“双碳”背景下传统化石能源脱碳制氢增值化利用技术

碳达峰和碳中和战略目标对全球经济与社会发展意义非凡。能源动力行业是中国二氧化碳排放大户,也是构建新型能源系统与产业革命的主战场。日趋成熟的碳捕集、利用和封存（carbon capture,utilization and storage,CCUS）技术因高成本、高能耗面临产业界的强大阻力,转变能源结构至关重要,然而中国的资源禀赋和能源现状决定未来一段时间仍将继续依赖传统化石燃料。该文分析了催化裂解技术、碳材料和氢气利用、燃氢发电等多项前沿技术的可行性,提出了一个实现化石燃料高效清洁利用的革命性技术路线,以期高效、低排放、低成本地制备氢气和高附加值的碳材料,实现基于燃氢轮机的零排放发电。该技术路线有望解决相关能源动力企业的碳排放技术与经济难题,助力\"双碳\"目标实现。     

CO2减排新途径--土壤中CO2固定的试验研究

采用土柱淋溶模拟试验,研究长效碳铵及普通碳铵在土壤中的分解特性,以考察长效碳铵固碳的实际可能性.试验表明:在施用长效碳铵和普通碳铵后的1个星期左右,两者在土壤中的HCO-3,CO2-3离子质量浓度基本相同,且主要集中在土壤表层.2个星期后,施用长效碳铵的土壤中HCO-3,CO2-3离子质量浓度都明显高于相应的普通碳铵.结果可知在土壤固碳方面长效碳铵要优于普通碳铵.     

不同温度下二氧化硫与乙烷水合物体系的模拟研究

采用分子动力学模拟计算方法,在10 MPa的压力条件下,对二氧化硫和乙烷水合物体系,分别在275、285、295、305 K等不同温度下的变化情况进行模拟研究.预测了二氧化硫、乙烷、水的扩散系数,探讨了密度、氢键数和配位数等结构性质.结果表明,水受到温度的影响较大,二氧化硫明显比乙烷更容易与水结合,乙烷被水和二氧化硫排挤而大量聚集,能够达到利用二氧化硫置换和收集乙烷的目的.     

支撑熔盐膜法脱除烟气中的SO^＋2

从理论和实验两方面研究了支撑熔盐膜法烟气脱硫新技术。采用非记热力学建立了ＳＯ２传质的数学模型，并用电子计算机进行求解，考察了电流密度气相中ＳＯ２浓度，阴极室气体流量等因素对ＳＯ２传质的影响。实验结果与理论解相符合。     

CFRP或钢条带加固砼双向板的承载力分析

采用塑性铰线理论,分析外贴碳纤维布（CFRP）或钢条带加固的正方形板的承载力。改进张继文的塑性铰线模式,得出更为精确的理论解。同时修补了该理论解的一个缺陷,即随着条带宽度的增加,承载力上升至无穷大。与实验值相比较,由于拱的效应,本文的理论解偏于保守。     

碲在铸钢中的作用

作者对普通中碳钢ZG35和低合金钢25MnV进行了加Te试验,借助扫描电镜等手段进行分析,探索碲对铸钢组织与性能的影响规律,结果发现Te能加大铸钢凝固时的过冷度,使中碳钢中珠光体量增多,片间距减小,25MnV钢中在铸态下出现上贝氏体组织。碲能细化晶粒,遏制魏氏铁素体的生成。含Te铸钢的硬度值大幅度提高,加Te后会在基体组织中生成大小为5μm左右的MnS+MnTe球状共生物,从而改善钢的切削加工性。     

碳纳米管和离子液体修饰电极对鸟嘌呤的电催化性能研究

以多壁碳纳米管(MWNTs)和疏水性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐(BMIMPF6)按一定比例制备成胶体,修饰在电极表面制备成MWNTs-BMIMPF6/GCE修饰电极,以铁氰化钾为电化学探针,用循环伏安法和交流阻抗法对修饰电极进行表征,考察鸟嘌呤在修饰电极上的电催化行为。结果表明,该修饰电极显著的增强了对鸟嘌呤的电催化性能,氧化峰电位负移,峰电流提高约7～8倍;以差分脉冲伏安法对溶液中的鸟嘌呤进行测定,其检测线性范围为1.5×10-6～2×10-4mol/L,检出限为2×10-7mol/L。     

二苯乙二酮缩双苯胺锰的合成及用于CO2催化转化研究

合成了二苯乙二酮缩双苯胺锰的配合物，研究了其对ＣＯ２的固定及催化ＣＯ２同有机底物反应。反应产物经ＩＲ，＾１Ｈ－＾１３Ｃ－ＮＭＲ、ＮＭＲ、元素分析等测定，结果表明：二苯乙二酮缩双苯胺锰是富电子配合物，可在温和条件下固定和催化转化ＣＯ２为有机酸。     

纳米二氧化钛粉体光催化染料脱色的研究

以钛酸四丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备了纳米二氧化钛粉体.经XRD对制得的粉体进行了表征.以溶胶-凝胶法制得的二氧化钛粉体,利用紫外光催化反应装置,考察了溶液初始浓度变化、催化剂投加量以及pH值、光催化时间对甲基红降解率的影响.结果表明:随着溶液初始浓度增加,甲基红的降解率降低;染料在强酸性环境中的降解好于碱性环境,酸性环境中更容易进行光催化降解反应,去除率以及反应速率都大于碱性条件下的值.其中,当pH=3.0时,甲基红溶液在固定时间内的去除率最大;TiO2粉末投加量为0.7 g/L时,其具有良好的光催化脱色性能,经7 h光照,甲基红染料废水脱色效果好.     

CO2地质封存过程中传热特性研究

碳捕集与封存(CCS)技术使得大规模减少CO2排放变得可行,充分预测CO2的状态对于实际工程安全有效开展是十分必要的．现有模型普遍将本应为整体系统的井筒注入和咸水层封存视为两个单独的阶段,通过建立一个井筒注入与咸水层封存的联合模型对储层中流体传热过程进行模拟,分析不同注入条件对于CO2在整体封存过程中传热特性的影响．研究表明,焦耳-汤姆孙效应、地层温度及井筒热阻是影响流体温度的主要原因,流体温度会影响冷却域范围以及最低温度出现的径向位置,高温或低压注入会抑制焦耳-汤姆孙效应．