检索结果-内蒙古大学图书馆

科学通报 2024年第4期69卷 617-629页

作者：张华林江晓亮赵梦飞李庭刚江西理工大学材料冶金化学学部赣州341099 中国科学院赣江创新研究院江西省稀土清洁生产重点实验室中国科学院稀土重点实验室赣州341119 中国科学院过程工程研究所中国科学院绿色过程与工程重点实验室中国科学院绿色过程制造创新研究院战略金属资源绿色循环利用国家工程研究中心北京市过程污染控制工程技术研究中心北京100190 中国科学院过程工程研究所生物药制备与递送重点实验室(中国科学院)生化工程国家重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

煤矸石是一种典型的工业废弃物,大量的煤矸石堆积会造成各种环境问题以及资源浪费.在环境问题中,重金属污染最为严重.本文采用CaO和方解石对不同污染程度的煤矸石中重金属进行钝化,并探究其钝化机理.结果表明,CaO和方解石均有较好的钝... 详细信息

煤矸石是一种典型的工业废弃物,大量的煤矸石堆积会造成各种环境问题以及资源浪费.在环境问题中,重金属污染最为严重.本文采用CaO和方解石对不同污染程度的煤矸石中重金属进行钝化,并探究其钝化机理.结果表明,CaO和方解石均有较好的钝化效果,能使中高度污染的煤矸石转化为轻度污染或无污染,CaO钝化Pb^(2+)、Zn^(2+)、Cu^(2+)的平均钝化率分别为37.4%、37.8%、25.5%;方解石钝化Pb^(2+)、Zn^(2+)、Cu^(2+)的平均钝化率分别为53.8%、43.5%、34.4%,方解石钝化效果略优于CaO.通过对钝化前后煤矸石的表征和Visual MINTEQ软件模拟,CaO可以通过提高煤矸石pH并提供OH^(−),与重金属离子结合生成难溶或不溶的氢氧化物沉淀;方解石不仅能提高体系的pH,还能提供CO_(3)^(2−),CO_(3)^(2−)与重金属离子结合生成难溶或不溶的碳酸盐.两者钝化均将煤矸石中可流动态重金属转化成残渣态重金属.对钝化前后的煤矸石进行模拟酸雨溶出实验,钝化后的煤矸石中各重金属成分较稳定,溶出风险明显低于原煤矸石,均在风险管控标准以下.综上,该方法能有效地钝化煤矸石中的重金属,为煤矸石的无害化,尤其是重金属污染的稳定化提供了有效的手段.

关键词：煤矸石重金属钝化 Visual MINTEQ模拟

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广西高铁铝土矿氧化铝的溶出与分离

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过程工程学报 2025年第2期25卷 201-209页

作者：吴浩马淑花欧彦君辽宁工程技术大学材料科学与工程学院辽宁阜新123000 中国科学院绿色过程与工程重点实验室(中国科学院过程工程研究所) 北京100190 中国科学院绿色过程制造创新研究院北京100190 中国科学院过程工程研究所战略金属资源绿色循环利用国家工程研究中心北京100190

以难处理广西高铁复合型铝土矿为研究对象,在明晰铝土矿中氧化铝的赋存形式基础上,第一步采用氢氧化钠溶液,对其中的氧化铝进行溶出。结果表明,该铝土矿的主要矿物成分是三水铝石、一水软铝石、铝针铁矿、赤铁矿以及锐钛矿、石英等。其... 详细信息

以难处理广西高铁复合型铝土矿为研究对象,在明晰铝土矿中氧化铝的赋存形式基础上,第一步采用氢氧化钠溶液,对其中的氧化铝进行溶出。结果表明,该铝土矿的主要矿物成分是三水铝石、一水软铝石、铝针铁矿、赤铁矿以及锐钛矿、石英等。其中,氧化铁72.22wt%以铝针铁矿形式存在,27.78wt%以赤铁矿形式存在,在铝针铁矿中,铝对铁的取代率为24.5 mol/mol;氧化铝以三种形式存在,即三水铝石、一水软铝石和铝针铁矿,各占原矿的37.48wt%, 3.89wt%和42.46wt%。在低碱浓度(Na_(2)O 100 g/L)、反应温度180℃、反应时间1 h条件下,高铁铝土矿中以三水铝石和一水软铝石形式存在的氧化铝可近完全溶出,但矿物中的铝针铁矿在此温和条件下难以转化,严重影响新工艺的经济性。为了解决铝针铁矿中铝铁分离问题,基于针铁矿在一定温度下可向赤铁矿转化的机理,采用低温焙烧的方法将铝针铁矿转化为赤铁矿和活性氧化铝,在450℃温度下将富铁相焙烧0.5 h。研究发现,在转化过程中,铝针铁矿中约57wt%的氧化铝被释放到赤铁矿晶格之外,实现了铝-铁的分离和相转化。第三步将转化之后的矿物再次在低碱浓度(Na_(2)O 100 g/L)、反应温度220℃、反应时间1 h条件下溶出。被释放的氧化铝溶出后,三步法氧化铝的总溶出率可达到85.92%,且溶出后尾渣氧化铁含量达到83.06wt%以上,可用作炼铁原料。

关键词：高铁铝土矿铝针铁矿同晶取代氧化铝提取

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电镀污泥成分X荧光检测水分影响机制及校正方法研究

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光谱学与光谱分析 2024年第2期44卷 419-425页

作者：滕婧石垚李会泉刘作华李志宏何明星张晨牧重庆大学化学化工学院重庆401331 中国科学院过程工程研究所中国科学院绿色过程与工程重点实验室中国科学院绿色过程制造创新研究院战略金属资源绿色循环利用国家工程研究中心北京100190 中国科学院大学化学工程学院北京100049 河北工程大学信息与电气工程学院河北邯郸056038

电镀污泥是金属加工、电子元器件制造等行业在废水处理过程中所产生含重金属危险废物。我国每年产生大量电镀污泥约1000万吨,因含有Zn、Cu、Fe、Ni、Cr等多种有价金属元素其资源化利用潜力巨大,同时大量污泥处置不当也会危害人体健康和... 详细信息

电镀污泥是金属加工、电子元器件制造等行业在废水处理过程中所产生含重金属危险废物。我国每年产生大量电镀污泥约1000万吨,因含有Zn、Cu、Fe、Ni、Cr等多种有价金属元素其资源化利用潜力巨大,同时大量污泥处置不当也会危害人体健康和污染环境。传统化学分析测试过程复杂周期长,不利于电镀污泥实时污染防控。能量色散X射线荧光(EDXRF)光谱法分析快速简便、费用低廉、可实现原位检测,然而电镀污泥样品含水率高、成分含量不稳定,影响测试结果的及时性和准确度,导致关键元素的资源转化效率难以保证、环境污染管控难度高。因此需要分析X荧光检测水分影响机制并探究水分校正方法,以提高EDXRF测试结果准确度。以不同含水率电镀污泥为对象,研究了水分对电镀污泥EDXRF测试过程中光谱本底、散射峰、目标元素特征峰的影响机制,通过目标元素特征峰与瑞利散射峰强度的比值、样品含水率ω0 wt%和目标元素含量Ci%建立水分校正模型,探究了Ca、Cr、Fe、Ni、Cu、Zn目标元素的水分校正方程中的实验修正因子。结果表明,水分抬高了光谱本底改变谱峰轮廓,对低能段、计数小的谱峰测试结果影响较大。含水率越高,散射峰净强度越大,瑞利散射线更能准确描述散射峰净强度和含水率的关系,目标元素特征峰与瑞利散射峰强度比值与含水率、目标元素含量能够准确符合线性关系。水分校正模型对Cr、Fe、Ni、Cu、Zn五种重金属校正结果准确度较高,校正值与基准值相关系数R2均大于0.95,RMSE均小于0.05,对Ca元素校正准确度较低R2为0.93,RMSE为1.046需增加相关校正因子进一步优化。该研究有望应用于再生铜行业电镀污泥处置现场测量的水分校正方法中,在提高电镀污泥资源利用效率的同时降低环境污染风险。

关键词： X射线荧光光谱电镀污泥水分影响基体效应散射校正

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FCC汽油窄馏分烃类分布规律及其加氢改质性能

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石油学报(石油加工) 2025年第1期41卷 114-124页

作者：钟海军张学瑞宋玺文陈渤燕王月高卓然胡亚琼李望良中国科学院过程工程研究所中国科学院绿色过程与工程重点实验室北京100190 中国石油集团石油化工研究院有限公司北京102206 中国科学院大学北京100049

采用实沸点蒸馏法对中国石油哈尔滨石化分公司催化裂化(FCC)汽油进行了窄馏分切割,归纳分析全馏分及各切割窄馏分段的族组成、辛烷值、总硫含量和硫形态分布规律;采用等体积饱和浸渍法制备了ZnLaNiMo/ZSM-5加氢改质催化剂,采用XRD、N_(2... 详细信息

采用实沸点蒸馏法对中国石油哈尔滨石化分公司催化裂化(FCC)汽油进行了窄馏分切割,归纳分析全馏分及各切割窄馏分段的族组成、辛烷值、总硫含量和硫形态分布规律;采用等体积饱和浸渍法制备了ZnLaNiMo/ZSM-5加氢改质催化剂,采用XRD、N_(2)吸附-脱附、吡啶红外光谱等手段对该催化剂进行表征,并分别以FCC汽油不同窄馏分及其混合馏分为原料考察ZnLaNiMo/ZSM-5/γ-Al_(2)O_(3)催化剂的加氢改质性能。结果表明:窄馏分中烯烃质量分数为6.39%~44.78%,烯烃含量随着馏分沸点的升高而显著降低,FCC汽油中约80%以上的烯烃集中在<115℃的轻馏分中,主要是C_(5)~C_(8)烯烃;ZnLaNiMo/ZSM-5加氢改质催化剂的比表面积、孔径和孔体积分别为272.9 m 2/g、7.28 nm和0.25 cm^(3)/g,采用该催化剂加氢改质处理Cut-2~Cut-5混合馏分时,在反应压力2.0 MPa、体积空速1.5 h^(-1)、氢/油体积比300、反应温度340℃的条件下,加氢脱硫率为62.5%,加氢改质产物的烯烃体积分数降低了12.04%、研究法辛烷值增加1.14,说明ZnLaNiMo/ZSM-5加氢改质催化剂同步具有加氢脱硫、大幅降烯烃和保持辛烷值三重功能。

关键词： FCC汽油加氢改质窄馏分烃族组成脱硫硫分布烯烃

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水热合成SrTi_(x)Zr_(1–x)O_(3)的微观形貌及第一性原理计算

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硅酸盐学报 2024年第6期52卷 2003-2015页

作者：李啸虎张笑妍王楚瑜李卓然郭晶晶干科北京科技大学新材料技术研究院北京100083 中国科学院绿色过程与工程重点实验室战略金属资源绿色循环利用国家工程研究中心中国科学院过程工程研究所北京100190 中国科学院大学化学工程学院北京100049

采用水热合成钙钛矿Sr Ti_(x)Zr_(1–x)O_(3)纳米单晶颗粒,系统研究不同钛/锆比(Ti/Zr,摩尔比)对晶体颗粒物相组成、微观形貌和光响应特征的影响规律。当Ti:Zr摩尔比为1:3和3:1时,颗粒均为六面体形貌;但在Ti/Zr摩尔比为1时,部分颗粒呈... 详细信息

采用水热合成钙钛矿Sr Ti_(x)Zr_(1–x)O_(3)纳米单晶颗粒,系统研究不同钛/锆比(Ti/Zr,摩尔比)对晶体颗粒物相组成、微观形貌和光响应特征的影响规律。当Ti:Zr摩尔比为1:3和3:1时,颗粒均为六面体形貌;但在Ti/Zr摩尔比为1时,部分颗粒呈星状形貌。采用第一性原理计算,获得不同超晶胞构型的能带结构和晶格参数,从理论上阐明了钛/锆比对颗粒形貌变化规律的影响机制,不同晶体构型诱导的异相成核机制,以及原子随机排列产生的晶格畸变,共同导致星状颗粒形貌的形成。随着Ti的摩尔比降低,禁带宽度逐渐增大,这与实验结果相符。

关键词：锆钛酸锶水热法颗粒形貌第一性原理

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煤矸石改性方法及其资源环境利用研究进展

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化学学报 2024年第5期82卷 527-540页

作者：张华林赵梦飞江晓亮田少静滕泽栋李庭刚中国科学院过程工程研究所、中国科学院绿色过程与工程重点实验室、中国科学院绿色过程制造创新研究院、战略金属资源绿色循环利用国家工程研究中心、北京市过程污染控制工程技术研究中心北京100190 中国科学院赣江创新研究院、中国科学院稀土重点实验室、江西省稀土清洁生产重点实验室江西赣州341003 江西理工大学冶金工程学院江西赣州341099 生物药制备与递送重点实验室(中国科学院)生化工程国家重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

煤矸石是一种煤炭开采和洗选过程中产生的典型工业废弃物,其大量的堆积造成了较大的环境问题.通过不同的改性方法对煤矸石进行改性,可以显著提升其在环境保护、资源回收方面的应用潜力.改性煤矸石在环境应用方面的研究涉及多个领域,这... 详细信息

煤矸石是一种煤炭开采和洗选过程中产生的典型工业废弃物,其大量的堆积造成了较大的环境问题.通过不同的改性方法对煤矸石进行改性,可以显著提升其在环境保护、资源回收方面的应用潜力.改性煤矸石在环境应用方面的研究涉及多个领域,这些应用不仅有助于减轻煤矸石对环境的压力,而且可以通过回收和再利用,为环境保护和经济发展提供新的动力,实现煤矸石综合利用的可持续发展.本综述从煤矸石的环境问题出发,强调了通过改性技术提升其环保潜力的重要性并详细分析了改性煤矸石在废水处理、土壤修复、建筑材料制备等方面的应用,并探讨了面临的挑战和未来发展方向,为煤矸石资源化利用奠定了基础.

关键词：煤矸石改性方法环境应用资源化

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电流响应催化剂及其强化典型反应的研究进展

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化工进展 2024年第1期43卷 49-59页

作者：王棵旭张香平王红岩柏䶮王慧河南大学化学与分子科学学院河南开封475000 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中国科学院绿色过程制造创新研究院北京100190 惠州市绿色能源与新材料研究院广东惠州516081

电流响应催化剂是一类可在电场诱导作用下产生电流的新型催化材料,以其为介质的催化反应过程可突破热力学局限,在温和条件下即可发生,具有显著节能减碳潜力。本文综述了近年来电流响应催化剂强化合成氨、甲烷高值利用、丙烷脱氢三个典... 详细信息

电流响应催化剂是一类可在电场诱导作用下产生电流的新型催化材料,以其为介质的催化反应过程可突破热力学局限,在温和条件下即可发生,具有显著节能减碳潜力。本文综述了近年来电流响应催化剂强化合成氨、甲烷高值利用、丙烷脱氢三个典型反应的研究进展,总结了所开发系列电流响应催化剂,其中以负载型金属催化剂为主,其由载体(半导体型或钙钛矿型金属氧化物)和活性金属(单一金属或合金)组成,对比了不同催化剂的催化性能,分析了“质子跳跃”在强化上述反应过程的作用。最后,分析了电流强化技术未来发展方向及面临挑战,提出开发适于电流作用下的原位表征技术及分子模拟方法,这对从微观层面深入揭示反应机理具有重要意义,可反向指导催化剂设计,推动相关领域发展,助力化工行业低碳转型。

关键词：电流响应催化剂载体质子跳跃机制热力学

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草酸二甲酯催化合成高值化学品研究进展

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洁净煤技术 2024年第2期30卷 123-142页

作者：郭凤钦赵丽滟王利国曹妍贺鹏李会泉中国科学技术大学稀土学院江西赣州341000 中国科学院赣江创新研究院江西赣州341000 中国科学院过程工程研究所中国科学院绿色过程与工程重点实验室战略金属资源绿色循环利用国家工程研究中心北京100049

我国富煤、少油和少气的能源结构决定了我国对煤炭资源具有极强的依赖性。因此,如何发挥我国大储量煤炭资源的优势,实现煤炭资源清洁化、低碳化和多元化利用是亟待解决的问题。将不可再生能源煤炭向多元化学品转化,降低对石油、天然气... 详细信息

我国富煤、少油和少气的能源结构决定了我国对煤炭资源具有极强的依赖性。因此,如何发挥我国大储量煤炭资源的优势,实现煤炭资源清洁化、低碳化和多元化利用是亟待解决的问题。将不可再生能源煤炭向多元化学品转化,降低对石油、天然气的消耗和对外依赖,一直是我国煤炭资源利用研究的重点方向。将煤经高温气化为CO和H_(2)后,利用CO和H_(2)合成气合成的草酸二甲酯(DMO)为原料,经催化加氢反应向多种含氧化学品转化是一条已被证实的可行技术路线。随着DMO经过间接加氢反应和连续加氢反应向乙醇酸甲酯(MG)、乙二醇(EG)、乙醇、碳酸二甲酯(DMC)和草酰胺等多种高值化学品转化技术的逐步发展,使我国丰富的煤炭资源得以高效利用,促进了我国能源结构的平衡。围绕DMO向下游产品转化展开详细论述和讨论。根据近年来学者对DMO的研究,DMO初步加氢可得到MG,MG二次加氢可得到EG,EG脱水得到乙醇、C3~C4醇,及DMO氨化制备“新型氮肥”——草酰胺等。重点归纳了各下游产品转化所使用催化剂的研究进展、不同催化剂的催化机理及活性物种的吸附-活化作用机制。详细梳理总结了当前通过引入其他助剂、调控表面酸碱度和引入第二第三金属等提高催化剂性能的方法。针对目前负载型铜基催化剂、铁基催化剂和银基催化剂等在DMO加氢过程中表现出的高选择性和局限性展开了细致的讨论。明确指出了随着产能的不断扩大,铜基催化剂所显现的高温易板结、中毒失活问题,铁基催化剂存在的中间产物加氢能力差及银基催化剂C-O键活化过程作用弱等问题,并进一步对催化剂失活原因和解决方法进行了细致的讨论和分析。详细指出了当前DMO加氢工艺路线存在的问题和挑战,给出了DMO加氢催化剂的未来研究方向和发展趋势。

关键词：草酸二甲酯含氧化学品非均相催化反应机理稳定化机制

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硫酸钠制备碳酸氢钠过程中Na_(2)SO_(4)-NH_(3)-CO_(2)-H_(2)O体系相平衡规律

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化工进展 2024年第3期43卷 1621-1629页

作者：胡洪远张洋张贺东范兵强郑诗礼汤吉海南京工业大学化工学院江苏南京211816 中国科学院过程工程研究所绿色过程与工程重点实验室战略金属资源绿色循环利用国家工程研究中心北京100190 郑州中科新兴产业技术研究院河南郑州450000

Na_(2)SO_(4)-NH_(3)-CO_(2)-H_(2)O体系相平衡规律的掌握,对硫酸钠高值利用制备碳酸氢钠过程的工艺优化有重要意义。本文采用等温溶解平衡法在101.3~1099.0kPa下303.15K、323.15K和343.15K时研究了Na_(2)SO_(4)-NH_(3)-CO_(2)-H_(2)O体系以及其子体系Na_(2)SO_(4)-NH_(3)-H_(2)O的液-固相平衡关系,并获得了Na_(2)SO_(4)-NH_(3)-H_(2)O体系以及SO_(4)^(2-)、CO_(3)^(2-)和HCO_(3)^(-)在Na_(2)SO_(4)-NH_(3)-CO_(2)-H_(2)O体系相平衡规律。研究结果表明,Na_(2)SO_(4)-NH_(3)-H_(2)O体系中氨对硫酸钠有强烈盐析作用,当温度低于305.55K时在氨的作用下,体系平衡固相以无水硫酸钠的形式存在。同时硫酸钠氨盐水溶液通入二氧化碳进行碳酸化可促进硫酸钠的溶解。低温、高压有利于促进硫酸钠氨盐水溶液的碳酸化,并提高硫酸钠向碳酸氢钠的转化率。

关键词：硫酸钠相平衡碳酸化氨气碳酸氢钠

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退役石墨负极粉除杂及修复再生研究进展

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储能科学与技术 2024年第11期13卷 3796-3810页

作者：申长洁李晶晶姜海迪张玉强达昊然闫婕张海涛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450000 中国科学院过程工程研究所北京100190

动力电池的服役年限通常为5~8年,达到使用寿命后需进行循环再生。退役电池中富含大量的能源金属和战略元素;其中,负极石墨属于战略矿产元素,在锂离子电池中质量占比达12%~21%,如若不进行妥善处理将造成资源浪费并对环境治理造成压力。... 详细信息

动力电池的服役年限通常为5~8年,达到使用寿命后需进行循环再生。退役电池中富含大量的能源金属和战略元素;其中,负极石墨属于战略矿产元素,在锂离子电池中质量占比达12%~21%,如若不进行妥善处理将造成资源浪费并对环境治理造成压力。本文通过对近期相关文献进行分析,从退役石墨失效机制、除杂方法及修复再生等环节归纳了退役石墨负极粉再利用研究进展。首先从SEI增厚失效、表面枝晶、活性颗粒破裂、集流体腐蚀四个方面系统分析了退役石墨失效机制;其次重点介绍了退役石墨杂质元素高效脱出方法,包括酸碱处理法、低共溶剂浸出法、电解法等;最后从碳材料包覆修复、金属氧化物包覆修复及表面人工界面膜构筑等方面着重阐述了退役石墨修复再利用策略;并对退役石墨发展方向和应用前景进行展望,提出未来退役石墨再生将朝着高值化、低能耗、可持续的方向发展。本文有望为退役动力电池石墨负极资源化利用构筑坚实的理论基础并提供极具价值的选择依据。

关键词：退役锂电池石墨负极回收处理资源化利用

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