当前中国能源产业特别是煤化工行业在发展过程中需要消耗大量的淡水资源,同时排放了大量的CO2,严重挑战中国的气候变化应对和节能减排目标的实现。CO2捕集封存联合增强地下深部咸卤水开采及综合利用(CCS-EWR)技术可以实现在封存CO2的同时,能将地下深部咸水引入到地面实现咸水的资源化,该技术在煤化工行业具有巨大的应用潜力。本文选取鄂尔多斯地区煤化工行业的百万吨级的CO2捕集与封存示范项目,探讨CCS-WR全流程项目的经济可行性。案例研究表明,该技术能够有效抵消CCS技术高昂的成本,在我国中西部严重缺水地区可大规模应用,在高效利用情况下经济上也具有一定的可行性。
采用超声辅助溶液法在尖晶石LiMn2O4表面包覆LiAlO2。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、恒电流充放电及交流阻抗技术分析合成材料的结构、粒径、形貌及电化学性能。XRD测试结果表明:LiAlO2包覆LiMn2O4与LiMn2O4的X射线衍射结果相差不大,包覆后的样品仍为尖晶石结构,没有出现杂质相。室温下0.2C充放电时,包覆0.5%、1%、3% LiAlO2的LiMn2O4首次放电比容量分别为123.3、120.2mA·h/g和118.7 mA·h/g,低于未包覆LiMn2O4的125.4mA·h/g,但在1C和5C高倍率下,包覆3% LiAlO2的LiMn2O4放电比容量分别为107.8mA·h/g和85.6mA·h/g,高于未包覆的104.2mA·h/g和64.1mA·h/g。室温下以1C倍率循环50次后,表面包覆3% LiAlO2的LiMn2O4的容量保持率比未包覆高出2.9%。
采用共浸渍法制备了NiO-MoO3/Al2O3催化剂,利用N2物理吸附、XRD、H2-TPR、H2-TPD和TG等手段对催化剂的结构和性质进行表征,并考察了其在低H2/CO摩尔比(约为1)和微量硫(5 μg/g)的条件下进行CO甲烷化的催化性能。结果表明,MoO3的引入能减弱Ni物种与载体间的强相互作用,提高催化剂的还原性能,增加Ni活性中心数。随着MoO3质量分数的增加,催化剂的甲烷化性能先升高后降低,在MoO3质量分数为3%时甲烷化性能最佳。积碳和硫中毒是催化剂失活的主要原因,适量MoO3的添加能提高催化剂对H2的吸附能力,增强催化剂的抗积碳性能,同时还能缓解硫中毒引起的失活,从而明显改善催化剂的稳定性。
以甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、乙烯基吡咯烷酮、衣康酸为原料,过硫酸铵/亚硫酸氢钠为复合引发剂,通过反相乳液聚合法合成了两性共聚物P(DMC-NVP-IA)。较佳的合成条件为:反应温度为50℃,油水体积比为1.2∶1,乳化剂质量分数为8.0%,单体质量分数为45%,此时产率达70.1%,特性黏度为656mL/g。并通过FTIR对产物的分子结构进行了表征。利用该共聚物对陕北地区延长石油的油田废水进行絮凝实验,当P(DMC-NVP-IA)质量浓度为140mg/L,废水pH为7,絮凝温度为50℃时,油田废水油的去除率为78.5%,COD去除率为71.6%,透光率为80.0%。
基于水热法合成了形貌均一的纳米Co3O4,利用其强催化性能将其连同纳米Pt和辣根过氧化物酶(HRP)层层修饰于金电极表面,最终构建出对H2O2具有三重催化作用的新型纳米复合材料Co3O4 Pt-HRP修饰电极,并将其应用于对H2O2的浓度检测。实验结果发现,纳米Co3O4与纳米Pt的催化作用相互协同,并且纳米Pt较大的比表面积和优良的生物相容性增加了后续辣根过氧化物酶的负载量与生物催化活性,从而提高了传感器的灵敏度。在优化条件下,对H2O2浓度的检测范围为2.0μmol/L~7.1mmol/L,检出限为0.9 mol/L。此外,该传感器还表现出较高的选择性、稳定性和灵敏度。
将碱改性HZSM-5沸石负载活性组分AgNO3的吸附剂应用于乙烯乙烷吸附分离。通过N2吸附-脱附、傅里叶红外(FI-IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)、吸附等温线等,对改性前后吸附剂孔道、晶体结构、外观形貌、元素含量变化、活性组分的最佳单层分散量和乙烯乙烷吸附分离性能进行了研究。结果表明,经过0.4mol/L NaOH处理的改性样品的平均孔径可达5.5nm。改性吸附剂负载活性组分AgNO3的最佳单层分散量为33.3%,25℃、0.5MPa时其对乙烯乙烷混合组分吸附平衡的分离系数可达2.78,对变压吸附(PSA)具有很好的分离应用前景。
为解决油田用丙烯酰胺类聚合物抗温、抗盐性能差的问题,以丙烯酰胺、丙烯酸及双尾型疏水单体N-苯乙基-N十二烷基甲基丙烯酰胺(PEDMAM)为主要原料,合成了一种新型疏水缔合聚合物(DTHAP-12)。采用KYPAM作为对比,研究了DTHAP-12的增黏性能、抗温抗盐能力和驱油性能,结果表明,聚合物的临界缔合质量浓度在2 400 mg/L左右,95℃聚合物的黏度保留率达72.39%,同时在一定的矿化度范围内表现出明显的盐增稠效应。岩心驱替实验表明,水驱至含水率为98%后,0.3 PV DTHAP-12驱及后续水驱的采收率提高了15.14%;聚合物驱第2段塞DTHAP-12采收率提高了10.53%,远远高于第2段塞KYPAM的3.28%。
以甲基三乙氧基硅烷(MTES)、正硅酸四乙酯(TEOS)等为主要原料合成有机硅低聚物,以亚麻油、三羟甲基丙烷(TMP)、1,2,4-苯三酸酐(TMA)等为主要原料合成醇酸树脂,再用有机硅低聚物对醇酸树脂进行改性,最终得到有机硅改性水性醇酸树脂。利用FT-IR、TGA、GPC等手段对其进行结构表征和性能测试。确定有机硅低聚物的合成温度为50℃,醇酸烘烤漆合成温度为230℃,引入亲水扩链剂的温度为180℃,终点酸值控制在45~60mg(KOH)/g为最佳。水性醇酸树脂的平均粒径为15.09nm,PDI为0.265,粒径分布集中存储稳定性能好。有机硅的引入增强了固化涂膜的热稳定性,涂膜失重20%时的温度由322℃提高到357℃。失重50%时的温度由475℃提高到621℃。有机硅质量分数为12%时,制备的水溶性有机硅改性水性醇酸树脂的性能最优。
选用湿法消解法对库页悬钩子果实进行消解,运用火焰原子吸收光谱法测定样品中Ca、Cd、Cu、Fe、Mg、Zn 6种微量金属元素的质量分数。在最优实验条件下测得各元素质量分数分别为:Ca的质量分数为55.912 0 μg/g;Cd的质量分数为0.562 0 μg/g;Cu的质量分数为42.746 0 μg/g;Fe的质量分数为227.010 0 μg/g;Mg的质量分数为75.811 0 μg/g;Zn的质量分数为126.889 0 μg/g。各元素的检出限为0.024 0~0.853 0μg/mL,相关系数为0.999 1~0.999 8,RSD为0.31%~1.40%,加标回收率为90.7%~103.8%。
建立了电感耦合等离子体-原子发射光谱法同时测定水中As、Ba、Cu、Se、Zn、Mn、Cd、Cr、Pb等9种微量元素的检测方法。结果表明,9种元素的检出限均低于0.008mg/L。在0.05~1.50mg/L质量浓度范围内,9种元素的线性相关系数均大于0.999 0。精密度实验中,9种元素的极差值均小于0.007mg/L。3个加标水平下,9种元素的平均回收率均在89.0%~113.6%范围内,相对标准偏差均小于5%。结果表明,该方法具有较高的灵敏度高,并具有良好的线性关系、精密度和准确度。该方法可作为水中As、Ba、Cu、Se、Zn、Mn、Cd、Cr、Pb等9种微量元素定量分析方法。