检索结果-内蒙古大学图书馆

过程工程学报 2023年第8期23卷 1137-1149页

作者：王坤纪秀玲蔺琨黄玉红郑州大学河南先进技术研究院河南郑州450000 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450000

石化基材料生产消耗大量不可再生资源,并对环境造成一定程度污染。而利用可再生资源生产的生物基材料性能可以与石化基材料相媲美,符合绿色、低碳、环保的发展理念,为实现“碳达峰、碳中和”的目标提供强有力的技术支撑。近年来,随着国... 详细信息

石化基材料生产消耗大量不可再生资源,并对环境造成一定程度污染。而利用可再生资源生产的生物基材料性能可以与石化基材料相媲美,符合绿色、低碳、环保的发展理念,为实现“碳达峰、碳中和”的目标提供强有力的技术支撑。近年来,随着国内外政策对生物基材料的支持,生物基材料已成为国内外争相发展的新材料,为生物基材料行业的发展提供了良好的契机。利用生物法生产的生物基材料核心单体具有生产条件温和、价格低廉、绿色环保等优点,但发酵液内成分复杂以及单体浓度偏低,导致分离难度增加,严重制约了生物基材料整个行业的发展。生物基材料生产要求单体纯度高,少量杂质会影响生物基材料的外观性能。现有的生物基材料核心单体的分离研究及应用中,充分发挥化工分离技术的优势,开发出了获得高纯度生物基材料核心单体的分离纯化工艺。本综述介绍了生物基材料的生产现状,综述了近年来几种应用广泛的生物基材料核心单体分离纯化技术的研究进展,分析了目前分离技术的优缺点,最后对生物基材料核心单体分离纯化技术的发展趋势进行了展望。要点:(1)介绍了目前全球生物基材料行业的生产状况,以及对生物基材料核心单体的需求。(2)阐述了目前生物基材料核心单体分离面临的问题。(3)总结了生物基材料核心单体的分离纯化技术,对未来生物基材料核心单体的分离进行了展望。

关键词：生物基材料核心单体发酵液分离纯化

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轻质烷烃氧化裂解制低碳烯烃催化剂研究进展

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低碳化学与化工 2025年

作者：张国霞郝鹏波焦念明王慧郑州中科新兴产业技术研究院河南大学郑州中科新兴产业技术研究院龙子湖新能源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市重点实验室

轻质烷烃（C2～C6烷烃）氧化裂解工艺是生产低碳烯烃的路线之一，氧化裂解分为催化氧化裂解（COC）和氧化还原氧化裂解（ROC）两类。COC催化体系因存在氧气，容易引起过度氧化，导致CH4和COx收率升高、烯烃收率降低；ROC催化体系虽降低... 详细信息

轻质烷烃（C2～C6烷烃）氧化裂解工艺是生产低碳烯烃的路线之一，氧化裂解分为催化氧化裂解（COC）和氧化还原氧化裂解（ROC）两类。COC催化体系因存在氧气，容易引起过度氧化，导致CH4和COx收率升高、烯烃收率降低；ROC催化体系虽降低了过度氧化问题，但操作温度和工艺复杂性限制了实际应用。概述了COC反应机理，并详细总结了应用于该体系的多种催化剂，包括稀土金属、贵金属、碱金属及其他催化剂。同时，介绍了ROC反应机理及用于该体系的钒基、钙钛矿催化剂。基于对现有研究的分析，总结了氧化裂解催化剂面临的挑战，对未来发展方向进行了展望，以期为新型氧化裂解高效催化剂开发提供参考。

关键词：轻质烷烃氧化裂解催化剂低碳烯烃反应机理

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离子液体中铝的电沉积及精炼

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过程工程学报 2023年第3期23卷 396-410页

作者：杨晓晴郑勇王倩杨倩李玉李涛任保增中国科学院过程工程研究所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 郑州大学化工学院河南郑州450001 安阳工学院化学与环境工程学院河南安阳455000

国家的“双碳”目标对铝冶炼工业提出了新要求。针对传统Hall-héroult法生产铝存在高能耗、高排放的问题,我国将严守电解铝4500万吨“天花板”,积极开发铝再生技术,2025年实现再生铝产量由2020年的690万吨增至1150万吨。不论是电... 详细信息

国家的“双碳”目标对铝冶炼工业提出了新要求。针对传统Hall-héroult法生产铝存在高能耗、高排放的问题,我国将严守电解铝4500万吨“天花板”,积极开发铝再生技术,2025年实现再生铝产量由2020年的690万吨增至1150万吨。不论是电解制铝还是铝的再生精炼都需要在高温下进行,亟需低碳节能新技术的开发。离子液体中铝的电沉积能在<100℃下进行,能耗大大降低,且没有二氧化碳以及其他污染气体的排放,有望发展成为铝工业生产的一种新型绿色工艺。本综述按照阳离子结构对用于铝电沉积的离子液体体系进行分类,分别论述了相关研究进展,总结了以不同铝基材料作为阳极在离子液体中电解精炼铝的研究。最后,概括了铝电沉积用离子液体电解质体系的特性,并指出了存在的一些问题。

关键词：离子液体铝电沉积精炼节能减排

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调控双钙钛矿中高熵组分促进高温析氧反应

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物理化学学报 2024年第6期40卷 41-43页

作者：冯炜程于景成杨溢澜郭宜阁邹庚刘晓菊陈洲董坤宋月锋汪国雄包信和中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室洁净能源国家实验室辽宁大连116023 中国科学院大学能源学院北京100049 大连交通大学环境与化学工程学院辽宁大连116028 榆林学院化学化工学院陕西榆林719100 厦门大学材料学院福建厦门361005 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多相复杂系统国家重点实验室北京100190

固体氧化物电解池(SOEC)中阳极析氧反应动力学较为迟缓,限制了SOEC器件电催化转化能力,因此针对阳极材料的改性研究对于进一步提升SOEC电化学性能十分关键。高熵钙钛矿(HEP)在许多反应中表现出良好的催化活性,但在SOEC中的应用鲜有研究... 详细信息

固体氧化物电解池(SOEC)中阳极析氧反应动力学较为迟缓,限制了SOEC器件电催化转化能力,因此针对阳极材料的改性研究对于进一步提升SOEC电化学性能十分关键。高熵钙钛矿(HEP)在许多反应中表现出良好的催化活性,但在SOEC中的应用鲜有研究。本文通过在双钙钛矿的A位或A'位分别掺杂不同的稀土金属、碱土金属或碱金属离子,合成了(Pr_(0.2)La_(0.2)Sm_(0.2)Nd_(0.2)Gd_(0.2))BaCo_(2)O_(6-δ)(A-HEP)和Pr(Ba_(0.2)Sr_(0.2)Ca_(0.2)Na_(0.2)K_(0.2))Co_(2)O_(6-δ)(A'-HEP)两种高熵钙钛矿材料。由于掺杂离子平均半径和氧化态的差异,A-HEP保持四方双钙钛矿相结构而A'-HEP则转变为正交单钙钛矿相。物理化学表征结果表明,A-HEP中Co平均价态更高,Co 2p-O 1s杂化更强,从而增加了电子转移路径并降低了转移能垒。同时,A-HEP中表面氧空位浓度更高,可为阳极析氧反应提供更多的活性位点。因此,在具有A-HEP阳极的SOEC中,与氧输运、电子传输和表界面反应过程相关的阳极极化电阻显著降低,并在800℃下实现最高1.76 A·cm^(-2)的电流密度和200 h的稳定性。本工作为高熵钙钛矿材料在SOEC阳极中的应用提供了新的策略。

关键词：固体氧化物电解池高熵钙钛矿析氧反应氧空位电子转移

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碳还原法制备棒状硅基材料及其在锂浆料电池中的应用

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储能科学与技术 2023年第4期12卷 1051-1058页

作者：阮晶晶刘福园李珅珅高桂红刘艳侠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河南郑州450003 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北京100190

以聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物(P123)为结构导向剂,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,柠檬酸为碳源,采用水热法得到凝胶状二氧化硅/碳前驱体,采用旋转蒸发方式去除溶剂,通过高温热处理,得到棒状硅氧基碳负极活性材料,提高浆料... 详细信息

以聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物(P123)为结构导向剂,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,柠檬酸为碳源,采用水热法得到凝胶状二氧化硅/碳前驱体,采用旋转蒸发方式去除溶剂,通过高温热处理,得到棒状硅氧基碳负极活性材料,提高浆料体系无紧密束缚环境下硅碳材料的性能。借助X射线衍射(XRD)仪、无机元素分析(EA)仪、比表面积及孔隙度分析仪和扫描电子显微镜(SEM)对棒状硅基材料进行结构和形貌表征。结果表明,合成的棒状硅基材料首尾相连,形成莲藕链束,长度约为1~3μm,直径约为200 nm,孔径为6.9 nm,比表面积为282 m^(2)/g。与管长>5μm,比表面积900 m^(2)/g,直径1~2 nm的单壁碳纳米管导电剂在电解液体系中形成长程、短程互补的多级网络,加上大量介孔的存在,有利于保持浆料悬浮稳定性。用世伟洛克电池进行电化学性能测试,电化学测试结果表明首次放电比容量为1300 mAh/g,充电比容量为726 mAh/g,首效为55.8%,在0.05 C下,循环50次充电比容量从726 mAh/g变为557 mAh/g,比容量保持率为76.7%。本工作在用P123为结构导向剂制备二氧化硅的过程中,引入碳源,得到同时具有碳包覆和碳还原二氧化硅的硅基材料,避免使用镁热还原二氧化硅,再碳包覆带来的复杂工艺流程。

关键词：锂浆料电池负极材料棒状硅基材料碳源

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低维纳米受限离子液体的研究进展

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化工学报 2021年第1期72卷 366-383页

作者：王琛璐王艳磊赵秋吕玉苗霍锋何宏艳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

离子液体受限于低维纳米空间时,分子热运动会受到极大限制,导致其结构和性质与三维体相离子液体相比具有显著差异。电场、磁场和温度等外部条件及限域通道的尺寸、表面物化性质和几何形貌等因素会极大地影响低维纳米受限离子液体的微观... 详细信息

离子液体受限于低维纳米空间时,分子热运动会受到极大限制,导致其结构和性质与三维体相离子液体相比具有显著差异。电场、磁场和温度等外部条件及限域通道的尺寸、表面物化性质和几何形貌等因素会极大地影响低维纳米受限离子液体的微观结构与物化性质。本综述围绕低维纳米受限离子液体的最新研究进展,介绍了常用的实验和理论方法,总结了低维纳米受限离子液体结构和氢键网络的动态调控机理,讨论了不同低维纳米受限离子液体体系的热力学性质、物化性质和结构相变等特性,梳理了低维纳米受限离子液体体系在气体分离、限域催化和超级电容器储能等方面的应用,最后展望了低维纳米受限离子液体未来的前景与挑战。

关键词：离子液体低维纳米限域热力学性质纳米结构气体分离

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锂硫软包电池容量衰减的失效分析

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电源技术 2024年第4期48卷 628-633页

作者：杨幸遇张涛高文超刘艳侠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河南郑州450003 中国科学院过程工程研究所离子液体清洁过程国家重点实验室北京100190

采用原位与非原位相结合的方法,将锂硫软包电池循环失效的容量损失进行定量化分析,主要包括可逆容量损失和不可逆容量损失。根据表征实验拆分,可逆容量损失主要由电流极化、电解液缺失和电芯极片膨胀导致的容量损失组成,不可逆容量损失... 详细信息

采用原位与非原位相结合的方法,将锂硫软包电池循环失效的容量损失进行定量化分析,主要包括可逆容量损失和不可逆容量损失。根据表征实验拆分,可逆容量损失主要由电流极化、电解液缺失和电芯极片膨胀导致的容量损失组成,不可逆容量损失主要由负极沉积硫化锂、隔膜黏附多硫化锂和电解液溶解等容量损失组成。通过计算对比,造成锂硫软包电池循环失效的主要因素为锂金属负极的粉化和硫化锂的沉积(约占47%),其次为隔膜黏附多硫化物约25%。可针对造成循环失效的主要因素进行重点改善,提升锂硫电池的循环性能,推动实用化进程。

关键词：锂硫软包电池失效分析容量衰减量化分解

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铝在N,N-二甲基丁胺-氯化铝熔盐中的低温电沉积

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有色金属（冶炼部分） 2025年第1期 72-76,98页

作者：郑勇王倩罗家还李玲郑永军田大勇安阳工学院化学与环境工程学院安阳市低温电解铝与节能减排重点实验室河南安阳455000 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

开发新型的电解质以及低温电解铝技术是促进铝工业改革创新的重要途径之一。采用N,N-二甲基丁胺、无水氯化铝为原料,混合制备得到了新型低温熔盐。结果证明,该熔盐为氯铝酸型离子液体,可以在其中实现铝的低温电沉积。在此基础上,系统考... 详细信息

开发新型的电解质以及低温电解铝技术是促进铝工业改革创新的重要途径之一。采用N,N-二甲基丁胺、无水氯化铝为原料,混合制备得到了新型低温熔盐。结果证明,该熔盐为氯铝酸型离子液体,可以在其中实现铝的低温电沉积。在此基础上,系统考察了试验温度、电解电位、反应时间对铝的电沉积、表面形貌和化学组成的影响规律,获得了纯度较高的金属铝。有关研究为低温电解铝技术的发展及其在铝精炼和电镀铝中的应用提供了一定的科学依据。

关键词：铝低温熔盐离子液体电沉积电解

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CeX分子筛催化分子氧选择性氧化环己烷

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石油炼制与化工 2023年第5期54卷 48-56页

作者：李鑫鑫吴玉超张昊天金颖张瑞锐刘瑞霞郑州大学河南先进技术研究院郑州450003 中国石油石油化工研究院中国科学院过程工程研究所绿色过程与工程重点实验室离子液体清洁过程北京市重点实验室

用液相离子交换法引入Ce离子对NaX分子筛改性,对比Ce(Ⅲ)X、Ce(Ⅳ)X对环己烷氧化反应的催化效果,主要考察了Ce(Ⅲ)X的不同离子交换度,以及不同焙烧气氛下离子占位和价态变化对环己烷氧化的影响。结合X射线衍射、电感耦合等离子体原子发... 详细信息

用液相离子交换法引入Ce离子对NaX分子筛改性,对比Ce(Ⅲ)X、Ce(Ⅳ)X对环己烷氧化反应的催化效果,主要考察了Ce(Ⅲ)X的不同离子交换度,以及不同焙烧气氛下离子占位和价态变化对环己烷氧化的影响。结合X射线衍射、电感耦合等离子体原子发射光谱仪、氮气吸附-脱附、X射线光电子能谱仪等方法对改性催化剂进行分析。研究表明,Ce(Ⅲ)X催化环己烷氧化反应的转化率是NaX分子筛的2.6倍,略高于Ce(Ⅳ)X分子筛;随着Ce(Ⅲ)X的离子交换度由13.4%增加到76.2%,环己烷的转化率由3.15%提高到8.54%;Ce(Ⅲ)X在真空氛围和空气氛围下焙烧,环己烷转化率分别降至7.5%和5.7%,催化活性的降低与Ce(Ⅲ)离子向方钠石笼迁移和价态变化有关。同时得出最优的工艺条件:氧气压力为1.5 MPa,反应温度为150℃,搅拌速率为800 r min,反应时间为2 h。在最优条件下环己烷转化率为8.54%,目标产物(环己酮和环己醇)选择性为86.39%。

关键词： CeX分子筛离子交换法焙烧氛围环己烷氧化

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离子液体在电催化合成氨中的应用

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科学通报 2024年

作者：成曦韩丽君张聪王珂戚妙刘艳荣中国科学院过程工程研究所介科学与工程全国重点实验室离子液体清洁过程北京市重点实验室中石化石油化工科学研究院有限公司/SINOPEC 龙子湖新能源实验室郑州中科新兴产业技术研究院中国科学院大学化工学院

氨是农业化肥及绝大多数含氮化学品的上游工业原料,同时也是优良的氢能载体,因而备受关注.与工业合成氨相比,电催化合成氨反应条件温和且更易于利用可再生能源实现分散式氨生产.然而,由于氮气（N2）强的化学惰性难活化、在水溶液中极低... 详细信息

氨是农业化肥及绝大多数含氮化学品的上游工业原料,同时也是优良的氢能载体,因而备受关注.与工业合成氨相比,电催化合成氨反应条件温和且更易于利用可再生能源实现分散式氨生产.然而,由于氮气（N2）强的化学惰性难活化、在水溶液中极低的溶解性、电化学反应析氢竞争性等,造成氨的产率和法拉第效率较低,其规模化氨生产仍存在着巨大挑战.离子液体因具有结构可设计、功能可调控等特性,在电化学领域已经实现了广泛应用.本文综述了离子液体在电化学合成氨中的应用,重点包括N2在离子液体中的溶解性能,离子液体对氨合成微环境调控,以及离子液体作为电解质强化电催化合成氨性能,同时阐述了离子液体的作用机制与机理,并展望了离子液体在电催化合成氨体系中的发展趋势.

关键词：离子液体电催化合成氨界面修饰

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