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二氧化碳直接空气捕集材料与技术研究进展

化工进展 2022年第3期41卷 1152-1162页

作者：宋珂琛崔希利邢华斌浙江大学化学工程与生物工程学院浙江杭州310027 浙江大学杭州国际科创中心浙江杭州311200

直接空气捕集(DAC)等新兴负碳排放技术是实现“双碳”目标的托底技术保障,近年来受到广泛关注。本文简要分析了直接空气碳捕集技术的特性,归纳总结了胺功能化无机材料和聚合物、金属氢氧化物和碳酸盐、多孔材料等痕量二氧化碳捕集性能,... 详细信息

直接空气捕集(DAC)等新兴负碳排放技术是实现“双碳”目标的托底技术保障,近年来受到广泛关注。本文简要分析了直接空气碳捕集技术的特性,归纳总结了胺功能化无机材料和聚合物、金属氢氧化物和碳酸盐、多孔材料等痕量二氧化碳捕集性能,初步分析了负载方式、载体结构等与吸附容量和动力学的关系。浅析了该领域发展面临的问题和机遇,从能耗和性能方面对捕集材料和技术的研发提出以下建议:相较于物理吸附材料,胺功能化材料和固体碱等化学吸附材料具有更好的应用前景;在工艺开发领域,可以借鉴其他低浓度气体深度脱除工艺的经验;另一方面,可以结合不同工艺优势,设计多种工艺耦合的流程;最后,在严峻的环境问题下,必须加快材料研发的步伐,未来的研究重点应集中在材料的设计和低能耗再生方式的开发上。

关键词：二氧化碳直接空气捕集物理吸附化学吸附

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离子液体表/界面性质与结构

化学进展 2012年第5期24卷 659-673页

作者：闫燕杨启炜邢华斌苏宝根任其龙浙江大学生物质化工教育部重点实验室、化学工程与生物工程学系杭州310027

离子液体与气体、溶剂等物质组成的多相体系为吸收、萃取、两相催化等技术的发展提供了新的平台。离子液体的表/界面性质与结构是含离子液体多相体系的重要科学问题,可在介观尺度下显著影响多相体系反应和分离过程的效率。近年来,离子... 详细信息

离子液体与气体、溶剂等物质组成的多相体系为吸收、萃取、两相催化等技术的发展提供了新的平台。离子液体的表/界面性质与结构是含离子液体多相体系的重要科学问题,可在介观尺度下显著影响多相体系反应和分离过程的效率。近年来,离子液体表/界面性质和结构的研究得到了广泛的关注。本文综述了离子液体及其与水、有机溶剂组成的混合物的表/界面张力及结构研究进展,介绍了现有的研究方法、研究对象与研究成果,归纳了离子液体及其混合物表/界面张力及结构的变化规律,分析了表/界面结构与表/界面张力之间的关系,探讨了离子液体表/界面研究存在的问题和未来的发展方向。

关键词：离子液体表/界面性质表/界面结构分子模拟非线性光谱

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氨气深度脱除材料与技术研究进展

化工进展 2021年第7期40卷 3957-3975页

作者：陈沛坤张袁斌崔希利邢华斌浙江大学化学工程与生物工程学院浙江杭州310029

氨气(NH3)作为一种危害性碱性有毒气体,不仅危害环境,而且会对人体造成不可逆伤害。在电子信息、能源等行业,极微量的NH3即可影响产品品质、降低过程性能。因此,NH3的深度脱除在工业上具有重要的意义。本文综述了近年来NH3深度脱除的工... 详细信息

氨气(NH3)作为一种危害性碱性有毒气体,不仅危害环境,而且会对人体造成不可逆伤害。在电子信息、能源等行业,极微量的NH3即可影响产品品质、降低过程性能。因此,NH3的深度脱除在工业上具有重要的意义。本文综述了近年来NH3深度脱除的工艺现状,分析了NH3脱除材料如离子液体、低共熔溶剂、改性活性炭、分子筛、改性氧化铝、金属盐类、金属有机框架材料、多孔有机聚合物、共价有机骨架材料、氧化石墨烯、普鲁士蓝类似物对NH3的分离性能。总结了深度脱除NH3的工艺特点和脱氨材料的性能,浅析了该领域发展面临的问题,并对未来的发展方向提出了建议。

关键词：氨气深度脱除吸收吸附分离

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青蒿素的超临界流体吸附基础研究

青蒿素的超临界流体吸附基础研究

作者：邢华斌浙江大学

学位级别：硕士

本文综述了十几年来有关物质在超临界流体中的溶解度、超临界流体吸附的应用与进展。测定了青蒿素在超临界二氧化碳(Supercritical Carbon Dioxide,SC—CO)中的溶解度，深入研究了SC-CO中青蒿素在硅胶上吸附、脱附性能。建立了一... 详细信息

本文综述了十几年来有关物质在超临界流体中的溶解度、超临界流体吸附的应用与进展。测定了青蒿素在超临界二氧化碳(Supercritical Carbon Dioxide,SC—CO)中的溶解度，深入研究了SC-CO中青蒿素在硅胶上吸附、脱附性能。建立了一套配置有高压紫外检测器的超临界流体吸附的实验装置。测定了不同温度(308、318、328和338K)、压力(12.—27MPa)下青蒿素在SC—CO溶解度，其值在9.8×10到2.7×10mol／mol之间。溶解度随压力的升高而增大，随密度的增大而增大。在一定压力范围内(10-19MPa)，等压力下，低温有利于溶解：19-27MPa，高温有利于溶解。等密度下，溶解度随温度的升高而增大。基于分子缔合假设，推导出一个适合于固体溶质的、包含相平衡的四参数溶解度分子缔合模型。用此模型关联了溶解度数据，模型平均拟合偏差为4.28％。本文详细研究了SC-CO中青蒿素在硅胶上吸附、脱附性能。应用前沿色谱法测定了不同温度(308.1、318.1、328.1K)，不同压力(13.18、14.1、16.1、18.1MPa)下SC—CO中青蒿素在硅胶上的吸附等温线。在上述实验条件下，等压力时，升高温度有利于SC-CO中青蒿素在硅胶上的吸附。等密度时，降低温度有利于吸附。较低压力和密度有利于青蒿素在硅胶上的吸附。青蒿素在硅胶上吸附平衡受其在SC—CO溶解度以及CO与青蒿素竞争吸附双重作用的影响。采用Freundlich方程拟合了SC-CO中青蒿素在硅胶上的吸附等温线，最大拟合偏差为2.4％。推导得到等压力超临界流体吸附的等量吸附焓计算式，并计算得到青蒿素在硅胶上的等量吸附焓在15-42KJ／mol之间。研究了温度、压力、流速等操作参数对SC—CO脱附性能的影响。结果表明，SC—CO有较强的脱附能力且再生后的硅胶吸附性能良好，实验最高的脱附率为92％。高压有利于脱附，最佳脱附温度为308K。

关键词：超临界流体超临界流体吸附溶解度青蒿素分子缔合模型

碳氢表面活性剂在超临界CO_2中形成微乳液的研究进展

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化学进展 2009年第6期21卷 1141-1148页

作者：卫俊杰苏宝根邢华斌张海杨启炜任其龙浙江大学二次资源化工国家专业实验室杭州310027

在超临界CO2中形成微乳液可以克服CO2对高分子量和亲水性物质溶解能力差的缺点。碳氢表面活性剂成本低,对环境友好,利用碳氢表面活性剂形成超临界CO2微乳液有利于工业应用,但绝大部分碳氢表面活性剂不能形成微乳液,所以需要对碳氢表面... 详细信息

在超临界CO2中形成微乳液可以克服CO2对高分子量和亲水性物质溶解能力差的缺点。碳氢表面活性剂成本低,对环境友好,利用碳氢表面活性剂形成超临界CO2微乳液有利于工业应用,但绝大部分碳氢表面活性剂不能形成微乳液,所以需要对碳氢表面活性剂进行选择和设计。本文介绍了微乳液的形成、表征和评价,从表面活性剂的亲CO2性能和界面活性两方面,综述了碳氢表面活性剂的设计思路和进展。另外介绍了助表面活性剂对形成超临界CO2微乳液的作用,并对常规碳氢表面活性剂在助表面活性剂的作用下形成超临界CO2微乳液的体系进行了综述。最后,介绍了含碳氢表面活性剂的混合表面活性剂在形成超临界CO2微乳液方面的研究情况。

关键词：超临界CO2 微乳液碳氢表面活性剂助表面活性剂

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羧酸端基Y型全氟聚醚的氟谱解析及结构表征

化工学报 2024年第4期75卷 1718-1723页

作者：张文惠唐茹意崔希利邢华斌浙江大学化学工程与工业生物工程学院浙江杭州310027 浙江大学杭州国际科创中心浙江杭州311200

全氟聚醚及其衍生物(PFPEs)是一类高附加值的含氟聚合物,特异的理化性质使其具有较好的商业前景。目前国内相关产品严重依赖进口,对PFPEs的研究比较缺乏,尤其对Y型PFPEs的研究非常少,亟需加强对相关领域的开发和研究。核磁共振氟谱(^(19... 详细信息

全氟聚醚及其衍生物(PFPEs)是一类高附加值的含氟聚合物,特异的理化性质使其具有较好的商业前景。目前国内相关产品严重依赖进口,对PFPEs的研究比较缺乏,尤其对Y型PFPEs的研究非常少,亟需加强对相关领域的开发和研究。核磁共振氟谱(^(19)F NMR)是解析PFPEs结构的重要技术,但由于技术封锁、制备困难等原因,有关Y型PFPE羧酸(PFPE-CA)的^(19)F NMR谱图解析尚不完善。本研究采用合适的制样条件,得到了清晰的Y型PFPE-CA的^(19)F NMR谱图,并对主链和端基中不同化学环境的F原子化学位移进行归属。对谱峰进行积分可计算活性混合物的组成以及样品的数均分子量。该分析方法准确、快捷,可为Y型PFPEs的生产及分离技术的突破提供研究基础。

关键词：全氟聚醚羧酸 Y型结构解析聚合物电子材料

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离子液体在气体分离中的应用

化学进展 2011年第11期23卷 2258-2268页

作者：赵旭邢华斌李如龙杨启炜苏宝根任其龙浙江大学化学工程与生物工程学系二次资源化工国家专业实验室杭州310027

离子液体是一类"可设计溶剂",具有极低的蒸气压,几乎不挥发以及选择性溶解能力,近年来在气体分离领域得到了广泛的关注。本文综述了CO2和SO2等酸性气体、低碳链烷烃、烯烃和炔烃等有机气体,以及H2、O2、CO、N2、Ar、Xe等其他气体在离子... 详细信息

离子液体是一类"可设计溶剂",具有极低的蒸气压,几乎不挥发以及选择性溶解能力,近年来在气体分离领域得到了广泛的关注。本文综述了CO2和SO2等酸性气体、低碳链烷烃、烯烃和炔烃等有机气体,以及H2、O2、CO、N2、Ar、Xe等其他气体在离子液体中的溶解性能,归纳了气体在离子液体中的溶解机理和溶解规律,分析了离子液体结构与溶解度、分离性质的定性关系,其中具有胺基、胍基等碱性基团的功能化离子液体对CO2、SO2等酸性气体具有良好的溶解性,含有不饱和基团的离子液体通过π-π相互作用可以改善烯烃在离子液体中的溶解度,炔烃则易溶于氢键碱性较强的离子液体;并介绍了离子液体/气体二元体系分子模拟、溶解度关联模型以及离子液体固定化用于气体分离等工作的研究进展,探讨了离子液体气体分离研究存在的问题和未来发展方向。

关键词：离子液体气体溶解度分离吸收

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超临界CO_2/离子液体体系

化学通报 2005年第4期68卷 262-270页

作者：周震寰王涛邢华斌骆广生清华大学化工系化学工程联合国家重点实验室北京100084

超临界CO2 和离子液体是两种具有优异性能的绿色化学试剂 ,本文介绍了将两者结合反应分离体系的物化性质和多种绿色化学过程。利用超临界CO2 可以广泛地萃取离子液体中的不挥发性化合物而不导致离子液体及其中催化剂的流失 ,在加氢、... 详细信息

超临界CO2 和离子液体是两种具有优异性能的绿色化学试剂 ,本文介绍了将两者结合反应分离体系的物化性质和多种绿色化学过程。利用超临界CO2 可以广泛地萃取离子液体中的不挥发性化合物而不导致离子液体及其中催化剂的流失 ,在加氢、醛化、甲酰化等反应分离过程中的应用表明 ,过程具有很好的反应分离特性和环境友好性 ,应用前景广阔。

关键词：超临界CO2 离子液体挥发性化合物环境友好性化学试剂结合反应化学过程物化性质分离体系分离过程分离特性前景广阔催化剂甲酰化绿色应用加氢

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离子液体萃取分离结构相似化合物研究进展

化工进展 2019年第1期38卷 91-99页

作者：杨启炜鲍宗必邢华斌任其龙生物质化工教育部重点实验室浙江大学化学工程与生物工程学院浙江杭州310027

结构相似化合物的高效分离是化学工业最具挑战的难题之一,传统分离方法存在选择性低、溶剂消耗大、能耗高等不足。基于离子液体较强的氢键、π-π作用能力及良好的成相能力,离子液体液-液萃取过程能够有效识别结构相似化合物物化性质的... 详细信息

结构相似化合物的高效分离是化学工业最具挑战的难题之一,传统分离方法存在选择性低、溶剂消耗大、能耗高等不足。基于离子液体较强的氢键、π-π作用能力及良好的成相能力,离子液体液-液萃取过程能够有效识别结构相似化合物物化性质的微小差异,提高分离选择性,同时还可获得较高的分配系数和萃取容量,并抑制乳化的发生。本文在简要介绍离子液体偶极性/可极化性、氢键酸碱性和液-液相平衡规律的基础上,系统综述了离子液体液-液萃取技术在不同类型结构相似化合物选择性分离方面的研究进展,探讨了研究中存在的问题和未来发展方向。与亲水性化合物的分离相比,离子液体液-液萃取技术在疏水性结构相似化合物及表面活性结构相似化合物的分离中更具优势。离子液体-分子溶剂复合萃取剂的研究则为解决离子液体黏度大、成本高等问题提供了可行途径。

关键词：离子液体萃取分离相平衡结构相似化合物