期刊資訊
亮點評述
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化工學報|液-液非均相反應與傳遞過程強化方法研究進展
液-液非均相反應廣泛存在于石油化工和精細化工的各個領域中。由于液-液兩相物理化學性質差異以及相界面的存在，其反應過程通常受本征反應動力學和傳遞過程的共同影響。因此，增強液-液非均相反應傳遞過程并使之與反應動力學相匹配，實現原料、能源高效利用一直是研究者們關注的熱點之一。圍繞液-液非均相反應與傳遞過程強化機理與應用，以硝化反應、脫氯化氫反應等典型非均相反應為例，結合反應動力學、熱力學和傳遞過程基本特征，綜述了傳遞-反應過程耦合影響反應選擇性和時空產率機制，闡述了工業化應用面臨的挑戰及過程強化解決策略，進而從傳遞過程匹配反應過程出發，展望了液-液非均相反應過程強化發展方向。
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化工學報|吸附法CO2直接空氣捕集技術能耗現狀
CO2直接空氣捕集（DAC）技術相對于傳統的固定源煙氣捕集技術具有位置靈活、應用廣泛等優勢，但由于大氣中CO2濃度極低（僅為0.04%左右），DAC技術的高能耗成為阻礙其商業化的首要難題。聚焦吸附法DAC技術的能耗問題，先后進行理論分析和案例引證。DAC技術的CO2分離理想最小功為19.64 kJ·mol-1（溫度298.15 K，捕集率50%，純度95%），為同等條件下煙氣捕集技術的3.5倍。再生溫度393 K時變溫真空吸附循環（TVSA）第二定律分離效率為22.75%。吸附、排空、再生、冷凝、壓縮等過程主要通過機械能和熱能推動。其中排空過程機械能僅占3%左右；冷凝過程熱能可以通過回熱循環回收；壓縮過程機械能由目標壓力決定，在部分研究中計入DAC能耗。吸附過程流動機械能受反應器壓降主導，床層厚度減小和吸附劑有序堆積均能夠改善流動損耗問題。再生過程熱能占DAC能耗的主要部分，為50%~80%，再生溫度、反應器與吸附劑的質量比、吸附劑對H2O吸附性的強弱，均能造成熱耗的成倍變化。在分析過程能耗的基礎上，給出了吸附法DAC在反應器設計、循環方式及操作參數、自然環境及能量來源等方面的能耗優化
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化工學報|濕法磷酸含氟尾氣高效資源化利用熱力學分析與工程實踐
針對濕法磷酸萃取-濃縮和尾氣洗滌氟逸出過程，建立了H2SiF6-H2O與H2SiF6-H3PO4-H2SO4-H2O體系熱力學平衡下的氟元素氣液分配比，模型預測誤差在20%之內。基于熱力學分析，降低尾氣洗滌溫度，可增加傳質推動力，有利于提高氟吸收傳質速率和產出高濃度的氟硅酸溶液，但冷凝水增多，加大了系統水平衡壓力。在氟吸收循環回路串聯無泵循環閃蒸濃縮氟硅酸的單元操作，設計并實施了7.5萬噸P2O5/年WPA尾氣減排與資源化利用項目，用低溫、高濃度氟硅酸逆流吸收并冷卻尾氣低于323 K，使含氟尾氣過飽和冷凝，既強化尾氣氟化物吸收，又避免硅膠顆粒結塊喪失流動性，使尾氣氟含量≤2 mg/m3，尾氣氟回收率≥99%，尾氣總量減排20%以上，氟硅酸產品H2SiF6≥18%（質量），提供了一個濕法磷酸含氟尾氣高效資源化利用的工程范例。
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CJChE丨北京化工大學 李鑫、曹東、程道建等: Pd氧化態的調控以增強對5-羥甲基糠醛的選擇性加氫
文章信息Regulating the oxidation state of Pd to enhance the selective hydrogenation for 5-hydroxymethylf
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CJChE丨太原理工大學 韓冰瑩、凌麗霞、王寶俊等： CO氧化偶聯制草酸二甲酯體系中Pd條帶摻雜Co(111)催化劑的理論預測
文章信息Theoretically predicted innovative palladium stripe doping cobalt (111) surface with excellent c
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CJChE丨江蘇科技大學 何震，魏雨倩，宋云飛等：SnS2@NxC復合材料的制備及其儲能方面的優異性能
文章信息The preparation of SnS2@NxC electrodes and its exceptional performance in energy storage usagesZ
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原油直接加氫改質及其瀝青質超分子解締反應的研究
加氫處理是劣質重油提質升級的重要工藝，但是瀝青質超分子的存在嚴重影響了加氫改質的效果。因此，針對瀝青質超分子三個主要層級結構（分子單元、納米聚集體和團簇），提高其加氫解締效率至關重要。本研究考察了原油直接加氫的反應性能及瀝青質超分子層級結構的變化規律，旨在為提高石油中瀝青質超分子解締效率提供新的解決方案。結果表明，與重油加氫相比，原油直接加氫表現出更優異的改質性能，其中非烴化合物的脫除率超過70%，而瀝青質的脫除率則超過80%。在原油加氫過程中，瀝青質的表觀結構尺寸從原先的2~4 μm降低到2 μm以下，且顆粒尺寸變得更加均勻。瀝青質超分子的層級結構也發生了顯著變化，超分子團簇的尺寸相比加氫前減少了50%以上，瀝青質超分子中90%的非晶納米聚集體被轉化，而難以轉化的似晶納米聚集體的轉化率也超過了70%。原油加氫處理降低了分子單元之間的空間屏蔽效應，使其形成了更緊密的次級結構。本研究探索了原油直接加氫改質的新方法，以提高瀝青質超分子解締性能，促進劣質原油的高效利用。
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多級混流式混輸泵氣液兩相增壓特性
在高入口含氣率下，混輸泵的增壓性能劇烈惡化，對化工生產過程的安全穩定運行構成威脅。采用surging test和mapping test兩種測試方法，全方位探討了多運行參數對三級混流式混輸泵整體與級間氣液兩相增壓特性的影響。研究結果表明，隨著液相流量的提升，增壓性能曲線由三個增壓級性能逐級惡化導致的波紋狀下降趨勢逐漸消失。多級混輸泵增壓性能的顯著惡化主要歸因于首個增壓級性能的劇烈下滑。提高液相流量能有效減輕氣體積聚，其對增壓性能的正面促進作用顯著超過了流動分離帶來的負面影響，因而增壓隨液相流量變化曲線呈現驟升趨勢。提高入口壓力有助于緩解氣團聚集對增壓性能的負面影響。
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重質顆粒流態化研究現狀與展望
流化床技術在工業中應用廣泛，其中天然鈾轉化、直接還原煉鐵、化學鏈燃燒等工業過程中使用的是顆粒密度在4.0 g/cm3以上的重質顆粒，而傳統化工、能源行業廣泛使用的則是密度較小的輕質流化床顆粒。綜述了重質顆粒流態化技術在工業中的應用情況，梳理了目前重質顆粒流態化基礎的研究進展。已有的實驗測量和數值模擬研究均表明重質顆粒的流態化行為與低密度顆粒存在顯著差異，且針對低密度顆粒的一些研究規律并不能完全適用于重質顆粒流化床。當前，對重質顆粒的流態化基礎研究尚不充分，特別是在流域轉變、傳熱傳質特性、顆粒混合分級特性、反應過程強化技術等研究方面，與傳統低密度顆粒流態化的基礎研究相比，存在巨大的基礎研究空白。最后結合相關工業過程的需要，重點討論了近期應重點補充的重質顆粒流態化基礎研究的內容。
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CJChE丨大連理工大學 裴堯、王然、孫文等: 異靛藍納米顆粒用于光聲成像引導的腫瘤光熱治療
PTT被認為是一種先進的治療方式，能夠提供無創、精確、快速的疾病診斷和治療，可以通過調控外部激發光源的光劑量和光熱試劑的濃度，降低毒副作用，使周圍健康組織損傷最小化。PTT的治療手段是通過PTAs來實現的，采用對應波長的激發光照射PTAs，PTAs將吸收的光能轉化為熱量，使局部組織溫度升高，當超過腫瘤細胞承受的溫度閾值（42 ℃）時，殺傷腫瘤細胞。治療過程中，光熱效應會促進周圍組織的擴張，產生超聲波，轉化為光聲成像信號。PAI具有高分辨率和組織穿透深度，可以對病灶部位實時成像，實現精準的光熱治療。 PTAs在光熱治療過程中扮演重要的角色，承擔著將光能轉換為熱量的責任，其選擇問題尤為重要。以降低活性氧和熒光量子產率，提高光熱轉換效率為出發點，合理設計開發高效的PTAs。PCE是評估PTAs的關鍵因素。除此之外，理想的PTAs還應具備：1）光熱穩定性：經過激發光照射能夠多次升溫、重復治療，不易發生光降解；2）生物相容性：PTAs在作用后應能被組織及時清除，具有低的毒副作用；3）靶向能力：PTAs良好的靶向能力可以有效的在病灶部位富集實現精準治療。
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CJChE丨天津大學 馬新賓、李茂帥團隊：CeO2摻雜Ni/Al2O3及層疊催化劑床層提升CO2甲烷化反應
二氧化碳甲烷化技術因其可以將產物連接至現有天然氣管道以及相應的工業系統，而成為了一種具有廣闊發展前景的技術。盡管Ni/Al2O3催化劑在二氧化碳甲烷化反應中具有較高的性能，但其低溫催化性能仍需進一步提升。CeO2可以調節金屬載體相互作用并增強活性金屬位點的分散性，其常用作催化劑的結構和電子助劑。本文將CeO2摻雜到Ni/Al2O3催化劑中，并采用層疊催化劑裝填方式，以此促進二氧化碳甲烷化反應過程。
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【化工進展】西安交通大學等 | 張愛京，王楨鈺，馮江濤，等：新型汞離子吸附材料研究進展
汞污染來源廣泛、排放量大，已成為世界上最嚴重的十大污染源之一。在眾多汞離子去除技術中，吸附法由于具有高效且經濟的特點，成為了較為成熟且應用廣泛的處理技術。性能優異的吸附劑是吸附法的關鍵，而傳統的吸附材料吸附性能有限。基于此，本文介紹了近年來報道的金屬有機骨架材料（MOFs）、共價有機框架材料（COFs）、共軛微孔聚合物（CMPs）、導電聚合物、二維過渡金屬碳（氮）化物（MXenes）和復合材料等新型汞離子吸附材料，詳細論述了這些吸附材料的結構特征及其與汞離子的吸附特性之間的關系。總結了水中汞離子吸附材料的發展前景，指出調節材料結構以及添加特定官能團是進一步研發新材料的方向，希望對新型汞離子吸附材料的設計和開發提供一定參考和啟發。
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【化工進展】生態環境部長江流域生態環境監督管理局生態環境監測與科學研究中心|李名揚，梁江北，謝衛民，等：廢鉛膏電沉積回收鉛技術研究進展與展望
廢鉛酸蓄電池鉛膏是再生鉛的重要來源，傳統火法冶煉工藝產生鉛塵、二氧化硫及冶煉鉛渣，存在一定的環境風險，因此濕法工藝成為了研究的熱點。本文聚焦廢鉛膏濕法回收鉛工藝中的電沉積工藝，對酸浸出-電沉積、堿浸出-電沉積、其他溶劑浸出-電沉積、固相電解等工藝進行了綜述，對各工藝的原理、過程、技術參數進行了詳細分析。此外，本文對當前研究的電沉積回收鉛工藝的關鍵技術點，如廢鉛膏預處理方式、浸出/電解液體系、陽極副產物、電流效率及電解能耗、產物純度及形貌調控等進行了總結。同時，本文對電沉積工藝的前景進行了展望，認為浸出/電解液體系綠色環保、工藝流程短、電解能耗低、電解液可以循環利用，是廢鉛膏電沉積回收鉛工藝未來關注和研究的重點。
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【化工進展】太原理工大學 | 李知行，代衛炯，李瑞豐，等：ZSM-5分子篩結構與反應性的研究進展
ZSM-5分子篩作為一種具有開放孔結構的固體酸催化劑，其結構與催化性能之間構效關系的建立一直是該領域的研究熱點。基于此，本文系統總結了近年來關于ZSM-5分子篩結構（骨架鋁分布、孔道結構及骨架缺陷）調控合成的研究進展。本文介紹了骨架鋁原子的多樣性分布及其表征技術，探討了鋁分布對催化性能的影響；歸納了ZSM-5分子篩孔道結構調變的手段，討論了孔道尺寸、孔程長短對客體分子的吸附擴散、擇形和催化的影響；總結了骨架缺陷的調控策略，并探討了骨架缺陷對分子篩的酸性、親疏水性及抗積炭性的影響。最后，對未來研究方向進行了展望，指出鋁分布的精準表征、鋁分布與催化性能構效關系的建立、結合對合成機理的深刻認識制備特定結構的分子篩及根據反應需求可控調節缺陷是未來ZSM-5分子篩研究領域的重要方向。
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【化工進展】北京低碳清潔能源研究院 | 張琪，門卓武，呂毅軍，等：合成氣制高級醇Co基催化劑研究進展
合成氣高選擇性制取高級醇對推動煤炭清潔高效利用具有重要意義。Co基催化劑的雙活性位點對高級醇合成反應具有獨特優勢。CoCu催化劑因材料成本低、高級醇產量高，成為近年來的研究熱點，但其雙功能活性位點作用機制尚不清晰，基礎理論研究仍待完善。本文概述了Co基催化劑的最新研究進展，重點綜述了Co基催化劑在合成高級醇反應中活性位點的性質和反應機理，厘清了Cu/Co比例、CoCu分布均勻性對催化劑性能的影響關系。梳理了堿金屬、Zr、Ga等助劑對催化劑構效關系的影響，及其對改善碳鏈生長、抑制甲烷化、防止碳沉積、提高穩定性等作用。系統論述了具備獨特層狀結構的LDHs，及CNTs、AC等眾多碳基材料作載體對Co基催化劑性能的影響。通過深度剖析合成氣制高級醇機理，針對性開發新型催化劑結構及載體材料，可進一步提高Co基催化劑性能，實現更高效、環保和可持續的高級醇合成，為實現商業化夯實基礎。
