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氧化双

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  • 【安东不怕扰e直播】食品氧化
    氧化安定性测试仪:RapidOxy 100独特的 氧化安定性测试仪通过提高温度和使用过量纯氧来加速氧化过程。RapidOxy 100 非常适用于确定植物油和动物油(如人造奶油、黄油、食用油)、食品(如蛋黄酱、沙司、奶油、奶酪、饼干)、化妆品(润唇膏、护手霜、润肤露等)以及香料和香精的氧化安定性。关键功能快速且独特的测量方法优异的重现性和可重复性测量范围高达 180 °C与其他加速老化方法相比,可以在极短的测试时间内获得结果样品量较少,通常仅需 5 mL 或 4 g无需进行样品制备可使用磁搅拌器(可选)用柔软的棉纸和酒精可以快速轻松地清洁测量室和内置的玻璃样品盘基于 ASTM D8206 的测量原理操作简单且直观独立仪器(无需外部 PC)采用现代化设计的 5.7" 宽大电容触摸显示屏测量过程中可以在显示屏上监控压力曲线实时显示温度、时间和压力简便的数据传输和数据评估数据传输 (.rtf、.csv)采用 PC 软件(可选)进行数据监控与处理2 个 USB 端口紧凑且现代化的设计,占用空间小且重量轻占用空间极小 (200 mm x 400 mm),高度为 250 mm重量不足 9 kg,方便搬运(和在实验室内移动)环保型仪器清洁过程无需酒精外的其他化学品;没有试剂消耗样品制备不需要化学品玻璃样品盘可重复使用封闭系统,除样品外无其他消耗提高了能效,大幅缩短了反应时间,从而提高了化学过程的整体能效节能环保的帕尔贴冷却系统,测试结束后帕尔贴自动高效地重新冷却
  • 福州大学-康宁反应器应用认证实验室氧化新案例
    背景介绍环氧苯乙烷又称氧化苯乙烯,可用作环氧树脂稀释剂、UV-吸收剂、增香剂,也是有机合成,制药工业、香料工业的重要中间体。如环氧苯乙烷催化加氢制得的β-苯乙醇是玫瑰油、丁香油、橙花油的主要成分,广泛应用于食品、烟草、肥皂及化妆品香精。 二、传统工艺分析环氧苯乙烷工业上主要通过卤醇法和过氧化氢催化环氧化合成。卤醇法由于其能耗高,污染重,是一个急需改进的工艺;而借助有机金属催化进行的过氧化氢环氧化因其环保,无污染等优点,使得该工艺具备广阔前景。但其缺点也很明显,反应时间过长,过氧化氢用量过大,制约了其工业化应用。 三、连续流工艺探讨福州大学的连续流专家郑辉东团队就苯乙烯环氧化进行了一系列连续流研究,希望借助微反应器技术解决苯乙烯催化环氧化存在的问题。首先作者对2,2,2 -三氟苯乙酮的催化机理作了探讨。氟原子是一个良好的吸电子基团,2,2,2-三氟苯乙酮能与MeCN和H2O2反应后,生成一个更具活性的五元环氧化剂中间体,稳定这种过渡态是提高反应转化率和选择性的关键。?接着郑教授团队用该催化剂进行了釜式工艺的对照实验,确定了反应的催化剂,溶剂及缓冲液体系(如上图所示),并完成了20mmol的放大实验。这里,作者进行了釜式条件下,反应时间和转化率相关性的研究,如下:结果表明,只有通过延长反应时间至5小时,且增加反应浓度(减小反应体系的溶剂和缓冲液用量),才能得到90.3%转化率,95.7%选择性(Fig 1b);此外,过氧化氢的用量需4个当量。作者分析原因,认为是非均相反应放大过程中,两相无法快速有效地混合以及换热效率低下导致局部反应差异化过大所致。因此,作者希望借助Corning 反应器高效优异的传质传热特性来解决这一问题。作者根据釜式工艺,在筛选优化了反应温度,催化剂比例,溶剂配比和流速等参数后,最终确定以模式3进行连续流环氧化,如下图所示,在模式3下,反应在80℃,背压8bar,总流速30ml/min,缓冲液流速8.5ml/min,通过过氧化氢的二次进料以及首次反应液的二次反应,可实现96.7%转化率,95%选择性,最终收率可达91.8%。整个反应耗时仅需3.17min,与釜式工艺的5小时相比,反应时间大大缩短,且反应效果更好(釜式工艺下,转化率仅90.3%),此外过氧化氢用量减小至3个当量。究其原因在于Corning反应器独特的心形结构设计,从而大大强化了反应过程中的传质和传热,使得反应速度大大提升。实验结论:●通过Corning连续流反应器发展并优化出一种新的苯乙烯环氧化工艺;●使用该连续流工艺,可获得较之釜式更为优异的反应结果,转化率96.7%,选择性95%;●该连续流工艺反应耗时更短(3.17min),安全性更高;●该工艺可以无缝放大,非常适合苯乙烯环氧化的工业化应用。参考资料:Journal of Flow Chemistry (2020). DOI:10.1007 /s41981 -019-00065-62018年9月5日,福州大学和美国康宁公司就微反应器应用创新达成战略合作伙伴协议,成立了福州大学-康宁反应器应用认证实验室。这是美国康宁公司在中国高校系统搭建的第一家反应器应用认证实验室,也是全球第6家反应器应用认证实验室。福州大学是国家“双一流”、国家“211工程”重点建设大学。石油化工学院在坚持发展创新的同时,一直把环保和安全作为专业教育的重要内涵,同时积极推进“产学研”深度融合,实现了多方的互利共赢、共同发展。福州大学-康宁反应器应用认证实验室成立一年多,在郑辉东教授的带领下,完成了多项研究,实验室成果的技术转化正在稳步推进中。康宁反应器技术有限公司版权所有未经许可,不得做任何形式的转载和出版
  • 半导体情报,科学家提出室温下的氧化铟三维垂直集成新方法!
    【科学背景】三维垂直集成技术是当今集成电路领域的研究热点,通过在单一衬底上堆叠多层器件,可以实现高密度、能效高且低成本的集成电路。然而,开发可扩展的三维薄膜晶体管(TFT)集成工艺面临诸多挑战。传统的制造方法如晶片-晶片结合存在低功率密度、高温处理及缺乏标准化等问题,限制了其广泛应用。为了克服这些挑战,沙特阿卜杜拉国王科技大学Saravanan Yuvaraja,Xiaohang Li等人合作在“Nature Electronics”期刊上发表了题为“Three-dimensional integrated metal-oxide transistors”的研究论文。科学家们提出了在室温下在硅/二氧化硅衬底上单片式三维集成氧化铟(In2O3)TFT的方法。这种方法与互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺兼容,能够堆叠多达十层的n型通道In2O3 TFT,并制造不同结构的器件,包括底栅、顶栅和双栅TFT。研究结果显示,双栅器件表现出优异的电性能,如最大场效迁移率达到15 cm2 V&minus 1 s&minus 1,亚阈摆幅为0.4 V dec&minus 1,开关比高达108。通过在不同位置单片集成双栅In2O3 TFT,科学家们还成功创建了具有高信号增益和良好噪声裕度的单极反相器电路。尽管在本研究中尚未制造垂直互连访问,但提出了潜在的制造方法,有望减少制造复杂性。这一研究为三维集成电路技术的发展提供了新的思路和解决方案,推动了在低成本、高效能集成电路领域的进一步探索与应用。【科学亮点】(1)实验首次在室温下实现了单片式三维垂直集成的氧化铟(In2O3)薄膜晶体管(TFT),采用了与互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺兼容的方法。(2)实验通过堆叠十层n型通道的In2O3 TFT,在不同层次制造了底栅、顶栅和双栅TFT,展示了多种结构的器件。作者的研究结果表明,双栅TFT器件在电性能上表现出显著的提升,包括最高达到15 cm2 V&minus 1 s&minus 1的场效迁移率、0.4 V dec&minus 1的亚阈摆幅和高达108的开关比。(3)通过在不同位置单片集成双栅In2O3 TFT,作者成功创建了具有约50的信号增益和优良噪声裕度的单极反相器电路。这些双栅器件还允许微调反相器,以实现对称的电压传输特性和最佳的噪声裕度。【科学图文】图1: 氧化铟In2O3薄膜晶体管thin-film transistor,TFT的3D单片集成。图2. 制造垂直集成在10-S器件中的单个薄膜晶体管TFT的工艺步骤及其结构和元素分析。图3. 器件特性。图4. 使用垂直集成的In2O3 薄膜晶体管TFT制造的电压反相器电路和操作特性。图5. 可配置反相器电路的特性图。图6. 基准图表。【科学结论】本文探索并实现了在室温下将氧化铟(In2O3)薄膜晶体管(TFT)单片式三维集成的方法,这一创新不仅突破了传统集成电路制造的温度限制,还展示了可与互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺兼容的技术路线。通过这一方法,研究团队成功在硅/二氧化硅(Si/SiO2)衬底上堆叠了多达十层的In2O3 TFTs,实现了各种不同结构的设计。实验结果显示,这些器件具有优异的电性能,包括高达15 cm2 V&minus 1 s&minus 1的场效迁移率、仅为0.4 V dec&minus 1的亚阈摆幅以及高达108的开关比,为未来高密度、能效高且低成本的集成电路提供了新的可能性。特别值得关注的是,通过在不同层次单片集成双栅In2O3 TFT,研究团队成功创建了性能优越的单极反相器电路,展示了高达50的信号增益和优异的噪声裕度。这不仅突显了三维垂直集成技术在电子器件设计中的潜力,还为实现更复杂、功能更强大的集成电路奠定了基础。参考文献:Yuvaraja, S., Faber, H., Kumar, M. et al. Three-dimensional integrated metal-oxide transistors. Nat Electron (2024). https://doi.org/10.1038/s41928-024-01205-0
  • 大连化物所揭示锌物种在二氧化碳催化加氢中的作用
    近日,大连化物所碳资源小分子与氢能利用研究组(DNL1905组)孙剑研究员、俞佳枫副研究员团队与德国卡尔斯鲁厄理工学院Grunwaldt教授合作,利用双喷嘴火焰喷射裂解法(DFSP)对经典的铜—锌—锆三元催化材料结构进行精细调控,通过多种原位表征手段揭示了氧化锌在二氧化碳加氢制甲醇反应体系下的结构敏感性。此外,合作团队还利用锌锆组分间的相互作用,制备了原子级分散的氧化锌,并证明了其是提高铜基催化剂反应性能的关键。Cu/ZnO是经济高效的二氧化碳加氢制甲醇的催化剂之一,ZnO在该体系中的作用机理是长期以来的研究热点。然而,ZnO结构容易在反应过程中发生动态变化,目前研究仅基于不同的反应气氛和催化体系建立ZnO结构的研究模型,但难以获得真实反应条件下Zn物种精细的局部配位结构及其关键催化作用的有效信息。因此,需要利用原位表征技术,在反应过程中实时监测Zn物种结构的动态演变过程,才能得到具有指导意义的构效关系。   孙剑团队在前期单喷嘴火焰喷射法(FSP)制备多种高效催化剂策略的基础上(Chem. Sci.,2017;Chem. Commun.,2021;Nat. Commun.,2021;J. Am. Chem. Soc.,2022),利用升级的双喷嘴技术对于铜—锌—锆三元催化剂各组分间相互作用的程度进行了精细调控,在不改变铜和氧化锆结构性质的前提下得到了三种不同的锌物种;通过原位X射线吸收光谱技术对锌原子的局部配位结构和高压反应条件下锌物种的动态演变机理进行了深入探究;分别借助高压和常压红外漫反射技术考察了不同锌物种对反应中间体的吸附和转化的影响。研究发现,将锌锆前驱体和铜前驱体分开在不同的喷嘴中,可以明显增强锌和锆组分间的相互作用,在反应条件的诱导下,ZnO发生再分散,进而在氧化锆表面形成了原子级分散的锌物种。此类锌物种与铜之间形成了高活性界面,可抑制中间体分解为副产物一氧化碳,降低氢活化的能垒,明显超越常规铜/氧化锌界面和孤立的氧化锌位点的催化性能,有效提高了甲醇选择性和收率。此项工作将为合理设计和精准调控多组分催化体系中的活性物种提供新思路。   相关成果以“Probing the Nature of Zinc in Copper-Zinc-Zirconium Catalysts by Operando Spectroscopies for CO2 Hydrogenation to Methanol”为题,于近日发表在《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed.)上。该文章的第一作者是我所DNL1905组博士研究生杨蒙。该工作得到国家自然科学基金、辽宁省兴辽英才计划等项目的支持。
  • 如何有效测试各类油品的氧化稳定性和抗氧化效果
    各种类型的食用油可用于烹饪和在厨房使用。油的范围包括植物油,如葵花籽油、大豆、花生、棕榈、椰子、橄榄油、混合油到动物脂肪,如鲑鱼油。抗氧化剂通常用于提高保质期和保存食用油和脂肪的质量。它们通过各种机制参与或干扰脂质自氧化反应级联来抑制氧化反应。不同的油有不同的氧化率,抗氧化剂在提高其保质期和保持其质量方面有不同的效果。利用VELPOXITEST油脂氧化分析仪进行了分析,检测每一种测试油的不同特点。油的氧化稳定性和抗氧化剂的添加食品最重要的质量改变之一是由于游离或酯化的不饱和脂肪酸对氧的吸收。脂肪的自动氧化是一种由光、高温、金属痕迹和有时影响产品保质期的酶促进的化学反应。防腐剂和其他物质被添加,以抵消和减缓这一食用产品的质量改变过程。抗氧化剂通常用于提高保质期和保护食用油和脂肪的质量。它们通过参与或干扰脂质自氧化反应级联来抑制氧化反应。意大利VELP油脂氧化分析仪OXITEST方法和对各种类型的油品进行的分析OXITEST氧化稳定性反应器被用来测定各种样品的氧化稳定性,不需要进行初步的脂肪分离。OXITEST方法是一项公认的分析技术,用于测定食品、脂肪和油的氧化稳定性。对各种类型的油进行了测试,以分析氧化稳定率,并比较所有含有和不含有抗氧化剂的油的配方。
  • 落实‘双碳’行动,共建美丽家园 二氧化碳排放控制取得积极成效
    生态环境部坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,全面贯彻党的十九大和十九届历次全会精神,深入学习贯彻习近平生态文明思想,按照党中央、国务院决策部署,深入推进应对气候变化和污染防治相关工作,推动减污降碳协同增效取得积极进展。  一、二氧化碳排放控制取得积极成效  推动落实全国碳排放强度下降目标,将控制温室气体排放目标责任考核相关内容纳入污染防治攻坚战成效考核。研究制定“十四五”碳强度降低目标和向各省(区、市)分解方案。通过综合采取调整产业结构、优化能源结构、节能提高能效、推进碳市场建设、增加森林碳汇等一系列措施,我国2020年单位国内生产总值二氧化碳排放相比2015年下降18.7%,超额完成“十三五”下降18%的目标任务,较2005年下降48.4%,超额完成40%-45%的控制温室气体排放目标,基本扭转了二氧化碳排放快速增长的局面。据初步核算,2021年全国碳排放强度比2020年降低3.8%,为完成“十四五”碳强度下降18%的目标任务奠定良好基础。 二、全国碳市场第一个履约周期顺利收官  2021年7月16日,全国碳排放权交易市场(以下简称全国碳市场)正式启动交易。全国碳市场第一个履约周期纳入发电行业重点排放单位2162家,年覆盖碳排放量约45亿吨,是目前全球覆盖温室气体排放量规模最大的碳市场。2021年12月31日,全国碳市场第一个履约周期顺利收官,碳排放配额累计成交量1.79亿吨,累计成交额76.61亿元,成交均价42.85元/吨,履约完成率99.5%(按履约量计),市场运行平稳有序,交易价格稳中有升,促进企业减排温室气体和加快绿色低碳转型的作用初步显现,有效发挥了碳定价功能。 三、低碳试点示范工作深入推进  自2010年以来,我国陆续在6个省和81个城市开展了低碳试点,涉及31个省(区、市),涵盖全部5个计划单列市。鼓励地方探索开展近零碳排放区示范工程相关研究。“十三五”以来,低碳试点工作不断深化。试点省市在完善体制机制、产业结构调整、能源结构优化、节能提高能效、提高公众意识等方面开展了大量工作,探索符合本地实际的低碳发展路径。试点省市碳强度下降总体快于全国。  四、气候投融资工作加快展开  气候投融资工作在顶层设计、人才队伍建设等方面取得积极进展。2019年8月,生态环境部会同有关部门推动成立了中国环境科学学会气候投融资专业委员会,为气候投融资领域信息交流、产融对接和国际合作搭建了良好平台。2020年10月,会同国家发展改革委、人民银行、银保监会、证监会联合印发《关于促进应对气候变化投融资的指导意见》,对气候投融资工作进行了系统部署。2021年12月,生态环境部会同发展改革委等八部门联合印发《关于开展气候投融资试点工作的通知》,正式启动气候投融资试点工作。  五、全社会应对气候变化意识不断提升  2013至2021年,全国低碳日活动已成功举办9届,成为宣扬绿色低碳发展理念,培育全社会简约适度、绿色低碳生活方式的重要平台。2022年“全国低碳日”主题为“落实‘双碳’行动,共建美丽家园”,主场活动将以线上线下相结合的形式开展。每年组织编写《中国应对气候变化的政策与行动年度报告》,并在国新办举办新闻发布会。2021年,国务院新闻办公室发表《中国应对气候变化的政策与行动》白皮书,有力宣介了中国应对气候变化、推动全球气候治理的倡议主张。同时,在每年联合国气候大会期间,组织设计各部门、NGO组织等多方参与的“中国角”主题边会活动,宣传中国应对气候变化举措和成效。做好应对气候变化常态化宣传。通过积极开展形式多样、丰富多彩的宣传活动,国内应对气候变化和低碳意识不断提升,绿色低碳生活新风尚初步形成,应对气候变化的“中国故事”在国际舞台上更加深入人心。  六、产业结构绿色转型升级步伐加快  持续推动化解过剩产能。全国累计淘汰和化解钢铁产能3亿吨左右、水泥产能近4亿吨、平板玻璃1.5亿重量箱。稳步推进钢铁行业实施高质量超低排放改造。截至2021年底,全国共23家钢铁企业约1.45亿吨粗钢产能已完成全流程超低排放改造,225家企业约5.36亿吨左右粗钢产能正在实施超低排放改造。已完成和正在实施改造的钢铁产能占全国粗钢产能的65%左右。加强“散乱污”企业及集群综合治理。对不符合产业政策、产业布局规划,以及土地、环保、质量、安全、能效等要求的“散乱污”企业及集群开展综合整治,京津冀及周边地区分类整治涉气“散乱污”企业及集群6.2万余家,全国累计超过10万家,重点区域实现“散乱污”企业动态清零。开展分级差异化环保管理。依据企业装备水平、生产工艺、污染治理措施、环境管理水平、运输方式等对重点行业企业进行绩效分级,将分级结果应用于差异化环保管理,实施精准治污,促进了钢铁、建材、有色金属冶炼、石化化工等重点行业装备水平和产业集中度大幅提升,推动独立热轧和独立焦化企业与钢铁企业联合重组、升级改造、有序退出,实现源头节能减污降碳。推动重点领域节能降碳改造。配合发展改革委、工业和信息化部、国家能源局联合印发《高耗能行业重点领域节能降碳改造升级实施指南(2022年版)》,针对钢铁、焦化、铁合金等十七个行业,制定了节能降碳改造升级实施指南,引导行业改造升级、加强技术攻关、促进集聚发展、加快淘汰落后。 七、煤炭清洁高效利用加快推进  以京津冀及周边地区、汾渭平原等区域为重点,因地制宜推动散煤治理,截至2021年底,完成该区域散煤治理2700万户左右,减少散煤消费量6000多万吨,平原地区冬季取暖散煤基本清零。通过推进热电联产集中供热替代、上大压小、清洁能源替代等措施淘汰能耗高、排放大的燃煤小锅炉,截至2020年底,京津冀及周边地区、汾渭平原、长三角地区每小时35蒸吨以下燃煤锅炉基本清零,全国县级及以上城市建成区内每小时10蒸吨以下燃煤锅炉基本清零。持续推进煤炭清洁高效集中利用,10.3亿千瓦煤电机组完成超低排放改造,占煤电总装机容量的93%,建成世界最大的清洁煤电体系。
  • 土壤氧化还原电位仪(土壤氧化还原电位仪的作用)
    前言: 土壤氧化还原电位仪是一种专门用于测量土壤中氧化还原势(Eh)的专业仪器,其在揭示土壤健康状况、指导农田管理和环境保护等方面具有重要价值。 产品链接https://www.instrument.com.cn/netshow/SH104275/C307153.htm 一、【实时检测土壤,评估土壤环境】 土壤氧化还原电位仪可以实时准确地测定土壤的氧化还原电位值,这一参数反映了土壤环境中电子转移活动的程度。通过持续监测和分析,能够判断土壤是处于氧化还是还原状态,进而评估土壤肥力水平、污染物降解能力及微生物活性等多方面土壤健康状况。 二、【指导科学施肥与改良措施】 利用土壤氧化还原电位仪得到的数据,农业生产者可以更准确地了解土壤对养分的有效性以及潜在的重金属污染风险。据此调整施肥策略,避免过度施肥导致的土壤酸化或盐碱化问题,并采取针对性的土壤改良措施,提高农作物产量与品质,实现土壤资源的可持续利用。 三、【环保治理与生态修复的重要工具】 在土壤污染治理和生态修复领域,土壤氧化还原电位仪同样发挥着关键作用。通过对受污染土壤Eh的动态监测,可为污染物迁移转化规律的研究提供依据,指导实施有效的土壤修复方案。此外,在湿地保护、矿山复垦等领域,该仪器也能帮助科学家和工程师深入理解并调控土壤系统的氧化还原过程,促进生态环境恢复。
  • 高灵敏快速比色-荧光双模检测典型氧化剂研究获进展
    近日,中国科学院新疆理化技术研究所爆炸物传感检测团队在高灵敏快速比色-荧光双模检测典型氧化剂的研究获得进展,相关研究成果发表在Analytical Chemistry上。   高锰酸钾(KMnO4)、次氯酸钠(NaClO)等典型氧化剂是代表性非制式爆炸物原料,而过量排放会造成环境污染。因此,开展氧化剂的高灵敏、高选择性、现场快速检测和分析对维护国家公共安全与环境保护具有重要意义。   有机光学探针因具有结构可调、官能团多样、发光效率高、反应快、识别位点特异等优点,被广泛应用于典型氧化剂检测。目前,相关研究集中在调控探针结构增强单个目标物检测性能方面,如何通过探针设计实现对不同氧化剂的同时区分检测颇具挑战。   中国科学院新疆理化技术研究所爆炸物传感检测团队基于KMnO4和NaClO皆可氧化双键,以及氧化能力和反应机制不同的特征,提出了基于D-π-A(电子给体-π共轭桥-电子受体)结构的“一箭双雕”探针分子设计策略,实现了对KMnO4和NaClO的比色-荧光双模区分识别。   研究基于多氰基呋喃(TCF)中甲基易与醛基进行羟醛缩合反应生成双键的特点,以自身含有碳碳双键的TCF为拉电子基,以对二甲氨基苯甲醛为推电子基,设计制备了TCF基D-π-A型比色-荧光探针分子(DMA-CN)。由于KMnO4可以同时打断TCF和π共轭桥中的碳碳双键,而NaClO仅可以打断π共轭桥中的碳碳双键,进而生成具有不同光学性质的产物,从而产生不同的比色和荧光信号。   研究发现,DMA-CN对KMnO4的荧光-比色检测限分别达60 nM和 91 nM,而对NaClO的荧光-比色检测限达13 nM和214 nM,响应时间均  研究工作得到国家自然科学基金、中科院青年创新促进会、中科院基础前沿科学研究计划从0到1原始创新项目、中科院“西部之光”人才培养计划和新疆维吾尔自治区等的支持。新疆大学科研人员参与研究。
  • 大连化物所提出二氧化碳大规模资源化耦合利用新途径
    当今世界,绿色低碳发展是大势所趋,全世界都在向碳中和目标不断努力。实现“双碳”目标离不开二氧化碳(CO2)的减排,而CO2作为碳资源的规模化高附加值利用是极具挑战性的的重要战略方向。近日,中国科学院大连化学物理研究所刘中民院士团队提出了CO2与烷烃耦合制备芳烃大宗化学品的新途径。团队发现使用酸性分子筛作为催化剂,可催化CO2与轻质烷烃发生耦合反应,同时促进了芳烃的生成,产物中芳烃选择性高达80%。在特定条件下,约3/4的CO2转化为可用作化工原料的一氧化碳产物,进一步研究证实约1/4已转化的CO2的碳原子直接进入了芳烃产物。相关成果发表在中国催化专业刊物——《催化学报》上。大连化物所供图CO2是最稳定的化学分子,将CO2作为原料高效转化为大宗化学品一直是巨大挑战。芳烃是有机化工中重要的基础原料,可以广泛用于合成树脂、纤维、染料、医药、香料等,目前主要通过石脑油催化重整等石化路线进行生产,存在原料和目标产品之间碳氢不平衡的问题。引入CO2与富氢的烷烃耦合调控其反应的碳氢平衡,提高目标产物选择性,同时将CO2转化为有用的化工原料或产品,以实现CO2资源化利用,对传统芳烃生产技术具有变革性意义。此前很多研究人员尝试采用CO2与烷烃反应,将CO2转化为CO并减少氢气的生成,但均认为CO2的碳原子没有进入烃类产物中。以HZSM-5分子筛为催化剂,催化CO2与轻质烷烃发生耦合反应生成芳烃示意图本工作中,团队以HZSM-5分子筛为催化剂,对比研究了正丁烷、正戊烷和正己烷在氦气和CO2气氛中的转化反应,并详细研究了分子筛酸性,反应温度、压力、CO2加入量等条件对耦合反应的影响。结果表明,CO2的引入可大幅促进芳烃的生成,同时甲烷和乙烷等小分子烷烃的生成受到抑制。对反应后的催化剂进行分析,发现了大量甲基取代的内酯和甲基取代的环烯酮等含氧物种。通过同位素标记实验和一系列验证实验,证实这些含氧中间体由CO2与烃类耦合转化生成,提出并证明了耦合反应发生的途径,即CO2与碳正离子反应得到环内酯,环内酯进一步转化为甲基环烯酮,甲基环烯酮转化为芳烃产物。进一步采用密度泛函理论计算了耦合反应机理各步骤的能垒,验证了耦合反应机理的可行性。“这项成果最大的亮点是证实了CO2与烷烃耦合反应不仅可以将其转化为一氧化碳,更重要的是部分CO2的碳原子可以直接进入芳烃产物,促进芳烃的生成并提高产物中芳烃的选择性,为CO2大规模资源化利用提供了一条有效的途径,具有广阔的应用前景。”刘中民介绍。该研究成果发表在我国唯一被SCI收录的催化英文刊——《催化学报》上。将优秀的成果发表在国产期刊上,刘中民院士深有感悟。“将CO2作为碳资源进行高附加值利用,对实现双碳目标的技术路径设计具有重大意义。将我们的最新研究进展发表在国产期刊上,我是经过了慎重的考虑。我国加强科技创新,也需要与科技创新地位相适应的国际期刊。近些年,很多国产期刊对高水平研究工作都开辟了绿色通道,文章接收后会快速发表并推介宣传,在国内外显示度逐步提升。”刘中民告诉《中国科学报》,“以《催化学报》为代表的国产期刊近年来专业性和世界影响力都在快速提升,让中国的最新成果在中国的期刊上发表,这也体现了我们的科技自信在不断增强。同时,一流期刊的发展也离不开一流的科研成果,积极地向国产期刊投稿高水平科研成果,需要大家积极支持,首先是从自己做起,我们和国产期刊是‘双赢’。”
  • 广东实现“双碳”目标有了建议解决方案国内首份省级二氧化碳捕集利用运输与封存规划研究报告出炉
    二氧化碳捕集、利用与封存技术(CCUS)是实现碳达峰、碳中和目标的重要托底技术。9月28日,由广东南方碳捕集与封存产业中心、广东工业大学、中国能建广东省电力设计研究院主办的“通过CCUS规划和预留降低气候转型风险:广东CCUS规划研究座谈会”在广东以线上线下方式举办。会上正式发布了国内首份省级CCUS规划研究报告——《广东省二氧化碳捕集利用运输与封存规划研究报告》。系统总结了广东CCUS发展现状据悉,“广东省二氧化碳捕集利用运输与封存规划研究”项目在广东省生态环境厅应对气候变化与交流合作处的指导下,由广东南方碳捕集与封存产业中心牵头,广东工业大学碳中和与绿色发展协同创新研究院、中国能建广东省电力设计研究院联合完成。《报告》系统总结了广东省CCUS发展现状。在“3060”目标号召下,广东省内电力、钢铁、石油石化、化工等行业企业积极响应,纷纷将CCUS技术列为实现碳中和目标的重要抓手。广东省能源集团、华润电力、深圳能源、中国海洋石油等大型能源集团正积极组建项目团队,开展技术攻关,规划布局大型CCUS项目。到目前为止,广东已启动了多个不同种类的CCUS项目,包括广东碳捕集测试平台、深圳妈湾电厂50万吨级全链条大型CCUS示范项目初步可行性研究、恩平15-1油田CO2回注项目、大亚湾区二氧化碳捕集利用及封存集群研究项目等,其中部分项目已建设完成并投入使用。《报告》指出,广东省碳排放点源分布较集中,主要分布于珠江三角洲及海岸带区域,近海有珠江口盆地、北部湾盆地两大封存区域。依据主要排放源与封存场地空间分布关系,充分融合广东省国土空间规划,建议规划建设4个CCUS工业集群,包括广佛肇-深莞惠集群、珠江口西岸(珠中江)集群、粤东(汕揭潮)集群、粤西(湛茂阳)集群。提出了发展规划与发展政策建议最后,《报告》提出了广东省CCUS集群发展规划与发展政策建议,主要涉及CCUS技术创新生态与发展环境构建、典型性的CCUS示范项目支持、全省CCUS发展规划提前部署、广东省CCUS行业规范和标准体系制定四个方面。《报告》建议不同碳价格下可开展的CCUS项目,对大型排放源提前开展碳捕集利用与封存预留设计,并提前对CCUS基础设施进行规划。广东工业大学教授、碳中和与绿色发展协同创新研究院执行院长曾雪兰认为, 作为工业大省,广东省内大型排放源众多,对采用CCUS技术进行减排的需求强烈。《报告》的发布不仅有助于加强广东省CCUS顶层设计和统筹规划,系统引导CCUS关键技术研发,科学规划CCUS项目空间布局,营造CCUS技术创新发展环境,也可以为广东省实现碳达峰、碳中和目标提供解决方案。
  • 赫施曼助力直接法氧化锌中氧化锌量的测定
    火法制氧化锌分为直接法与间接法两种工艺,直接法是用含锌矿料生产,应用于陶瓷、玻璃、塑料、水泥制品等行业,原材料的好坏会直接影响到成品氧化锌的质量。根据GB/T 4372.1-2014,直接法氧化锌中氧化锌量的测定方法是EDTA滴定法,其原理是试料用稀硫酸溶解,在pH值5~6的六次甲基四胺-硫酸缓冲溶液中,加入碘化钾掩蔽镉,加入亚硫酸钠掩蔽铅,以二甲酚橙为指示剂,用Na2EDTA标准溶液滴定至亮黄色为终点。实验内容如下:1.将试料(准确称取0.50000g试样,精确至0.00002g)置于300mL烧杯中,以水润湿,用赫施曼瓶口分液器加10mL硫酸(1+3),盖皿,微热至完全溶解。取下稍冷,以水洗表皿及杯壁。2.加入1滴甲基红溶液(1.0g/L),以氨水(1+1)中和至黄色,再用硫酸(1+3)经过赫施曼光能滴定器中和至红色,以水洗杯壁。3.用瓶口分液器加入20mL六次甲基四胺-硫酸缓冲溶液(pH值5~6),加入12.5mL亚硫酸钠溶液(pH值6左右,当天有效),加入20mL碘化钾溶液(200.0g/L),再加0.1g抗环血酸,加2~3滴二甲酚橙指示剂(2g/L),加一枚搅拌子,在电磁搅拌器上不断搅拌,用Na2EDTA标准溶液经过赫施曼opus电子滴定器进行滴定,当标准溶液滴至微量刻度部分时缓慢加入,至亮黄色为终点。移取液体的一般是量筒和移液管,存在三个缺点:一是敞口操作,对强腐蚀、有毒有害、挥发性的液体,存在安全隐患;二是操作上环节多,需目视确认凹液面,实现精度难以保证;三是效率较低,无法满足日益增加的液体移取的工作需求。赫施曼瓶口分配器可代替量筒、刻度移液管,便捷、安全地进行0.2-60mL的酸(包括盐酸、硝酸、氢氟酸等强酸)、碱、有机试剂等的移取。滴定法一般使用的是玻璃滴定管,对试验人员的技术水平、实操经验和耐心的要求较高,还有灌液慢、控速难,读数乱(不同人次、位置的凹液面读数可能出现偏差)三大痛点。赫施曼的光能滴定器可抽提加液、手转硅胶轮控制滴定速度和体积;opus电子滴定器可通过触屏来进行灌液、预滴定(先加入一定体积后再滴定)、快速滴定和半滴滴定等功能。两种滴定器均为屏幕直接读数,可提高工作效率、降低目视误差,无需大量实操经验,降低了培训成本和人员个体差异,所得数据也更加准确、稳定。
  • 【行业动态】玛氏彩虹糖被指控可致DNA改变的二氧化钛是什么?
    二氧化钛被怀疑有可能导致人体DNA改变。 不仅食品,二氧化钛还被广泛应用在油漆、药品和化妆品中。女生夏日必不可少的防晒霜中,基本都可以看到二氧化钛的身影。二氧化钛被我国《食品安全国家标准 澳新批准二氧化钛按照GMP用于糖果装饰物、糖果涂层等多个食品类别中。 2021年,对食品安全一项谨慎的欧洲食品安全局(EFSA)发布新闻稿称,该机构不再认为普遍使用的人工色素E-171(二氧化钛)是安全的食品添加剂。在这之前,法国已经禁止出售添加二氧化钛的食品。欧盟其它国家也计划在今年8月禁止二氧化钛在食品中的使用。 坛墨质检标准品序号产品编号产品名称浓度体积BW20170-1000-50水中二氧化钛mg/L50 mL
  • 氧化安定性测定仪检测氧化安定性的主要目的
    氧化安定性测定仪测试的一般原理是在一定量的测试油样中,放入金属片作为催化剂,在一定的温度下输入一定量的氧气,经规定的试验时间后,测定油样氧化后的酸值、黏度、沉淀物和金属片的质量变化以及酸值达到规定值所需试验时间。  润滑油的氧化安定性除了主要取决于自身的化学组成外,还与测试的温度、氧压、金属催化片、金属接触面积、氧化时间等条件有关。因此须根据所测试润滑油品的实际使用环境来选择合理的试验条件,目前常用的测试方法GB/T加抑制剂矿物油的氧化特性测定法。该方法概要为检测试样在水和铁-铜催化剂存在的条件下,在95℃条件下与氧反应,定期测定试验的酸值,酸值达到2.0mgKoH/g或试验时间达到10000h,试验结束,使酸值达到2.0 mgKOH/g的试验时间称为试样的“氧化寿命”。由于GB/T试验时间较长,在实际检测中也多采用SH/T润滑油的氧化安定性的测定-旋转氧弹法来评价不同批次相同组成润滑油氧化安定性的连续性或润滑油的剩余氧化试验寿命。  氧化安定性的检测目的:  1.监测润滑油的氧化安定性的变化,防止因润滑油的氧化变质,生成更多有机酸,使设备润滑部件发生腐蚀。  2.防止因润滑油氧化严重所产生的更多油泥、胶质和沥青质,增大润滑油的黏度,不利于设备的润滑和散热。也防止因过多的油泥堵塞油路而影响润滑油的流动,增加设备的磨损。  3.润滑油的氧化变质还会使油品的添加剂发生裂解失效,使油品的有关理化性能发生劣化,如油品的泡沫性、乳化性、抗磨性能等都会明显下降。
  • 氮氧化物监测目标需适度完善
    p   NOx(氮氧化物)是城市环境空气质量监测关注的主要指标之一,其通过诱发多种呼吸道疾病而影响人体健康,并产生一系列次生危害。NOx是“十二五”4项约束性控制指标之一, 2012年3月,新修订的《环境空气质量标准》(GB3095-2012)收紧了NOX浓度限值。未来一段时间,我国NOX污染走势如何,应怎样优化NOx监测,成为业界普遍关注的话题。 /p p   城市环境空气中NOX的监测 /p p   根据第一次全国污染源普查公报,我国NOX主要来源于电力行业、机动车尾气和非金属矿物制品业,这三大领域合计排放量占NOX排放总量的83%。由此可见,NOX的总量控制要抓住重点行业和重点区域,构建以防治火电行业排放等为核心的工业NOX防治体系和以防治机动车排放等为核心的生活NOX防治体系。 /p p   总体来看,我国城市环境空气中NOX的年均浓度相对稳定、安全。从2013年监测结果看,年均浓度全部达标,且75%以上符合一级标准。就年变化趋势而言,2008年以来,城市环境空气中 NO2的浓度稳中有升,与工业经济增长较快、机动车排放增加等因素有关。从季度变化趋势看,NOx浓度在冬季较高,夏季最低。每年污染最严重的月份集中在11月~次年2月,而6月~8月的NOx浓度最低。 /p p   究其原因,冬季气温低,燃煤采暖等加大了NOx排放,同时,冬季大气环境容量最小,NOx在压缩了的大气空间里易发生累积。而大气环境容量在夏季变大,同时,由于盛行南风或东南风,大气环境相对洁净,稀释作用强,因此NOx的污染较轻。 /p p   我国城市环境空气中NOX的监测情况与美国具有可比性。美国从1979年开始要求监测环境空气中的NO2,对人口超过100万的城市,最少要布设两个监测点位。其中,一个监测城市内的最高NO2浓度,另一个要求设在NO2排放量最高区域的下风向。2006年完成的回顾性评价结果表明,在全美范围内,NO2浓度值一般远低于标准限值,是相对安全的环境空气质量指标,因此不再提强制监测要求,得到美国环保局批准后,可撤销原设点位。 /p p   根据国内外监测数据,城市环境空气中的NOX主要源自化石燃料的燃烧,特别是机动车的普及,推动城市NO2日浓度变化呈“双峰双谷”分布特征。两次峰值分别出现在上午9:00~11:00和夜间19:00~21:00,且夜间峰值高于白天 两次谷值出现在凌晨5:00~7:00和下午15:00~17:00,明显受机动车排放影响。交通早高峰后,NO2不断累积,从7点到11点,浓度不断升高,之后有所回落,下午3~5点达到低谷 随着交通晚高峰到来,NO2浓度又逐渐上升,并在夜间19:00~21:00达到最高值。此后,随着人群夜间活动减少,NO2浓度开始缓慢下降。 /p p   完善NOX监测的建议 /p p   NOX减排处于非常艰难的胶着状态。一方面,重化工业比重大,结构性污染问题突出,消化存量污染压力大 另一方面,家庭汽车保有量增加,新开工企业为数众多,NOX排放增量依然较大。这也是在很多城市观测到环境空气中NOX浓度呈升高趋势的主要原因。就全国而言,2013年地级及以上城市NO2的年均浓度为0.032mg/m3,较2012年增加了14.3%。 /p p   我国一直坚持对SO2和NOX的监测,总体来看,SO2污染减轻,NOX污染有加剧趋势。与此同时,灰霾天气数量增多。由此看来,NOX排放量增加,以及新增挥发性有机物和氨气等的排放,可能引发更为复杂的光化学反应,从而使城市环境空气质量急剧下降。因此,NOx可能是比SO2更敏感的指标,应密切跟踪NOX浓度的变化,并分析其对光化学反应和PM2.5生成的影响。 /p p   一是重新确定NOX监测目标。美国1971年就制订了NO2监测标准,但直到1979年才提出监测要求,而且考虑到人口过百万的城市才会出现NO2污染问题,只对此种特大城市才作监测要求。早期的NOX监测主要考虑健康影响,后来同时关注光化学活性。自美国开展NO2监测以来,点位数量一直相对稳定,即使自2006年不再强制要求监测,对NO2的监测也未终止。其原因在于尽管NO2的健康威胁并不大,但O3模型等需要NOX数据,加上公众参与、溯源前驱物等原因,因此仍坚持对NO2的监测。 /p p   目前美国保留的对NO2的监测,仍有近一半是针对健康影响的。其中,超过36%的点位特意设在人口密集区。另外,还包括最高浓度区监测、污染点源监测、背景监测、区域传输监测、生物生态影响监测等目的。 /p p   从国内监测情况看,环境空气中NO2的浓度并不对健康构成严重威胁。然而,SO2浓度下降、NO2浓度升高后,灰霾污染立即加重,这表明NO2的其他化学或物理效应较强。因此,NO2监测目的设计及监测点位确定,是很有研究价值的。调整NO2监测网络时要综合考虑多种因素,使其既满足健康保护需要,又能达到科研目的。 /p p   二是加强点源和减排监测。NOX污染主要来自化石燃料的燃烧,火电、水泥、钢铁烧结、炼焦等工业企业是重要贡献者。要加强针对这些点源的减排并监测其效果。 /p p   机动车占NOX排放量的40%~60%。机动车属于近地面排放,对城市环境空气中NO2浓度升高的贡献在70%以上,是环境NOX污染的主要来源。在城市内可观测到,在交通拥堵路段,NO2浓度明显偏高。机动车限行,加强机动车尾气治理,以及改善路网结构等都是防治NOX污染的有效措施。同时,应在典型路段开展定位监测,用以评价控制效果。 /p p   三是加强对NOX环境效应的研究。NOX除了直接引起呼吸道疾病,还会产生其他次生环境危害,如其转化为硝酸根离子后,导致酸沉降 作为前驱物,可以使地面臭氧浓度升高 生成细小颗粒物,带来PM2.5污染 沉降到地面后,使水体富营养化等。NOX参与环境化学的机理非常复杂,催化作用明显,应加强相关基础研究,以更好地了解NOX的环境效应,并指导NOX减排工作。 /p
  • 水相中氧化亚铜-锐钛矿异质结上太阳光驱动的5-羟甲基糠醛催化选择氧化
    1.文章信息标题:Sunlight-drivenphotocatalyticoxidationof5-hydroxymethylfurfuraloveracuprousoxide-anataseheterostructureinaqueousphase中文标题:水相中氧化亚铜-锐钛矿异质结上太阳光驱动的5-羟甲基糠醛催化选择氧化页码:AppliedCatalysisB:Environmental320(2023)122006DOI:https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2022.1220062.文章链接https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2022.1220063.期刊信息期刊名:AppliedCatalysisB:EnvironmentalISSN:0926-33732021年影响因子:24.319分区信息:中科院一区Top涉及研究方向:化学4.作者信息第一作者是:云南大学张奇钊;通讯作者:云南大学方文浩。5.光源型号:CEL-HXF300-T3文章简介将5-羟甲基糠醛(HMF)选择氧化为2,5-二甲酰基呋喃(DFF)是糠醛类生物质平台分子转化利用的重要途径之一。DFF是合成糠基生物聚合物、药物中间体、杀菌剂以及荧光剂等的重要单体。传统的热催化氧化技术通常依赖于苛刻的温度和氧压,容易诱发安全和环境隐患。因此,迫切需要开发在温和条件下高效转化HMF为DFF的环境友好型催化体系。于是,光催化氧化技术,因为具有光生空穴和氧气存在下产生的活性氧物种可以在温和条件下驱动该反应的进行而成为科学家们研究的热点。然而现有的金属氧化物光催化剂的制备大部分较为复杂或者以有机试剂(即乙腈、三氟化苯等)作为反应溶剂导致较高的制备成本和环境污染。因此,非常需要低成本、易于制备和易于调节的氧化物催化剂。此外,使用水代替有机溶剂作为反应介质更环保,但对于金属氧化物催化剂来说可能具有很大的挑战性。因为作为副产物的水往往会阻碍正向反应,并且水也可能加剧金属浸出。基于上述研究背景,云南大学化学科学与工程学院方文浩教授课题组通过化学还原沉淀法制备了具有p-n异质结的(Cu2O)x‖TiO2光催化剂,实现了以H2O为反应溶剂,O2作为氧化剂,在无任何添加剂条件下高效利用太阳光催化氧化HMF制DFF。通过调变两种金属的比例和二氧化钛的晶相,深入研究了催化剂能带结构对反应机理的影响。研究发现Cu2O的含量决定HMF的转化率,而TiO2的晶相(即锐钛矿和金红石)影响DFF的选择性。通过清除剂实验研究揭示了空穴(h+)会将HMF深度氧化为CO2,而单线态氧(1O2)能够将HMF选择氧化为DFF。结合莫特肖特基曲线和价带谱数据可以推出半导体的能带结构,由此可得Cu2O的价带位置显然比HMF氧化为DFF的氧化电位更正,但比DFF的氧化电位更负。这表明Cu2O的价带上的光生空穴可以将HMF氧化成DFF,但不能进一步氧化DFF。相反,TiO2的价带位置比DFF的氧化电位更负,因此TiO2价带上的光生空穴能够进一步氧化DFF。p-n异质结的形成不仅抑制了TiO2上羟基自由基(•OH)的产生,而且还促进了O2在Cu2O上活化产生1O2。因此p-n异质结的形成增强了Cu2O的氧化还原能力同时增强了TiO2光利用效率。此外,通过光致发光谱,光电流响应以及电化学阻抗谱表征发现(Cu2O)0.16‖TiO2(A)具有最佳的光生电子和空穴的分离效率以及最佳的电荷迁移效率。与此相对应的,(Cu2O)0.16‖TiO2(A)催化剂在水相、35℃、10mLmin-1O2和模拟太阳光下的温和条件下(如图1所示),产生64.5mggcatal.-1h-1的DFF生成速率。这是目前文献报道的以水为反应介质金属氧化物光催化剂上取得的最佳结果。此外,该催化剂可直接在太阳光和空气下工作,且多次循环使用未见失活。该工作通过一系列的光电性质与形貌表征,深入揭示了异质结催化剂中两种半导体间的强相互作用。研究了在光催化反应过程中光生空穴与各个活性氧物种的作用。并通过能带结构解释了晶相与催化活性的构效关联问题。期望本研究建立的反应选择性和能带结构之间的关系可以应用于其他异质结光催化体系。
  • 赛默飞重磅推出国产化新品 Orion 8030cX 二氧化硅分析仪
    近年来,随着我国对环境健康领域的关注不断加强,面向生态环境检测的需求也与日俱增。为响应国内需求,为本土环境健康提供有力保障,赛默飞世尔科技重磅推出国产化新品Orion 8030cX二氧化硅分析仪。该产品可在去除或回收二氧化硅超标的生产用水时进行自动、即时的判断,尽量降低因结垢而产生的维修和更换成本,实现安全高效的长期运行。赛默飞世尔科技拥有多款在线水质分析仪器,广泛应用于工业纯水、市政污水、自来水等,涵盖数十种水质参数,可为用户带来准确、稳定、高效、且安全的操作体验。其中,奥立龙纯水分析仪产品线,依托电化学传感器和湿法化学的技术优势,深耕发电厂纯水监测数十年,得到多方用户的好评。全新推出的Orion 8030cX二氧化硅分析仪可应用于不同领域,自动在线监测锅炉水、除盐水和超纯水中 ppb级的可溶性活性二氧化硅浓度,帮助发电厂和半导体用户通过水处理去除二氧化硅。Orion 8030cX 二氧化硅分析仪产品特点:分析性能优异1) 低检测限(0.5 ppb)2) 广测量范围(0-5000 μg/L)3) 自动切换量程(独特的双光程设计可根据水样浓度自动切换量程)4) 高精度:精准的温度控制系统5) 极佳抗磷酸盐干扰能力易于操作,降低维护——数字化、自动化1) 7英寸触摸屏界面,并使用现代化的数字联网操作2) 智能试剂检测及故障诊断系统,实现定期自动测量、校准和验证、自动清洗、系统诊断和警示通知等功能,减少维护量低运行成本1)试剂消耗量小,每套可使用约100 天2)废液量每月小于2L此外,Orion 8030cX二氧化硅分析仪采用耐用设计,IP65防护等级的金属外壳,防水防尘,保证内部元器件长期稳定运行;无样品测试时不旋转电子旋转阀,以避免旋转阀损坏;可选配原装通道分配器,最多支持6路水样切换测量。
  • 自制质谱仪助力科学岛团队探明氯原子与异丁烯醛大气氧化反应的化学机制
    近日,中科院合肥研究院安光所张为俊研究员团队在氯(Cl)原子引发的异丁烯醛(Methacrolein,MACR,化学分子式C4H6O)大气氧化反应研究方面取得新进展,相关论文以“基于光电离质谱检测技术的氯原子引发异丁烯醛氧化反应研究”为题在线发表在英国皇家化学学会期刊Physical Chemistry Chemical Physics上。   氯原子相比于大气中的其它氧化剂(OH自由基、臭氧O3等)具有更高的反应活性,随着近年来在内陆地区浓度的增加,氯引发的大气氧化过程的重要性越发显著。异丁烯醛是生物源挥发性有机物异戊二烯(C5H8)大气氧化的特征中间产物,具有较高的化学活性,其氧化降解对于大气臭氧和二次有机气溶胶的生成具有重要影响。   实验中,唐小锋研究员和林晓晓副研究员等人采用微波放电流动管反应器模拟大气氧化反应,结合实验室自行研制的真空紫外光电离反射式飞行时间质谱仪,在线检测氯原子引发异丁烯醛氧化过程中的反应物、中间体自由基和产物,开展了低NOx条件下氯原子与异丁烯醛的氧化反应机理研究。   结果表明,氯原子与异丁烯醛之间通过夺氢和加成反应分别生成C4H5O和C4H6OCl自由基,且与氧气(O2)进一步反应生成C4H5OO2 和 C4H6OClO2过氧自由基。在低氮氧化物(NOx,NO和NO2)条件下,过氧自由基继续与自身以及HO2自由基发生双分子反应,产生C4H5OO、C3H5OCl、C4H6OClO2H等产物。通过关键产物的动力学实验,结合高精度理论计算分析,获得了氯原子与异丁烯醛氧化反应详细的化学机制,有助于理解异丁烯醛在大气中的化学行为。   本文研究工作得到了国家自然科学基金、中科院国际合作重点项目和合肥大科学中心重点研发项目课题的经费支持。添加O2前后Cl和异丁烯醛反应的光电离质谱图氯原子引发异丁烯醛氧化反应机理图
  • 雾化过氧化氢消毒机,过氧化氢消毒液雾化设备
    雾化过氧化氢消毒机,过氧化氢消毒液雾化设备【新闻导读】 秋冬防疫不可忽视,医院终末端消毒更要重视!正岛XD-20雾化过氧化氢消毒机及XD系列全自动过氧化氢雾化消毒机,所喷出来的干雾像气体弥散至整个空间角落,缓慢沉降至物体表面覆盖,与物体表面病毒,细菌充分接触,从而达到消毒作用,且无潮湿感,宜适用于对环境清洁度有高要求的场所,如急救车,CT室,手术室,ICU,检验科,发热门诊,牙科诊室等。  大量实践证明,正岛XD-20雾化过氧化氢消毒机及XD系列全自动过氧化氢雾化消毒机散发出来的过氧化氢气体具有优越的渗透扩散能力,达到一般或常规难以擦拭和接触的部位,广泛覆盖每一个角落,包括空调机、彩钢板缝隙、设备仪器内部、被褥里面、床背部等等均能覆盖消毒,全方位立体无死角消毒,更加保证,是一种新型的、科学的、有效的传染疾病防控消毒手段!  众所周知,在疫情防控期间,如何进行有效的空气消毒,减少因空气污染造成的感染,一直备受社会各界所关注。特别是如果能达到空气消毒的同时对平常终末消毒无法清理到的地方也能够进行消毒那便是极好的了!而消毒效果的好坏,则取决于消毒人员、消毒器械、消毒剂(药液)、消毒的对象(人、物、空气)四位一体的有机结合。消毒器械是消毒人员使用消毒剂(药液)杀灭传染疫病微生物、细菌、病毒等的重要组成部分,在消毒过程中发挥着至关重要作用。空间、空气及物品表面消毒是疫情防控中的一项重要日常工作。  自古以来,人类就与各种传染疾病的媒介一微生物、细菌、病毒等进行着坚持不懈的抗争。消毒,是其中切断各种传染病传播途径的一种重要手段。众所周知,不管是什么传染疾病,其传播能力是极强的、所造成的危害也是极大,在没有特/效药和疫苗情况下,做好防控工作是必不可少的,应强化各级人员责任意识和落实防控措施,选择和合理使用消毒产品,对环境卫生开展有效彻底的清洁消毒,其中,过氧化氢消毒剂成为消杀微生物、细菌、病毒等的一种重要消毒产品!  据了解,目前使用较多的过氧化氢消毒设备有汽化过氧化氢消毒机和雾化过氧化氢消毒机。但汽化过氧化氢消毒机对室内密闭性要求较高,温度过低和湿度过大会影响汽化过氧化氢的扩散速率,从而会影响其消毒效果,因此也受一定的局限。而为了规避这些缺点,雾化过氧化氢消毒机应运而生,并取得较好的消毒效果,在国内外一些医疗机构广泛使用。  正确合理使用干雾过氧化氢机不仅能达到对空气消毒的效果而且可能达到终末消毒的目的,更重要的是由于干雾过氧化氢可以扩散到整个室内的空间,可以对平时无法擦拭到的地方如墙壁,天花板,物品设备死角也达到终末消毒的效果。  正岛XD-20雾化过氧化氢消毒机及XD系列全自动过氧化氢雾化消毒机具有【智能消毒】、【喷雾量大】、【雾粒微细】【操作简单】等显著优势,消毒更加安全舒适,全方位360°无死角消毒更彻底 无需接水管,将纯净水桶(18.9L)放上供液,可移动喷雾消毒; 这种消毒方式可以将消毒液雾化变成1-5微米的雾化颗粒,让所有的消毒药液"飘"在空气中,从而包裹更多的病毒和病菌并氧化灭杀!是新一代节能高效洁净卫生的空气消毒、灭菌除臭、以及降尘降温的设备。欢迎您来咨询雾化过氧化氢消毒机的详细信息!  注:正岛XD-20雾化过氧化氢消毒机及XD系列全自动过氧化氢雾化消毒机本身不具备消毒灭菌功能 灭菌效力取决于所有消毒剂。对不同的应用不同的灭菌需求使用不同的消毒剂。雾化颗粒的大小有利于消毒剂在空间扩散与停留 正是利用了此原理才能将液体的消毒液悬浮于空间达到空间、空气及物体表面消毒的目的。  综上所述:以往,大都采用传统的空间消毒方式,就是由利用喷壶或简易的喷雾器人工喷洒过氧化氢消毒剂来进行消毒作业。但这种人工喷洒消毒剂消毒的方式并不安全可靠,消毒效果差不说,人员长期直接暴露在消毒剂环境造成健康潜在危害,而且喷洒出来的大都是大颗粒液滴,容易沉降在物体表面,消毒效果不容易控制。还有劳动强度大、喷洒均匀性和消毒剂量难以控制等缺点。为此,需要一种高效、快速、方便、自动的过氧化氢消毒设备--正岛XD-20雾化过氧化氢消毒机及XD系列全自动过氧化氢雾化消毒机来进行科学合理的消毒!  正岛XD-20雾化过氧化氢消毒机及XD系列全自动过氧化氢雾化消毒机通过向需要灭菌的区域扩散冷干雾来完成喷雾消毒过程。当液滴的平均直径小于 10 μm时,喷出雾可以被看做是“干”的 小的液滴会从表面上弹开并且不会破裂附着使表面潮湿。干雾过氧化氢是最接近气态的过氧化氢颗粒,这种干雾在空气中不会沉降,接触表面后会反弹,扩散性更好,不留消毒灭菌死角 同时又不会破裂湿润表面,因而不容易腐蚀设备和墙壁。以上关于雾化过氧化氢消毒机,过氧化氢消毒液雾化设备的全部内容是正 岛 电 器提供的,仅供大家参考!
  • 第十七届二氧化硫 氮氧化物 征文与参会报名通知
    关于召开“第十七届二氧化硫 氮氧化物汞污染防治暨细颗粒物(PM2.5)监测技术研讨会”征文与参会报名通知   各有关单位:   当前我国大气环境形势十分严峻,在传统煤烟型污染尚未得到控制的情况下,以臭氧、细颗粒物(PM2.5)和酸雨为特征的区域性复合型大气污染日益突出,区域内空气重污染现象大范围同时出现的频次日益增多,严重制约社会经济的可持续发展,威胁人民群众身体健康。“十二五”时期,我国工业化和城市化仍将快速发展,资源能源消耗持续增长,大气环境将面临前所未有的压力。为深入贯彻落实国家《节能减排“十二五”规划》和《重点区域大气污染防治“十二五”规划》,促进重点区域大气污染联防联控,全面提升我国大气环境质量改善的综合技术能力,我会联合浙江大学等单位拟定于2013年5月16-17日在浙江省杭州市举办“第十七届二氧化硫、氮氧化物、汞污染防治暨细颗粒物(PM2.5)监测技术研讨会”。会议的主题:推进大气污染联防联控,改善大气环境质量。   现将研讨会的有关事项通知如下:   一、会议征文及研讨的主要议题   (一)区域管理机制与政策   1. 大气复合污染控制政策与措施   2. 区域大气质量管理体系建设   3. 区域大气污染联防联控机制建设与运行管理   (二)大气污染防治技术与设备   1. 重点行业多污染物协同控制技术   2. 城市群大气复合污染综合防治技术与集成示范   3. 燃煤工业锅炉高效脱硫、脱硝、除尘技术及设备研发   4. 水泥行业窑炉低氮燃烧改造和脱硝技术   5. 钢铁行业烧结烟气同时脱硫脱硝脱及高效除尘技术   6. 催化剂关键原材料和催化剂再生及催化剂处理技术   7. 大气汞排放污染防治技术   8. 光化学烟雾、灰霾的污染机理与控制对策研究   9. 烟气脱硫脱硝装置中防腐技术。   (三)烟气在线监测技术与设备   1. 固定污染源烟气排放连续监测系统及检测方法   2. 重点污染源自动监测系统和运行维护   3. 烟气污染在线监测仪器及设备。   (四)细颗粒物(PM2.5)监测技术与设备   1. PM2.5源解析及污染控制对策与技术   2. 细颗粒物(PM2.5)的监测方法及技术开发   3. 空气细颗粒物应急检测技术及仪器应用。   二、特邀报告   1.拟邀请相关部委领导介绍我国“十二五”期间大气污染联防联控及空气质量管理相关政策与措施   2.拟邀请相关领导就我国细颗粒物(PM2.5)污染防治相关政策进行解读与分析   3.邀请知名专家就我国烟气脱硫、脱硝技术创新与运行管理领域作主旨报告演讲。   三、会议形式   会议将安排大会特邀主旨报告、特邀专家报告、专题交流、墙报交流、成果展示等学术交流活动。   四、论文征集   1.请按照会议征文及研讨的内容提交论文,论文摘要不超过500字,全文不超过5000字,所投稿件应符合“第十七届二氧化硫、氮氧化物、汞污染防治暨细颗粒物(PM2.5)监测技术研讨会”的征稿要求,如与相关要求不符,主办单位有权删改。   2.论文文件格式为word文档。具体要素包括:论文题目、作者姓名、工作单位、论文摘要、关键词、正文、主要参考文献等。   3.请在论文后面标注作者的通讯地址、邮政编码和电话,以便进一步沟通。   会前将印刷论文集作为会议资料,请拟提交论文人员在2013年4月15日前提交电子版论文全文至desox2@163.com信箱。   五、企业展览   会议设置了大气污染防治相关企业推介展览环节,将邀请国内外知名公司与企业参与,展示企业文化、技术成果和成功经验。   六、参会人员   1.相关政府管理部门、行业协会、学会、社团、环境监测站、环境信息中心、环评机构 燃煤锅炉、燃煤炉窑、电力、钢铁、水泥、石油、化工等主管部门、设计单位、高校、科研院所等方面的专家、学者和相关技术人员   2.环境监测仪器设备生产企业 脱硫、脱硝、脱汞、除尘、防腐等工艺研发、工程设计、设备制造、施工运营、安装调试、环保咨询、环境污染治理公司相关领导和技术人员。   七、会务费用   会议费:1800元/人,学生1200元/人(含会务、餐饮、晚宴、茶歇、论文资料等费用)。住宿统一安排,费用自理。   八、会后考察   会后将安排工程考察和生态考察。   九、联系方式   (一)中国环境科学学会   饶 阳 王国清 张鹏   电话:010-68637874   手机:13381170552   传真:010-68630714   邮箱:desox2@163.com   (二)浙江大学环境与资源学院 官宝红   电话:0571-88273687   邮箱:guanbaohong@zju.edu.cn   附件:1.会议组织形式   2.参会回执表   附件一:   会议组织形式   一、组织机构   指导单位: 环境保护部   中国科学技术协会   主办单位: 中国环境科学学会   浙江大学   支持单位: 清华大学   中国电力企业联合会   中国钢铁工业协会   中国水泥协会   中国电力投资集团公司   协办单位: 浙江天蓝环保技术股份有限公司   浙江省环境科学学会   浙江省工业锅炉炉窑烟气污染控制工程技   术研究中心   二、学术委员会   1、主席   王玉庆 中国环境科学学会理事长   2、副主席   郝吉明 中国工程院院士、清华大学教授   3、委员   柴发合 中国环境科学研究院副院长研究员   杨金田 环境保护部环境规划院副总工程师   林 翎 中国标准化研究院资源与环境分院院长   吴忠标 浙江大学环境与资源学院教授   李俊华 清华大学环境学院教授   闫克平 浙江省工业锅炉炉窑烟气污染控制工程技术研究中 心副主任   尹华强 国家烟气脱硫工程技术研究中心主任   高 翔 国家环境保护燃煤大气污染控制工程技术中心主任   徐明厚 煤燃烧国家重点实验室主任   段钰锋 东南大学能源与环境学院教授   何 洪 北京工业大学催化化学与纳米科学研究室主任   岑超平 环保部华南所大气环境与污染防治中心主任   杜云贵 烟气脱硝产业技术创新战略联盟理事长   刘汉强 国电新能源技术研究院创新技术研究中心副主任   三、会议组织委员会   王志轩 中国电力企业联合会秘书长   张长富 中国钢铁工业协会副会长   孔祥忠 中国水泥协会秘书长   许纲熙 浙江省环境科学学会秘书长   吴险峰 环保部污染物排放总量控制司大气总量处处长   程常杰 浙江天蓝环保技术股份有限公司总经理   四、会议执行主席   任官平 中国环境科学学会秘书长   吴忠标 浙江大学环境与资源学院教授   五、会议秘书处   姜艳萍、王国清、张鹏、饶阳   电 话:010-68637874   手 机:13381170552   邮 箱:desox2@163.com   网 址:www.chinacses.org www.dsdne.net   附件二:   第十七届二氧化硫、氮氧化物、汞污染防治暨细颗粒物(PM2.5)监测技术研讨会 参会回执表   时间:2013年5月16日-17日 地点:浙江杭州 单位名称 邮 编 通讯地址 手 机 姓 名 部 门 职 称 电 话 传 真 电子邮箱 是否提 交论文 是否出 席会议 是否确定 大会发言 否 参会代表登 记 姓 名 职 称 手 机 电子邮箱 提交论文 题 目 大会发言 题 目 发言人 职务或职称 发票抬头 是否参加 会后考察 备 注 费用总计: 元人民币,付款日期: 年 月 日 款项请汇至大会指定帐号: 开户名:北京国研中科环境科技有限公司 开户行:建行玉泉支行 帐 号:11001018000059261219 参会单位签字或盖章: 日期:2013年 月 日 联系人:张鹏 饶 阳 王国清 电 话:010-68637874 13381170552 传 真:010-68630714 邮 箱:desox2@163.com   注:准备参会的代表收到通知后请及时将参会回执表反馈过来,以便为您安排参会事宜。
  • 二氧化碳转化制一氧化碳研究取得新进展
    近日,中国科学院大连化学物理研究所研究员肖建平团队与中国科学技术大学教授曾杰团队、电子科技大学教授夏川团队合作,在二氧化碳(CO2)转化制一氧化碳(CO)研究中取得新进展。团队研发出单原子合金催化剂Sb1Cu,实现了CO2高活性、高选择性还原制备CO,并探究了该过程的理论机理。相关研究成果发表在《自然—通讯》上。利用可再生能源实现CO2高效电还原,是减缓温室效应并实现“双碳”目标的重要手段之一。肖建平团队在前期工作中发现了CO2电催化还原制甲酸的双顶点活性趋势,并揭示了单原子合金Pb1Cu电催化CO2还原制甲酸的高活性原因。本工作中,肖建平团队探究了单原子合金催化剂Sb1Cu电催化CO2还原表现出高CO选择性的原因。研究发现,Sb1Cu电催化CO2到CO的活性位为与单原子Sb相邻的Cu位点,并揭示了Sb1Cu相比于Cu可以有效减弱CO*的吸附能,降低CO*的覆盖度,抑制C-C偶联反应,从而提升了CO的选择性。通过电荷外插值法,肖建平团队计算了不同工作电势下的反应能垒,通过微观动力学模拟得到的理论速率也和实验结果有较好的吻合。该研究为设计高活性和特定选择性电催化材料提供了新思路。
  • 缺陷Zn3In2S6光氧化还原促进二氢异喹啉和H2O2共生产
    1. 文章信息标题Photoredox-promoted co-production of dihydroisoquinoline and H2O2 over defective Zn3In2S6中文标题:缺陷Zn3In2S6光氧化还原促进二氢异喹啉和H2O2共生产 页码: 2210110 DOI: 10.1002/adma.202210110 2. 期刊信息期刊名:Advanced Materials ISSN:1521-4095 2022年影响因子: 32.086 分区信息: JCR分区(Q1),中科院1区TOP 涉及研究方向: 综合性期刊 3. 作者信息:第一作者是 华东师范大学罗娟娟 。通讯作者为 中国科学院上海硅酸盐研究所施剑林院士、华东师范大学陈立松副教授 。4. 光源型号:北京中教金源CEL-HXF300E7光功率计型号:北京中教金源CEL-NP2000文章简介光合成以低成本和环境友好的方式生产过氧化氢(H2O2)是最可持续和最有前景的方法之一。然而,但光合成存在光生载流子利用率低和H2O2产率低的问题。虽然通过添加质子供体(异丙醇或乙醇)可以降低合成H2O2的氧化屏障进而提高H2O2产量,但是将不可避免地提高成本,与此同时,光生空穴(h+)的氧化能力被完全浪费。因此,找寻一个特定的质子供体能以高选择性的方式自身氧化成高附加值的产物,同时促进光催化产H2O2,是提升光催化体系整体经济效益的有效策略。二氢异喹啉衍生物(DHIQs)是药物合成和制药工业中非常有价值的中间体,由四氢异喹啉衍生物(THIQs)的催化脱氢生产,然而存在生产成本高,操作程序复杂,选择性差和破坏环境等缺点。通过大量文献调研,已知通过光催化反应得到四氢异喹啉的半脱氢产物是十分困难的,这通常伴随有不理想的全脱氢产物异喹啉(IQs)的生成。因此,寻找一种高效的光催化剂在温和条件下光合成高纯度半脱氢产物(DHIQs),将是一个极具吸引力的策略。此外,充分利用THIQs脱氢产生的氢质子可以提高原子利用率和产物价值。基于此,中科院上海硅酸盐研究所施剑林院士和华东师范大学陈立松副教授等人将THIQs用作独特的质子供体,用于热力学上可行的选择性半脱氢反应,生成具有高附加值的DHIQs,同时在双功能光催化剂Zn3In2S6的催化下,在一个光氧化反应中耦合并促进H2O2的生成。缺陷Zn3In2S6在可见光(λ≥400 nm)照射下分别以66.4 mmol h-1 g-1 和62.1 mmol h-1 g-1的高速率生成H2O2和DHIQ。此外,作者还详细探讨了反应机理和途径。原位ESR分析、自由基捕获实验及溶液中活性氧(ROS)的检测实验表明,ROS(O2和1O2),h+ 和质子供体(THIQs)之间的协同作用在光催化共生产H2O2和DHIQs反应中起关键作用,这在以前的研究中基本上被忽略。同时,原位FTIR表明通过*OOH中间途径在Zn3In2S6表面生成H2O2。该研究不仅有效地利用光生电子(e-)、h+以及多种活性氧的氧化还原能力来实现最大的原子利用效率,而且同时生成了太阳能液体燃料和高附加值化学品。
  • 南开张新星团队JACS Au封面:质谱表征微液滴表面自发单电子氧化还原反应
    近日,南开大学张新星研究员团队针对微液滴化学的独特性质,受邀总结了40余个单电子介导的水微液滴表面自发的氧化还原反应,并通过动力学研究,证明了电子的提供和捕获——而非化学键的直接断裂——是介导水微滴界面上氧化还原反应的关键决速步骤。该工作发表在了近期的JACS Au 杂志上,并被遴选为封面文章。  近几年与微液滴相关的纳微界面反应机制的研究吸引了大量的研究目光。在技术上,质谱作为微液滴反应的主要表征手段,一方面是由于其在分析化学反应中具有捕获短寿命自由基中间体、揭示化学反应机理等方面的天然优势,另一方面更是由于微液滴是一种可以直接喷雾进入质谱仪中进行检测的物质形式,导致质谱技术成为了近年来微液滴化学发展最简单、最重要、最主要的表征方法。因此作者们在本文中列举了使用质谱方法学研究微液滴化学的优势和注意事项。此外,作者也在合成化学和大气化学的大背景下讨论了微液滴自发氧化还原能力的潜在影响。首先,微液滴对反应的加速能力在有机合成中已经得到了广泛的认可,现有的部分微液滴化学研究已经实现了克级的合成。微液滴反应由于只需要将底物的水溶液喷洒成小水滴,无需催化剂、额外的能量输入、复杂的反应装置,完全符合绿色化学的特征,因此有望在合成化学中展现更多的潜力。其次,微液滴化学在大气化学方面也具有重要启示。大气的总体氧化还原能力决定了污染的生成、天气甚至气候的形成和变化。大气水,如云、雾和海洋飞沫,都是微米大小的微液滴。由于微液滴可以促进自发的氧化还原反应,文章建议在未来的大气研究中,也许可以将微液滴效应考虑进来。在科学上,水对许多化学反应来说是一种惰性环境。然而,通过简单地将水喷洒成为微米尺寸的微液滴,就可以展现大量独特的性质,这些性质包括异常的pH值、反应物的统一取向和部分溶剂化、极高的反应速率以及极高的气液界面电场等。在微液滴的这些独特性质中,其强大的自发氧化还原能力尤其引人关注。现有大量理论和实验研究表明,或由于界面双电层的形成,或由于大量水分子的自发统一取向,或由于水分子之间的部分电荷转移(H2O+---H2O-),在微液滴的气-液界面浅层可以自发产生极高的电场(约109 V/m)。该电场大到足以可以触发氢氧根或其他底物分子的单电子氧化过程,生成相应的自由基和一个电子(图1)。生成的电子还可以继而触发其他底物分子的单电子还原过程。  图1. 微液滴化学气-液界面处的氧化还原机制和质谱分析方法示意图  图1展示了典型的微液滴化学质谱实验,并阐述了发生在微液滴表面的单电子介导的氧化还原机制。含有某种溶质的水溶液由注射泵强制推入极细的毛细管,高压氮气鞘气可将毛细管推出的液体分散成微液滴,由此产生的微液滴被喷向质谱仪的入口。以这种方式产生的微液滴的大小取决于鞘气的压力,范围在几到几十微米之间。在其表面上即可以自发发生大量的单电子的氧化还原过程。  本文总结了40余个在水微液滴表面上发生的电子介导的氧化还原反应(表1、2),认为在水微液滴表面上电子的产生和捕获——而非化学键的直接断裂——是微液滴大多数氧化还原反应的关键决速步骤。  表1. 微液滴表面呈现单电子氧化过程的物种(电子供体)  表2. 微液滴表面呈现单电子还原过程的物种(电子受体)  在单电子是微液滴表面氧化还原反应的载流子的前提下,OH-在微液滴上可以作为电子供体,如果在溶液中加入上述电子供体(表1中的分子),那么水微液滴上应该有更多的电子,在动力学上就应该可以加速电子受体的还原反应,进一步巩固电子确实是介导水微液滴上氧化还原反应的载流子的观点。  为了验证这一假设,本文作者从表1中选择了三种电子供体:四硫富瓦烯(TTF)、羟甲基二茂铁(FM)、N,N,N’,N’-四甲基-1,4-苯二胺(TMPA),并将这三者分别和电子受体EV2+(乙基紫精二价阳离子)的水溶液喷洒成微液滴。其中图2a为喷洒纯EV2+溶液的质谱图,OH-是唯一的电子供体,EV2+转化为EV•+ (m/z = 214),m/z 150~200的峰是不稳定EV•+的降解产物。图2b−2d分别为喷撒TTF与EV2+、FM与EV2+、TMPA与EV2+的混合溶液的质谱图。在这些混合体系中,还原产物EV•+的强度明显增加,表明电子供体的加入加速了EV2+的还原。图2e展示了4个系统中EV•+/EV2+的相对强度的比较,清楚地显示了添加电子供体后还原产物增加了2到7倍。图2f−2h还显示了混合体系中氧化过程的加速动力学,TTF、FM和TMPA的氧化过程也应该随着EV2+的加入而加速。TTF•+、FM•+和TMPA•+自身的绝对质谱强度随着EV2+的加入增加了2倍左右。这些结果清楚地表明电子确实是介导水微滴上氧化还原反应的载流子,且简单的动力学研究证明了电子提供和电子捕获是两个相互加速的过程。而后续的进一步化学反应(如化学键的断裂和生成)在微液滴中成为了超快的非决速步骤。    图2. 微液滴单电子氧化还原过程的动力学研究  南开大学研究生金水慧、陈欢、苑旭为本文并列第一作者 南开大学张新星研究员为本文通讯作者。本文被遴选为JACS Au杂志本期封面论文。  原文:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacsau.3c00191  The Spontaneous Electron-Mediated Redox Processes on Sprayed Water Microdroplets Shuihui Jin,# Huan Chen,# Xu Yuan,# Dong Xing, Ruijing Wang, Lingling Zhao, Dongmei Zhang, Chu Gong, Chenghui Zhu, Xufeng Gao, Yeye Chen, and Xinxing Zhang*JACS Au, 2023, DOI: 10.1021/jacsau.3c00191  张新星课题组网站:http://www.zxx-lab.com/
  • 用户之声丨光催化水氧化过程的分解机理研究
    韩国西江大学Kyung Byung Yoon教授 岛津拜访了韩国西江大学的Kyung Byung Yoon教授。他是人工合成领域的顶尖研究人员之一。Yoon团队曾在《Science》上报道了一种不怕水的CO2捕获新材料,为低成本捕获CO2并再利用研究提供了方向。他的实验室配备许多分析仪器,包括Tracera GC-BID系统和QYM-01光反应量子产率评价系统*,QYM-01系统可实现对吸收光子准确而快速的定量测量。 * QYM-01 为岛津今年6月刚发布的Lightway PQY-01光反应评价系统的前序机型。 Q 请介绍一下您的研究内容。 这个广泛用于均相光催化水氧化过程的系统包含作为光泵的水氧化催化剂RuⅡ(bpy)32+和作为电子牺牲受体的S2O82?。但是,因为RuⅡ(bpy)32+会发生非常快速的分解,导致在所有S2O82?消耗完之前,反应过程就停止,所以该系统还远不够理想。就这一点而言,如果能研究清楚RuⅡ(bpy)32+的分解途径和产物,就可以设计出更高效的光催化水氧化系统。 我们发现,在光-RuⅡ(bpy)32+-S2O82?系统中存在两种RuⅡ(bpy)32+分解途径。第一种是通过黑暗环境中,在pH>6条件下,RuⅢ(bpy)33+氧化OH?而下形成OH• 自由基,OH• 自由基攻击RuⅡ(bpy)32+的bpy配体。这个在黑暗中分解的途径是次要的。在辐照过程中,RuⅡ(bpy)32+和RuⅢ(bpy)33+都受到光激发,并且光激发的RuⅢ(bpy)33+与S2O82?反应生成一种中间体。当中间体浓度较低时,中间体分解为催化活性的钌μ-氧代二聚体,当中间体浓度较高时,中间体分解为催化惰性的寡聚钌μ-氧代物。光诱导分解途径是主要途径。当RuⅡ(bpy)32+浓度较低时,即使在没有任何添加催化剂的情况下,光-RuⅡ(bpy)32+-S2O82?系统也会通过类似在黑暗中生成氧气的途径产生氧气。当RuⅡ(bpy)32+浓度较高时,由于光诱导分解途径的总速率比生成氧气的暗途径的总速率要快得多,因此系统中不会生成氧气。 Q “QYM-01”和“Tracera(GC+BID检测器)”是否正高效地用于您的研究?它们有多大用处? QYM-01可以在每分钟或更短的时间内获得紫外-可见光谱。这使我们能够监测光反应过程中物质的反应速度有多快。QYM-01还可以测量光敏剂吸收的光子数量。当我们检测到产物时,通过绘制吸收光子数量与生成产物的关系曲线来计算反应的量子产率。Tracera可高效检测液体产物,检测灵敏度较高。几乎检测到了柱内所有物质。 Q 您认为“QYM-01”和“Tracera(GC+BID检测器)”有哪些优点? 我们可以在光解过程中获得紫外-可见光谱,无需改变任何其他反应系统。我们可以测量我们正在使用的激发光的功率,这就是QYM-01的优点。至于Tracera,检出限很好。 Q 请告诉我们您对“岛津”的印象。 你们提供前所未有的产品和优质服务。 我们与Kyung Byung Yoon教授的交谈很愉快,通过这次采访,我们了解了Yoon教授对我们仪器和我们公司的看法。我们必须努力,争取越来越好。也非常感谢Yoon教授接受岛津的采访! 关于采访的评论 采访之后,Yoon教授说:“虽然QYM-01还有一些地方有待改进,但是岛津拥有QYM-01等前所未有的独特性创新技术,这令我印象深刻,我也期待这些技术的未来发展。”
  • 控制氮氧化物 欧美有何良策?
    关注焦点:   ●实施多指标综合管理措施   ●制定相应的标准体系   ●推动实施区域联防联控   ●采取经济激励政策   ●披露企业污染排放信息      据估计,和上世纪80年代相比,我国机动车保有量增加24倍,机动车排放成为部分大中城市大气污染的主要来源。 CFP供图   氮氧化物是大气主要污染物之一,是光化学烟雾污染、城市灰霾天气、大气酸沉降等一系列环境问题的重要根源。由于氮氧化物可以在大气层中长距离输送,其引起的全球性或区域性污染问题也日益凸现。   发达国家较早采取了一系列政策措施防治氮氧化物污染,其中一些经验对我国“十二五”期间进行氮氧化物污染综合管理和控制有一定借鉴意义。   由于氮氧化物的控制涉及到多种二次污染物,因而既要考虑其本身的危害,又要考虑其二次污染物的危害。针对这一特点,欧美等发达国家采取了系统的防控措施,并取得了显著成效。   实施多指标综合管理措施   美国和欧盟的氮氧化物控制政策目标均是减少氮氧化物及其二次污染物的环境损害。因此,在控制氮氧化物污染时,不仅要求各类排放源达到相应的排放标准,还要求根据二次污染物的削减目标来制定区域氮氧化物的排放总量。   欧盟的酸雨政策从一开始便将酸沉降、富营养化和近地面臭氧问题纳入同一控制体系,采取一揽子控制政策。   多指标的污染控制政策可以有效避免多个单指标控制政策之间的冲突,并且更易于执行。   美国氮氧化物控制主要是以二次污染物臭氧和酸雨为最终控制目标,一方面通过州际合作解决近地面臭氧非达标区的二次污染问题,另一方面通过酸雨计划解决氮沉降问题。美国2005年颁布的《州际清洁大气法案》也考虑了多指标的大气污染控制政策,将臭氧和细颗粒物的污染控制纳入统一政策体系中。   制定相应的标准体系   美国和欧洲都制定了各类大型固定源以及机动车的氮氧化物排放标准。排放标准本身的制定就同时考虑了环境要求和相关控制技术的经济性、可行性、和费用有效性。   美国环保局以1990年《清洁大气法修正案》的第一卷“大气污染预防与控制”以及第四卷“酸沉降控制”为法律依据,通过执行酸雨中氮氧化物的削减计划来控制固定源氮氧化物污染。   酸雨计划分两个阶段在全国范围实施燃煤电厂的氮氧化物削减:第一阶段的削减对象为固态排渣墙式锅炉以及切向燃烧锅炉。第二阶段的削减对象为格状喷然器、旋风燃烧器、湿态排渣锅炉以及立式燃烧锅炉。   针对机动车排放源,美国和欧洲均出台分阶段的排放标准,通过逐步更新机动车排放控制技术削减氮氧化物的排放。   美国和欧洲均采用了包括二氧化氮、臭氧和细颗粒物的多指标体系制定环境空气质量标准来控制氮氧化物污染。欧盟及其成员国制定的二氧化氮标准均符合世界卫生组织的推荐标准。美国虽然对二氧化氮要求较为宽松,但严格控制二次污染物,对氮氧化物起到了协同控制作用。   推动实施区域联防联控   在解决氮氧化物及其二次污染物的长距离输送问题时,欧洲和美国都制定了区域污染控制政策,建立了地区间协调和合作机制,通过多地区间的协作达到减少氮氧化物区域污染的目的。   在欧洲,欧盟各成员国通过签署各类国际公约,提交国家削减计划等方式来达到控制氮氧化物区域污染的目标。   1979年,欧洲和北美各国签署了《长距离跨界大气污染公约》来解决酸雨和近地面臭氧等大气污染物跨界输送导致的问题 1988年,联合国欧洲经济委员会制定了这一公约下旨在控制氮氧化物排放和输送的《索菲亚协议》,规定到1994年止,氮氧化物排放量要冻结在1987年的水平,并且自1989年开始,10年间应削减氮氧化物30%的排放量。1999年,欧盟各成员国签署的《控制酸沉降、富营养化和臭氧协议》制定了各签署国到2010年的氮氧化物排放限制目标。   另外,欧盟于1997年通过了一项酸雨防治战略,旨在同时解决欧盟范围内的酸沉降、富营养化以及近地面臭氧问题。由于氮氧化物是这3类二次污染问题的前体物质,因此这一战略通过制定全欧盟排放总量目标来解决这些问题。2001年,欧盟委员会通过了《国家最高排放限值公约》,规定了包括氮氧化物在内的4种生态污染物到2010年的排放限值。   美国为解决氮氧化物长距离传输所引起的臭氧和细粒子污染问题,制定了区域污染控制策略,建立了地区间的有效协调和合作机制。   1994年,美国东部各州建立的臭氧输送委员会形成了谅解备忘录,实施区域性氮氧化物削减计划。第一阶段(1999~2002年)为氮氧化物配额管理方案,规定了氮氧化物的年排放总量和污染源排放配额,合作区域包括12个州和哥伦比亚特区。第二阶段(2003~2008年)为氮氧化物州际执行计划,制定了区域排放总量限值,并规定排污企业可以卖出或者存储多余排放配额,这一计划将合作区域扩大到22个州。   2009年开始,美国东部各州在《州际清洁空气法案》基础上执行氮氧化物的臭氧季节削减方案来控制夏季电力部门排放氮氧化物,合作区域增至28个州。   采取经济激励政策   近年来,发达国家将基于成本收益分析的经济激励政策引入氮氧化物的控制政策体系,成为基于法规政令的命令控制型政策的有益补充。   其中,美国最常用的是排污许可证交易制度,欧洲部分国家则借助于排污收费和排污税来控制企业的排污行为。   美国在臭氧输送委员会氮氧化物配额管理方案和氮氧化物州际执行计划中实施了氮氧化物配额交易,使得控制政策在实现了污染排放削减目标的同时,大大降低了减排成本。   据美国环保局估算,氮氧化物配额交易使臭氧输送委员会氮氧化物配额管理方案第二阶段的污染削减成本从高于13亿美元(2000年价格)降低到7亿美元水平。这一机制成功地降低了氮氧化物的排放量和近地面臭氧的环境浓度。   据美国环保局2007年的评估数据显示,在实施氮氧化物配额交易后,2006年目标排放源的氮氧化物排放量与2005年相比削减了7%,与1990年相比削减了74%。   西欧部分国家对氮氧化物征收税费,通常只是针对较大的排放源征收排污费,例如发电厂、供热厂等。   法国自1990年起即开始对大型燃烧源收取氮氧化物排污税,并将75%的收入用到减排投资和研发。缴税企业可依据减排技术类型申请补贴,标准减排技术补贴比例为增量成本的15%,先进减排技术为30%。这种税收收入分配机制调动了企业使用先进减排技术的积极性,使得1997年氮氧化物削减了13%。   1990年,瑞典开始对大型燃煤电厂收取氮氧化物排污费。收费政策实施后,瑞典1993年氮氧化物的排放总量比1990年削减了44%,提前实现了1995年减排35%的目标,取得了显著的减排效果。   2007年1月1日,挪威开始针对船舶、航空以及道路等移动源和部分工业固定源征收氮氧化物排污税,税收对象覆盖55%的氮氧化物排放源。排污税政策执行1年之后,氮氧化物排放总量削减了0.6%。   披露企业污染排放信息   企业作为削减氮氧化物的基本单元,其污染控制手段和实施情况直接影响到减排效果。发达国家将企业排放登记制度和企业污染源信息披露制度作为重要的辅助工具应用于污染物削减政策的制定和执行。   2009年10月8日,全球第一份具有法律约束效力的《污染物排放和转移登记议定书》在欧洲17个国家正式生效,并向所有联合国成员国或区域一体化组织开放。参加《议定书》的国家必须对其国内工业、农业、交通和商业等领域排放的包括氮氧化物在内的86种主要污染物污染源进行登记和通报,并将数据以网上公开登记册等方式向公众公开。   近年来,奥地利国际系统分析研究所、美国宇航局等科研机构公布了氮氧化物全球排放清单,为决策部门、科研单位和公众披露环境信息,便于有关部门实行监控氮氧化物变化趋势、制定更有效的控制措施。 我国可采取何种对策?   随着经济的持续快速发展和能源消耗量的增加,我国氮氧化物排放量也在增长。1980年的排放量约为476万吨,2008年增长到1625万吨。从排放源来看,第一次全国污染源普查的数据表明,我国97%的氮氧化物排放来自工业源和机动车尾气。其中电力热力的生产和供应是最主要的氮氧化物排放企业,排放量占到我国排放总量的40%。   随着我国机动车保有量从1990年的620万辆增长到2009年的1.86亿辆,机动车尾气在氮氧化物排放中的比例逐年上升,已由1995年的10.4%快速增长到2007年的31%。   针对这一情况,建议采取以下对策:   第一,实施多指标综合管理。就我国目前氮氧化物的污染状况而言,应该尽早形成覆盖二氧化氮、臭氧、细颗粒物以及酸沉降等多项控制指标的综合指标体系,实施氮氧化物的多目标管理,从一次污染物到二次污染物进行全生命周期控制。   第二,开展氮氧化物区域联防联控。存在严重氮氧化物污染问题的地区,有必要制定区域层面的氮氧化物污染联防联控政策,建立污染源协调和管理机制,从而有效地解决区域整体的环境污染问题。   第三,加强企业排污监管。结合氮氧化物总量控制目标加强企业监督,督促其严格执行排放标准。通过环境信息披露制度,在政府、企业与公众之间形成相辅相成的良性互动,达到更好的污染防治效果。   第四,推行经济激励。在我国氮氧化物的防控工作中引入市场化的经济政策,使命令控制方式和市场化机制互相补充。在实施氮氧化物排放总量控制时,配套实施相应的减排激励政策,鼓励多减排、早减排、尽快实施氮氧化物排污收税和排污削减量交易等措施。
  • “十二五”氮氧化物减排思路与技术路线
    摘要   “十二五”期间,氮氧化物的总量控制要突出重点行业和重点区域,推行以防治火电行业排放为核心的工业氮氧化物防治体系和以防治机动车排放为核心的城市氮氧化物防治体系。要推进能源结构持续优化,严格控制新增量 全面开展电力行业氮氧化物减排 采取综合措施加强机动车氮氧化物排放控制 推进以水泥行业为主的其他行业氮氧化物排放控制。   2011年3月14日,全国人大审议通过了“十二五”规划纲要,提出化学需氧量、二氧化硫分别减少8%,同时将氨氮和氮氧化物首次列入约束性指标体系,要求分别减少10%,氮氧化物已经成为我国下一阶段污染减排的重点。   把氮氧化物作为“十二五”减排约束性指标的必要性   ■阅读提示   由氮氧化物等污染物引起的臭氧和细粒子污染问题日益突出,威胁人民群众的身体健康,成为当前迫切需要解决的环境问题。若不加严控制,今后一段时期我国城市光化学烟雾、酸雨污染和灰霾天气还将呈迅速发展和恶化之势。   氮氧化物活性高、氧化性强,是造成我国复合型大气污染的关键污染物。随着国民经济持续快速发展和能源消费总量大幅攀升,我国氮氧化物排放量迅速增长。“十一五”期间,我国氮氧化物排放量逐年增长,2008年达2000万吨,排放负荷巨大。火力发电、工业和交通运输部门三者之和占我国氮氧化物排放总量的85%,基本呈现三足鼎立之势。氮氧化物排放量的迅速增加导致了一系列的城市和区域环境问题。北京到上海之间的工业密集区已成为对流层二氧化氮污染较为严重的地区,“十一五”期间全国降水中硝酸根离子平均浓度较2005年有较大幅度增长。由氮氧化物等污染物引起的臭氧和细粒子污染问题日益突出,威胁人民群众的身体健康,成为当前迫切需要解决的环境问题。若不加严控制,今后一段时期我国城市光化学烟雾、酸雨污染和灰霾天气还将呈迅速发展和恶化之势。综上分析,“十二五”期间我国必须对氮氧化物进行全面控制,针对氮氧化物的污染特征,进入以质量改善为切入点、以主要行业为突破口的大规模削减阶段。   从减排管理的基础条件来看,自“十一五”以来,随着污染减排三大体系能力建设的加强,氮氧化物统计、监测管理工作取得突破性进展。2006年全国环境统计中将氮氧化物因子纳入到环境统计范畴 2007年开展的污染源普查工作对全国氮氧化物排放系数和排放现状进行了全面调查。在污染源监测方面,随着国控重点源烟气排放连续监测设施建设完成,氮氧化物排放重点源大都具备了自动监测的能力,并与省、市监控中心实现了联网。此外,国内火电行业氮氧化物控制技术日趋成熟,除催化剂等核心技术外,基本实现了国产化。这些都为全面实施氮氧化物排放总量控制奠定了良好的基础。   “十二五”氮氧化物总量控制总体考虑及目标的确定   ■阅读提示   在确定国家总量控制目标的同时,也将减排任务分解到了各省(自治区、直辖市),确定了减排项目清单,真正把减排任务落到实处,这是总量控制目标制定的一次突破。   污染物排放总量控制是环境管理的重要手段,我国氮氧化物的总量控制模式要根据排放物的污染特征来确定,氮氧化物排放具有行业、区域集中的特点,因此,“十二五”期间氮氧化物的总量控制要突出重点行业和重点区域,推行以防治火电行业排放为核心的工业氮氧化物防治体系和以防治机动车排放为核心的城市氮氧化物防治体系。强化总量控制对经济发展方式、经济结构调整和能源结构调整的优化作用,严格控制增量,强化结构减排,细化工程减排,实化监管减排,确保减排约束性指标目标的完成。   值得一提的是,此次在总量控制目标确定方面,我国首次采用了“二上二下”的方式。通过印发《“十二五”主要污染物总量控制规划编制指南》(以下简称《指南》),提出了“十二五”氮氧化物减排的总体思路、减排要求、减排技术路线及总量目标测算方法,各省结合本省的环境质量状况、经济社会发展情况及减排潜力,根据《指南》要求编制总量控制规划,测算总量控制目标,提交减排项目清单。在此基础上,统筹考虑国家宏观经济政策、节能减排重大战略、产业布局和结构调整要求,确定国家总量控制目标,实现了统筹协调、上下衔接、部门联动,增强了总量控制目标确定的科学性、合理性和可行性。在确定国家总量控制目标的同时,也将减排任务分解到了各省(自治区、直辖市),确定了减排项目清单,真正把减排任务落到实处,这是总量控制目标制定的一次突破。   “十二五”氮氧化物总量控制基本思路   ■阅读提示   推进能源结构持续优化,严格控制新增量 全面开展电力行业氮氧化物减排 采取综合措施加强机动车氮氧化物排放控制 推进以水泥行业为主的其他行业氮氧化物排放控制。   推进能源结构持续优化,严格控制新增量。严格执行国家产业政策,全面落实淘汰落后产能要求,在单位面积排放强度大的地区要进一步加严产业结构调整要求,遏制高耗能、高污染产业过快发展。严格控制污染物新增量。新建项目必须按照先进的生产技术和最严格的环保要求进行控制,大幅度降低污染物排放强度。煤电及水泥行业新建项目要求配套建设烟气脱硝设施。提高机动车准入门槛,执行国家第Ⅳ阶段排放标准,部分城市提前执行国家第Ⅴ阶段排放标准,供油油品实现配套。进一步改善能源消费结构,控制煤炭消费增量,促进经济发展的绿色转型。   全面开展电力行业氮氧化物减排。电力行业属于高架源,排放的氮氧化物在大气中发生远距离传输和化学转化,不但会影响当地的环境质量,而且存在跨界污染的问题,是造成区域性环境问题的主要原因。截至目前,我国已有80%的火电机组采用了低氮燃烧技术,已建烟气脱硝设施达到9700万千瓦。目前我国正在修订火电厂大气污染物排放标准,氮氧化物的排放标准将会非常严格。这就要求在“十二五”期间,除淘汰的小火电机组外,全面推进现役机组低氮燃烧技术改造及脱硝设施的建设,加大已安装脱硝设施机组的监管力度,提高减排能力。东部地区和其他地区的省会城市单机容量20万千瓦及以上的现役燃煤机组实行脱硝改造,其他地区单机容量30万千瓦及以上的现役燃煤机组实行脱硝改造。   采取综合措施加强机动车氮氧化物排放控制。在一些大城市,机动车排放已经超过工业排放成为重要的大气污染源,氮氧化物的分担率一般在50%左右,由于其排气高度低,对人体的危害非常大,因此机动车氮氧化物的控制对改善城市环境质量具有至关重要的作用。“十二五”期间我国将在有条件的重点城市实行机动车新增量总量控制,并严格执行黄标车淘汰政策。按照东、中、西部差别化的政策,加大黄标车的淘汰力度,到“十二五”末,东部地区基本淘汰所有黄标车,即国0的汽油车和国Ⅲ以前的柴油车。提高机动车准入门槛,实施油品升级改造工程。“十二五”期间,在全国范围内严格实施国家第Ⅳ阶段机动车排放标准,部分重点区域和城市提前实施国家第Ⅴ阶段排放标准 2011年在全国范围内供应国Ⅲ标准的车用燃油,2015年底前基本实现国Ⅳ水平车用燃油的供应,实现车、油同步升级。   推进以水泥行业为主的其他行业氮氧化物排放控制。我国水泥行业氮氧化物的排放占总排放量的10%左右,是我国氮氧化物排放的第三大源。随着水泥行业落后产能淘汰工作的推进,新型干法窑的使用比例将大幅增加,在提高能源使用效率的同时,由于燃烧温度高等原因,氮氧化物排放量将显著增加。“十二五”期间需大力开展水泥行业新型干法窑降氮脱硝工作,根据水泥窑的现状和特性,推进烟气脱硝工程建设,要求长三角、珠三角、京津冀鲁等重点区域氮氧化物年排放量在1000吨以上或熟料生产规模在2000吨/日以上的现役新型干法窑实行脱硝改造。   钢铁、工业锅炉也是氮氧化物的重要排放源,为拓展氮氧化物减排领域,推进氮氧化物持续减排,“十二五”期间应加快冶金行业、工业锅炉等其他行业氮氧化物控制技术的研发和产业化进程,推进烟气脱硝示范工程建设。   “十二五”氮氧化物总量减排的难点   ■阅读提示   电力行业大规模脱硝受多种因素的影响和制约 油品质量保证和机动车排放标准实施进程直接影响到氮氧化物的减排进展 重点行业污染治理技术的发展水平将影响“十二五”氮氧化物的减排效果。   电力行业大规模脱硝受多种因素的影响和制约。为实现氮氧化物“十二五”总量控制目标,“十二五”期间我国电力行业脱硝装机容量比例需达到70%以上(包括新增机组),这将大于“十一五”期间二氧化硫的脱硫装机容量,减排压力非常大。此外,电厂脱硝还原剂氨的需求量将很大,脱硝装置中的催化剂也未实现国产化,这些因素都将增大电力行业氮氧化物减排的难度。   油品质量保证和机动车排放标准实施进程直接影响到氮氧化物的减排进展。车用燃油质量差、含硫量高是制约机动车排放控制的主要因素,尤其是当前柴油品质极不利于柴油机尾气后处理技术的使用,影响氮氧化物减排效果。目前我国还未实现国Ⅲ油品柴油的全面供应,这与“十二五”期间要基本实现国Ⅳ水平车用燃油的供应仍有较大差距,需要多部门加强协调推进这项工作。另外,提高机动车排放标准是控制机动车氮氧化物新增量的主要手段,但标准实施后减排效果需要一定的时间才能显现,因此,“十二五”期间国Ⅳ排放标准能否及时推行是保障机动车氮氧化物减排的关键。   重点行业污染治理技术的发展水平将影响“十二五”氮氧化物的减排效果。尽管我国已有电厂烟气脱硝的控制技术,但火电厂烟气脱硝的一些关键技术仍受制于国外,钢铁、水泥、工业锅炉等行业氮氧化物排放控制技术也处于研究阶段,其研发及应用的发展水平将影响“十二五”氮氧化物的减排效果。“十二五”期间,国家应该对氮氧化物控制技术研究及产业化给予更多的支持及优惠政策,尽快推动国内氮氧化物控制技术的规模化示范应用和产业化,为氮氧化物的大规模削减提供更多技术支撑。
  • 大连化物所等利用超高场固体核磁共振技术揭示伽玛型氧化鋁表面五配位铝性质
    近日,中国科学院大连化学物理研究所固体核磁共振及催化化学创新特区研究组研究员侯广进团队与美国高场实验室博士甘哲宏等合作,在超高场(1.5GHz)固体核磁共振(NMR)技术应用于固体材料表面结构表征研究中取得新进展。  氧化铝是重要的催化剂和催化剂载体,其表面的五配位铝被称为“Super-five”。五配位铝在金属活性中心分散,γ-Al2O3烧结相变,以及醇脱水反应中都起到关键作用。γ-Al2O3结晶度低,其表面五配位铝仅占总铝含量的3%左右,因此难以实现表面五配位铝的结构表征。目前,所有关于五配位铝的结构特征均是基于理论计算推测得到。  本研究中,得益于超高场条件下显著提高的27Al NMR灵敏度和分辨率,科研团队采用高场多核、多维固体核磁共振技术,直接实验观测到五配位铝相关空间结构信息,首次揭示了γ-Al2O3表面的五配位铝以聚集态形式存在,且在水的作用下易于发生结构重构。  科研人员制备了富含五配位铝的无定形氧化铝纳米片(Al2O3-NS)与γ-Al2O3进行对比研究,借助超高场27Al MAS NMR对Al2O3-NS和γ-Al2O3的铝物种分别进行定量分析。研究通过超高场的27Al-27Al DQ双量子相关实验,以及高场多核、多维固体核磁共振技术发现,γ-Al2O3表面与Al2O3-NS的不同配位铝物种的Al(n)-O-Al(n)链接方式相同,且表面羟基分布及铝与羟基的链接方式也十分相似,进而表明γ-Al2O3表面存在一层富含五配位铝的无定形结构。该研究有助于进一步剖析γ-Al2O3在金属分散、催化剂烧结等应用方面的“构-效”关系。  相关研究成果以Nature of Five-coordinated Al in γ-Al2O3 Revealed by Ultra-high Field Solid-state NMR为题,发表在ACS Central Science上,并被选为内封面论文。研究工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、辽宁省“兴辽英才计划”、大连市青年科技之星等项目的支持。  论文链接 大连化物所等利用超高场固体核磁共振技术揭示伽玛型氧化鋁表面五配位铝性质
  • 国产大型二氧化氯装备将占领市场
    随着一批国产大型二氧化氯制备反应器的相继投运,国外公司长期垄断大型二氧化氯装置制造技术的局面终于被打破。上周,记者在上海召开的2010 AQUATECH CHINA二氧化氯与水处理技术研讨会上了解到,用国产装置生产的二氧化氯直接成本约8200元/吨,造纸企业的二氧化氯的生产成本可降低1/2~2 /3。   中国二氧化氯学会理事长、中海油天津化工研究设计院原总工程师严以强介绍,2009年9月,成都锦兴绿源公司6吨/天二氧化氯制备系统一次开车成功,这是国内第一套实现进口替代的大型二氧化氯国产化装置,现已成功运行8个月。第二套3吨/天二氧化氯制备设备已于今年5月27日成功投产。   目前,山大华特、成都锦兴绿源和、广西博世科和中物凯沃等公司都在进行国产大型二氧化氯制备装置的开发研究工作,共申请专利十多项,现已有3套国产化装置正在建设中,还有一套装置刚刚签约,另有一套装置待签。这标志着我国大规模二氧化氯制备装置已经成功实现国产化。   首套国产二氧化氯装备运行8个月的结果表明,主要技术经济指标已经达到国外装置先进水平,发生器反应速率达到每升每小时0.53mol以上,每吨二氧化氯直接成本约8200元。这些数据表明,我国不仅实现了二氧化氯制备技术的突破,而且大型国产装置未来有望全面占领市场。   据了解,我国采用国外技术建设的二氧化氯制备装置有18套已经投产,目前还有4套在建装置,二氧化氯总产能达到387吨/天,国内二氧化氯装备制造业长期被国外技术所垄断。   另外,据全国化工标准物质委员会二氧化氯专业委员会主任黄君礼教授介绍,2008年国家颁布实施了新的《制浆造纸工业水污染物排放标准》,将可吸附有机卤素和二口恶英指标增列为强制性标准,现采用的氯气漂白工艺难以满足新标准要求。现有造纸企业要达到这一排放标准,以二氧化氯取代氯气漂白法已是当务之急。
  • 【名家案例】一步到位——醛的直接氧化酯化反应
    【名家案例】一步到位——醛的直接氧化酯化反应康宁反应器技术 2023-05-25 16:43 发表于上海研究背景将醛直接氧化酯化是有机合成的研究热点,但醛直接氧化酯化却常有以下问题:“贵”:氧化醛酯化的典型方法依赖于在不同氧化剂,如H2O2、叔丁基过氧化氢(TBHP)或O2存在下的各种过渡金属催化剂,这种方法通常需要将昂贵的配体与特殊催化剂相结合;“危”:过氧化反应生产的过氧化物都含有过氧基(-O-O-),属含能物质。过氧化反应体系危险度已达到了四级或五级,而采用降低过氧化剂累积度的措施降低危险度很难保证不发生操作失误。欧洲著名连续流专家,奥地利Graz大学C.Oliver Kappe教授开发了一种过硫酸原位生成并在线消耗,直接实现醛的氧化酯化连续流合成的工艺,大大降低了安全隐患。该工艺可扩展到多种脂肪族和芳香族醛的转化,并通过多克级合成验证了其制备能力。研究过程01 过硫酸的生成Oliver教授将H2O2与硫酸混合生成过硫酸。考虑到过硫酸的不稳定性和爆炸性分解的倾向,作者通过连续流反应器,实现过硫酸的原位生成与在线消耗,提高过硫酸的实用性,并将安全风险降至最低。在连续流工艺开发之前,为了表征过硫酸的形成和分解,评估反应过程中潜在的安全隐患,作者使用反应量热仪探究了H2SO4-H2O2反应体系的热行为。图1. 热量滴定试验研究发现过硫酸的形成需要高于70°C (图 1),过硫酸在生成后直接发生降解,反应焓(-271.5±10.1 KJ.mol-1)包括过硫酸的生成和分解。02 氧化醛酯化反应装置搭建:在获得了足够的过硫酸形成与分解的数据后,作者搭建了连续流的反应装置:在甲醇存在下形成过硫酸并随后进行氧化醛酯化反应。图2. 直接氧化酯化的连续流动示意图实验中肉桂醛作为底物溶解在MeOH中,将H2SO4的MeOH溶液与H2O2溶液进行连续混合,分别泵入反应器。经反应器流出的反应液又通过加热且带有背压的反应线圈,最后反应液被导入含有饱和NaHCO3水溶液以及MnO2混合物的烧瓶中,进行反应的在线淬灭。反应优化:作者对反应进行了优化,结果如下。表1. 肉桂醛直接氧化酯化反应的优化在反应温度为100℃,H2SO4和H2O2都只有2eq. 时,转化率可以达到100%,仅检测到少量的副产物氢肉桂酸(2) (table1,entry2);相对于H2O2,使用过量的H2SO4更加有利于反应。推测其原因是更加利于缩二甲酯的形成(table1, entry6, entry7);当H2SO4为2.4eq.,反应器温度达到120°C时,可以实现定量转化和97%的选择性(table 1, entry9 VS entry10)。反应机理研究:通过对反应的研究,作者给出了可能的硫酸醛类氧化酯化反应的反应机理。图3. 可能的反应机理03 过硫酸氧化酯化反应拓展作者进一步研究了多种脂肪醛以及取代芳醛作为底物的反应体系,验证过硫酸氧化酯化反应的实用性。向下滑动查看完整表格表2. 取代芳醛作为底物的拓展研究研究表明,该方法不管是对脂肪醛还是对芳香醛都有着广泛的实用性。04 可持续性和对环境影响的研究为了评估过程的可持续性和对环境的影响,作者研究了著名药物帕罗西汀合成中的关键中间体。帕罗西汀是一种选择性血清素再摄取抑制剂,广泛用于治疗抑郁症和惊恐障碍。图4. 帕罗西汀的合成对γ-硝基醛(5)氧化酯化制γ-硝基酯(6),作者利用连续过硫酸氧化酯化得到的数据和基于N-溴代琥珀酰亚胺(NBS)的氧化的文献数据,进行了分析E因子、过程质量强度(PMI)、反应质量效率(RME)、原子经济性(AE)和最优效率(OE)的比较。表3. 可持续性和对环境影响的研究结果表明,流动过程执行地更好。流动过程对环境更友好、产生的废物更少,因此更可持续。研究小结作者提出了一种过硫酸原位生成并在线消耗,直接实现醛的氧化酯化连续流合成的工艺。将过硫酸的安全隐患降到最低。通过一系列脂肪族和芳香族底物的氧化酯化反应,验证了该工艺的拓展通用性,均实现了良好的转化率和较高的选择性。连续流反应器的应用使过硫酸成为一种简单而有效的氧化剂,它在各种通量规模的合成应用都将成为可能。流动过程对环境更有友好、产生的废物更少,因此更可持续。参考文献:ChemSusChem 2023, 16, e202201868
  • 国家标准《动植物油脂 氧化稳定性的测定(加速氧化测试)》征求意见
    国家标准计划《动植物油脂 氧化稳定性的测定(加速氧化测试)》由 TC270(全国粮油标准化技术委员会)归口,TC270SC2(全国粮油标准化技术委员会油料及油脂分会)执行 ,主管部门为国家粮食和物资储备局。主要起草单位 国家粮食和物资储备局科学研究院 、南京财经大学等 。附件:征求意见稿、编制说明
  • 国家标准《动植物油脂 氧化稳定性的测定(加速氧化测试)》征求意见
    国家标准计划《动植物油脂 氧化稳定性的测定(加速氧化测试)》由 TC270(全国粮油标准化技术委员会)归口,TC270SC2(全国粮油标准化技术委员会油料及油脂分会)执行 ,主管部门为国家粮食和物资储备局。主要起草单位 国家粮食和物资储备局科学研究院 、南京财经大学等 。附件:征求意见稿、编制说明
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