在对我国氢能研究现状进行深入调研和分析的基础上,采用文献计量和科学知识图谱相结合的方法对我国近10年来(2013—2022年)氢能主题的硕士、博士学位论文进行系统性的梳理与总结。研究发现,我国现处于氢能研究的高速发展时期,相关学位论文数呈快速上升趋势;绝大部分学位论文属于技术研发及应用层次,所涉及学科种类较多但主要集中于化工和材料2大类;高频关键词都围绕制储氢、催化剂及其相关技术展开;经过10余年的政策布局,我国现已形成较为完备的政策体系。建议继续加大基础研究力度和技术创新力度,加强我国氢能产业创新体系建设和产学研合作,开展示范运行及推广工作,促进中国氢能产业的可持续发展。

为分析磷石膏资源化利用现状、热点及未来发展趋势,以中国知网(CNKI)数据库和Web of Science核心数据库为数据源,检索2002—2022年有关磷石膏的文献;利用CiteSpace可视化软件,从发文量、作者、发文机构、关键词绘制知识图谱等进行探析。结果表明,中英文发文量一直处于稳定发展期;作者合作强度不紧密;当前磷石膏研究集中在预处理、综合应用、重金属元素的固化和放射性元素的防护;未来该行业的发展方向是促进与其他领域的合作,拓宽应用途径。

综述了近年来国内外关于水环境中微塑料的源与汇的相关研究,分析了微塑料在水体中迁移过程及其影响因素,介绍了主要迁移模型,并对微塑料污染问题的未来研究方向进行了展望,以期为微塑料的污染研究和治理提供参考。

钒钛作为我国战略资源受到高度重视。为充分认识我国钒钛材料技术研发现状及发展趋势,对钒钛材料专利申请情况、技术分类、应用领域、重点专利等进行了深入分析。结果表明,钒钛研究于1993—2000年进展缓慢,2000—2016年技术推动迅速,2016年至今发展有所减缓;重点申请人以攀钢集团、中国石油化工股份有限公司为主;未来研发重点是钒钛磁铁精矿的绿色高效回收利用、全钒液流电池储能与钒电极材料研发、钒基催化剂的改进、钛合金加工与表面处理技术转向高端应用领域等。

针对燃煤烟气脱硫废水中硒污染物的产生、潜在危害、迁移转化路径及处理技术等方面开展了详细讨论,总结了膜分离技术、零价铁技术、离子交换技术、多孔吸附技术及生物还原技术在硒污染物脱除领域的研究现状,提出开发适应特殊高浓度硫酸盐水环境的新型吸附技术是未来脱硫废水中硒污染物控制的研究方向。

无机纳米填料在聚合物基体中的良好分散可以实现载荷的有效传递,使得天然橡胶(NR)的机械性能得到明显改善;此外,各类无机纳米填料的功能化改性后可更好地分散在NR基体中,产生的界面作用为NR各项性能的提高提供了重要理论依据。综述了无机纳米填料与NR复合材料的制备方法,以及无机纳米材料及其改性对NR机械性能、抗菌性、热稳定性和导电性等补强的研究现状,并对未来的发展进行了展望。

基于PVA废水的特征与危害,分析了当前各类物化法处理PVA废水的工艺效能与特点;总结了基于PVA降解菌的生物处理法及好氧、厌氧处理工艺,以及物化、生化组合处理工艺。

概述了半导体光催化材料的作用和典型的复合半导体类型,同时对复合半导体纳米材料在有机污染物降解、光解水制氢、二氧化碳还原、抗菌以及空气净化等领域的应用进行了综述,对开发具有高效光催化性能的复合半导体光催化剂的前景和需要采取的措施进行了讨论。

总结了光子晶体墨水的种类、影响墨水可打印性能的因素和喷墨打印光子晶体墨水的应用,比较了不同墨水成分、优化的打印方法造成的呈现效果间的差异,并提出了拓展喷墨打印光子晶体结构色的功能、开拓应用领域、促进制备连续性的发展方向。

从常用载体γ-Al₂O₃和稀土氧化物的稳定性出发,详细阐述了有机废气尤其是轻质烷烃的催化燃烧催化剂的水热稳定性调变方法,并对活性金属的金属比例、核壳结构等进行总结,对催化剂水热稳定性的提高方法进行了综述。

综述了甘油氢解法、微生物发酵法和丙烯醛水合加氢法生产1,3-丙二醇工艺路线的原料、催化体系、工艺过程及研发状况,分析了这些技术路线的特点,为1,3-丙二醇的开发提供思路。

详细阐述了片状氧化铝(α-Al₂O₃)的制备方法和应用等方面的研究现状和发展趋势,为α-Al₂O₃的制备、性能优化和市场应用提供参考,并对其发展方向提出了展望。

分析了未来发展潜力较大的有机固废热化学转化技术。主要介绍了焚烧技术中飞灰的处理现状,详细分析了当下热点的汽化制氢以及水热液化制油技术存在的技术壁垒和发展前景。总结了近年来国内外有机固废热化学转化技术的发展历程,综合各技术的优缺点,提出不同技术所涉及的设备、过程工艺参数及影响因素的优化策略,为后期大规模的工程应用提供参考和指导。

燃料油燃烧和石油炼制过程中会产生石油基飞灰,有较高的环境风险,但同时其富集的钒、镍、钼又是有价金属元素,具有资源化潜力。综述了从石油基飞灰中回收有价金属的研究进展,对其中的焙烧、浸出工艺进行了重点讨论。

为促进电解铝行业绿色健康发展和环境保护提升,综述了目前国内外电解烟气脱硫研究现状,从理论及工艺优缺点等方面进行了分析研究,并提出了电解铝烟气脱硫治理技术未来研究的建议,以期为电解烟气治理技术发展提供思路与借鉴。

介绍了我国磷石膏政策环境、主要杂质和资源化利用现状,综述了国内对磷石膏进行预处理的各种常用方法,简要叙述了各种预处理方法的优缺点。

介绍了典型的超临界二氧化碳布雷顿循环系统布局,重点论述了超临界二氧化碳燃煤动力锅炉设计、再压缩超临界二氧化碳循环燃煤发电系统优化和系统经济性分析,对超临界二氧化碳燃煤动力系统的发展前景与挑战提出了建议。

通过界面能驱使微液滴界面上的表面活性剂分子形成双分子层,构建了基于液滴界面黏附的微液滴组装结构,并以此结构为模板制得基于水凝胶微颗粒组装聚集的水凝胶功能材料。以含N-异丙基丙烯酰胺和海藻酸钠的水溶液与含4% T154的大豆油分别作为分散相和连续相,采用微流控技术可控制备了尺寸均一的微液滴作为基本单元,系统研究了液滴组成和物性对界面黏附行为的影响规律。结果表明,N-异丙基丙烯酰胺浓度为0.1 mol/L和海藻酸钠质量分数为0.7%时,液滴界面黏附比可达到49.53%,实现了液滴界面的稳定黏附。成功构建了基于不同数目微液滴的组装结构,并以其为模板经紫外光照聚合制得水凝胶微颗粒组装功能材料。

以油菜秸秆、胡麻秸秆和鸡粪为原料制得了3种生物炭,探究了这3种生物炭对镉和镉铅复合污染土壤性质和镉形态变化的影响。结果表明,土壤TOC含量、pH、电导率(EC)和残渣态镉含量均随着生物炭施加质量分数(1%、3%、5%、10%)的增加而提高,而阳离子交换量(CEC)无明显规律性变化,且3种生物炭对镉铅复合污染土壤中镉的固定效果均优于镉单一污染。此外,镉形态转化与土壤TOC含量、pH和EC改变有显著相关性,与CEC相关性较低。

储能性能高的金属氢氧化物电极材料通常采用水热合成和间歇共沉淀法制备,耗能大且在规模化生产过程中容易出现批次差。采用一种简单高效的连续合成策略,利用Y形微通道反应器连续制备具有良好储能性能的金属氢氧化物电极材料。通过优化镍钴前驱体的流速、碱浓度和摩尔比得到了NiCo层状双氢氧化物和NiCo双氢氧化物复合材料(NiCo-LDH/NiCo-DH),将传统间歇共沉淀法制备的NiCo-LDH/NiCo-DH复合材料成功转移到连续操作中。制备的复合材料具有较高的比电容(1 A/g时为1 396 F/g)和良好的循环稳定性,在10 A/g的电流密度下进行1 000次循环充放电后仍能保持84.7%的比容量。