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固态储氢材料研究进展

低碳化学与化工 2024年

作者：刘彪白海强康玲侯博方任文琛王帅榆林学院新能源学院榆林学院化学与化工学院

随着能源问题不断恶化，氢气凭借绿色环保、资源丰富和高能量密度等优势成为最佳新能源材料之一。氢气的储运是氢能研究的关键，其中固态储氢材料具备储氢量大、储氢密度高和安全性能好的优点，使其成为最有前景的储氢材料。综述了各类... 详细信息

随着能源问题不断恶化，氢气凭借绿色环保、资源丰富和高能量密度等优势成为最佳新能源材料之一。氢气的储运是氢能研究的关键，其中固态储氢材料具备储氢量大、储氢密度高和安全性能好的优点，使其成为最有前景的储氢材料。综述了各类固态储氢材料的储氢性能以及目前国内外固态储氢材料的研究现状，包括碳基储氢材料、有机多孔储氢材料、金属基储氢材料和配位氢化物储氢材料。并展望各类固态储氢材料的未来发展方向，以进一步提高固态储氢材料及体系的储氢性能。固态储氢材料未来研究可从以下方面入手（：1）在制备时应当关注多相储氢体系，重点合成多元多功能的固态储氢材料，同时利用模拟技术，借助云平台来提高储氢材料的制备效率。（2）关于固态储氢的研究可使用更为复杂的表征手段，以此对材料的机理和性质进行更加透彻地分析。并整合目前的计算方法,促进固态储氢材料多目标性能的协同优化。（3）应当继续完善储氢行业标准规范及安全评价体系，在宏观层面推动固态储氢材料的进步，以此带动该领域上下游产业的发展，从而降低储氢系统的原料成本。

关键词：氢能固态储氢材料储氢性能

致密砂岩三元孔喉结构特征:以鄂尔多斯盆地三叠系延长组7段致密砂岩为例

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第4期55卷 1361-1373页

作者：王伟朱玉双梁正中榆林学院化学与化工学院陕西榆林719000 西北大学地质学系陕西西安710069

致密砂岩的孔隙结构特征对于致密油藏的勘探开发至关重要,然而,目前有关不同尺度孔隙形态特征差异的研究较少,给致密油藏的勘探评价带来了较大挑战。为此,本文利用铸体薄片、扫描电镜、压汞测试分析鄂尔多斯盆地三叠系延长组7段致密砂... 详细信息

致密砂岩的孔隙结构特征对于致密油藏的勘探开发至关重要,然而,目前有关不同尺度孔隙形态特征差异的研究较少,给致密油藏的勘探评价带来了较大挑战。为此,本文利用铸体薄片、扫描电镜、压汞测试分析鄂尔多斯盆地三叠系延长组7段致密砂岩孔隙结构特征。研究结果表明:致密砂岩具有由复合孔隙、颗粒孔隙和晶间孔隙组成的三元孔隙结构特征。复合孔隙结构为刺球模型,其半径大,连通性强;颗粒孔隙结构为羽毛球模型,其孔隙半径和连通性处于中等水平;晶间孔隙结构为颗粒填充的包络面,这类孔隙半径小、连通性差。在致密砂岩内部,剩余粒间孔隙和溶蚀孔隙主要影响致密砂岩储集空间,复合孔隙主要影响致密砂岩连通性。由于复合孔隙在形成过程中具有多条连接通道,因此该类孔隙相比其他孔隙具有更高的连通性。当致密砂岩中复合孔隙占比较高时,流体在其中的流动过程会更为均匀,进而形成较大面积且含油饱和度高的砂体。临近烃源岩、溶蚀作用强烈、复合孔隙占比高的致密储层是致密油藏开发利用的有利区。总之,致密砂岩孔隙形态的多元性揭示了不同类型孔隙对储层储集性和连通性的影响差异,本文研究成果可为致密砂岩勘探评价提供地质依据。

关键词：致密砂岩孔隙结构分形鄂尔多斯盆地

化学链重整反应中含氧空位α-Fe_(2)O_(3)(001)表面CO反应行为的密度泛函理论研究

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Chinese Journal of Chemical Physics 2024年第1期37卷 116-124,I0112-I0116,I0119页

作者：张慧欣黄正清班涛苏雪杨伯伦常春然西安交通大学化学工程与技术学院陕西省能源化工过程强化重点实验室西安710049 榆林学院化学与化工学院陕西省低变质煤洁净利用重点实验室榆林719000

化学链甲烷重整是利用甲烷制备合成气(CO和H_(2))具有广阔前景的方法之一,其中CO在氧载体表面上的进一步反应对CO选择性起主要决定作用.本文采用密度泛函理论系统地研究了α-Fe_(2)O_(3)(001)氧空位对CO脱附、CO氧化和CO解离的影响.计... 详细信息

化学链甲烷重整是利用甲烷制备合成气(CO和H_(2))具有广阔前景的方法之一,其中CO在氧载体表面上的进一步反应对CO选择性起主要决定作用.本文采用密度泛函理论系统地研究了α-Fe_(2)O_(3)(001)氧空位对CO脱附、CO氧化和CO解离的影响.计算结果表明,增加氧空位浓度会导致Fe原子中的电子局域化增强,从而削弱Fe位点上CO的脱附能力.此外,氧空位浓度从1/12 ML增加到1/6 ML会导致CO氧化能垒从0.64 eV增加到1.10 eV.增加氧空位浓度虽有利于CO解离,但由于解离反应的高能垒(大于3.00 eV),CO的解离仍然很难发生.综合考虑三条反应途径,CO脱附可以在高于900K的反应温度下自发进行.增加氧空位浓度可以提高合成气选择性,因为在高氧空位浓度(1/6 ML)下,相比于CO脱附,CO氧化的竞争性减弱.这项研究揭示了在Fe_(2)O_(3)的还原程度增加时,化学链甲烷重整中CO选择性增强的微观机制.

关键词：化学链重整甲烷 Fe_(2)O_(3) 氧空位密度泛函理论

一步法与分步法活化对氮掺杂煤沥青基多孔碳电储能性能的对比

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化工科技 2024年

作者：刘小艳姜怡郝华睿马亚军孟宇榆林学院新能源学院榆林学院化学与化工学院

分析了一步法与分步法在制备氮掺杂煤沥青基多孔碳材料的结构和储电效能对比。研究表明，一步法因其简便的操作步骤和低能耗而适用于成本敏感的应用，且在使用三聚氰胺作为氮源时，该方法制备的材料展现出优异的电化学性能；分步法制备... 详细信息

分析了一步法与分步法在制备氮掺杂煤沥青基多孔碳材料的结构和储电效能对比。研究表明，一步法因其简便的操作步骤和低能耗而适用于成本敏感的应用，且在使用三聚氰胺作为氮源时，该方法制备的材料展现出优异的电化学性能；分步法制备过程更为复杂和耗能，但其优势在于能够精确控制材料的微观结构和化学性质，尤其是在使用硫酸铵作为氮源时，显示出更佳的电容特性。

关键词：煤沥青氮掺杂多孔碳材料一步法分步法储电性能

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超疏水纳米涂层技术研究进展及应用

化工进展 2024年第8期43卷 4450-4463页

作者：任国瑜妥云郑文杰谯泽庭任壮壮赵娅莉尚军飞陈晓东高祥虎榆林学院化学与化工学院陕西榆林719000 陕西榆能精细化工材料有限公司陕西榆林719000 中国科学院兰州化学物理研究所清洁能源化学与材料实验室甘肃兰州730000

受自然界荷叶、玫瑰花瓣等植物超疏水现象启发,超疏水涂层在自清洁、油水分离、防冰等领域被广泛应用。然而,传统超疏水涂层依赖于其表面微观粗糙结构和特殊涂层材料,制备工艺复杂,耐久性差,防腐蚀性能不足。超疏水纳米涂层由于其独特... 详细信息

受自然界荷叶、玫瑰花瓣等植物超疏水现象启发,超疏水涂层在自清洁、油水分离、防冰等领域被广泛应用。然而,传统超疏水涂层依赖于其表面微观粗糙结构和特殊涂层材料,制备工艺复杂,耐久性差,防腐蚀性能不足。超疏水纳米涂层由于其独特的形貌和功能,使超疏水涂层变得多功能、通用、耐用、高效。本文综述了近些年来不同纳米材料超疏水涂层的设计与制备,针对不同超疏水纳米涂层的优缺点进行了评述,并简述了其在各个领域的潜在应用,如防菌、传感器、微流体、催化等。最后,本文指出了关于使用纳米技术的超疏水涂层的最新发展和未来趋势,通过对其新颖的制备策略和对其独特性质的研究为该领域的研究人员提供一定的理论和技术参考,推进超疏水纳米涂层在诸多领域的应用。

关键词：粗糙结构超疏水纳米涂层耐久性防腐蚀纳米材料传感器微流体催化

鄂尔多斯盆地西南部盆缘与盆内延长组８段油气充注差异性对比及成藏模式研究

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地球物理学进展 2024年

作者：梁正中宫焕然王镜惠鹿坤榆林学院化学与化工学院河南城建学院测绘与城市空间信息学院

鄂尔多斯盆地油气勘探近来展现出由盆地中心向边缘过渡的趋势。针对盆缘油藏充注特征和富集控制因素尚未开展系统研究，制约了西南缘地区的油气勘探部署。基于新井钻探、流体分析、地化及声波测井等资料，在总结分析鄂尔多斯盆地西南部... 详细信息

鄂尔多斯盆地油气勘探近来展现出由盆地中心向边缘过渡的趋势。针对盆缘油藏充注特征和富集控制因素尚未开展系统研究，制约了西南缘地区的油气勘探部署。基于新井钻探、流体分析、地化及声波测井等资料，在总结分析鄂尔多斯盆地西南部已探明长8段油气藏特征及邻区勘探成果的基础上，着重探讨其盆缘油气富集主控因素和盆内外油藏差异富集规律，以期提高盆缘探井成功率。结果表明，盆缘地区相比盆地内部长8原油流体性质差、充注规模偏小且充注程度较低。平面上富集差异主要源于烃源岩品质好坏和充注成藏动力强弱不同，储集砂体发育及储层物性变化不是根本原因。加上西缘冲断带构造调整对区内油藏破坏较大，造成盆缘整体相比盆内油气富集程度进一步降低。结论认为，不同于盆内主体优源高压强充注模式，盆缘油气应为低生低压低充注成藏模式，为实现边缘地区差中选优更应注重烃源岩精细评价和构造保存条件分析。鉴于深层长8段油气富集差异明显、西南缘聚集规律较为复杂，进一步加强与成熟探区富集主控因素和模式对比研究有利于指导盆地西缘勘探的推进。

关键词：油藏特征富集差异成藏模式延长组鄂尔多斯盆地

有机储氢化合物甲基环己烷脱氢催化剂研究进展

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低碳化学与化工 2024年

作者：任文琛李仲瑞韩俊杰陈梦驰代晓敏许云华榆林学院化学与化工学院西安理工大学材料科学与工程学院榆林学院新能源学院西安建筑科技大学机电工程学院

氢作为理想的高效、清洁能源，是我国能源体系向低碳化转型的首要选择。氢能储运技术是推动氢能产业发展的重点，其中有机液态储氢技术因具备安全性高、储氢密度大等优势已成为研究热点，尤其是甲基环己烷（MCH）-甲苯储氢体系，目前已... 详细信息

氢作为理想的高效、清洁能源，是我国能源体系向低碳化转型的首要选择。氢能储运技术是推动氢能产业发展的重点，其中有机液态储氢技术因具备安全性高、储氢密度大等优势已成为研究热点，尤其是甲基环己烷（MCH）-甲苯储氢体系，目前已展现出了良好的工业应用潜力。MCH-甲苯储氢体系发展的最大阻力是MCH催化脱氢过程缺乏稳定高效的催化剂，设计出稳定性好、选择性高且低温高活性的MCH脱氢催化剂是助力MCH-甲苯储氢体系发展的关键。综述了有机液态储氢技术的优势、储氢介质的特点以及MCH脱氢催化剂的研究现状。按照活性金属的稀有度将MCH脱氢催化剂分为贵金属、非贵金属催化剂，从活性组分、载体的选择和制备方式对MCH脱氢催化剂的脱氢性能进行概述和分析。MCH脱氢催化剂未来研究可从以下方面入手（：1）延长贵金属催化剂的寿命的同时提高贵金属活性组分的回收率（；2）对非贵金属脱氢催化剂进行载体改性或引入新的活性组分（；3）整合MCH脱氢催化全过程能量利用方式，引入清洁能源辅助加热，降低脱氢过程能耗。

关键词：氢能甲基环己烷脱氢 MCH脱氢催化剂

热解温度对低阶煤半焦动态燃烧机理演变的影响

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煤炭转化 2024年

作者：何江永张洁邹冲杨永林郑娥闫龙榆林学院化学与化工学院西安建筑科技大学冶金工程学院

采用热分析仪并借助等转化率的方法，研究了热解温度为450 ℃，550 ℃，600 ℃，650 ℃，750 ℃时制备半焦的燃烧特性和动力学参数，进一步利用Malek方法对不同转化阶段活化能对应的机理函数进行了探究。结果表明：随着热解温度的升高... 详细信息

采用热分析仪并借助等转化率的方法，研究了热解温度为450 ℃，550 ℃，600 ℃，650 ℃，750 ℃时制备半焦的燃烧特性和动力学参数，进一步利用Malek方法对不同转化阶段活化能对应的机理函数进行了探究。结果表明：随着热解温度的升高，半焦的燃烧性能变差，燃烧所需活化能升高，在α＞0.5时，活化能与转化率的二阶导数趋于稳定。不同转化阶段的燃烧动力学机理存在差异，α＜0.5时，不同热解温度制备半焦的燃烧动力学机制均以化学反应G（a）=（1-a）-1-1为主，随着转化率的提高，燃烧动力学机理通过随机成核和随后生长的标准机理模型G（a）=[-ln（1-a）]2/3转变为以扩散为主要限制性环节的动力学机理模型；随着热解温度的升高，半焦燃烧过程中更容易在较低转化率时转化为以扩散为主要的限制性环节。

关键词：半焦燃烧性能活化能 Malek方法动力学机理

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杏仁皮缩合单宁酶法提取工艺优化

化工科技 2024年第3期32卷 12-17页

作者：杜凯刘宇轩吕波马向荣李霄榆林学院化学与化工学院陕西榆林719000

在单因素基础上,利用响应面法优化杏仁皮缩合单宁的酶法提取工艺。以杏仁皮缩合单宁提取量为指标,考察了酶的用量、溶液pH值、提取温度、提取时间对杏仁皮缩合单宁提取量的影响。结果显示,所建立的杏仁皮缩合单宁提取工艺模型极显著,且... 详细信息

在单因素基础上,利用响应面法优化杏仁皮缩合单宁的酶法提取工艺。以杏仁皮缩合单宁提取量为指标,考察了酶的用量、溶液pH值、提取温度、提取时间对杏仁皮缩合单宁提取量的影响。结果显示,所建立的杏仁皮缩合单宁提取工艺模型极显著,且在酶用量为26 U/g、溶液pH值为4.2、提取温度为52℃、提取时间为4 h的条件下,杏仁皮缩合单宁的提取量最高,预测值为38.71 mg/g,实际值为38.73 mg/g,结果表明优化的最佳提取工艺与预测方法相符。

关键词：杏仁皮响应面缩合单宁酶法