“双碳”目标对我国未来空气污染和气候变化的影响评估

近期,我国提出实现碳达峰、碳中和的“双碳”目标和时间节点,未来我国空气污染和气候变化的发展趋势备受关注.本研究利用区域气候-化学-生态耦合模型Reg CM-Chem-YIBs,基于代表性浓度途径气候情景RCP4.5,使用中国未来排放动态预测模型（Dynamic Projection model for Emissions in China,DPEC）2030年排放数据,模拟预测了考虑实现“双碳”目标的情景下,未来区域减排政策和全球气候变化对我国空气污染与气候变化的影响.研究表明,相对于2015年,在未来区域减排政策和全球气候变化的共同作用下,2030年中国地区细颗粒物(PM_2.5)、臭氧（O₃）、二氧化碳（CO₂）平均浓度相对2015年分别下降了36.8、19.8μg m^-3和1.9 ppm(1 ppm=1μL L^-1).我国南方地区的气温将有明显升高,升高幅度在0.5～1.5 K之间,降水和云量分别减少了1～2 mm d^-1和3%～6%;北方地区气温有所...     

全球碳排放的近实时定量方法

人类活动碳排放是全球气候变化最主要的人为驱动力,碳排放的定量化是应对全球变化和实现碳中和的基础.测算时空分辨率更高的碳排放数据,达成更精细、准确、及时的碳排放监测是当前学科前沿和国家重大需求.本文阐述一种基于统计、卫星遥感、观测等多源活动数据的碳排放定量方法,通过将人类活动强度指标参数化后,实现全球和区域碳排放的近实时量化.该方法将碳排放核算的时间分辨率从年提高到天,数据的时间滞后性从一年左右提高到近实时.基于该方法得到的碳排放数据不确定性与国际机构提供的碳排放数据基本一致.近实时碳排放数据进一步反映了全球碳排放的季节变化、月变化和周变化.     

基于STIRPAT模型的上海市碳达峰预测研究

本文根据1997年—2019年上海市碳排放相关数据，筛选后确定人口、人均GDP、能源强度、能源结构以及交通周转量5个特征因子建立STIRPAT模型，利用Python的sklearn机器学习库中的岭回归模型对方程进行拟合，采用划分数据集的方式选取岭回归合适的超参数α,最终得到上海市碳排放预测模型。采用每5年设置一次变化率、5年内变化率匀速下降的方式设定未来特征变化率，且各特征值变化率均采用等差方式设定高中低3档，组合形成5种情景，运用情景分析法对上海市2040年前的碳排放量做出预测：在低碳发展情景与节能情景下，上海市可以完成2025年前碳达峰的目标；在中间基准情景、理想情景与自由发展情景下，无法完成2025年前碳达峰的目标。根据碳排放预测模型系数，能源强度、人均GDP增速和人口数量是降低上海市碳排放总量的关键影响因素，建议上海市优先选择节能情景模式，严格控制能源消耗总量，优化能源结构，降低能源强度，同时适当降低经济发展速度，有利于实现双碳目标。     

面向碳中和的高温熔盐电化学技术

高温熔盐电化学反应具有反应动力学快、选择性好的优点,可用于能源存储与转换、金属材料的提取和纯化、二氧化碳的捕集和转化利用、退役金属材料的循环利用等领域,利用清洁电能驱动的高温熔盐电解技术可实现从源头、过程和末端全流程降碳减排.本文简要回顾了近20年来武汉大学在高温熔盐电化学方向的主要研究工作,包括熔盐电解固态化合物冶金(低碳提取)、熔盐捕集-电解转化CO₂(碳捕集与转化)、熔盐电化学制备功能材料(材料低碳制备)、熔盐电解回收能源金属材料(低碳绿色循环)和高温电解器关键材料(析氧阳极),形成了固态化合物还原反应动力学“三相界线”理论,丰富了高温惰性合金析氧阳极选材数据库,揭示了阳极氧化膜稳定服役机制,发明了熔盐电化学阳极氧化冶金新方法,提出了“熔盐电解质酸碱性-电极反应调控”新策略,并为新能源产业可持续发展所需的“前端原材料清洁提取”和“末端退役能源材料回收利用”提供新方法和新技术.以此为线索,评述了面向碳中和的高温熔盐电化学所面临的机遇与挑战,讨论了高温熔盐电解基础理论和应用技术的发展趋势,展望了清洁电能驱动的熔盐电解技术在实现碳达峰、碳中和目标中的潜在贡献.     

铜催化酰胺和溴代嘧啶胺的碳氮偶联反应

用CuI作催化剂,对N-(5-溴-2-甲苯基)-4-(3-吡啶基)-2-嘧啶胺和一些系列酰胺的C-N偶联反应进行了研究。通过条件试验,对适配碱的种类、溶剂、配体以及用量进行了筛选。并选用D-抗坏血酸钠作为抗氧剂,使偶联反应在开放的体系中方便地进行。方法简便,产率较高。采用该方法合成出了靶向抗癌药伊马替尼(格列卫),以及一些具有相似结构的N-嘧啶胺基苯基取代苯甲酰胺类衍生物。     

先进核能技术中的热管应用

在碳中和大背景下，能源结构转型已经成为世界能源体系发展的大趋势。核能能够有效填补煤炭减退过程中的电力及热力缺口，同时实现电力和供热领域的低碳化，具有布局灵活、应用广泛、不受气候环境和市场供应影响等优点，是保障国家能源安全的重要手段。热管是一种非能动的高效换热元件，具有运行温度范围广、结构紧凑、工作稳定可靠和安全性高等优点，应用于航空航天、能源和化工等多领域。热管多领域、多尺度、多环节地服务核工业，在先进核能发展进程中发挥了重要的作用。该文对先进核能概念设计和先进核能应用中的热管技术进行了综述，详细阐述了高温金属热管和热管冷却反应堆的设计概念和应用前景，介绍了核安全设施和核能城市服务设施中的热管，并提出先进热管技术展望。     

柱状田头菇菌丝体生长与碳氮营养关系研究

柱状田头菇的菌丝体生长能利用单糖、双糖和多糖作为碳源，以葡萄糖、羟甲基纤维素钠和市售白糖为最佳；醇糖则不能作为碳源被利用。有机和无机氮源均可被该菇菌丝体吸收、利用，以蛋白胨和1－半胱氨酸为最佳氮源。该菇菌丝体可在较广的C／N范围内生长，以35／1为最适的C／N。     

用电阻探头及微机控制装置改造气体渗碳炉

针对ＣＯ２红外碳势分析仪和氧探头测控碳势中存在的用化学平衡方程式间接计算碳势和单参数测量的不精确性，利用铁丝电阻与其含碳量存在的线笥关系，采取用电阻探头配ＭＣＳ５１单片机直接测量炉气碳势的方法测控碳势。法具有成本低廉、设备简单、控制精确的特点，楞在不破坏原有渗碳炉结构的前提下很方便地改造原设备。     

掺杂锰氧化物的聚乙烯醇基碳包覆复合材料的制备及界面改良优化机制

采用掺杂锰氧化物MnO_x的聚乙烯醇(polyvinylalcohol,PVA)基碳包覆(CF_0.79@C-MnO_x)对氟化碳(CF_0.79)进行改性.为提升锂氟化碳电池倍率性能,进一步探讨碳化温度、氧化温度和包覆层厚度对制备的CF_0.79@C-MnO_x复合材料电化学性能的影响,以此优化氟化碳包覆层获得界面改良最佳优化机制.实验结果表明:优化碳化温度,可得到导电性最好的碳层;优化氧化温度,可得到结晶性好的锰氧化物;优化PVA和Mn(NO₃)₂浓度来调控包覆层厚度,可进一步改善氟化碳的界面,促进锂离子扩散到氟化碳电极上.微观形貌表征及电化学性能分析均表明,CF_0.79@C-MnO_x-350℃氩气-400℃氧气-0.25mol/LMn(NO₃)₂-0.25mol/LPVA具有最佳的性能,在高的放电倍率下,无论在倍率性能还是电压平台,...     

柔性储能器件的发展现状及展望

随着可穿戴、可弯曲、柔性的电子产品的发展,能为其提供高能量、高功率的柔性储能器件得到越来越广泛的关注和研究,以适应其在不同应用领域的需求。电极材料和电解质是决定柔性储能器件的关键因素之一。综述了目前电化学储能器件的柔性化发展趋势,着重介绍了锂离子电池和超级电容器的柔性化的最新进展,分析和概括了目前该领域存在的主要问题和可能的解决途径。最后从材料设计、结构优化、工艺改进等多个方面展望和分析了其未来发展方向。