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。

使用单宁酸(TA)对磁性铁酸锰(MnFe₂O₄)进行修饰,通过水热反应制备了一系列MnFe₂O₄@TA@UiO-66复合材料,探究MnFe₂O₄@TA@UiO-66/PMS氧化体系对四环素(TC)的降解效能。结果表明,该复合材料具有比单独MnFe₂O₄更优异的催化特性。采用SEM、BET、VSM、FT-IR、XPS对复合材料进行表征。结果发现,MnFe₂O₄@TA@UiO-66(MFTAU-0.4)与MnFe₂O₄、UiO-66的官能团及晶面衍射峰相一致,MnFe₂O₄@TA@UiO-66被成功制备。考察了不同配比制备的复合材料、PMS浓度、复合材料投加量、初始pH、共存阴离子和有机质对MnFe₂O₄@TA@UiO-66/PMS氧化体系降解四环素效能的影响;通过淬灭实验、EPR表征和XPS分析探索该体系对TC的降解机理,发现 ¹O₂和 ${\mathrm{O}}_{2}^{·-}$是参与TC降解的主导活性物质。稳定性和重复利用性评估表明,所制备复合材料相较于单独的MnFe₂O₄降低了金属离子的浸出且稳定性较好,经过5次循环利用实验,TC去除率仍有74%。

水系锌离子电池以其高的理论容量、安全性、低成本和环境友好性在未来储能设备中显示出巨大的应用前景。但是,枝晶的生长和副反应阻碍了它的进一步发展和应用。通过在2 mol/L ZnSO₄电解液中加入微量的乳酸(LA)来优化电解液,从而提升水系锌离子电池的性能。结果表明,乳酸分子能够吸附在锌负极表面,降低界面阻抗,从而抑制锌负极上的寄生反应。Zn‖Zn对称电池在电流密度为5 mA/cm²、容量为1 mA·h/cm²的情况下表现出超过2 300 h的循环稳定性。Zn‖Cu电池在电流密度为10 mA/cm²、容量为1 mA·h/cm²时,在4 800次循环中显示出99.93%的库仑效率。此外,在Zn‖MnO₂的全电池中也表现出77.73%的高容量保持率。

构建了一种基于松果菊苷(ECH)和葡萄糖酸亚铁(FG)的超分子自组装纳米粒,直径为100 nm左右。采用透析袋法评估释药性能、采用ABTS和DPPH自由基清除实验评价抗氧化能力,通过谷氨酸诱导的HT22细胞模型及CCK-8法评估神经元保护作用。结果表明,该纳米粒释药表现出pH响应性、较强的抗氧化能力、良好的氧化损伤保护效果。综上,自组装纳米粒的构建使得ECH的生物活性显著提高。

采用氨辅助沉淀法制备Ni/SiO₂-DP催化剂以及普通浸渍法制备Ni/SiO₂-IM催化剂。氨水参与Ni/SiO₂-DP催化剂的制备,在水溶剂环境下,其一方面催化正硅酸四乙酯水解缩合生成二氧化硅,另一方面与镍盐络合避免形成Ni(OH)₂沉淀,同时碱性环境有利于形成硅酸盐结构,强金属-载体相互作用提高了催化剂的还原温度,促进金属镍颗粒在二氧化硅载体上的分散,还原后得到粒径小于5 nm的Ni颗粒。经过性能测试,Ni/SiO₂-DP催化剂在700℃下反应20 h后,二氧化碳和甲烷转化率以及H₂/CO体积比保持不变,同时在反应后没有发现Ni颗粒的迁移和生长,Ni粒径没有明显增大,TG测试没有检测到任何积炭。相比于Ni/SiO₂-IM催化剂,Ni/SiO₂-DP催化剂具有优异的抗烧结性以及抗积炭性。

通过构建钴铁双金属氢氧化物(CoFe-LDH)作为电催化剂实现了原位电催化产活性自由基(·OH),具有高氧化电位的羟基自由基能够有效地攻击污染物分子。LDH基催化剂的二维稳定结构可以减少金属浸出,实现可重复使用。表面—OH基团的存在优化了氧还原(ORR)反应中间体的吸附能,促进ORR反应中O—O键的断裂。即CoFe-LDH在电解过程中更容易产生·OH,避免了电子经过传统2e^-—ORR传输通道的技术屏障。因此,通过不同金属原子活性对于活性氧物种(ROS)的转化途径和O₂活化机制,并利用磺胺甲 唑(SMX)做为有机污染物探针分子,考察了该材料的ORR效率。此外,利用现代谱学分析,对该材料表面的ORR机理进行解析。研究成果可为在温和条件下利用CoFe-LDH催化·OH的原位产生并高效作用于水中高难有机污染物的降解、矿化提供重要参考。

以铈基催化剂为基础,开展了复合多元金属氧化物催化剂脱硝协同脱氯苯的实验研究。结果发现,添加Mn氧化物后CeMn体系催化剂表现出明显的低温催化氧化优势,此外,Nb氧化物的掺杂可以明显提升CeMn催化剂的脱硝协同脱氯苯性能。当Ce/Nb摩尔比为2时,在280℃的反应条件下,CeMnNb催化剂的氯苯脱除率达到97.2%,脱硝效率达到88.3%。表征分析结果显示,引入Nb元素极大地增大了CeMn催化剂的比表面积,达到97.729 m²/g,总孔体积0.258 8 cm³/g。经掺杂改性后,催化剂表面孔隙结构得以优化,MnNb₂O₆固溶体成功构建,同时弱/强酸位点与含氧官能团同步增加,使其低温氧化能力达到最优水平。

采用溶胶-凝胶法制备了锰铁、锰铜、锰铈、锰钴双金属气凝胶催化剂用于协同臭氧催化氧化甲苯。研究发现,4种催化剂中MnCoO_x-Al₂O₃具有最优的催化活性。进一步研究了不同锰钴比、锰钴负载量、甲苯和臭氧浓度比、反应温度对催化效果的影响。结果表明,在锰钴比为1∶0.5、锰钴负载量为5%、甲苯与臭氧浓度比为1∶11、温度为75℃的条件下,MnCoO_x-Al₂O₃催化剂在连续运行10 h的活性测试中,表现出优异且稳定的甲苯降解效果,该催化剂为协同臭氧催化氧化甲苯提供了一种新的高效应用方案。

采用尿素辅助沉淀法制备了系列Cu/SiO₂催化剂,并利用氮气物理吸附、XRD、H₂-TPR等技术对其结构进行表征。采用单一变量法优化了Cu/SiO₂组成及其催化二甘醇(DEG)液相脱氢制备对二氧环己酮(PDO)的反应温度、压力、溶剂等条件。结果表明,Cu/SiO₂催化剂中的最佳Cu含量为质量分数18.2%,1,4-二氧六环为适宜的反应溶剂;在反应温度为250℃、氢气压力为0.1 MPa、DEG浓度为1 mol/L、反应时间4 h的条件下,DEG转化率和PDO选择性分别达到94.4%和99.0%。此外,Cu/SiO₂催化剂具有一定的结构稳定性,在DEG液相脱氢反应中未见明显的活性组分流失。

开发了一种具有异质结构的复合Ni/MoO₂催化剂,异质界面可促进电子转移,调节Ni的电子结构,优化了H和OH的结合能,从而提高催化性能。实验结果表明,Ni/MoO₂-0.2的活性接近商用Pt/C,稳定性显著优于商用Pt/C。其质量活性和交换电流密度分别达5.02 mA/mg_Ni和1.07 mA/c ${\mathrm{m}}_{\mathrm{d}\mathrm{i}\mathrm{s}\mathrm{k}}^{2}$,是Ni/MoO₂-0.1的12.2倍和5.9倍。

为了解决传统方法制备的水凝胶聚合物电解质与电极间接触界面可能存在间隙、气泡,导致电池稳定性不足等问题,室温下通过原位法制备出主要由硫酸锌、甘油和乙腈组成的聚丙烯酰胺基水凝胶电解质ZGA,并用于组装锌离子电池进行性能研究。结果表明,原位制备的ZGA水凝胶电解质与锌阳极界面结合良好,无间隙或气泡。使用原位ZGA组装的Zn//Zn对称电池在0.2 mA/cm²电流密度下表现出482 d的长循环寿命,原位ZGA在Zn//Cu半电池中库仑效率稳定在99%以上。

采用快速简便的电沉积法制备了锆镧双金属MOF(Zr/La-MOF),并用于单独和同步吸附水中的磷酸盐和氟离子。结果显示,单独吸附时,Zr/La-MOF投加量为1 g/L,反应60 min后,磷酸盐和氟离子的去除率分别为97.58%和90.91%;同步吸附时,投加量为2 g/L,反应60 min后,磷酸盐和氟离子的去除率均高于95%。利用扫描电子显微镜(SEM)、比表面积检测法(BET)、X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等方法对吸附剂进行表征,结果表明Zr/La-MOF具有多级介孔结构(比表面积174.79 m²/g),其主要的吸附机理是磷酸盐或氟离子与Zr/La-OH之间的配体交换。Zr/La-MOF吸附磷酸盐和氟离子符合Langmuir等温线模型,计算得到对磷酸盐和氟离子的最大吸附量分别为444.1 mg P/g(以P计)和78.7 mg F/g(以F计);准二级动力学模型能更好描述Zr/La-MOF吸附磷酸盐和氟离子的行为,表明该过程以化学吸附为主。

为了提高相变材料的导热性能,将石蜡与不同孔隙率的泡沫铜结合,通过真空浸渍法制备得到泡沫铜/石蜡复合相变材料。对泡沫铜/石蜡复合相变材料进行了SEM、XRD、DSC及导热率测试。结果表明,泡沫金属与石蜡浸渍吸附时仅存在物理混合,不涉及任何化学变化。泡沫铜的加入极大地提升了材料整体的热传导效率。进而设计了复合相变材料的储热实验,观察了均匀孔隙率和梯度孔隙率分布的复合相变材料的熔化过程,分析泡沫金属对相变材料储热特性的影响机制。结果表明,复合相变材料的温升速率随着孔隙率的增加而减少,梯度孔隙率泡沫金属的布局相较于均匀孔隙率泡沫金属能够更有效地提升复合相变材料的传热性能。

研究了采用钌系DSA电极电催化氧化法处理废水中高浓度尿素的效果以及在不同电解质中尿素的氧化方式。考察了电解质及其浓度、电流密度和极板数量等操作参数对高浓度尿素废水处理效果的影响。结果表明,钌系DSA电极电催化氧化处理高浓度尿素废水主要依赖阳极产生的活性氯间接氧化。在1 000 mg/L Cl^-、0.01 mol/L Na₂SO₄、电流密度为20 mA/cm²条件下,使用9对极板电催化氧化质量浓度为20 000 mg/L的尿素废水,尿素去除率达到99.8%,总氮去除率达到94.4%。

采用气相沉积法在聚吡咯(PPy)表面引入疏水的全氟癸基三乙氧基硅烷(PFDTES),以PPy-PFDTES为固态转导层制备了一种疏水的全固态硝酸根离子选择性电极,改性后的硝酸根检测电极在10^-5~10^-1 mol/L的NaNO₃溶液中呈现良好的线性响应,响应斜率为-57.79 mV/dec,检测下限为5.89×10^-6 mol/L,解决了因水层而导致的电位漂移问题,电极电位更加稳定。采用平行水样,一份加入氨基磺酸消除N ${\mathrm{O}}_{2}^{-}$的干扰,另一份加入Fenton试剂在酸性条件下将N ${\mathrm{O}}_{2}^{-}$氧化为N ${\mathrm{O}}_{3}^{-}$,再利用疏水修饰的硝酸根电极,可以同时准确测定出水样中N ${\mathrm{O}}_{3}^{-}$和N ${\mathrm{O}}_{2}^{-}$的含量。对水样中N ${\mathrm{O}}_{3}^{-}$-N和N ${\mathrm{O}}_{2}^{-}$-N的加标回收率分别为95.73%~102.22%和90.40%~96.00%,相对标准偏差分别为2.10%~3.97%和3.25%~5.83%。

以钢铁冶炼过程排放的钢渣(SP)为原料,通过碱激发法制备多孔吸附剂(SPPA)。系统考察了溶液初始pH、吸附剂投加量、反应时间和重金属Pb(Ⅱ)溶液浓度对Pb(Ⅱ)吸附性能的影响,并利用动力学模型和等温线模型进行数据拟合分析了其吸附行为,同时采用XRD、FT-IR、TEM、BET等表征吸附剂性质。结果表明,所制SPPA吸附剂环境安全性良好,在Pb(Ⅱ)离子质量浓度100 mg/L、吸附时间240 min、温度25℃和pH为5条件下,SPPA投加量超过0.2 g/L时,Pb(Ⅱ)去除率达85%以上。根据Langmuir等温线模型预测SPPA的最大Pb(Ⅱ)吸附容量可达1 747 mg/g。SPPA是一种外层为非晶态物质、内部为晶态相的核-壳结构吸附剂,高比表面积(148.81 m²/g)为重金属的去除提供了更多的位点,丰富的孔隙结构(总孔容0.158 9 cm³/g)有助于重金属离子的扩散和传输。Pb(Ⅱ)高效吸附是物理吸附与化学吸附共同作用的结果。

通过水热法制备钼酸铵四水合物负载在不同金属(Fe、Cr、Cu)中心原子的MOF材料,使用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、能量色散X射线光谱(EDS)、热重分析(TG)和N₂吸-脱附(BET)等手段对催化剂进行表征。考察了原料投料比、反应温度、反应时间和溶剂类型对反应的影响。结果表明,Mo@MIL-101(Fe)材料用于催化氧化合成砜吡草唑的效果优异,以甲醇为反应溶剂、催化剂为Mo@MIL-101(Fe)、原料投料比为1∶3、反应温度55℃、搅拌反应 4 h的条件下,反应的转化率和收率最高,分别为99.18%和97.32%。

利用液相共沉淀法与溶胶-凝胶法制备不同掺杂量的Fe₃O₄-TiO₂异质结催化剂,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和振动样品磁强计(VSM)对复合材料形貌、晶型结构和磁性能进行表征,以盐酸环丙沙星(CIP-HCl)为目标污染物探究其光催化性能。实验表明,5%(质量分数)Fe₃O₄-TiO₂复合催化剂具有最佳的光催化性能,且重复使用效果较好。在自由基捕获实验中发现,h⁺和·OH是反应主要的活性物种。

采用液相沉淀-高温烧结法制备P2-Na_0.67Ni_0.33Mn_0.67O₂及其Mg-Li共掺杂样品Na_0.67Ni_0.26-x-yMg_xLi_yMn_0.67O₂(x=0.05~0.07,y=0.03~0.05)。实验结果表明,Na_0.67Ni_0.22Mg_0.07Li_0.04Mn_0.67O₂表现出高比容量、良好的循环稳定性以及优异的倍率性能。在1 C下,放电比容量达130.1 mAh/g,经过200次充放电,容量保持率为77.2%。此外,利用恒电流间歇滴定技术、电化学阻抗以及非原位X射线衍射技术,深入探讨了其在充放电过程中的电化学反应机制。

以国内某煤制甲醇企业的生产过程为例,通过生命周期评价和软件计算的方法,分析整个过程中的主要污染环节和主要污染物。计算结果发现,产生1 t煤制甲醇,气态污染物排放总量约为3 937 kg,其中CO₂占总排放量的98.71%,主要来源于工厂加工过程中煤炭燃烧时释放的CO₂,占比56.48%。废水排放总量为9.97 t/t,工厂加工煤制甲醇过程是废水排放的主要阶段,占总排放量的82.7%。对污染物进行环境影响潜质分析,煤制甲醇过程对全球变暖的影响最大,对光化学臭氧合成和粉尘的影响次之。

提出一种基于稀疏特征提取和门控循环单元(GRU)的能耗预测方法。基于停时的时间间隔序列等效提取低精度信号;通过聚类分析和时间序列特征相似性分析实现数据降维和关键特征识别;构建基于GRU深度学习的能耗预测模型来捕捉和验证多变量间的复杂关系。通过加氢裂化装置实际运行数据验证,结果表明,能耗预测模型可以发现加氢裂化过程中的关键因素,有效预测给定环境下的能耗变化,为实际工艺流程提供可能的指导。

采用Aspen Plus对某30万t/a异丙苯装置进行工艺流程模拟,模拟结果与实际值吻合性较高,可进一步用于装置的优化节能设计。通过增设1台取热换热器将烷基化反应热回收后用于下游装置,结果表明,优化后可以带来经济效益864.3万元/a,投资回收期仅需0.13 a,使整个装置达到更好的节能效果。

针对具有最不利相对挥发度排序的四元反应物系,依据共强化原理得到的双隔壁反应精馏塔(R-DDWDC)能够实现比单隔壁反应精馏塔(R-SDWDC)更高的热力学效率,但共强化策略的应用对R-DDWDC动态特性及可控性的影响尚不明确。以醋酸和甲醇生成醋酸甲酯和水的酯化反应为例,通过对比R-DDWDC与R-SDWDC在浓度控制方案下的表现,系统评估了R-DDWDC的动态特性与可控性。仿真结果显示,R-DDWDC在面对进料流量和组分扰动时展示出优于R-SDWDC的闭环响应性能,且其各控制回路间的耦合也更小。

采用Aspen Plus软件对丁二烯抽提工业装置产生的废乙腈溶剂的再生进行变压精馏模拟优化,选用乙醇、丙酮、甲苯和4-乙烯基环己烯为代表杂质,以NRTL和UNIFAC的物性方法对该多元组分体系进行模拟计算,以乙腈溶剂再生后乙腈与水的质量分数不低于99%为指标,对变压双塔进行模拟与优化,获得最佳精馏工艺条件。基于此,将该流程进行循环运行,根据实际运行工况,动态调整高压塔塔釜采出与循环量,实现保证再生乙腈质量分数的同时,最大限度减少乙腈溶剂的损失,乙腈回收率可达99.5%以上。

基于双香豆素查尔酮骨架设计并开发了一种新型比率型荧光探针(DCO),可实现对肼(N₂H₄)的高选择性检测。DCO与N₂H₄反应后,紫外-可见吸收光谱和荧光发射光谱均呈现显著特征峰衰减/新峰形成的双通道动态响应。该探针对N₂H₄表现出优异的选择性,检测限低至10^-6 mol/L,并在较宽pH范围内保持稳定。核磁共振氢谱表征证实,探针对N₂H₄的识别机制涉及α,β-不饱和羰基查尔酮环化反应,进而触发基于分子内电荷转移(ICT)过程导致比率型荧光信号变化。实际应用表明,荧光探针DCO能应用于真实水样中N₂H₄的定量测定。

以烯烃-酸酐共聚物为研究对象,采用1-二甲氨基萘-5-磺酰肼作为衍生化试剂,以无水DMF作为溶剂,建立高效液相色谱法测定烯烃-酸酐共聚物中的酸酐值,衍生化样品在90℃回流反应60 min后,反应液经甲醇稀释,得到反应物料。采用XDB-C18色谱柱(5 μm×4.6 mm×250 mm),流动相为甲醇(A)和超纯水(B)(1∶1)等度洗脱,流速为1.0 mL/min,检测波长为230 nm。对稀释后样品溶液进行测定,记录定量1-二甲氨基萘-5-磺酰肼的峰面积;代入峰面积-浓度标准曲线得衍生化反应后1-二甲氨基萘-5-磺酰肼的剩余量,反推计算含酸酐的共聚物中酸酐值的真实含量。结果显示,在7.0~42.0 mg/L范围内,1-二甲氨基萘-5-磺酰肼标准曲线呈良好的线性关系,相关系数大于0.999,衍生化后的酸酐共聚物样品在3个不同的加标水平下,分析方法回收率在98.41%~102.36%,RSD为0.42%(n=6),并与化学滴定法进行了对比。结果表明,该方法解决了化学滴定无法扣除样品中可能已水解的微量羧酸官能团,造成实测值比实际值偏高的难题;操作简便、快速、灵敏,重复性好,适用于烯烃-酸酐共聚物中的酸酐值的检测。