随着氢能产业的不断推进,热点越来越集中在氢能制取的"源"和氢能利用的"汇"上。"氢源"从目前的3万t/a到2060年的1亿t,未来40年内的年均增长率高达22.5%;为达到绿氢规模,光伏装机需3 360 GW,体量巨大。"氢汇"主要集中在工业、交通、建筑、电力等难以脱碳的能源消费领域,应用范围十分广泛。"源"与"汇"是否匹配,将会是大规模推进氢能产业发展的核心要义。重点围绕重卡、煤化工、石油炼化、氢炼钢、燃氢电站和燃氨电站等重要高碳排放领域阐述氢能应用的逻辑及趋势,以期通过分析"氢源"和"氢汇"之间的数量关系来优化和统筹好"氢源"与"氢汇"的配置关系,突破氢能产业规模化发展的困局,促进氢能的原料和燃料属性得到更好的发展。

碳中和将大力推动我国可再生能源和氢能产业的发展,未来高比例可再生能源下,氢能将在储能、连通传统能源与新能源等方面发挥重要的枢纽作用。利用天然气产业已有的基础设施优势,深度融合氢能产业与天然气产业,会产生新的发展模式。站在天然气产业的角度,分析了未来天然气在能源转型中的作用,提出与氢能产业在上、中、下游典型的9种融合模式,对未来新发展模式提出了展望和建议。

在碳达峰、碳中和的主题背景下,详细介绍了多联产减排和多能互补耦合利用新型CCUS产业化发展模式,探讨了当前我国CCUS产业化模式在技术、行业发展、产业化机制、标准与规范及国家政策等领域面临的挑战,并在此基础上,给出应对需求的产业支持政策,最后提出从捕集、封存、监测及评估角度出发,加快我国CCUS标准体系建设的建议,旨在对中国走出立足自身的CCUS发展之路提供新的思路。

在介绍国外页岩气开发历程的基础上,详细总结了美国、加拿大等国页岩气革命的开发经验;概述了中国页岩气的资源分布和勘探开发现状,并梳理了国内页岩气发展在地质、技术、经济及环境领域存在的风险和不足。综合国际开发经验与国内产业现状,提出推动中国页岩气产业化发展的几点建议,旨在加快我国页岩气的发展进程。

综述了国内外废塑料无害化回收利用的现状;介绍了国内主要从事废塑料再生利用的企业发展概况以及行业发展相关规范;提出了我国废塑料回收利用行业存在的问题并对未来发展趋势进行了展望。

综述了近年来国内外在钯复合膜制备方面的研究进展,包括陶瓷、金属多孔载体钯复合膜以及5B族载体钯复合膜的发展趋势。介绍了四层结构的金属多孔载体型钯复合膜、新开发出的具有空隙结构的金属多孔载体钯复合膜、以及添加Ru的PdRu复合膜等。5B族钯复合渗氢膜研究的重点是载体的表面处理、膜界面稳定层的制备以及超薄均匀钯膜的制备技术。

国内压裂返排液具有成分复杂、乳化严重、危害大的特点,在此基础上介绍了回注、回用和外排3种不同的压裂返排液处置方式。我国压裂返排液处理技术仍需向无害化和资源化发展,建议研发高效环保的压裂体系,降低对环境的危害及处理成本;油气田现场处理压裂返排液时,应结合自动监测技术,加大模块化处理规模,提高水资源的重复利用。

综述了TiO₂催化材料光解水产氢的基本原理以及不同结构TiO₂纳米材料在光催化制氢方向的研究进展,包括TiO₂纳米薄膜、TiO₂纳米棒、TiO₂纳米片、TiO₂纳米颗粒、TiO₂核壳及中空微球、TiO₂纳米管等,并且对发展趋势进行了展望。

对天然气水合物开采过程中有可能引发的环境风险进行了讨论,综述了目前主要的清洁开采技术,并对其机理及优缺点进行了对比与分析,指出了当前天然气水合物开采技术的缺陷,并对其未来发展方向进行了展望。

介绍了纤维素、纤维素气凝胶、纤维素基活性炭和纤维素膜等材料的制备及其在CO₂吸附领域的应用研究进展,指出了纤维素基CO₂吸附剂存在的主要问题和研究重点,并对未来发展进行了展望。

综述了CaTiO₃纳米材料的改性方法,包括离子掺杂、复合等,并对改性CaTiO₃在光催化降解、产氢、还原CO₂等领域的应用进展进行了总结。

用于燃煤电厂烟道气CO₂捕集的技术主要为溶液吸收法,根据吸收剂类型可分为混合胺吸收剂、两相吸收剂、无水吸收剂和离子液体吸收剂。描述了现有溶液吸收法的发展情况以及CO₂捕获过程,对不同吸收剂优缺点以及目前工业示范情况进行了综合阐述;重点强调了不同技术路线的工业放大可能性以及捕集成本;最后,指出了未来的发展方向和亟需解决的问题。

针对VOCs的污染控制问题,介绍了生物处理技术和常见的生物组合技术。总结了生物及其组合技术的研究进展以及存在的问题,并指出其在VOCs治理方面的研究方向和未来工业上的应用前景。

系统论述了纳米驱油技术提高原油采收率的机理,包括降低油水界面张力、改变油藏润湿性、分离压驱油、调剖堵水、改善流度比及防止沥青质沉淀阻塞油藏孔道。而针对常规纳米驱油体系因自身不稳定易发生材料的聚沉进而影响提高油藏采收率的效果,解决方法是对常规纳米颗粒接枝不同的官能团进行改性来实现稳定性;同时,特殊的官能团和驱油纳米材料的有机结合能形成对温度、磁性、pH及含油饱和度敏感的智能纳米驱油体系,实现对油藏剩余油的定向挖潜,改善油藏的驱油效果。

从不同铁纳米粒子制备方法特点及活性影响因素,碳材料的选择、自身特性与性能之间的关系,铁碳颗粒的组织形式及其电场作用影响等3个方面的研究现状出发,就纳米铁碳微电解材料的组成部分对污染物去除性能的影响进行了分类综述和总结,并在此基础上展望了未来纳米微电解材料的发展方向,旨在为最大限度发挥纳米铁碳微电解技术应用潜力、进一步推动纳米铁碳微电解技术的工业化应用提供参考。

总结了醇胺溶液吸收CO₂的腐蚀机理,研究结果表明,HCO^-₃、H₃O⁺和质子化胺是溶液具有腐蚀性的根本原因,温度、胺的种类、热稳定盐、CO₂对腐蚀效果均有影响。抑制腐蚀的主要措施是添加缓蚀剂,对国内外缓蚀剂的研发进展进行了总结,提出了胺液腐蚀控制的未来发展方向。

基于一类新型微藻生物膜贴壁技术的特征及运行原理,分析了不同类型生物膜贴壁装置的特点及相关影响因素,阐释了生物膜材料对贴壁微藻生长的影响。讨论了微藻生物膜的形成机制,发现生物膜形成过程中起关键作用的主要是藻细胞胞外聚合物(EPS)的作用。概述了生物膜贴壁微藻在农业废水、工业废水及生活污水处理中的应用。研究优化生物膜贴壁培养装置及相关工艺条件,在净化污染水体的同时还可生产藻类高价值产品。耦合废水处理集成的微藻生物膜贴壁培养体系将具有藻类生产经济性和环保应用潜力。

综述了最近几年来醇脱水反应制备α-烯烃的催化剂研究进展,重点介绍了分子筛催化剂、杂多酸催化剂和金属氧化物催化剂,详细讨论了各种催化剂的特点及利弊。从酸碱活性中心和孔道结构的角度研究了不同改性方法合成的催化剂对脱水活性的影响,提出了该领域未来研究工作的发展方向及关键所在。

综述了功能化磁性石墨烯材料去除水中有机染料、芳香族化合物、农药和其他有机物的研究进展,并对吸附机理进行了探讨,指出了当前研究中有待解决的问题和未来发展方向。

采用纳米Fe₃O₄活化KHSO₅(PMS)的高级氧化工艺降解废水中诺氟沙星(NOR)。考察了Fe₃O₄质量浓度、PMS浓度、初始pH等对诺氟沙星降解效果的影响,探究了催化剂Fe₃O₄的重复利用效果。结果表明,诺氟沙星初始质量浓度为 5.0 mg/L、Fe₃O₄质量浓度为2.0 g/L、PMS浓度为0.8 mmol/L、初始pH为7.0、温度为30℃的优化条件下,反应120 min后诺氟沙星的降解率达到96.6%,降解速率常数K_obs为0.030 3 min^-1,降解过程符合一级反应动力学。EPR实验证实反应体系中降解诺氟沙星的主导作用源于SO^-₄·。通过LC-MS分析推测了诺氟沙星的降解路径和反应机理。