检索结果-内蒙古大学图书馆

过程工程学报 2023年第7期23卷 987-994页

作者：张贺明孟婵董丽苏倩成卫国郑州大学河南先进技术研究院河南郑州450001 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

二氧化碳(CO_(2))既是造成温室效应的主要气体,也是一种重要的C1资源,CO_(2)资源化利用是全球战略目标和研究热点,以CO_(2)与环氧化合物为原料合成环状碳酸酯是其高效高值化利用的主要途径。为解决以往催化剂体系存在的催化剂稳定性差... 详细信息

二氧化碳(CO_(2))既是造成温室效应的主要气体,也是一种重要的C1资源,CO_(2)资源化利用是全球战略目标和研究热点,以CO_(2)与环氧化合物为原料合成环状碳酸酯是其高效高值化利用的主要途径。为解决以往催化剂体系存在的催化剂稳定性差、催化活性低、催化剂制备复杂等问题,本研究以高稳定性的氧膦化合物与过渡金属盐进行复配,通过调控过渡金属盐和氧膦化合物的比例,形成不同配比的二元复合催化体系,优选了最佳过渡金属盐和最佳比例(三丁基氧膦与溴化锌摩尔比为2:1,即[2Bu3PO-ZnBr2]),考察了催化剂用量、CO_(2)压力、反应时间、反应温度的影响,在最佳反应条件下(130℃,3 h,3 MPa),环氧丙烷(PO)的转化率可达92%。通过相关表征揭示了膦基复合催化体系与反应物之间的相互作用,提出了可能的催化机理。[2Bu3PO-ZnBr2]催化体系在循环使用5次后,依然能够保持高催化活性。本研究提出的膦基二元复合催化体系可为催化剂设计和CO_(2)利用提供思路。

关键词：二氧化碳环加成反应环状碳酸酯

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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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多三元环季铵自燃离子液体的合成及性能

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含能材料 2023年第9期31卷 870-879页

作者：蒋章姚远刘雪刘龙焦念明张延强中国科学院过程工程研究所中国科学院粉体材料技术重点实验室离子液体清洁过程北京市重点实验室北京100190 沈阳化工大学化学工程学院辽宁沈阳110020 郑州中科新兴产业技术研究院河南郑州450000

以三元碳环作为张力能结构单元,合成了基于N,N‑(二环丙基甲基)环丙胺为阳离子,二氰胺根和氰基硼氢根为阴离子的系列离子液体。采用核磁(NMR)、红外光谱(IR)和高分辨率质谱(HRMS)等表征方法,确认了所得离子液体的结构,并对其物化性质(如... 详细信息

以三元碳环作为张力能结构单元,合成了基于N,N‑(二环丙基甲基)环丙胺为阳离子,二氰胺根和氰基硼氢根为阴离子的系列离子液体。采用核磁(NMR)、红外光谱(IR)和高分辨率质谱(HRMS)等表征方法,确认了所得离子液体的结构,并对其物化性质(如熔点、热分解温度、密度、粘度、生成焓、比冲和点火延迟时间)进行了测定或计算。结果表明:设计合成的10种离子液体均能与白烟硝酸(WFNA)发生自燃,氰基硼氢类离子液体与相应的二氰胺类离子液体相比,点火延迟时间更短。张力环结构的引入可提高离子液体生成焓(0.87~1.96 kJ∙g^(-1)),三元环结构紧凑的堆积有利于提高离子液体密度(1.01~1.18 g∙cm^(-3)),张力环基自燃离子液体表现出更高的密度比冲(436.7~454.4 s·g·cm^(-3))。分子结构中引入张力环基团为提高自燃离子液体的能量密度提供了新的思路。

关键词：离子液体自燃能量密度张力环推进剂

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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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催化生物质高效转化过程耦合与强化

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中国科学:化学 2025年第1期55卷 107-114页

作者：唐稚阳何欣骏吴可嘉龙金星曾强何宏艳李雪辉华南理工大学化学与化工学院绿色化学产品技术广东省重点实验室广州510640 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

生物质是自然界中唯一可再生含碳资源且年产量巨大,将其高效转化与利用,契合“双碳”目标.但生物质的化学转化存在条件苛刻、产物分布广、高值化产品选择性低等瓶颈问题.结合课题组的科研成果,本文基于生物质本征结构特征,结合高效解聚... 详细信息

生物质是自然界中唯一可再生含碳资源且年产量巨大,将其高效转化与利用,契合“双碳”目标.但生物质的化学转化存在条件苛刻、产物分布广、高值化产品选择性低等瓶颈问题.结合课题组的科研成果,本文基于生物质本征结构特征,结合高效解聚催化过程的设计,从溶解、催化、反应、产物分离等多角度出发,创新催化生物质高效定向转化过程耦合与强化技术模式,并在生物质高效转化新路径、转化过程耦合与强化作用机制等方面进行阐释;同时,对催化过程耦合多场作用改善生物质定向转化效率与拓展生物质高效利用路径进行了展望,期望为生物质高效转化领域的相关研究提供理论基础与技术支撑.

关键词：生物质木质素定向转化过程耦合过程强化

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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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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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电催化反应电极界面纳微气泡多尺度研究进展

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中国科学：化学 2024年第6期54卷 892-902页

作者：褚俊杰王宗旭白璐刘亚伟董海峰冯佳奇张香平中国石油大学(北京) 化学工程与环境学院北京102249 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 先进能源科学与技术广东省实验室惠州516000

在电解水制氢、电催化还原CO_(2)等过程中,常伴随着电极表面纳微气泡的产生,其中气泡的成核、生长、运动等演变行为会极大影响电极表面活性位点的覆盖和释放,进而影响电化学反应效率.因此,电催化反应界面气泡的演化行为及调控机制,以及... 详细信息

在电解水制氢、电催化还原CO_(2)等过程中,常伴随着电极表面纳微气泡的产生,其中气泡的成核、生长、运动等演变行为会极大影响电极表面活性位点的覆盖和释放,进而影响电化学反应效率.因此,电催化反应界面气泡的演化行为及调控机制,以及其如何影响反应速率、反应稳定性及选择性,是当前研究的热点.本文综述了电催化反应中电极界面纳微气泡的多尺度演化过程及其与电催化性能间的构效关系的研究进展,阐述了气泡的成核、生长和脱离的演化机制;以电解水制氢和CO_(2)电催化还原反应为典型研究体系,重点论述了电极结构和电解液设计对纳微气泡演化行为和反应效率的影响规律;从实验研究和计算角度,对电催化反应中电极界面纳微气泡的重点研究工作及发展趋势进行了展望.

关键词：电极界面纳微气泡电催化气泡演化行为

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超强碱离子液体-有机胺-水复配溶剂高效CO_(2)捕集

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过程工程学报 2023年第5期23卷 781-789页

作者：王凯旋李涛李玉白银鸽曾少娟任保增张香平董海峰郑州大学化工学院河南郑州450001 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 中国科学院过程工程研究所北京100190 惠州市绿色能源与新材料研究院广东惠州516081

CO_(2)捕集是实现碳减排的重要技术之一。其中,化学吸收法是一种有效的、适用于低CO_(2)分压的CO_(2)捕集技术。开发出一种高效、低能耗、环保的吸收剂是该领域的研究难点和热点。离子液体(ILs)作为一类绿色溶剂,在CO_(2)捕集中具有结... 详细信息

CO_(2)捕集是实现碳减排的重要技术之一。其中,化学吸收法是一种有效的、适用于低CO_(2)分压的CO_(2)捕集技术。开发出一种高效、低能耗、环保的吸收剂是该领域的研究难点和热点。离子液体(ILs)作为一类绿色溶剂,在CO_(2)捕集中具有结构可调节、反应速率快、吸收量高等优势,但存在黏度大、价格昂贵等问题,本工作提出将超强碱离子液体1,8-二氮杂二环[5,4,0]十一碳-7-烯咪唑([HDBU][Im])与单乙醇胺(MEA)复配得到离子液体复配溶剂,来提高吸收剂的CO_(2)吸收量并降低吸收CO_(2)后溶剂的黏度。研究了离子液体浓度、吸收温度、CO_(2)分压等对离子液体复配溶剂捕集CO_(2)性能的影响,测定了离子液体复配溶剂在不同CO_(2)负荷下的密度和黏度等物性。结果表明,30wt%MEA+10wt%[HDBU][Im]具有较好的吸收能力,在40℃下,CO_(2)吸收量达到0.1453 g CO_(2)/g溶剂,且吸收CO_(2)前后溶剂的黏度分别为2.312和4.303 mPa·s,显著低于离子液体吸收剂,是一种具有潜力的CO_(2)捕集溶剂。

关键词： CO_(2)捕集超强碱离子液体乙醇胺离子液体复配溶剂吸收量

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Pickering乳液催化非均相羟醛缩合反应研究

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化工学报 2023年第1期74卷 449-458页

作者：陈余郑晓妍赵辉王二强李杰李春山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 中国科学院大学化工学院北京101408 北京石油化工学院新材料与化工学院北京102617 先进能源科学与技术广东省实验室广东惠州516003

近年来,煤基合成甲基丙烯酸甲酯(MMA)工艺获得广泛关注,但甲醛、丙醛羟醛缩合反应存在反应过程不连续、分离回收过程复杂等瓶颈问题。本文以表面改性的二氧化硅(SiO_(2))纳米球为乳化剂,乳化剂颗粒交联进一步“加固”,在液滴周围形成了... 详细信息

近年来,煤基合成甲基丙烯酸甲酯(MMA)工艺获得广泛关注,但甲醛、丙醛羟醛缩合反应存在反应过程不连续、分离回收过程复杂等瓶颈问题。本文以表面改性的二氧化硅(SiO_(2))纳米球为乳化剂,乳化剂颗粒交联进一步“加固”,在液滴周围形成了致密SiO_(2)壳层,构筑了强化型油包水(W/O)Pickering乳液。该Pickering乳液催化体系不仅实现了催化剂的“固载”和羟醛缩合温和反应过程的非均相转化,也为其他均相催化反应体系提供了机遇。

关键词：乳液多相反应催化甲基丙烯醛多孔微球

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