交通运输一直是世界石油需求的主要领域。由于能源转型加速、燃油效率提升,世界交通运输燃料需求将达峰值,石化原料需求将成为石油需求增长的主要动力。随着减油增化、新建乙烯等项目的推进实施,我国乙烯规模将继续高速增长,大宗基础化学品和通用合成材料规模也将大幅提升,结构性过剩压力日益增加。实施炼化结构调整,选择有竞争力的工艺流程、产品结构和工艺技术,采取节能降耗措施、加大降碳技术应用、提高低碳石化原料比例等手段已成为炼化企业高质量发展的必由之路。

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是一种性能优异的新型材料,一般指分子量在150万以上的线性长链聚乙烯材料。UHMWPE分子量大、分子链长的特点赋予其优越的抗冲击、耐磨损、高强度、抗化学腐蚀、耐低温等性能。对国内外超高分子量聚乙烯行业发展现状进行了分析,在此基础上对我国UHMWPE行业发展前景进行了展望并提出建议,力争提高我国UHMWPE行业竞争力,稳步推进产业发展。

中国动力、储能以及3C消费锂电池市场的高速发展带动锂电池隔膜及其聚烯烃专用料需求大幅增长。介绍了中国锂电池隔膜行业概况,重点分析了锂电池隔膜超高分子量聚乙烯专用料和聚丙烯专用料市场供需情况,进而预测了锂电池隔膜专用料行业发展前景,指出专用料高度依赖进口等问题,从加强全产业链科研开发、加大上中下游深度融合、提高服务意识和品牌意识、合理规划装置布局和产品定位4个方面提出了相关发展建议。

综述了生物质水蒸汽汽化催化制氢的研究现状,明晰了汽化反应机理,梳理了物料特性和反应条件对制氢效果的影响。介绍了天然矿石、镍基催化剂、碱及碱土金属催化剂在生物质水蒸汽汽化制氢方面的研究现状。提出长寿命新型催化剂是生物质水蒸汽汽化催化制氢的关键因素,结合生物质原料特性确定最佳工况条件,以提高氢气产率,并减少副产物焦油生成。

通过系统梳理生物质应用于光热转换材料的最新研究进展,具体归纳了生物质碳基材料、生物质复合材料、纤维素材料和木质素材料的制备过程和应用领域,深入阐释了光热转换性能和独特微纳米结构的构效关系,客观探讨了生物质基光热转换材料存在的一些理论问题和技术瓶颈,最后提出了对该领域未来发展的见解。

针对自清洁材料的构筑方法进行系统整理和归纳,围绕自清洁表面亲疏水性不同(分为超疏水、超亲水、超疏水/超亲水可转变)、表面构筑机制不同进行分类阐述和总结,并对自清洁材料目前面对的困境提出发展设想。

介绍了甲烷的来源和现有催化转化方法,通过对微生物燃料电池催化转化甲烷机理的概述和影响因素的归纳分析,综述了微生物燃料电池催化转化甲烷的研究现状,并且对存在的问题和未来的研究方向进行了总结和展望。

介绍了三维电极法的基本反应原理,分析了电流密度、曝气量、粒子电极投加量、pH等关键实验参数对废水处理效率的影响,综述了国内外三维电极法处理各类常见染料废水的研究进展。基于粒子电极研发、水质特性、机理研究、技术联用和规模化应用5个方面,提出了目前三维电极法处理染料废水领域存在的问题,并展望了未来研究方向。

综述了石墨烯在导热硅凝胶领域的应用及研究进展,介绍了石墨烯复合硅凝胶的导热机理,分析总结了石墨烯的尺寸及层数、填充量、共价键改性、非共价键修饰以及结构设计对石墨烯基导热硅凝胶的影响,展望了石墨烯基导热硅凝胶的应用前景,并为下一步的研究开发提供思路。

介绍了新型二氧化碳化学吸收剂的研究进展,主要包括相变吸收剂、离子液体吸收剂、低共熔溶剂、非水吸收剂和催化解析,指出相变吸收剂吸收能力强,但解析能耗高,并存在一定的腐蚀性;离子液体吸收剂具有低挥发性、高化学稳定性、可调控性等优点,但存在合成复杂、成本高、黏度大等缺点;低共熔溶剂蒸汽压极低、溶解性能好、结构和性质具有可调性,黏度低,但是吸收量低,不适应低浓度二氧化碳场景;非水吸收剂具有腐蚀性低、解析能耗低,但无法管道输送,成本高;还可以在吸收剂中调控催化体系,可快速诱导吸收溶剂再生,降低再生能耗,但催化剂稳定性有待进一步加强。最后提出未来二氧化碳化学吸收剂可通过精细地分子设计和合成、引入新的功能基团,制备出成本更低、环境影响更小、吸收性能更强和热稳定性佳、再生能耗低的产品。

开发性能优良的搅拌器可以提高生化反应器的传质传热效果,降低工业生产成本。计算流体力学(CFD)技术作为强大的数值模拟工具,能为搅拌器的设计提供重要的理论依据,并克服因直接根据传统经验对搅拌器设计而带来的大量人力财力资源耗费的问题。概述了搅拌系统的各类CFD处理方法,并针对国内外利用CFD技术在涡轮式搅拌器、桨式搅拌器、推进式搅拌器和新型搅拌器的开发情况进行了综述。

总结了光催化固氮反应的基本原理与反应途径,归纳了改善钨基光催化剂性能的方法,并对钨基复合材料光催化固氮的未来前景做出展望。

概述了难熔金属和高熵合金领域的研究现状,介绍了难熔高熵合金涂层研发制备及其应用进展,总结了难熔高熵合金涂层面临的关键科学难题和工程应用挑战,并对后续发展方向进行了展望。

结合非汞催化领域的研究成果和多年的研究经验,论述了单原子催化剂在乙炔氢氯化合成氯乙烯中的研究进展和未来发展趋势,为绿色、高效非汞催化剂的应用开发提供技术支持。

综述了聚丁烯-1晶型Ⅱ到晶型Ⅰ的转变机理,包括固-固转变理论、内应力-系带链分子理论和转变中间相(mesophase)理论;总结了分子质量、共聚单体、溶剂、共混物、成核剂和加工工艺等条件因素对结晶和晶型转变的主要影响。未来仍需深入研究共聚单体对晶型转变的影响机制,加强高分子类聚丁烯-1成核剂的开发。

为提高钠离子电池锰基过渡金属氧化物正极材料的容量保持率,有效抑制循环过程中不可逆相变的发生,采用过渡金属位替代(M'-M)、碱金属位Li替代(Li-A)、过渡金属位以及碱金属位Li双取代(Li-M、A)的锰基TMO制备过程,利用较低线性有序性对锰基TMO材料进行结构稳定改性。综合分析表明,锰基TMO材料经过不同元素过渡金属位替代、碱金属位替代、过渡金属位以及碱金属位Li双取代均不同程度抑制了Jahn-Teller效应。改性后的锰基TMO中过渡金属层间距和Na⁺扩散速率增大,容量保持率和结构稳定性得到显著提高,其中经碱金属Li元素掺杂后的锰基TMO容量保持率最高升至94.3%。

以九水合硫化钠、七水合硫酸亚铁、生物炭为原料,采用共沉淀法制备硫铁改性生物炭材料(FeS-BC),并研究其对水中Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)的吸附性能,利用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)对硫铁改性生物炭的形貌及结构进行表征。结果表明,在pH=7、质量浓度为1 g/L条件下对10 mg/L Sb(Ⅲ)吸附率达到80.26%,在pH=7、质量浓度为7 g/L条件下对10 mg/L Sb(Ⅴ)的吸附率达到89.48%;在最佳FeS/BC质量比、固液比的情况下对Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)最大吸附量分别为32.20、22.35 mg/g;pH对Sb(Ⅲ)去除率影响不大,在pH=10时对Sb(Ⅴ)去除率影响比较明显;CO₃^2-、PO₄^3-、SiO₃^2-对Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)的吸附具有不同程度的抑制作用;经试验模拟表面材料对Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)吸附符合准二级动力学和Langmuir等温模型。

为克服粒子电极制备成本高、投加量大的问题,利用天然铁电气石粒子电极对典型蒽醌染料茜素红进行了快速有效降解。考察了外加电压、初始pH、染料初始质量浓度和电解质种类及浓度对茜素红降解率的影响。结果表明,最佳实验条件为外加电压为3.5 V、初始pH=5、NaCl质量浓度为4 g/L、初始染料质量浓度为20 mg/L。5次循环后铁电气石具有较高的循环稳定性。在该体系中,O₂在电气石表面转化生成O₂^·-、¹O₂活性物质,与电气石结构中的h⁺协同降解茜素红,可实现72.78%的COD去除率、44.85%的TOC矿化率。该方法可作为一种低成本、绿色的染料废水处理法。

采用Fenton氧化法进行人工智能芬顿氧化处理间甲酚废水实验,考察了Fe²⁺质量浓度、H₂O₂体积分数、初始pH、反应时间和间甲酚初始质量分数对降解间甲酚反应的影响,利用响应面法(RSM)和人工神经网络(ANN)分别确定降解间甲酚的最佳方案,同时对TOC去除率的关系进行拟合优化对比。结果表明,利用ANN模型并采用枚举法获取的最佳优化条件:Fe²⁺质量浓度为0.66 g/L、H₂O₂体积分数为6.00 mL/L、初始pH为3、反应时间为23.37 min、间甲酚初始质量分数为50 μg/g,此时,TOC去除率为48.14%,优于响应面法的32.16%。

以三聚氰胺和硝酸银为前驱体制备了不同银负载量的氮化碳复合材料,通过TEM、XRD、UV-Vis、XPS、PL等技术对催化剂进行表征,结果表明,银的引入改变了氮化碳的结构和性质。以盐酸多西环素为污染物,考察了不同负载质量分数的Ag/g-C₃N₄的光催化性能,结果表明,5.0%的Ag/g-C₃N₄对盐酸多西环素具有最佳的降解性能,在可见光下,Ag/g-C₃N₄在 40 min内去除了85%的盐酸多西环素(20.00 mg/L)。与g-C₃N₄[k=0.172 L/(mol·min)]相比,Ag/g-C₃N₄体系[k=4.42 L/(mol·min)]的降解速率常数提高了25.7倍。化学捕获实验表明,超氧自由基和空穴是主要的活性物种。