2023, 第43卷, 第11期 刊出日期:2023-11-20

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    在碳中和路径中,绿氨是合成氨工业实现碳减排的重要途径,也是解决大规模风光电力消纳的可选路径。对合成氨制备工艺进行梳理,并分析新能源制氢合成绿氨的经济性,对氨能作为清洁原料、电厂燃料和船舶燃料三大应用场景进行研究,重点就新能源制氢合成绿氨在不同应用场景下的竞争力进行了研判。研究结果表明,绿氨作为清洁原料和船舶燃料的应用场景具有一定的经济效益,且作为船舶绿色燃料的发展空间巨大;但作为电厂燃料的应用场景,则难以从减碳上获得经济效益。

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    详细介绍了氢燃料电池技术体系的基本构成;着重综述了氢燃料电池在汽车、船舶、航空等领域中的应用现状和进展;深入分析了氢燃料电池在产业规模、市场环境、技术设备、经济、安全及行业发展领域面临的挑战,在此基础上给出具有针对性的发展对策,旨在对中国走出自身特色的氢燃料电池发展之路提供一些启发。

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    我国煤化工产业要与黄河流域实现高质量协调发展就必须要破解产业取水、用水难题。我国西北富煤地区在煤炭开采过程中产生大量矿井水,但由于水权交易受限等问题,当前矿井水整体利用率较低。未来加强矿井水综合利用有望成为支撑煤化工产业用水和黄河流域高质量发展的重要途径之一。同时,煤化工项目需要加强用水和排水管理,加快循环水冷却系统改造升级,研发推广先进节水和废水循环利用技术。

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    综述了聚合物膜、陶瓷膜、非多孔膜和有机胺溶液、新型吸收剂对膜吸收CO2捕集技术的影响,探讨了膜材料、吸收剂的优点和不足,展望了膜吸收法未来的发展方向。

  • 现代化工. 2023, 43(11): 20-24,29. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.11.005
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    对流化床厌氧微生物发酵制氢的研究进行了总结,对比了常温流化床、高温流化床、两级床、光暗两步发酵法等不同类型流化床反应器的产氢量与速率,分析了各流化床反应器的优势与局限,对流化床厌氧微生物发酵产氢的主要影响因素进行了讨论,并在此基础上对该技术提出了合理的展望。

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    综述了生物质中磷的利用途径,主要包括制备磷掺杂生物炭材料以及构建过渡金属磷化物复合材料,并对生物质中磷回收利用的前景做了展望。

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    介绍了Friedel-Crafts烷基化反应的催化反应机理,综述了Lewis酸性离子液体、Brønsted酸性离子液体、Brønsted-Lewis双酸性离子液体的结构特性及其在催化Friedel-Crafts烷基化反应中的应用研究进展,并对未来发展方向进行了总结和展望。

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    介绍了木质素纳米胶束的主要制备方法及其在pH响应型、温度响应型以及光响应型药物递送领域的最新应用研究进展,分析了木质素纳米胶束应用于药物递送领域的优点和不足,并对未来的研究进行了展望。

  • 现代化工. 2023, 43(11): 41-45,50. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.11.009
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    以活性炭、碳纳米管、氧化石墨烯、碳量子点、碳离子以及氮化碳等碳材料与各类半导体光催化剂复合为例,重点介绍了碳基材料与光催化剂的复合工艺、增强光催化性能的机理、影响碳基材料改性程度的因素及其在降解污水、产氢等方面的应用。最后,提出了碳材料复合半导体光催化剂今后的发展方向。

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    系统总结了粉煤灰脱硅技术与工艺的研究进展,重点从脱硅反应条件、反应原理、活化机理及脱硅效率等方面进行了阐述,指出直接脱硅工艺效率低的主要原因是脱硅副反应的发生,而采用物理活化、化学活化及微生物脱硅等方式,可有效抑制副反应的发生并提高脱硅效率。基于粉煤灰中硅的提取技术受下游硅产品应用的牵引和推动,还对硅产品的应用方向进行了展望。

  • 现代化工. 2023, 43(11): 51-55,60. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.11.011
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    阐述了当前应用最广泛的碳捕集与封存(CCS)技术,对比分析了几种CO2捕集技术的优缺点,介绍了燃烧后捕集技术中的固体吸附剂活性炭(ACs)。综述了电催化还原CO2生成异丙醇催化剂的选择以及电化学实验中的反应路径,电催化还原技术因可以闭合CO2捕获和利用之间的循环,被视为是一种环境可持续的选择。最后,总结并展望了CCS技术和电催化还原CO2技术的发展前景以及亟待解决的问题。

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    分别从催化剂开发、电极材料优化、电解系统设计等角度详细介绍了海水直接电解制氢的研究进展,重点关注了近期在上述方面取得的成果和突破,旨在为构建高产率、低能耗、抗腐蚀的海水直接电解制氢系统提供参考。最后对海水直接电解制氢技术的发展前景进行了展望。

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    基于对国内外大量文献资料、应用情况的调研,研发了一套撬装式高温等离子体处理油基钻屑的设备。从油基钻屑的处理现状、机理、设备和处理过程中的影响因素等方面系统地介绍了等离子体处理油基钻屑的研究成果,最后指出了该工艺技术存在的问题并提出了今后的研究方向。

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    聚合物催化剂可以控制各种重要参数,如分子质量分布、分子结构、立体特异性、线性度以及聚合物的支化。本文综述了聚丙烯催化剂的发展历程,重点介绍了齐格勒-纳塔催化剂、茂金属催化剂和非茂金属催化剂的研究进展。

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    介绍了含油污泥的性质、种类以及常用处理方法,归纳总结了含油污泥催化热解相关研究,重点对原位热解和非原位热解2种催化热解方式进行了讨论。其中定向催化热解技术可以实现热解产物的有效调控,具有良好的发展前景。同时还概述了热解催化剂的再生利用方法。催化热解技术在含油污泥资源化的实际应用中仍存在巨大挑战,亟需从反应机制、新型催化剂设计、工艺放大及先进装备等方面开展深入而系统的研究。

  • 现代化工. 2023, 43(11): 75-79,84. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.11.016
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    MICP技术是近些年来应用于岩土工程和环境工程的一种新型环保处理技术,该技术主要是利用微生物在代谢时会诱导形成碳酸钙晶体、将分散的土体颗粒胶结形成整体或在土体颗粒之间形成桥接,从而达到改良土体的目的。首先介绍了MICP技术的固化机理,同时对固化工艺、原材料浓度等固化效果影响因素进行了评述,并对MICP技术在土体加固、改良再生骨料、土壤修复等领域的应用进行了总结,最后在细菌培养、长期稳定性、副产物处理等方面可能面临的挑战进行了展望。

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    介绍了复分解电渗析的构成与基本原理,综述了近年来复分解电渗析在无氯钾肥等高价值盐类生产、工业废水处理和海水、浓盐水淡化等领域的最新应用研究,同时指出复分解电渗析在应用中存在的问题,最后对复分解电渗析技术未来的发展进行了展望。

  • 现代化工. 2023, 43(11): 85-91,98. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.11.018
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    采用环氧树脂固化剂中的芳香胺类物质对部分还原的氧化石墨烯进行表面改性,胺基可与氧化石墨烯表面残留的环氧基团加成反应从而实现在石墨烯表面修饰胺基基团(rGO-NH2)的调控。通过红外光谱、拉曼光谱、X射线光电子能谱、透射电子显微镜、原子力显微镜对胺基改性石墨烯进行表征。结果表明,随着氧化石墨烯还原程度的不断加深,所得到的胺基改性石墨烯中胺基含量减少、碳原子晶格完整度提高且片层厚度稍有减少。对以rGO-NH2为填料制备得到的环氧涂层进行交流阻抗测试、极化曲线测试及盐雾腐蚀实验,结果表明,复合涂层低频阻抗模值比纯环氧涂层高了4个数量级,具有更低的腐蚀电流密度、更高的屏蔽性能,且调控石墨烯的胺基改性有效抑制了石墨烯的腐蚀并促进了其活性。

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    以静电纺丝技术构筑的SnO2纳米管为模板,在其表面制备金属有机框架层,并进一步通过硒化反应制备了ZnSe/CoSe/SnO纳米颗粒嵌入的N掺杂多孔碳纳米管(ZCS@NCNTs)。结果表明,以ZCS@NCNTs作为锂离子电池负极材料时展现出独特的结构和组分优势,显示出高倍率性能以及优异的循环稳定性,在电流密度为0.1 A/g时循环100圈的比容量为1 621.6 mAh/g;在5 A/g下循环2 000圈后仍能提供426.2 mAh/g的可逆容量。

  • 现代化工. 2023, 43(11): 99-103,110. https://doi.org/10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2023.11.020
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    通过对石油烃降解菌Paenarthrobacter ureafaciens Thp2-23进行16S rRNA基因测序分析,利用MEGA 7.0构建菌株系统发育树,并采用二苯碳酰二肼分光光度法检测Thp2-23在不同条件下对Cr (Ⅵ)的还原率;采用SPSS 25.0对各组还原率进行统计学描述及方差分析,探讨pH、温度、石油烃、吐温80和铜离子对菌株还原Cr (Ⅵ)效果的影响。结果表明,菌株Thp2-23在pH 8.0、40℃的最优还原条件下,12 h对50 mg/L Cr (Ⅵ)的还原率为95%,24 h对Cr (Ⅵ)的还原率达到100%。石油烃和吐温80可抑制Thp2-23对Cr (Ⅵ)的还原,铜离子可促进Thp2-23对Cr (Ⅵ)的还原。