在全球能源转型加速、环保标准日益严格、产业升级浪潮迭起以及我国供给侧结构性改革深入实施的背景下,乙烯产业链正面临着巨大的变革和重塑。综述了乙烯产业链发展现状,并从政策、需求、供应3个方面分析了乙烯产业链发展趋势,随着“油转化”、炼化一体化的深入推进,产业供需格局已发生根本性转变,乙烯产业链总体向原料多元化(降低生产成本)、产品高端化(提升产品附加值)发展转型,上游乙烷/混合轻烃裂解法占比逐步提升,下游向聚烯烃弹性体(POE)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、光伏级乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)等高端化工材料延伸趋势明显。针对国内乙烯产业链转型升级,从产业布局、企业转型、科技创新、国际拓展4个方面提出了发展建议。

为提高钛石膏处置利用水平,推进我国“无废城市”工作,在全国范围内调研了钛白粉行业技术发展现状,全生命周期分析了钛石膏产生、处置和利用技术应用现状。采集了全国30个钛石膏样品并进行成分分析,总结了钛石膏产、排和处置利用面临的问题并提出以下政策建议:引导产业结构调整,源头上实现“无废”,加大废酸回收利用量,过程上尽量“减废”,提升废水清洁化生产水平,以资源回收替代末端治理,探寻钛石膏高质量规模化利用途径,以增效赋值替代传统堆存等。

对美国环保署(EPA)公布的2024年度美国绿色化学挑战奖(GCCA)获奖成果的创新与价值进行了分析与阐述。Merck & Co.Inc.公司被授予绿色合成路线奖(Greener Synthetic Pathways Award),其创新价值在于发明了一种新的“连续工艺”生产其PD-1疗法KEYTRUDA^®(pembrolizumab)用药物。Pro-Farm Group被授予安全与可降解化学品设计奖,开发了一种具有天然杀虫作用的微生物农药RinoTec^TM。Viridis化学公司被授予小企业奖,开发了一种利用可再生原料催化合成乙酸乙酯的工艺流程。特拉华大学Dionisios G.Vlachos教授被授予学术奖(Academic Award),开发了利用可再生原料生产润滑油主要化学成分的新合成方法。PhoSul^®研究团队被授予环境特别奖,开发了PhoSul^®增强型磷矿肥料。

概述了三维高熵合金材料的合成方法及其在电催化分解水领域的应用研究进展。重点介绍了脱合金法和湿化学法合成三维高熵合金,以及多孔结构、凸立方型结构、介孔球的三维高熵合金在电催化分解水方面所取得的突破性进展。最后指出,三维高熵合金的可控合成方法及其电催化水分解机制方面仍缺少系统性的梳理,在实际应用方面亟待寻找简易、高效的宏量制备方法。

基于压电光催化技术的发展背景总结了其工作原理;对几种不同的压电光催化材料进行了介绍,并综述了其在环境水处理、气体净化、能源析氢等领域的研究进展;阐明了压电-光催化材料面临的问题并对其未来发展提出了建议,为压电光催化材料的设计和深入研究提供参考。

分析了聚酰亚胺近程结构和远程结构对炭分子筛膜结构与性能的影响,提出了理想聚酰亚胺结构应具备的特点,并对未来炭分子筛膜的发展做出展望。

介绍了磷石膏所含杂质及其对环境带来的危害,并阐述了磷石膏的几种预处理方法。依托VOS viewer可视化软件,对磷石膏资源化利用现状进行了分析,利用方向主要集中在农业、建筑材料、化工原料等方面。最后展望了未来磷石膏利用的技术创新方向,包括环境功能材料的制备和路基磷石膏基材料的开发等。

分析了不同放电形式的等离子体在氨分解领域的研究现状,着重讨论了介质阻挡放电等离子体的反应器结构参数和运行工况对氨分解效果的影响。分析了等离子体协同各类催化后对氨分解过程的影响规律和强化机制,指出通过催化剂的载体、金属活性组分等的调控优化可有效强化等离子体与催化剂的协同效应,进而提升氨分解效果并降低反应能耗。在此基础上,指出改进介质阻挡放电反应器和开发低温下高效的廉价过渡金属催化剂是基于等离子体的氨分解制氢方法的重要发展方向。

介绍了哌嗪与CO₂反应的机理。总结了单组分哌嗪衍生物、含哌嗪类有机胺的混合胺液吸收剂、哌嗪类有机胺与无机类溶剂混合吸收剂、哌嗪浸渍改性固体类吸附剂捕集CO₂的优劣。并对哌嗪类衍生物吸收剂捕集CO₂研究提出了展望。

对近年来基于金属有机框架的光催化抗菌材料进行了梳理,包括掺杂金属纳米粒子的MOFs材料、异质结MOFs材料、卟啉基MOFs材料以及其他MOFs材料,旨在为相关领域的研究与实践提供参考。

回顾了生物质光发酵制氢的最新研究进展,对生物质预处理技术、制氢过程优化和工艺整合进行了总结分析,在此基础上,从提升制氢效率同时降低能耗方面对生物质光发酵制氢技术的未来发展做出展望。

综述了膜蒸馏(MD)技术在垃圾渗滤液反渗透浓水处理及渗滤液原液处理方面的应用研究进展,从无机、有机、生物污染3个方面系统分析了MD技术用于工业化垃圾渗滤液处理所面临的膜污染问题,并进一步从污水预处理、抗污染膜材料组件开发和膜污垢清洗方面对MD技术用于垃圾渗滤液处理的膜污染控制进行了探讨与建议。

针对LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂、LiFePO₄、LiMn₂O₄、LiCoO₂ 4大类锂离子电池正极材料中的目标金属的回收研究现状进行了详细阐述。首先是处理流程的难易程度直接关系到回收成本和效率;其次对不同回收工艺中目标金属的提取以及对环境的影响等进行了全面分析;最后对比了不同回收工艺的优缺点,发现每种工艺都有其独特的适用场景和局限性。未来要实现退役锂离子电池的高效、环保处理,需要整合各种工艺的优点,创新回收技术。

概述了近年来国内外铜催化剂在乙炔氢氯化反应中的研究进展,综述了铜催化剂的几种改性手段,探讨了催化剂的工业应用情况,分析了铜催化剂工业应用的安全风险问题。研究表明,经过适当改性,铜催化剂具备工业应用潜力,且在实际工业生产中通过严格控制工艺指标可避免铜工业应用的安全风险问题。

重点介绍了共轭微孔聚合物(CMPs)的可控合成现状,回顾了CMPs在化学传感器、重金属离子吸附、催化、太阳能界面蒸发和阻燃材料方面的应用,并指出CMPs未来的发展方向应侧重于研究绿色、廉价的合成路径以降低制造成本、提升制造规模,同时考虑高性能膜材料或块状材料的开发以进一步丰富CMPs的使用场所。

采用水热法制备并表征了铁钴镍系列氢氧化物催化剂,考察了铁钴镍催化剂摩尔分数对泡沫镍电极电催化性能的影响。结果表明,铁钴镍系列氢氧化物催化剂的最佳制备条件为: 水热温度60℃、持续时间8 h,此时得到的样品比表面积最大,为59.61 m²/g;25 mA/cm²的电流密度下60%摩尔分数的Ni样品的析氧电位仅为1.35 V;Co(OH)₂摩尔分数为20%的催化剂在25 mA/cm²的电流密度下最低析氧电位仅为1.33 V,过电位为100 mV;而20% Fe(OH)₃的样品表现出最低的阻抗。将优化成分后的铁钴镍(摩尔比为2∶2∶6)系氢氧化物催化剂作为测试样品涂覆在镍网电极上,在大面积电极下,电流密度为 2 000 A/m²时小室电压为1.71 V左右、过电位为420 mV。

以氢氧化钠、甲醇钠、乙醇钠和叔丁醇钾等固体碱以及AlCl₃、FeCl₃、ZnCl₂和CuCl₂等固体Lewis酸作催化剂,以摩尔分数为1%的己硫醇/苯乙烯溶液作模型油品,研究了硫醇在这些固体酸碱上的反应。结果表明,甲醇钠和乙醇钠以及FeCl₃能够在室温下高活性地催化苯乙烯中少量己硫醇转化为二己基二硫醚和1-苯乙基己硫烷等大分子高沸点的含硫化合物,并可以通过后续精馏从苯乙烯中分离,为苯乙烯反应脱除硫醇硫提供了可行的方法。固体碱只催化了己硫醇的氧化反应,其活性与碱性和结构都有关,具有较强碱性和较小空间位阻的甲醇钠和乙醇钠表现出最佳的催化性能。FeCl₃既催化了己硫醇的氧化反应,也催化了己硫醇与苯乙烯的加成反应;CuCl₂也表现出很高的催化己硫醇氧化的活性,起到反应物或氧化剂的作用,可将己硫醇氧化成二己基二硫醚,同时释放出HCl,与苯乙烯反应生成1-氯-1-苯乙烷。

为了提高MnCe基氧化物低温SCR脱硝和抗SO₂中毒能力,在分子筛上负载金属氧化物制备了MnCeO_x/SSZ-13催化剂,探究了不同MnCeO_x负载量和分子筛硅铝比对催化剂脱硝活性和抗硫性能的影响。结果表明,当MnCeO_x相对于SSZ-13的投料比为20%时,催化剂具有最佳的脱硝性能,在180~400℃范围内NO转化率大于90%,在100~250℃范围内N₂选择性为100%。在200℃通入100 μL/L SO₂后,NO转化率可维持在80%左右。MnCeO_x负载量增高有助于增强NO转化率,但是N₂选择性会略有下降;随着酸洗时间延长,酸溶液浓度提高,SSZ-13的硅铝比降低,催化剂的NO转化率、N₂选择性和抗硫中毒能力均有所下降。MnCeO_x提供了表面活性氧物种,可以在低温下活化NO和O₂,提高低温SCR活性;SSZ-13分子筛提供了酸性位来吸附NH₃,同时分子筛的限域效应有助于提高催化剂的抗SO₂中毒性能。

超薄二维纳米片因其独特的尺寸依赖性而引起了人们的关注。然而,超薄纳米片合成方法以及纯的超薄片性能有待优化。建立了一种易于制备的不同Mo物质的量掺杂FeS超薄纳米片的合成方法,通过Mo掺杂FeS超薄纳米片调节活性位点的电子结构和环境、缓冲多种反应中间体、促进N₂的吸收、降低电位测定步骤的能垒、加速催化过程来提高电催化氮还原反应(eNRR)的活性和选择性。结果表明,无贵金属催化剂Mo-FeS在eNRR中表现出高效催化性能,在0.1 mol/L Na₂SO₄、 -0.1 V下(相对可逆氢电极)产氨速率为10.79 μg/(h·cm²)。

以TiO₂为添加剂,利用高温固相法对锂离子电池正极材料LiNi_0.75Mn_0.25O₂进行掺杂,通过XRD、SEM、XPS和电化学测试等对材料进行表征。结果表明,Ti⁴⁺可成功掺入LiNi_0.75Mn_0.25O₂中,在掺杂的Li[Ni_0.75Mn_0.25] _1-xTi_xO₂(0≤x≤0.02)中,Ti⁴⁺不改变材料的物相和形貌,但对电化学性能有较大影响。在最佳掺Ti⁴⁺摩尔分数为1.5%时,经50周循环后材料的容量保持率由87.87%提高到95.42%,4 C放电比容量由66.47 mAh/g提升为104.00 mAh/g。