碳捕集、利用与封存技术(CCUS)作为实现深度脱碳的关键技术,在全球碳中和目标实现中具有重要战略地位。通过系统对比中美CCUS技术的政策体系、技术成熟度和工程化应用现状,深入分析两国在技术创新能力等方面的差异化特征及机理。研究发现:(1)美国构建了完善政策框架,中国建立了多元化支持体系,但税收激励政策相对分散。(2)美国在燃烧后捕集、直接空气捕集(DAC)等关键技术领域已达到TRL7-9水平;中国整体处于小试至工程化示范阶段(TRL4-7),在矿化封存、DAC等前沿技术领域略微落后,海洋封存领先;(3)技术差距的形成主要基础研究起步落后、专利壁垒等因素驱动。研究为我国在新一轮科技革命中抢占CCUS技术制高点、实现碳达峰碳中和目标提供决策参考。

我国化工园区发展水平差异显著,在绿色低碳转型背景下,产业耦合成为推动园区高质量发展的重要战略。立足国家“双碳”战略目标与相关产业政策内涵,结合国内外典型案例,从能源低碳化、原料绿色化、废物循环化3个维度,系统提出化工园区产业耦合发展的五大主要实施路径,包括新能源、钢铁、环保产业与化工产业耦合以及化工领域细分产业的横向耦合,最后给出促进产业耦合发展的政策建议。研究成果对于优化化工园区产业结构布局、加快构建现代化工产业新格局具有重要指导意义,可为我国化工园区发展建设提供理论支撑与实践参考。

近年来,国内苯乙烯产能快速扩张,导致市场供需关系失衡,苯乙烯下游市场的聚合物材料产品普遍面临亏损的局面。为了应对这一挑战,企业迫切需要研发具有更高性能和附加值的新材料产品,通过优化产品结构来改善盈利能力。梳理和评估了苯乙烯下游九类共聚材料产品的生产流程、性能特点、应用领域和市场现状,精选出苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物SMMA、甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物MABS、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物ASA和间规聚苯乙烯sPS等四类具有显著优势的材料,建议相关企业加速推进这些材料的科技创新工作,加快其国产化的步伐。

首先分析了含钒钢渣的物性特点,在此基础上论述了以含钒钢渣为原料进一步提钒的研究进展,其中焙烧-浸出是目前成熟度较高的一类提钒工艺,但由于能耗很大、钒浸出率不高、污染严重等问题,已逐渐变得不再适宜;直接浸出提钒(酸浸为主)去掉了焙烧过程,在一定程度上简化了流程、节约了能耗、避免了烟气污染,并可获得很高的钒浸出率,是提钒的发展方向,但常规的直接酸浸,因含钒钢渣中钙、铁含量高而导致的酸耗过高、酸浸液难以净化富集等问题尚未解决,无法推广应用;其他一些新兴技术用于含钒钢渣提钒,工艺尚不成熟,还需进一步完善和发展。最后,针对“高钙”、“高铁”难题,自主开发了一种含钒钢渣提钒的新工艺,即“钙净化与回收-选择性分段酸浸提钒”,为含钒钢渣提钒的关键性突破和跨越式发展提供参考。

从LDHs的结构特性与重金属吸附性能的构效关系出发,分析了共沉淀法、离子交换法和水热法3种典型制备工艺对材料性能的影响。通过对4类LDHs复合材料的探讨,阐明了其对典型重金属离子的吸附机理,并提出了面向实际应用的LDHs复合材料设计策略及应用前景。

综述了SrTiO₃的单金属原子掺杂改性方面的主要工作,包括碱金属和碱土金属、稀土金属、贵金属和过渡金属掺杂等,阐述了原子掺杂对SrTiO₃结构和性能的重要影响,指出目前研究中存在的主要问题,并对未来的研究方向进行了展望。

系统综述了微生物(如细菌、真菌、藻类)通过生物吸附和生物降解去除微塑料的机制,重点探讨了胞外聚合物和酶的关键作用,阐明了环境因素对微塑料生物降解效率的影响,并剖析了复合菌群协同降解的优势以及合成生物学在优化降解菌株中的应用前景。通过对比物理、化学方法的局限性,强调了生物技术的创新性和必要性,提出了强化微生物修复技术联用和工程化应用的展望。

综述了基于气凝胶材料的光催化技术,包括一些典型的气凝胶材料,并讨论了它们在不同类型污染物催化中的应用。最后,结合研究现状,对光催化用气凝胶材料发展面临的挑战和前景进行了展望。

综述了废旧光伏组件中银回收的技术进展,系统对比了湿法冶金(硝酸、深共晶溶剂(DES)、熔盐)、电化学法及激光剥离等方法的效率、成本与环境影响。研究表明,硝酸浸出法虽工艺成熟,但废液处理成本高且环境风险大;DES浸出法与激光剥离法因绿色高效更具产业化潜力。经济分析揭示,绿色溶剂与工艺集成是未来规模化应用的关键。最后,提出需加强技术协同创新、政策引导及标准化建设,以推动光伏回收产业的可持续发展。

分别从吸收工艺优化、解吸工艺优化、多工艺组合优化以及系统工艺与吸收剂之间的匹配问题并且结合实际案例进行了系统性分析,在吸收优化工艺方面重点讨论了级间冷却工艺与富液循环工艺的技术路径;解吸工艺优化则涵盖了闪蒸压缩、富液分流、多工艺优化等创新工艺。研究结果表明,闪蒸压缩、级间冷却、多工艺优化展现出了显著的优化效果,而多工艺组合优化系统则有巨大的降低能耗的潜力。基于上述研究未来的研究方向应着重提升经济性与技术可行性,并积极与人工智能、大数据分析等新兴技术进行深度结合,以实现碳捕集系统的智能化。

对近年来四环素污水的处理技术及其研究现状进行了综述,同时对目前四环素污水处理技术的问题进行了总结归纳,以期为后续污水中四环素的去除提供借鉴和参考。

分析了过渡金属硫化物的特点、优势,总结出针对过渡金属硫化物的优化性能策略:形貌调控、空位调控、构建异质结以及杂原子掺杂,暴露了更多的活性位点,加快电子传输,促进了电荷的转移,有效提高了过渡金属硫化物的电催化性能,促进了过渡金属硫化物发展,并对过渡金属硫化物未来在电化学制氢领域的发展进行展望。

为推动铺面工程可持续发展并利用废弃生物质,综述了生物油再生沥青研究进展,涵盖再生剂来源、类型、制备及性能,阐述老化机理、再生机理及性能恢复,并分析路用及长期服役表现。未来研究应聚焦于多源生物油复合、沥青多级再生及性能长期稳定性。

二维层状材料MXene由于独特的晶体结构和表面化学特性,特别是良好的机械强度、亲水性和超高比表面积,在新兴水处理膜技术领域得到广泛关注。分析了MXene基复合膜的构建策略,包括其与有机和无机材料的复合,阐明各改性策略对复合膜结构与性能的影响。重点解析其在新兴污染物处理方面的多维应用及机理,并对MXene复合膜今后的研究进行了展望。

从多角度对土壤微塑料进行综述发现,其赋存特征为分布广泛、含量差异大,形态和聚合物类型多样。来源包括农用薄膜残留破碎、化肥使用、污水灌溉及大气沉降等。前处理中,H₂O₂消解效果与聚合物保护平衡较好。分析检测方法多由水体提取法演变,缺乏标准化。微塑料进入土壤后会横纵迁移,影响土壤理化性质,还可能吸附污染物,增强迁移性与生物可利用性,威胁人类健康。综合上述分析将有助于揭示微塑料在土壤中的赋存迁移规律及相关机理,并提供科学思路和理论基础。

利用油酸和硫醇协同化学修饰液态金属界面,构建了一种具有低接触热阻和高热导率的液态金属基热界面材料。该热界面材料主要通过油酸的羧酸基团和硫醇的巯基与液态金属界面的相互作用,以及油酸与硫醇之间反应生成磺酸酯来实现液态金属界面的协同稳定。所制得的液态金属基热界面材料展现出低接触热阻(最低达0.01 mm²·K/W)和高热导率[最高达8.5 W/(m·K)]的特点,且展现出比良好的CPU散热性能。研究结果为创制高效液态金属基热界面材料提供了新思路。

提出了一种水热-高温碳化的合成策略,利用糠醛与三聚氰胺的聚合包覆K₂CO₃制备出多级孔碳(MPC)载体材料。将MPC与三氧化钼(MoO₃)进行湿法混合后高温碳化得到α-MoC_1-x/MPC。再利用浸渍法并还原得到Pt/α-MoC_1-x/MPC催化剂。碳基底材料的引入可以暴露更多α-MoC_1-x的活性位点,增强与Pt的相互作用,进而提升活性。优化后的Pt/α-MoC_1-x/MPC结构展现出卓越的HER性能,在达到10 mA/cm²和100 mA/cm²的电流密度时,过电位分别低至18 mV和121 mV。该催化剂在100 mV过电位时的质量活性达到了5.0 A/mg_Pt,相比商业20% Pt/C催化剂(1.4 A/mg_Pt)提高了3.6倍。

为使Cr(Ⅵ)还原菌Bacillus cereus W-1更好地在实际修复Cr(Ⅵ)污染水体中发挥效果,以海藻酸钠为固定化载体,通过添加腐殖酸以提升其对Cr(Ⅵ)的去除效果,并通过多种表征手段探究其吸附还原特性。结果表明:以质量比为20∶1的海藻酸钠和腐殖酸为载体的固定化菌株去除Cr(Ⅵ)的最佳投加量为6 g/(100 mL)、温度为45℃、最佳pH为8。在最佳条件下,固定化菌株反应24 h时对50 mg/L Cr(Ⅵ)去除率高达98.9%。表征结果显示,固定化菌株表面含有大量的羰基、羧基、胺基等含氧和含氮基团,这些基团的存在提高了其吸附还原Cr(Ⅵ)的能力。实验表明固定化Bacillus cereus W-1具有良好的可循环利用性。

通过钠掺杂氮化碳(Na-CN)与TiO₂(P25)复合构建了S型异质结光催化剂(Na-CN/T),实现了高效光催化产过氧化氢(H₂O₂)。在异丙醇溶液中,Na-CN/T的光催化产H₂O₂速率高达2 360.7 μmol/(g·h),较TiO₂和未改性氮化碳(bulk-g-C₃N₄)分别提升2.1倍和82.7倍。实验结果表明,钠掺杂在氮化碳中引入了氮缺陷,有助于实现光生载流子的高效分离。Na-CN和TiO₂的S型异质结的构建在保留复合催化剂强氧化还原能力的同时进一步提高了光生载流子的分离效率。

以磁性Fe₃O₄-ZIF-8核壳粒子作为填料,采用嵌入晶种法在PSF有机中空纤维上制备了ZIF-8/PSF@Fe₃O₄-ZIF-8复合膜,并对膜结构和O₂/N₂分离性能进行研究。结果表明,优化条件下PSF中空纤维表面制备了厚度为8.67 μm的连续 ZIF-8膜,其O₂渗透通量为3.52×10^-8 mol/(m²·s·Pa),O₂/N₂理想选择性为4.05。经过216 h运行和20次压力循环(0.1~0.2 MPa)测试,复合膜的O₂渗透通量以及O₂/N₂理想选择性基本保持恒定,表现出优异的长期运行稳定性和良好的制备重现性。相比掺杂纯ZIF-8晶种制备的有机中空纤维膜,ZIF-8/PSF@Fe₃O₄-ZIF-8有机中空纤维复合膜的O₂/N₂分离性能得到提升,证实磁性Fe₃O₄纳米粒子弱吸附和ZIF-8孔道筛分的协同增效作用。

以小球藻为研究对象,采用气液相等离子体诱导产生液相RONS进行处理,筛选出遗传信息改变的优势突变株 LA-F6。通过研究对比其与野生型藻株(WT)的生化性能、光合性能等指标差异,探究诱变对小球藻脱氮和固碳效率的影响。结果显示,LA-F6在培养周期内的最大生物量为3.33 g/L、脱氮效率5.48%、固碳效率为0.44 g/(L·d),较野生型藻株分别提升8.82%、1.84%和13.64%。同时,LA-F6的光合性能、脂质和色素产量均得到显著提高。气液相等离子体增强微藻脱氮与固碳性能的协同策略,可为碳减排、污染治理及多联产高附加值产品提供有效的思路和路径。

钙钛矿太阳电池(PSC)埋底界面因较高的缺陷密度和能级势垒严重制约了器件的光伏性能和稳定性能。针对这些问题,在埋底界面引入了一种具有多功能位点的埋底界面修饰分子罗丹宁(RHO),重点研究了RHO在埋底界面的协同作用及其对PSC能量损失和载流子损失的影响。结果表明,RHO的引入可以有效改善钙钛矿和电子传输层的薄膜质量,钝化界面缺陷,优化界面能级排列,显著抑制界面载流子非辐射复合,促进界面电子的高效提取和传输。最终,基于RHO修饰的PSC获得了22.97%的光电转换效率值,连续老化1 000 h后,电池效率仍能保持初始值的85%。

电催化还原CO₂为高附加值化学品是实现碳中和的有效手段。构筑CO₂电还原串联催化体系可以促进C₂₊产物的生成,但依然存在稳定性差、C₂₊的选择性低等不足。通过Cu—S键将巯苯基取代的四联吡啶钴配合物(CoQPSH)锚定在Cu纳米线表面构建新型CO₂还原串联催化剂CoQPS-Cu NWs。该催化剂在-1.4~-1.8 V(相对于可逆氢电极)电位窗口下得到C₂₊产物的法拉第效率(FE)在60%以上(最大值为66%),最大分电流密度为132 mA/cm²,以上性能均优于Cu纳米线。同时该催化剂在-1.4 V电解20 h后,C₂₊产物的分电流密度保持90%,体现了优异的稳定性。

为了提高氨选择性催化还原(NH₃-SCR)NO_x催化剂的高温选择性、低温活性、抗水抗硫性,采用共沉淀-水热法掺杂Sm合成了一种独特的层状-颗粒共存形态的Sm_0.7MnO_x催化剂。结果表明,Sm_0.7MnO_x催化剂在75~250℃的宽温度范围内实现了100%的NO_x转化率和N₂选择性,而且在125℃、水含量为15%、SO₂浓度为50 ppm的条件下能保持100%的脱硝活性。表征结果显示,Sm_0.7MnO_x催化剂具有卓越的表面积和孔容、低结晶度、强氨吸附能力和强氧化还原能力,能促进NH₃的吸附与活化,从而促进脱硝反应的进行。

本研究聚焦铜基催化剂的制备及催化性能优化,系统地考察了不同活性炭载体和铜前驱体对乙炔氢氯化反应的影响。结果表明,金湖活性炭因高比表面积和微孔率,负载CuCl₂后制备的CuCl₂/AC催化剂活性位点分散均匀,初始乙炔转化率达26%(空速315 h^-1),且反应9.5 h后仍保持稳定。CuCl₂活性组分通过强吸附作用促进乙炔活化,但产物C₂H₃Cl和未反应物C₂H₂的脱附困难导致积炭,而Cu(NO₃)₂前驱体因生成Cu₂NO₃(OH)₃并分解为CuO而失活。通过降低乙炔空速至 180 h^-1,CuCl₂/AC催化剂所得的初始乙炔转化率提升至38%,达到工业汞催化剂初始乙炔转化率的70%。该研究揭示了铜基催化剂的反应机理与失活机制,为无汞催化剂的工业应用提供了理论支撑与技术路径。

采用一锅水热法制备了二氧化钛-三氧化钼(TiO₂-MoO₃)复合材料,研究了这种材料在不同反应条件下对二苯并噻吩(DBT)等含硫化合物的脱除效果,探讨了相关反应机理。实验结果表明,在反应温度50℃、催化剂0.05 g和H₂O₂用量 25 μL的条件下,脱硫率可达100%。循环稳定性实验结果显示,在重复使用10次后,该催化剂的脱硫率仍保持在95%以上,展现出良好的催化稳定性。

引入了一种自研并流式超重力旋转填料床(RPB)系统,基于气液耦合机制,显著提升了对微米级碳烟颗粒的捕集效率。以超重力因子(0~580)、气体流速(2.43~7.05 m/s)和液体喷淋量[4~16 m³/(m²·h)]为主要研究参数,针对超重力旋转填料床系统的压降特性进行了系统性的试验研究,测试它们对静态压降、离心压降以及总压降等多个关键参数的影响。结果显示,在超重力因子为580、液体喷淋量为16 m³/(m²·h)、气体流速为2.43 m/s的条件下,该系统对碳烟颗粒的捕集效率达到了98.1%,表现出卓越的性能。基于试验数据,成功建立了气相压降的预测模型,该模型对压降预测的偏差在±14%以内。RPB系统在柴油尾气处理中具有良好应用前景,所建立的模型可为系统优化设计提供参考。

以碳化钛(Ti₃C₂)和碳化硅(SiC)为原料,通过一步水热法合成了SiC-Ti₃C₂/TiO₂三元复合材料。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪等对样品的晶相、形貌和组成进行了表征分析。探讨了SiC掺杂量对复合材料声-光耦合催化降解四环素的性能影响。其中,SiC的掺杂量为7.5%的三元复合材料表现出最好的声-光耦合催化性能。对比3次循环催化实验中四环素的降解效率和循环前后样品的X射线衍射图,可以发现三元复合样品具有较好的声-光催化稳定性。活性物种捕获实验表明,·OH在声-光催化降解四环素过程中起最主要的作用。(光)电化学测试证实,与Ti₃C₂/TiO₂材料相比,SiC-Ti₃C₂/TiO₂复合材料具有更高的光电流值、较小的界面电荷转移电阻和Tafel斜率以及更优异的本征活性。

首次提出催化CO羰化微晶纤维素(MCC)制备羧化微晶纤维素(CMCC)法。通过催化体系筛选、反应条件考察,实现CO对MCC中羟基的插入反应,制得CMCC。采用红外光谱(FT-IR)、固相核磁共振碳谱(¹³C CP-MAS solid-state NMR)、酸碱滴定等方法表征CMCC化学结构,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)观察CMCC微观结构。结果表明,RhCl₃-HI能有效催化CO羰化MCC合成CMCC;在4.0 MPa CO、175℃条件下反应12 h,可制得羧基含量为0.79 mmol/g的CMCC。CO对MCC中羟基的插入反应主要发生在C⁶伯羟基上。经羰化反应后,CMCC结晶度下降、纤维素表面部分降解。

为提升污泥基生物炭对亚甲基蓝(MB)的吸附性能及回收效率,提出废弃聚苯乙烯(PS)掺杂策略,开发磁改性复合材料(PS-MSSBC)。以市政污泥和FeCl₃·6H₂O为原料,固液浸渍比1∶8(m∶v)条件下经350~750℃高温碳化制备,重点探究PS掺杂的协同增强机制。表征显示,750℃下制备的PS-MSSBC₇₅₀性能最优,其比表面积为56.57 m²/g,饱和磁化强度为24.439 7 emu/g,表面富含Fe₃O₄晶相及—OH、—COOH等官能团。正交实验优化后,在投加量2 g/L、318 K、MB初始浓度 20 mg/L、pH=5条件下,MB去除率达99.25%。吸附过程符合准二级动力学和Langmuir等温模型(Q_max=154.766 mg/g),热力学参数证实其为自发吸热过程。在3次吸附-解吸循环后,材料仍保持82.07%的初始吸附容量,优于未掺杂对照样。研究制备了可磁回收的高效吸附剂,建立了有机-无机协同改性的普适性策略,为固废资源化与废水治理耦合技术提供新思路。

通过电沉积-水热法改性制备了CM/SnO₂-Sb电催化膜,并优化了电催化降解左氧氟沙星的条件。采用FESEM(场发射扫描电镜)、EDS(能量色散光谱)、XRD(X射线衍射)、XPS(X射线光电子能谱)以及LSV(线性扫描伏安法)、EIS(电化学阻抗谱)、CV(循环伏安法)等手段对电催化膜进行表征与分析。结果表明,制备条件为6 V-30 min时,SnO₂-Sb能很好的负载至炭膜(Carbon membrane,CM)表面,SnO₂-Sb的掺杂为CM提供了更大的比表面积,为降解LEV提供了更多反应位点;相比于CM其比电容从430 F/g提升至1721.04 F/g,电化学阻抗由672 Ω降至185 Ω。通过单因素试验考察了LEV浓度、电压和电解质浓度的最优范围;通过响应面法优化了最佳运行条件:LEV浓度72.4 mg/L、工作电压2.6 V、电解质浓度7.4 g/L,此时LEV去除率可达95.91%,膜压差变化值(ΔTMP)仅为0.390 kPa。

在聚苯醚(PPO)的合成中,不同的胺与Cu离子形成的配合物对氧化偶联反应产物的收率具有显著影响。通过密度泛函理论(DFT)计算结合实验,深入探究了不同胺类配体[四甲基乙二胺(TEMED)、二丙胺(DPA)、N,N-二甲基丙胺(MSDS)]对Cu配合物催化剂性能的影响机制。DFT计算结果表明,MSDS配位的Cu配合物在氧化偶联反应中表现出显著优势,其电子转移过程和亲核进攻过程中的反应能垒最低,然而其催化收率(8.31%)远低于配体TEMED(94.56%)和DPA(80.94%)。对Cu配合物进行刚性扫描发现,MSDS配位下,配合物的稳定性最差,这增加了反应中间体的解离风险。相比之下双齿配体TEMED可以有效限制Cu离子的空间运动,显著提高配合物的稳定性,增强催化活性并降低反应中间体的解离风险,这一发现为优化PPO合成中催化剂的设计与选择提供了重要理论依据。

以泡沫铜(Cu Foam)为原料,在过硫酸钠(PDS)和氢氧化钠(NaOH)混合溶液中氧化形成中间体Cu(OH)₂纳米线,之后在高温下加热制备出花状Cu@CuO,用于高效活化过硫酸盐(PMS)光降解四环素(TC)。采用SEM(扫描电子显微镜)、EDS(能量散射光谱)、XRD(X射线衍射)、Raman(拉曼光谱)和XPS(X射线光电子能谱)对Cu@CuO进行了表征,探究了反应体系、PMS投加量、pH对TC降解率的影响。通过自由基猝灭实验,推测了Cu@CuO活化PMS光降解TC的机理。结果表明,Cu@CuO在PMS投加量0.05 g、pH=7以及光照的条件下,Cu@CuO/PMS/light体系具有最佳降解效果。在10 min时,TC的降解率高达96.81%。Cu@CuO/PMS/light体系在降解TC过程中,主要产生了 ¹O₂、 {·\mathrm{O}}_2^{-}、h⁺、·OH和 {\mathrm{S}\mathrm{O}}_4^{·-}等活性物种,Cu@CuO/PMS/light体系通过自由基({\mathrm{S}\mathrm{O}}_4^{·-}、·OH、 {·\mathrm{O}}_2^{-})与非自由基(e^-、h⁺、¹O₂)途径降解TC。豆芽生长情况实验表明降解后水毒性降低。

采用共沉淀法制备了Al、Zr和Ce掺杂的MgO基复合氧化物,用于催化甲醛与乙醛通过羟醛缩合反应合成3-羟基丙醛。结果表明,Mg/Ce摩尔比为1∶3的MgO-CeO₂表现出最佳催化性能。通过N₂吸附-脱附、XRD、XPS以及NH₃/CO₂-TPD等手段对MgO-CeO₂进行了表征,发现Mg/Ce摩尔比为1∶3的MgO-CeO₂催化剂表面具有适宜的酸碱中心分布,通过酸碱协同作用表现出优异的催化性能。其中,弱、中强碱性位点促进了羟醛缩合反应,与乙醛转化率正相关;而Lewis酸性位点则增强了交叉羟醛缩合反应,显著提升了3-羟基丙醛的选择性。密度泛函理论计算表明,乙醛比甲醛更易吸附在Lewis酸性位点上,这深入揭示了其酸碱协同作用的影响机制。此外,适宜的比表面积及Ce³⁺/Ce⁴⁺分布也有效提高了其催化性能。进一步优化了反应条件,在MgO-CeO₂催化剂用量为5%、甲醛与乙醛的摩尔比为1∶1的条件下,于35℃反应2 h,乙醛转化率和3-羟基丙醛选择性分别达到18.6%、30.9%。然而,在MgO-CeO₂催化剂循环使用3次后,乙醛转化率和3-羟基丙醛选择性分别降至2.2%、13.6%,这归因于其碱性降低、孔道坍塌及比表面积减小等因素。

使用动态模拟仿真软件AVEVA Dynamic Simulation构建了碱性电解水制氢系统的高精度动态机理模型,精准刻画了多槽协同工作下的系统温度变化规律、气液分离系统压差响应特性、氢氧交叉扩散浓度变化等动态行为,设计了电流密度、碱液流量与操作压力的多变量协同调控方案,并通过真实碱性电解水制氢系统的快速变负荷、冷启动场景加以验证,为可再生能源波动场景下大规模制氢系统的模块化设计、安全评估与运行优化提供了可靠的理论工具和关键技术支持。

构建了深度神经网络(DNN)和随机森林(RF)技术用于预测CO₂在ILs中的溶解度。收集5 000个不同温度和压力下ILs的CO₂溶解度值,采用分子描述符(MD)充分获取到ILs的复杂结构信息。以MD作为DNN、RF机器学习模型的输入特征。其中,MD-RF模型以卓越的准确脱颖而出,展示了0.988 4的决定系数(R²)和0.000 5的均方误差(MSE)。

蒽醌法酸碱交替固定床过氧化氢工艺因存在固有的安全风险,目前面临淘汰或进行升级改造的问题,但由于对现有工艺的基础理论研究不足,造成改造思路较为局限。总结该工艺的突出风险、碱洗的风险及碱性环境加速分解过氧化氢的机理、降解物的成分及降解物的再生、工作液的研究进展、过氧化氢生产新工艺等关键问题,并对下一步的研究思路进行展望,可为过氧化氢生产行业的升级改造以及高效、绿色新工艺的开发提供借鉴。

基于全生命周期理论建立碳排放核算模型,测算风电制氢和光伏制氢项目单位制氢的碳排放量和减排效益。研究发现,风电制氢全生命周期碳排放量为1.43 kg/kg,光伏制氢全生命周期碳排放量为6.91 kg/kg,相较于煤气化制氢等传统制氢工艺具有巨大的减排优势。风电制氢碳排放主要来源于电解槽装置制备过程所用的镍以及钢铁,光伏制氢碳排放主要来源于光伏组件制备阶段中的石灰、石墨以及钢、镍等材料。

采用简易水热法制备了二氧化锰纳米颗粒/还原氧化石墨烯(MnO₂/rGO)复合材料并修饰于玻碳电极(GCE)表面,构建了MnO₂/rGO/GCE电化学传感器用于同时测定粉煤灰中痕量Cd、Pb。通过透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、氮气吸附-脱附测试对复合材料的形貌、组成、结构及孔隙特性进行了表征,结果表明平均粒径约 5 nm的MnO₂纳米颗粒均匀紧密负载于rGO片层上。优化实验条件下,修饰电极对Pb²⁺、Cd²⁺在1.0~50 μg/L范围内呈现良好线性,检出限(S/N=3)分别为0.04、0.06 μg/L,并表现出优异的选择性、稳定性和灵敏度。该电极进一步应用于粉煤灰样品检测,结果令人满意。

利用循环伏安法制备了聚瓜氨酸修饰电极(polycitrulline modified electrode,pCIT/GCE),与裸电极相比,该修饰电极能够明显增大铋离子的氧化还原峰电流,显示了良好的电催化作用。脱氢乙酸钠曾被用为食品添加剂,因其对人体健康存在危害,在2025年2月8日实施的我国《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》(GB 2760—2024)中禁止使用。脱氢乙酸钠本身无电化学活性,不能直接用电化学方法测定,但可以与铋离子生成配合物,因此利用铋离子在聚瓜氨酸修饰电极上的还原峰电流随脱氢乙酸钠浓度增大而减小,建立了一种基于铋离子为探针测定食品中脱氢乙酸钠电化学新方法。实验结果发现,当脱氢乙酸钠浓度在1.00×10^-8~6.00×10^-6 mol/L范围内,铋离子的还原峰电流与脱氢乙酸钠浓度的对数呈现显著的线性关系,避免了在电化学测定中,因被测物质浓度增大工作曲线出现拐点而产生分段现象,线性方程为i_pc=113.56-32.38lg c(mol/L),相关系数R=-0.992 5。脱氢乙酸钠检出限为1.00×10^-8 mol/L,用于面包等样品测定,回收率在97.50%~103.75%之间,具有实际应用前景。