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碱改性铜锰尖晶石室温催化氧化空气中甲醛

Chinese Journal of Catalysis 2024年第5期60卷 337-350页

作者： Yongbiao Hua Kumar Vikrant Ki-Hyun Kim Philippe M.Heynderickx Danil W.Boukhvalov 汉阳大学土木与环境工程系韩国首尔根特大学国际校区环境与能源研究中心催化与表征材料工程韩国仁川根特大学生物科学工程学院绿色化学与技术系比利时根特京林业大学理学院材料物理与化学研究所江苏南京210037 拉尔联邦大学物理与技术研究所俄罗斯叶卡捷琳堡

甲醛(FA)作为一种有致癌风险的有害污染物,在室内环境中普遍存在.为了高效去除甲醛,催化氧化技术成为了一种既经济又节能的选择,它不仅能降低材料成本(例如避免使用贵金属),也能在无光和室温的条件下进行.本文制备了一种成本效益高的碱... 详细信息

甲醛(FA)作为一种有致癌风险的有害污染物,在室内环境中普遍存在.为了高效去除甲醛,催化氧化技术成为了一种既经济又节能的选择,它不仅能降低材料成本(例如避免使用贵金属),也能在无光和室温的条件下进行.本文制备了一种成本效益高的碱改性锰酸铜尖晶石(CuMn^(2)O_(4))催化剂,并用于甲醛催化氧化反应中.实验结果表明,采用碱(1 mol L^(-1)氢氧化钾)改性的CuMn^(2)O_(4)(1-CuMn^(2)O_(4))作为催化剂,在室温条件下,当甲醛浓度为50 ppm,气体空速为4777 h^(-1)时,甲醛转化率(XFA)达到100%;此外,在甲醛转化率为10%时,其稳态反应速率达到了8.18×10^(-2) mmol g^(-1) h^(-1).原位漫反射红外傅立叶变换光谱结果表明,在催化剂的作用下,甲醛分子经过二氧亚甲基和甲酸酯中间体的转化,最终被氧化为水和二氧化碳.进一步结合密度泛函理论模拟发现,1-CuMn^(2)O_(4)具有较高的催化氧化甲醛性能,可归因于甲醛分子更牢固地吸附在1-CuMn^(2)O_(4)表面,甲醛吸附所需的能量较低,以及最终产物从催化剂表面脱附所需的能量也较低的综合效应.本研究为在无光和室温条件下,高效去除空气中甲醛提供了新型高效、成本效益高且无需贵金属的催化剂,从而为室内空气净化提供了新的科学见解.

关键词：甲醛碱修饰锰酸铜尖晶石催化氧化室内空气

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建筑用生物质基纤维素保温气凝胶研究进展

复合材料学报 2024年第1期41卷 108-120页

作者：韩申杰张恩浩卢芸中国林业科学研究院木材工业研究所北京100091 盐城工学院产业技术研究院盐城224000 青岛大学环境科学与工程学院青岛266071

建筑保温可以有效降低建筑材料的热损失,对于保持建筑内部的舒适度起着重要的作用。提高建筑材料的保温性能至关重要,特别是通过减少加热-冷却的热量损失来实现节能。因此,研究具有优良保温性能的建筑材料已成为当前保温领域研究的重点... 详细信息

建筑保温可以有效降低建筑材料的热损失,对于保持建筑内部的舒适度起着重要的作用。提高建筑材料的保温性能至关重要,特别是通过减少加热-冷却的热量损失来实现节能。因此,研究具有优良保温性能的建筑材料已成为当前保温领域研究的重点之一。与传统的保温建筑材料相比,生物质基纤维素保温气凝胶具有低导热系数、高比表面积、可再生性、成本效益和环境友好型等优越的物理和化学特性,是未来建筑节能技术的理想新型建筑材料。本文综述了近年来生物质基纤维素保温气凝胶的制备技术、研究现状、存在的问题及在建筑材料(屋顶、内外墙和玻璃等)中的应用。最后,简要讨论了生物质基纤维素气凝胶在保温材料应用中面临的挑战,并对其未来的发展方向进行了展望。

关键词：建筑材料生物质纤维素气凝胶保温材料研究进展

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赤泥基纳米零价铁对多金属污染土壤修复效果

环境科学 2024年第4期45卷 2473-2478页

作者：刘龙宇杨世利赵黄诗雨常凯威余江四川大学建筑与环境学院成都610065 四川大学新能源与低碳技术研究院成都610065 四川大学宜宾产业技术研究院宜宾644000

为实现重金属复合污染(Pb、Zn、Cu和Cd)土壤同步修复,构建土壤-小白菜体系,探究赤泥(RM)、纳米赤泥(RMn)以及纳米赤泥负载纳米零价铁(RMn-nZVI)这3种不同赤泥基钝化剂对Pb、Zn、Cu和Cd复合污染土壤的修复效果与机制,并考察土壤中Pb、Zn... 详细信息

为实现重金属复合污染(Pb、Zn、Cu和Cd)土壤同步修复,构建土壤-小白菜体系,探究赤泥(RM)、纳米赤泥(RMn)以及纳米赤泥负载纳米零价铁(RMn-nZVI)这3种不同赤泥基钝化剂对Pb、Zn、Cu和Cd复合污染土壤的修复效果与机制,并考察土壤中Pb、Zn、Cu和Cd形态分布对小白菜积累Pb、Zn、Cu和Cd的控制作用.结果显示,3种钝化剂施用可显著提高土壤pH,降低土壤酸可提取态(F1)Pb、Zn、Cu和Cd含量,增加残渣态(F4)含量,最终钝化效果表现为:RMn-nZVI>RMn>RM.此外,3种钝化剂显著降低了小白菜可食用部分Pb、Zn、Cu和Cd的积累,其中RMn-nZVI处理下降低程度最高,Pb、Zn、Cu和Cd含量分别下降35.11%、45.05%、69.52%和59.63%.结果表明,纳米赤泥负载纳米零价铁新型钝化材料在重金属复合污染土壤修复领域具有一定的应用潜力.

关键词：赤泥纳米零价铁钝化重金属污染土壤

甘油三酯催化转化为柴油、喷气燃料和润滑油基础油

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第3期58卷 15-24页

作者： Yaejun Baik Kyeongjin Lee Minkee Choi 韩国科学技术高级研究院化学与生物分子工程系韩国大田34141

将生物质转化为可持续燃料和化学品对于解决环境问题、减少碳排放、增强能源安全以及促进经济和社会发展至关重要.在众多生物质原料中,来自不同来源的甘油三酯,如植物油、动物脂肪和微藻油,因其低氧含量和脂肪酸单元中的高度石蜡骨架,... 详细信息

将生物质转化为可持续燃料和化学品对于解决环境问题、减少碳排放、增强能源安全以及促进经济和社会发展至关重要.在众多生物质原料中,来自不同来源的甘油三酯,如植物油、动物脂肪和微藻油,因其低氧含量和脂肪酸单元中的高度石蜡骨架,与石油衍生烃的结构相似,而特别适合生产可持续的烃燃料和化学品.这意味着通过相对简单的催化转化过程,就能有效地将甘油三酯转化为烃类产物.本文概述了甘油三酯通过加氢过程转化为无氧燃料(如柴油和喷气燃料)以及润滑油基础油等高附加值产品的过程.此外,还根据反应机理讨论了所需催化剂的重要结构性质,以及甘油三酯的不同脂肪酸组成对催化转化过程的影响.

关键词：甘油三酯脱氧柴油喷气燃料润滑油基础油加氢处理的植物油加氢处理的酯和脂肪酸可持续航空燃料

一种用于水相介质中Pd^(2+)检测的新型荧光传感器

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化工进展 2024年第10期43卷 5679-5685页

作者：江晟杰漳州职业技术学院漳州市食品产业技术研究院福建漳州363000

设计并合成了一种新型四苯乙烯衍生物(TPE-H),该衍生物在THF/H_(2)O(0.5/9.5,体积比)溶液介质中显示出明亮的红色聚集诱导发射(AIE)特性。TPE-H通过荧光“开-关”策略选择性地鉴别Pd^(2+)。该传感器具有出色的选择性和灵敏度,并在很宽... 详细信息

设计并合成了一种新型四苯乙烯衍生物(TPE-H),该衍生物在THF/H_(2)O(0.5/9.5,体积比)溶液介质中显示出明亮的红色聚集诱导发射(AIE)特性。TPE-H通过荧光“开-关”策略选择性地鉴别Pd^(2+)。该传感器具有出色的选择性和灵敏度,并在很宽的pH范围(4~10)内显示出出色的稳定性。对Pd^(2+)检测的详细研究表明,Pd^(2+)的检出限为9.81×10^(-8)mol/L。通过核磁共振氢谱、傅里叶红外光谱和质谱等测试确认了传感机理。在传感试纸和真实水样测试中,TPE-H对Pd^(2+)具有良好的传感效果,误差较小。该研究不仅报道了一种有效的Pd^(2+)荧光传感器,而且为在复杂环境中原位和实时传感Pd^(2+)提出良好的应用前景。

关键词：四苯乙烯聚集诱导发光离子检测钯离子荧光传感器

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基于多源数据的北京生态涵养区生态产品供给与经济发展耦合协调度研究

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北京大学学报（自然科学版） 2024年第4期60卷 713-722页

作者：梁丽娜王洪佳冯慧懿唐秀美北京市农林科学院植物营养与资源环境研究所北京100097 北京市农林科学院信息技术研究中心北京100097 国家农业信息化工程技术研究中心北京100097

结合生态涵养区的特点,构建生态产品供给与经济发展两个系统评价指标体系,采用综合评价法评估生态产品供给和经济发展状况,采用耦合协调度模型分析北京市生态涵养区2019年生态产品供给与经济发展的耦合协调度及其耦合协调类型。结果表明... 详细信息

结合生态涵养区的特点,构建生态产品供给与经济发展两个系统评价指标体系,采用综合评价法评估生态产品供给和经济发展状况,采用耦合协调度模型分析北京市生态涵养区2019年生态产品供给与经济发展的耦合协调度及其耦合协调类型。结果表明,2019年北京市生态涵养区各乡镇生态产品供给和经济发展差距较大,生态产品供给能力的高值和较高值区域主要分布在怀柔区、密云区和延庆区,经济发展水平较高的区域主要分布在各区的城镇以及靠近北京市近郊的乡镇。北京市生态涵养区各乡镇生态产品供给与经济发展的耦合度介于0.648~0.999之间,处于高水平耦合阶段。耦合协调度值介于0.312~0.600之间,耦合协调度内部差异较大,整体耦合协调水平不高,呈现较弱的耦合协调关系。北京市生态涵养区各乡镇生态产品供给与经济没有实现同步发展,生态产品供给滞后型和经济发展滞后型的乡镇大约各占一半。建议北京生态涵养区应立足于不同的资源优势,根据生态产品供给和经济发展状况采取不同的策略,实现两者的互补和相互促进。

关键词：生态涵养区生态产品供给经济发展耦合协调

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长江流域固废治理现状、挑战与对策建议

环境科学研究 2024年第6期37卷 1348-1356页

作者：杨浩南徐亚黄启飞刘玉强钱璨中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室固体废物污染控制技术研究所北京100012

长江是我国第一大河,长江经济带是我国重要经济带,实施长江保护修复是国家重大战略,对长江经济带高质量发展具有至关重要的作用。固体废物既是污染源,又是污染汇,其治理兼具减污和降碳协同效应,是长江保护修复战略的重要组成部分。本文... 详细信息

长江是我国第一大河,长江经济带是我国重要经济带,实施长江保护修复是国家重大战略,对长江经济带高质量发展具有至关重要的作用。固体废物既是污染源,又是污染汇,其治理兼具减污和降碳协同效应,是长江保护修复战略的重要组成部分。本文系统研究了2017−2021年长江流域固体废物产生量和利用处置能力的空间分布和时间演化特征,结果表明:2021年长江流域固体废物产生总量约20.7×10^(8)t,一般工业固体废物(简称“一般工业固废”)、生活垃圾和危险废物占比分别为89.1%、8.5%和2.4%;占比最大的一般工业固废每亿元GDP产生强度约为2209.6 t,为全国平均水平的64.0%,但超过欧盟近0.5倍,且上、中、下游差异明显,上游固废产生强度是下游的3.6倍;从增长趋势看,2017年以来流域一般工业固废产生量趋于下降,但危险废物和生活垃圾还在增长,增速为每年5%左右。进一步分析发现,长江流域固体废物治理主要问题包括以下几方面:传统资源消耗型产业多,固废产生强度较大,源头减量压力大;固废利用处置能力区域性和结构性短板凸出;存量固废底数不清,环境风险较大。建议通过强化政策和规划引导,依托“无废流域”建设,结合流域的自然资源、行业分布特征,推动固废源头减量;因地制宜,多措并举优化利用处置能力结构,补齐能力短板;坚守环境底线,防范流域性固废环境污染风险。

关键词：长江流域固废风险资源化污染

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低温锂离子电容器研究进展

工程科学学报 2024年第8期46卷 1509-1520页

作者：徐艺李晨任祥张熊王凯孙现众马衍伟济南大学化学化工学院济南250022 中国科学院电工研究所北京100190 齐鲁中科电工先进电磁驱动技术研究院济南250013 山东产业技术研究院济南250102 中国科学院大学北京100049

锂离子电容器(LIC)采用了双电层电容器(EDLC)正极和锂离子电池(LIB)负极,因而兼具高能量密度、高功率密度和长循环寿命的优势.LIC在储能过程中正极表面发生电荷的可逆吸脱附,负极体相中存在Li+的反复嵌入/脱嵌,在低温环境下由于电解液... 详细信息

锂离子电容器(LIC)采用了双电层电容器(EDLC)正极和锂离子电池(LIB)负极,因而兼具高能量密度、高功率密度和长循环寿命的优势.LIC在储能过程中正极表面发生电荷的可逆吸脱附,负极体相中存在Li+的反复嵌入/脱嵌,在低温环境下由于电解液的黏度、电导率等物化性质发生很大改变,严重影响了LIC中离子的正常运输和电荷转移,导致无法在低温工况下正常运转,限制了其全天候、宽温域的应用.因此改善LIC的低温性能成为现阶段亟待解决的问题,受到了业界的广泛关注.众多研究表明电极材料和电解液之间的相互作用直接决定LIC低温电荷存储的过程,是解决低温环境下LIC能量密度和功率密度低的关键环节.本文从电极材料和电解液两个方面综述了国内外LIC低温性能的研究进展,概述了现阶段低温碳基材料的化学改性、表面修饰、离子嵌入以及新型电极材料的研发,并从电解液的锂盐、溶剂、添加剂三部分出发,介绍了低温工况下电解液各组成部分对LIC性能的影响,对不同改进工艺进行了分类与总结,重点讨论了新型低温添加剂在LIC中的应用,最后总结了新一代低温电解液的研究进展并对具有宽温度工况的下一代LIC提供了初步展望.

关键词：储能器件锂离子电容器电极材料电解液低温性能

不同施氮措施对麦玉轮作系统N_(2)O排放的影响

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环境科学 2024年第10期45卷 6148-6156页

作者：蔡连凤王学霞王甲辰曹兵魏丹梁丽娜东北农业大学资源与环境学院哈尔滨150030 北京市农林科学院植物营养与资源环境研究所北京100097 北京市缓控释肥料工程技术研究中心北京100097

为探究华北麦玉轮作系统农田土壤N_(2)O排放对不同施氮措施的响应及影响因素,采用常规静态箱-气相色谱法,分析了:不施肥(CK)、常规施氮(尿素,追肥一次,U1)、优化施氮(减氮20%,追肥一次,U2)、控释掺混肥一次性施肥(50%尿素+控释尿素50%,... 详细信息

为探究华北麦玉轮作系统农田土壤N_(2)O排放对不同施氮措施的响应及影响因素,采用常规静态箱-气相色谱法,分析了:不施肥(CK)、常规施氮(尿素,追肥一次,U1)、优化施氮(减氮20%,追肥一次,U2)、控释掺混肥一次性施肥(50%尿素+控释尿素50%,减氮20%,SRU1)、控释氮肥一次性施肥(减氮20%,SRU2)和抑制剂型控释氮肥一次性施肥(减氮20%,ISRU)这6个处理下,N_(2)O排放通量及土壤理化性质的差异.结果表明,麦玉轮作期间土壤N_(2)O排放通量呈动态变化,CK、U1和U2处理玉米季N_(2)O排放峰出现在基肥后4~7 d,追肥后6~10 d,小麦季排放峰出现在基肥后4~8 d,追肥后6~9 d;玉米季和小麦季SRU1、SRU2和ISRU排放峰分别出现在基肥后10~21 d和12~20 d,控释氮肥的施用显著降低N_(2)O排放峰值和频次.与U1相比,玉米季U2、SRU1、SRU2和ISRU处理N_(2)O排放通量分别显著降低了8.5%、20.0%、33.8%和43.6%,且玉米季N_(2)O排放通量高于小麦季,占整个轮作周期的58.1%~65.1%.与U1相比,U2、SRU1处理产量分别降低了5.9%和1.9%,SRU2和ISRU处理产量分别增加了1.7%和7.0%.玉米季,与U1相比,ISRU产值增加了14.6%,环境效益为581元,净经济效益提高得最多达18.6%,而小麦季产值和净经济效益出现下降的现象,由此抑制剂控释氮肥一次性施入更适用于玉米季.N_(2)O排放通量与土壤性质理化指标相关性分析发现,N_(2)O与湿度、铵态氮、硝态氮以及微生物量碳、氮呈显著正相关关系.由此,抑制剂型控释氮肥一次性施肥在减少劳动力投入与降低环境效益方面起到积极作用,可为华北地区玉米种植提供有效的氮肥管理方式.

关键词：华北平原麦玉轮作 N_(2)O排放控释氮肥产量