2020, 第40卷, 第6期 刊出日期:2020-06-20

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    工信部以绿色标准作为推动原材料领域绿色发展的抓手,我国绿色产品设计和评价工作正在逐步建立和规范。介绍了环氧丙烷的绿色产品设计和评价技术的基本方法,立足环氧丙烷产品的生命周期,初步建立了绿色产品评价体系框架;分析了对产品绿色设计中的关键技术指标,为制定化工产品的绿色设计评价技术规范、开展绿色评价提供了基本思路,也为环氧丙烷生产经营者绿色制造决策提供了科学的依据。

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    研究制定适用于海上油气开采行业的碳排放配额分配方法,对全国统一碳市场的建立及油气开采行业配额分配方案的确定具有重要参考价值。通过分析海上油气开采行业的碳排放特点,研究了现有碳排放配额分配方法对于该行业的适用性,提出了适用于海上油气开采行业的碳排放配额分配方法:在碳市场初期,可暂时采用历史强度下降法进行配额分配,当积累到一定量的数据基础后,再逐渐转为基准线法;基准线法是碳市场配额分配方法的发展趋势,海上油气田开采行业应设置单独的行业基准线;鉴于海上油/气田资源特点、开采方式和处理工艺的不同,基准值建议分为海上油田、气田和高含二氧化碳气田3个类型分别设定,并引入修正系数;结合技术的不断进步,适时对基准线进行修正和调整。

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    概述了近几年来过渡金属化合物作为电极材料的研究进展,主要概括了过渡金属氧化物、过渡金属硫化物、过渡金属氮化物和过渡金属磷化物作为电极材料的研究进展,并对过渡金属化合物作为电极材料的发展趋势进行了展望。

  • 现代化工. 2020, 40(6): 15-18,23. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.06.004
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    介绍了高温热管实验研究进展,包括工质充液率、工质性质、工作倾角和吸液芯结构等对高温热管传热性能的影响,并介绍了高温热管在太阳能、核工业和化工等领域的应用。通过分析热管材料及不凝性气体对传热性能的影响,总结了影响高温热管使用寿命的主要因素,为制备工作寿命长、性能优异的高温热管提供了一定的理论支持。

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    详细介绍了智能纳米驱油剂的驱油机理、国内外典型智能纳米材料的制备方法及提高采收率的性能,对驱油材料分类比较,进而对智能纳米化学驱油剂的未来发展进行了讨论。智能纳米驱油剂具有独特的驱油特性,可以适应特定油藏环境的特殊要求,是今后提高采收率技术发展的重要方向之一。

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    介绍了国六排放标准下柴油车尾气处理应对策略,重点阐述了柴油车尾气SCR脱硝技术进展,并对分子筛SCR脱硝市场前景进行了预测分析。

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    综述了采用碳纳米材料、金属纳米材料、纳米分子印迹和表面分子印迹技术改进电化学传感器的最新进展,并指出存在的问题及改进方向,展望了发展趋势。

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    从催化裂化轻质循环油(LCO)组成性质出发,阐述了其作为原料制备高附加值产品苯、甲苯、二甲苯(BTX)的意义,结合组成物质反应特性,分析了LCO制备BTX催化反应过程与催化剂的关系。重点介绍了催化剂的活性金属和载体的相关研究。最后针对LCO制备BTX的催化剂研究指出了今后发展应主要关注的2个方向。

  • 现代化工. 2020, 40(6): 38-41,46. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.06.009
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    从分子筛微观形貌的调控出发,重点选取了SAPO-34、ZSM-5等几种重要的工业分子筛作为代表,系统总结了近年来分子筛微观形貌调控的典型研究方向及调控方式,分析了微观形貌调控对其在催化反应中催化性能的影响,并对未来分子筛形貌调控的发展进行了展望。

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    介绍了乙烯焦油的组成及性质,详细阐述了近年来国内乙烯焦油综合利用的研究进展,分别列举了乙烯焦油轻组分、重关键组分、重组分的加工工艺,展望了今后乙烯焦油综合利用的进一步研究方向。

  • 现代化工. 2020, 40(6): 47-50,56. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.06.011
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    介绍了分子筛酸中心在孔道中的分布、酸中心的聚集度和酸强度的调控方法,分析了其在催化反应中的影响作用机理,对分子筛酸中心的调控在制备专用型分子筛方面所面临的挑战和进一步的研究方向进行了展望。

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    介绍了目前生产甲基丙烯酸甲酯的(MMA)的主流工业化合成路线,并对工艺优劣进行了归纳总结。重点对醋酸甲酯法合成MMA路线羟醛缩合催化剂的研究进展进行了综述,并提出了催化剂未来的研究方向。

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    通过水热法制备了Ce/Zr摩尔比分别为1:19、1:9、2:8、3:7的铈锆复合物,利用微型高压反应釜考察了在160℃、3.5 MPa下4种催化剂对CO2和甲醇直接合成碳酸二甲酯(DMC)的催化性能,并利用XRD、N2吸附-脱附、FT-IR、NH3-TPD和CO2-TPD对其进行表征。结果表明,Ce的加入没有改变单斜ZrO2的晶相,Ce/Zr摩尔比为2:8(Ce0.2ZrO2)时表现出优异的催化性能,这与表面具有较多的酸碱位数量和较大的孔体积有关。此外,采用密度泛函理论(DFT)的计算构建了单斜ZrO2(111)和CeO2(110)晶面,在单斜ZrO2上加入Ce可以提高表面的酸性,进而改变其催化性能。

  • 现代化工. 2020, 40(6): 61-65,71. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.06.014
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    以磷渣(PS)为主要原料,配合矿渣(BFS)和氢氧化钙(LM)制备磷渣基胶凝材料。在m(PS):m(BFS):m(LM)=70:20:4的条件下,采用正交实验研究复合化学激发剂(CA)复合配比对磷渣基胶凝材料力学性能的影响,同时采用XRD、SEM/EDS和TG/DTG等手段分析材料的物相组成及微观形貌。正交实验结果表明,CA对材料力学性能影响的强弱顺序为:水玻璃 > Na2SO4 > NaCl > NaOH,最佳质量分数配比为0.15% NaOH、0.2% NaCl、0.5% Na2SO4、0.3%水玻璃;该配比下材料抗压强度达最大值为66.9 MPa,与未添加CA的空白样相比强度增长50%以上。XRD、SEM/EDS和TG/DTG分析表明,磷渣基胶凝材料主要水化产物为C-S-H和C-A-S-H,添加CA可提高体系水化反应程度及增加C-S-H和C-A-S-H生成量,进而提高材料强度。

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    以赤藻糖醇为相变材料基液,分别添加不同质量分数的C和ZnO,通过两步法制备赤藻糖醇基相变材料,并分析了超声和纳米颗粒对赤藻糖醇基相变材料稳定性的影响。结果表明,纳米流体稳定性随着超声功率的增大先增强后变弱,C/赤藻糖醇纳米流体稳定性最大改善1.81%,ZnO/赤藻糖醇纳米流体稳定性最大改善19.21%;C/赤藻糖醇纳米流体的稳定性随着超声时间的增大先增强后变弱,最大可改善1.67%,超声时间对于ZnO/赤藻糖醇纳米流体的稳定性改善有着抑制作用。功率/时间-浓度-总体吸光度关系曲线均符合四次多项式形式。在融化后期,较高浓度的纳米颗粒会抑制融化的进程。

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    以二苯并噻吩(DBT)为煤中有机硫的模型化合物,在单因素实验、显著性因子筛选实验的基础上,采用响应面法优化了束红球菌对DBT脱硫的工艺条件。通过GC/MS和SO42-的检测实验测定和分析了液相产物的组成。结果表明,培养温度、pH和培养时间3个因素对束红球菌脱除DBT中有机硫的影响显著,最佳工艺条件是:培养温度为29.6℃、pH为6.0和培养时间为15 d,此时脱硫率达到88.59%;液相产物中主要是2-羟基联苯(2-HBP)和SO42-,说明束红球菌以4S途径将DBT中的有机硫转化为硫酸盐。

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    利用聚丙烯酰胺对Al2O3-USY复合载体进行扩孔处理,通过等体积浸渍制得NiMo/Al2O3-USY系列催化剂,在200 mL固定床上考察了催化剂孔径分布对中低煤焦油脱硫性能的影响,并结合XRD、氮气吸附、NH3-TPD和H2-TPR对催化剂理化性质进行分析。结果表明,添加聚丙烯酰胺能明显增加催化剂的平均孔径,使活性组分在载体上分布更加均匀,促进了活性组分与Al2O3的相互作用,降低催化剂的还原性能,使转化率下降。在温度为395℃、压力为8 MPa、空速为0.6 h-1、氢油比为800的条件下评价催化剂的脱硫性能,结果发现增加催化剂的平均孔径有利于降低大分子含硫化合物的空间位阻,降低产品中柴油馏分硫的质量分数,不能明显降低汽油馏分硫的质量分数,中低温煤焦油脱硫催化剂的平均孔径应控制在5.30 nm以上。

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    以水热法合成碱式碳酸镍前驱体,通过焙烧制备高比表面积的球形氧化镍,探索了合成过程中碱式碳酸镍晶型、粒径、形貌的调控规律,研究了前驱体热性能及其焙烧机制,并测定了球形氧化镍的孔径和比表面积。结果表明,球形碱式碳酸镍合成的工艺参数为:T=100℃、t=10 h、pH=8、n[Ni(NO32]:n[CO(NH22]=1:2,加入共溶剂有助于调控其形貌和分散程度,在乙醇体积分数为50%的溶液中,合成的球形碱式碳酸镍结构规整,呈均匀的球形结构,粒径为5 μm。热重实验结果表明,碱式碳酸镍500℃分解完全,其优化焙烧参数为:焙烧温度为500℃、焙烧时间为1 h,此时得到的NiO呈立方晶相,为分散均匀的球状,粒径为5 μm,其比表面积和孔径分别为81.92 m2/g和30.18 nm,在孔径保持基本不变的情况下,比普通氧化镍比表面积增大了1倍,孔容提高了2.5倍。

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    采用水热合成法制备了MCM-41介孔分子筛,并利用3-氨丙基三甲氧基硅烷(APTMS)对其进行改性获得NH2-MCM-41分子筛。利用扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱、氮气吸附-脱附测试、能量色散X射线荧光光谱仪和X-射线粉末衍射仪对NH2-MCM-41分子筛进行了表征。结果表明,氨基的修饰过程对MCM-41分子筛结构没有显著影响。以Cr(Ⅵ)为探针离子,研究了NH2-MCM-41分子筛对Cr(Ⅵ)的吸附性能,考察了NH2-MCM-41分子筛用量、吸附时间、pH和溶液初始浓度对吸附效果的影响。结果表明,与MCM-41分子筛对比,NH2-MCM-41分子筛对Cr(Ⅵ)具有更高的吸附性能。NH2-MCM-41对Cr(Ⅵ)的吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型。该吸附剂具有良好的再生性能,重复使用5次,其吸附性能保持相对稳定。

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    将SiC纳米材料在浓酸中加热腐蚀制备得到小尺寸SiC颗粒,并在其上电沉积Pt后制备得到Pt/SiC复合材料。利用X射线衍射仪、透射电子显微镜和电化学测试等手段对复合材料的组成、结构和电化学性能进行表征。结果表明,SiC-4颗粒直径为几nm左右,具有较好的自催化析氢性能,Pt/SiC-4具有优异的HER性能;电流密度为10 mA/cm2时的过电位为75 mV,电流密度为100 mA/cm2时的过电位为212 mV,Tafel值为37.57 mV/dec,双层电容值为1.56 mF/cm2