化工行业碳排放点源多、工艺复杂,绿色低碳发展面临艰巨挑战,如何找准降碳路径、把握脱碳节奏、高质量实现“双碳”目标亟待探讨。构建了耦合“自上而下”宏观需求预测方法和“自下而上”能源系统优化模型的综合评估模型框架,用以开展不同碳约束情景下中国化工行业中长期转型潜力和降碳路径研究。结果表明,在“双碳”目标约束下,化工行业预计在“十五五”实现碳达峰,能源消费总量峰值出现在2045—2050年。节能及工艺技术优化、产业结构调整、电气化技术应用以及深度应用绿氢绿电、加强耦合负碳技术是主要转型路径。
基于全球碳足迹体系建设发展与现状,聚焦研究化工行业产品碳足迹核算体系存在问题并提出完善优化路径。以有机硅产品中羟基封端聚二甲基硅氧烷(107胶)为典型案例,结合生命周期评估(LCA)理论与政策背景分析,揭示当前核算体系的关键挑战并提出系统性解决方案。研究发现,当前化工行业面临细分领域碳足迹核算规则缺失和数据标准不统一的双重挑战。对此,提出了按产品类别制定专项核算指南和构建化工专属碳因子数据库的优化框架,为化工行业碳足迹核算体系的优化提供了兼具理论深度与实践价值的解决方案,可为全球化工行业构建更加切合实际的全生命周期绿色产品提供参考依据。
详细阐述了氢能在工业、电力、交通和建筑等多个关键领域的应用现状,深入探讨了绿氢化工应用、氢冶金、煤电掺氨、氢燃气轮机、氢燃料电池汽车、加氢站、燃料电池热电联供、氢能建筑一体化等技术进展及应用情况。研究表明,氢能作为一种清洁、高效的能源载体,是实现工业、电力、交通和建筑等领域大规模深度脱碳的重要选择,将在支撑“双碳”目标的实现过程中发挥重要作用。尽管存在技术成熟度、基础设施建设和安全管理等方面的挑战,但通过技术创新、政策支持和国际合作,氢能的广泛应用将为构建清洁低碳、安全高效的新型能源体系提供有力支撑。
简述了纹影技术的发展与应用,介绍了聚焦纹影关键技术的进展。讨论了聚焦纹影技术的原理、发展与应用,展示了其在实验流体力学、空气动力学和其他科学领域的重要作用,总结了其在科学、技术层面上的优缺点,对将来发展方向提出建议。通过系统综述纹影技术的发展历程、原理、应用及其最新进展,期望能够为相关领域的具体研究提供有价值的指导和启示。
系统综述了CO2催化转化技术的最新进展,重点探讨了光催化、电催化和热催化3种主要途径的机理、催化剂设计及性能优化策略。在电催化领域,通过调控催化剂结构,可显著提升CO2还原为甲酸的效率;光催化方面,S型异质结材及二维/一维纳米复合结构通过增强载流子分离效率,实现了CO2高选择性还原为甲醇;热催化技术则以工业应用为导向,通过铁基、铜基催化剂优化,推动了CO2加氢制甲醇及短链烯烃的进程,但受限于Anderson-Schulz-Flory分布规律。此外,金属有机框架、多孔碳及离子液体功能化材料在CO2环加成反应中表现出优异的催化活性和稳定性。进一步分析了不同催化技术的优缺点,指出未来需通过多机制协同、催化剂多功能化及反应机理的深入解析,突破产物选择性低、能耗高等瓶颈,为CO2资源化利用及碳中和目标提供技术支撑。
简述了铝电解废阴极炭的组分为石墨和氟化钠,详细阐述目前高危固废铝电解废阴极炭在资源化利用领域的3种主要研究方向:能源材料方向、吸附材料方向和其他材料方向(半导体碳化硅和沥青改性)的应用,明确指出铝电解废阴极炭转化为功能材料的发展现状以及未来研究重点。
总结了矿井水中有机污染物赋存水平的研究现状,阐述了4种常见水处理技术(吸附法、高级氧化技术、膜分离技术和电絮凝技术)对有机污染物的去除效果,进一步分析了不同技术在实际水处理应用中的优劣势,探讨了其在矿井水处理领域去除有机污染物的应用前景。展望了我国煤矿矿井水中有机污染物的未来发展方向,提出了可行研究路径,为相关政策和标准的出台提供科学支撑。
为实现污泥的环境友好资源化利用,对污泥的单独热解以及共热解情况进行了综述。对于单独热解处理,主要是利用热重联用技术以及不同形式的反应器,并考虑升温速率、热解温度、停留时间及原料特性4个因素对热解过程及污泥热解产物的影响;对于共热解技术,就加入生物质、煤以及其他添加剂对共热解特性的影响进行讨论,并就存在的协同作用进行探究。最后基于污泥热解与共热解技术的发展以及存在的问题,对未来的发展方向提出建议。
详细论述了污染源识别方法、企业优先控制污染物的选取、污染物监测与分析,风险评估方法等。通过对比与分析,建立从识别污染源,选取企业优控污染物,企业场地风险评估分级到分级治理措施的在产企业地下水污染防控体系,旨在为在产企业提供科学的地下水污染环境管理体系与防控措施,促进产业持续健康发展,提高环境质量和保护公众健康。
综述了畜禽粪便厌氧发酵沼液的特点,以及生化处理和资源化利用的研究进展,总结了这些技术的优缺点、应用场景和前景。对今后畜禽沼液处理的研究方向进行展望,将藻菌引入沼液处理并结合沼气生产,形成“三沼”联合处理的生态产业模式,实现资源的高效回收与再利用。
通过构建等级孔结构、设计双核位点、功能化配体和构筑MOFs复合物等策略,可以有效提升MOFs材料对甲苯的吸附容量和吸附速率。通过精确调控MOFs的结构和化学特性,可以优化甲苯吸附性能,满足特定工业需求和环境净化目标。
综述了常规与新兴化学预处理对剩余污泥厌氧发酵产挥发性脂肪酸(VFAs)的影响和发酵液作为碳源的应用。常规方法中碱、氧化剂预处理通过破解污泥、改变微生物丰度和增强水解酶活性影响产酸效果;新兴方法中生物表面活性剂通过自身特性促进污泥增溶,氧化还原介体增强电子传递能力从而促进产酸。与传统碳源相比,富含VFAs的发酵液具有更高的效率和经济性,以发酵液作为碳源,可以解决污水处理厂进水碳源短缺的问题,并提高氮磷的去除效率。
介绍了重要有机氟单体六氟环氧丙烷(HFPO)的合成工艺,主要包括氧气氧化法、液相氧化剂氧化法、电化学氧化法、其他氧化法等。工业生产主要以氧气氧化法、液相氧化剂氧化法为主,2类方法均面临HFPO收率低、副反应和副产物较多,反应后处理烦琐等系列问题。其他合成方法仅停留在实验室阶段。开发成本可控、原料转化率高、目标产物选择性好、生产连续化的HFPO工业合成工艺是HFPO生产研究的重要课题。
通过对环境中PAEs污染修复治理不同处理方式的总结分析,发现与高级氧化技术、物理吸附等非生物手段相比,细菌降解具有生物安全高效、无二次污染等优势,可以达到对PAEs的有效控制,减少对环境和健康的潜在和累积风险。
综述了固体氧化物电解池(SOEC)技术现状及产业化进展,梳理了电解池结构与原理,关键材料体系,电池、电堆及系统设计,指出目前存在的技术问题和改进方向,分析了SOEC技术适配的融合应用场景和发展潜力,并提出未来材料开发、结构设计、系统集成优化及应用方向等建议,为开展SOEC技术研究与示范应用提供思路和参考。
以三聚氰胺脲醛(MUF)为壁材、正十六烷为芯材,采用原位聚合法制备了正十六烷-三聚氰胺脲醛相变微胶囊。采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、差示扫描量热仪(DSC)和热重分析仪(TGA)分别对相变微胶囊的形貌、化学结构、相变性能和热稳定性进行了表征和分析。结果表明,乳化剂[Span-80、Tween-80、十二烷基硫酸钠(SDS)]种类和用量对相变微胶囊的形貌有很大影响。当SDS含量为0.75 g时,制备的相变微胶囊分散性较好,同时具有较规则的球形。微胶囊的包覆率为84%,熔融相变潜热值为189.7 J/g,结晶相变潜热值为189.9 J/g。
以IrCl3和PdCl2为金属前驱体,120℃反应1 h得到端羟基超支化聚合物(HBP)负载的双金属复合材料,继而在350℃煅烧2 h合成得到HBP自组装碳骨架限域稳定的Pd-Ir合金纳米粒子(Pd-Ir@HBP-350)。结果表明,以Pd-Ir@HBP-350为硝基苯加氢催化剂,在异丙醇中,1.5 MPa H2压力下60℃反应2 h,硝基苯转化率为100%,苯胺选择性达99%以上,表现出高催化活性、高选择性、良好的稳定性和可重复使用性。
以氯化聚氯乙烯(CPVC)超滤膜为基膜,分别以聚乙烯亚胺(PEI)及聚醚胺PEA/PEI混合体系为两种不同的水相单体,以均苯酰氯(TMC)为有机相单体,通过界面聚合法制备了新型CPVC复合纳滤膜。探讨了PEI浓度及PEA/PEI(质量浓度比)对CPVC复合纳滤膜选择层的微观结构、表面粗糙度、亲水性、表面Zeta电位、过滤性能以及对模拟活性黑5(RB5)废水处理效果的影响。结果表明,随着PEI浓度及PEA/PEI的增大,CPVC复合纳滤膜的选择层厚度和表面粗糙度均增大;CPVC复合纳滤膜选择层微观结构随着PEI浓度的增加变得致密,而随着PEA/PEI增加,CPVC复合纳滤膜选择层微观结构变得疏松。纯水通量和染料废水通量随着PEI浓度的增加迅速下降,随着PEA/PEI增加而急剧增加。PEI质量浓度为1 g/L时,纯水通量和染料废水通量最大,分别为5.4 L/(m2·h·bar)和3.4 L/(m2·h·bar);PEA/PEI为5/5时,纯水通量和染料废水通量最大,分别为14.4 L/(m2·h·bar)和9.5 L/(m2·h·bar),与PEI相比分别提高了167%和179%。CPVC复合纳滤膜对RB5的截留率大于90%,对NaCl和MgSO4的截留率小于10%,可实现对染料和盐的有效分离。
介质阻挡放电(DBD)等离子体与氮化硼(BN)的协同作用为甲烷干重整(DRM)反应低温高效运行和对于温室气体CO2和CH4的资源化利用提供了一种潜在的替代方案。采用不同温度(800、900、1 000、1 050℃)热解氮化硼,并将其与DBD等离子体协同催化DRM反应。对所制备的材料进行一系列表征分析,考察其与DBD协同催化DRM反应制合成气(H2和CO)的反应性能。结果表明,BN_1000表现出最高的催化性能。TEM和N2吸脱附曲线的孔径分析结果表明,1 000℃热解的BN材料中丰富的孔隙结构促进了CO2的吸附和低阻力扩散,从而提高了DRM反应中进料气的转化率,而其B—O键的存在也增强了合成气的选择性。
利用自制的钯膜反应器进行天然气制氢蒸汽重整反应研究,对反应温度、反应压力及水碳摩尔比等工艺条件进行了考察,并对钯膜反应器与传统热反应器进行对比。结果表明,钯膜反应器利用其自身反应-分离一体化优势可以获得纯度高于99.7%的氢气,与传统热反应器相比其制氢效率具有明显优势。当反应温度超过500℃时,钯膜反应器相比传统热反应器具有明显优势,且随温度升高优势愈发明显;提高压力能够提高氢气渗透的压差,从而强化钯膜的氢气透过效率;使用钯膜反应器可以节省水的用量,有助于降低实际生产过程水气化过程的能耗。
通过实验和理论模拟研究了盐酸利多卡因(LidHCl)和替硝唑(TNZ)与牛血清白蛋白(BSA)的相互结合作用。结果显示,在缓冲液(pH=7.40)和不同温度(299、309 K和319 K)条件下,LidHCl和TNZ可显著猝灭蛋白的荧光强度。结果表明,BSA的荧光是由LidHCl和TNZ通过静态猝灭机制发生的。多光谱测量结果显示,LidHCl-TNZ可影响BSA的二级结构,特别是对酪氨酸残基微环境的疏水性影响更大。荧光抑制曲线和分子对接研究显示,LidHCl和TNZ结合在位于Sudlow位点Ⅱ的亚结构ⅢA中。
以BiCl3为原料,通过调控Na2CO3用量制备不同的光催化剂,并利用XRD、FT-IR、UV-DRS、XPS、PL等表征手段对其进行表征。结果表明,利用水解法成功合成了BiOCl、Bi2O2CO3和BiOCl/Bi2O2CO3光催化剂,三者均为宽带隙半导体,在可见光下对有色染料有去除效果,主要归功于敏化作用。得益于催化和敏化的联合作用,这些催化剂在全光作用下呈现出较高的去除率,其中BiOCl/Bi2O2CO3催化剂性能最佳。同时,还对其光敏化和光催化的机理进行了研究。
采用固定床和高压反应釜两种不同的方式对3,3',5,5'-四叔丁基-4,4'-联苯醌加氢生成3,3',5,5'-四叔丁基-4,4'-联苯二酚的反应进行了研究。经过优化,得到两种方法进行加氢反应的最佳条件,反应釜的最佳条件为:以Pd/Al2O3为催化剂、温度100℃、氢气压力1.5 MPa、催化剂用量为质量分数4%(以原料质量计)。在此条件下,以二氯甲烷为溶剂,3,3',5,5'-四叔丁基-4,4-联苯醌的单程转化率能够达到100%,3,3',5,5'-四叔丁基-4,4'-联苯二酚的选择性高达96.6%。固定床反应器的最佳反应条件为:以Pd/Al2O3为催化剂,温度85℃、氢气压力1.5 MPa、质量空速1.6 h-1、氢油比为90。在最优条件下,以二氯甲烷为溶剂,3,3',5,5'-四叔丁基-4,4'-联苯醌的单程转化率可以达到100%,3,3',5,5'-四叔丁基-4,4'-联苯二酚的选择性可以达到99.2%。并且Pd/Al2O3催化剂在固定床反应器中连续反应80 h仍具有较高的活性和选择性。
通过优化水热温度、水热时间制备MnCo2O4电极材料,利用XRD、SEM对其结构和形貌进行表征,并利用循环伏安图、恒流充放电和交流阻抗谱等方法确定了水热合成MnCo2O4的最佳合成参数。结果表明,水热温度为140℃、时间为6 h时,MnCo2O4电极材料呈纳米细针状,比表面积较大。该结构可以提供更多的活性位点,纳米针可以作为离子传输通道,提高离子传输效率。该工艺制备的MnCo2O4材料电化学性能最佳,内阻为0.62 Ω,当电流密度为1 A/g时的质量比电容为232.5 F/g。
以溶剂热法合成花瓣状BiOI纳米微球,在其表面负载纳米Ag3PO4,构筑BiOI/Ag3PO4二元复合材料。通过光催化降解实验确认最佳复合比例。通过XRD、SEM、HRTEM、XPS和固体紫外等表征材料的结构和组成,同时研究其光催化降解罗丹明B性能,探究不同质量浓度光催化材料、不同离子强度下降解性能的差异。结果表明,当BiOI与Ag3PO4理论质量比为1∶3时,复合材料的光催化效果最优,质量浓度为0.6 g/L时对罗丹明B的去除率达98%,并在离子干扰下保持较高的光催化活性。活性自由基捕集实验表明,降解罗丹明B的主要活性物质为·$\text{O}_{2}^{-}$。
为强化MnFe2O4/BC活化PMS效率,提高污泥脱水性能,通过单因素实验和多因素实验探究了MnFe2O4/BC的最佳制备条件,考察了MnFe2O4/BC的制备影响因素对PMS活化性能的影响。pH、水浴时间、锰铁摩尔比3个制备因素对MnFe2O4的合成具有显著影响。结果表明,在生物炭投加质量为9 mg、水浴温度为95℃、锰铁摩尔比为1∶2.86、溶液pH为12.98、水浴时间为2.14 h条件下,污泥含水率由98%降至46.3%,污泥比阻为2.28×1012 kg/m3,总有机碳质量浓度为484.63 kg/m3。MnFe2O4产量和晶体纯度的提高及分散性的增强导致MnFe2O4具体更多的活性点位,进而活化PMS产生更多$\text{SO}_{4}^{-}$·和·OH,增强了MnFe2O4/BC/PMS体系的氧化性,使污泥破解的更完全。
以小麦粉为原料,采用生物发酵法获得疏松多孔的团状生物质碳前驱体,热解碳化形成三维多孔碳材料。通过简单的浸渍-煅烧法制得三维块体状载钴生物质碳材料。通过XRD、FT-IR、TG-DTA、SEM、TEM等手段对产物进行了表征。结果表明,钴氧化物成功分散负载于三维生物质碳表面。制备的三维载钴生物质碳催化PMS产生非自由基和自由基活性基团对废水中甲基橙(MO)染料具有良好的降解活性。其中非自由基 1O2对MO的降解过程起主导作用,其次分别是·O2、SO4·-和 ·OH。载钴三维多孔生物质碳复合催化材料具有优良的循环再利用性。
通过透明质酸与硬脂酸的酯化反应合成透明质酸硬脂酸酯(HASA)。采用薄膜水化法制备HASA空白与载药纳米粒,将虎杖苷包入纳米粒中,通过引入薄荷醇提高纳米粒跨越血脑屏障能力,最终制备出HASA/PD-Men。利用透射电镜(TEM)、粒度仪对空白纳米粒和HASA/PD-Men的形态及粒径进行分析,并利用HT22细胞模型考察了纳米粒对细胞存活率的影响。结果表明,HASA/PD-Men在1 μmol/L浓度下不具有细胞毒性,且在相同浓度下显著上调了抗氧化基因Nrf2、SOD和HO-1的表达,显示出较强的抗氧化和神经保护潜力。HASA/PD-Men在保护神经细胞以及治疗脑部疾病中具有潜在的应用价值。
通过水热-煅烧法成功制备了掺杂Fe、Mn、Co、Zn的铜铝层状双金属氧化物(M-CuAl-LDO,M=Co、Fe、Zn、Mn)用于活化过一硫酸盐(PMS)以降解罗丹明B(RhB)。考察了催化剂用量、PMS浓度、溶液初始pH、无机阴离子、反应温度以及RhB的初始质量浓度对RhB去除效率的影响。通过XRD、SEM、FT-IR、BET以及XPS对Fe-CuAl-LDO的性能和结构进行测定和表征。在25℃的反应温度、pH为5.6、PMS质量浓度为0.3 g/L、Fe-CuAl-LDO用量为0.3 g/L的条件下,30 min内实现了对 100 mg/L RhB的完全去除。同时,在pH 3.0~11.0,Fe-CuAl-LDO/PMS体系中RhB的降解率达95%以上,并且在第5次使用时,RhB的去除率仍保持在74.2%。UV-Vis测试、猝灭实验和电子顺磁共振(EPR)的结果进一步揭示了Fe-CuAl-LDO/PMS体系中的主要活性氧物种是$\text{O}_{2}^{-}$·,作用于芳香烃环以实现染料的脱色。
以煤沥青粉为制备碳点的原材料,醋酸锌为制备ZnO的原材料,通过水热法将碳点和ZnO复合,制备了碳点/ZnO复合材料。采用荧光分光光度计和傅里叶红外光谱仪对复合材料进行表征。以亚甲基蓝溶液模拟染料废水,研究碳点/ZnO复合材料在不同条件下的光催化性能。实验结果表明,当碳点占复合材料的50%、光催化降解亚甲基蓝溶液的pH为3、复合温度为90℃时,可见光催化降解效果最佳,降解率达到90.26%。ZnO经碳点修饰后,其活化能由29.43 kJ/mol降低至22.65 kJ/mol,表明碳点的存在可显著提升ZnO在可见光下的光催化能力。
以泡沫镍(NF)为基底,通过电沉积法制备了Co/W@NF催化剂。对样品进行了X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电化学阻抗谱(EIS)、循环伏安(CV)、线性伏安(LSV)等表征,并测试了其在恒电流密度下的循环稳定性能。结果表明,电沉积合成的Co/W@NF催化剂表面具有疏松多孔的三维网络结构和纳米线状微观形貌。在碱性环境中,表现出卓越的电催化性能,在10 mA/cm2的电流密度下,过电位仅为174 mV,Tafel斜率为189 mV/dec,具有更快的析氢反应动力学,表现出优异的催化析氢性能。
利用氮元素掺杂的碳点材料(NCDs)对ZIF-67进行修饰合成NCDs/ZIF-67,并用于活化PMS降解污染物BPA。对NCDs在NCDs/ZIF-67中的掺杂量进行优化,得到最优催化性能的材料100NCDs/ZIF-67,反应30 min对BPA的去除率可达94.87%,相比ZIF-67提升52.61%。通过一系列表征获得了100NCDs/ZIF-67形貌、晶体结构、表面元素价态及官能团等信息,并证实100NCDs/ZIF-67的成功合成。探究了100NCDs/ZIF-67投加量、初始BPA浓度、PMS投加量和pH对BPA降解的影响。重复降解实验和100NCDs/ZIF-67反应前后XRD分析结果表明,100NCDs/ZIF-67具有良好的重复利用性能。NCDs在100NCDs/ZIF-67中的掺杂可增加材料活化PMS的位点,提高催化反应中的电子转移效率,从而增强对BPA的去除。
选取Ca为代表性碱土金属中毒物质,采用浸渍法制备了新鲜CeWTi催化剂和不同Ca负载量的Ca-CeWTi催化剂,通过催化剂脱硝活性测试和NH3-TPD、H2-TPR、XPS等表征分析了Ca中毒CeWTi催化剂的脱硝活性变化规律及Ca对CeWTi催化剂的中毒机制。结果表明,Ca中毒后的CeWTi催化剂的催化效率下降程度与Ca负载量呈正相关关系。Ca的引入导致催化剂比表面积、总孔容等物理性质大幅下降,氧化还原性能显著下降,催化剂表面晶格氧的含量降低,同时催化剂酸性位点整体数量减少,这是催化剂性能下降及温度窗口明显向高温段偏移的主要原因。
利用热膨胀法先对蛭石进行膨胀,而后利用离子交换法、高速搅拌法对蛭石片层进行剥离,并对其进行碱刻蚀。同时制备出Ce-MOF-808,利用溶剂热法合成了蛭石/MOF复合材料。利用FT-IR、TG、SEM、XRD等对原矿蛭石、膨胀蛭石、少层蛭石和蛭石/MOF复合材料进行表征。同时以蛭石/MOF复合材料为催化剂对模拟油脱硫的催化性能进行测试,通过控制变量法探究酸的用量、催化剂质量、氧化剂用量、反应时间、反应温度等对脱硫效果的影响。结果表明,得到的最佳催化反应条件:催化剂质量为70 mg、H2O2用量为80 μL、丙酮-盐酸用量为50 μL、油浴加热温度为60℃,此条件下循环实验3次后,蛭石/MOF复合材料仍具备良好的催化性能。
以双环脒、溴化铵和溴化锌为原料,采用两步法成功合成了一种新型的双环脒锌复合离子液体催化剂[HDBU]2[ZnBr4]。通过红外光谱仪、X射线衍射仪、电感耦合等离子发射光谱仪和热重分析仪对[HDBU]2[ZnBr4]进行表征与测试,并研究了复合离子液体[HDBU]2[ZnBr4]的催化性能。结果表明,当反应温度为100℃、反应压力为2.5 MPa、反应时间为1 h、催化剂质量分数为1%时,环氧丙烷的转化率可达99.8%,碳酸丙烯酯的选择性可达99.7%。同时,该催化剂适用于生产各种相应的环状碳酸酯,均能获得较高的收率和选择性,极具工业应用前景。
利用氧化剂加速邻苯二酚与二乙烯三胺反应后接枝疏水剂十八胺,采用两步浸泡法对三维多孔材料-三聚氰胺海绵进行疏水改性。考察了浸泡过程中各类改性药品浓度对海绵疏水性能的影响,并获得了水接触角大于150°的改性海绵。评价了改性海绵材料的吸附性能。结果表明,改性海绵对甲苯、原油和汽油的吸附量分别为87.1、69.45 g/g和65.4 g/g,并可在5 s内达到饱和吸附。另外,通过吸附挤压法测得改性海绵的循环吸油能力达到75%以上。
通过引入氧化和还原活性中心,可控制备了双活性位点的PdVWTi耦合催化剂,并通过XRD、N2吸脱附等温仪、XPS等对催化剂进行表征与分析,研究了2种活性组分负载方法对乙二胺选择性氧化的活性和N2选择性影响。结果表明,共浸渍法制备的催化剂中Pd和V能更好地耦合协同,可以保留较好的氧化活性,在345℃下实现了乙二胺的完全转化,并且表现出优异的N2选择性,达到98.6%。
通过高效反相破乳剂和水质稳定剂的复合研制了集反相破乳、防垢、抑制新生矿物颗粒生成功能于一体的防垢反相破乳剂FSP-2101。实验在大庆油田聚中312转油污水站掺水炉进水中以11~16 mg/L加药量,替代现场在用的反相破乳剂、阻垢剂和絮凝剂,在综合药剂处理费用持平的情况下,显著改善了该站聚合物驱采出液的油水分离效果,油岗外输水含油量和悬浮固体含量分别从实验前的257 mg/L和20 mg/L降低至33 mg/L和11 mg/L,达到了水岗滤前水的水质控制指标;水岗沉降工艺出水含油量和悬浮固体含量分别从实验前的28 mg/L和13 mg/L降低到10 mg/L和10 mg/L,达到20 mg/L的含聚合物采出水回注高渗透率油藏含油量和悬浮固体含量控制指标。此外,水岗进水水质的改善还使采出水处理过程中的污油泥产生量降低了87%。
剖析了致密气集输系统中后期增压所面临的问题。首先根据增压位置的不同,分析了致密气集输系统中的6种增压工艺,并以致密气田某井区管网结构为例,通过TGNET仿真建模,反算各平台增压时机和执行间歇生产的最低压力,模拟了集输系统在不同生产时期和进站压力下,共20组增压方案的压缩机配置和运行情况,以及间歇生产阶段对压缩机运行参数的影响,为致密气地面集输系统中后期增压方案的确定提供研究思路。
旨在深入探讨某页岩气田的气井生产规律,并对生产过程进行明确的阶段性划分。通过详尽数据分析,揭示了以下成果:建立了页岩气气井的生产规律统计指标体系,全面总结了各生产阶段的压力、产气与产水量的分布特性及其随时间的变化趋势。依据压力和产量递减率特征,明确划分了该区块页岩气气井的生产过程为3个阶段:排采期、递减期和低压小产期。研究的成果不仅进一步明确了该区块页岩气气井的生产动态,也为后续或其他页岩气区块阶段划分、生产管理与优化策略提供了科学依据和支持。
以NMP为萃取剂,对正己烷-甲基环戊烷共沸物体系进行分离研究。提出了传统双塔萃取精馏耦合成隔壁塔的新工艺。选取了常规的2组分双塔萃取精馏流程(ED)和隔壁萃取精馏(EDWC)流程,对共沸体系进行了分离研究。借助改进非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对稳态工艺进行优化设计,以年总费用(TAC)与二氧化碳排放量($E_{\text{CO}_2}$)为目标变量,进行多目标参数优化。结果表明,各操作变量之间耦合性高。2个目标变量呈一定的竞争关系,随着二氧化碳排放量的增加,TAC在逐步降低。当优化至200代时,目标变量年总费用TAC与二氧化碳排放量$E_{\text{CO}_2}$基本稳定不发生变化,选取了第200代中TAC最小的一组Pareto最优前沿解作为优化后的最优解。与传统的双塔萃取精馏相比,萃取精馏隔壁塔节约TAC 6.72%,减少二氧化碳排放量4.56%,说明采用EDWC技术分离正己烷-甲基环戊烷是一种有效的节能降本方法。
蒽醌法酸碱交替固定床过氧化氢生产工艺被列为落后淘汰工艺,而我国又是过氧化氢生产大国,80%以上的现有生产装置采用该工艺。面对我国过氧化氢生产装置大面积的改造提升,探索了蒽醌法酸碱交替固定床过氧化氢生产工艺的改造方案,通过对比不同工艺的投资成本、生产成本、工艺指标、设备布置、安全水平等方面的优劣及改造方案的可行性,得出蒽醌法全酸性固定床过氧化氢生产工艺将是未来改造的主流方向。
通过对适合海上风电的电解制氢技术和氢气储运技术的对比分析,以粤东某海上风电场为案例,研究了4种不同模式的经济性:海上风电高压交流输电上网、海上风电陆上集中制氢、海上集中制氢+海底氢气管道输送、海上集中制氢+LOHC-FPSO+船舶输送。研究结果表明,海上风电的度电成本对离岸距离极为敏感。当离岸距离小于150 km时,直接输电上网的模式最具竞争力;离岸距离超过180 km时,项目盈利困难,不适合开展制氢。在氢气基准售价为25元/kg的情况下,离岸距离小于80 km时,海上风电陆上集中制氢更具优势;离岸距离超过80 km时,海上集中制氢+海底氢气管道输送成本更低;离岸距离超过150 km时,海上集中制氢+海底氢气管道输送优于传统高压交流输电上网模式。然而,在基准氢气售价下,各制氢模式的经济性均较差。
介绍了当前主要的测量液膜厚度的方法,简述了它们基于声学、光学、电学等的测量原理及研究进展情况,着重介绍了光学法、电学法的特点和优势,总结了相关研究成果在化工工业及科学研究中的广泛应用。
以2-氨基苯硫酚和4-羟基苯甲醛为原料合成的2-(4-羟基苯基)苯并噻唑(4HBT)为荧光团,以丙烯酰氯为识别单元,设计并合成了一种ESIPT“关-开”型半胱氨酸(Cys)荧光探针4HBT-AC。通过 1H-NMR和 13C-NMR波谱对4HBT-AC进行了结构表征。吸收光谱实验结果表明,探针4HBT-AC溶液的最大吸收峰为302 nm,而加入Cys后,最大吸收峰变为318 nm;荧光光谱系列实验结果显示,在302 nm激发波长下,最大发射波长为380 nm,荧光强度增强约107倍;最适pH在7.0左右;响应时间为16 min;在0~60 μmol/L范围内,荧光强度与Cys浓度之间呈良好的线性关系,相关系数R2=0.991 1,检测限为 0.12 μmol/L;该探针对Cys的选择性和抗干扰能力强。通过HPLC分析检测反应过程确定了4HBT-AC与Cys的响应机理。用测试纸和薄层硅胶板对探针响应Cys的荧光分析进行了初步应用。
