚合物的拓扑分类方面进行了一些初步应用，计算了一些化学聚合物拓扑结构的φ3不变量。

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高阶紧致分裂方法在确定性和随机薛定谔方程中的应用

姜珊珊;戴兆辉

. 2014, 41(6): 124-128.

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采用高阶紧致分裂方法解决确定性和随机非线性薛定谔方程，其中在时间方向上用Strange-type分裂方法进行离散，而在空间方向上用四阶紧致差分格式离散，并给出相应的电荷守恒量和能量守恒量表达式。最后给出数值实验，观察孤立波在确定情形和随机情形下的表现形式，从数值结果上反映该方法的优越性。

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2014年, 第41卷, 第6期　刊出日期：2014-11-20

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