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煤气化渣制备功能微纳材料研究进展

工程科学学报 2024年第9期46卷 1671-1684页

作者：丁子涵马丽吴俊杰石岩郝南京西安交通大学化学工程与技术学院西安710049 青岛达融能源科技有限公司青岛266300

富煤、贫油、少气的能源结构决定了我国煤炭消费量巨大的现状.煤气化技术作为煤炭清洁高效利用的关键技术得到快速发展,煤气化渣固废的排放问题也随之日益严重.目前煤气化渣处置方式以堆放和填埋为主,造成了土地资源的浪费和环境污染.... 详细信息

富煤、贫油、少气的能源结构决定了我国煤炭消费量巨大的现状.煤气化技术作为煤炭清洁高效利用的关键技术得到快速发展,煤气化渣固废的排放问题也随之日益严重.目前煤气化渣处置方式以堆放和填埋为主,造成了土地资源的浪费和环境污染.为了实现煤化工的绿色可持续发展,亟需解决煤气化渣高效处置的问题.煤气化渣中含有丰富的铝、硅、残碳资源,为制备高附加值材料提供了巨大的潜力,引起了研究者们的广泛关注.基于煤气化渣的产生过程,详细介绍了其成分与微观形貌,并系统阐述了煤气化渣合成介孔二氧化硅、多孔碳、碳–硅介孔复合材料、沸石以及沸石–碳复合材料的制备方法.进一步深入探讨了煤气化渣基功能微纳材料在吸附剂、催化剂、填充材料、超级电容器、微波吸收材料等方面的广泛应用.最后,对煤气化渣资源利用中存在的问题进行了探讨,并展望了其未来的发展趋势,旨在为煤气化渣的综合利用提供一些参考.

关键词：煤气化渣微纳材料吸附剂催化剂填充材料

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五重孪晶铜纳米线@聚吡咯制备及其电催化硝酸盐还原制氨

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化工学报 2024年第4期75卷 1519-1532页

作者：严孝清赵瑛张宇哲欧鸿辉黄起中胡华贵杨贵东西安交通大学化学工程与技术学院陕西西安710049 国能榆林化工有限公司陕西榆林719000

合理设计高活性、高选择性、高稳定性、低成本纳米结构催化剂是电催化硝酸根还原制氨的一个重大挑战。采用水热法耦合原位还原法制备了厚度可控的聚吡咯包裹五重孪晶铜纳米线催化剂,实现了低偏压下产氨活性、法拉第效率的提高以及对抗... 详细信息

合理设计高活性、高选择性、高稳定性、低成本纳米结构催化剂是电催化硝酸根还原制氨的一个重大挑战。采用水热法耦合原位还原法制备了厚度可控的聚吡咯包裹五重孪晶铜纳米线催化剂,实现了低偏压下产氨活性、法拉第效率的提高以及对抗腐蚀能力的大幅提升。偏压为-0.4 V(可逆氢电极)时T-CuNW-10样品合成氨活性达到13.83 mg·mg^(-1)·h^(-1),偏压-0.7 V(可逆氢电极)时达到23.24 mg·mg^(-1)·h^(-1);中间产物亚硝酸根与产物氨二者加和的法拉第效率(FE)接近100%;腐蚀电流降低至3.14 mA·cm^(-2)。最终实现催化剂高效稳定硝酸根还原制氨性能的提升,可为开发设计工业应用催化剂提供思路参考。

关键词：聚吡咯五重孪晶铜纳米材料硝酸根电化学合成氨催化剂

脂肪酸光脱羧酶及其在有机合成中应用的研究进展

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分子催化（中英文） 2024年第2期38卷 187-196,I0005,I0006页

作者：申倩倩张早校张武元西安交通大学化学工程与技术学院陕西西安710049 中国科学院天津工业生物技术研究所天津300308

生物基脂肪酸是极具应用潜力的可再生资源.以绿色、低碳的方式对生物基脂肪酸进行转化合成高价值的化学品和燃料可满足现代社会可持续发展的迫切需要,也符合绿色生物制造的需求.生物催化因反应条件温和、选择性高等特点受到众多学者的... 详细信息

生物基脂肪酸是极具应用潜力的可再生资源.以绿色、低碳的方式对生物基脂肪酸进行转化合成高价值的化学品和燃料可满足现代社会可持续发展的迫切需要,也符合绿色生物制造的需求.生物催化因反应条件温和、选择性高等特点受到众多学者的广泛关注,其中,近年来新发现的由可见光驱动的脂肪酸光脱羧酶(fatty acid photodecarboxyase, CvFAP)可催化不同链长的脂肪酸进行脱羧反应用来合成燃料和化学品,反应过程具有极高原子经济性,在绿色催化工艺及能源领域具有广阔的应用前景.我们旨在对脂肪酸光脱羧酶(CvFAP)的最新研究进展进行总结分析,并对脂肪酸光脱羧酶的发展趋势进行展望,以期为脂肪酸光脱羧酶(CvFAP)在绿色合成领域的进一步开发利用提供参考.

关键词：脂肪酸 CvFAP 脱羧反应有机合成生物催化

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炭载单原子催化剂在电化学反应中的应用进展

新型炭材料（中英文） 2024年第3期39卷 407-438页

作者：王翊丞马晓博 Ayeza 王晨旭李阳杨成龙王哲帆汪超胡超张亚婷西安科技大学化学与化工学院陕西西安710054 西安交通大学化学工程与技术学院陕西西安710049 西安热工研究院有限公司陕西西安710054 清华大学深圳国际研究生院广东深圳518055

本文全面综述了用于电化学反应的炭载单原子催化剂(SAC)的最新进展。首先简要介绍了炭载单原子催化剂的发展和优势,然后详细总结了各种炭载单原子催化剂的合成策略,包括气相传输、高温热解和湿化学方法。随后,回顾了炭载SAC的先进表征技... 详细信息

本文全面综述了用于电化学反应的炭载单原子催化剂(SAC)的最新进展。首先简要介绍了炭载单原子催化剂的发展和优势,然后详细总结了各种炭载单原子催化剂的合成策略,包括气相传输、高温热解和湿化学方法。随后,回顾了炭载SAC的先进表征技术,总结了炭载SAC在氧气还原反应、二氧化碳还原反应、氮气还原反应、氢气进化反应和氧气进化反应等不同领域的应用。特别强调了提高炭载SACs电催化性能的改性策略。最后,讨论了利用炭载SAC进行电化学反应的前景和挑战。

关键词：单原子催化剂炭电化学反应合成改性

五重孪晶铜纳米线@聚吡咯制备及其电催化硝酸盐还原制氨研究

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化工学报 2024年

作者：严孝清赵瑛张宇哲欧鸿辉黄起中胡华贵杨贵东西安交通大学化学工程与技术学院国能榆林化工有限公司

合理设计高活性、高选择性、高稳定性、低成本纳米结构催化剂，是电催化硝酸根还原制氨的一个重大挑战。采用水热法耦合原位还原法制备了厚度可控的聚吡咯包裹五重孪晶铜纳米线催化剂，实现了低偏压下产氨活性、法拉第效率的提高以及对... 详细信息

合理设计高活性、高选择性、高稳定性、低成本纳米结构催化剂，是电催化硝酸根还原制氨的一个重大挑战。采用水热法耦合原位还原法制备了厚度可控的聚吡咯包裹五重孪晶铜纳米线催化剂，实现了低偏压下产氨活性、法拉第效率的提高以及对抗腐蚀能力的大幅提升。偏压为-0.4 V(标准氢电极)时T-CuNW-10样品合成氨活性达到13.83 mg·mgcat.-1h-1，偏压-0.7 V(标准氢电极)时达到23.24 mg·mgcat.-1h-1；中间产物亚硝酸根与产物氨二者加和的法拉第效率(FE)接近100%；腐蚀电流降低了6.7倍。最终实现催化剂高效稳定硝酸根还原制氨性能的提升，为开发设计工业应用催化剂提供思路参考。

关键词：聚吡咯五重孪晶铜纳米材料硝酸根电化学合成氨催化剂

Zr-2.5Sn合金高温腐蚀过程的相场模拟

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物理学报 2024年第14期73卷 258-267页

作者：刘续希高士森喇永孝玉栋梁柳文波西安交通大学核科学与技术学院西安710049 西安交通大学陕西省先进核能技术重点实验室西安710049

本工作利用腐蚀电化学计算腐蚀界面能,构建了锆合金腐蚀过程的相场模型.首先,利用所建立的模型模拟了Zr-2.5Sn合金均匀腐蚀过程,模拟结果显示该合金的腐蚀动力学曲线符合立方规律,与实验结果一致.分析发现,在氧化层生成的初期,氧化层生... 详细信息

本工作利用腐蚀电化学计算腐蚀界面能,构建了锆合金腐蚀过程的相场模型.首先,利用所建立的模型模拟了Zr-2.5Sn合金均匀腐蚀过程,模拟结果显示该合金的腐蚀动力学曲线符合立方规律,与实验结果一致.分析发现,在氧化层生成的初期,氧化层生长速率很高,但是受温度的影响不明显;随着氧化层厚度的增长,温度对氧化层生长曲线的影响变大,温度越高腐蚀速率越快.多晶Zr-2.5Sn合金腐蚀行为的模拟结果表明,在锆合金基体晶界处由于具有更大的氧扩散速率,氧化速率加快,并在金属-氧化层界面朝向金属基体一侧形成了沿晶界的具有更高浓度的O^(2–)带,且对氧化腐蚀速率的影响主要表现在氧化初期,相场模拟获得的腐蚀动力学曲线与实验结果符合非常好.

关键词：相场模拟 Zr-2.5Sn 合金腐蚀动力学晶界腐蚀

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光催化CO静电纺丝MOF膜的制备与性能

膜科学与技术 2024年

作者：林鹏飞何欣平吴东云董晨曦赵磊伊春海郭佳鑫西安交通大学化学工程与技术学院陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院盐城职业技术学院纺织服装学院

金属有机骨架（MOFs）因其在多相催化中的应用而受到广泛的关注，但是与反应混合物的分离效果差限制了其实际应用。MOFs薄膜在光催化分解污染物方面有着广泛的应用，但在光催化CO2领域很少有报道，所以制备适合光催化CO2高效还原的MOFs... 详细信息

金属有机骨架（MOFs）因其在多相催化中的应用而受到广泛的关注，但是与反应混合物的分离效果差限制了其实际应用。MOFs薄膜在光催化分解污染物方面有着广泛的应用，但在光催化CO2领域很少有报道，所以制备适合光催化CO2高效还原的MOFs薄膜十分有必要。本研究通过静电纺丝将ZIF-67混纺在聚丙烯腈（PAN）纳米纤维膜（NFMs）内，再进行热稳定处理，得到SZIF-67/PAN NFMs，表征了形貌特征、化学成分、光催化性能以及光电性能等。结果表明，SZIF-67/PAN NFMs由于可见光响应的改善、光热转化能力和耐溶剂能力的提高，对CO2的还原表现出优异的可见光驱动光催化活性，CO生成速率达到12000μmol/（g·h），重复使用3次后光催化性能仍保持在85.4%。此外，还提出了CO2全面光还原的可能机理：光敏剂通过可见光激发产生电子注入SZIF-67/PAN NFMs中Co活性点位，吸附在Co活性点位上的电子进一步转移到CO2上并与质子形成CO。最后CO从NFMs上解吸，实现光催化CO2到CO的转化。

关键词： MOFs ZIF-67 热稳定静电纺丝膜光催化 CO 还原

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微藻粗生物油催化加氢提质:外加氢源影响

洁净煤技术 2024年第3期30卷 21-28页

作者：王智聪谢龙飞段培高西安交通大学化学工程与技术学院陕西西安710049 青岛伊克斯达再生资源有限公司山东青岛266409

催化加氢是微藻粗生物油改性提质的有效途径,其中氢源是关键。探究了5种常规金属(铁、铝、锡、锌、镁)在超临界水条件下的产氢量,相同质量下铝的产氢量最大。在400℃、2 h条件下,以Ru/C为催化剂,以四氢萘为供氢介质对比了4种不同氢源(... 详细信息

催化加氢是微藻粗生物油改性提质的有效途径,其中氢源是关键。探究了5种常规金属(铁、铝、锡、锌、镁)在超临界水条件下的产氢量,相同质量下铝的产氢量最大。在400℃、2 h条件下,以Ru/C为催化剂,以四氢萘为供氢介质对比了4种不同氢源(即微藻水热液化水溶物水热气化氢-M-HTL-H_(2)、小球藻水热气化氢-M-SCW-H_(2)、单质金属铝与水高温反应氢-Al-H_(2)及实验室氢-L-H_(2))对微藻水热液化所得粗生物油的加氢提质效果。结果表明,无论何种氢源,提质产物中提质油产率最高,其中L-H_(2)所得提质油产率最高(87.6%),而M-SCW-H_(2)所得提质油产率最低(70.4%)。4种氢源对粗生物油具有不同的加氢提质效果,其中Al-H_(2)对生物油的脱氧效果最好(93.03%),同时提质油热值最高(43.05 MJ/kg);M-SCW-H_(2)的脱氮效果最好(86.11%);4种氢源对生物油的脱硫效果均达到90%以上。氢源对提质油成分组成影响较大,L-H_(2)所得提质油中芳香烃和不饱和烃含量最高;M-HTL-H_(2)所得提质油中饱和烃含量最高,同时芳香烃含量最低。研究表明,采用不同外加氢源进行粗生物油加氢提质可获得不同生物油质提效果,如将不同氢源配伍有望获得更佳的生物质提质效果。

关键词：微藻粗生物油加氢提质氢源

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电力设备中六氟化硫气体分解产物的化学检测和处理技术进展

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化学工业与工程 2024年

作者：张雯贾钦相孙嘉鸿牛飞宇仵语盈西安交通大学生命科学与技术学院西安交通大学材料科学与工程学院西安交通大学化学学院西安交通大学电气工程学院

六氟化硫(SF6)气体由于其优良的绝缘和灭弧性能被广泛应用于各类中高压电气设备中。但当设备内部存在微量的水和氧气等杂质时，SF6会发生不同程度的分解并进一步生成各种复杂的产物。本文从化学角度讨论分解产物的产生机理及常见的化学... 详细信息

六氟化硫(SF6)气体由于其优良的绝缘和灭弧性能被广泛应用于各类中高压电气设备中。但当设备内部存在微量的水和氧气等杂质时，SF6会发生不同程度的分解并进一步生成各种复杂的产物。本文从化学角度讨论分解产物的产生机理及常见的化学检测方法，对目前杂质气体的吸附处理、痕量检测和催化降解技术进行了综述，并对可能替代SF6的新型绝缘气体进行了展望。

关键词： SF 分解产物化学检测杂质气体处理