窑法磷酸技术研究进展

为推进窑法磷酸工艺的开发研究,结合本课题组的相关研究工作,对国内外在窑法磷酸工艺中涉及的主要反应的反应机理、热力学以及动力学等方面的基础研究工作的历程和进展进行了综述,介绍了国内外窑法磷酸技术开发研究的概况与现状。从窑法磷酸工艺的主要参数、技术难点以及相应的解决方法等方面进行论述,指出了窑法磷酸工艺的关键技术以及相应的解决方案。针对窑法磷酸工艺目前所存在的问题,提出了进一步加强窑法磷酸工艺基础性研究和在此基础上尽快开展工程化研究和试验的建议。     

精馏耦合工艺研究进展及展望

本文重点介绍了萃取精馏、反应精馏、结晶精馏、热耦合精馏、渗透蒸发精馏、萃取反应精馏、热耦合反应精馏和热耦合萃取精馏工艺。并结合目前精馏耦合工艺的现状,对其未来发展趋势进行了展望。     

窑法制磷酸中磷矿热炭还原的试验

在实验室,以四川清平磷矿和金河中低品位磷矿为对象,系统地研究了影响磷矿热炭固相还原反应的因素及变化规律,找出了适宜配料比及工艺条件,为窑法制取磷酸新工艺的开发打下了良好基础。     

污水脱氮除磷新工艺研究进展

随着人们对污水生物脱氮除磷过程认识的不断深入,产生了一些新的处理工艺。本文重点介绍了耦合好氧-缺氧N2O分解工艺（CANDO）、同时去除含碳有机物及氮磷营养物质新工艺（BioCAST）、上流式厌氧-缺氧污泥床工艺（UAASB）、厌氧循环流化床工艺（A-CFBBR）、双循环流化床生物反应工艺（TCFBBR）、双污泥反硝化诱导结晶工艺（A2N-IC）等6种新工艺的原理、影响因素和工艺流程特点。通过与传统工艺的相比较,对新工艺的特性进行了探讨。最后展望了污水脱氮除磷技术的发展趋势,指出经济、高效、低能耗的可持续脱氮除磷工艺是污水处理未来的发展方向。     

甲醇耦合轻烃反应制芳烃/烯烃研究进展与经济性分析

近年来，利用廉价易得的甲醇与低附加值轻烃进行耦合反应制烯烃或芳烃，赢得了许多研究学者的关注。经过研究证实了耦合反应过程不仅存在热量耦合互供情况，而且反应物之间也发生了耦合作用。本文首先从催化剂研究、工艺技术开发及反应机理等方面介绍了甲醇耦合轻烃反应的研究进展，到目前为止，甲醇耦合轻烃反应研究大多处于实验室基础研究阶段，反应主要以ZSM-5、ZSM-5/ZSM-11、ZSM-11分子筛及对上述三种分子筛进行改性后的分子筛为催化剂；其工艺技术主要利用固定床和流化床反应工艺技术；同时反应机理研究得到耦合反应中单分子反应机理和双分子反应机理可能同时存在，在低转化率和较高反应温度时，反应通过单分子进攻B酸性位的C—H键或C—C键，生成五配位碳正离子，在这种反应机理中高能量过渡态决定了高活化能，单分子反应机理占主导；而当转化率较高和低反应温度时，双分子反应机理占主导，反应过程中被吸附的化合物将发生异构化、β断裂和烯烃的烷基化反应。最后，在实验基础上进行了甲醇耦合轻烃经济性分析。     

太阳能分解水制氢技术研究进展

介绍了传统氢的获取方式;综述了以太阳能为能源分解水制氢技术的研究进展;概述了光伏法、光热法、光电化学法及光热电化学耦合制氢技术的基本原理及技术关键;评述了反应器材料、半导体催化剂材料、光强、反应温度、反应压力等工艺条件对制氢效率的影响。展望了目前太阳能制氢技术的研究前景。     

催化裂化提升管反应器流动反应耦合模型研究进展

催化裂化(FCC)工艺在重质油轻质化过程中发挥着重要作用, 而FCC提升管反应器的模型化是催化裂化新工艺与新装备的开发、催化裂化装置稳定操作与生产调优等常需做的工作。本文首先根据流动模型与反应模型不同的集成方式对提升管反应器流动-反应耦合模型进行了归纳与分类, 并回顾了国内外流动-反应耦合模型的研究历程, 指出了耦合模型的发展趋势;随后对当前研究较多的计算流体力学(CFD)流动-反应耦合模型进行了较为全面的阐述, 包括对耦合模型的应用场合、模型求解解耦方法的研究情况等均作了介绍, 同时还分析了该类耦合模型所存在的不足之处, 并指出工业提升管反应器在线采样技术的开发在耦合模型的验证工作上的必要性;最后, 对FCC提升管反应器流动-反应耦合模型研究进行了总结与展望, 以期能够为FCC提升管反应器模型化新方法的提出以及耦合模型的验证工作等研究给予借鉴和指导。     

污泥磷化学回收技术的研究进展

探讨了MAP、磷酸钙盐、白云石及其他形式等回收污泥磷的化学技术,并对这几类污泥磷化学回收技术的研究现状及发展进行了详细的综述。根据目前污泥磷化学回收技术的开发、研究现状及应用,展望了今后污泥磷化学回收技术的研究方向:采取超声波或微波耦合酸解加热、酸解加热等新技术增强污泥中磷的释放量;通过分析污泥磷回收技术的影响因素,采用水洗的方式提高MAP、磷酸钙盐等沉淀物的纯度;探究高温条件以磷酸钙盐形式回收磷的影响;对于富含磷的上清液,研发污泥磷化学回收技术的工艺-二级回收工艺。     

天然气转化制备合成气研究进展

综述了目前转化利用天然气制备合成气的主要方法,包括甲烷水蒸气重整、甲烷部分氧化、甲烷二氧化碳重整、甲烷水蒸气重整与部分氧化耦合反应、甲烷部分氧化与二氧化碳重整耦合反应、甲烷水蒸气重整与二氧化碳重整耦合反应以及甲烷的三重整反应,重点介绍了前3种典型反应所用的催化剂,最后提出将这3种典型反应耦合使用,并辅以晶格氧工艺、等离子体技术、微波技术是未来甲烷转化制备合成气的发展趋势。     

酶反应精馏耦合技术研究进展

酶反应精馏是将酶催化反应与精馏过程进行耦合，可有效打破反应化学平衡的限制，提高酶反应转化率和选择性，是一种新型化工过程强化技术。本文分别从酶催化剂及其催化反应机制、酶催化剂装填方式、酶催化反应与精馏耦合型式、酶反应精馏耦合技术的应用案例等方面综述了酶反应精馏耦合技术的研究进展，分析表明：目前酶反应精馏耦合技术的开发尚不成熟，且与化学催化剂催化的反应精馏过程不同，酶反应精馏工艺过程开发还需考虑酶催化反应温度、底物浓度等因素对酶催化活性影响。在后续研究中，可分别从研究体系、酶的固定化技术、酶催化剂装填方式、酶反应精馏理论研究、酶反应精馏耦合工艺开发等方面开展强化研究。     

提高二氧化钛光催化性能的研究进展

对过渡金属离子掺杂、贵金属表面沉积、表面光敏化、表面超强酸化等几种提高TiO2 光催化剂活性的方法进行了综述 ;介绍了近年来为了提高TiO2 光催化过程的效率 ,而发展形成的微波场作用下光催化反应、热催化与光催化的耦合反应、室温等离子体光催化反应、生物光催化反应、电场助光催化反应等几种新型高效光催化反应技术的研究现状与进展 ;并对TiO2 光催化的应用进行了展望。     

酮肟水解反应及其羟胺产品分离的研究进展

羟胺（盐）是一种重要的化工原料。传统的羟胺制备方法，如拉西法、催化还原（HPO）法等，存在污染环境、工艺流程冗杂、设备腐蚀严重、原料原子利用率低等不足。基于绿色化学理念和羟胺合成的研究现状，本文以酮肟水解制备羟胺反应为重点，从水解反应的原料、催化剂、反应产物及其分离方式等角度，阐述了酮肟水解法制备羟胺产品的研究进展；并同时针对酮肟水解反应提出了质子化酮肟的反应机理，讨论了反应蒸馏（精馏、萃取）-耦合、聚二甲基硅氧烷薄（PDMS）膜原位分离法等新型反应、分离技术在酮肟水解中的最新应用。在此基础上，指出借助反应萃取-耦合等新型反应、分离技术，开发温和条件下清洁高效的催化酮肟水解一步合成羟胺及其盐的工艺过程，或将成为今后研究的热点。     

萘醌芳基化催化反应研究进展

萘醌类化合物由于具有多样生物活性,广泛应用于医药、农药和染料等多相领域,关于萘醌类化合物的合成有很大的研究价值。综述近年来萘醌与各种芳香族化合物的C—C偶联反应的研究报道,包括萘醌与苯硼酸、芳烃、苯基金属卤化物、苯肼和苯胺的芳基化反应等,探讨这些催化反应的反应机理,并比较各种方法的优缺点。现有的合成芳基萘醌的方法存在选择性和收率较低、催化剂不能回收利用和反应液难以分离等缺陷。探索更加绿色环保、催化剂廉价易得且能重复使用的多相催化体系对萘醌芳基化反应的发展具有显著意义。     

光电催化氧化技术中光电反应器的研究与发展

从悬浮态光电反应器及固定态光电反应器两方面介绍了光电反应器的类型,指出通过金属沉积与半导体复合对光电极进行改性是提高固定态光电反应器效率的有效途径,对影响光电反应器效率的主要因素如光源、材质、外加偏压、溶液条件及反应氛围进行了讨论,并对光电反应器未来的发展提出了一些建议。     

催化合成咔唑的研究进展

综述了催化合成咔唑的研究进展。介绍了有关负载钯和雷尼镍催化剂在脱氢反应中的理论与实验研究,阐述了以1,2,3,4-四氢咔唑为原料,经催化脱氢反应得到咔唑的具体条件,脱氢的效率与催化剂的用量和种类、溶剂的种类以及反应条件等有关。以廉价原料二苯胺合成咔唑,反应由负载钯或铂催化剂催化;2-氨基联苯可经催化氧化反应或贵金属催化的偶联反应得到合成咔唑,这两条路线是制备咔唑的重要途径。     

钙基吸收剂脱除HCl的研究进展

对钙基吸收剂脱除HCl技术的国内外研究进展进行了综述,介绍了不同类型钙基吸收剂的脱氯特性和提高钙基吸收剂脱除HCl性能的各种方法,讨论了Ca/Cl摩尔比、反应温度、粒径、反应气氛等因素对吸收剂脱氯性能的影响规律。提出重点应加强钙基吸收剂脱氯反应机理研究,解决脱氯效率较低等关键问题。并论述了生物质气化重整制氢与钙基吸收剂捕集CO2耦合技术中HCl脱除的必要性,提出HCl对钙基吸收剂循环捕集CO2性能可能存在影响。指出需研究HCl和CO2与钙基吸收剂的竞争反应规律和相互作用机理并提出协同调控方法,这对于生物质气化重整制氢技术协同捕集CO2和HCl意义重大。     

微反应器内连续重氮化/偶合反应进展

微反应器一般是指通过微加工和精密加工技术制造的小型反应器,其为微化工技术的核心部件之一。与传统的釜式反应器相比,微反应器具有很大的优势,顺应了高技术含量和可持续发展的要求。在化学化工、材料、生物等诸多领域的研究和生产过程中,微反应器都有着广泛的应用前景,这其中一大部分涉及到了危险或不稳定物质的合成过程及高放热反应过程等。本文主要介绍了国内外利用微反应器技术进行重氮化反应连续化的研究进展,以及利用微反应器进行连续重氮化/偶合反应合成偶氮染料及颜料的研究进展。微反应器技术使化学反应过程变得更快速、更安全、更环保,所以具有很高的工业应用价值,也是化工领域未来的发展方向之一。     

双膜组件及耦合工艺的研究与应用进展

气体膜分离技术受到工业化膜材料性能的限制，往往不能同时达到生产过程对选择性和渗透性的要求。双膜组件是将两种气体渗透性能不同甚至相反的膜材料集成到一个组件中，可以很好地弥补膜材料自身选择性差以及渗透速率低的缺陷。首先介绍了双膜组件的研究进展，回顾了双膜组件从产生到发展几个主要研究团队的贡献。随后，介绍了双膜组件强化传质和分离的特点，展示了双膜组件降低膜两侧浓差极化的基本原理，分析了流动形式对组件分离效率的影响。接着借助实例对基于双膜组件的双膜+吸收、双膜+反应和双膜+冷凝+精馏的3种耦合流程工艺进行了详细阐述。最后对双膜组件的研究和工业应用进行了展望，指出通过与其他分离方法进行耦合双膜组件在石油化工、天然气工业等领域已经显现出一定的潜力和独特的优越性，提出双膜组件的研究还处于发展阶段，需要加强膜组件分离序列及操作条件方面的实验研究。     

生物质燃气变换-甲烷化双功能催化剂研究进展

生物质燃气在达到居民使用标准前必须进行提质,变换-甲烷化工艺单元可同时降低CO含量和提高燃气热值,因此研发适合生物质燃气的变换-甲烷化双功能催化剂显得尤为重要。在已广泛研究的单功能水气变换和甲烷化催化剂基础上,近年来国内外对变换-甲烷化双功能催化剂也开展了诸多探究。本文从催化剂组成、制备方法和反应机理三方面对变换-甲烷化双功能催化剂进行了综述,详细介绍了适用于该种催化剂的活性组分、助剂与载体,比较分析了浸渍法、共沉淀法等传统制备方法与火焰喷雾燃烧法、等离子体分解法等新颖制备方法,并对变换-甲烷化双功能催化剂进行了总结和展望,指出未来制备催化剂时助剂可根据具体要求选择性添加,廉价的矿石可替代成为有竞争力的催化剂载体,变换-甲烷指出化机理可借助多种材料表征以及理论计算而获悉。     

CO2电催化还原产合成气研究进展

CO₂电催化还原产合成气是通过CO₂资源化利用实现碳中和的有效途径之一，但仍存在过电位高、选择性差、难以精准调控合成气组成比例等问题。本文综述了CO₂电催化还原产合成气的催化剂研究进展，包括金属催化剂、金属配合物催化剂、金属氧化物及硫化物催化剂、金属单原子催化剂以及非金属催化剂等；进一步地，概述了H型电解池、连续流电解池、固体氧化物电解池以及膜反应器电解池等电化学反应池特征。在此基础上，总结了提升CO₂电催化还原产合成气效率的有效策略，包括阳极反应耦合、双活性位催化剂结构设计以及催化剂多级形貌调控等。最后探讨了CO₂电催化还原产合成气领域未来的发展方向：通过机器学习辅助催化剂设计筛选；结合多尺度模拟理解电化学界面过程；利用原位表征技术探究反应机理等。