2025年, 第52卷, 第01期　
刊出日期：2025-01-20

  

• 全选
  |

• Select
  合成聚合物类抗高温钻井液降黏剂研究进展

  杨前亮, 郝彬彬, 傅琦, 李成龙, 李君, 张悦, 司璐璐, 李国良, 张赛晖, 宋妍

  北京化工大学学报（自然科学版）. 2025, 52(01): 1-13. https://doi.org/10.13543/j.bhxbzr.2025.01.001

  摘要 ( )   可视化   收藏

  随着石油工业的发展和浅层石油资源的消耗，油气勘探开发技术不断趋向于深井和超深井钻探工艺。然而深井底部的高温会导致钻井液出现分散、聚集、钝化现象，使得钻井液的黏度增加、流动性变差，这为深井钻井作业带来了巨大的技术挑战。钻井液用抗高温降黏剂可以降低钻井液的黏度，调节钻井液的流变性，在保持钻井液稳定性和钻井效率方面具有重要作用。合成聚合物类降黏剂具有分子结构可设计性强、抗高温性能突出等特点，广泛用于抗高温钻井液。本文综述了合成聚合物类抗高温降黏剂的研究现状，介绍了羧酸类、磺酸类、羧酸磺酸类、两性离子类降黏剂的抗高温性能及降黏机理，可为新型抗高温降黏剂的分子设计提供参考。
• Select
  甲酸水溶液提浓技术研究进展

  张露凝, 古路路, 金君素

  北京化工大学学报（自然科学版）. 2025, 52(01): 14-21. https://doi.org/10.13543/j.bhxbzr.2025.01.002

  摘要 ( )   可视化   收藏

  甲酸作为一种重要的化工原料，广泛应用于多个领域。在许多工业生产过程中会产生大量的低浓度甲酸溶液，无法直接使用，如果将其排放到环境中，会导致严重的资源浪费和环境污染。因此，对低浓度甲酸水溶液进行提浓再利用具有较为重要的实际意义。本文综述了目前甲酸水溶液提浓的方法，包括精馏法、萃取法、膜蒸馏法、电渗析法、脱水剂增浓法和冷冻浓缩法，介绍了各种提浓方法的提浓原理、应用实例，总结了其优缺点，最后对甲酸水溶液提浓技术进行了展望。
• Select
  自激式水力空化强化臭氧氧化降解水杨酸废水

  张玉生, 刘甜, 谢海涛, 张岩, 李清玉, 陈颂英

  北京化工大学学报（自然科学版）. 2025, 52(01): 22-30. https://doi.org/10.13543/j.bhxbzr.2025.01.003

  摘要 ( )   可视化   收藏

  将自激式水力空化射流反应器与臭氧氧化相结合用于处理水杨酸污水，并比较了水力空化、臭氧氧化以及二者联合使用对水杨酸的降解效果。结果表明：不同工况下单独使用水力空化处理水杨酸污水60 min，最大水杨酸去除率仅为3.89%；在相同条件下，单独臭氧氧化和两种方法联合处理对水杨酸的最大去除率分别为61.47%和70.63%。在0.6～1.0 L/min的臭氧流量下，联合处理的协同系数均大于1，表明联合体系具有协同作用；当臭氧流量为0.8 L/min时，联合体系的协同系数最大（1.306），联合处理60 min时水杨酸去除率和总有机碳（TOC）去除率分别为58.51%和29.94%；当臭氧流量大于0.8 L/min时，协同系数减小，表明通入过多的臭氧可能会削弱空化作用和臭氧传质。
• Select
  钌催化合成丁炔二醇醚三硅氧烷表面活性剂

  罗儒显, 陈丽玲

  北京化工大学学报（自然科学版）. 2025, 52(01): 31-38. https://doi.org/10.13543/j.bhxbzr.2025.01.004

  摘要 ( )   可视化   收藏

  以丁炔二醇乙氧基化物（BEO）和1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷（MDHM）为原料，在钌催化剂的催化下通过硅氢加成反应合成了丁炔二醇醚三硅氧烷（BEOTSS），并采用红外光谱（FT-IR）和核磁共振（1H-NMR）技术对BEOTSS结构进行了表征。考察了反应温度、反应时间、原料配比及催化剂用量对MDHM转化率的影响，并通过正交试验优化了催化反应条件：催化剂用量为30 mg/kg,n(BEO)∶n(MDHM)为1.05∶1，反应时间为6.0 h，反应温度为100℃，在此工艺条件下MDHM转化率可达99%。测定了BEOTSS的界面性能，结果显示：25℃下0.1%BEOTSS水溶液的表面张力为22.5 mN/m，临界胶束浓度（CMC）为4.9×10-5 mol/L，表明BEOTSS在浓度很低时可显著降低水的表面张力，具有优良的表面活性。
• Select
  兼顾高阻尼和高回弹性能的三元乙丙橡胶复合材料的组成、微观结构及性能关系研究

  王祺, 裘吕超, 周宇通, 温世鹏

  北京化工大学学报（自然科学版）. 2025, 52(01): 39-47. https://doi.org/10.13543/j.bhxbzr.2025.01.005

  摘要 ( )   可视化   收藏

  围绕三元乙丙橡胶（EPDM）复合材料阻尼性能和回弹性能难以兼顾的问题，重点研究了丁基橡胶（IIR）、炭黑含量以及炭黑种类等对IIR/EPDM复合材料化学交联网络、炭黑填料网络等微观结构以及各项性能的影响规律。实验结果表明：引入IIR提高了IIR/EPDM橡胶复合材料整体分子链的饱和度以及侧甲基含量，增加了橡胶分子链的缠结程度；同时IIR的加入也提高了IIR/EPDM橡胶复合材料的剪切模量和阻尼性能，但回弹性能有所降低。进一步研究发现，在IIR/EPDM复合材料中减少炭黑含量以及引入大粒径炭黑（N550）后，降低了复合材料中纳米填料网络效应，提高了纳米填料分散度，增强了橡胶分子链活动能力，从而同时提高了IIR/EPDM橡胶复合材料的阻尼和回弹性能。因此，在EPDM橡胶基体中，适当引入IIR（两者的质量比为80∶20），同时复合低含量（45份）大粒径炭黑后，可获得阻尼性能和回弹性俱佳的IIR/EPDM橡胶复合材料。
• Select
  S30432和FCN奥氏体钢在混合熔融盐中的热腐蚀行为研究

  占阜元, 刘宣义, 毛晓飞, 潘喜桂, 黄世福, 龚兵兵, 刘帅岐, 何华林, 刘光明

  北京化工大学学报（自然科学版）. 2025, 52(01): 48-56. https://doi.org/10.13543/j.bhxbzr.2025.01.006

  摘要 ( )   可视化   收藏

  研究了Super304H（S30432）钢及对S30432钢成分优化熔炼的一种新型Fe-Cr-Ni（FCN）钢在650℃和700℃下于15%（质量分数，下同）KCl+15%K₂SO₄+70%Na₂SO₄混合熔融盐中的热腐蚀行为。将样品置于混合熔融盐中进行腐蚀，每隔一段时间取出样品称重，获取腐蚀动力学曲线；采用X射线衍射、扫描电子显微镜（SEM）及能谱仪（EDS）对腐蚀产物的物相组成、形貌和成分进行分析。在650℃下，S30432和FCN钢均表现为增重，且S30432增重较FCN多约一倍；在700℃下，S30432钢遭到严重腐蚀，腐蚀产物大量剥落，FCN钢表现为“失重-增重-失重”的变化趋势，腐蚀程度较S30432钢轻。S30432钢的腐蚀产物主要为Fe₃O₄、Fe₂O₃、FeCr₂O₄,FCN钢的腐蚀产物主要为Fe₃O₄、Fe₂O₃、FeCr₂O₄、Cr₂O₃及少量的FeS,S30432较FCN钢晶间腐蚀严重。在混合熔融盐中，FCN钢和S30432钢均发生内氧化和内硫化，FCN钢内氧化程度轻，耐蚀性优于S30432钢。从热力学角度计算了发生硫化反应占据优势所需的硫分压。Cr₂O₃易溶解于氯盐中生成挥发性CrO₂Cl₂，加速了腐蚀。
• Select
  共混比对NR/CIIR共混物的拉伸取向及SIC行为的研究

  王瑞欣, 黄从岗, 杨瑞宁, 王刚鹏

  北京化工大学学报（自然科学版）. 2025, 52(01): 57-65. https://doi.org/10.13543/j.bhxbzr.2025.01.007

  摘要 ( )   可视化   收藏

  采用机械共混和模压成型工艺制备了天然橡胶（NR）/氯化丁基橡胶（CIIR）复合材料，并对其硫化性能、机械性能、单轴拉伸取向性能、应变诱导结晶（SIC）、阻尼行为等进行了分析。透射电子显微镜（TEM）的结果显示，CIIR组分在共混物中呈现海岛结构分布，且边界清晰。随着CIIR占比增大，拉伸应力应变性能与纯NR相一致，但拉伸强度比纯NR下降明显；通过红外二向色性法分析发现，共混物的取向行为主要源于NR组分；同步辐射广角X射线衍射（WAXD）的测试结果表明，共混物中CIIR占比越高，SIC行为越弱；通过机械共混的方式，可以制备得到两者特性结合的NR/CIIR共混物，30 Hz条件下损耗因子从NR纯胶的0.1，增加至NR/CIIR 50/50（质量比）的0.18，上升幅度达80%，为隔震支座用橡胶材料的制备提供新思路。
• Select
  细菌纤维素负载氯霉素复合膜的控释及抗菌性能

  潘奕成, 王峥

  北京化工大学学报（自然科学版）. 2025, 52(01): 66-74. https://doi.org/10.13543/j.bhxbzr.2025.01.008

  摘要 ( )   可视化   收藏

  采用浸渍-重结晶法将氯霉素负载于细菌纤维素上，制备了细菌纤维素-氯霉素（BC-Chl）复合膜，采用扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶红外光谱（FT-IR）和X射线衍射（XRD）对复合膜的形貌和结构进行了表征，结果表明BC-Chl复合膜保持了细菌纤维素的多孔三维网状结构，氯霉素的负载没有改变细菌纤维素的晶型，但负载过程会在一定程度上破坏纤维素的结晶区。BC-Chl复合膜吸水溶胀12 h后，溶胀比在400%以上，显示出较好的持水性。体外药物释放实验表明，相比于氯霉素原料仅45 min的浓度达峰时间，BC-Chl复合膜的药物浓度达峰时间延长至约2 h，表现出延缓药物释放的作用。抑菌圈试验表明，当载药量约为200μg/mg时，BC-Chl复合膜对谷氨酸棒状杆菌和大肠杆菌的抑菌圈直径比分别为5.8和5.1。使用载药量约为200μg/mg的BC-Chl复合膜处理SH-SY5Y细胞24 h后，细胞活性在75%以上，表明BC-Chl复合膜的细胞毒性较低，生物相容性较好。
• Select
  风力电能信号的游程域特征分析与样本库构建

  姚晓波, 王学伟

  北京化工大学学报（自然科学版）. 2025, 52(01): 75-82. https://doi.org/10.13543/j.bhxbzr.2025.01.009

  摘要 ( )   可视化   收藏

  针对构建新型电力系统中，风力发电电能信号幅度域特征不能综合表征长期波动和局部快速变化的问题，首先建立风电电能信号随机时间序列模型；其次，建立电流幅度信号的准稳态项和动态项双模态模型，在游程域构建了5个特征参量和2个特征函数；最后，提取24个游程域典型波形模态，构建风电典型波形样本库，提取风力发电的电压和电流信号的典型特征，实现了全面表征风力发电电能信号的复杂特征。
• Select
  一种随机应力谱在线分析方法及其在冶金起重机疲劳损伤分析中的应用

  赵利强, 饶培政, 丁克勤, 陈力, 郑惠泽, 张理京

  北京化工大学学报（自然科学版）. 2025, 52(01): 83-92. https://doi.org/10.13543/j.bhxbzr.2025.01.010

  摘要 ( )   可视化   收藏

  冶金起重机工况复杂且长期连续进行吊装作业，其结构应力监测数据量大，连续周期长，使用常规的应力谱分析方法处理时会产生残波累积现象，导致结果准确性下降。针对此问题提出一种面向冶金起重机疲劳损伤评估的随机应力谱在线分析方法，首先采用阶跃式雨流计数法对实时生成的随机应力数据进行分段计数并且实时输出随机应力谱，当循环分段计数产生的残波累积到一定程度时，对残波进行二次融合计数，并将此计数结果加入随机应力谱中修正实时计数结果，提升计数精度并用于后续的疲劳损伤评估。采用S-N曲线结合Miner损伤理论分析阶跃式雨流计数实时产生的应力谱并计算疲劳寿命，形成面向疲劳损伤评估的随机应力谱在线分析方法。分别采用四点雨流计数与阶跃式雨流计数对随机应力谱数据进行仿真实验，结果表明阶跃式雨流计数精度达到常规雨流计数的99%。使用该随机应力谱在线分析方法分析某冶金起重机副主梁连接处测点应力数据集并计算该测点处的有效疲劳寿命，结果证明该随机应力谱在线分析方法能够有效提升冶金起重机疲劳评估的实时性，评估结果合理，对起重机长期安全维护可提供及时有效的可靠依据。
• Select
  T型管冷热流体混合模化方法及数值模拟验证

  高清, 周书华, 高汉武, 卢涛, 陈学, 罗彦

  北京化工大学学报（自然科学版）. 2025, 52(01): 93-102. https://doi.org/10.13543/j.bhxbzr.2025.01.011

  摘要 ( )   可视化   收藏

  实际工程中的T型管道尺寸大、参数条件严苛，若要对其进行试验研究，所需投入较高，因此有必要对工程实际工况进行模化。采用动量比一致作为主要的相似准则，以高温导热油作为介质，建立了垂直布置的T型管道模型，保证原型与模型在温差、速度比、管径比上的热相似性。运用大涡模拟（LES）对原型及模型进行数值模拟验证，比较二者在温度、速度的时间分布上的相似性，结果表明原型及模型T型管内流场及温度场具有一定的相似性，利用导热油作为介质并采用动量比相似进行T型管冷热流体混合模化具有可行性。
• Select
  支撑各向异性条件下转子不平衡辨识方法

  张帅, 王维民, 李维博, 王珈乐, 王威

  北京化工大学学报（自然科学版）. 2025, 52(01): 103-112. https://doi.org/10.13543/j.bhxbzr.2025.01.012

  摘要 ( )   可视化   收藏

  针对因转子支撑刚性存在差异导致振动矢量受传感器安装角度的影响，进而使得动平衡效果存在差异的问题，将测点正交方向上两传感器采集得到的时域数据基于Hilbert变换进行转子振动信号的正反进动分量的分离，并采用互相关法提取正进动分量的幅值和相位，从而实现转子不平衡矢量的测算。基于所提方法通过数值仿真和实验分析对不同转子进行分析验证，仿真结果表明基于所提方法采用多平面多转速动平衡后，平衡转速范围内轴承支承位置残余振动低于使用单方向传感器动平衡后的残余振动；挠性转子实验结果表明采用所提方法进行动平衡后，临界转速下残余振动低于使用单方向传感器动平衡后的残余振动；刚性转子实验结果表明采用所提方法进行动平衡并除去慢滚动矢量的影响后，实验转子测点位置以不平衡为主的振动幅值至少下降54.17%，而单X和单Y方向测点分别进行动平衡后相应测点幅值下降37.50%和33.33%。综上可知，本文方法可提高动平衡精度，具有一定的工程应用价值。
• Select
  基于知识检索的多模态人物交互检测

  陈妍, 高永彬

  北京化工大学学报（自然科学版）. 2025, 52(01): 113-121. https://doi.org/10.13543/j.bhxbzr.2025.01.013

  摘要 ( )   可视化   收藏

  人物交互（human-object interaction,HOI）检测在复杂场景理解中发挥着至关重要的作用。目前的大多数方法都以一阶段的方式将参数交互查询直接映射到一组HOI预测中，这导致丰富的交互结构没有被充分挖掘和利用。对此可以通过多模态数据获取更多维度的信息，从而更全面地理解人物之间的交互行为。为此设计了一种Transformer风格的HOI检测器，该检测器基于查询的方式检索对比语言图像预训练（CLIP）知识，然后执行交互建议生成，通过结构感知网络将非参数交互建议转换为HOI预测。本文创新性地将CLIP知识迁移到HOI检测中，并通过对整体语义结构和局部空间结构进行额外编码提高了预测结果的准确性。实验结果表明，所提模型在公共数据集V-COCO上的准确率达到了64.83%，在HICO-DET数据集上的准确率达到了28.78%，与现有的HOI检测算法相比展现出优越的性能，证明了该算法的有效性。
• Select
  基于CiteSpace的可视化分析我国碳足迹研究现状、热点与趋势

  辛春林, 李岩, 曹已晴, 杨建亮, 利娜

  北京化工大学学报（自然科学版）. 2025, 52(01): 122-132. https://doi.org/10.13543/j.bhxbzr.2025.01.014

  摘要 ( )   可视化   收藏

  随着中国提出“3060”双碳目标，积极地制定相关政策，碳足迹作为衡量温室气体排放指标的重要性日益显现出来。为准确把握该领域的研究热点、趋势和未来发展动向，利用CiteSpace文献计量软件对CNKI核心数据库中2010—2023年收录的1 287篇关于碳足迹的文献进行了可视化分析，系统地总结了该领域在不同时间节点的研究进展历程，核心作者发表的主要期刊以及研究热点；同时，对未来的发展前景和重点研究领域进行了展望。研究结果表明：（1）双碳目标与绿色发展理念的提出极大地推动了我国碳足迹的研究；（2）跨地区、跨机构、跨学科之间的科研合作有助于推动我国碳足迹研究的发展；（3）碳足迹管理、评估和认证是热点研究领域，将推动我国向“3060”双碳目标迈进。
• Select
  基于2D-3D异质结结构密集型波分复用器的研究

  王成旭, 冯志芳

  北京化工大学学报（自然科学版）. 2025, 52(01): 133-137. https://doi.org/10.13543/j.bhxbzr.2025.01.015

  摘要 ( )   可视化   收藏

  在光子晶体波分复用器中，环形谐振腔作为基本的功能单元，可以实现对不同波长光信号的分离和复用，从而有效地提高光信号传输的容量和效率。以2D-3D异质结结构为载体，设计了密集型波分复用器，即在二维光子晶体平面引入环形谐振腔，通过改变谐振腔的腔长和内部介质柱的数量，实现波分复用的功能。