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膜法分离一/二价阳离子的研究进展

化工进展 2024年第3期43卷 1363-1373页

作者：赵国珂张杨刘轶群中石化(北京)化工研究院有限公司北京100013

各类工业过程如水质软化、食用盐纯化、盐湖卤水提锂、酸和重金属资源回收等对一/二价阳离子高效分离的需求日益增长,近年来,针对上述分离体系的膜材料的研究取得了诸多进展。本文详细总结了针对一/二价阳离子分离的选择性阳离子交换膜... 详细信息

各类工业过程如水质软化、食用盐纯化、盐湖卤水提锂、酸和重金属资源回收等对一/二价阳离子高效分离的需求日益增长,近年来,针对上述分离体系的膜材料的研究取得了诸多进展。本文详细总结了针对一/二价阳离子分离的选择性阳离子交换膜、纳滤膜、支撑液膜和离子印迹膜的研究进展,重点梳理了相关膜材料的离子选择性优化思路和机理,对比分析了上述膜过程的特点和适用场景。基于此,作者认为,离子筛分精细化是膜分离技术的重要发展方向。在分子尺度明晰分离层的形成和演化机理,对于提高界面聚合反应可控度,实现在亚纳米尺度膜结构的精细调控至关重要。通过在膜基体内可控构建目标离子的特异性识别位点和传质通道,有望实现高选择性离子筛分。此外,具有本征规则孔道结构的新型分离膜材料,如MOFs、COFs、二维层状结构膜等,在精细筛分方面具有良好的发展潜力。

关键词：阳离子交换膜纳滤膜液膜离子印迹膜一/二价阳离子分离

氧化石墨烯/聚丙烯酸基导电黏附凝胶的制备与性能

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化工进展 2024年第2期43卷 1022-1032页

作者：王岩森侯丹丹李长金祁丽亚王春堯郭敏王颖中石化(北京)化工研究院有限公司北京100013

现有导电凝胶材料在实际使用时存在诸多缺陷,因此设计出一种兼具高强度、高黏附性和高导电性的凝胶材料具有重要的应用意义。本文以丙烯酸(AAc)和丙烯酸-N-羟基琥珀酰亚胺酯(AAc-NHS ester)为基体,聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)为交联剂,... 详细信息

现有导电凝胶材料在实际使用时存在诸多缺陷,因此设计出一种兼具高强度、高黏附性和高导电性的凝胶材料具有重要的应用意义。本文以丙烯酸(AAc)和丙烯酸-N-羟基琥珀酰亚胺酯(AAc-NHS ester)为基体,聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)为交联剂,引入氧化石墨烯(GO)作为增效成分,通过光引发一步聚合法制备了复合凝胶材料(PAA-NHS/GO)。GO的引入提高了体系的交联度,增强了凝胶的稳定性并赋予了凝胶高导电特性。PAA-NHS/GO的拉伸强度、断裂伸长率、电导率分别可达0.336MPa、302.6%和0.93S/m。复合凝胶的功能基团能与组织表面产生强黏附效果,黏附强度超过40kPa,同时还具备高生物安全性和优异的生物相容性。在外力作用下,复合凝胶表现出稳定的应变传感特性。而在用于心电信号监测时,复合凝胶的灵敏度高,并可实现稳定清晰的信号传输。PAA-NHS/GO作为新型导电黏附凝胶,有望用于柔性可穿戴、生物传感、电子皮肤等领域。

关键词：氧化石墨烯聚丙烯酸凝胶导电黏附

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含氮芳香性杂环化合物的不对称氢化反应研究进展

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有机化学 2024年第5期44卷 1403-1422页

作者：刘晨光中石化(北京)化工研究院有限公司北京100083

手性饱和含氮杂环结构广泛存在于天然产物、生物活性分子和药物分子中.利用含氮芳杂环化合物的不对称氢化反应来构筑该类化合物是最为直接有效的方法之一.然而,由于含氮芳杂环化合物具有很强的共轭稳定性,且产物中氮原子对金属催化剂具... 详细信息

手性饱和含氮杂环结构广泛存在于天然产物、生物活性分子和药物分子中.利用含氮芳杂环化合物的不对称氢化反应来构筑该类化合物是最为直接有效的方法之一.然而,由于含氮芳杂环化合物具有很强的共轭稳定性,且产物中氮原子对金属催化剂具有毒化作用,该类化合物的不对称氢化反应的发展要滞后很多,研究报道也相对较少.其中,如何开发高效的催化体系来实现活化惰性底物的同时,对反应的立体选择性进行精确调控是相关研究的关键问题.目前,一系列过渡金属以及有机小分子催化剂的开发已经引领该领域取得了一定进展.鉴于不同类型催化剂的结构和性质对于催化活性、反应选择性及底物适用范围的显著影响,根据催化剂的反应性进行分类,系统综述了含氮芳香性杂环化合物不对称氢化反应的研究进展.

关键词：氢化反应不对称催化手性含氮杂环

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基于同步辐射光源X射线散射对聚乙醇酸挤出棒材退火条件的优化

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高分子材料科学与工程 2024年第4期40卷 79-92页

作者：骆佳伟周炳王洪学田雨川陈明明胡永峰中石化(上海)石油化工研究院有限公司上海201208

文中用同步辐射光源对聚乙醇酸(PGA)挤出棒材的切片进行广角X射线散射(WAXS)和小角X射线散射(SAXS)表征,研究聚乙醇酸棒材在挤出成型后优选的退火条件,以尽可能消除内应力,改善棒材后续的机械加工性。WAXS结果表明,高温更有利于微观应... 详细信息

文中用同步辐射光源对聚乙醇酸(PGA)挤出棒材的切片进行广角X射线散射(WAXS)和小角X射线散射(SAXS)表征,研究聚乙醇酸棒材在挤出成型后优选的退火条件,以尽可能消除内应力,改善棒材后续的机械加工性。WAXS结果表明,高温更有利于微观应变的减小,但较高温时晶粒尺寸会随退火时间的延长而减小。SAXS结果表明,高温更有利于取向程度的减小,退火时间对取向程度的影响明显弱于退火温度。综合各数据建立目标函数,并利用响应面分析法进行分析。结果表明,在实验范围内,PGA棒材的优选退火条件为200℃退火2h。

关键词：聚乙醇酸退火同步辐射光源 X射线散射响应面分析法

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模块化FTIR测定FCV用氢气痕量杂质

光谱学与光谱分析 2024年第3期44卷 853-858页

作者：袁蕙刘丹徐广通中石化石油化工科学研究院有限公司北京100083

设计构建了用于质子交换膜燃料电池汽车(FCV)氢气痕量杂质的模块化FTIR分析表征平台,开发了适用于氢气痕量杂质的分析方法,无需处理一次进样,能够同时快速测定HCOOH、CO、CO_(2)、NH_(3)、H_(2)O、CH_(4)、C_(2)H_(4)、C_(2)H_(6)、HCH... 详细信息

设计构建了用于质子交换膜燃料电池汽车(FCV)氢气痕量杂质的模块化FTIR分析表征平台,开发了适用于氢气痕量杂质的分析方法,无需处理一次进样,能够同时快速测定HCOOH、CO、CO_(2)、NH_(3)、H_(2)O、CH_(4)、C_(2)H_(4)、C_(2)H_(6)、HCHO等多种痕量级别杂质。考察了各含氢杂质分析的影响因素,精选了杂质物种定性区域,优化了定量方法,提出了实用性强的定量检出限,在降低了背景气和空白气纯度的要求也能确保限值浓度准确测定。九种杂质的计算方法检出限达到ASTM D7653-18参考值,其定量限也均低于ISO 14687:2019相应的限值,定量线性范围约2个数量级,相关系数均大于0.999,准确度和精密度均不高于10%,通过ISO 21087:2019规定的方法适用性验证规则,满足ISO 14687:19相应的质控标准。根据不同场景需求,样品模块、气体净化控制模块、配气模块、红外分析模块和尾气处理模块可以有机结合并具有良好的实用性和扩展性,尾气处理后氢气浓度可降至100μmol·mol^(-1)以下排放,满足安全绿色环保的要求。与实验室其他参考方法测定值有较好的一致性,并已在FCV氢气工业生产样品质量检测中得到应用,它将从实验室离线方法逐步发展成为适用于工业不同场景的在线方法,这对燃料级氢气品质体系的建立、纯化技术的推广应用及燃料电池催化剂新材料开发均具有意义。

关键词：傅里叶变换红外光谱氢气痕量杂质

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基于掺硼金刚石电极的工业废水处理研究进展

化工进展 2024年第1期43卷 501-513页

作者：王博张长安赵利民袁俊宋永一中石化(大连)石油化工研究院有限公司辽宁大连116045

工业废水普遍具有可生化性差、污染物种类多、有机物含量高、难降解等特点,常规处理手段难使其达标排放。以电化学高级氧化工艺为代表的污水深度处理工艺处理污水效果显著,是近年来环境工作者的研究热点之一。掺硼金刚石(boron-doped di... 详细信息

工业废水普遍具有可生化性差、污染物种类多、有机物含量高、难降解等特点,常规处理手段难使其达标排放。以电化学高级氧化工艺为代表的污水深度处理工艺处理污水效果显著,是近年来环境工作者的研究热点之一。掺硼金刚石(boron-doped diamond,BDD)电极理化性质优异,是目前电化学高级氧化处理废水最为理想高效的阳极材料,但关于大尺寸BDD电极的应用及处理真实工业废水的研究情况尚未及时总结归纳。本文以基于BDD电极的电化学高级氧化工艺过程为对象,对该过程涉及到的废水特点、工艺原理、BDD电极特点及制备方法、处理案例和工艺参数优化等方面的研究进展进行综述,重点聚焦不同污染体系下的大型实验室装置、中试装置和处理真实工业废水案例,总结了BDD电极材料开发情况和不同类型工艺的技术特点,探讨了工艺优化方面的研究进展和目前限制该技术大规模工业化应用的主要原因。最后对基于BDD电极的电化学高级氧化工艺应用前景和重点发展方向作出了展望。

关键词：电化学废水氧化掺硼金刚石工艺优化

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美国石化工业泄漏检测与修复技术进展

化工进展 2024年第4期43卷 2049-2062页

作者：李凌波中石化(大连)石油化工研究院有限公司辽宁大连116045

美国环保署(EPA)在世界上最早推行泄漏检测与修复技术(LDAR),控制石化企业设备泄漏挥发性有机物(VOCs)排放,发展至今经历了初级(1983—1999年)和高级(2000—2020年前后)阶段,目前处于技术革新初期,其发展历程和经验对中国LDAR政策、法... 详细信息

美国环保署(EPA)在世界上最早推行泄漏检测与修复技术(LDAR),控制石化企业设备泄漏挥发性有机物(VOCs)排放,发展至今经历了初级(1983—1999年)和高级(2000—2020年前后)阶段,目前处于技术革新初期,其发展历程和经验对中国LDAR政策、法规、标准制定和技术发展有借鉴意义。本文简要介绍了美国LDAR的创建、发展、技术进步及质量升级的历程,评述了LDAR等效减排的机制及相关进展,以及传感器在线检测、红外气体成像(OGI)检测、低排放密封等LDAR革新技术进展,展望了LDAR未来发展趋势。文章提出,总体上,美国的传感器在线检测、OGI检测和低排放密封等LDAR新技术研发应用世界领先,传感器网络智能在线检测技术可能是LDAR技术革新或下一代LDAR研发的主方向,设备低排放密封技术是LDAR的重要辅助手段,OGI是重要的LDAR非常规检测技术。

关键词：环境污染测量泄漏检测与修复石化工业

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氧化铝基加氢脱硫催化剂研究进展

化工进展 2024年第2期43卷 948-961页

作者：陈晓贞刘丽杨成敏郑步梅尹晓莹孙进姚运海段为宇中石化(大连)石油化工研究院有限公司辽宁大连116045

加氢脱硫催化剂是加氢脱硫技术中不可或缺的部分,其中氧化铝负载的硫化态催化剂作为典型的加氢脱硫催化剂在工业生产中应用十分广泛。本文系统介绍了氧化铝基硫化态催化剂的研究进展,包括硫化态加氢脱硫催化剂活性相模型以及各种类型的... 详细信息

加氢脱硫催化剂是加氢脱硫技术中不可或缺的部分,其中氧化铝负载的硫化态催化剂作为典型的加氢脱硫催化剂在工业生产中应用十分广泛。本文系统介绍了氧化铝基硫化态催化剂的研究进展,包括硫化态加氢脱硫催化剂活性相模型以及各种类型的助剂对加氢脱硫催化剂构效关系的影响。着重探讨了包括5种经典模型在内的活性相模型研究进展情况以及差异性和关联性;同时对各种类型(过渡金属以及包括ⅠA、ⅡA、ⅢA等在内的主族元素等)的助剂对加氢脱硫催化剂构效关系的影响进行了探讨。最后对加氢脱硫催化剂的未来发展方向进行了展望,指出从原子尺度上洞察催化剂的活性相结构、形态及其复杂的催化机理,结合对催化机理以及活性相的深刻认识,可控创制性能可调的高活性及选择性的多功能催化剂是未来加氢脱硫催化剂的重要方向。

关键词：加氢脱硫催化剂氧化铝活性相助剂

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加氢脱硫催化剂钠中毒失活机理

化工进展 2024年第1期43卷 407-413页

作者：孙进陈晓贞刘名瑞刘丽牛世坤郭蓉中石化(大连)石油化工研究院有限公司辽宁大连116045

钠中毒失活加氢脱硫催化剂的元素分析、孔结构和酸性质表征结果证实酸量的显著降低是钠中毒催化剂失活的原因,而非积炭或杂质堵塞孔道。X射线衍射(XRD)、程序升温还原(H2-TPR)表征和脱硫活性评价结果证实钠中毒强化了MoO3聚集现象,且活... 详细信息

钠中毒失活加氢脱硫催化剂的元素分析、孔结构和酸性质表征结果证实酸量的显著降低是钠中毒催化剂失活的原因,而非积炭或杂质堵塞孔道。X射线衍射(XRD)、程序升温还原(H2-TPR)表征和脱硫活性评价结果证实钠中毒强化了MoO3聚集现象,且活性金属的还原温度随着钠沉积量增加而提高,脱硫活性降低。催化剂失活机理是对于含取代基芳环的大分子硫化物,无法通过直接脱硫途径脱除,必须是先芳环加氢饱和后再脱硫。钠中毒催化剂酸量的下降使其加氢能力降低,催化剂因此失活。扫描电镜能谱(SEM-EDS)分析表征证实Na杂质沿催化剂径向均匀分布,催化剂对Na杂质无明显吸附效果,少量Na杂质即可穿透整个催化剂床层,导致工业装置运行周期显著下降。

关键词：钠中毒加氢脱硫催化剂失活