检索结果-内蒙古大学图书馆

过程工程学报 2022年第10期22卷 1317-1324页

作者：石春艳张国帅李益张锁江中国科学院过程工程研究所离子液体清洁过程北京市重点实验室中国科学院绿色过程与工程重点实验室多相复杂系统国家重点实验室北京100190

本工作针对钢铁行业副产的煤气、余热、钢渣及钢化联产现状进行了分析,论述了碳中和背景下钢化联产绿色低碳技术的发展趋势,展望了未来无碳炼钢的新型钢厂从“以化固碳”转变为“以氢代碳”的新模式,并提出了加快钢化联产新技术应用建... 详细信息

本工作针对钢铁行业副产的煤气、余热、钢渣及钢化联产现状进行了分析,论述了碳中和背景下钢化联产绿色低碳技术的发展趋势,展望了未来无碳炼钢的新型钢厂从“以化固碳”转变为“以氢代碳”的新模式,并提出了加快钢化联产新技术应用建议和举措,以期建立以钢铁行业为龙头,耦合化工行业的新型工业可持续发展生态链,支撑我国“双碳”目标的实现。

关键词：碳中和钢铁化工钢化联产

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CO_(2)还原用甲酸脱氢酶分子改造的研究进展

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生物技术通报 2025年第3期41卷 14-24页

作者：陆峰黄玉红林燕娜马富强中国科学院苏州生物医学工程技术研究所、中国科学院生物医学检验技术重点实验室、医药酶工程研究中心苏州215163 中国科学院过程工程研究所、离子液体清洁过程北京市重点实验室北京100190 威海先进医用材料与高端医疗器械山东省实验室威海264210

随着全球对可持续能源转型和温室气体减排的迫切需求,CO_(2)的高效绿色转化成为能源、环境科学以及化学工程等多个领域的研究热点。特别是在应对气候变化的背景下,CO_(2)的捕集和利用被视为实现碳中和的重要途径之一。甲酸脱氢酶(FDH)... 详细信息

随着全球对可持续能源转型和温室气体减排的迫切需求,CO_(2)的高效绿色转化成为能源、环境科学以及化学工程等多个领域的研究热点。特别是在应对气候变化的背景下,CO_(2)的捕集和利用被视为实现碳中和的重要途径之一。甲酸脱氢酶(FDH)作为将CO_(2)还原为甲酸盐的重要生物催化剂,在绿色化学和生物能源转化中展现出巨大的应用潜力,然而其催化活性、热稳定性和辅酶特异性等方面仍存在一定局限性。近年来,随着蛋白质工程技术和分子生物学的不断发展,研究者们提出了多种改造FDH性能的策略,使得FDH的应用前景得到极大提升。例如通过定向突变、结构优化等酶工程手段提高酶的底物亲和力,增强酶的刚性和构象稳定性以及改变辅酶结合位点,拓宽其在绿色转化过程中的应用前景。本文将对近年来FDH催化CO_(2)还原的研究进展进行全面总结,着重分析FDH在催化效率、热稳定性、辅酶特异性等方面的改进措施,探讨分子改造过程中所采取的具体策略,并总结这些策略的规律,以期为未来FDH的分子改造提供新的思路和方法,推动其在CO_(2)还原反应中的应用发展。此外,随着人工智能、机器学习和基因编辑等技术的发展,未来FDH的分子改造将更加高效和精确,这些新兴技术有望在较短的时间内筛选出具有优异性能的FDH突变体,为其在解决全球气候变化和能源危机方面提供可行的绿色解决方案。

关键词： CO_(2)还原甲酸脱氢酶分子改造催化效率热稳定性辅因子特异性甲酸盐 NAD+/NADH

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CO_(2)生物转化关键酶固定体系构筑研究进展与挑战

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生物工程学报 2023年第8期39卷 3143-3168页

作者：宋少宇纪秀玲栾力焜张莹黄玉红沈阳化工大学化学工程学院辽宁省无机分子基化学重点实验室辽宁沈阳110142 中国科学院过程工程研究所离子液体清洁过程北京市重点实验室北京100190

酶催化CO_(2)还原制备高值化学品对缓解全球环境和能源危机具有重要意义,利用甲酸脱氢酶(formatedehy drogenase,FDH)或多酶级联还原CO_(2)制备甲酸/甲醇具有选择性高、条件温和的优势,但关键酶活性低、稳定性差和重复利用率低的问题限... 详细信息

酶催化CO_(2)还原制备高值化学品对缓解全球环境和能源危机具有重要意义,利用甲酸脱氢酶(formatedehy drogenase,FDH)或多酶级联还原CO_(2)制备甲酸/甲醇具有选择性高、条件温和的优势,但关键酶活性低、稳定性差和重复利用率低的问题限制了其规模化应用,酶的固定化为这些问题提供了有效解决方案。本文总结了近年来利用膜、无机材料、金属有机框架和共价有机框架等载体对酶进行固定化的研究进展,阐释了不同固定材料和固定方式的特点和优势;进一步总结了固定化酶与电催化或光催化耦联反应体系对CO_(2)还原的协同效果及应用,同时指出酶固定化技术和耦联反应体系目前存在的问题并对其发展前景进行了展望。

关键词：甲酸脱氢酶固定化生物催化级联反应耦联反应

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碱金属阳离子调变的负载钴催化剂对还原胺化反应的影响

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过程工程学报 2024年第12期24卷 1453-1465页

作者：洪晓博黄在银丁其达刘泽莹王红岩谭学才王耀锋广西民族大学化学化工学院广西南宁530006 中国科学院过程工程研究所离子液体清洁过程北京市重点实验室北京100190 郑州中科新兴产业技术研究院河南郑州450001

苄胺因其在医药、农药、染料和香料等领域的广泛应用而备受瞩目。苄胺可以通过苯甲醛(BzH)还原胺化反应进行制备,但受限于用于该反应的催化剂制备步骤复杂、成本高。本工作通过浸渍法制备了一系列负载在二氧化硅上的碱金属阳离子调变的... 详细信息

苄胺因其在医药、农药、染料和香料等领域的广泛应用而备受瞩目。苄胺可以通过苯甲醛(BzH)还原胺化反应进行制备,但受限于用于该反应的催化剂制备步骤复杂、成本高。本工作通过浸渍法制备了一系列负载在二氧化硅上的碱金属阳离子调变的钴催化剂(Co-M/SiO_(2)),并评价了不同催化剂对BzH还原胺化反应的影响。最佳催化剂Co-Na/SiO_(2)(Co^(2+):Na^(+)=1:1.5)催化BzH转化率为100%,目标产物苄胺的选择性为94.6%。与未加入碱金属阳离子的Co/SiO_(2)催化剂相比,该催化剂使苄胺选择性提高了24.6个百分点,副产物苯甲醇(BzAh)减少了17.1个百分点。通过一系列表征技术(XRD,XPS,TEM,Raman,NH3-TPD,CO_(2)-TPD,H_(2)-TPD,TGA)深入探究了催化剂结构和形貌特征。结果表明,在Co-Na/SiO_(2)中,钴主要以Co^(0)和CoO_(x)形式存在,引入的Na^(+)通过电子转移作用改变了催化剂中Co^(0)物种的结合能;此外,Co-Na/SiO_(2)催化剂提供了适量的酸碱性位点及适当的氢气吸附能力,有利于还原胺化反应发生。利用原位红外实验分析了Co-Na/SiO_(2)催化剂和Co/SiO_(2)催化剂的吸附能力和反应过程差异。结果表明,Co-Na/SiO_(2)催化剂催化苯甲醛还原胺化合成苄胺的能力优于Co/SiO_(2)催化剂的原因在于能够抑制副产物BzAh的生成。本工作为还原胺化反应提供了一种低成本且高活性的钴基催化剂制备策略,为以后用于该反应的高效催化剂的设计研究奠定了基础。

关键词：苯甲醛苄胺还原胺化反应碱金属阳离子调变钴基催化剂

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生物合成尼龙新材料核心单体二元胺研究进展

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过程工程学报 2023年第7期23卷 958-971页

作者：蔺琨李壮王坤毕莹纪秀玲张志刚黄玉红沈阳化工大学辽宁沈阳110142 中国科学院过程工程研究所离子液体清洁过程北京市重点实验室北京100190 惠州市绿色能源与新材料研究院广东惠州516000

二元胺是聚酰胺、聚氨酯和聚脲等高分子材料合成的核心单体,生产需求巨大。在碳中和大背景下,合成生物基二元胺是实现低碳生产和可持续发展的有效途径,借助合成生物学、代谢工程、蛋白质工程等策略能够设计和开发高效的二元胺生物合成... 详细信息

二元胺是聚酰胺、聚氨酯和聚脲等高分子材料合成的核心单体,生产需求巨大。在碳中和大背景下,合成生物基二元胺是实现低碳生产和可持续发展的有效途径,借助合成生物学、代谢工程、蛋白质工程等策略能够设计和开发高效的二元胺生物合成关键酶和途径。本工作简述了1,4-丁二胺、1,5-戊二胺、1,6-己二胺的天然或人工合成路径,围绕微生物从头合成发酵和全细胞催化两种合成策略综述了二元胺的合成进展,丁二胺的生物合成主要包括鸟氨酸脱羧与赖氨酸脱羧路径,目前主要以发酵法生产丁二胺,但丁二胺的产率较低,不能达到工业生产的需求;戊二胺的生物合成路径为赖氨酸脱羧,主要采用发酵法和全细胞催化法,其中全细胞催化合成戊二胺更为高效,技术趋于成熟,已被广泛应用于规模化生产;己二胺目前主要是通过构建人工途径进行生物合成。另外,针对二元胺生物合成过程遇到的副产物多、菌株活性差、产率低、分离纯化困难等问题与挑战,提出了结合代谢工程和蛋白质工程优化关键酶催化、探索二元胺积累造成细胞损伤的影响机制、增强酶催化专一性和活性以提高生产强度、优化发酵体系、简化后续分离纯化步骤等提高生物合成二元胺的方法,同时指明了未来生物基二元胺工作的重要方向并展望了生物基二元胺的发展前景。

关键词：碳中和尼龙材料二元胺从头合成全细胞催化合成生物学

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相变离子液体体系吸收分离CO_(2)的研究现状及展望

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化工学报 2023年第4期74卷 1419-1432页

作者：杨灿孙雪琦尚明华张建张香平曾少娟郑州大学河南先进技术研究院河南郑州450003 中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室离子液体清洁过程北京市重点实验室北京100190 中国科学院绿色过程制造创新研究院北京100190 中石化石油工程设计有限公司中国石化碳捕集、利用与封存(CCUS)重点实验室山东东营257000

全球工业化的迅速发展及人口增长使得化石燃料消耗不断增加,导致二氧化碳(CO_(2))排放量逐年递增,引发全球化气候问题。醇胺吸收法目前在工业CO_(2)捕集应用最广泛,主要以单乙醇胺、甲基二乙醇胺等水溶液为吸收剂,存在溶剂损耗大、再生... 详细信息

全球工业化的迅速发展及人口增长使得化石燃料消耗不断增加,导致二氧化碳(CO_(2))排放量逐年递增,引发全球化气候问题。醇胺吸收法目前在工业CO_(2)捕集应用最广泛,主要以单乙醇胺、甲基二乙醇胺等水溶液为吸收剂,存在溶剂损耗大、再生能耗高等问题,开发高效低能耗的新型吸收剂是实现CO_(2)大规模捕集的关键。离子液体具有气体亲和性好、蒸气压低、结构性质可调等特点,其中相变离子液体体系因节能潜力大被认为是新一代CO_(2)吸收剂,其吸收CO_(2)后由均相变为互不相溶的液-液或液-固两相,再生时仅需对CO_(2)富相加热处理,可有效减少吸收剂再生体积,降低再生能耗。重点总结近五年相变离子液体体系在CO_(2)分离的研究现状和进展,对不同相变行为的液-液和液-固相变离子液体体系分类阐述和讨论,并对其发展趋势进行展望。

关键词：离子液体相变 CO_(2)吸收低能耗分离

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CO_(2)电催化还原制合成气研究进展及趋势

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化工学报 2023年第1期74卷 313-329页

作者：李鑫曾少娟彭奎霖袁磊张香平郑州大学河南先进技术研究院河南郑州450003 中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室离子液体清洁过程北京市重点实验室北京100190 郑州大学化工学院先进功能材料制造教育部工程研究中心河南郑州450001

可再生电能驱动CO_(2)电催化合成化学品或燃料,具有反应条件温和、产物选择性可调且可利用分布式可再生能源优势。合成气作为一类重要的化工原料气,可制备甲醇、乙醇、烯烃等大宗化学品,是CO_(2)电催化转化的重要途径,如何高电流密度、... 详细信息

可再生电能驱动CO_(2)电催化合成化学品或燃料,具有反应条件温和、产物选择性可调且可利用分布式可再生能源优势。合成气作为一类重要的化工原料气,可制备甲醇、乙醇、烯烃等大宗化学品,是CO_(2)电催化转化的重要途径,如何高电流密度、高选择性且精准调控碳氢比例(CO/H2)是需要解决的关键科学技术难题。本文从提升电流密度和效率、拓宽合成气比例角度出发,综述了CO_(2)电催化还原制合成气的最新研究进展,包括电极材料设计、电解液开发、电解槽结构创新等;论述了利用原位表征和理论模拟(DFT、MD)方法对CO_(2)电催化还原制合成气反应机理的研究进展。在此基础上,提出可通过催化剂多级形貌调控、多活性位点设计、CO_(2)捕集与转化系统集成、CO_(2)还原与阳极反应耦合等途径,提升CO_(2)电催化还原制合成气效率的策略。最后,探讨和展望了实现CO_(2)电催化还原制合成气工业化的挑战和问题。

关键词：二氧化碳合成气电催化还原催化剂电解液机理

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膜法二氧化碳分离技术研究进展及展望

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中国电机工程学报 2021年第4期41卷 1209-1216页

作者：罗双江白璐单玲珑张香平离子液体清洁过程北京市重点实验室(中国科学院过程工程研究所) 北京市海淀区100190

二氧化碳的排放导致了严重的环境和生态问题,而碳捕集、利用和封存技术(carbon capture,utilization and storage,CCUS)是减缓CO_(2)排放的有效途径。在众多的CCUS方法中,膜分离因其能效高、成本低、投资少、维护运行简单等优点引起了... 详细信息

二氧化碳的排放导致了严重的环境和生态问题,而碳捕集、利用和封存技术(carbon capture,utilization and storage,CCUS)是减缓CO_(2)排放的有效途径。在众多的CCUS方法中,膜分离因其能效高、成本低、投资少、维护运行简单等优点引起了广泛关注。综述了燃烧前捕集、燃烧后捕集和天然气脱碳中的膜材料及其膜分离性能,分析影响CO_(2)捕集效率的关键膜结构因素和调控规律,膜组件开发关键问题及产业化情况,膜分离系统集成及经济性规律。结合研究现状和CO_(2)捕集需求,提出未来膜法CO_(2)捕集的研究方向。

关键词：二氧化碳捕集气体分离膜溶解-扩散机理促进传递膜膜组件系统集成

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高韧性高导电PTFE基干法自支撑膜技术研究

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储能科学与技术 2025年第5期14卷 1850-1857页

作者：高桂红李珅珅张薇梁圣杰韩甜巫湘坤郑州中科新兴产业技术研究院河南省储能材料与过程重点实验室龙子湖新能源实验室郑州中科新兴产业技术研究院河南省储能材料与过程重点实验室中国科学院过程工程研究所离子液体清洁过程北京重点实验室

基于聚四氟乙烯可纤维化的特性，先将原材料预纤维化形成均匀的混合物后经热辊压的方法制备了干法自支撑膜。通过此方法制备的干法膜片厚度达到120～200μm，负载量达到36～60 mg/cm2，面载量7.26～12.11 mAh/cm2，是目前商业化湿法电... 详细信息

基于聚四氟乙烯可纤维化的特性，先将原材料预纤维化形成均匀的混合物后经热辊压的方法制备了干法自支撑膜。通过此方法制备的干法膜片厚度达到120～200μm，负载量达到36～60 mg/cm2，面载量7.26～12.11 mAh/cm2，是目前商业化湿法电极面载量的2～4倍；膜片的表面、截面扫描电镜显示原颗粒状的聚四氟乙烯黏结剂在混合和热压过程被充分地纤维化，制备过程中形成的纳米纤维状黏结剂在电极膜中均匀分布，聚四氟乙烯纤维丝、导电剂广泛地围绕在活性颗粒的周围，并在膜片内形成充裕的“3D”网状结构；膜片具有良好的亲液性能，测量的光学接触角介于97°～112°；此膜电极片具有较强的力学性能，最大拉断力为2.64 MPa，膜片伸长率高达34.64%，较好的力学性能完全可以应用于卷绕等工序中保持膜片的完整性；膜片具有低至13.58 mΩ·cm的电子电阻率；200μm的超厚电极0.05C充放电的首次充放电效率为87.51%，放电比容量为209.60 mAh/g,1C倍率下放电克容量最高为160 mAh/g。通过本研究，认为聚四氟乙烯纤维化技术推进低成本规模化电极制备技术是可行的，为能源的高效利用提供了可靠的解决方案。

关键词：干法技术自支撑膜聚四氟乙烯高韧性高导电

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纳米炭在氧化还原液流电池中的应用

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新型炭材料 2021年第1期36卷 82-92页

作者：张丰洁张海涛中国科学院过程工程研究所离子液体清洁过程北京市重点实验室绿色过程与工程重点实验室北京100190 中国科学院大学化学工程学院北京100049

氧化还原液流电池(RFB)被认为是最高效的电网级大规模电化学储能技术,随着能源危机和环境污染的加剧,其引起广泛的关注。电荷传输性质是与储能装置的电化学性能有关的关键因素。通常通过调节材料形态和尺寸有效地减小离子的扩散距离,进... 详细信息

氧化还原液流电池(RFB)被认为是最高效的电网级大规模电化学储能技术,随着能源危机和环境污染的加剧,其引起广泛的关注。电荷传输性质是与储能装置的电化学性能有关的关键因素。通常通过调节材料形态和尺寸有效地减小离子的扩散距离,进而提高离子的扩散系数和电子的传递效率。纳米炭具有特殊的微结构和电子结构,并能呈现出众多奇异的物化特性,例如高离子电导、优异的导热性和出色的机械性能,其在电化学储能中起着不可或缺的作用。调控碳的微观结构是改善其电子和离子传输行为的有效策略。本文回顾了纳米炭在RFB中的功能,特别是着眼于电极(悬浮电极)和双极板(集电极)中使用的纳米炭材料的改性和设计,其可提高能量效率、功率密度和流动池的稳定性。希望对纳米炭材料在氧化还原液流电池中的应用进行更全面系统的介绍,可为高性能氧化还原液流电池的设计提供新的视角。

关键词：纳米炭材料氧化还原液流电池电极导电剂能效

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