由(CO2＋H2)直接合成二甲醚用的CNT促进Cu-ZrO2-HZSM-5混合型催化剂

CO2加氢被认为是目前固定大量排放CO2的最好方法之一.研发出一种碳纳米管(CNT)促进的Cu-ZrO2-HZSM-5沸石分子筛双功能混合型催化剂,将其用于CO2加氢合成甲醇和甲醇脱水生成二甲醚(DME)二步串联催化一器化,实现由(CO2+H2)直接合成DME.在5.0 MPa,523 K,V(H2)∶V(CO2)∶V(N2)=69∶23∶8,空速(GHSV)=25 000mL/(h.g)的反应条件下,在所研发(Cu2Zr3-10%CNT)-30%HZSM-5催化剂上,CO2加氢的转化率达9.44%,比相应单功能加氢催化剂(Cu2Zr3-10%CNT)的相应值(7.00%)提高35%.CNT能作为Cu-ZrO2-HZSM-5双功能混合型催化剂的促进剂.在上述反应条件下,含CNT的催化剂的DME时空产率达438mg/(h.g),比不含CNT的原双功能混合型基质催化剂的相应值(395mg/(h.g))提高11%.结果证实,利用双功能混合型催化剂,将CO2加氢合成甲醇和甲醇脱水生成DME两个过程串联催化一器化,能大幅度提高CO2加氢转化的效率.

CO2浓度对混溶态(CO2＋正己烷)/盐水界面微观特性的影响

在CO2以超临界状态封存于油气藏时,储层中流体间的界面性质是影响封存效率和封存量的重要因素。利用分子动力学模拟的方法,对330 K、20 MPa混溶条件下(CO2+正己烷)/Na Cl溶液系统的界面微观性质进行了研究,分析了混溶相中CO2摩尔分数变化时,界面处CO2和正己烷的亲水、疏水特性及其影响,为CO2地质封存提供理论依据。研究发现,随着混溶相中CO2摩尔分数的增加,界面厚度及粗糙度增大,分子渗透加深,热波动加剧。界面上CO2与水之间更强的相互作用造成了CO2注入过程中界面张力的降低。CO2表现出类似于表面活性剂的性质,并在CO2摩尔分数为65%(质量分数为50%)时,其界面累积量以及正己烷的驱离量最大。界面处存在特殊的分子微观结构,CO2、水及正己烷分子呈现特殊的排布方式。

CO2＋O2气化制气配水煤气生产甲醇的构想与可行性分析

以干燥后的焦炭为原料，O2和CO2为气化剂，在气化炉内进行气化反应并制得粗CO气。主要反应如下：C＋O2=CO2＋394．4kJ／mol（1）、C＋CO2=2CO—168．5kJ／mol（2）、C＋1／2O2=CO＋112．9kJ／mol（3）。反应主要按（1）、（2）式进行，反应（1）、（3）为氧化反应，是强放热过程，反应（2）为还原反应，是吸热过程。CO2除参与反应外，还起调节温度作用，控制燃烧层最高温度低于灰熔点（t2），防止灰渣结块。

ZIF-8改性自具微孔聚合物膜的制备及其对CO_(2)的分离性能

为了提高自具微孔聚合物(PIMs)膜对CO_(2)的分离效果,对PIM-1膜进行功能化改性。首先,将PIM-1膜通过水解、置换等作用引入Zn2+离子,再将改性后的PIM-1膜浸泡在2-甲基咪唑的甲醇溶液中,于室温下在膜表面生长类沸石咪唑酯框架-8(ZIF-8)选择层,经过硅橡胶填补后得到无缺陷ZIF-8改性PIM-1膜(pZIF-8@PIM-1),并对其性能和结构进行测试和表征。结果表明:在离子改性后的PIM-1膜表面成功生长了厚度约0.8μm的ZIF-8选择层,晶体尺寸大小均匀,粒径直径在200 nm左右;与PIM-1纯膜相比,由于多价金属离子交联及ZIF-8选择层的存在,pZIF-8@PIM-1的CO_(2)扩散系数明显下降,CO_(2)/N2扩散选择性有所上升,由0.89提升到1.01;ZIF-8中含氮有机杂环与CO_(2)之间的Lewis酸碱作用及2-甲基咪唑环上静电势对CO_(2)的亲和作用,使得pZIF-8@PIM-1的CO_(2)溶解度系数上升,且CO_(2)/N2溶解选择性也得到提升,由18.56提升到20.31;改性后的PIM-1膜CO_(2)/N2扩散选择性及CO_(2)/N2溶解度选择性的双重提升共同促进了CO_(2)/N2分离系数的提升,由原膜的16.57增加到20.43,具有良好的CO_(2)分离性能。

S型异质结光催化剂ZnFe_(2)O_(4)/WO_(3)的构筑及光催化还原CO_(2)性能

通过在WO_(3)纳米片表面负载ZnFe_(2)O_(4)纳米颗粒,构建了一系列S型异质结光催化剂ZnFe_(2)O_(4)/WO_(3),并研究了其光催化CO_(2)还原性能。在没有助催化剂和牺牲剂的条件下,所制备的ZnFe_(2)O_(4)/WO_(3)复合材料可对CO_(2)与水蒸汽进行光催化反应。优化后的材料光照5 h后CO_(2)还原产物CO和CH_(4)的产量分别为7.87和4.88μmol·g^(-1)。相对于单相组分,CO和CH_(4)的产量明显提高。光催化活性的提高,归因于ZnFe_(2)O_(4)和WO_(3)异质结的形成以及光生载流子的S型电荷传输模式。

页岩油注CO_(2)过程中重有机质沉积预测

综合考虑页岩基质纳米孔隙中吸附引发的限域效应、毛管压力作用及极性分子间的缔合作用,建立页岩油重有机质沉积预测模型及求解方法,并选取典型区块页岩油样开展重有机质沉积预测,对比分析页岩油重有机质沉积相边界的变化规律及CO_(2)注入对重有机质沉积相边界的影响。结果表明:缔合作用加剧低温区间的重有机质沉积风险,而高压区间内的重有机质沉积现象受纳米限域效应的影响更加显著;考虑耦合效应时,典型油样在CO_(2)注入量(摩尔分数)仅为5%时的重有机质沉积压力上限可达26.57 MPa,相比于未注气的情况下提高3 MPa;页岩油注CO_(2)过程中的重有机质沉积风险最大,控制CO_(2)注入量和避免地层压力降低过快是潜在的规避重有机质沉积风险的有效手段。

CO_(2)快速吞吐提高页岩油采收率现场试验

页岩油注CO_(2)吞吐提高采收率技术处于探索阶段,目前面临着CO_(2)与页岩储层及流体相互作用机制不明确、数值模拟技术不成熟、缺乏规模注采及低成本回收工艺等技术难题。为探索页岩油注CO_(2)提高采收率主控机理,以苏北盆地溱潼凹陷古近系阜宁组二段页岩油为对象开展了超临界CO_(2)水岩反应实验,分析了高温高压条件下页岩矿物溶蚀作用及其对孔隙度和渗透率的影响,并通过注CO_(2)恒质膨胀实验、最小混相压力测试评价了地层超压条件下注CO_(2)后原油高压物性变化特征,并在此基础上开展考虑多因素数值模拟研究优化了设计注入参数,最终通过矿场试验验证了技术可行性。研究结果表明:(1) CO_(2)水岩反应以碳酸质矿物溶蚀占主导,长英质矿物部分溶解,生成中大孔隙;(2)在地层原油中注入适量的CO_(2),显著萃取了原油中间烃组分,原油黏度从5.151 mPa·s下降到1.250 mPa·s,且CO_(2)首先萃取轻烃组分,随生产时间增加萃取组分逐渐变为重烃;(3)基于人工压裂与天然缝网混合介质组分数模模型,优化设计单井吞吐注气量1.7×10~4 t,注气速度500~600 t/d,焖井时间50 d;(4)低压侧加热的页岩油CO_(2)吞吐地面工艺,可依据CO_(2)注入地面工艺多参数数据模型,实现精准控温,避免注入管线冻堵及井下油管和套管材料低温脆断问题;(5)产出气CO_(2)浓度高于80%时,采用气相回收直注工艺,实现产出气回收成本降至104元/t。结论认为,CO_(2)快速吞吐有效提高了页岩油采收率,形成的机理认识和技术系列可为页岩油注CO_(2)吞吐开发提供参考和借鉴。

泮托拉唑与金嗓散结胶囊联合显微支撑喉镜下CO2激光治疗声带白斑疗效分析

分析泮托拉唑与金嗓散结胶囊联合显微支撑喉镜下CO2激光治疗声带白斑疗效。方法 连续纳入2019年09月-2021年12月期间110例声带白斑患者,以随机数字表法分为对照组/实验组,45例泮托拉唑与金嗓散结胶囊治疗纳入对照组,65例上述基础上联合显微支撑喉镜下CO2激光治疗纳入实验组。分析其在反流情况、疗效以及临床指征方面的差异。结果 中文版反流症状指数量表(RSI)、中文版反流检查计分量表(RFS)评分方面,基本一致,P>0.05;疗效方面,实验组较对照组的具体情况方面更优,P<0.05;MPT、Jitter、SPL方面,实验组治疗后3个月均优于对照组,P<0.05。;发声情况方面,对照组治疗后2周开始改善,对照组略好于实验组,实验组治疗后3个月时发声明显改善,实验组优于对照组,P<0.05。结论 泮托拉唑与金嗓散结胶囊联合显微支撑喉镜下CO2激光治疗声带白斑患者相对单一药物治疗效果更佳。

煤矿采动影响体微生物采残煤与CO_(2)-粉煤灰协同充填关键技术

煤矿采空区是我国实现“双碳”目标的重要突破口,煤炭开采形成的、能够富集煤层气、为后期微生物活动和矿化充填提供底物和空间的地质体定义为采动影响体。以采动影响体为研究对象,提出了采动影响体微生物采残煤与CO_(2)-粉煤灰协同矿化充填关键技术,并从必要性和可行性2个方面阐述了该技术在采动影响体资源二次开发、CO_(2)安全封存以及燃煤电厂粉煤灰固废高效处置等的广阔前景。其总体思路是将采动影响体作为一个厌氧发酵“工厂”,高产高效产甲烷菌群作为“劳动者”对“工厂”已有的原材料——残煤、薄煤层和分散有机质以及注入的CO_(2)进行加工,其“产品”是甲烷,进而实现微生物采残煤和CO_(2)资源化。同时,CO_(2)与碱性的粉煤灰结合,在实现了CO_(2)矿化封存的同时,也实现了采动影响体的充填。该技术涉及的关键科学问题包括采动影响体类型划分与有机质特征、采动影响体原位条件下厌氧发酵产甲烷机制、微生物-CO_(2)-粉煤灰协同矿化/固化机制以及微生物采残煤与充填关键技术示范工程建设。实验室物理模拟采动影响体原位条件实验表明其中残煤和富含有机质的泥页岩能够在微生物作用下生成生物甲烷,且添加少量的粉煤灰能够进一步强化甲烷的产出。物理模拟地下水补给的动态实验表明营养物质的补给对厌氧发酵系统的影响尤为重要,补给循环周期为14 d的厌氧发酵系统恰与产甲烷菌群繁殖的周期一致,能够保证厌氧发酵系统的持续高效运行。高钙粉煤灰-CO_(2)-矿井水协同胶结的试件经过28 d的养护后抗压强度为12.31 MPa,其矿化封存潜力约为21.99 m3 CO_(2)/t(粉煤灰),说明粉煤灰在实现采空区固化的同时能够实现CO_(2)减排。此外,基于微生物采残煤与粉煤灰充填目的对工程试验靶区进行优选,地下水滞留区是CO_(2)矿化和粉煤灰充填的最佳场所,因采掘活动自然形成的自然圈闭和人工充填形成的圈闭是较有利的工程试验靶区之一。针对这些靶区提出了微生物采残煤与CO_(2)-粉煤灰协同充填关键技术,旨在为中国碳减排和采空区生态环境治理提供一条新的技术路径。

甲真菌病的5%盐酸阿莫罗芬擦剂结合CO2激光治疗效果

探索甲真菌病患者接受5%盐酸阿莫罗芬擦剂结合CO2激光治疗的临床效果。方法 选择2022年1月~2023年12月期间在皮肤科接受诊治的甲真菌病患者122例进行研究,根据入院时间先后将此122例甲真菌病患者分为两组,对照组接受5%盐酸阿莫罗芬擦剂治疗,观察组在使用擦剂基础上加用CO2激光治疗,对比分析两组患者的临床疗效、真菌清除率、生活质量、甲真菌病临床评分指数(scoring clinical index of onychomycosis, SCIO)、甲真菌病严重程度指数(onychomycosis severity index, OSI)、康复质量以及不良事件发生率。结果 1.观察组临床疗效为95.08%,对照组临床疗效91.97%,差异有统计学意义(P<0.05);2.观察组真菌完全清除率为90.16%,对照组真菌完全清除率为70.49%,差异有统计学意义(P<0.05);3.观察组生活质量评分更高,差异有统计学意义(P<0.05);4.观察组的SCIO和OSI评分分别为(6.89±1.15)分、(5.62±0.87)分均低于对照组的SCIO评分(8.83±1.36)分、OSI评分(7.84±1.23)分,差异有统计学意义(P<0.05);5.观察组康复质量更好,差异有统计学意义(P<0.05);6.观察组不良事件发生概率更低,差异有统计学意义(P<0.05)。结论 甲真菌病患者接受5%盐酸阿莫罗芬擦剂结合CO2激光治疗临床疗效显著,可积极推广。

多孔液体在CO_(2)捕集与利用领域的研究进展

为助力中国早日实现“双碳”目标,深入落实化工领域绿色低碳可持续发展的重要举措,吸附/吸收耦合有望成为气体分离的绿色变革性分离技术,其关键是高性能吸附(收)材料的开发。多孔液体作为一类具有永久孔隙的液体材料,兼具了液体吸收剂的易于管道输送、传质传热效果好等优点和固体吸附剂的高比表面积、高孔隙率等优点,有望成为新一代CO_(2)捕集的绿色变革性介质。该文首先简单介绍了多孔液体发展历程;然后,重点对多孔液体在CO_(2)的吸附/吸收、膜分离、催化转化等领域的应用进行了论述,并对多孔液体性能和优缺点进行了分析归纳。最后,对多孔液体目前面临的挑战和未来发展趋势进行了展望。

MIL-101-OH纳米流体混基质膜的制备及其CO_(2)分离性能

随着温室效应导致的全球变暖和海平面上升等环境问题日益严峻,碳捕集利用与封存(CCUS)就显得尤为重要.金属有机框架(MOF)混合基质膜(MMMs)因具有分离效果好、渗透性高的特点而广受关注,但仍存在和聚合物基质相容性差等问题,降低了其潜在的应用价值.本研究采用共价键连接的方式,以MIL-101-OH为主体,以偶联剂KH560为连接层,以聚醚胺M2070为冠状层制备出MIL-101-OH无溶剂纳米流体(MIL-101-OH-M2070),并与Pebax1657制备混合基质膜,研究其CO_(2)分离性能.结果表明,MIL-101-OH和聚醚胺M2070间共价键的连接方式既解决了MOF界面相容性差的问题,同时也提高了聚醚胺机械性能、热稳定性.此外,MIL-101-OH-M2070凭借MIL-101-OH的优良孔隙率和M2070的CO_(2)亲和性,大幅提高了混合基质膜中CO_(2)的扩散系数和溶解系数.相较于Pebax1657纯膜,MIL-101-OH-M2070 MMMs的CO_(2)渗透系数可以达到Pebax1657纯膜的215%,且选择性基本不变.

光热协同驱动SrTiO_(x)负载CuCo催化CO_(2)-CH_(4)和H_(2)O共转化制备C_(2)含氧化合物

催化转化CO_(2)为乙醇、乙醛等高值C_(2)含氧化合物是一个具有科学意义和经济价值的化学过程.然而,由于碳氧键活化难、多电子(≥10)转移过程复杂以及C–C偶联动力学缓慢等问题,导致该过程的反应效率低.CO_(2)因热力学稳定、动力学惰性,其加氢活化通常是强吸热过程(如CO_(2)活化成CO的ΔH_(2)98K=42.1 kJ mol^(–1)),因此需要在一定温度下才能获得满意的CO_(2)转化率.与此同时,CH_(4)作为碳化学价态最低的化合物,其氧化过程与CO_(2)的还原过程可以耦合,共同转化为高值化学品,同样受到了广泛关注.但CH_(4)的活化同样需要高温等苛刻条件,因此,在温和条件下共转化CO_(2)和CH_(4),选择性构建高值C_(2)含氧化合物,是一个重要且具有挑战性的研究方向.本文提出利用光外场和水活化策略,即利用光解水产生的活性氢和活性氧物种,在温和条件下实现CO_(2)和CH_(4)的高效、高选择性活化及共转化.光照下,在钛酸锶(SrTiO_(x))负载的具有丰富Cu-Co界面的催化剂上,光解水产生的活性氢和活性氧物种,分别活化CO_(2)的碳氧键和CH_(4)的碳氢键,在Cu和Co位点上分别形成*CH_(x)O和*CH_(3)物种,进而通过C–C偶联高效生成C_(2)含氧化合物.在200°C和光照条件下,C_(2)含氧化合物(CH_(3)CHO和CH_(3)CH_(2)OH)的生成速率高达2.05 mmol g^(–1)h^(–1),同时产物选择性>86%.同位素标记、红外光谱示踪的原位反应和催化实验结果表明,紫外光激发下,SrTiO_(x)上的金属位点促进了光催化水裂解,生成活性氢和活性氧物种(该过程为整个反应的决速步骤).活性氢物种使吸附在SrTiO_(x)上的CO_(2)活化并转化为CO;随后,在CuI/Cu^(0)对上,CO加氢生成*CH_(x)O中间体.另一方面,在Co位点上,CH_(4)与活性氧物种发生反应,被活化为*CH_(3)中间体.最后,*CH_(x)O与*CH_(3)两种中间体在CuCo界面处发生C–C偶联反应,进而形成C_(2)含氧化合物.与传统的热催化下的CO_(2)和CH_(4)共转化过程相比,光热协同策略使该反应温度降低了超过600°C,并且反应活化能降低了约12 kJ mol^(–1),表明光热协同策略不仅可以大幅降低反应温度,还能极大提升反应动力学,为强吸热反应过程提供了一条提效降耗的反应途径.综上所述,本工作通过构建结构精准可控的SrTiO_(x)负载的CuCo邻近界面结构,同时利用光解水产生的活性氢/氧物种促进CO_(2)和CH_(4)活化,实现了高效定向共转化.本文提出的“光热协同”策略为高效活化CO_(2)制高值化学品提供了新的研究思路,同时显著降低了能耗,对解决强吸热催化反应高能耗问题提供了参考.

晶相设计钌基纳米催化剂提高CO_(2)甲烷化活性

金属纳米颗粒在许多化学反应中表现出优异的催化性能,因而广泛用于能源和环境等催化领域.形貌是影响其催化行为的关键因素之一,它通过改变金属纳米颗粒表层原子排列结构,进而调控化学反应过程中的物质吸附、催化机理和反应动力学.此外,由于金属存在多种晶相结构,其纳米颗粒暴露的表面结构也可通过改变晶相得以实现.该调控策略可使得纳米颗粒具有独特的表面结构,并展现出不同的催化性能.因此,金属纳米颗粒的晶相设计为优化金属催化剂的催化性能提供了一种有效方式.Ru基纳米催化剂对CO_(2)甲烷化反应具有较好的活性和选择性,且密堆积的Ru(0001)晶面被证明是hcp相Ru纳米催化剂的活性中心,而(10-11)面对CO_(2)甲烷化反应的贡献较小.因此,开发具有更丰富密堆积fcc-(111)表面的Ru基纳米催化剂,有望大幅提高CO_(2)甲烷化的活性.本文首先通过密度泛函理论计算和微观动力学模拟,研究了fcc相Ru纳米催化剂的密堆积(111)晶面上CO_(2)加氢反应的催化机理.结果表明,与hcp-(0001)相比,该密堆积的fcc-(111)表面因能促进CO_(2)的吸附活化,而具有更好的CO_(2)甲烷化反应活性.制备了具有完全暴露fcc-(111)晶面的二十面体Ru金属纳米颗粒,并将其负载于惰性载体氧化铝上,结果表明,CO_(2)甲烷化活性比传统六方密堆积相(hcp)的钌基催化剂高5‒8倍,证实了fcc相催化剂具有更高的甲烷化催化性能.同时,在较高的反应温度下,fcc-晶相的Ru基催化剂在初始反应阶段甲烷化反应活性逐渐下降,但其CO_(2)甲烷化活性仍远高于hcp-相催化剂.原位X射线衍射和环境透射电镜等结果表明,在反应温度高于250°C条件下,fcc-晶相的金属催化剂发生部分晶相转变.该相变主要发生于Ru金属纳米颗粒的聚集体,并伴随着金属粒子的团聚和粒径的增长;然而,单颗粒分散的Ru纳米粒子在相同条件下仍能维持其fcc-晶相,从而确保了其较高的甲烷化活性.此外,原位红外结果进一步证实了CO_(2)甲烷化在Ru基纳米催化剂上通过氢化生成HCOO*中间体的反应路径,以及Ru纳米颗粒在反应过程中的动态结构演化.综上,金属纳米颗粒的晶相设计是调控表面原子结构及其催化反应性能的有效手段.通过对Ru基纳米催化剂的晶相设计,可以显著提升其在CO_(2)甲烷化反应中的催化活性.然而,潜在的高温晶相转变可导致催化剂活性的部分失活.总之,晶相设计通过对金属纳米粒子表面原子结构的调变,为高效催化剂的设计开发和反应机理的深入研究提供了新的机遇.

含钙镁煤基固废CO_(2)矿化封存及其产物性能研究进展

随着化石碳资源的过度消耗,导致CO_(2)等温室气体的大量排放,全球气候变化已经成为全人类面对的重大挑战之一,同时,煤炭资源开发利用过程中会产生大量的粉煤灰、脱硫石膏等含钙镁煤基固废。如何实现CO_(2)高效捕集与封存是当下面临的极具挑战性课题,粉煤灰、煤气化灰渣等大宗重污染工业固废的大规模综合利用仍亟待突破。在“双碳”目标下,利用煤基固废矿化封存CO_(2)是一项具有巨大潜力的高效应对全球变暖的策略,利用含钙镁煤基固废进行矿物碳酸化对于二氧化碳捕集与封存(CCS)以及固废的资源化处置都具有很大前景。然而,它的工业应用瓶颈依旧无法突破。综述了以典型煤基固废粉煤灰(FA)、脱硫石膏(FGDG)以及煤气化灰渣(CGS)为原料的CO_(2)矿化技术的发展现状,旨在探讨其技术局限性的原因。首先,简要阐述了煤基固废CO_(2)矿化的途径,揭示了煤基固废CO_(2)矿化反应过程和原理。其次,重点讨论了典型煤基固废的矿化潜力和工艺,明晰CO_(2)矿化过程中工艺参数对产物性能的调控机理。最后,总结了煤基固废CO_(2)矿化产物的性能并且利用全生命周期评估(Life Cycle Assessment,LCA)阐明矿化工艺的可行性及其对环境的影响。研究将对煤基固废CO_(2)矿化的工艺技术提供优化建议,以期推动煤炭工业的低碳转型战略目标。

水源地型河流-水库秋冬季水体CO_(2)排放特征

河流、水库水体是大气CO_(2)的重要排放源。为探究河流-水库连续型水体CO_(2)动态变化特征,文章以中国东南低山丘陵地区水源地型水库——沙河水库及其主要入库河流平桥河为例,于2022年秋季(9月-11月)、冬季(12月-次年2月)进行逐月采样,采用顶空平衡-气相色谱法和漂浮箱-便携式温室气体分析仪法分别对表层水体CO_(2)溶存浓度和水-气界面CO_(2)排放通量进行观测。分析了平桥河、入库口及沙河水库CO_(2)浓度与通量的时空变化及主要影响因素。结果表明:平桥河-沙河水库连续体的CO_(2)浓度和通量的范围分别为0.034~0.415 mmol/L和-7.835~4.481 mmol/(m^(2)·h);CO_(2)浓度及通量在空间上均表现为入库口显著高于平桥河和沙河水库(P<0.05),在季节上表现为秋季显著高于冬季(P<0.05)。平桥河-沙河水库连续体不同区域水体CO_(2)动态的影响因素差异较大,在平桥河主要受DO和pH的影响,在入库口主要受DO、pH和NH_(4)^(+)-N的影响,在沙河水库主要受水温、DO、pH、Chl-a、PO_(4)^(3-)-P、TP、DOC和DIC的影响。研究表明,河流、入库口和水库CO_(2)排放及影响因素具有较强的时空异质性,全面考虑水源地型河流-水库连续体不同区域水体CO_(2)动态变化特征有利于提升区域碳收支估算的准确性。

EDTA间接滴定法快速检测CO_(2)吸收液中碳酸氢根与碳酸根总量的研究

碳捕集、利用与封存(CCUS)技术是减少二氧化碳(CO_(2))排放的有效措施之一,其中化学吸收法应用广泛且技术成熟。在化学吸收法中,用碱性溶液吸收CO_(2)后,CO_(2)吸收液中存在一定量的碳酸氢根和碳酸根,准确测定CO_(2)吸收液中碳酸氢根和碳酸根的总量,可确定CO_(2)吸收液的CO_(2)吸收量。根据脱硫废水(作为CO_(2)吸收液)的水质组分及其复杂性提出了采用EDTA间接滴定法快速测定CO_(2)吸收液中碳酸氢根和碳酸根的总量(以碳酸根计,下同)。对碳酸氢根和碳酸根系列标准溶液的测定结果表明,系列标准溶液的标准曲线线性拟合系数均大于0.9993,线性拟合范围为100~2500 mg/L,因此EDTA间接滴定法测定碳酸氢根和碳酸根总量的检测范围为100~2500 mg/L。对实际工程水样的测定结果显示,测定结果的相对标准偏差为0.92%~1.28%(n=5),准确性较好,EDTA间接滴定法测定碳酸氢根和碳酸根总量具有现实可行性。

TBAI辅助三嗪聚合物催化CO_(2)与环氧氯丙烷环加成反应机理的理论研究

二氧化碳排放量的增加对环境造成了重大威胁。利用含氮和卤素的有机催化剂可以催化CO_(2)与环氧化物的环加成反应。用ωB97X-D/def2-TZVP//ωB97X-D/def2-SVP方法,结合SMD溶剂化模型,计算了三嗪骨架聚合物催化剂与四丁基碘化铵(TBAI)助催化剂的复合催化体系(Cat-I)催化CO_(2)与环氧氯丙烷(ECH)加成为环碳酸酯的详细反应机理。计算结果显示,在Cat-I的催化作用下,ECH先活化的路径为最低能量路径。亚胺基氢键供体活化ECH中的C-O键,I-的强亲核性和离去能力协同作用促进反应的进行。其决速中间体(TDI)为起始反应物,决速过渡态(TDTS)为碳酸半酯的闭环步骤的过渡态,表观自由能垒为33.54 kcal/mol,比无助催化剂时的能垒低16.55 kcal/mol。这与105℃、常压下、TBAI为助催化剂时三嗪骨架聚合物催化目标反应的转化率为100%,而无助催化剂时转化率仅为70%的实验事实相符。

葡萄酒酿造过程CO_(2)的生成规律及回收探究

为密封回收葡萄酒酿造过程中产生的CO_(2),分析赤霞珠和霞多丽葡萄酒精发酵过程中CO_(2)的生成量和浓度变化规律,探究不同开放程度酒精发酵对葡萄酒常规理化指标、颜色、酚类物质及挥发性风味物质的影响。结果表明,CO_(2)生成量可用“S”型模型拟合,CO_(2)浓度变化规律符合Logistic函数。不同开放程度酒精发酵对干白葡萄酒品质的影响,只有总酚含量随开放程度减小而显著降低(P<0.05)。密封式发酵干红葡萄酒还原糖、可滴定酸和挥发酸较高,分别为3.9 g/L、6.79 g/L、0.92 g/L,酒精度、总酚、总花色苷、单宁含量较低,分别为13.1%vol、3.34 g/L、0.32 g/L、2.46 g/L。密封式发酵干白和干红葡萄酒的b*值和色度(Cab值)有所降低,能够有效减少挥发性风味物质的损失,显著提升葡萄酒的果香和花香。因此,在干白葡萄酒整体品质受发酵开放程度的影响小,可尝试在密封式发酵时回收CO_(2);干红葡萄酒发酵过程CO_(2)的密封回收还需要进一步探讨。

超临界CO_(2)喷涂雾化试验研究

超临界CO_(2)喷涂是近年来出现的一种绿色高效喷涂技术,雾化效果是影响其喷涂质量的主要因素之一。采用响应曲面法和自主开发的超临界CO_(2)喷涂装置,以索特尔液滴粒径D32作为雾化效果的表征参数,研究了CO_(2)温度、CO_(2)压力、CO_(2)质量分数和喷嘴尺寸对雾化效果的影响。研究结果表明CO_(2)压力、CO_(2)质量分数和喷嘴尺寸对雾化效果影响显著,CO_(2)压力和CO_(2)质量分数两因素之间交互作用显著;各影响因素的显著性由大到小依次为喷嘴尺寸、CO_(2)压力、CO_(2)质量分数和CO_(2)温度;喷嘴尺寸与索特尔液滴粒径D32呈正相关,CO_(2)压力、CO_(2)温度和CO_(2)质量分数与索特尔液滴粒径D32呈负相关。在超临界CO_(2)喷涂雾化参数分别为CO_(2)压力10 MPa,CO_(2)温度53℃,CO_(2)质量分数50%和喷嘴尺寸0.33 mm时,得到最优雾化液滴索特尔液滴粒径D32为69.6μm。该研究结果可为超临界CO_(2)喷涂工业化设计及生产提供理论指导。