超临界CO2在有机合成中的资源化利用

二氧化碳(CO2)因无毒、不燃、价格低廉、临界点条件温和等优点而成为超临界流体中研究最多的介质,广泛应用于萃取分离、化学反应、材料制备等领域,是常规溶剂的理想替代者。同时,CO2的固定和利用也受到广泛的关注。本文综述了近年来超临界二氧化碳同时作为反应物和反应介质在有机合成中的一些应用,着重介绍了以超临界二氧化碳为原料,制备有机碳酸酯、有机酚酸、甲酸及其衍生物等的反应。     

农药作为海洋防污剂的应用

纵观海洋防污剂发展史,我们可以发现它和农药之间有着不解之缘,也可以说农药的发展推动了防污剂的发展。文章对曾经用过、正在使用、有可能应用为海洋防污剂的农药品种逐一介绍。     

有机硅和氟树脂在海洋防污涂料中的应用研究进展

海洋生物污损是一个世界性难题,随着人们环境保护意识的增强,发展有效的环保型海洋防污体系成为该领域最重要的研究方向。有机硅/氟基海洋防污涂料具有环保无毒的特点,是目前的研究热点之一。文章概述了有机硅和氟低表面能防污涂料的研究进展,重点介绍了基于仿生原理的有机硅/氟污损释放型防污涂料,论述了材料表面特性包括物理特性、化学特性、结构特征等对生物附着的影响,介绍了两亲性添加剂改性的有机硅防污涂料的开发,展望了污损释放型防污涂料未来的发展方向。     

几种天然产物在海洋防污涂料中的应用研究

将天然产物齐墩果酸、蛇床子素和鱼藤酮作为防污剂,分别制备海洋防污涂料,在厦门海域检验其海区防污效能,并与已报道在厦门海域具防污效能的天然产物喜树碱进行比较,发现蛇床子素和鱼藤酮在海区挂板2个月内显示出一定的防污效能,齐墩果酸没有呈现出防污效能,而喜树碱的海区防污效能明显优于上述3种天然产物。另外,将喜树碱与鱼藤酮进行1∶1复配,并将这2种天然产物与氧化亚铜、N-(2,4,6-三氯苯基)马来酰亚胺(TCPM)和吡啶硫铜锌(ZPT)这3种防污(助)剂分别进行1∶1复配,共获得7种复配防污剂,制备相应的海洋防污涂料以检测其防污效能,发现喜树碱-TCPM、喜树碱-ZPT以及喜树碱-鱼藤酮这3种复配防污剂具良好的防污效能。进一步在上述涂料中选取了防污效能最优的含喜树碱涂料,在福建东山海域和海南陵水海域分别进行了海区挂板试验,结果表明含喜树碱涂料在这2个海域均显示出稳定、优异的防污效能,且期效可达13个月以上。文中研究为推进天然防污产物在海洋防污涂料中的应用进程提供了重要资料。     

仿生技术在海洋防污领域的研究进展

海洋防污领域中,传统的有机锡类防污剂会造成严重的环境问题,已被明令禁止,绿色环保的防污材料已成为研究的主要方向。自然界中的许多生物具有抵抗污损的能力,仿生防污技术主要通过模拟动植物特殊的表面结构来产生防污效果。随着我国海洋强国战略的不断推进,仿生防污技术的发展对海洋生态系统的保护具有重要的意义,是无毒防污领域的研究热点之一。文章综述了天然防污剂及其类似合成物、仿生微/纳米表面、仿生水凝胶、超润滑表面、仿生动态表面和两性离子涂层共6种仿生防污技术在海洋防污领域的研究进展,介绍了不同防污技术的特性及发展趋势,并对仿生防污技术今后的发展前景进行了展望。     

纳米材料在海洋无毒防污涂料中的应用

介绍了纳米技术与涂料改性的关系,综述了近年来改性海洋无毒防污涂料使用中的几种纳米材料,并分析了纳米材料改性海洋防污涂料存在的问题,对含有纳米材料组分的海洋无毒防污涂料提出开发环境友好型,并与纳米技术相结合低表面能防污涂料是未来发展方向.     

海洋监测仪器防污技术的对比研究

针对海洋监测仪器的防生物附着问题，通过调研筛选出了以防污涂料为主的多种防污材料，并设计不同类型的构件对所选防污材料进行实海防污性能评测，为海洋监测仪器的防生物附着问题提供可供选择的技术方案。     

异噻唑啉酮化合物的合成及其在海洋防污领域的研究进展

为了保护海洋环境、维护海洋生态平衡,环境友好型海洋防污剂已逐渐取代传统的海洋防污剂,成为目前海洋防污剂研究的主导方向。标题化合物是一类新型的高效广谱杀菌剂,具有高效、低毒、药效持续时间长、对环境安全等优点,因此被广泛地应用于海洋防污领域。总结了近年来异噻唑啉酮类化合物的制备方法以及其在海洋防污方面的研究进展,最后对此类化合物的应用和发展趋势进行了展望。     

二氧化碳的分离回收与资源化利用

随着不可再生的煤炭、石油、天然气等传统化石燃料的急剧消耗,大量的CO2排放造成日益突出的温室效应和环境污染问题,同时加剧了资源短缺的危机。如何将CO2分离回收并加以利用和转化为资源将是一个重大课题。文章综述了目前的CO2的分离回收技术,并论述了CO2的资源化利用的途径,对CO2的回收和资源化利用进行了展望。     

CO2资源化利用的研究进展

以利用CO_2生产高附加值化学品为目的,首先提出了利用CO_2气态处理技术、CO_2液态处理技术和等离子技术实现CO_2的转化;随着科学研究的不断发展,又提出了利用电化生物法和非平衡负离子法技术来实现CO_2的资源化利用。CO_2气态处理技术、CO_2液态处理技术和等离子技术实现CO_2转化的过程都需要使用贵金属催化,同时有额外的碳排放,而电化生物法和非平衡负离子法技术实现CO_2的资源化利用过程不仅无额外碳排放又避免了稀有贵金属催化剂的使用,同时得到了高附加值化学品。研究结果表明:电化生物法和非平衡负离子法技术实现了CO_2资源化利用过程的低碳、绿色。     

中国制造业碳排放问题分析与减排对策建议

如何同时实现全面建设社会主义现代化国家和2060年达到碳中和的目标,是制造业未来发展所面对的必答考题。推动高耗能、高排放的制造业转向“绿色制造”是实现碳达峰、碳中和的关键一步。本文从核算方法、宏观指标、行业分布、能源结构对制造业碳排放现状进行总结与分析,进而对制造业的通用型碳减排对策和重点行业的低碳工艺进行介绍,并列举了相关商业应用、阐释了技术发展瓶颈。文中指出：制造业减排通用对策包括源头减量,使用清洁能源,碳捕集、利用与封存,工业互联网;重点行业低碳生产工艺主要有氢气直接还原生产钢铁、二氧化碳加氢制甲醇、生物质制生物油等;钢铁、化工、建材、石化及炼焦、有色金属冶炼作为制造业的重要行业,应当选择适应各自生产过程的减排对策为碳中和目标作出贡献。     

可再生能源驱动的生物催化固定CO2的研究进展

工业发展带来了经济效益的同时,伴随着化石燃料的日益枯竭和CO₂的大量排放,加剧了温室效应,出现了全球变暖的问题。我国在倡导节能减排的同时,大力发展CO₂固定技术,将大气中丰富的CO₂转化为可以供人们利用的化工原料、燃料甚至更高附加值产品,不仅能够保护环境,同时还可提高经济效益。当前全球可再生能源规模的不断扩大缓解了传统能源消耗的压力,同时可再生能源可以为固定CO₂提供可持续的、清洁的驱动能量,并且随着分子生物学的发展,生物法固碳技术越发成熟,同时较其他固定CO₂方法而言,生物法固碳具有条件温和、选择性高、产品多样等优势,因此利用可再生能源耦合生物催化进行CO₂的固定逐渐成为了这一领域的研究重点。本文总结了近年来生物催化与电化学、光化学反应耦合固定CO₂的研究,包括光、电催化与酶催化偶联以及光、电催化与全细胞催化偶联对CO₂的利用,简述了其耦合催化原理与研究进展,并总结了目前研究需要突破的关键技术及提高CO     

有机胺非水溶液吸收CO2的动力学研究进展

有机胺水溶液吸收法是CO₂捕集最常用且成熟的方法之一,但是再生能耗高和吸收剂严重降解等关键问题阻碍了其大规模推广和应用。采用有机溶剂代替强极性水溶剂构建的非水吸收剂体系,在降低能耗方面具有巨大潜力,在近年来受到格外关注。非水吸收剂的CO₂吸收动力学研究有助于了解吸收过程的反应机理以及不同有机胺和溶剂类型对反应动力学的影响。本文从有机胺在非水溶剂中的反应机理出发,介绍了CO₂吸收动力学研究的典型实验方法和原理,系统评述了采用不同结构的有机胺在不同溶剂体系中吸收CO₂的动力学研究进展,深入分析了溶剂特性与胺的反应级数和反应动力学常数之间的关联性,并指出了普遍的规律性特征即有机伯胺和仲胺的反应级数随溶剂极性的降低而增大,反应速率常数随着溶剂的溶解度参数增大而呈现近似线性变化。在分析目前动力学研究中存在的问题基础上,对今后非水体系动力学的研究方向进行了展望。     

光电催化二氧化碳能源化利用研究进展

CO₂能源化利用面临的主要问题是能耗问题和氢源问题。光电催化实现CO₂的能源化利用的核心为利用光催化剂的催化活性,光激发条件下产生光电子,减少外界能量输入,同时利用电催化活性提高CO₂还原产物的选择性和可控性。文章主要从光电催化的优势、反应机理、研究现状、催化剂、最新研究成果等方面综述了光电催化CO₂能源化利用的研究进展。具体阐述了光电催化体系的组成、CO₂的电子还原过程及目前存在的问题,重点探讨了光电体系的电极材料组成、电解液组分以及常见的光电催化剂类型对整个光电催化体系催化性能的影响。此外,指出了当前光电催化CO₂能源化利用方面存在的不足：转化效率低、产物选择性差等。并对光电催化实现CO₂能源化利用的研究重点,即高效光电催化剂的开发、催化过程动力学反应机理进行了展望。     

水合物法模拟海底封存CO2气体的实验

向海底地层和枯竭油气藏中注入CO₂气体形成稳定的CO₂水合物是一种极具前景的CO₂封存技术。为了进一步探究这一技术,本文利用水合物法进行了多组3MPa、5℃天然湿砂的CO₂封存实验模拟。初始水饱和度设置为10%、40%、70%,分别进行了纯水封存实验和3.5%（质量分数）NaCl溶液的封存实验,还利用自主研发的反应釜系统探索了3种不同进气方向（顶部进气、横置进气、底部进气）下的CO₂封存效果。结果发现横置进气的封存量普遍大于顶部进气的封存量,底部进气的封存量最小,而且横置进气的封存速度最快;初始水饱和度越高,水合物饱和度就越高,但水合物转化率越低,CO₂固态封存比例也越低;与纯水实验相比,盐的存在降低了CO₂的封存量,固态封存比例也会低于纯水实验,但封存速度更快。本文为实际工程操作时合理控制封存地层水饱和度、盐度以及合适的进气方向提供了依据。     

六盘水粉煤灰理化性质分析及资源化利用途径

为充分利用六盘水地区火电厂的粉煤灰,采用XRF、XRD、FT-IR等现代分析手段研究了粉煤灰的理化性质,结果显示：六盘水地区的粉煤灰主要以莫来石和少量石英组成,其中二氧化硅、三氧化二铝和三氧化二铁质量分数约为80%,属于高硅、高铁、低铝型。结合六盘水地区粉煤灰的资源化利用现状,针对其形貌结构和组成特点,提出适宜六盘水地区粉煤灰精细化、高附加值综合利用的可持续发展路径。     

二氧化碳养护混凝土活性组分固碳率评价方法

CO₂养护混凝土技术作为一种新型的CO₂利用技术,既能实现工业固废的资源化利用,又能实现温室气体的永久封存,近年来受到越来越多的关注。由于混凝土原料组分复杂、养护工艺路线多样,关键指标固碳率的评价方法也各不相同,因此亟需形成适用于不同工业固废混凝土产品体系的固碳率通用评价新方法。在对已有诸多评价方法进行比较后,本文提出一种适用性和可操作性较好的增重法-烘至绝干法的固碳量评价新方法和基于修正后活性组分质量的折算基准,在Steinour公式基础上,通过对工业固废中常见的钙、镁组分中惰性部分进一步辨别、扣除,可以直观地反映原料中活性组分的有效反应程度。水泥净浆体系实验表明,烘至绝干法可以更合理地补偿水蒸发带来的误差,适用于工业规模的固碳率评价。多种固废混凝土体系实验表明,以修正后的活性组分质量为基准可以体现试件中活性组分的碳酸化程度,排除了试件中含水率和惰性组分的影响。最后,利用本文提出的评价方法,对河南焦作CO₂养护混凝土工业单釜试验产品的固碳率进行评价,为CO₂养护技术的指标评价提供了更完善的科学依据。     

页岩气藏与无水压裂介质CO_2源汇匹配研究

我国是世界上最大的CO_2排放国,CO_2的大量排放致使面临巨大的环境压力。利用CO_2开采页岩气,不仅可以减少我国的CO_2排放量,还可实现CO_2的资源化利用。为研究我国CO_2排放源与页岩气藏的分布与现状,通过查阅年鉴和文献,计算了火电、钢铁和水泥等行业的CO_2排放量以及在全国的分布,并对比页岩气藏的分布,简析了两者的地域分布匹配情况。分析结果显示:页岩气藏分布周围火电行业CO_2排放量占全国火电行业总排放量的70%,钢铁行业CO_2排放量占全国钢铁行业总排放量的75%,水泥行业CO_2排放量占全国水泥行业总排放量的65%以上。在页岩气藏分布地区CO_2排放源分布比较集中,保证了无水压裂介质CO_2来源。我国页岩气藏与工业CO_2排放源的分布地域匹配良好,采用CO_2作为压裂介质开采页岩气具有良好的发展前景。     

660MW燃煤机组百万吨CO_2捕集系统技术经济分析

为了解常规燃煤机组碳捕集系统的技术经济性,以基准情景为基础,根据国内某10万t CO_2燃烧后捕集系统的投资情况,利用生产能力指数法对5种脱碳情景的投资进行估算。在保证内部收益率为8%的前提下,分析了5种脱碳情景的上网电价、CO_2综合减排成本及其敏感性。结果表明,CO_2综合减排成本中,厂内碳捕集成本比例最大;随着燃料价格的上涨,CO_2综合减排成本逐渐增加;随着CO_2综合收益的增加,上网电价可以逐渐下降。