基于固体氧化物电解池的高温电解技术在化学工业中的应用进展

基于固体氧化物电解池（SOEC）的高温电解技术对于我国实现碳减排、碳达峰以及碳中和目标具有重要意义，同时可实现CO2资源化利用，产生巨大的环境效益和潜在的经济效益。介绍了SOEC用于高温电解制氢、高温电解CO2以及高温电解其他气态小分子制备化工产品技术的研究进展，并对未来SOEC耦合化工合成工艺的发展进行了展望。基于SOEC的高温电解技术的实验室研究和中试研究已取得进展，但工业化应用还有待进一步开发。提升高温电解池的集成规模、运行效率和运行稳定性，都是亟需解决的重点和难点问题。     

复合固体酸催化剂催化合成聚甲氧基二甲醚

引入Zn、Ni、Mn和Al等第二组分对SO_4~(2-)/Fe_2O_3催化剂进行改性,考察了不同催化剂组成对合成聚甲基二甲醚反应的影响。结果表明,Zn改性的催化剂表现出最佳催化活性,甲醇转化率达到54.99%,PODE_(1-6)选择性为98.49%,PODE_(3-6)选择性为18.48%。采用X射线衍射(XRD)、氮气吸附脱附(BET)、X射线能谱(EDS)和氨程序升温脱附(NH_3-TPD)对复合固体酸催化剂进行了表征。结果表明:第二组分的引入使得催化剂形成新的晶粒,Zn和Mn的引入使得催化剂的表面积有所增加,Zn和Al的改性使得催化剂形成了有助于PODE_n链增长的强酸中心。SO_4~(2-)/Fe_2O_3-ZnO由于拥有较强酸密度的强酸中心,在所有的催化剂中表现出最佳的催化活性。     

磺酸型硅基固体酸制备及应用的研究进展

随着绿色化学的发展,将磺酸基团负载到固体表面制备磺酸型固体酸代替传统的硫酸催化剂越来越受到了人们的关注。为此,综述了磺酸型硅基固体酸的制备方法及应用,介绍了浸渍、接枝和共缩合3种制备方法,探讨了固体酸在酯化、醚化、脱水等反应中的催化活性。     

TEPA/MCM-41固体胺吸附剂的制备及其CO_2吸附性能研究

制备了具有高CO_2吸附性能的TEPA/MCM-41固体胺吸附剂,并采用N_2物理吸脱附、XRD、FTIR、EA、TG-DSC等方法对其进行系统表征。采用重量法测试了吸附剂的吸附与循环稳定性能。结果表明,吸附温度为75℃,CO_2/N_2(体积比12%/88%)的气氛条件下,60%TEPA/MCM-41的吸附量最高为123.24 mg/g,经5次循环吸脱附后,CO_2吸附量降低约7.8%。同时借助计算流体动力学(CFD)对吸附过程进行了模拟,研究结果对吸附剂的设计与反应器的开发具有一定的指导意义。     

核电站含硼废液中硼浓度测量方法对比研究

硼作为重要的中子吸收剂大量存在于核电站一回路中，因此在对核电站放射性废液的分析以及模拟研究中经常需要对不同硼浓度样品进行浓度测量。本文对比了4种常用的硼检测方法，分析了各自的优缺点。最终结果显示，国家标准姜黄素法仅适宜检测低浓度硼（＜1.2 mg/L）；甘露醇滴定法仅对高浓度硼（＞1 g/L）的测量有效；甲亚胺-H酸比色法适用硼浓度范围广，精确度高，但操作复杂，样品准备过程中需避光保存；利用电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）测量溶液硼浓度操作简单快捷，适用硼浓度范围大，准确度和精密度能满足检测分析要求。      

基于固体聚合物膜电解槽的新型水中氚电解浓集仪研制

目前环境中大部分水体氚(3H)活度浓度水平已低于常用的液体闪烁测量方法的探测限,为准确测量氚的活度浓度,需要对样品中的氚进行浓集。广东省环境辐射监测中心通过分析氚在电解浓集过程中的影响因素,在关键部件的设计与研究基础上,研制出一款基于固体聚合物膜(Solid Polymer Electrolyte,SPE)电解槽的新型水中氚电解浓集仪,并对其综合性能进行了一系列测试实验,700 mL的水样经过浓集后测量,氚的探测限可降至0.09 Bq?L-1,比浓集前降低了10倍以上,提高了低水平氚的测量能力。该浓集仪可用于环保、地质水文、海洋、卫生、核电等领域。     

煤热解-化学链气化耦合工艺流程模拟

为实现煤的清洁高效利用,提出一种煤固体热载体热解-化学链气化耦合工艺。利用流程模拟软件Aspen Plus建立了该耦合系统的工艺流程模型,主要包括煤干燥单元,煤热解单元,空气反应器和燃料反应器。模拟结果表明:通过将煤热解单元产生的酚废水作为燃料反应器的气化剂,可有效减少载氧体循环量和废水排放量。在热解温度500℃、半焦气化温度800℃和载氧体氧化温度1 000℃条件下,载氧体的循环比为1. 32,焦油分析基收率为6. 6%,耦合系统的能量利用效率为43. 12%,其中煤干燥单元能耗和煤热解单元能耗分别占总能耗的32. 68%和33. 81%,是导致系统辅助能耗大的主要原因。当进料量(100 kg/h)和工艺条件相同的情况下,与单独的煤热解和煤基化学链气化技术相比,该耦合工艺在热力学效率和对环境的友好方面都有一定优势。     

基于固体氧化物燃料电池的高效清洁发电系统

  目的  固体氧化物燃料电池（SOFC）是一种尖端技术，可通过电化学反应将碳氢燃料中的化学能转化为电和热，具有燃料来源广、发电效率高、余热品质高、运行安静、排放低、可模块化安装等优点，是实现化石能源高效清洁利用的有效途径之一。  方法  文章阐释了SOFC发电原理，介绍了国内外SOFC技术和产业化现状，分析了基于SOFC的分布式热电联供、联合循环发电以及煤气化燃料电池发电技术（IGFC）新一代发电系统应用场景。  结果  通过燃料电池发电技术路线和产业化现状研究，浅析了目前存在的问题，并结合我国资源禀赋和对高效清洁发电装置的市场需求，对该领域的未来发展趋势进行了展望。  结论  对比国内外在SOFC领域的技术差距，基于国内在SOFC电堆核心材料方面的优势，加大对SOFC系统集成技术攻关，为新一代以高温燃料电池为核心的清洁高效发电产业奠定基础。