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1. 现代煤气化技术发展趋势及应用综述
汪寿建
化工进展    2016, 35 (03): 653-664.   DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2016.03.001
摘要1188)      PDF(pc) (452KB)(3284)    收藏
现代煤气化技术是现代煤化工装置中的重要一环,涉及整个煤化工装置的正常运行。本文分别介绍了中国市场各种现代煤气化工艺应用现状,叙述汇总了其工艺特点、应用参数、市场数据等。包括第一类气流床加压气化工艺,又可分为干法煤粉加压气化工艺和湿法水煤浆加压气化工艺。干法气化代表性工艺包括Shell炉干煤粉气化、GSP炉干煤粉气化、HT-LZ航天炉干煤粉气化、五环炉(宁煤炉)干煤粉气化、二段加压气流床粉煤气化、科林炉(CCG)干煤粉气化、东方炉干煤粉气化。湿法气化代表性工艺包括 GE水煤浆加压气化、四喷嘴水煤浆加压气化、多元料浆加压气化、熔渣-非熔渣分级加压气化(改进型为清华炉)、E-gas(Destec)水煤浆气化。第二类流化床粉煤加压气化工艺,主要有代表性工艺包括U-gas灰熔聚流化床粉煤气化、SES褐煤流化床气化、灰熔聚常压气化(CAGG).第三类固定床碎煤加压气化,主要有代表性工艺包括鲁奇褐煤加压气化、碎煤移动床加压气化和BGL碎煤加压气化等。文章指出应认识到煤气化技术的重要性,把引进国外先进煤气化技术理念与具有自主知识产权的现代煤化工气化技术有机结合起来。
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2. 可再生能源电解制氢技术及催化剂的研究进展
郭博文, 罗聃, 周红军
化工进展    2021, 40 (6): 2933-2951.   DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2020-1889
摘要1596)   HTML122)    PDF(pc) (1870KB)(2795)    收藏

氢能是一种清洁、高效的二次能源,是构建未来清洁社会的重要支撑。在众多制氢技术中,利用可再生能源产生电能,并通过电解水制备高纯度氢气是最具潜力的制氢路线之一。本文在介绍三种电解水制氢技术及核心部件的基础上,重点讨论了电解水析氢催化剂,特别是过渡金属基电催化剂及单原子催化剂的研究进展。本文最后对可再生能源发电与电解水制氢技术的耦合进行了分析与讨论,简述了现阶段国内外基于可再生能源发电制氢项目的开发进展。文章指出,随着电力成本下降,高效、稳定、经济的析氢催化剂的开发,可再生能源发电制氢将成为解决能源消纳、加速氢能产业化进程、最终实现我国向低碳清洁能源转型的重要途径。

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3. 质子交换膜电解水制氢技术的发展现状及展望
何泽兴, 史成香, 陈志超, 潘伦, 黄振峰, 张香文, 邹吉军
化工进展    2021, 40 (9): 4762-4773.   DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2021-0429
摘要1714)   HTML138)    PDF(pc) (2795KB)(2668)    收藏

氢能是支撑起智能电网和可再生能源发电规模化的最佳能源载体,而电解水制氢是实现制氢规模化的重要途径。在多种电解水制氢技术中,质子交换膜电解水技术由于具备电流密度大、产氢纯度高、响应速度快等优势,吸引了科学界和工业界的广泛重视。本文首先介绍了质子交换膜电解池的结构组成以及各组成的主要作用,对比分析了碱性电解池、固体氧化物电解池与质子交换膜电解池的技术差异,并结合电解水析氢反应以及析氧反应的机理阐释,分别介绍了两步半反应的常用催化剂;然后,从最初的实验室研究阶段到目前兆瓦级别的质子交换膜电解水系统,回顾了该技术的发展历程以及应用现状;其次,从制氢成本、电堆性能及电堆寿命等多角度分析目前该技术面临的瓶颈问题;最后,根据质子交换膜电解池的技术优势,并针对上游间歇性可再生能源的需求以及和下游产业的联合应用,对其未来前景进行了展望。

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4. 精馏技术研究进展与工业应用
任海伦, 安登超, 朱桃月, 李海龙, 李鑫钢
化工进展    2016, 35 (06): 1606-1626.   DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2016.06.003
摘要1831)      PDF(pc) (680KB)(2347)    收藏
精馏是化学工业中应用最广泛的关键共性技术,广泛应用于石油、化工、化肥、制药、环境保护等行业。精馏具有应用广泛、技术成熟等优点,但存在设备投资大、分离能耗高等问题,因此研究开发新型高效传质元件、开发新型节能精馏技术,具有重要的社会意义和经济价值。本文从精馏塔类型、流体力学性能、传质性能、塔器大型化、过程节能、过程强化等方面,介绍了精馏技术的研究进展与工业应用。对于板式塔,从气液两相流动状态、压降、漏液和雾沫夹带方面研究了塔板的流体力学性能;对于填料塔,从压降、液泛和持液量方面研究了填料塔的流体力学性能,但目前的研究仍以经验关联式为主,缺乏严谨的的理论模型。对于气液两相的传质性能研究,简述了气液两相传质理论,但科学、精准的传质模型尚未提出。对于塔器大型化的应用研究,介绍了塔板、气液分布器和支撑装置等大型化关键技术的工业应用。从精馏过程典型节能技术、耦合节能技术、流程节能技术、低温余热回收和特殊精馏等方面,介绍了精馏过程节能与强化的应用进展。文章最后对精馏过程的传质、强化和集成进行了展望。
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5. 微反应器在化学化工领域中的应用
刘兆利, 张鹏飞
化工进展    2016, 35 (01): 10-17.   DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2016.01.002
摘要1443)      PDF(pc) (1690KB)(2146)    收藏
微反应器是微型化学反应系统,具有换热和传质效率高、严格控制反应时间、易于放大、安全性能好等特点。和传统搅拌反应器相比,这些特点使得微反应器在缩短反应时间、大幅度提高化学反应的转化率和产品收率等方面展现出一定的优势。但微反应器也存在易堵塞,催化剂负载、微通道的设计与制造难度大等问题。本文介绍了近年来快速发展的微反应器技术,回顾了微反应器的特点,重点探讨微反应器在化学化工领域的应用以及微反应器在精细化工和制药工业、生物化工领域的应用实例,讨论了微反应器目前存在的诸多挑战。微反应器目前是化学和化工学科的前沿和热点方向,分析表明微反应器仍然有很大的发展空间,有潜力改变化学化工前景。提出应进一步深入系统地认识微反应器内化学反应以及微通道设计的基本规律和机理,将微反应器技术引入更广泛的反应体系中,加强微反应器的集成化水平。
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6. 废旧锂离子电池回收处理技术与资源化再生技术进展
张笑笑, 王鸯鸯, 刘媛, 吴锋, 李丽, 陈人杰
化工进展    2016, 35 (12): 4026-4032.   DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2016.12.041
摘要654)      PDF(pc) (1886KB)(2080)    收藏
近年来,随着消费电子商品、电动车和大规模储能市场的快速发展,作为目前占据最多市场份额的锂离子电池的产量也随之快速增长,随之产生的废旧锂离子电池的数量和重量呈现出了井喷式的上涨。从其巨大的数量、环境保护和资源再生的角度来看,废旧锂离子电池都具有很高的回收价值和潜力。本文主要从实验室研究和工业应用两个角度总结了目前主要的回收处理方法和流程,重点介绍了利用废旧锂离子电池电极材料重新再生和合成新的电极材料的研究进展。目前废旧锂离子电池回收处理存在的问题主要是:电极材料的复杂多样性导致分离提纯过程困难,回收过程易产生二次污染以及回收的经济激励不足。未来的发展趋势在于结合绿色环保和低成本经济,研究高效的回收处理工艺流程。
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7. 过硫酸盐高级氧化降解水体中有机污染物研究进展
黄智辉, 纪志永, 陈希, 郭小甫, 王士钊, 袁俊生
化工进展    2019, 38 (05): 2461-2470.   DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2018-1576
摘要930)   HTML86)    PDF(pc) (571KB)(2080)    收藏

基于硫酸根自由基(sulfate radical,SO4 -·)氧化原理的活化过硫酸盐(persulfate,PS)氧化法是近年来高级氧化工艺(advanced oxidation process,AOP)的研究热点,以经济、高效、环境友好、安全稳定的优势在水处理、环境保护等领域开辟了新的思路。此前,学者们发现过硫酸盐高级氧化根据活化反应条件(如温度、光照、pH、过渡金属及催化剂等)的不同,会产生不同的自由基参与氧化反应,对降解结果也会产生不同程度的影响。本文根据相关自由基氧化机理,从产生硫酸根自由基的单一氧化、复杂活化体系硫酸根自由基与其他自由基复合氧化以及强化降解等方面,分析了近几年国内外学者对过硫酸盐降解典型有机污染物的研究及在催化剂开发方面所做的工作,指出了许多新颖的过硫酸盐活化手段及其降解效果与不足,并就未来的发展进行了展望,以期为过硫酸盐氧化法未来更好地发展和应用探索出路。

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8. 聚烯烃类弹性体——现状与进展
李伯耿, 张明轩, 刘伟峰, 王文俊
化工进展    2017, 36 (09): 3135-3144.   DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2017-0462
摘要579)      PDF(pc) (451KB)(2071)    收藏
综述了聚烯烃类弹性体的国内外发展现状与研究进展,介绍了二元乙丙胶(EPM)、三元乙丙胶(EPDM)、茂金属三元乙丙胶(mEPDM)等乙丙弹性体,及乙烯/α-烯烃无规共聚物弹性体(POE)和嵌段共聚物弹性体(OBC)等的主要生产商、产品商标、牌号及性能特点,以及合成工艺与催化剂体系的发展。指出POE、OBC类热塑性弹性体不仅具有聚烯烃类弹性体卓越的力学性能,而且成型加工简便、可回收使用,发展迅速。茂金属催化剂具有活性高、对α-烯烃共聚能力强和单一活性中心的优点。我国目前尚不能进行mEPDM、POE、OBC等性能更为优异、利润更为丰厚的聚烯烃弹性体和热塑性弹性体的生产。要进行这些产品的自主开发,必须加强对耐高温茂金属催化剂和烯烃高温溶液共聚工艺的研究。
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9. 质子交换膜燃料电池研究进展
高帷韬, 雷一杰, 张勋, 胡晓波, 宋平平, 赵卿, 王诚, 毛宗强
化工进展    2022, 41 (3): 1539-1555.   DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2021-2003
摘要2236)   HTML181)    PDF(pc) (3475KB)(1977)    收藏

质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell, PEMFC)因具有效率高、功率密度大、排放产物仅为水、低温启动性好等多方面优点,被公认为下一代车用动力的发展方向之一。然而,目前PEMFC在耐久性和成本方面距离商业化的要求还存在一定差距。为攻克上述两大难题,需要燃料电池全产业链的共同努力和进步。本文回顾了近年来质子交换膜燃料电池从催化剂、膜电极组件、电堆到燃料电池发动机全产业链的研究进展和成果,梳理出单原子催化剂、非贵金属催化剂、特殊形貌催化剂、有序化催化层、高温质子交换膜、膜电极层间界面优化、一体化双极板-扩散层、氢气系统循环等研究热点。文章指出,催化层低铂/非铂化、质子交换膜超薄化、膜电极组件梯度化/有序化、燃料电池运行高温化、自增湿化是未来的发展趋势,迫切需要进一步的创新与突破。

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10. 化石原料制氢技术发展现状与经济性分析
黄格省,李锦山,魏寿祥,杨延翔,周笑洋
化工进展    2019, 38 (12): 5217-5224.   DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2019-1088
摘要887)   HTML65)    PDF(pc) (778KB)(1958)    收藏

对煤制氢、天然气制氢、甲醇制氢以及工业副产回收氢气等化石原料制氢技术发展现状进行了详细分析,研究对比了几种化石原料制氢技术的生产成本与经济性,并对化石原料制氢产业发展前景进行了深入思考,总体认为:煤制氢具有资源成本优势,是实现大规模制氢的首选技术;天然气制氢发展潜力大,但目前存在资源约束和成本较高的问题;工业副产回收氢气是未来颇具发展潜力的制氢方式;甲醇制氢规模灵活,但存在设备成本高、稳定性较差等不足。在当前太阳能等新能源制氢技术尚未成熟的现实条件下,化石原料制氢必将担当主要角色,未来氢能产业必将是化石原料制氢与电解水制氢、新能源制氢多种方式共存、多元化发展的供给格局。

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11. 氮掺杂对碳材料性能的影响研究进展
张德懿, 雷龙艳, 尚永花
化工进展    2016, 35 (03): 831-836.   DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2016.03.028
摘要981)      PDF(pc) (407KB)(1918)    收藏
碳材料是目前研究和应用最为广泛的一类无机非金属材料。本文从研究应用角度出发,综述了近年来国 内外对氮掺杂碳材料结构与性能的研究实验和理论成果,简述了氮原子掺杂对碳材料电导率、场发射性能、超 级电容性能、氧还原催化性能、其他催化性能、储氢性能6 个方面的影响。指出氮原子掺杂碳材料的制备和性 能研究具有重要的研究价值和应用潜力,氮原子掺杂可以大幅提高碳材料的电化学及催化性能,并赋予其某些 奇异的特性,因此通过调控氮掺杂量可以有效控制掺杂材料的形貌和导电性,得到适合不同应用的掺杂产物, 有望为基于碳材料的电子设备及催化过程效能的提高开辟新的道路,并指出氮原子掺杂碳材料将成为纳米材料 领域的新热点。
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12. 有机液体储氢材料的研究进展
张媛媛, 赵静, 鲁锡兰, 张德祥
化工进展    2016, 35 (09): 2869-2874.   DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2016.09.031
摘要853)      PDF(pc) (389KB)(1913)    收藏
氢气是一种清洁、高效的能量,被视为最具发展潜力的清洁能源,其存储和运输是影响氢能大规模应用的关键问题。常用的储氢方法有高压气态储氢、液化储氢、金属合金储氢和有机液体氢化物储氢等,本文综述了其中受到广泛关注的有机液体储氢材料,分析了多种有机液体储氢材料的储氢原理与特点,认为有机液体储氢容量大,可循环使用,更加高效安全。主要介绍了环己烷、甲基环己烷、十氢萘、咔唑和乙基咔唑等,重点对目前的国内外研究现状进行了阐述。根据分析结果,对其发展前景进行了展望,指出如果利用工业上能够大规模获取的化学原料,如萘系多环芳烃,开发高效低成本加氢脱氢催化剂,研究最适宜的加氢与脱氢条件,可大幅降低储氢成本,有利于氢能的大规模应用与发展。
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13. 糠醛的水解制备和应用研究进展
聂一凡, 候其东, 李维尊, 白川云龙, 鞠美庭
化工进展    2019, 38 (05): 2164-2178.   DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2018-1844
摘要590)   HTML16)    PDF(pc) (939KB)(1896)    收藏

糠醛是由可再生的生物质为原料转化得到的高价值化工产品,具有广阔的应用前景。本文综述了近年来生物质催化水解制备糠醛的研究进展,同时总结了糠醛衍生产品的制备和应用。在对半纤维素水解产糖反应和木糖脱水反应进行机理分析的基础上,从反应原料、溶剂体系、催化剂和分离方法等方面归纳总结了生物质催化水解制备糠醛的最新研究进展,并提出当前生物质制备糠醛方法中存在的问题和应对方案。在此基础上,分析了糠醛经氢化、胺化、氧化、缩醛化、聚合等反应获得高价值衍生产品的研究进展。提出要实现糠醛绿色高效的生产和应用,应着力设计低成本、低能耗、低污染且高效率的催化反应体系,同时推进重要糠醛衍生产品的综合高效利用。

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14. 添加剂对电解铜箔作用机理及作用效果的研究进展
孙玥, 刘玲玲, 李鑫泉, 潘建锋, 刘嘉斌
化工进展    2021, 40 (11): 5861-5874.   DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2020-2311
摘要883)   HTML72)    PDF(pc) (6256KB)(1887)    收藏

电解铜箔作为锂离子电池负极集流体和活性材料的载体,其性能直接影响电池的容量和循环寿命。添加剂的引入是电解铜箔制备工艺中性能调控的重要方式。通过向电解液中引入添加剂可以改变铜沉积的反应电位,影响镀层的微观结构和形貌,有利于提升电解铜箔的某种性能。多种添加剂共同作用时可以提升铜箔的综合性能。本文根据特征基团分类,综述了含硫有机物、含氮有机物、聚醚类化合物、卤素离子、稀有元素这五类常用添加剂对电解铜箔的作用以及不同添加剂间的相互作用和改性优化方式。通过对各添加剂作用机理和效果的分析比较,总结了目前研究中在机理与性能关联性、机理解释矛盾、机理研究的有效手段、添加剂配方生产应用等方面存在的局限性,并指出未来的研究将向着作用机理深入化、添加剂结构配方优化等方向前进。

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15. CO2高值化利用:CO2加氢制甲醇催化剂研究进展
徐敏杰, 朱明辉, 陈天元, 徐晶, 杨子旭, 韩一帆
化工进展    2021, 40 (2): 565-576.   DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2020-1401
摘要881)   HTML78)    PDF(pc) (2580KB)(1882)    收藏

二氧化碳(CO2)催化加氢制备甲醇等重要化工原料是一项具有前景的碳循环利用技术。目前,该技术的核心挑战是开发出高活性、高选择性和高稳定性的CO2加氢催化剂。相比于传统的铜基催化剂,铟基催化剂有较高的甲醇选择性和高温稳定性,近年来受到学术界的关注。然而,目前人们对In基催化剂CO2加氢反应机理和催化本质等科学问题的认知尚未形成统一理论。本综述总结了催化剂制备、反应机理研究与热力学分析、催化剂结构表征方法等进展。针对目前存在的单程转化率不高、催化剂稳定性不足等问题,提出未来研究方向包括引入新的助剂或活性组分,设计特殊结构的催化剂以及耦合分子筛等。

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16. 天然石墨分选提纯及应用进展
郭润楠, 李文博, 韩跃新
化工进展    2021, 40 (11): 6155-6172.   DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2020-2348
摘要373)   HTML9)    PDF(pc) (3010KB)(1865)    收藏

作为战略性非金属矿产资源,天然石墨独特的结构使得它具有导电性良好(电阻率8×10-6~13×10-6Ω·m)、可塑性强、摩擦系数小(0.08~0.16)、耐高温、化学性质稳定、天然可浮性好等物化特性,是多种工业必需的关键原料。同时天然石墨具有用途广泛、深加工产品附加值高、产业链条长等特点,除广泛应用于耐火材料、密封、铸造、导电材料等传统工业领域,在新能源、新一代电子信息技术、新能源汽车、高端装备制造业等新兴领域也有着极大的应用前景,被誉为“工业黑金”。我国石墨资源丰富,但尚未成为石墨资源强国,本文基于近年来我国石墨矿产资源开发现状、对外进出口贸易数据以及石墨消费市场结构,分析了天然石墨综合利用现状,并在此基础上对天然石墨分选工艺、提纯方法、深加工产品的制备及在新兴战略性产业领域的应用展开讨论,系统介绍了石墨资源的综合利用进展,其中主要涉及石墨层间化合物、球形石墨和石墨烯三类重要的石墨深加工产品。最后,基于石墨产业的发展趋势,给出加强石墨资源开发利用的发展方向。

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17. 碳系导电油墨填料的研究进展
王望, 郭彦峰, 孙振锋
化工进展    2015, 34 (12): 4259-4264,4279.   DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2015.12.020
摘要938)      PDF(pc) (707KB)(1826)    收藏
导电油墨起源于导电涂料,印刷电子行业的兴起产生了对导电油墨的研发需求。本文综述了碳系导电油墨填料的研究现状、导电机理、应用前景及其发展方向。首先概述了传统碳系导电油墨填料(石墨、炭黑、碳纤维及其混合物)以及新型碳系导电油墨填料(碳纳米管、石墨烯)的研究进展,重点分析了传统碳系填料的研究方向及手段,解释了新型碳系填料应用于导电油墨的优越性。然后从宏观和微观层面概述了当前主流的几种导电机理的基本原理和适用范围,并指出了目前对油墨导电性能的研究只能定性分析而不能定量描述的局限性。最后,重点介绍了两种新型碳系导电油墨填料的最新研究进展和应用方向,特别指出了当前对碳纳米管和石墨烯填料的研究亟需解决的问题,总结了二者今后的研究重点和研究趋势。
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18. 类沸石咪唑酯骨架材料(ZIFs)的研究进展
王天龙, 张燕, 王新红, 冯钠, 曲敏杰
化工进展    2015, 34 (11): 3959-3964,3978.   DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2015.11.020
摘要1661)      PDF(pc) (2410KB)(1802)    收藏
类沸石咪唑酯骨架化合物(zeolitic imidazolate frameworks,ZIFs)是一种新型的MOFs材料,ZIFs是将咪唑环上的N原子络合到二价过渡金属离子上而形成的一种具有沸石拓扑结构的多孔晶体材料,通过调变配体或配体间的相互作用就可以形成不同结构的ZIFs。ZIFs的合成方法包括溶剂热法、水热法、液相扩散法、胶体化学法、微波合成法和超声法等,本文综述了ZIFs材料的多种优异性能,介绍了近些年来ZIFs材料在选择性气体吸附/分离、催化反应、光学、磁性材料及其他方面的应用。最后对合成新型的ZIFs材料,并将该ZIFs材料应用在电子设备、能源利用以及环境保护等方面进行了展望。
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19. 石墨烯类材料的应用及研究进展
肖淑娟, 于守武, 谭小耀
化工进展    2015, 34 (05): 1345-1348.   DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2015.05.027
摘要1401)      PDF(pc) (368KB)(1761)    收藏
石墨烯是碳原子以sp2杂化形成的单原子层厚度的具有二维空间结构的晶体,具有优异的力学性能、导电性能以及超大的比表面积,且耐高温和耐酸碱腐蚀,被认为是非常有潜力的新型碳材料.本文从石墨烯的特殊结构和性能出发,结合近几年国内外的研究发展现状,综述了石墨烯在生物材料、薄膜材料、催化材料、储能材料等领域的应用.对石墨烯类材料在实际应用中存在的一些问题进行了简单的分析,并对未来石墨烯在电子器件、复合材料等方面的发展进行了展望.
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20. 二氧化碳矿化养护混凝土技术及新型材料研究进展
黄浩,王涛,方梦祥
化工进展    2019, 38 (10): 4363-4373.   DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2019-0224
摘要941)   HTML53)    PDF(pc) (1292KB)(1739)    收藏

CO2矿化养护技术利用早期成型后的混凝土材料和CO2之间的碳酸化反应和产物沉积过程实现产品力学强度等特性的提升,主要关注的是预养护/早期水化成型后的混凝土中胶凝成分和CO2之间的矿化反应(即加速碳酸化)。此过程中胶凝材料的水化过程不再是强度形成的主要反应,因此为了充分实现矿化成型和CO2固定,实现环境效益最大化,研究者近几年积极开发具有CO2矿化潜力的碱金属矿物材料,并探究其反应后对于混凝土微观结构和性能的促进效应。本文综述了CO2矿化养护技术在新型混凝土材料方面的研究进展,分别对传统混凝土采用的水化活性硅酸钙材料、水化惰性硅酸钙材料、镁基水泥材料以及工业固废材料等进行了具体介绍,比较了在不同材料与CO2反应特性以及养护后建材制品性能优化方面的最新成果,并对CO2矿化养护技术的后续发展进行了展望。主要建议:一是着眼于微观反应机制和矿物材料特性,开发有效的矿化反应强化方法;二是开发水化惰性的低钙硅比硅酸钙材料;三是将工业固废资源化与矿化养护技术结合,实现固废和气废利用流程耦合,推进特定工艺开发和装置研发。

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21. 高性能钠离子电池负极材料的研究进展
朱子翼, 张英杰, 董鹏, 孟奇, 曾晓苑, 章艳佳, 吉金梅, 和秋谷, 黎永泰, 李雪
化工进展    2019, 38 (05): 2222-2232.   DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2018-1506
摘要733)   HTML51)    PDF(pc) (859KB)(1721)    收藏

负极材料的研究是钠离子电池实现商业化生产的关键要素之一,近年来已经取得了突破性进展。但是较大半径的钠离子在嵌/脱过程中对负极材料结构的影响非常大,进而导致可逆容量迅速降低。本文系统综述了钠离子电池负极材料的最新研究成果,阐述了碳基材料、钛基化合物、合金材料、金属化合物和有机化合物5类负极材料的制备工艺,并分析了这些材料的性能特点:碳基材料的研发技术成熟,但比容量和倍率性能有待提高;钛基化合物的结构性能良好,倍率性能出色,但存在比容量较低的缺点;合金材料和金属化合物都具有较高的理论比容量,但循环性能较差;有机化合物的研发尚处于起步阶段,有待深入研究。基于现有的研究基础,总结了材料的改性方法和取得的效果,并展望了钠离子电池负极材料的研究方向,分析指出表面碳包覆可以提升材料的电子传导性,纳米结构可以缩短钠离子的传输途径,多孔形貌有利于电解质对材料的浸润,而元素掺杂可以提升材料的反应活性,最终获得高性能钠离子电池负极材料。

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22. 水合无机盐及其复合相变储热材料的研究进展
苑坤杰, 张正国, 方晓明, 高学农, 方玉堂
化工进展    2016, 35 (06): 1820-1826.   DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2016.06.023
摘要851)      PDF(pc) (353KB)(1713)    收藏
水合无机盐具有适宜的相变温度、较大的相变潜热、原料廉价以及热导率较高(相对有机相变材料而言)等优势而有望成为中低温热利用领域理想的储热材料。然而,水合盐具有过冷、相分离和液漏等缺陷,一直以来成为限制其应用的瓶颈缺陷。水合无机盐作为相变储热材料的传统研究主要集中在成核剂和增稠剂的选择上,近几年一些研究者开始研究水合无机盐复合或封装工艺,极大地促进了水合盐性能提升方面的工作。本文综述了常见的几种低温类水合无机盐过冷和相分离现象的解决方法以及基于这几种低温水合无机盐的复合相变储热材料的研究,复合相变材料较单一纯相变材料具有诸多优越的性能,预测采用多孔材料吸附封装技术或微胶囊封装技术来制备水合无机盐复合相变材料可能成为未来解决水合盐液漏问题的研究热点。
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23. ZIF-8基多孔碳的制备及吸附性能
王春宇, 张晶, 张青云, 徐炳乾, 杜艳
化工进展    2017, 36 (01): 299-304.   DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2017.01.038
摘要933)      PDF(pc) (5185KB)(1702)    收藏
氮气氛围中煅烧ZIF-8,对煅烧后样品采用XRD、FESEM、BET、HRTEM等进行表征,并通过对亚甲基蓝的脱除来测试其吸附和光催化性能。结果表明,煅烧温度低于500℃时,碳化样品保持了ZIF-8的结构及形貌。温度达到600℃时,ZIF-8开始分解碳化,结构中的Zn转变成ZnO,形成ZnO@C复合物,但其光催化活性较低,这是由于ZnO被C包裹减少了与亚甲基蓝分子接触概率。随着温度的进一步升高,ZIF-8碳化成为具有石墨相结构的多孔碳。煅烧的温度越高,颗粒的团聚越明显,纳米级颗粒聚结形成明显的的块状物;碳化样品的比表面积越高,介孔和大孔所占比例也越大。亚甲基蓝的脱除实验显示,随着碳化温度的增加,碳化样品的脱除效果显著提高,1000℃碳化所形成多孔碳的脱除效果优于市售的活性炭,主要与高的表面积及多的介孔及大孔相关。
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24. 沥青质分子聚集行为研究进展
张文, 龙军, 任强, 蔡新恒
化工进展    2019, 38 (05): 2158-2163.   DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2018-1579
摘要488)   HTML8)    PDF(pc) (1808KB)(1701)    收藏

沥青质的聚集与其相行为、流动性、结焦、沉积等密切相关,是影响重油加工的关键。沥青质分子结构的高芳香性、高杂原子含量等特点,使其存在多个易发生分子间相互作用的活性位点,是沥青质发生聚集的主要原因。描述沥青质聚集行为的模型主要有Yen-Mullins模型、超分子组装模型、类线性聚合模型以及溶解度模型等,本文对这些模型进行了详细的介绍,分析了各种模型的特点。文中指出Yen-Mullins模型通过沥青质分子、纳米聚集体、团簇描述了沥青质聚集过程;超分子组装模型基于超分子化学,认为沥青质聚集是多种相互作用累积形成的超分子结构;类线性聚合模型和溶解度模型都是对沥青质聚集行为进行简化,主要用来预测沥青质的分子量和溶解行为。沥青质的分子结构是产生各种相互作用及聚集行为的基础,而现有的分离和表征主要是基于沥青质团聚体,因此高效分离和精确表征得到沥青质单分子结构是研究沥青质分子间相互作用及聚集机理的关键。

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25. 美国炼油业的发展动向对我国的启示
宋倩倩, 李雪静, 师晓玉, 周笑洋, 郑轶丹
化工进展    2019, 38 (05): 2065-2073.   DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2018-1997
摘要439)   HTML17)    PDF(pc) (817KB)(1684)    收藏

美国是世界第一大炼油国,本文分析了当前美国炼油业发展现状,指出美国炼油能力主要集中在五大区域,其中PADD3区的墨西哥湾不仅是美国也是世界最大炼油中心。2013年以来,美国炼油厂开工率一直维持在90%左右,毛利始终保持世界第一。伴随原油质量的变化和油品质量的不断升级,催化裂化、催化重整占比有所下降,加氢能力显著提高,装置结构持续优化。同时,文章总结最新发展动向,主要表现:一是得益于页岩油气革命的成功,美国原油产量、油品产量及出口量持续增长,2017年原油对外依存度降至42.07%,油品净出口量43.8万桶/日。二是为了提高行业及企业的竞争力,进一步加快落后产能淘汰及兼并重组步伐,持续推进国际化;三是更加注重整体区域化和基地化发展,特别是拥有资源、物流、市场优势的PADD3区和PADD2区;四是不断创新与升级催化裂化、加氢裂化与处理、烷基化等传统炼油技术,加大分子炼油、原油直接生产化工品、智能化炼油厂等前沿性技术的研发。本文分析认为,鉴于美国炼油业的地位和发展新态势,今后我国炼油业要实现高质量发展,应在保障国家石油安全的基础上,在国家政策的积极引导下,持续推进供给侧结构性改革,促进基地化、区域化、一体化发展,推进国际化进程,高度重视安全环保与质量升级,不断加强科技创新、苦练内功,实现炼油强国的“中国梦”。

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26. 车用燃料电池关键材料技术研发应用进展
杜泽学
化工进展    2021, 40 (1): 6-20.   DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2020-0822
摘要749)   HTML55)    PDF(pc) (1453KB)(1673)    收藏

车用燃料电池系统成本的不断降低和电堆耐久性能的提高促进了燃料电池汽车的快速发展。燃料电池堆是车用燃料电池系统的核心单元,电催化剂、质子交换膜和气体扩散层是制造燃料电池堆的基本材料,决定了电堆的成本和耐久性能。本文从应用角度对国内外电催化剂、质子交换膜和气体扩散层制造技术的应用发展进行了回顾,分析了国内发展燃料电池电催化剂、质子交换膜和气体扩散层制造技术的重要性和国内产业化水平落后的原因,提出了发展的建议,为这些关键材料加快国产化提供参考,以期尽快提高国产燃料电池堆耐久性能、降低制造成本。

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27. 湿法烟气脱硫技术及运行经济性分析
武春锦, 吕武华, 梅毅, 俞宝根
化工进展    2015, 34 (12): 4368-4374.   DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2015.12.039
摘要877)      PDF(pc) (1649KB)(1669)    收藏
随着我国经济快速发展,煤炭、石油等化石燃料消耗持续增长,雾霾天气频繁出现,酸雨区域面积不断扩大。针对二氧化硫排放对环境生态的压力徒增的现状,本文简要介绍了干法、半干法和湿法烟气脱硫技术工艺及其优缺点,讨论了石灰石-石膏法、钠碱法、氨法、镁法、有机胺法、海水法、磷矿浆法等湿法烟气脱硫技术的优缺点,重点阐述了新型磷矿浆脱硫法及其脱硫机理,比较了不同湿法脱硫技术的特点和应用范围,进行了磷矿浆与钠法、石灰石-石膏法与镁法湿法烟气脱硫技术经济性分析。分析表明,磷矿浆湿法烟气脱硫运行成本最低,其回收的二氧化硫催化氧化为硫酸后进入磷化工产业链,替代了部分硫酸原料,无副产物,没有二次污染,适用于具有磷矿生产的企业和园区。该技术原理可以推广到湿法冶金企业。
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28. 离子交换膜的发展态势与应用展望
葛倩倩, 葛亮, 汪耀明, 徐铜文
化工进展    2016, 35 (06): 1774-1785.   DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2016.06.018
摘要846)      PDF(pc) (3136KB)(1667)    收藏
基于离子交换膜的电膜技术,由于其独特的离子传递特性,可以用于离子物系的分离、分级,在清洁生产、节能减排、能量转换等方面有着广泛的应用前景。本文综述了离子交换膜的制备、应用过程以及组件设计等方面的前沿性进展,并对亟待解决的问题和未来的发展方向作了展望。关于膜的制备,提出了从二相到三相、从致密到微孔的新型离子交换膜结构,开发了电纳滤膜并用于一价或多价离子的分离,通量和选择性均得到提高,实现了膜功能的多样化。在应用过程中,实现了扩散渗析和电渗析过程的集成,分离效果优越,生产成本降低。同时对膜组件进行优化,设计开发出新型的卷式组件,克服了传统板式组件的诸多缺陷。值得一提的是,离子分离膜的应用领域也由初级水处理扩展到复杂物料的分离与纯化。以上研究成果将为离子交换膜的发展提供指导,加快其工业化进程。
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29. 光催化剂TiO2改性的研究进展
刘文芳, 周汝利, 王燕子
化工进展    2016, 35 (08): 2446-2454.   DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2016.08.22
摘要749)      PDF(pc) (431KB)(1656)    收藏
TiO2具有光催化性能好、化学性质稳定、毒性低、价格低廉等优点,但由于禁带较宽,只对紫外光有响应,且电子和空穴容易复合,导致光催化活性和效率降低。本文介绍了TiO2的几种主要改性方法的最新研究进展。表面沉积贵金属、半导体复合、染料敏化可以降低TiO2的禁带宽度,增加其响应波长,提高太阳光的利用率。离子掺杂可使得TiO2晶体表面产生缺陷,抑制光生电子和空穴的复合,增加表面活性中心的数量。碳纳米管和石墨烯掺杂则能够提高TiO2对可见光的吸收率,扩大光响应范围,同时加快电子传输,减少载流子复合,提高催化效率。指出石墨烯作为新型掺杂材料具有很大的发展潜力,TiO2基多组分复合型光催化剂可获得比单种组分表面改性或者掺杂TiO2更好的效果。最后介绍了TiO2表面的亲/疏水改性研究进展。
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30. 工业硫酸镍生产技术进展
王亚秦, 付海阔
化工进展    2015, 34 (08): 3085-3092,3104.   DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2015.08.028
摘要1143)      PDF(pc) (1146KB)(1652)    收藏
含镍原料主要有产品、原矿、冶炼副产、废料等4类。含镍原料不同,生产工业硫酸镍的工艺技术也有很大的差别。根据制备工业硫酸镍的研究进展和生产现状,本文将上述4类原料进一步细分为10种,产品分为金属镍、羰基镍,原矿分为硫化镍矿、红土镍矿,冶炼副产分为粗制硫酸镍、退镀废液/电镀污泥和酸洗污泥,含镍废料分为废催化剂、电池废料和废合金。本文以含镍原料为出发点,对各种含镍原料制备工业硫酸镍的生产技术进行了综述,特别详细地介绍了各生产技术中浸出和精炼工艺的进展,同时结合现有技术工艺提出了理论可行的技术路线;根据对各种原料生产企业的实地考察,总结了工业硫酸镍现有工业化的生产情况;最后展望了工业硫酸镍制备的发展方向。
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31. 海藻酸钠微囊的制备及应用进展
袁晓露, 李宝霞, 黄雅燕, 杨宇成, 叶静, 张娜, 张学勤, 郑秉得, 肖美添
化工进展    2022, 41 (6): 3103-3112.   DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2021-1432
摘要771)   HTML36)    PDF(pc) (1664KB)(1637)    收藏

微囊化技术作为一项发展迅速的新技术,具有精确给药、芯材控释等特点,在生物医药、食品、化工等领域均得到成功应用。海藻酸钠是从海洋藻类提取的功能独特的植物多糖,具有良好的溶解性、成膜性和凝胶性等优势,已被广泛用作微囊的包膜材料。但海藻酸钠微囊易受到基质材料、交联剂和生产工艺参数的影响,性质难以调控,所以微囊的生产仍存在配方不完善、制备工艺不稳定等问题。为解决上述问题,本综述对海藻酸钠的离子交换性、pH敏感性、凝胶特性等性质和微囊制备过程的影响因素进行了总结。论述了海藻酸钠微囊在包封细胞、药物以及精油方面的应用,指出今后的研究方向应集中于改进微囊的制备工艺,探明海藻酸钠成膜机理与机械性能的关系,提高海藻酸钠微囊强度与韧性,继续推进海藻酸钠与其他高分子材料的复配研究,以期扩大海藻酸钠微囊的应用范围,加快海藻酸钠微囊的工业化进程。

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32. 丙硫菌唑中间体的工艺合成
唐利平, 谢家理
化工进展    2015, 34 (07): 1989-1992.   DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2015.07.030
摘要2977)      PDF(pc) (2122KB)(1624)    收藏
丙硫菌唑的合成报道方法均是以邻氯苄氯为原料, 制备格氏试剂后, 经加成、缩合、硫化得到产物。由于邻氯苄氯反应活性高, 得到的格氏产物收率低, 大量偶联副产物生成, 难以工业化应用。选择环丙基苄基甲酮为原料合成丙硫菌唑的中间体, 以简便高效的中间体制备方法为目的, 研究了酸与酯经缩合反应得到酮的制备方法。经反应工艺条件优化, 在异丙基氯化镁格氏试剂存在下, 以四氢呋喃为反应溶剂, 邻氯苯乙酸和1-氯环丙基甲酸甲酯为原料, n(氯代异丙烷)/n(1-氯环丙基甲酸甲酯)为3.0, 邻氯苯乙酸与1-氯环丙基甲酸甲酯的投料比为1.1 :1.0(摩尔比), 合成得到环丙基苄基甲酮。蒸馏纯化后产品液相色谱检测纯度为98.2%, 收率为83%。该工艺收率高, 操作简单, 条件温和, 适合工业化生产。
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33. 微通道换热器的研究及应用现状
葛洋, 姜未汀
化工进展    2016, 35 (S1): 10-15.   DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2016.s1.002
摘要922)      PDF(pc) (1126KB)(1624)    收藏
随着加工技术的发展、新材料的出现,微通道换热器紧凑高效的优良性能逐渐被人们所重视,并且迅速向不同领域拓展,航空航天、暖通空调、微型核反应堆、燃料电池动力潜艇等重大设备领域中也均有涉及,但在微通道换热器的研究和应用的某些方面还存在问题,如微通道内两相流动换热的机理和流动传热计算、制冷设备中制冷剂和气流的分布、热泵系统的结霜以及制造方面的行业规范等问题,这些都限制了微通道换热器的应用推广。因此,本文围绕以上问题,对比其他类型换热器,详细介绍了微通道换热器的技术特点并对其分类,结合近些年国内外研究成果重点综述了微通道换热器的研究现状和目前主要的应用领域,从科研和应用的角度归纳了微通道换热器的应用前景和日后的研究方向,以供研究人员参考。
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34. 未来石化智能工厂顶层设计: 现状、对比及展望
王子宗, 高立兵, 索寒生
化工进展    2022, 41 (7): 3387-3401.   DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0306
摘要722)   HTML74)    PDF(pc) (4498KB)(1604)    收藏

国内石化智能工厂建设已有十年发展历史,目前正在进行智能工厂3.0的规划设计。石化智能工厂存在哪些挑战?石化智能制造有什么发展趋势?如何设计未来石化智能工厂?针对这三个问题,本文首先总结了石化智能工厂面临的挑战以及业务和技术能力需求。从工业软件、开放流程自动化、工程建设模式等三个视角分析了石化智能制造发展趋势,研究了国际灯塔工厂案例及启示。文章还阐述了石化智能制造的基本特征、内涵及演进路线,提出了未来石化智能工厂需要提升的5项关键能力和“六化”特征,提出了重点建设内容及智能场景规划思路,最后对未来发展进行了展望。

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35. 我国变压吸附制氧吸附剂及工艺研究进展
祝显强, 刘应书, 杨雄, 刘文海
化工进展    2015, 34 (1): 19-25.   DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2015.01.003
摘要1741)      PDF(pc) (1910KB)(1594)    收藏
新型吸附剂和变压吸附工艺开发是提高变压吸附装置性能的主要途径。本文综述了我国变压吸附制氧吸附剂改性及变压吸附制氧工艺研究进展,并指出目前存在问题:LiLSX型及Li+和其他离子的混合型吸附剂具有良好氧氮分离性能,但仍存在离子交换利用率低、成本高等问题;其他离子改性的吸附剂制备过程相对简单,但也有分离系数低或成本高等缺点;基于循环步骤改进的变压吸附制氧工艺优化研究大多以实验室规模制氧装置为主,未深入研究优化工艺的过程性能,难以有效地指导工业级制氧装置工艺优化;快速和双回流变压吸附制氧新工艺具有广阔发展前景,但相关研究欠深入;而多级和耦合变压吸附制氧工艺具有广阔应用前景,但存在流程复杂、能耗较高等缺点。指出未来制氧吸附剂和制氧工艺研究应进一步研究固相离子交换方法,提高LSX吸附剂Li+交换利用率,降低成本;开展优化工艺的过程性能研究,指导工业级制氧装置优化;加强快速变压吸附和双回流变压吸附制氧工艺研究,推动工程化应用。
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36. 活性炭吸附法在挥发性有机物治理中的应用研究进展
许伟, 刘军利, 孙康
化工进展    2016, 35 (04): 1223-1229.   DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2016.04.041
摘要1177)      PDF(pc) (430KB)(1575)    收藏
挥发性有机化合物(VOCs)是一类重要的大气污染物,其所带来的环境污染问题已经引起全世界的关注.活性炭吸附法是治理VOCs污染的有效手段.本文从介绍VOCs治理技术出发,简述了活性炭吸附法在VOCs治理中的使用现状,概括了活性炭吸附法治理VOCs的工艺技术和存在问题,指出变温-变压吸附、变电吸附以其高效节能环保的优点,在VOCs治理中具有较好的发展前景.分析了活性炭表面化学性质、吸附质的物性、操作条件对活性炭吸附法治理VOCs的影响,为VOCs治理专用活性炭的改进和新产品的开发,提供了理论依据.在总结现有研究进展的基础上,预测了活性炭吸附法治理VOCs技术的发展趋势,提出对工艺的改进以及与其他VOCs废气处理技术的耦合使用,针对不同VOCs排放场所开发不同活性炭品种和VOCs回收装置将是以后研究的重要方向.
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37. 生物炭吸附重金属离子的研究进展
王重庆, 王晖, 江小燕, 黄荣, 曹亦俊
化工进展    2019, 38 (01): 692-706.   DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2018-0993
摘要1156)   HTML59)    PDF(pc) (1087KB)(1569)    收藏

生物炭在过去的十几年里受到了广泛关注,由于其低成本、环境友好、可再生等优点,在环境管理方面具有良好的应用前景。本文介绍了生物炭的概念、应用和性质,重点综述了生物炭吸附重金属离子的研究进展,并探讨了目前面临的挑战和应用前景。生物炭是在缺氧或无氧条件下热化学转化生物质得到多孔富碳材料,主要用于土壤改良,可以提高作物产量、实现碳封存以及减少温室气体排放,并且在催化、能源和水处理等方面具有潜在的应用。生物炭制备方法包括热解、气化、水热炭化等,生物炭的性质受生物质原料、制备工艺和技术参数影响。重点介绍了生物炭吸附重金属离子的相关研究,包括生物炭吸附重金属离子的影响因素、吸附机理和改性生物炭的制备。通过吸附动力学、吸附等温线、吸附热力学和表征技术可以揭示表面络合、静电引力、表面沉淀和离子交换等吸附机理。生物炭吸附重金属离子的最新研究主要致力于通过改性提高生物炭的吸附性能,改性方法主要包括物理化学活化以及复合金属氧化物或化合物、功能有机物、纳米粒子等。生物炭吸附重金属离子面临一些问题和挑战,距离实际废水处理应用还有一定差距。

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38. 电场对液滴界面张力及动力学特征影响的研究进展
叶学民, 戴宇晴, 李春曦
化工进展    2016, 35 (09): 2647-2655.   DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2016.09.003
摘要564)      PDF(pc) (2299KB)(1557)    收藏
电场是改变液滴界面张力的重要因素,施加不同类型的电场对驱动微流体运动、变形、分裂及合并等行为起着至关重要的作用,该技术广泛用于微液滴操控、电子显示和原油脱水等领域,并具有潜在的应用前景。文中综述了电场作用下微液滴气-液、气-固与液-液交界面张力的变化,分析了与界面张力对微液滴运动学行为影响相关的实验现象及模拟成果;指出电场作用下气-液交界面处表面张力的变化趋势,因实验及模拟方法不同目前仍存在较大争议;探讨了直流电和交流电对电润湿过程液滴铺展的不同影响和液滴形态振荡特征;分析了直流电、交流电及电脉冲对电破乳过程中液滴运动行为的重要作用。总结了电场对液滴界面张力影响研究中存在的问题,并提出了值得进一步深入研究的可能方向。
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39. 互穿网络聚合物水凝胶的制备及其吸附研究进展
张敏, 李碧婵, 陈良壁
化工进展    2015, 34 (04): 1043-1049,1087.   DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2015.04.024
摘要2407)      PDF(pc) (5854KB)(1548)    收藏
互穿网络聚合物(IPN)水凝胶在分离技术领域具有广泛的应用前景,这些年受到人们广泛关注.本文介绍了聚多糖基(壳聚糖、海藻酸、淀粉和其他聚多糖)、蛋白质基(明胶、胶原蛋白、丝纤蛋白和大豆蛋白)和合成聚合物基(非离子型和离子型)IPN水凝胶的制备方法,主要包括同步-IPN、分步-IPN和半-IPN的制备方法.为了提高聚合物水凝胶的生物相容性、溶胀率和机械强度,采用天然高分子与合成高分子共混制备IPN水凝胶.与单网络水凝胶相比,IPN水凝胶对染料和重金属离子的吸附速率快、吸附容量大.为了达到选择性吸附和提高水凝胶的比表面积,制备离子印迹IPN水凝胶和多孔IPN复合冷冻凝胶,是未来研究高效吸附IPN水凝胶的发展方向之一.
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40. 循环流化床锅炉内石灰石脱硫研究进展
陈亮, 王春波, 闫广精
化工进展    2019, 38 (05): 2451-2460.   DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2018-1524
摘要350)   HTML3)    PDF(pc) (2328KB)(1542)    收藏

循环流化床(CFB)锅炉是燃用劣质煤的最佳设备,炉内石灰石脱硫具有操作简单、成本低等优势,但也存在脱硫效率不够高、石灰石利用率低等问题,在当前燃煤超净排放的背景下,有必要探索CFB内石灰石高效脱硫的理论和技术。本文综述了近年来石灰石脱硫研究的新进展,包括水蒸气对CaO硫化反应的影响及机理、石灰石同时煅烧硫化反应及模型等;介绍了近年来提出的改善炉内脱硫效果的方法,包括采用小粒径石灰石和吸收剂的活化等。着重介绍了石灰石同时煅烧/硫化反应新概念,阐述了CFB内石灰石可能无法完全热解的现象及原因,以及该反应的研究进展和需要继续开展的工作。介绍了CaO硫化反应模型的研究进展,并提出了石灰石同时煅烧硫化反应的随机孔模型,将石灰石煅烧、烧结和CaO硫化反应同时考虑在内,更精确地描述炉内石灰石反应的过程。指出研究者应重视炉内脱硫的真实反应过程,避免对CFB脱硫过程做过度简化,否则研究结论很难反映炉内脱硫的真实规律。

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41. 蒸馏过程强化技术研究进展
李洪, 孟莹, 李鑫钢, 高鑫
化工进展    2018, 37 (04): 1212-1228.   DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2017-2303
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蒸馏过程强化技术作为我国现代化学工业发展的重要研究领域,是过程强化概念在化学工业成功应用的典范之一。随着近些年的发展,蒸馏过程强化技术的研究已形成了一套较完整的体系,但也出现了一系列新的难题与挑战。为此,本文针对混合物相对挥发度与气液传质两个蒸馏过程强化的基础理论本质问题,以基础理论创新、关键技术突破和关键装备研究进展为主线,从强化原理、研究进展、工业应用及发展3方面系统介绍共沸蒸馏、萃取蒸馏、反应蒸馏这3类典型的引入质量分离剂强化的蒸馏过程及其耦合技术;微波、超重力场等典型外场作用下的引入能量分离剂强化的蒸馏过程,并系统介绍以新型塔内件及新型塔结构为切入点的基于先进设备强化的蒸馏过程,为迎接这一领域新的难题和挑战提供新思路。
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42. 炭基材料负载型低温NH3-SCR脱硝催化剂的研究进展
顾甜, 高凤雨, 唐晓龙, 易红宏, 张润草, 王雨禾
化工进展    2019, 38 (05): 2329-2338.   DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2018-1390
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氮氧化物(NO x )是主要的大气污染物之一,对人体健康和生态环境造成了严重危害。低温选择性催化还原(SCR)技术是近年来烟气脱硝领域的主要研究方向。炭基材料具有较大的比表面积、发达的孔隙结构等特点,在SCR脱硝方面被广泛用作催化剂载体。本文综述了炭基材料包括活性炭(焦)、活性炭纤维、碳纳米管、石墨烯及碳包覆负载型催化剂在低温NH3-SCR脱硝领域的研究成果与进展,阐述了表面官能团、反应条件及稀土元素等因素对炭基材料负载型催化剂脱硝性能的影响,并且讨论了炭基材料负载型催化剂的催化反应机理。指出采用多种手段改性催化剂,优化其中低温脱硝性能与稳定性,深入探究催化剂表面反应物种的吸附-活化行为和催化反应路径是炭基材料负载型低温NH3-SCR催化剂研究的重点。

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43. 高通量筛选技术在菌种进化中的研究进展
杨祖明, 王颖, 姚明东, 肖文海
化工进展    2019, 38 (05): 2402-2412.   DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2018-1637
摘要635)   HTML16)    PDF(pc) (1367KB)(1532)    收藏

菌种进化工程是绿色生物制造的重要策略,利用高效的高通量筛选方法和技术可以快速地获得理想的实用菌株。针对菌种进化工程中的高通量筛选方法,本文重点综述了基于颜色或荧光、基于细胞生长、基于生物传感器以及基于液滴微流体平台等4个方面的高通量筛选技术的重要进展,同时也介绍了各种高通量筛选技术的应用范围和特点,为研究人员从不同进化文库中获得生理特性或者代谢能力显著提高的目标菌株提供了理论指导,极大地提高进化文库的筛选效率,降低了菌株筛选的时间和成本。最后展望了人工智能、合成生物学以及生物信息学的发展对高通量筛选技术的重要影响,以期提高高通量筛选技术的精度、效率和应用范围,进而加速菌种进化过程和工业化进程。

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44. 离子液体在药物晶体工程中的应用
尚泽仁, 胡卫国, 汤伟伟, 贾丽娜, 李鸣晨, 赵燕晓, 魏宁, 龚俊波
化工进展    2019, 38 (05): 2389-2401.   DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2018-1482
摘要377)   HTML7)    PDF(pc) (1829KB)(1529)    收藏

近年来,使用离子液体替代传统溶剂参与调节结晶过程中的各种相互作用以获得新颖的晶体结构是药物晶体工程的研究前沿。研究人员在离子液体体系中得到了使用传统溶剂无法制得的药物晶型或晶习并进行了相应机理的初步探索。针对离子液体在药物晶体工程中的应用,本文从离子液体的组成和性质及其在药物增溶、药物晶型及晶习的调控和药物共晶及盐的制备几方面展开,首次综述了相关研究成果并基于红外光谱、分子动力学模拟等手段从相互作用的角度对机理进行分析,其中氢键和范德华力相互作用起到了重要影响。最后针对该领域现存的问题如离子液体的选择处于盲筛阶段,相应机理研究缺乏和应用范围不广泛,指出建立系统的离子液体选择标准和深入研究机理是未来的主要研究方向。

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45. 己二腈生产技术的研究进展
石广雷, 王文强, 段继海, 张自生
化工进展    2016, 35 (09): 2861-2868.   DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2016.09.030
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己二腈是工业上合成尼龙66的重要的中间体,目前世界上主流的合成路线主要有两种:丙烯腈电解二聚法与丁二烯直接氢氰化法。本文着重对这两种工艺路线的技术特点与化学反应原理做了详细的介绍,并对两种工艺做了比较。结果表明丙烯腈电解二聚法优点在于工艺过程简单,但其电解费用和丙烯腈价格限制了该工艺的发展,丁二烯直接氢氰化法虽然采用剧毒且易挥发的氰化氢为生产原料,且在催化剂的制备、回收与再生方面技术难度高,但是在能耗、原料成本、产能方面,丁二烯法相比丙烯腈电解二聚法更有优势,具有更好的市场竞争力,是我国己二腈生产技术中优先发展的方向。
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46. 均温板散热技术研究进展
万晓琪, 崔晓钰, 谢荣建
化工进展    2022, 41 (2): 554-568.   DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2021-0706
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均温板作为一种新型的两相流散热技术,具有导热性高、均温性好、热流方向可逆等优点,克服了传统热管接触面积小、热阻大、热流密度不均匀等问题,已经成为解决未来电子工业中高热流密度电子器件散热有效途径之一。本文总结了3种吸液芯种类:微槽道型、烧结粉末型、烧结丝网型,阐述每种毛细芯的制备方法,并比较它们的优缺点;简述了当前国内外对均温板传热传质理论的最新研究进展,学者们利用输运模型沸腾理论捕捉气液界面,确定临界热通量,分析工质在均温板内的流动和传热的规律。本文剖析了影响均温板性能的各个因素,包括流体选择、充液率、热源输入功率大小和分布位置、工作角度等。最后从背景环境角度对均温板的应用方向进行了分析和展望。

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47. 仿生超疏水表面的制备与应用的研究进展
赵晓非, 杨明全, 章磊, 王顺武, 刘立新
化工进展    2016, 35 (09): 2818-2829.   DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2016.09.025
摘要553)      PDF(pc) (3332KB)(1507)    收藏
近些年,受自然界中具有超疏水性表面的动植物的启发,在结合外部环境的影响并充分考虑表面化学组成与表面微观结构的基础上,科学研究工作者们已经探究出超疏水性表面的制备方法,并成功制备出超疏水性能表面。伴随研究者们对超疏水性表面更加深入的研究,众多制备超疏水表面的方法不断出现,本文介绍了影响表面润湿性的因素,归纳超疏水涂层表面的6种常用的制备方法,其中包括等离子体法、刻蚀法、溶胶-凝胶法、沉积法、模板法、层-层自组装法等方法,以及超疏水表面在流体减阻、防积雪防冰冻、防腐蚀、油水分离等方面的应用情况;并对超疏水将来的发展进行了展望。应进一步研究力学性能的稳定性、被损的自修复能力等。
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48. 国内环氧丙烷市场分析及技术进展
薛金召, 牛小娟, 汪希领, 王先锋, 申明, 郭秋强
化工进展    2015, 34 (09): 3500-3506.   DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2015.09.047
摘要983)      PDF(pc) (2432KB)(1502)    收藏
分析了国内环氧丙烷(PO)的生产和消费状况,介绍了原料丙烯的影响及其在聚氨酯、聚碳酸酯和二氧化碳基可降解塑料等下游产业链的应用前景,综述了工业生产上氯醇法、共氧化法和过氧化物直接氧化(HPPO)法制备PO的技术特点及发展趋势。指出PO市场具有较大的发展空间;HPPO法安全环保、清洁高效,是未来PO产业发展的方向。针对当前PO产业存在的区位产能过于集中,单体生产规模偏小、落后技术所占比例高等问题,提出:结合中西部地区原料丙烯供给和对PO消费需求,合理调整产业布局;推广国产化HPPO工艺,加快实施产业升级;构建上下游一体化产业链,形成规模化生产,实现效益最大化等发展建议。
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49. 纤维素基水凝胶的研究进展
沈娟莉, 付时雨
化工进展    2022, 41 (6): 3022-3037.   DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2021-1308
摘要1054)   HTML70)    PDF(pc) (2898KB)(1499)    收藏

纤维素是世界上最丰富的天然、可再生以及可生物降解的高分子材料,在化工、材料等领域有广泛的应用。本文主要对近几年来纤维素基水凝胶的研究进展进行了归纳总结。首先,介绍了纤维素基水凝胶的研究背景。其次,列举了纤维素水基凝胶的交联方法,主要有物理交联与化学交联。其中物理交联有氢键交联、疏水性交联、离子交联等,化学交联则是酯化交联、迈克尔加成、自由基共聚合、动态共价键交联等。最后,重点介绍了纤维素基水凝胶在可降解性、生物医学性、亲水性、吸附性、导电性等领域方面的应用。此外,对于纤维素基水凝胶材料在高机械性和产业化制备等方面的发展进行了展望。

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50. 废旧三元锂离子电池回收技术研究新进展
张英杰, 宁培超, 杨轩, 董鹏, 林艳, 孟奇
化工进展    2020, 39 (7): 2828-2840.   DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2019-1666
摘要1152)   HTML65)    PDF(pc) (1543KB)(1496)    收藏

随着锂离子电池产业的发展,退役三元锂离子电池带来的环境污染和资源浪费问题日益严重。数量庞大的废旧三元锂电池材料蕴含丰富的锂、镍、钴等有价元素,潜在资源量巨大,回收经济价值高,系统地开展废旧三元锂电池材料的回收及再生技术,将有助于防治废旧电池污染、缓解镍钴锂资源短缺压力,促进我国锂电池产业的良性发展。本文介绍了废旧三元锂离子电池中正极、负极材料、电解液回收的研究现状,主要包括正极材料的预处理、酸浸、碱浸出与材料再生、石墨和铜箔回收、电解液回收,着重介绍现阶段材料的制备方法和工艺,简要比较了各种工艺路线的优缺点,探讨了当前废旧三元锂离子电池回收存在的关键共性问题,并提出绿色环保、短流程、低成本、自动化的废旧三元锂离子电池回收利用发展思路。

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