为推动生物质燃料市场化应用,构建“技术方案界定—经济性分析—临界碳价求解”分析框架,以LNG、LPG及白油为基准,对比B10~B30比例下FAME与HVO调和燃料的单位热值成本、碳排放强度及综合成本,测算碳收益与临界碳价。结果表明:生物调和燃料单位热值成本显著偏高,B30-HVO达209.86元/GJ,较LNG高出132.33%;91.8元/t碳价下,其综合成本仍高于白油,B30-HVO碳收益仅对冲与白油价差的21.5%;B20~B30方案替代白油的临界碳价为423~448元/t,替代LPG或LNG则需数千至数十万元/t。当前经济性不足,单一碳价难以驱动替代。建议推行“白油替代优先”分层策略,构建“碳收益+专项补贴”双轨机制,强化原料监管与二代技术攻关,推动其规模化应用。

针对中国深远海风电大规模开发面临的电力传输受限与就地消纳难题,结合日韩两国巨大的清洁氢能进口需求及地缘区位优势,构建“深远海风电制氢-液化-船运出口”的一体化供应链。分析了供应链构建的必要性,重点对适合深远海环境的离网型风电电解制氢、低能耗大型氢气液化工艺及液氢远洋储运等关键技术进行了综述与对比。结合液氢运输船与接收站的商业化示范进展,探讨了建造浮式制氢储氢平台(H₂-FPSO)、浮式液氢船FLH₂和海上综合能源岛的技术与工程可行性。研究表明,该供应链在技术路径上具备可行性,通过“港-船-岛”一体化系统集成,有望成为推动我国海上风电高质量发展、解决深远海海上风电消纳的创新路径。

聚烯烃弹性体(POE)作为一种热塑性弹性材料,采用茂金属催化体系制备,具有分子量分布窄、短支链分布均匀的特点,在众多工业领域占据重要地位。围绕我国POE市场,综述了其生产格局、供需态势、主要应用方向及典型产品牌号等内容,并结合未来三年行业产能规划与需求趋势,对市场整体发展前景进行了研判。同时,剖析了POE产能扩张特征与未来发展方向,并提出了相应的发展建议:通过加强POE技术研发投入力度,缩小与国际先进水平的差距,同步推动国产POE产品质量与性能的提升,立足高端市场需求重点发展高附加值系列产品,并聚焦上下游联动与产业生态培育,协同推动POE产业发展。

系统综述了钒催化剂在非均相催化领域的最新进展,重点围绕“价态循环驱动氧化过程、配位结构调控活性中心、V—O键可调性引导反应路径”等关键机理展开论述,并结合不同反应体系总结活性相优化、元素掺杂、载体设计及制备方法等调控策略,旨在为钒基催化剂的结构理性设计与性能精准提升提供理论依据,推动相关催化技术的绿色化与工业化发展。

在分析了超声波破乳原理的基础上,讨论了超声波频率、功率、作用时间、乳状液温度、破乳剂、含水率等因素对破乳的影响,并进一步探讨了超声与其他技术联用破乳以实现油水分离的特点和效果,以期对基于超声破乳的油水分离技术发展应用提供参考。

系统综述了无金属碳基催化剂在电催化合成过氧化氢领域的最新研究进展。阐述了2e^- ORR的基本反应机理及核心性能评估方法;按不同维度分类深入探讨了相应无金属碳基催化剂的结构特点以及调控策略;展望了该类催化剂的未来研究方向和发展趋势,为高效电合成H₂O₂的无金属碳催化剂的精准设计提供了新思路。

系统综述了电极与离子交换膜的技术研究进展。电极方面,重点探讨了碳基材料的含氧基团活化、杂原子掺杂、金属及其氧化物修饰和纳米碳材料修饰策略,以提升电化学活性和反应动力学。离子交换膜方面,围绕Nafion膜的改性及非氟型阳离子交换膜、阴离子交换膜、两性离子交换膜和微孔膜新体系,分析了其在离子选择性与传导率方面的优化路径。最后展望了材料-结构协同设计的发展方向,以推动全钒液流电池的规模化储能应用。

综述了共价有机框架材料的功能化策略和重金属回收、有机污染物去除和高盐废水脱盐等,并重点论述了材料与氧化-吸附、高级氧化等工艺耦合技术,展望了其未来的发展方向与挑战。

从全生命周期的视角系统综述了纺织纤维微塑料在原料获取、加工制造、消费使用及废弃处置等全过程中的产生机理与环境迁移特征。在此基础上,重点评估了鉴定与去除技术的适用性,对比分析了不同方法的优势与局限。针对当前标准化检测方法缺失的现状,进一步探讨了其技术瓶颈,并对未来的源头控制策略与分析去除技术发展方向进行了展望,为制定针对性减排政策及优化技术体系提供理论支撑。

针对醇胺法CO₂捕集过程中醇胺富液的降解问题,系统分析了醇胺溶液的降解特性,重点综述了醇胺溶液热降解与氧化降解的主要产物、反应路径及现有控制手段,同时结合实际运行工况探讨了降解对系统性能的影响。最后,对醇胺溶液降解研究的未来方向进行了总结与展望,旨在为优化CO₂捕集工艺提供理论参考。

为推动油气田采出水的处理与资源化,综述了多目标优化在组合工艺中的研究进展,提出“技术局限-工艺协同-系统优化”的逻辑框架,剖析现有技术瓶颈,梳理组合工艺优缺点及适用场景,阐述多目标工艺参数优化方法,并综合分析经济与环境效益。未来通过“数据-机理”双驱动的绿色集成路径、可解释多目标算法等技术结合实现采出水处理资源化全链条优化与工程化落地。

系统介绍了小孔沸石分子筛的结构特性以及成膜制备方法、膜改性技术和模板剂脱除策略;分析了小孔沸石膜在H₂/CO₂、CO₂/CH₄等关键气体分离体系中的分离性能与应用现状,并概述了其从实验室走向工业放大过程中所面临的瓶颈问题以及解决方案。

系统综述了制药行业大气、水体及固废的污染排放特征以及现有末端治理技术与溶媒回收、智能化生产等过程控制手段的应用现状。在此基础上,从技术创新、政策标准完善及产业结构优化3个方面,探讨了废水废碱资源化与数字孪生技术耦合的绿色低碳发展路径,旨在为制药行业的绿色可持续发展提供理论参考与实践借鉴。

系统分析了近年来机器学习在加氢催化剂领域的前沿应用,重点阐述了机器学习在催化剂活性位点设计、反应路径优化及抗失活性能预测等方面的突破性进展。通过剖析国内外创新成果,全面阐述机器学习技术在加氢催化剂理性设计、性能预测与工艺优化中的前沿应用,并对未来发展趋势提出前瞻性展望。

阐述了CeO₂作为多功能催化剂参与逆水煤气变换的作用机理与性能。CeO₂表面氧空位被认为是CO₂分子的吸附与活化的关键位点,且其能够通过强金属-载体相互作用有效调控活性中心。列举了近年来基于CeO₂的催化剂体系的最新进展,包括其本征形貌调控以及过渡金属和贵金属(如Cu、Ni、Pt、Ru)掺杂调变策略。重点探讨了CeO₂基催化剂的结构-性能关系及其催化特性,并为高效CO₂转化技术的研发提供理论依据。

系统梳理了碳量子点(CQDs)的主要合成路径,包括水热法,激光烧蚀法以及近年来涌现的新型制备策略;详细总结了其性能调控手段,如表面功能化修饰、杂原子掺杂及复合结构构建等;并重点介绍了CQDs在染料敏化太阳能电池各个关键部件上的最新研究进展,旨在为该领域的研究者提供一份全面的参考,并对CQDs在未来能源转换技术中的发展方向进行展望。

采用溶胶-凝胶法和水热法合成了导电云母/锐钛矿型二氧化钛(ACT)和导电云母/金红石型二氧化钛(RCT)复合材料,将复合材料作为填料添加到富锌涂层中,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、交流阻抗、动电位极化、盐雾试验、Mott-Schottky曲线、功函数及氧还原反应等测试对复合材料和涂层防腐性能及机理进行分析。实验结果表明添加导电云母/二氧化钛复合材料能显著提升富锌涂层的防腐效果,并且ACT防腐效果优于RCT。锌粉和填料间会发生电子转移,促进锌粉的腐蚀,加速氧气等腐蚀介质的转化,避免其进一步腐蚀基材,起到化学屏蔽作用,增强了富锌涂层的防护作用。

为解决电磁波污染问题,以1D GdOOH亚纳米线与2D CuO-PMA亚纳米片为前驱体,按不同质量比(1∶1、2∶1和 3∶1)进行机械混合,并结合冷冻铸造、真空干燥及后续热处理工艺,成功制备出1D/2D复合亚纳米片气凝胶。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及矢量网络分析仪等手段,系统表征了材料的微观结构与电磁波吸收性能。结果表明,所得气凝胶呈现典型的蜂窝状多孔结构,经热处理后密度为90 mg/cm³。在电磁波吸收性能方面,该材料最小反射损耗可达-68.1 dB,最大有效吸收带宽为8.4 GHz。本研究为开发具备“薄、轻、宽、强”特性的微波吸收材料提供了可行的材料设计思路与制备途径。

碱盐基熔盐因其强腐蚀性、强吸水性和形状不稳定等问题严重制约了工程应用。为解决以上问题,创新性地使用冷烧结工艺,NaOH-NaNO₃二元共晶盐为相变材料,氧化钙为骨架材料,去离子水为烧结剂进行了复合定型相变材料的制备。结果表明,NaOH-NaNO₃/CaO复合定型相变材料形成了致密结构,有效减轻了碱盐基熔盐的泄露及强吸水性问题。在冷烧结工艺下,复合定型相变材料潜热为117.4 kJ/kg,相变温度为290.7℃,分解温度为549.4℃,抗压强度超过100 MPa,实现了机械性能与热稳定性的良性结合,为中高温热能储存领域提供了一种性能可控的新型复合相变材料,为太阳能光热发电、工业余热回收等场景的高效储能技术升级提供了重要技术支撑。

微生物电合成(MES)转化CO₂制备高附加值有机酸,是实现碳中和目标的重要路径之一。针对传统有机酸分离能耗高、选择性不足且难匹配生物合成体系的技术瓶颈,探究了离子驱动型电容去离子(CDI)技术的有机酸分离效能。通过构建四元有机酸混合模拟体系,结合电化学测试、传质模拟与材料表征,阐明其碳链长度、操作参数及电极材料的调控机制。结果表明,以α-TiO₂@g-C₃N₄为阴极时总离子分离率达58.2%,最佳工艺参数为流速0.005 m/s、电压1.5~1.8 V,为CDI技术工业化应用提供数据支撑,对推动MES全链条产业化具有重要意义。

采用溶胶-凝胶法制备了A位缺陷型富氧空位的钙钛矿催化剂Ca_0.9CuO_3-δ,用于催化臭氧降解水中四环素(TC)。通过多种表征分析了催化剂的形貌、结构与电化学性质,并考察A位缺陷量、臭氧浓度、催化剂投加量、初始TC浓度、pH及无机阴离子等因素对降解性能的影响。结果表明,Ca_0.9CuO_3-δ在A位适度缺陷下具有较高的结晶度、丰富的氧空位和优异的电子转移能力,表现出最佳的催化性能。在臭氧浓度12 g/Nm³、催化剂投加量0.50 g/L、初始TC浓度200 mg/L、原水pH(6.23)条件下,反应90 min后COD去除率可达91.35%。自由基捕获与EPR实验表明,催化臭氧体系中存在多自由基(·$\mathrm{O}_2^{-}$、·OH和 ¹O₂)共同降解污染物,为缺陷型钙钛矿催化剂在催化臭氧氧化降解抗生素废水中的应用提供了理论依据和技术参考。

采用水热法制备了基于过氧化磷钼酸盐(PMo₄)为活性组分,金属有机框架MOF-199为载体的固载型催化剂 PMo₄@MOF-199。通过电感耦合等离子体(ICP)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、X-射线粉末衍射(XRD)、热重(TG)对合成样品的结构进行了表征分析。结果表明活性组分PMo₄成功地嵌入到MOF-199材料的孔道内,同时PMo₄的引入并未对MOF-199的结构造成损坏。随后,以溶解有一定量二苯并噻吩的正癸烷为模拟燃油,1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([Bmim]PF₆)和双氧水(H₂O₂)分别为萃取剂和氧化剂,对PMo₄@MOF-199的脱硫活性进行了测试,并对影响脱硫反应的多种因素(催化剂剂量、氧化剂剂量及萃取剂用量)进行了优化。测试结果表明在最佳反应条件下,二苯并噻吩(DBT)的脱除率可达到99.86%。同时,催化剂重复进行9次脱硫测试,DBT脱除率仍可达到94%以上,表明其具有良好的重复利用性能及工业应用前景。

为提高纳米零价铁(nZVI)对有机-重金属复合污染物的去除性能,制备不同质量负载比的硫化纳米零价铁(nZVI/S),对其去除对氯苯胺(PCA)和Pb(Ⅱ)的效果及机制进行了研究。采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)和N₂吸附—脱附表征材料结构,并考察pH、投加量、吸附动力学、吸附等温线、热力学及老化稳定性对去除过程的影响。结果表明,硫化改性改变了nZVI的晶相组成、表面官能团和孔结构,1nZVI/1S比表面积为37.69 m²/g。随投加量增加,PCA和Pb(Ⅱ)去除率均升高;当投加量为0.30 g/L及以上时,1nZVI/1S对PCA的去除率超过90%,对Pb(Ⅱ)接近完全去除。吸附过程以化学吸附和单分子层吸附为主,且具有自发吸热特征。机理分析表明,PCA主要通过表面富集、氢键和弱配位作用去除,Pb(Ⅱ)主要通过含硫位点结合、表面络合及PbS沉淀固定。老化15 d后,1nZVI/1S仍保持较高去除效率,表明其具有较好的稳定性和抗老化性能。

硝酸盐氮的含量是评价水质及水体受污染程度的一项重要指标。为实现水体中硝酸根离子的快速检测,以玻碳电极为基底,采用原位恒电流聚合法制备了聚吡咯-二氧化锰(PPy-MnO₂)复合材料,再经十六烷基三甲氧基硅烷(HDTMS)疏水修饰,构建了疏水性GC/PPy-MnO₂-HDTMS/$\mathrm{NO}_3^{-}$-ISE全固态硝酸根离子选择性电极。结果表明,该电极在10^-5~10^-1 mol/L范围内呈良好的能斯特响应,响应斜率为(-57.94±1.84)mV/dec,检测限为10^-5.33 mol/L,具有良好的稳定性和选择性。对实际水样的加标回收率达到了94.51%~107.85%,表明该电极具有良好的准确性和实际应用潜力。

提出了一种基于中空纤维膜气体分布器的飞灰水洗脱钙固碳协同处理方法,系统研究了气体流量、液体流量、曝气面积和混合气比例对脱钙固碳效果的影响。实验结果表明:增加进气流量可以加快飞灰水洗液吸收CO₂的速率,但是会对CO₂的固定率产生负面影响;进气过程中通入N₂可以提高出口气速,使气泡分布更均匀,但是会降低CO₂的分压,不利于CO₂溶解吸收;加快液相流速可以在一定程度上降低液膜厚度,促进气液传质;增加曝气面积可以改善气泡分散效果,进一步提升气液传质效率。实验证明,中空纤维膜能够高效生成微小气泡,显著提高气液传质效率,从而优化脱钙固碳过程。

针对桥联有机硅纳滤膜传统制膜难以构筑超薄无缺陷层的挑战,提出利用超声雾化喷涂技术制备此类复合膜。为了克服硅溶胶孔渗效应,在聚偏二氟乙烯(PVDF)支撑体上沉积氧化石墨烯(GO)构建中间层,通过超声雾化喷涂将有机硅溶胶涂覆在表面,成功制备出连续完整且厚度可控(30~200 nm)的有机硅分离层。在纳滤过程中复合膜对刚果红的截留率高达99.46%,水渗透率为3.67 L/(m²·h·bar),表明超声雾化喷涂技术在制备高性能纳滤膜方面具有较好的应用潜力。

采用循环伏安法制备多种质子酸掺杂聚苯胺(PANI)修饰的碳阳极,通过优化制备条件发现以硫酸-植酸混酸为掺杂剂、循环圈数为50圈、扫描速率为20 mV/s时,所得修饰电极性能最佳。该优化条件下制备的电极表面形成了块状、絮状相结合的多孔聚集体结构,有利于产电微生物的附着。电化学测试表明,PANI修饰显著提升了电极的电化学活性和导电性,其构建的微生物燃料电池(MFCs)体系内阻仅为3.4 Ω,电荷转移电阻降至7.7 Ω,最大输出电压达到605 mV,最大输出功率密度(700 mW/m²)相比空白组提升30%。此时,该MFCs对有机污染物的降解效率达92.6%。

随着石油基塑料废弃物问题日益突出,开发可生物降解材料成为迫切需求。乙醇酸(GA)作为聚乙醇酸(PGA)单体,对其高效合成具有重要意义。以甲醛和一氧化碳为原料,围绕甲醛羰基化合成乙醇酸甲酯(MG)及MG水解制备GA两个关键步骤展开。在羰基化阶段,通过AlCl₃改性Amberlyst-15催化剂,在0.1 mol/L负载浓度下使MG收率达到63.42%,但甲醛转化率未显著提高。水解阶段筛选发现Amberlyst系列树脂具有优异性能,其中Amberlyst 36催化下GA收率达92.6%。采用低成本强酸性阳离子树脂001*7进一步优化水解工艺,在酯水物质的量比1∶25、催化剂质量分数6.90%、85℃、7 h条件下,GA收率达86.8%,MG转化率为93.1%。研究表明,001*7树脂水解性能与Amberlyst系列相当且成本优势显著,为甲醛羰基化法制备乙醇酸的工业化提供了可行的技术参考。

化石燃料燃烧产生的氮氧化物(NO_x)危害环境。工业锅炉等排放的烟气温度多低于180℃,难以直接采用SCR技术脱除NO_x,湿法脱硝在该领域潜力巨大。针对低温湿法亚硫酸盐脱硝体系易氧化失活的难题,以碘化钾(KI)为主吸收剂,测试多种大分子有机物添加剂复合脱除剂对氮氧化物的脱除效果,其中聚丙二醇/KI复配吸收剂效果最优。实验显示,50℃为最佳反应温度;碱性环境更利于高效脱硝,酸性条件下高浓度的H⁺与$\mathrm{NO}_2^{-}$易生成易分解的HNO₂,导致脱硝效率降低。

硝基苯催化加氢制备苯胺是芳烃利用的重要途径。以环己烷/乙醇/水乳液体系为软模板,氧化石墨烯(GO)为载体前驱体,抗坏血酸同步还原GO和PdCl₂,诱导GO在界面组装并原位负载Pd纳米颗粒,制备三维多孔结构的还原GO负载钯催化剂(Pd/3D-ERGO)。Pd纳米颗粒在ERGO片层上均匀分散,平均粒径约5 nm。在60℃、1.0 MPa H₂条件下仅需0.25 h即可实现硝基苯完全转化,苯胺选择性达98.5%,显著优于市售Pd/C催化剂,且稳定性良好。

利用自制的双核季铵盐催化剂催化CO₂与环氧丙烷(PO)合成碳酸丙烯酯(PC),对催化剂用量、反应温度、反应压力及反应时间进行优化,根据亲核反应机理建立了动力学方程,研究了不同温度下PO转化率与PC生成速率随时间变化的规律。实验表明,在100℃、1.5 MPa、2 h、催化剂质量分数为1.5%的条件下,PO转化率为99.74%,PC选择性为99.64%,总反应速率与PO浓度呈线性关系。

通过等体积浸渍法制备了Fe改性Ni/Al₂O₃催化剂,并采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、氨气程序升温脱附(NH₃-TPD)、X射线光电子能谱(XPS)等表征方法对催化剂物化性质与加氢活性的构效关系进行研究;同时对苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)加氢制备氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)进行研究,对影响SBS加氢的工艺条件进行了优化,对加氢后的产品进行了傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、热重(TG)、差示扫描量热仪(DSC)等分析。结果表明,在引入Fe元素对Ni/Al₂O₃进行改性后,显著降低了SBS中苯环段的加氢深度,即在Fe负载量5%、温度150℃、压力6 MPa、时间5 h、搅拌转速400 r/min时,丁二烯段加氢度大于99%,苯环段加氢度小于2%;催化剂在经历5次循环使用后,催化活性保持良好;加氢产品SEBS的玻璃化温度显著提升,使用稳定性得到了显著提升。

为提升新兴污染物治理效率,研究系统整合549组生物炭吸附实验数据,通过非参数插补方法处理缺失值,采用3种典型算法建立多维度特征生物炭吸附新兴污染物预测模型。其中,XGBoost模型表现出最优拟合性能(测试集R²=0.95,RMSE=8.32 mg/g)。特征重要性分析结果表明,表面氮官能团与污染物摩尔折射率共同构成吸附协同机制的核心要素,证实表面化学作用在吸附过程中的贡献超过物理作用;平均孔径的重要性显著高于比表面积,且仅当孔径范围与污染物分子尺寸匹配时,微孔填充效应才显著增强。明确表面化学性质在提高新兴污染物吸附量的作用更为关键,为高性能生物炭的定向制备及新兴污染物的高效去除提供了理论支撑。

针对4H-SiC在化学气相沉积法外延生长过程中N掺杂浓度均匀性控制的难点,系统研究了生长过程中石墨基座形状与旋转速度对掺杂分布的影响机制。通过建立二维气流模型并开展实验验证,分析了不同基座形状与旋转条件对反应腔内气流场及温度场的调控规律。结果表明,采用中间凹形石墨基座可有效引导气流、减小径向温差;而当基座转速控制在 30 r/min时,能够优化反应气体的混合与输运过程,有效抑制因自然对流引起的浓度不均匀现象。在优化后的工艺条件下,实现了良好的掺杂均匀性(约为3.35%),为高性能SiC外延层的可控生长提供了重要工艺依据。

以ZIF-90为基体,通过合成后修饰法与半胱胺盐酸盐反应成功了制备巯基功能化的荧光传感ZIF-90-SH材料。结果表明,ZIF-90-SH对丙烯醛具有高灵敏度,荧光强度与ACR浓度在0.5~500 μmol/L范围内呈良好线性关系(R²=0.959),检测限低至0.49 μmol/L。此外,ZIF-90-SH在pH 5~8范围内表现出优异的荧光稳定性,且对甲醛等干扰物质具有较强的选择性与抗干扰能力。构建的基于功能化MOF的丙烯醛荧光传感探针,为实现丙烯醛的快速灵敏检测提供了新型材料与技术支撑。

强酸性环境(pH<4)的实时监测在工业安全与生物医学领域需求迫切,但现有荧光探针多适用于弱酸至碱性区间,极端酸性响应的探针相对稀缺。为此,合成了一种基于吲哚啉-香豆素的光诱导电子转移(PET)型荧光探针IPQ。该探针在中性和碱性条件下因吲哚啉氮原子引发PET效应而荧光猝灭;当处于强酸性环境时,氮原子质子化阻断PET过程,实现荧光显著开启,机理经 ¹HNMR验证。测得探针pK_a为1.66±0.023,在pH 1.0~2.5范围内荧光强度显著增强,对多种金属离子、阴离子及活性氧/氮物种均表现出优异选择性,响应过程高度可逆。将探针负载于滤纸条后,可实现对盐酸和三氟乙酸蒸气裸眼快速识别检测。