摘要：当液氨管道处于事故泄漏、停输超压或计划维护等情况时,可采用泄放的方式对管内液氨进行泄压回收。由于氨的高体积膨胀性,其泄放过程的节流效应会导致管内温度骤降,加剧管道受冷收缩和脆性断裂的风险。针对目前液氨管道泄放特性研究不足,参考国内外相关设计和运行参数,建立液氨管道泄放仿真模型,探讨管长、管径和操作条件(温度、压力)影响下的泄放特征参数发展规律。研究结果表明:随着管道长度减小,泄放初期管内压降和温降增大,泄放过程压力和温度随时间下降幅度增加;随着管径减小,泄放口初始压力和温度下降幅度增大,泄放时间和泄放最低温度减小;管道运行压力对整体泄放过程影响较小;管道运行温度越低,泄放口初始温降越大,泄放所需时间越长。研究成果将为液氨管道紧急泄放的安全控制和应急方案的制定提供重要依据。

摘要：【目的】在“双碳”目标下,液氨有望成为高效与安全的储氢载体。但在液氨长距离管输过程中,管材易发生液氨应力腐蚀开裂进而引起液氨泄漏事故,威胁液氨管道运行本质安全。因此,探究管线钢液氨应力腐蚀敏感性规律对保障管道安全意义重大。【方法】为分析管线钢在含杂质液氨环境下的应力腐蚀行为,设计并开展了不同含量的水、氧气及不同应力下的X80管线钢C形环法应力腐蚀实验;采用失重法、控制变量法定量分析杂质及应力联合作用对X80管线钢液氨应力腐蚀行为的影响;基于管线钢的腐蚀速率、腐蚀微观形貌及腐蚀产物3个方面,阐明管线钢的液氨应力腐蚀演化规律及内在机理。【结果】在无水液氨环境下,随着氧含量的增加,管线钢腐蚀速率增大;随着应力的增加,管线钢腐蚀速率迅速增大;当在含氧液氨中加入质量分数为0.20%的水,在所研究的氧浓度范围内,管线钢的腐蚀速率均降低。氧浓度与应力的联合作用会诱发管线钢表面形成腐蚀产物:当施加应力为100%屈服强度时,腐蚀产物呈颗粒状沉积形态,且有裂纹萌生与扩展;随着应力进一步增大至125%屈服强度、150%屈服强度时,管线钢表面萌生出更多裂纹且部分相连,腐蚀形貌呈现胶泥状沉积形态并伴有龟裂纹形成。分别加入质量分数为0.20%与1.00%的水,即使在高应力下,管线钢表面仅出现少量微裂纹与腐蚀产物,表明一定量的水杂质能够抑制管线钢的液氨应力腐蚀开裂倾向。【结论】在液氨管道设计、建设及运行过程中,需要考虑氧气杂质的混入、管材的高应力抗力以及管道施工引起的残余应变等因素对液氨管道应力腐蚀开裂的影响,必要时可添加一定量的水降低液氨腐蚀风险,提升高钢级管道的服役安全。

摘要：随着国民经济发展和人民生活水平的不断提高,聚苯乙烯(PS)产品的多样化、专业化成为了市场竞争和用户需求的发展趋势。聚合物催化加氢工艺作为提高PS专用料性能的重要改性手段,近几年来已成为不饱和聚合物化学改性领域的研究热点。文中主要综述了国内外PS非均相催化加氢制备聚环己烷基乙烯(PCHE)体系中加氢工艺的改进、加氢催化剂的设计优化及反应机理研究的新进展。阐述了催化剂的结构设计、物化性能以及反应过程中传质扩散阻力等对PS加氢活性的影响,探讨了PS非均相催化加氢体系中的"Blocky"加氢机理,提出未来PS非均相加氢催化剂研究重点应该放在催化剂的结构设计上,既要保证聚合物分子与活性中心高接近性,又要实现在加氢体系中的传质扩散与催化剂载体上活性位点高分散的最佳平衡。同时,为进一步提高加氢催化剂的综合性能,需要加强对聚合物加氢反应机理和催化剂合成改性技术的基础性研究。

摘要：氨是一种无碳富氢的能源载体,体积能量密度高,易液化储存,是理想的储氢介质。以氨直接作为燃料,在低温碱性膜燃料电池中通过氨氧化反应实现化学能到电能的转化,是氨能源高效利用的理想路径之一。然而,低温氨氧化反应动力学缓慢、催化剂价格昂贵、易中毒等问题严重影响氨燃料电池性能,限制其大规模的商业化应用。因此,设计高效、廉价、稳定的催化剂是发展低温氨燃料电池技术的关键。本文首先综述了近些年研究者在氨氧化反应机理方面的探索,在深入理解反应体系的基础上,重点介绍了含贵金属和非贵金属催化剂设计制备及其在氨氧化反应中的进展,并总结了氨氧化催化剂在氨燃料电池中的性能。最后针对氨氧化催化剂目前存在的问题和未来的发展方向提出了建议,旨在为氨氧化催化剂的设计及低温氨燃料电池技术的发展提供研究思路。

摘要：面向国家绿色低碳战略目标,变革化石资源合成氨技术路线变得尤为迫切,开发可再生能源制“绿氨”将成为合成氨领域未来的重要发展方向.将工业废水中的硝酸根(NO_(3)-)电催化还原为氨(NO_(3)RR),既可有效回收氨,又能消除硝酸根污染影响.然而,NO_(3)RR涉及缓慢的八电子转移过程,含有多种反应中间体,其反应机理复杂不明.此外,水系电解液中存在的析氢竞争反应也为高效NO_(3)RR催化剂的开发设计带来了巨大的挑战.为突破高效催化剂的发展瓶颈,本文通过理论模拟,在低成本的催化剂上设计了高效的NO_(3)RR催化活性位点,并利用简单的制备策略合成了目标催化剂.同时,结合原位表征技术,阐明了NO_(3)RR的反应路径及催化机理.本文通过密度泛函理论(DFT)计算发现,Cu/TiO_(2)催化剂上的Cu-O-Ti-O_(v)结构具有较好的NO_(3)-还原活性,该结构不仅能够促进反应中间体NOx-的吸附和活化,还能有效抑制竞争析氢反应,从而降低NO_(3)RR的反应能垒.在该结构上,NO_(3)RR的反应路径为:NO_(3)^(*)→NO_(2)^(*)→HONO^(*)→NO^(*)→*NOH→*N→^(*)NH→*NH2→*NH_(3)→NH_(3).基于理论计算结果,分别采用浸渍法和尿素水解法制备了系列富含Cu-O-Ti-O_(v)结构的Cu/TiO_(2)催化剂.氮气等温吸附-脱附曲线、拉曼光谱(Raman)、电子顺磁共振波谱、X射线光电子能谱(XPS)和傅立叶红外光谱等结果发现,相比于采用浸渍法制备的系列Cu/TiO_(2)催化剂,采用尿素水解法制备的Cu/TiO_(2)(CT-U)催化剂具有更大的比表面积以及更多的Cu-O-Ti-O_(v)位点,说明尿素水解法可提高Cu颗粒在TiO_(2)载体表面的分散度,增强Cu颗粒与TiO_(2)载体之间的相互作用,提高Cu/TiO_(2)催化剂表面的Cu-O-Ti-O_(v)位点含量.将以上制备出的催化剂应用于催化NO_(3)RR中,结果表明,在-1.0 V ***还原电位下,CT-U催化剂上氨产率可达3046.5μg h^(-1) mgcat^(-1),高于大多数文献报道结果.循环稳定性测试结果表明,在Cu/TiO_(2)催化剂上构建Cu-O-Ti-O_(v)位点还能显著抑制电催化反应过程中Cu物种从Cu/TiO_(2)催化剂上溶出,从而显著增强催化剂的稳定性.此外,设计制备了不含氧空位的Cu/TiO_(2),TiO_(2)-x,Cu,Cu_(2)O以及CuO催化剂,并将其用于催化NO_(3)RR.结果发现,上述催化剂上的氨产率皆明显低于CT-U催化剂,说明Cu,Ti以及O_(v)构成的Cu-O-Ti-O_(v)结构具有较好的催化协同作用,从而显著提升了NO_(3)RR反应活性.最后,通过原位Raman及原位XPS表征检测反应中间体,验证了由DFT模拟出的NO_(3)RR反应路径.综上,通过在Cu/TiO_(2)催化剂上理论指导构建Cu-O-Ti-O_(v)活性位点,实现了NO_(3)RR性能的有效提升.Cu-O-Ti-O_(v)结构中的多位点协同作用不仅促进了NO_(x)-的吸附和活化,而且抑制了电催化过程中Cu物种从催化剂上的溶出,从而提高了催化剂的稳定性.本研究为设计高效稳定的NO_(3)RR催化剂提供了新思路.

摘要：生物柴油是一种清洁的可再生能源,是应对温室效应、环境污染、能源短缺等问题最有潜力的发展方向之一。第二代生物柴油是油脂与氢气(H_(2))进行加氢转化反应制得的与传统石化柴油组成类似的烃类混合物,除具有绿色环保、十六烷值高、可再生等优点外,还具有低温流动性好、含氧量低、稳定性高、热值高等特点,可与石化柴油无比例限制地混合使用。系统总结了近年来油脂催化加氢转化制备第二代生物柴油方面的研究进展,包括加氢转化机理、催化剂活性相、催化剂载体和加氢转化工艺四个方面,着重介绍高效加氢转化催化剂的设计和开发。此外,还分析了油脂催化加氢转化制备第二代生物柴油领域所面临的机遇和挑战,并对未来的发展方向进行了展望。

摘要：Environmental pollution and energy deficiency represent major problems for the sustainability of the modern world. Photocatalysis has recently emerged as an effective and environmentally friendly technique to address some of these sustainability issues,although the key to the success of this approach is dependent on the photocatalysts themselves. Based on their attractive physic chemical properties,including their ultrahigh surface areas,homogeneous active sites and tunable functionality,metal-organic frameworks（MOFs） have become interesting platforms for the development of solar energy conversion devices. Furthermore,MOFs have recently been used in a wide variety of applications,including heterogeneous photocatalysis for pollutant degradation,organic transformations,hydrogen production and CO2 reduction. In this review,we have highlighted recent progress towards the application of MOFs in all of these areas. We have collected numerous reported examples of the use of MOFs in these areas,as well as providing some analysis of the key factors influencing the efficiency of these systems. Moreover,we have provided a detailed discussion of new strategies that have been developed for enhancing the photocatalytic activity of MOFs. Finally,we have provided an outlook for this area in terms of the future challenges and potential prospects for MOFs in photocatalysis.

摘要：木质素是木质纤维素的重要组成部分,在木质纤维素中的含量达15%~35%,仅次于纤维素.木质素是一种具有无定形复杂结构的高分子芳香聚合物,由三种苯丙烷类单体芥子醇、松柏醇和p-香豆醇的酶促脱氢聚合产生.离子液体(ILs)作为一种功能化介质具有高沸点、难挥发、可设计性等特质,对木质素具有较好的溶解能力,这对木质素转化过程中的均相化意义重大.因此,离子液体中催化转化木质素为高附加值化学品的研究越来越受关注.本文综述了离子液体作为溶剂和催化剂将木质素或木质素模型化合物有效转化为增值芳香化合物的相关研究,分析并展望了该领域面临的挑战和机遇.

摘要：设计合成了3种分别含甲基、乙基和丁基取代基的双咪唑环离子液体前驱体M_(1)、M_(2)和M_(3),并对其进行核磁共振(^(1)H NMR和^(13)C NMR)、高分辨质谱(ESI-MS)和同步热分析(TG/DTG/DSC)等表征。基于前驱体M_(1)、M_(2)和M_(3)合成了一系列双咪唑环离子液体催化剂AlCl_(3)/M_(1)、AlCl_(3)/M_(2)和AlCl_(3)/M_(3),利用紫外-可见光谱(UV-visible)和乙腈红外(CAN-IR)表征方法对其酸性进行了研究。在此基础上研究取代基对正己烷异构化性能的影响并优化其反应工艺条件。结果表明:乙基为取代基的双咪唑环离子液体所合成的催化剂AlCl_(3)/M_(2)具有较多的Brönsted酸和Lewis酸位,有助于异构化反应的进行;在AlCl_(3)与前驱体M_(2)中Cl-的摩尔比为2.1∶1、反应温度30℃、反应时间10 h和剂/油质量比1∶1的最佳工艺条件下,正己烷转化率为74.52%,异己烷选择性和收率分别为29.51%和21.99%。

摘要：以尿素、硫脲、二聚氰胺和三聚氰胺为前驱体,采用高温热聚合法制备了不同结晶度的g-C_(3)N_(4)聚合物,运用XRD、FT-IR、SEM和低温N_2吸附-脱附测试对其结构和形貌进行表征和分析。表征结果显示,以三聚氰胺和二聚氰胺为前驱体合成的g-C_(3)N_(4)聚合物的结晶度高,但其形貌表现为致密厚重的块状结构,比表面积小;而以尿素和硫脲热聚合制备的g-C_(3)N_(4)聚合物呈现为疏松片纳米层状形貌,但其结晶度较低。活性测试结果发现,尿素制备的g-C_(3)N_(4)具有最佳的硫脱除率,在210℃时硫收率达到43.0%,分别是以硫脲、三聚氰胺和二聚氰胺合成的g-C_(3)N_(4)的5.1倍、1.9倍和1.4倍。结果表明,g-C_(3)N_(4)独特的纳米筛形貌可以有效地提高催化剂的传质效率并暴露出更多的活性点供反应物接触,明显增强催化剂的选择性氧化脱硫活性。