检索结果-内蒙古大学图书馆

化学学报 2023年第6期81卷 627-645页

作者：曾少娟孙雪琦白银鸽白璐郑爽张香平张锁江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

CO_(2)排放是一个严峻的全球性问题,要实现我国双碳战略目标,CO_(2)捕集技术不可或缺.离子液体作为一类新型分离介质,因其特有的低挥发性、良好的气体溶解性和结构可设计性等优势,在CO_(2)捕集分离领域备受关注.重点讨论了近五年来所报... 详细信息

CO_(2)排放是一个严峻的全球性问题,要实现我国双碳战略目标,CO_(2)捕集技术不可或缺.离子液体作为一类新型分离介质,因其特有的低挥发性、良好的气体溶解性和结构可设计性等优势,在CO_(2)捕集分离领域备受关注.重点讨论了近五年来所报道的氨基和非氨基功能离子液体、离子液体复配溶剂、离子液体杂化吸附和膜材料在CO_(2)捕集分离方面的研究进展,总结了氨基、电负性等功能位点对CO_(2)分离性能及机理的影响规律,以及功能离子液体在复配溶剂、吸附和膜材料中发挥的作用,并对离子液体法CO_(2)捕集技术的未来发展方向和前景提出了展望.

关键词：离子液体 CO_(2)捕集吸收吸附膜分离

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离子液体电沉积

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中国科学：化学 2023年第10期53卷 2008-2026页

作者：钟声宋婷张钰瑞李垚赵炜珍刘瑞霞张锁江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多相复杂系统国家重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

离子液体具有电化学窗口宽,热稳定性良好和结构性能可调等独特的物理化学性质,是一种有着广阔应用前景的电沉积介质.本文介绍了离子液体电沉积的发展历程、典型的离子液体电沉积体系结构组成及其中的重要科学问题,并综述了近15年来离子... 详细信息

离子液体具有电化学窗口宽,热稳定性良好和结构性能可调等独特的物理化学性质,是一种有着广阔应用前景的电沉积介质.本文介绍了离子液体电沉积的发展历程、典型的离子液体电沉积体系结构组成及其中的重要科学问题,并综述了近15年来离子液体电沉积的研究进展.本文详细介绍了五种不同类型离子液体中金属/合金的电沉积过程,包括卤素金属酸盐型离子液体、空气和水稳定型离子液体、低共熔溶剂、含金属阳离子型离子液体和质子型离子液体,并且系统概述了调节因素如沉积条件(电流密度、沉积模式、沉积时间、温度)和电解质成分(阴离子、阳离子、金属盐、添加剂、水分)对于沉积物形貌、组成、微观结构和性质的影响规律.之后,重点介绍了离子液体在半导体电沉积中的研究进展.最后,指出了目前离子液体电沉积在基础理论和技术研究中面临的挑战,并展望了其未来在电子信息领域的发展前景.

关键词：离子液体低共熔溶剂电沉积金属半导体

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离子液体的凝聚态化学研究

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化学进展 2022年第7期34卷 1509-1523页

作者：刘亚伟张晓春董坤张锁江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中国科学院过程工程研究所北京100190

离子液体是可以替代传统溶剂实现高效、低碳、清洁、循环新过程新技术的新型溶剂,在完成“双碳”目标中具有重要的应用价值。同时,离子液体是一种典型的“软凝聚态物质(软物质)”,对它的认识和应用依赖于对其内部多尺度微观结构的研究,... 详细信息

离子液体是可以替代传统溶剂实现高效、低碳、清洁、循环新过程新技术的新型溶剂,在完成“双碳”目标中具有重要的应用价值。同时,离子液体是一种典型的“软凝聚态物质(软物质)”,对它的认识和应用依赖于对其内部多尺度微观结构的研究,这需要以“凝聚态化学”的思想作为未来的研究方向,即对离子液体体系的组成、结构、性质、功能及它们之间的内在关系进行多层次的研究,进而实现对实际应用体系中传递过程和反应过程的调控。在本文中,我们以“凝聚态化学”的视角简要综述了对离子液体的研究。首先介绍了离子液体的化学结构和物理性质,指出理解离子液体性质的变化必须要研究其内部的结构。然后,我们介绍了离子液体从分子层面到纳微尺度的结构,包括离子对、氢键、氢键网络、团簇、界面结构和纳米限域结构。最后,我们对离子液体“凝聚态化学”研究的未来进行了展望。

关键词：离子液体凝聚态化学氢键团簇界面纳米限域

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碳中和背景下的钢化联产发展趋势

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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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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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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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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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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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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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负载型离子液体吸附分离CO_(2)的研究现状及展望

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化工学报 2022年第10期73卷 4268-4284页

作者：吴建猛郑爽曾少娟张香平杨灿董海峰先进能源科学与技术广东省实验室广东惠州516227 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 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

人口增长与全球工业化的加速发展促使化石能源需求量逐年递增,由此导致大气中二氧化碳(CO_(2))含量快速上升并引发了全球系列气候问题,“碳达峰·碳中和”背景下的CO_(2)减排刻不容缓。传统工业捕集CO_(2)方法由于能耗高、选择性较... 详细信息

人口增长与全球工业化的加速发展促使化石能源需求量逐年递增,由此导致大气中二氧化碳(CO_(2))含量快速上升并引发了全球系列气候问题,“碳达峰·碳中和”背景下的CO_(2)减排刻不容缓。传统工业捕集CO_(2)方法由于能耗高、选择性较差、溶剂损耗大等问题限制了其大规模推广应用,离子液体因其极低挥发性、强的气体亲和性、可调的结构性质等特点在CO_(2)捕集分离领域逐渐显示出独特优势,但离子液体特别是功能化后通常黏度较高或室温呈固态,导致气液传质效果差或无法直接应用于吸收分离过程。负载型离子液体兼具离子液体和多孔材料的共同优势,不仅能提升选择性分离效果,有效避免离子液体直接吸收造成的高黏度,还可拓展离子液体应用范围,具有广阔的发展前景。重点总结了近些年物理和化学负载型离子液体在CO_(2)吸附分离方面的研究现状和进展,并对负载型离子液体捕集分离CO_(2)研究的发展趋势进行了展望。

关键词：离子液体二氧化碳吸附负载型离子液体机理

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