离岸碳捕集利用与封存技术体系研究 被引量：11

1

作者 李姜辉 李鹏春 +1 位作者 李彦尊 童峰 《中国工程科学》 CSCD 北大核心 2023年第2期173-186,共14页

离岸碳捕集、利用与封存(CCUS)技术是沿海国家或地区通过工程方式为实现CO_(2)减排而发展起来的解决方案与技术体系;相对于陆上CCUS技术,具有潜在封存空间广阔、封存安全等诸多优势。离岸CCUS技术指从沿海大型或近海碳排放源捕集CO_(2)... 离岸碳捕集、利用与封存(CCUS)技术是沿海国家或地区通过工程方式为实现CO_(2)减排而发展起来的解决方案与技术体系;相对于陆上CCUS技术,具有潜在封存空间广阔、封存安全等诸多优势。离岸CCUS技术指从沿海大型或近海碳排放源捕集CO_(2),加压并运输至离岸封存平台后注入海底地质储层中,实现CO_(2)与大气永久隔离或利用其生产价值产品的过程。本文概要回顾了全球及我国离岸CCUS技术的发展需求与产业现状,分析了发展离岸CCUS的技术性和社会性价值;梳理总结了代表性的离岸CCUS技术发展路线及其态势,如CO_(2)工厂捕集、CO_(2)管道运输、CO_(2)海底咸水层封存与驱油利用、CO_(2)化学利用以及其他技术架构。着眼不同技术创新方向面临的共性问题,提出我国离岸CCUS领域未来发展建议:注重陆海统筹战略规划和布局,培养高水平研究团队,加强各发展阶段的基础研究、核心技术研发、成本控制、规模增扩和政策激励等。 展开更多

关键词 离岸碳捕集、利用与封存 co_(2)捕集 co_(2)运输 co_(2)封存 co_(2)利用 沿海地区 近海沉积盆地

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二氧化碳加氢制甲醇的技术进展及展望 被引量：12

2

作者 苏静 张宗飞 张大洲 《化肥设计》 CAS 2022年第2期6-9,14,共5页

人类工业生产以及对化石能源的大量使用导致全球气候变暖日益严重。为有效遏制全球温升,需对CO_(2)进行捕集和利用。以CO_(2)为原料,进行加氢制甲醇是一条具有前景的碳减排和清洁能源再生产的路径。从催化剂研究、工业应用进展以及经济... 人类工业生产以及对化石能源的大量使用导致全球气候变暖日益严重。为有效遏制全球温升,需对CO_(2)进行捕集和利用。以CO_(2)为原料,进行加氢制甲醇是一条具有前景的碳减排和清洁能源再生产的路径。从催化剂研究、工业应用进展以及经济性分析等方面入手,综述了二氧化碳加氢制甲醇的技术现状,为后续扩大工业应用提供理论基础和参考。 展开更多

关键词 co_(2)利用 甲醇 清洁能源 催化剂

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绿色碳科学:双碳目标下的科学基础——第292期“双清论坛”学术综述 被引量：7

3

作者 刘志成 伊晓东 +5 位作者 高飞雪 谢在库 韩布兴 孙予罕 何鸣元 杨俊林 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2023年第1期93-101,共9页

基于第292期“双清论坛”,本文阐述了“绿色碳科学”理念的科学内涵,综述了当前我国能源与材料科技领域低碳化科学技术的研究进展、相关挑战与未来机遇,凝练了双碳目标的实现路径、关键科学问题、未来研究方向,为自然科学基金委下一步... 基于第292期“双清论坛”,本文阐述了“绿色碳科学”理念的科学内涵,综述了当前我国能源与材料科技领域低碳化科学技术的研究进展、相关挑战与未来机遇,凝练了双碳目标的实现路径、关键科学问题、未来研究方向,为自然科学基金委下一步制订碳中和基础研究行动计划与资助方案提供参考。 展开更多

关键词 绿色碳科学 双碳目标 双清论坛 碳中和科学与技术 化石能源 氢能 可再生能源 co_(2)利用

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CO_(2)捕集、利用和封存在能源行业的应用:全球案例分析和启示 被引量：1

4

作者 薛振乾 谢祥 +3 位作者 马浩铭 孙喆 张凯 陈掌星 《大庆石油地质与开发》 CAS 北大核心 2024年第1期14-21,共8页

为了实现中国21世纪中叶达到碳中和,大规模应用CO_(2)捕获、利用和封存(CCUS)技术可以减少能源行业的温室气体排放。通过对国内外CCUS技术、项目的调研,得出了关于未来CCUS部署的3个见解,这些见解有助于能源行业实现转型。首先,碳源浓... 为了实现中国21世纪中叶达到碳中和,大规模应用CO_(2)捕获、利用和封存(CCUS)技术可以减少能源行业的温室气体排放。通过对国内外CCUS技术、项目的调研,得出了关于未来CCUS部署的3个见解,这些见解有助于能源行业实现转型。首先,碳源浓度较低导致碳捕集效率低,从而导致碳捕集的经济成本较高的问题是目前CCUS项目无法商业化的主要因素,在发展当前的碳捕集技术,提高捕集效率和降低捕集成本的同时也应大力研究空气捕集技术,尤其是在工艺设计和新型吸附材料研发方面,争取实现弯道超车;其次,CO_(2)在油气藏和咸水层的封存与利用应当作为CCUS技术研究的重点,逐步实现大规模推广,并在技术升级和体系完善的基础上推广CO_(2)增强地热、煤层气等其他耦合技术;最后,应当在当前国际上较成熟的碳政策的基础上研究适合中国的激励政策,建立有效的法律法规。论文总结了当前CCUS的关键挑战,并为未来的CCUS研究方向提供了指导方向。 展开更多

关键词 CCUS 碳中和 碳捕集 co_(2)利用 co_(2)地质封存 co_(2)提高油气采收率

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微流控在二氧化碳捕集、利用与封存的研究 被引量：3

5

作者 孙东鹏 郑园 陈东 《能源环境保护》 2023年第2期117-124,共8页

二氧化碳(CO_(2))捕集、利用与封存(CCUS)是解决全球变暖问题的关键技术。CCUS通过捕集与封存减少大气中的CO_(2)含量,并利用CO_(2)代替化石原料的使用进一步减少CO_(2)的净排放。CCUS技术的实施基于微尺度下CO_(2)物理和化学过程的综... 二氧化碳(CO_(2))捕集、利用与封存(CCUS)是解决全球变暖问题的关键技术。CCUS通过捕集与封存减少大气中的CO_(2)含量,并利用CO_(2)代替化石原料的使用进一步减少CO_(2)的净排放。CCUS技术的实施基于微尺度下CO_(2)物理和化学过程的综合研究。微流控技术可以在微米甚至纳米尺度操控流体并揭示流体运动规律,在CO_(2)捕集、利用与封存等各个环节中均发挥了重要的作用。本文概述了微流控技术的优势,包括精确的流体操控、大比表面积和增强的传热传质能力。系统介绍了与CCUS相关的微流控研究,包括CO_(2)捕集吸收剂的快速筛选、配方优化和材料制备,CO_(2)高效转化利用的电催化反应、光催化反应、催化剂制备和光合作用检测,CO_(2)地质封存的流体分析和地质建模等。最后,总结了微流控技术在CCUS中所扮演的重要角色,提出了微流控技术在CCUS领域的机遇和挑战。 展开更多

关键词 微流控 CCUS co_(2)RR co_(2)捕集 co_(2)利用 co_(2)封存

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粉煤灰用于碳捕集、利用及封存的研究进展 被引量：2

6

作者 姜龙 何川 李金晶 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期1139-1148,共10页

总结了国内外粉煤灰用于CO_(2)捕集、利用和封存的不同技术研究进展,同时对今后的研究和机遇进行了展望.粉煤灰自身可通过直接干式、半干式、湿式和间接方法对CO_(2)进行矿化捕集封存,在CO_(2)矿化的同时降低粉煤灰自身重金属的浸出,并... 总结了国内外粉煤灰用于CO_(2)捕集、利用和封存的不同技术研究进展,同时对今后的研究和机遇进行了展望.粉煤灰自身可通过直接干式、半干式、湿式和间接方法对CO_(2)进行矿化捕集封存,在CO_(2)矿化的同时降低粉煤灰自身重金属的浸出,并且矿化后的粉煤灰因有效降低游离CaO和MgO的含量而更适合于制作混凝土添加剂.粉煤灰也可制成活性炭、沸石和多孔二氧化硅等产品,并对CO_(2)进行物理吸附捕集,制成产品的类型主要取决于粉煤灰自身的成分组成和理化性质.在CO_(2)利用方面,粉煤灰除了可拓展建材的利用途径外,还可制作CO_(2)多种化学工艺所需催化剂或催化剂载体,以及制作新型材料拟薄水铝石等.我国“双碳”目标的提出及燃煤电厂粉煤灰自身的理化特性为粉煤灰提供了一条新的综合利用途径. 展开更多

关键词 粉煤灰 综合利用 co_(2)捕集 co_(2)封存 co_(2)利用

原文传递

多孔液体在CO_(2)捕集与利用领域的研究进展

7

作者 汪静雯 王德超 +6 位作者 辛洋洋 鞠晓茜 蒙蜀黔 都峙烨 李嘉迪 郑亚萍 杨志远 《精细化工》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期1-12,60,共13页

为助力中国早日实现“双碳”目标,深入落实化工领域绿色低碳可持续发展的重要举措,吸附/吸收耦合有望成为气体分离的绿色变革性分离技术,其关键是高性能吸附(收)材料的开发。多孔液体作为一类具有永久孔隙的液体材料,兼具了液体吸收剂... 为助力中国早日实现“双碳”目标,深入落实化工领域绿色低碳可持续发展的重要举措,吸附/吸收耦合有望成为气体分离的绿色变革性分离技术,其关键是高性能吸附(收)材料的开发。多孔液体作为一类具有永久孔隙的液体材料,兼具了液体吸收剂的易于管道输送、传质传热效果好等优点和固体吸附剂的高比表面积、高孔隙率等优点,有望成为新一代CO_(2)捕集的绿色变革性介质。该文首先简单介绍了多孔液体发展历程;然后,重点对多孔液体在CO_(2)的吸附/吸收、膜分离、催化转化等领域的应用进行了论述,并对多孔液体性能和优缺点进行了分析归纳。最后,对多孔液体目前面临的挑战和未来发展趋势进行了展望。 展开更多

关键词 多孔液体 多孔材料 co_(2)捕集 co_(2)利用 膜分离

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碳中和目标驱动下生物质燃料技术研究进展

8

作者 韩伟 韩恒文 +1 位作者 程薇 汤玮健 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期2463-2474,共12页

在碳中和目标的驱动下,炼化企业必须寻找新的路径,大力开发低碳、零碳的炼化新技术。生物基燃料性能与石油基燃料相近,但其全生命周期碳排放大幅降低,以生物质为原料生产替代燃料的技术,正成为炼油厂实现低碳、零碳发展的重要手段之一... 在碳中和目标的驱动下,炼化企业必须寻找新的路径,大力开发低碳、零碳的炼化新技术。生物基燃料性能与石油基燃料相近,但其全生命周期碳排放大幅降低,以生物质为原料生产替代燃料的技术,正成为炼油厂实现低碳、零碳发展的重要手段之一。本文综述了由生物质原料制碳氢类燃料(b-Fuels)相关技术的研究进展和发展趋势,主要包括无甘油生成的酯交换技术,控制产物选择性的酯交换技术,生物质油热裂解、催化裂解、加氢裂化技术,以及生物质与石油馏分共炼技术等,同时对未来炼化企业实现碳中和的技术发展路径进行了探讨,以期为炼厂转型发展提供思路借鉴。 展开更多

关键词 碳中和 生物质 合成燃料 酯交换 加氢裂化 共炼 co_(2)利用

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Zn/ZSM-5催化剂中Zn物种与CO_(2)和正丁烷耦合反应间相关性研究

9

作者 孙旭科 刘荣升 +4 位作者 范改丽 刘昱含 叶芳秀 于政锡 刘中民 《Chinese Journal of Catalysis》 SCIE CAS CSCD 2024年第6期154-163,共10页

随着全球温室气体排放的持续增长,二氧化碳(CO_(2))的高效转化与利用已成为应对气候变化、推动可持续发展的重要途径之一.在本课题组的前期研究中,以正丁烷为模型化合物,成功实现了H-ZSM-5分子筛催化CO_(2)与正丁烷发生耦合反应.实验还... 随着全球温室气体排放的持续增长,二氧化碳(CO_(2))的高效转化与利用已成为应对气候变化、推动可持续发展的重要途径之一.在本课题组的前期研究中,以正丁烷为模型化合物,成功实现了H-ZSM-5分子筛催化CO_(2)与正丁烷发生耦合反应.实验还发现,通过对H-ZSM-5进行Zn改性,可以显著提高其催化性能,这为CO_(2)的高效转化和利用提供了新的研究方向.然而,目前关于Zn-ZSM-5催化剂中Zn物种的具体存在状态及其与耦合反应性能之间的关系尚不明确,这限制了高效催化剂的进一步设计.因此,深入探究Zn物种在Zn-ZSM-5催化剂中的存在状态及其与催化性能之间的关联机制,从而设计和开发更高效的CO₂转化催化剂已成为当务之急.本文通过紫外-可见光漫反射光谱、X-射线光电子能谱和1H魔角旋转-核磁共振等多种技术系统地表征了Zn-ZSM-5分子筛中酸性中心和Zn物种存在状态的演变过程,讨论了Zn物种活性中心与耦合反应之间的构-效关系,阐明了耦合反应的机理.研究表明,Zn-ZSM-5分子筛中Zn物种主要以ZnO团簇、Zn-OH^(+)和(Zn-O-Zn)^(2+)的形式存在,且其含量随Zn负载量的变化而改变.其中,ZnO团簇及(Zn-O-Zn)^(2+)物种的含量随Zn负载量的增加而上升,而Zn-OH^(+)物种含量则先上升后下降,这是由于部分Zn-OH^(+)物种转化为(Zn-O-Zn)^(2+)物种.在CO_(2)与正丁烷的耦合反应中,正丁烷的转化受到Brønsted酸位点的减少、Zn活性位点的形成以及粗晶ZnO物种的堆积等多种因素的影响.Zn-OH^(+)物种是主要的CO_(2)催化转化活性中心,而芳烃的生成则主要受Zn-OH^(+)和(Zn-O-Zn)^(2+)物种的影响.Zn-OH^(+)和(Zn-O-Zn)^(2+)物种均具有较强的脱氢性能,可通过脱氢路径促进芳烃的生成.Zn5%-ZSM-5(Zn负载量为5 wt%)样品表现出最优的催化性能:正丁烷转化率为94.71%,CO_(2)转化率为30.43%,芳烃选择性为53.71%.原位实验进一步证实了内酯、羧酸和不饱� 展开更多

关键词 耦合反应 co_(2)利用 锌的引入 Zn-OH+ (Zn-O-Zn)^(2+) ZSM-5

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沸石分子筛催化材料在二氧化碳转化中的应用 被引量：1

10

作者 陈焕浩 范晓雷 《能源环境保护》 2023年第2期168-177,共10页

开发高效的CO_(2)化学转化和利用技术是推动碳捕集利用(CCU)技术快速发展的关键,对我国实现双碳战略目标具有重要意义。沸石分子筛是一种具有规整微孔结构、高结晶度以及高水热稳定性的无机材料,在CO_(2)化学转化领域有着广泛的应用前... 开发高效的CO_(2)化学转化和利用技术是推动碳捕集利用(CCU)技术快速发展的关键,对我国实现双碳战略目标具有重要意义。沸石分子筛是一种具有规整微孔结构、高结晶度以及高水热稳定性的无机材料,在CO_(2)化学转化领域有着广泛的应用前景。本文介绍了当前沸石分子筛催化材料在CO_(2)转化领域的应用研究进展,重点介绍了沸石催化剂在CO_(2)-CH_(4)干重整、CO_(2)加氢以及等离子体驱动CO_(2)转化方面的最新研究进展。理性设计并可控构筑高性能沸石分子筛催化材料以最大限度地提高CO_(2)转化效率和产物收率,是未来该领域的研究重点。尽管沸石分子筛催化材料在CO_(2)转化领域表现出良好的应用前景,但仍有很多方面值得深入开展研究:1)在CO_(2)直接加氢制C_(2)^(+)碳氢化合物(如芳烃)体系中,沸石分子筛的催化性质有着非常关键的作用,如何有效合成并调控沸石的酸性位点,是提高目标产物选择性和收率的关键;2)面向高通量CO_(2)转化过程,结合3D打印技术,实现整体式结构沸石分子筛催化材料的可控制备,将成为该领域的重要发展方向;3)面向新兴催化技术(如电催化、等离子体催化等),设计开发相应的沸石分子筛催化材料,也必将为沸石分子筛催化材料的应用拓展提供可能。 展开更多

关键词 二氧化碳(co_(2)) 催化 co_(2)利用 沸石 催化剂

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CO_(2)微气泡溶解动力学及提高采收率机理研究 被引量：1

11

作者 贾昊卫 于海洋 +3 位作者 谢非矾 袁舟 徐克 汪洋 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期755-764,共10页

CO_(2)微气泡是一种具有潜力的提高采收率与碳埋存方法,本文在自主设计的CO_(2)微气泡发泡装置的基础上,表征了高温高压条件下微气泡形态,进一步研究了微气泡的溶解特征,研究结果表明:10 MPa下制备出的微气泡直径10~70μm,平均直径34.43... CO_(2)微气泡是一种具有潜力的提高采收率与碳埋存方法,本文在自主设计的CO_(2)微气泡发泡装置的基础上,表征了高温高压条件下微气泡形态,进一步研究了微气泡的溶解特征,研究结果表明:10 MPa下制备出的微气泡直径10~70μm,平均直径34.43μm;15 MPa下制备的微气泡直径更小,平均直径25.03μm;地层水高矿化度条件下,平均气泡直径277.17μm,且气泡稳定性降低.微气泡的溶解实验结果表明CO_(2)微气泡的溶解速率较高,但是未溶解的CO_(2)仍以气泡的形式在地层中运移,微气泡注入地层后将形成“碳化水+微气泡”的运移模式.采用可视化微流控平台,首次研究了高温高压条件下无化学剂辅助CO_(2)微气泡的提高采收率机理:(1)提高微观洗油效率;(2)通过体积膨胀、溶解携带作用将油滴带出盲端,采出盲端中的剩余油;(3)打破油滴的毛管压力平衡状态,采出柱状残余油;(4)在流动中产生“贾敏效应”,封堵大孔隙、提高波及效率.本文研究可为CO_(2)微气泡提高油藏采收率与碳封存提供指导. 展开更多

关键词 co_(2)微气泡 溶解动力学 提高采收率 co_(2)利用 微流控

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可再生能源驱动放电等离子体助推双碳目标策略与路线

12

作者 邵涛 张帅 +4 位作者 章程 高远 孙昊 窦立广 席登科 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第18期7453-7478,I0027,共27页

实现碳达峰、碳中和对促进我国经济高质量发展至关重要。面对现有CO_(2)捕集封存(高能耗)和合成氨(高碳排)技术升级需求,发展基于可再生能源的新型CO_(2)、N_(2)等能源小分子转化利用技术势在必行。为推动等离子体能源小分子转化技术的... 实现碳达峰、碳中和对促进我国经济高质量发展至关重要。面对现有CO_(2)捕集封存(高能耗)和合成氨(高碳排)技术升级需求,发展基于可再生能源的新型CO_(2)、N_(2)等能源小分子转化利用技术势在必行。为推动等离子体能源小分子转化技术的发展,助力国家重大需求、实现碳中和目标,该文分别围绕可再生能源驱动等离子体产生、等离子体CO_(2)转化利用、等离子体固氮和合成氨、等离子体氨/大分子裂解燃烧、等离子体催化材料和催化耦合等方面,规划建议高压放电等离子体技术助推“双碳”战略目标的策略与路线,以期为实现C、H和N绿色循环提供有效的解决方案。 展开更多

关键词 碳达峰、碳中和 低温等离子体 co_(2)利用 合成氨 可再生能源

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CO_(2)与绿氢合成甲醇的过程模拟及储能性能分析

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作者 宋国辉 梁珑鑫 +3 位作者 叶荣昕 汝翊尧 崔晓波 顾海明 《可再生能源》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期725-731,共7页

文章模拟了CO_(2)与绿氢合成甲醇的过程,提出了CO_(2)储能密度指标,研究了多个参数对甲醇储能性能的影响。研究结果表明:系统能效和甲醇能量产率随着电解水效率、单程CO_(2)转化率、电解水压力和CO_(2)初始压力的升高而升高,随着甲醇合... 文章模拟了CO_(2)与绿氢合成甲醇的过程,提出了CO_(2)储能密度指标,研究了多个参数对甲醇储能性能的影响。研究结果表明:系统能效和甲醇能量产率随着电解水效率、单程CO_(2)转化率、电解水压力和CO_(2)初始压力的升高而升高,随着甲醇合成压力的升高而降低;CO_(2)储能密度随以上参数的变化趋势与系统能效和甲醇能量产率相反;电解水效率和单程CO_(2)转化率是敏感关键的参数;在最优组合工况下,基于甲醇高位和低位热值的系统能效分别为68.0%和59.6%,CO_(2)储能密度为6.07 k W·h/kg,能量产率为0.108 kg/(k W·h),表明以CO_(2)为原料的电制甲醇的系统能效不够理想,但储能密度优势显著。 展开更多

关键词 电解水 co_(2)利用 甲醇 流程模拟 系统能效 储能密度

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多位点离子液体聚合物催化CO_(2)环加成反应研究

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作者 王昊 岳成光 +1 位作者 王美岩 马新宾 《化学工业与工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期2-11,共10页

CO_(2)与环氧化物环加成反应制备环状碳酸酯是一条绿色经济的CO_(2)利用途径。针对现有CO_(2)与环氧化物环加成反应中非均相离子液体催化剂活性低和活性组分易流失等问题,设计制备了系列多位点离子液体超交联聚合物HCPs-[DmPhe]Br,研究... CO_(2)与环氧化物环加成反应制备环状碳酸酯是一条绿色经济的CO_(2)利用途径。针对现有CO_(2)与环氧化物环加成反应中非均相离子液体催化剂活性低和活性组分易流失等问题,设计制备了系列多位点离子液体超交联聚合物HCPs-[DmPhe]Br,研究了多位点协同作用、超交联聚合物组成和结构等因素对其催化CO_(2)与环氧化物环加成反应性能的影响。其中,同时含有双季铵-卤素离子对、羟基和叔胺结构的HCP-[DmPhe]Br-DCX离子液体超交联聚合物催化剂,在1.3 MPa,130℃,8 h的条件下,可实现94%的碳酸丁烯酯收率,且催化剂循环稳定性好,重复使用5次,催化活性没有明显降低。另外,超交联聚合物的多孔结构以及大比表面积促进了离子液体的较好分散,使其与离子液体单体具有相当的活性。该工作对CO_(2)与环氧化物环加成反应高效非均相离子液体催化剂的开发与优化具有一定的借鉴意义。 展开更多

关键词 co_(2)利用 环状碳酸酯 离子液体 协同作用 超交联聚合

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利用光驱动的生物杂合系统实现CO_(2)转化生产化学品

15

作者 干雅梅 柴甜甜 +5 位作者 张健 高聪 宋伟 吴静 刘立明 陈修来 《Chinese Journal of Catalysis》 SCIE CAS CSCD 2024年第5期294-303,共10页

太阳能作为清洁能源之一,为缓解化石燃料枯竭和温室气体排放等问题提供了一种高效、经济、可持续的解决方案.自然界中的植物和光合微生物通过自身的光合系统收集并转化太阳能,从而生产生物燃料和生物化学品.然而,由于自然光合系统存在... 太阳能作为清洁能源之一,为缓解化石燃料枯竭和温室气体排放等问题提供了一种高效、经济、可持续的解决方案.自然界中的植物和光合微生物通过自身的光合系统收集并转化太阳能,从而生产生物燃料和生物化学品.然而,由于自然光合系统存在光吸收范围相对较窄、光生电子在传输过程中易损耗等问题,限制了太阳能到化学品的转化效率.为了解决上述难题,科研人员模仿自然光合作用中的关键部分,探索构建人工光合系统,相关研究引起了广泛关注.本文通过将碲化镉量子点(CdTe QDs)与大肠杆菌(E.coli)相耦合,构建了一种光驱动无机-生物杂合系统(IBPHS),用于捕获太阳能并驱动CO_(2)转化合成高价值化学品.该系统主要由光催化模块和生物催化模块组成.在光催化模块中,通过生物合成CdTe QDs进行光能捕获,并将其转化为电子.通过敲除E.coli的Cd2+外排蛋白(ZNTA)编码基因,实现了E.coli胞内Cd2+过量积累.通过“时空耦合”方式,并借助共聚焦显微镜、高分辨率透射电镜和X射线能谱分析,确认了CdTe QDs在E.coli胞内的组装合成.利用紫外-可见分光光度计研究了光催化模块对光子的吸收能力.结果表明,光催化模块的吸收峰位于400-420 nm.利用瞬时光电流,评估了光催化模块的光生电子能力.实验发现,该模块可以产生0.07μA光电流,表明完成了光催化模块的构建.在生物催化模块中,将光催化模块产生的电子用于还原NAD+再生NADH.采用NADH生物传感器,分析了E.coli胞内NADH含量,结果表明,在蓝光照射下E.coli胞内NADH含量比黑暗条件下提高了5.1倍.在此基础上,通过表达NADH依赖型乳酸脱氢酶(LDH)将丙酮酸还原为乳酸,在蓝光光照下乳酸积累量达到了0.44 g/L,而黑暗条件下无乳酸积累,从而验证了生物催化模块的有效性.基于光催化模块和生物催化模块,进一步组装构建了IBPSH,用于驱动CO_(2)还原合成甲 展开更多

关键词 人工光合系统 co_(2)利用 光能转换 CdTe生物合成 NADH再生

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CH_(4)和CO_(2)偶联直接合成乙酸的研究进展 被引量：1

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作者 黄伟 陶诗琪 《低碳化学与化工》 CAS 北大核心 2023年第2期1-13,共13页

CH_(4)和CO_(2)偶联直接合成乙酸是典型的绿色化学反应之一,但是也是一个热力学不利的过程,实现该反应是化学工程与技术的巨大挑战。CH_(4)和CO_(2)作为性质稳定的化合物,在温和条件下的活化与转化是催化领域的难题。综述了近年来国内外... CH_(4)和CO_(2)偶联直接合成乙酸是典型的绿色化学反应之一,但是也是一个热力学不利的过程,实现该反应是化学工程与技术的巨大挑战。CH_(4)和CO_(2)作为性质稳定的化合物,在温和条件下的活化与转化是催化领域的难题。综述了近年来国内外CH_(4)和CO_(2)偶联直接合成乙酸的研究进展,重点介绍了克服热力学不利的方法、反应机理以及催化剂研发等方面的工作,分析了构建高性能催化剂可行的方向,展望了CH_(4)和CO_(2)偶联直接合成乙酸的未来发展方向,并提出了相关建议。 展开更多

关键词 CH_(4)活化 co_(2)利用 乙酸 催化剂 热力学限制反应

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Ru负载复合半导体光热催化H_(2)O还原CO_(2)

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作者 杨舜苨 梅晋豪 +3 位作者 洪佳楠 黎昌棋 许辰宇 张彦威 《能源工程》 2023年第5期32-38,共7页

光热催化H_(2)O还原CO_(2)有望成为实现太阳能综合高效利用的有效手段,但常规热稳定性良好的半导体催化剂表面光热催化H_(2)O还原CO_(2)转化的产率和能量转化效率低。本文采用液相水解法对二氧化钛改性,制备得到复合纳米光热催化剂,并... 光热催化H_(2)O还原CO_(2)有望成为实现太阳能综合高效利用的有效手段,但常规热稳定性良好的半导体催化剂表面光热催化H_(2)O还原CO_(2)转化的产率和能量转化效率低。本文采用液相水解法对二氧化钛改性,制备得到复合纳米光热催化剂,并对其进行Ru负载,通过构建复合半导体和负载等离激元金属等改性手段,提高了光热催化剂性能和反应碳选择性。采用改性后的复合催化剂材料在模拟太阳光源照射下进行CO_(2)和H_(2)O光热催化实验,成功制备了CO、H_(2)、CH_(4)等高附加值的气体燃料。结果表明:CO_(2)转化反应的碳选择性提高至原来的4.06倍。 展开更多

关键词 co_(2)利用 光热催化 H_(2)O分解 二氧化钛 LSPR

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[Co_(3)]簇基金属有机框架材料实现“一石二鸟”高效催化CO_(2)转化为噁唑烷酮 被引量：1

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作者 焦卓浩 赵心远 +3 位作者 赵健 谢瑶 侯胜利 赵斌 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2023年第11期95-102,共8页

噁唑烷酮是药物化学中重要的中间体,可以通过炔丙基胺类或氮杂环类化合物与CO_(2)的环化获得。合成一种可以同时催化这两种反应的催化剂是一件有很强吸引力,但极具挑战性的工作。本文合成了一例独特的三维(3D)[CO_(3)]簇金属-有机框架(M... 噁唑烷酮是药物化学中重要的中间体,可以通过炔丙基胺类或氮杂环类化合物与CO_(2)的环化获得。合成一种可以同时催化这两种反应的催化剂是一件有很强吸引力,但极具挑战性的工作。本文合成了一例独特的三维(3D)[CO_(3)]簇金属-有机框架(MOF){(CH_(3)NH_(2)CH_(3))2[CO_(3)(BCP)_(2)]·6H_(2)O·4DMF}n(1)并进行了表征,1表现出良好的溶剂稳定性和热稳定性。催化实验结果表明,1可以高效催化氮杂环或炔丙基胺类化合物与CO_(2)反应来制备噁唑烷酮,并且催化剂对两种反应都具有广泛的底物普适性和良好的循环使用性。对照实验和核磁共振测试表明,1中路易斯酸和路易斯碱位点的共存是高效催化的原因。化合物1作为一种新型催化剂,成功实现了“一石二鸟”高效催化CO_(2)转化为噁唑烷酮。 展开更多

关键词 金属有机框架材料 双功能催化剂 co_(2)利用 噁唑烷酮 可循环性

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介孔CoFe/CeO_(2)催化剂CO_(2)与甘油干重整制合成气的实验研究

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作者 王亚东 吴凯 +4 位作者 任瑞佳 王子龙 豆斌林 李蔚 张华 《上海理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期227-234,共8页

利用生物柴油副产物甘油和CO_(2)干重整制取高附加值合成气,关键是高性能催化剂的选择和研究。通过胶体溶液燃烧法制备了CoFe/CeO_(2)催化剂,在固定床反应器中,温度范围650~800℃条件下,研究了CO_(2)与甘油干重整过程中的催化活性和稳... 利用生物柴油副产物甘油和CO_(2)干重整制取高附加值合成气,关键是高性能催化剂的选择和研究。通过胶体溶液燃烧法制备了CoFe/CeO_(2)催化剂,在固定床反应器中,温度范围650~800℃条件下,研究了CO_(2)与甘油干重整过程中的催化活性和稳定性。结果表明,胶体溶液燃烧法制备的CoFe/CeO_(2)催化剂具有典型的介孔结构,比表面积为33.4~40.8 m^(2)/g,表现出了活性组分Co-Fe与载体CeO_(2)较强的相互作用。7CoFeCe显示出了较好的干重整催化性能,750℃下甘油转化率达84.8%,CO_(2)转化率达19.9%。随着温度的升高,CO_(2)转化率提高,在800℃下,CO_(2)转化率达到了30.3%,表明高温有利于逆水汽变换反应。稳定性实验表明,介孔CoFe/CeO_(2)催化剂具有较好的干重整稳定性。 展开更多

关键词 甘油干重整 胶体溶液燃烧法 co_(2)利用 介孔coFe/CeO_(2)催化剂 合成气制备

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N-杂环卡宾-吡啶锰配合物/四丁基碘化铵催化CO_(2)和环氧化物合成环状碳酸酯

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作者 刘桂杰 付正强 +3 位作者 陈飞 徐彩霞 李敏 刘宁 《有机化学》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2023年第2期629-635,共7页

该工作发展了一类二齿N-杂环卡宾(NHC)-吡啶锰配合物催化CO_(2)和环氧化物偶联反应的方法.锰配合物和四丁基碘化铵(TBAI)构成的二元催化体系对环氧化物和CO_(2)合成环状碳酸酯的反应表现出了较高的活性.该二元催化体系适用于广泛的底物... 该工作发展了一类二齿N-杂环卡宾(NHC)-吡啶锰配合物催化CO_(2)和环氧化物偶联反应的方法.锰配合物和四丁基碘化铵(TBAI)构成的二元催化体系对环氧化物和CO_(2)合成环状碳酸酯的反应表现出了较高的活性.该二元催化体系适用于广泛的底物范围,例如端环氧化物和高位阻的内环氧化物.通过紫外-可见光谱、红外光谱和高分辨质谱的研究对反应机理进行了阐述. 展开更多

关键词 锰催化 二氧化碳 环状碳酸脂 co_(2)利用 N-杂环卡宾

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