在可持续发展背景下,低碳智慧化工受到广泛关注。中国在此方面已取得一定进展,但仍面临政策支持不足、技术创新能力弱、国际合作待加强、产品结构不合理与公众低碳意识低等诸多挑战。概述了国内外低碳智慧化工发展现状,分析了中国化工实践问题,提出了构建“1+3”联动机制模式优化路径,包括成立发展协调组、构建技术攻关联合协作体、打造技术转化联盟等,以推动中国低碳智慧化工政策有效实施,促进化工行业低碳、智慧、可持续发展。

能源转型、“双碳”目标及高质量发展要求的背景下,中国炼化行业正处于前所未有的大变革时代,炼油产业在大规模市场需求支撑下仍具有较大发展机遇,但同时也面临转型升级、模式变革、产业链供应链自主掌控能力偏弱等挑战。分析认为,炼化行业从近、中、长期时间尺度看,都将是不可或缺的产业门类。未来我国炼化产业要继续实施优化升级,着力谋划产业强链升链、绿色低碳发展、数智化转型,加强国际合作,稳步推进产业转型,为助力我国提升产业控制力、保障国家能源安全做出应有贡献。

交联聚乙烯(XLPE)由高压聚乙烯(LDPE)中的电缆专用料交联制备得到,电缆专用料约占LDPE的10%。当前我国高压及超高压LDPE电缆专用料和XLPE基本依赖进口,年缺口超10万t。分析总结了我国LDPE电缆专用料发展现状,并在此基础上对其和XLPE的发展前景进行展望并提出建议,为提高我国LDPE电缆专用料及XLPE行业竞争力、促进相关企业健康快速发展提供有利借鉴。

通过文献调研,总结了深冷分离、变压吸附、膜分离和电化学氢分离4种天然气掺氢分离提纯技术的研究现状,并对各分离技术未来的研究方向进行了展望。国内外研究表明,深冷分离技术受到分离原理的影响,提氢纯度中等、工艺过程能耗成本高,可用于电厂等大规模生产场所的第一级分离提纯模块;变压吸附技术提氢纯度高但能效较低,适用掺氢浓度低的小规模生产用户;膜分离技术分离过程无相变、无高耗能,以其经济性和稳定性是未来最具前景的分离技术,其中无机膜中钯合金膜是今后研究的热点;电化学氢分离技术的过程驱动力是电势差,工艺流程简单,虽然提氢纯度高,但目前膜材料的强度、渗透性还有待解决,该技术用于天然气掺氢分离前景还有待考证。未来天然气掺氢分离技术可能会根据终端用户的需求采用多种分离方法的结合,尤其是结合膜分离方法的耦合工艺。

系统综述了CGFS中碳质资源的分离技术,涵盖物理法、化学法、联合工艺法等,深入剖析了各技术的优缺点及适用范围。同时,全面介绍了碳质资源在吸附材料、电化学材料、环境修复等领域的应用现状,并对未来的研究及应用前景进行了展望。

基于PD/A的反应机理,系统探讨了多种因素对耦合工艺脱氮效率及微生物群落的影响;介绍了PD/A工艺的多种形式及其应用现状,并展示了该工艺在实际废水处理中的表现;总结了PD/A工艺未来研究及应用中需要持续关注的问题,以期为其在主流污水处理中的推广应用提供思路。

分析了碳烟催化氧化的主要机制,详细介绍了三维有序大孔(3DOM)催化剂的制备方法,特别是胶体晶体模板法,以及在碳烟催化燃烧中的应用效果。重点讨论了不同元素掺杂对3DOM催化剂性能的影响,同时对未来的研发方向进行了展望,强调了长期稳定性、成本效益和多污染物处理是未来发展的方向。

传统工艺难以从水溶液中回收稀土离子,造成稀土资源的严重浪费。改性生物炭因来源广泛、制备简单、成本低廉且环境友好使其被应用于水处理领域。吸附法是有前途的回收方法,总结了生物炭的原料性质及改性方法,探讨了改性生物炭对水溶液中稀土离子的吸附机理及应用研究,最后展望了其领域未来的发展方向。

从废旧锂离子电池的结构入手,介绍了废旧锂离子电池回收过程及方法,包括预处理、物理回收、化学回收、生物回收等,并对其技术特点、研究现状和应用情况进行了分析和比较,为废旧锂离子电池的资源化技术发展提供参考。最后,提出废旧锂离子电池回收的必要性和关键共性问题,组合工艺将是未来研究热点,构建全生命周期价值链“电池循环-原料再造-材料再造-电池包再造”。

介绍了利用矿渣固体废弃物进行烟气湿法脱硫的进展,并对5种特定类型的矿渣进行了研究:磷矿石、锰矿石、赤泥、镁渣和铜渣。深入分析了每种矿渣在脱硫过程中的性能、优点和缺点,其中包括对炉渣的数量、形态特征、影响变量和操作参数等因素的讨论。通过整合现有研究成果,概述了炉渣脱硫的潜在未来方向。

围绕锌空气电池(ZABs)的析氧反应(OER)和氧还原反应(ORR)电催化性能提升,从三维纳米结构角度综述了空心、多面体、核壳、蜂窝状、三明治结构和其他三维结构的形貌构建策略和性能调控机制,并分析了这些材料在ZABs中的电化学应用,最后总结了提升三维结构催化剂电化学性能的科学策略,并对ZABs的未来研究方向进行了展望。

详细介绍了木质纤维素的组成结构,对常见木质纤维素的组分占比进行了总结。但木质纤维素的复杂结构阻碍了人们对它的分离和利用,需要通过预处理来消除这一障碍。重点介绍了有机溶剂预处理技术,对酸/碱均相和多(两)相预处理组分分离木质纤维素的研究现状进行了概述。针对各体系中溶剂的不同,总结了它们的预处理条件/效果及优缺点,并对有机溶剂高效全组分分离木质纤维纤维素的发展前景进行了展望。

综述了氖同位素的分离方法,包括热扩散法、低温精馏法、低温色谱法、气体扩散法、等离子离心法、质谱法、原子衍射法等,重点探讨了各方法的原理、特点、分离效果以及优缺点等。最后根据相对成熟的氢同位素分离技术提出了氖同位素分离技术未来可能的发展方向,先通过低温吸附进行分离,再通过低温精馏法对解吸后的混合物进行富集。

综述了脱硫石膏的应用现状,重点探讨了硫酸钙晶须的生长机理、制备方法及其应用研究进展,旨在引起科研人员对脱硫石膏及硫酸钙晶须的关注,推动其在环境治理和材料科学中的应用。

介绍了1,3-丁二烯与甲醇调聚反应在高纯度1-辛烯合成工艺中的应用以及调聚反应催化剂的研究进展。目前国内外对均相催化剂的研究较为广泛,虽然均相氮杂环卡宾配体在丁二烯调聚反应中表现出超高的反应活性和优异的目标产物选择性,但是不及膦配体更适用于工业应用,且两者仍面临催化剂体系分离回收利用难及稳定性差等问题,非均相催化剂因能降低金属钯的流失率,实现催化剂的循环利用,近年来备受关注。实现1,3-丁二烯与甲醇高效、高稳定性非均相调聚过程是目前该领域亟待解决的难题。

通过3种不同的晶种制备方法,探讨了晶种制备对晶体生长和聚集的影响。结果表明,优质晶种能显著减少细小颗粒以及晶体聚集现象,从而获得高质量产品;而劣质晶种会导致产品尺寸呈现双峰分布。流场分布分析显示,晶体在中心区域的聚集现象受到晶种质量和流场特性的共同调控。进一步的模拟研究表明,流场中晶体表面的速度和压力分布对晶体生长和聚集具有重要影响。

采用连续管式反应器对三氟氯乙烯裂解反应过程进行研究,考察了反应条件对三氟氯乙烯裂解反应的影响,确定了裂解反应的最佳条件为反应温度550℃、反应停留时间30 s,在此条件下RC316、RL316含量分别为25.5%和3.05%。研究了RC316裂解反应合成RL316的最佳条件为反应温度570℃、RC316进料流速0.2 mL/min时,RL316含量为4.75%。对氟氯乙烯裂解反应动力学进行了研究,确定裂解反应级数为一级,反应活化能为115.51 kJ/mol。探索了三氟氯乙烯裂解反应机理,三氟氯乙烯裂解合成RL316是串联反应过程,并将产物中RC316分离循环至三氟氯乙烯裂解反应中,促进了RL316生成,使RL316含量提高到6.58%。

为了开发高效的电催化剂以提高锂氧电池(LOBs)的性能,以水热法并经煅烧合成了介孔MoS₂/C,然后在银氨溶液中通过浸渍法在其表面负载纳米银,制得MoS₂/C-Ag。通过负载银可以提高MoS₂的边缘活性位点和改善电子结构及增强导电性。结果表明,MoS₂/C-Ag对氧还原/氧析出反应(ORR/OER)表现出很强的催化活性,在用作锂氧电池阴极催化材料时,首次放电比容量高达23 345 mA·h/g,循环寿命长达269圈。

以硅胶为载体,通过共沉淀法制备了SnO₂/SiO₂复合固体酸催化剂,并经硫酸酸化调控其表面酸性质,用于山梨醇脱水制异山梨醇。系统研究了硫酸酸化条件(酸浓度、用量、温度和时间)对催化剂性能的影响,结合NH₃-TPD、Py-FTIR等表征手段揭示了催化剂表面酸性质与催化性能的内在联系。结果表明,最佳酸化条件为2.5 mol/L硫酸、硫酸用量[v($\mathrm{SO}_{4}^{2-}$):m(Sn-Si)]5:1、60℃、酸化3 h,在此条件下130℃反应5 h,异山梨醇收率达75.7%。同时,通过原位FT-IR探讨了催化作用机制,分析表明反应中间产物在催化剂表面形成稳定吸附态。

为获得较高的催化效果,通过在钛网上镀银并在PbO₂活性层中掺杂Co元素制备出Ti/Ag-PbO₂/Co电极。首先对电极进行表征分析和电化学性能测试,随后对比了不同电极在苯酚去除中的效果。结果表明,镀银处理可以增加PbO₂晶体的结晶度和含量,Co掺杂处理可以使PbO₂晶体尺寸变小,这些均有利于增强电极的催化活性和使用寿命。当两者共同作用时,电极的电子转移阻力明显减小,电化学性能更强。将其应用于电催化苯酚性能研究,确定了Ti/Ag-PbO₂/Co电极在氯化钠添加量2 g/L、电流密度10 mA/cm²、搅拌速度120 r/min下对260 mL初始浓度为100 mg/L的苯酚模拟废水进行催化降解,效果最佳,反应30 min时苯酚去除率为99.8%,能耗仅为1.0 kWh/m³。该电极进行10次重复试验后对苯酚去除率没有明显降低,表明电极具有较高的稳定性。