为量化CCUS等技术在碳减排方面的实施效能,引入了碳投入回报(CROI)评价方法,旨在建立碳中和目标下突破传统技术经济评价的新型评价角度。基于对CROI概念、原理以及方法的系统梳理,利用CO₂加氢制甲烷和甲醇的案例来说明CROI的应用价值。研究发现,CROI是评价CCUS技术利用与封存效率的优质指标,其评价准则可快速判断CCUS技术是否具备环境可持续性;CROI评价结果对系统边界的敏感性极强;CO₂加氢生产甲烷和甲醇,H₂源对CROI结果的影响大于CO₂源的影响,甲烷和甲醇生产路径比较,甲醇对氢气来源的清洁性要求更高。

电堆是氢燃料电池的核心部分。围绕氢燃料电池电堆技术最新专利情况,从专利申请公开、技术来源地、重点研发方向等方面整体分析了电池电堆全球技术发展态势,进一步对电池电堆的核心部件——膜电极技术的最新进展进行研究。分析结果表明,我国是氢燃料电池电堆领域专利的主要创新策源地和目标市场国家;在膜电极、双极板相关技术领域处于领先地位,但在制造工艺、电堆设计和制造与国际水平还有差距;当前膜电极技术分支下低成本、高性能的催化剂技术是备受关注的研发方向。基于此,提出氢燃料电池电堆领域技术创新与专利布局建议。

随着“双碳”战略的走深走实,甲醇逐渐成为消费领域重要的化工原料和绿色燃料替代品,但甲醇资源终端市场的竞争力不足、生产资源条件受限等问题仍面临长期挑战。因此,合理评估甲醇产业发展空间,制定科学的甲醇外输管道规划策略,对于构建现代化工基础设施体系具有积极意义。通过深入分析甲醇产业建设现状,明晰了甲醇资源市场特点和发展规律,在综合研判我国甲醇行业发展机遇与挑战、成品油消费趋势、成品油管道利用率基础上,从甲醇物理化学性质、资源市场、流向格局以及封存成品油管道可利用条件等几个方面出发,最终提出了基于封存成品油管道再利用的甲醇外输规划关键问题与要点,为甲醇大规模外输提供一种新的思路,分析结果可有效盘活封存成品油管道资产,为我国甲醇外输管道规划设计提供参考,对于从降低全社会物流成本角度出发优化甲醇长输管道建设,推进甲醇规模化应用具有积极意义。

系统梳理了掺氢管道泄漏特性的最新研究,探讨了不同泄漏场景与环境因素对泄漏行为的影响,阐述了环境参数对泄漏规律的作用机制。同时,分析了掺氢管道泄漏后的燃烧、爆炸特性及其对管道材料的影响和潜在泄漏风险。针对现有问题,提出了掺氢管道安全输送措施和泄漏后的应急处置流程,以降低事故危害。未来需结合大数据、数值模拟与智能技术,实现管道输送的实时监测与系统优化,提升风险防控与安全保障水平,确保掺氢天然气管道安全高效输送。

基于难降解有机废水处理的国内外研究背景,从液相直接处理难降解有机物(recalcitrant organic pollutants,ROPs),ROPs经相变转移到固相或气相处理3个维度对难降解有机废水处理技术现状进行了介绍,分析了其在环保领域的重要性和紧迫性。针对各项处理技术的原理、特点和实际应用情况进行讨论和分析,并对未来研究方向进行了展望。

总结了国内外典型的油品脱硫技术,重点介绍了加氢脱硫及其他非加氢脱硫技术(如氧化脱硫、吸附脱硫、萃取脱硫和生物脱硫)的原理、工艺流程及研究进展,为油品脱硫技术研究者提供参考。建议通过改进催化剂、改善工艺条件及整合脱硫方法等手段进行技术提升。例如,吸附脱硫工艺可通过研发吸附剂提高脱硫效率和选择性;将加氢脱硫工艺与非加氢脱硫技术相结合,有望在实现超低脱硫的同时降低操作成本。总体而言,油品脱硫技术的研究与应用前景广阔,但仍需克服部分技术难题以实现工业化应用。

从典型磺化剂分类出发,综述了近10年内典型液体均相、气-液两相和液-液两相磺化反应在工艺开发、反应器设计、基础研究和工业放大等领域的研究进展,阐明了微反应器在提高磺化反应效率、可控性和安全性方面的优势,最后总结了微反应器在磺化工艺中的存在问题和发展趋势。

综述了磁性生物炭的制备原料、方法,并比较了各方法的优缺点,分析了静电吸附、沉淀与共沉淀作用、π-π电子相互作用和疏水作用吸附机理,最后探讨了吸附污染物的影响因素。在此基础上提出了未来磁性生物炭的发展方向,以期为磁性生物炭在污染治理领域提供理论依据。

综述了机械酶催化的原理反应方式和应用领域,重点关注其在农业废弃物转化中的应用。探讨了机械酶催化与其他农业废弃物处理方法相比较的优势。通过介绍几种常见的农业废弃物,探讨了机械酶催化在这些废弃物中的应用潜力及介绍机械酶催化处理农业废弃物所生产的高附加值产品。通过评估机械酶催化处理农业废弃物生产高附加值产品的优势和局限性,提出未来研究的方向和展望。

化学法吸收是中低浓度含CO₂尾气规模化捕集的主流技术路线,CO₂热解吸是化学吸收剂的常规解吸方法,但存在能耗高、解吸速率慢、降解损失等缺陷。为了克服这些缺点,研究人员对CO₂吸收剂解吸进行了多种路线的研究,对CO₂吸收剂的新型解吸技术进展进行综述,包括电驱动解吸、催化解吸、超重力解吸、微波解吸、降膜解吸,分析了各技术促进CO₂解吸的基本原理、优缺点及相对于现有技术的提升效果,并对CO₂吸收剂新型解吸技术的发展进行了展望。

对近年来含氟和不含氟材料超疏水涂层的制备方法及其潜在应用领域进行了综述,重点介绍了超疏水涂层的最新研究进展,包括材料的合成、改性和性能等。这些研究为超疏水涂层的进一步改进和应用提供了重要的参考,展示了其在多个领域的广泛应用潜力。

综述了近年来碳基导电膜的研究进展,介绍了碳基导电膜的制备方法,总结了碳基导电膜在水处理中强化污染物去除、抗污染、资源回收、能量转化领域的应用进展并展望了碳基导电膜在水处理领域的发展方向。

介绍了四甲基氢氧化铵(TMAH)的理化性质及毒性危害,综述了不同工艺对TMAH的降解效果,其中臭氧高级氧化技术在处理TMAH废水上具有良好的效果。介绍了臭氧投加量、气泡尺寸、pH、温度、促进方式及共存离子等因素对臭氧高级氧化降解TMAH的影响;最后,探讨了臭氧高级氧化技术处理TMAH的降解路径及处理过程中的关键问题。

微生物电化学技术(MET)耦合人工湿地(CW)正成为CW处理污染物的双赢方案,这些携带电活性的CW在近10年来被广泛研究。人工湿地-微生物电化学技术(CW-MET)耦合系统与传统人工湿地相比,CW-MET提升了氮、磷及抗生素等污染物的去除效率,并在低温、低碳氮比等条件下同样实现。CW-MET的CH₄、N₂O和CO₂的排放分别减少了17.9%~36.9%、7.2%~38.7%和5.9%~32.4%。综述了CW-MET的运行原理、减污降碳效果、影响因素和潜在应用等,有助于更深入地了解CW-MET的性能,以期为CW-MET未来的发展和工程化应用提供有利信息。

总结对比了目前已有的铁铬液流电池容量恢复技术,如化学再平衡、燃料电池类放电型再平衡、电解池类充电型再平衡和化学混合电化学再平衡技术,各有优缺点。未来需优化电解液和电极材料,探索新材料或原理的容量恢复技术,并进行长期实验和成本分析,以推动铁铬液流电池技术突破瓶颈,实现大规模商业化应用,为可再生能源高效利用提供有力支持。

以杨木屑、钛酸四丁酯、五水合硝酸铋为原料,通过溶剂热法制备了水热炭/Bi₂₀TiO₃₂(HTC/Bi₂₀TiO₃₂)光催化剂,采用多种测试手段对光催化剂的形貌、结构和光化学性能进行了表征,并以罗丹明B(Rh B)溶液模拟废水,以300 W氙灯为光源进行照射,研究了催化剂添加量、溶液浓度以及染料种类对HTC/Bi₂₀TiO₃₂光催化性能的影响。结果表明,水热炭的加入增强了Bi₂₀TiO₃₂的光催化活性,0.1 g的HTC/Bi₂₀TiO₃₂在120 min内对10 mg/L的Rh B的降解率可达到98.69%,对多种染料都有良好的降解效果,且循环使用5次后降解率仍达到90.45%。根据自由基捕获试验,在光催化过程中起主要作用的是· ${\mathrm{O}}_{2}^{-}$。该研究结果可为利用太阳能处理染料废水提供新方法。

由于1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMIM]Cl)解聚煤时存在粘度大、难分离的问题,为此向[BMIM]Cl中添加甲醇、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基亚砜(DMSO)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、水为共溶剂,研究[BMIM]Cl/共溶剂体系对浮沉酸洗后的临汾肥煤(LFS)解聚性能的影响。利用TG、FT-IR等分析手段对解聚产物及残煤的物理化学特性进行了系统表征。结果表明,相较于纯[BMIM]Cl,添加甲醇后,体系粘度降低,溶解性提高;解聚产物中GC×GC-MS可检测化合物增多,主要为2~5环芳烃化合物;对解聚产物的FT-ICR MS分析表明,其分子量主要分布在300~500 Da范围内,且以O_x类化合物为主,占比高达50.79%,可能为脂肪酸、1~5环的芳酚和芳酸等化合物。

开发了一种新型Ni-Al₂O₃/NCN复合材料,用于高效光热催化CO₂还原。该复合材料由嵌套在三维石墨化碳氮化碳(NCN)中的NiAl-LDH衍生的Ni-Al₂O₃组成,被固定在漂浮在水面上的碳化木材(C-wood)表面,形成一个三相体系(CO₂、H₂O和催化剂)。优化后的复合材料具有良好的CO₂光热还原性能,还原速率为425.85 μmol/(g·h)。该性能分别是纯NCN和Ni-Al₂O₃的4.6倍和4.2倍。Ni和Al₂O₃的结合赋予Ni-Al₂O₃/NCN优异的光吸收性能,产生光热效应,提高了表面温度,促进了催化反应。此外,Ni-Al₂O₃/NCN界面的形成显著促进了电子-空穴对的有效分离与传输。

为了减少传统Fenton体系中Fe(Ⅱ)的投加量、提高H₂O₂的利用率,选择添加原儿茶酸(PCA)实现Fenton体系中的铁循环。以活性黑5(RB5)为目标污染物,在最佳反应条件为[H₂O₂]₀=2 mmol/L、[Fe(Ⅱ)]₀=0.1 mmol/L、[PCA]₀=0.1 mmol/L、pH=7的条件下,RB5在20 min内降解率可达96%。监测RB5降解过程中总铁(TFe)和Fe(Ⅱ)浓度的变化,证明了PCA除了作为络合剂提高溶液中Fe离子的溶解度,也可作为还原剂促进体系中的Fe循环。电子顺磁共振(EPR)图谱和淬灭实验证实羟基自由基(·OH)是体系中起主要作用的活性氧物质。共存离子实验显示,S ${\mathrm{O}}_{4}^{2-}$的存在对RB5降解无影响。对常见的污染物降解实验表明,Fe(Ⅱ)/PCA/H₂O₂体系普适性较好。

利用透明质酸与全反式维甲酸的酯化反应合成透明质酸维甲酸酯(HARA)。HARA接枝率经高效液相色谱(HPLC)检测计算,由响应面实验优化接枝度,得到的HARA接枝度为0.905 μg/mg。淫羊藿苷(ICA)冰片(BO)芳香纳米粒(HARA/ICA-BO)采用薄膜分散法制备,通过粒度分析仪和透射电镜检测,粒径为296.52±4.56 nm,PDI为0.255±0.021;表面带负电荷,电位为(-15.07±0.04)mV。HPLC检测ICA的包封率和载药量分别为79.61%±0.95%和4.09%±0.04%。利用小胶质细胞考察纳米粒对细胞存活率的影响,结果表明在10 μmol/L浓度下无细胞毒性。脂多糖(LPS)干预构建小胶质细胞炎症模型,在同浓度HARA/ICA-BO处理后显著抑制了炎症因子IL-6、COX-2、TNF-α和iNOS-2的mRNA表达。因此HARA/ICA-BO对体外神经炎症有显著治疗效果,具有潜在应用价值。