工业有机固废气化技术的研究进展

气化是解决工业有机固废高效清洁处置利用的重要技术,近年来被广泛使用,尤其在污染物减排和能源化再利用方面发挥着积极作用。通过维持还原性气氛实现气化反应,可将工业有机固废中的有机组分转化为高热值合成气。实施工业有机固废资源再生利用可以缓解对传统能源和化工原料的需求,有利于实现循环经济和可持续发展。从气化过程的影响因素、协同反应机制、产物预测等方面入手,着重综述了工艺参数、气化炉类型等对工业有机固废气化过程的影响规律,阐述了多元物料组分共气化过程中的协同作用机理。最后,梳理了近年来工业有机固废气化领域的研究重点,并提出了未来的研究方向,包括借助现代原位表征技术构建完整的协同反应路径,结合密度泛函理论解析共气化过程中的多反应耦合作用机制,利用机器学习优化工业有机固废气化的工艺参数,以及开展工业有机固废共气化的生命周期评价等。

用于高效稳定吸附CO_(2)的胺基功能化MOF-808开发及机理

胺基功能化金属有机骨架具有孔隙率高、CO_(2)吸附容量大、抗水性好的优点,被认为是适用于燃煤烟气CO_(2)捕集的吸附材料,但其表面胺基分子在高温脱附过程易发生团聚,导致吸附速率和吸附容量下降。采用物理浸渍将四乙烯五胺分子(TEPA)封装入MOF-808的孔道内,开发了一种胺基分子高度分散的胺基功能化吸附材料TEPA@MOF-808。TEPA@MOF-808的吸附容量相比MOF-808提高了2.15倍,吸附速率常数、吸附选择性分别提高了13%和498%,10次吸脱附循环后吸附容量仅下降10.9%,说明基于TEPA的胺基功能化策略可显著提高CO_(2)吸附性能和稳定性。热力学结果显示TEPA@MOF-808的等量吸附热仅为40 kJ/mol,小于普遍认为的化学吸附门槛,^(13)C固体核磁和原位红外表征结果进一步揭示了其以物理吸附为主的吸附机理。