摘要：电流响应催化剂是一类可在电场诱导作用下产生电流的新型催化材料,以其为介质的催化反应过程可突破热力学局限,在温和条件下即可发生,具有显著节能减碳潜力。本文综述了近年来电流响应催化剂强化合成氨、甲烷高值利用、丙烷脱氢三个典型反应的研究进展,总结了所开发系列电流响应催化剂,其中以负载型金属催化剂为主,其由载体(半导体型或钙钛矿型金属氧化物)和活性金属(单一金属或合金)组成,对比了不同催化剂的催化性能,分析了“质子跳跃”在强化上述反应过程的作用。最后,分析了电流强化技术未来发展方向及面临挑战,提出开发适于电流作用下的原位表征技术及分子模拟方法,这对从微观层面深入揭示反应机理具有重要意义,可反向指导催化剂设计,推动相关领域发展,助力化工行业低碳转型。

摘要：苯和环己烯共沸物的高效节能分离是常见的工业难题,而EDWC(萃取隔板精馏塔)在共沸物的分离中具有重要的应用前景,目前公开的文献中鲜有关于EDWC工艺对苯和环己烯分离的报道。以氯化胆碱/乙酰丙酸摩尔比为1∶2作为萃取剂,探索EDWC技术在苯和环己烯分离中的应用,采用粒子群算法对该工艺进行优化设计。考虑到粒子群算法是一种随机优化算法,引入变异系数对算法的稳定性能进行评价。最后,引入年度总成本、二氧化碳排放量、[火用]损失3个定量指标从经济性、环境性和热力学性3个方面对EDWC工艺和传统的两塔萃取精馏工艺进行全面对比。结果表明:与传统的两塔萃取精馏工艺相比,EDWC工艺可减少19.15%的年度总成本、36.08%的二氧化碳排放量、19.99%的[火用]损失以及8.03%的萃取剂消耗量。EDWC工艺分离苯和环己烯混合物具有优异的分离效率和显著的节能优势。

摘要：针对传统胺洗脱硫工艺中有机硫脱除效率低,溶剂开发周期长、成本高等问题,利用7种机器学习算法建立了乙硫醇溶解度的定量构效关系模型,运用SHAP方法阐释了乙硫醇的吸收机理,对备选分子库进行了虚拟筛选,识别出高效吸收脱除乙硫醇的溶剂。基于COSMO-RS模型计算了14732种溶剂的乙硫醇溶解度,这些分子覆盖了广泛的化学空间;XGBoost算法在预测乙硫醇溶解度方面表现最佳,该算法的R^(2)_(test)为0.66,RMSE为1.22,MAE为0.84;分子结构的复杂程度、共价键分布、电荷分布是影响乙硫醇溶解能力的关键因素;确定了4种候选溶剂:3-乙氧基丙胺、3-二乙胺基丙胺、1,4-二甲基哌嗪和3-丁氧基丙胺;平衡溶解度测定实验的结果表明3-丁氧基丙胺的乙硫醇吸收性能最优,亨利常数为37.34kPa。

摘要：废汽车尾气催化剂是重要的稀贵金属二次资源,随着未来报废汽车的逐渐增加,废汽车尾气催化剂的数量相应增加。当前从废汽车尾气催化剂中回收稀贵金属(铂族金属、稀土金属和稀有金属等)的方法较多,但由于对废汽车尾气催化剂的特性了解不够全面,大多数回收方法在回收率、环境友好性、经济性上都不够理想,亟需对废汽车尾气催化剂进行科学全面地了解。对废汽车尾气催化剂的基本特征、物相及成分组成、废汽车尾气催化剂中PGMs、Ree、Zr等稀贵金属元素的赋存形式、元素迁移及分布状态、熔化过程等进行研究,全面了解废汽车尾气催化剂;揭示了催化剂中铂族金属被部分氧化、活性组分发生渗透转移、有价元素的非均匀分布、催化剂涂层烧损开裂、杂质元素的污染等因素共同造成了催化剂失效退役的失活机理;采用火法熔炼,合理设计选择熔炼渣剂及捕集剂回收其中的稀贵金属,可以有效地避免废催化剂自身特性所带来稀贵金属回收率低效的问题。

摘要：采用熔盐储换热方案并结合分时电价、电力交易等多能协同控制技术,进行了烟气熔盐储换热系统回收铜冶炼高温烟气余热研究。分析了换热过程中的热量流和物质流,估算出10h储热熔盐用量和熔盐储罐尺寸,此规模熔盐储换热系统固定投资约为925万元,以熔盐储换热系统替代余热锅炉,资本回收年限约为5.7a。在峰平谷电价时,熔盐储换热系统发电效益优于余热锅炉,且适应烟气波动、减小耗电工艺对电网冲击负荷。讨论了烟气温度、流量、SO_(2)含量对熔盐流量、蒸汽产量以及发电量的影响。结果表明,随着烟气温度、流量、SO_(2)含量的增加,系统熔盐流量、蒸汽产量以及发电量呈现正相关。

摘要：基于面向空天动力用聚酰亚胺树脂基复合材料的背景,分析了复合材料面临的介尺度结构设计与调控的关键科学问题及研究思路。综述了国内外热塑性聚酰亚胺构-效设计、复合材料微/纳复合界面强化以及健康结构动态监测的基础研究,并提出了未来的发展趋势。

摘要：全球工业化的迅速发展及人口增长使得化石燃料消耗不断增加,导致二氧化碳(CO_(2))排放量逐年递增,引发全球化气候问题。醇胺吸收法目前在工业CO_(2)捕集应用最广泛,主要以单乙醇胺、甲基二乙醇胺等水溶液为吸收剂,存在溶剂损耗大、再生能耗高等问题,开发高效低能耗的新型吸收剂是实现CO_(2)大规模捕集的关键。离子液体具有气体亲和性好、蒸气压低、结构性质可调等特点,其中相变离子液体体系因节能潜力大被认为是新一代CO_(2)吸收剂,其吸收CO_(2)后由均相变为互不相溶的液-液或液-固两相,再生时仅需对CO_(2)富相加热处理,可有效减少吸收剂再生体积,降低再生能耗。重点总结近五年相变离子液体体系在CO_(2)分离的研究现状和进展,对不同相变行为的液-液和液-固相变离子液体体系分类阐述和讨论,并对其发展趋势进行展望。

摘要：电解液作为锂离子电池中不可或缺但长期被忽视的组成部分,在新型电极材料的应用和储能系统的设计中起着至关重要的作用. 1M电解液由于其良好的离子导电性、电化学稳定性以及成本,被广泛应用于锂离子电池中.然而,更高的能量密度需要比容量更高的活性材料、合金型或锂金属负极、甚至无负极型电池,而1M的电解液很难支持其长期稳定循环.其主要原因在于电极/电解液界面稳定性较差,通常需要固态正/负极电解质界面(CEI/SEI)来稳定.

摘要：长江流域的生态保护和绿色发展,是实现美丽中国生态建设的重要内容。文章首先梳理了长江流域上中下游和典型通江湖泊水生态面临的主要问题,并分析了长江流域现有水生态调度实践所取得的成果及其不足;其次概述了近5年来长江模拟器研发的进展,以及长江模拟器在干流河道和通江湖泊水生态调度方面的初步设计;通过长江模拟器进行的干流河道和通江湖泊水文-水动力-水生态耦合模拟实践,初步获得了满足干流典型河段水生态需求的三峡水库生态调度优化方案;最后对长江流域水生态调度的方向和进一步发展长江模拟器提出了建议。

摘要：产生并堆积于中国内蒙古西部的高铝粉煤灰,不仅占用大量土地资源,还造成了严重的生态环境问题,但因其含有丰富的铝硅资源,可通过制备铝硅系材料对其进行资源化利用.然而,类似这种固废资源化产品,其生产和使用全生命周期过程的环境影响却少有系统研究,尤其是重金属迁移转化所带来的区域环境风险.因此,本研究基于物质代谢和全生命周期分析方法,并结合Nemero污染指数和Hakanson风险模型,对高铝粉煤灰制备莫来石产品因重金属元素迁移可能带来的环境风险进行了系统研究.结果表明:物理球磨活化过程明显增加了高铝粉煤灰中各重金属的释放,80%以上的铁族元素(Cr、Mn)迁移到酸活化过程产生的聚铝残渣中,最终进入莫来石产品中的Cr、Mn、Zn、Pb、Cu分别为20%、9%、24%、22%、24%;另外,聚铝残渣的潜在生态环境风险较大,超过极强水平标准6.6倍,其中尤以Cr的风险最突出;硅酸钙产品重金属浸出毒性表现为Zn>Mn>Cu>Pb>Cr,莫来石产品重金属浸出毒性表现为Mn>Cu>Zn>Pb>Cr,但均远低于地下水质量标准限值.总体而言,尽管在制备莫来石产品的同时实现了75%以上粉煤灰的减量化,但因此产生的聚铝残渣等二次固废处置问题仍然需要重点关注.同时,本研究进一步可为固废综合利用,尤其是含重金属类的固废资源化过程的环境风险控制提供科学依据,也可为固废资源化产品的生态设计提供思路.