2021, 第41卷, 第S1期 刊出日期:2021-10-30

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    质子交换膜燃料电池是氢能高效利用的重要技术手段。综合运用专利计量、技术成熟度S曲线的方法,量化分析质子交换膜燃料电池技术的专利数量年度变化、主要专利权人、主要技术方向以及技术成熟度等级。研究表明,质子交换膜燃料电池技术的专利数量呈现先增后降的趋势,日本、美国、韩国、英国企业是主要专利权人,目前技术处于早期商业化推广应用阶段,催化剂、质子交换膜、双极板、气体扩散层等关键材料与部件是主要研究方向,也是降低质子交换膜燃料电池成本、提升性能的重点。

  • 现代化工. 2021, 41(S1): 5-8,11. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.S.002
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    对锂电池高压电解液材料的专利申请趋势进行了分析,梳理出锂电池高压电解液材料专利申请的地域分布和全球主要专利申请人;通过对主要专利申请人的专利布局进行分析,指导相关研究单位有效地进行专利布局,避免产生专利纠纷,降低研发过程中的专利侵权风险;同时通过重点专利分析寻求技术研发的创新方向。

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    冬凌草具有良好的药用价值和进一步开发利用的潜力。对冬凌草的种植和加工产业进行了综述,同时指出冬凌草加工产业中存在的问题并提出解决建议,为冬凌草加工产业发展提供参考。

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    针对山地油气管道在建设、生产运行和泄露失效时会对管道周围的环境造成污染问题,提出了油气管道沿线环境保护与污染管控措施。

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    废弃生物质的超临界水气化制氢备受关注,而大多数废弃生物质均含氮元素,其残留在液固相产物中会显著影响后续处理。综述了几种典型含氮生物质(污泥、蓝藻等)的超临界水气化研究现状;总结了氮元素在超临界水气化过程中的分布与转化研究进展;最后对其研究前景和发展方向进行了展望,以期未来可对超临界水气化过程中的氮元素进行更加精确的靶向调控,进一步对含氮生物质进行无害化处理。

  • 现代化工. 2021, 41(S1): 21-29,35. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.S.006
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    氧气还原反应(ORR)是多种燃料电池的阴极反应,但是动力学过程缓慢等问题制约了ORR性能的提高。制备以改性碳纳米管为载体的电催化剂是提高ORR性能的有效手段,受到越来越多研究人员的关注。介绍了国内外学者有关非共价改性碳纳米管用于ORR的最新研究进展,着重综述了小分子改性和聚合物改性的方法,主要包括电中性小分子、离子型电解质、电中性高聚物、离子型聚电解质改性,并对非共价改性碳纳米管基ORR催化剂的研究前景进行了展望。

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    总结了从水溶液中分离回收高沸点有机物的几种方法(萃取、吸附、氧化和膜分离法),比较了这几种方法的分离效果,其中膜分离法中的渗透汽化技术因具有节能、高效等优势被广泛应用于液体分离方面。简述了不同种类渗透汽化膜对高沸点有机物分离回收的性能,通过比较发现,基于有机骨架材料的混合基质膜不但能够提高膜的抗溶胀性能,而且由于有机骨架材料中有机配体和有机基质的强相互作用,减小了膜的界面缺陷,从而提高了膜的分离性能。

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    阐述了甲醇重整制氢的途径和甲醇水蒸气重整(SRM)催化剂种类,简述了车载SRM制氢发电系统的工作流程及微反应器的重要性;介绍了反应器的研究现状,包括膜反应器、柱形微反应器、板形微反应器及5种多孔微通道催化剂载体板;展望了车载SRM制氢技术的发展趋势。结果表明,车载SRM技术是氢能源汽车供氢的趋势,选区激光熔化(SLM)增材制造是实现催化剂载体微通道结构可控的解决方案。在满足SLM制造可行性约束条件下,载体的多孔微通道结构参数与其制氢性能的对应关系是研究的主要方向。

  • 现代化工. 2021, 41(S1): 42-47,53. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.S.009
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    污水处理厂产生的城市污泥数量庞大、成分复杂,超临界水气化技术处理城市污泥可以产生H2。介绍了超临界水的特点和超临界水气化过程中发生的主要反应,重点对污泥超临界水气化制氢的影响因素以及产物的安全性进行了综述。此外,针对该技术所存在的问题提出了解决方法,并对未来的研究方向进行了展望。

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    通过对当前菌藻共培养产氢机理的归纳整理,分析了影响产氢效率的关键因素,就促进菌藻共生高效产氢的方法进行了探讨,并对菌藻共生产氢过程中存在的问题进行了归纳,提出了一些改进措施,期望能够为菌藻共培养技术研发提供帮助,为氢能高效、清洁、可持续工业化生产提供前期探索。

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    超级电容器的电化学性能很大程度上由电极材料决定,其中二维石墨烯基材料作为一种理想的超级电容器用电极材料,存在比容量低、易团聚等问题。为解决以上问题采用石墨烯基材料与其他材料复合的方法来提升材料的电化学性能。综述了石墨烯基材料分别与金属氧化物、MXenes、MOFs材料复合制备电极材料,并对其电化学性能进行分析,展望了未来石墨烯基复合材料的发展方向。

  • 现代化工. 2021, 41(S1): 58-61,66. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.S.012
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    概述了自抛光防污涂料的防污机理,分别从树脂基料和防污剂两个方面介绍了自抛光防污涂料的研究实例,并对自抛光防污涂料的发展进行了展望。

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    天然橡胶乳胶经浓缩离心后的副产物为胶清,胶清中含有短链橡胶烃、蛋白质等成分,经处理后可制成胶清胶,具有回收价值。综述了橡胶胶清液常用的回收方法,分析了各方法的优缺点。提出膜分离技术分离回收胶清具有分离效率高和减少酸性废水排放等优点,并分析了膜污染对膜分离工艺的影响,认为膜污染是膜分离技术用于胶清浓缩分离必须解决的关键问题。

  • 现代化工. 2021, 41(S1): 67-72,77. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.S.014
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    随着脱硝行业对钒钛系SCR催化剂的需求量逐年递增,产生的报废钒钛系SCR催化剂的量也随之增加。废钒钛系SCR催化剂含有大量有价金属,其回收与再利用对环境保护和资源的循环利用意义重大。综述了废钒钛系SCR催化剂有价金属回收的研究进展,重点分析了有价金属回收不同技术的主要过程、原理及优缺点;还介绍了废钒钛系SCR催化剂再利用的研究进展。回收废钒钛系SCR催化剂再利用制备成新脱硝催化剂符合资源循环经济发展要求,是今后的主要发展方向。

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    污泥厌氧消化产生的短链脂肪酸可以为污水生物脱氮除磷工艺提供碳源,也可以作为底物合成聚羟基脂肪酸酯,同时实现污泥资源化。介绍了促进城市剩余污泥厌氧发酵产生短链脂肪酸的物理和化学预处理方法,说明了这些技术促进剩余污泥厌氧发酵产酸的机理,并综述了联合预处理方法的研究进展,为剩余污泥预处理技术在工程中应用提供技术指导。

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    概述了山梨醇脱水制备异山梨醇反应机理;分析了影响山梨醇脱水过程的因素;综述了山梨醇脱水制备异山梨醇催化剂的最新研究进展,重点论述了均相催化剂、多相催化剂和新型离子液体催化剂的研究现状,并分析了各自的优缺点,新型离子液体催化剂因反应速率快、易于分离等优点而具有很好的应用前景;最后指明了开发更加高效、高选择性、稳定性好、重复利用率高的离子液体催化剂是今后的发展方向。

  • 现代化工. 2021, 41(S1): 83-89,94. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.S.017
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    CO2响应型可切换溶剂是指溶液性质(如极性等)能在通入和移出CO2后发生可逆变化的一类溶剂。该类溶剂主要包括极性可变可切换溶剂和亲水性可变可切换溶剂。着重论述了CO2响应型可切换溶剂作为萃取剂应用的研究进展;作为新型萃取溶剂,CO2响应型可切换溶剂可用于萃取微藻和大豆等物质中的油脂,且在常压和低温下(<100℃)实现溶剂与溶质的分离及溶剂的回收利用。相较于传统萃取溶剂,该类溶剂节能优势十分明显,在萃取领域有着极大的应用潜力。

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    介绍了不同种类废旧锂离子电池正极材料的回收工艺研究进展,比较了不同回收工艺的优缺点及应用前景,展望了废旧锂电池回收行业的发展前景并提出建议。

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    随着炼化一体化以及煤化工的快速发展,碳四(C4)副产资源大幅增长,而丁二烯选择性加氢技术是实现C4馏分高值利用的关键;然而,在丁二烯选择性加氢反应生成1-丁烯的过程中,还会伴随2-丁烯、丁烷等副产物生成。因此,开发高活性、高选择性的催化剂是本领域最重要的研究内容。介绍了近年来丁二烯选择性加氢催化剂的设计、制备以及应用情况,总结了一些改进催化剂性能的策略,并对过渡金属基丁二烯选择性加氢催化剂的前景进行了展望。

  • 现代化工. 2021, 41(S1): 100-104. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.S.020
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    介绍了多相催化剂在制备U(Ⅳ)反应中的应用,着重探讨了不同催化剂在不同还原剂、不同酸性介质中还原U(Ⅵ)制备U(Ⅳ)的反应性能、反应过程及反应机理,最后提出催化还原U(Ⅵ)制备U(Ⅳ)值得深入研究的问题。