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叔丁氧碳基

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叔丁氧碳基相关的资讯

  • 关于公开征集臭氧前体挥发性有机物火焰离子化检测器有效碳数测试的通知
    火焰离子化检测器(以下简称“FID”)是挥发性有机物监测常用的重要检测器,被广泛应用于各类臭氧前体物和非甲烷总烃监测仪器。有效碳数(ECN)是影响FID准确定量各类挥发性有机物和非甲烷总烃的关键计量参数,但受分子结构的影响,不同挥发性有机物在FID上的有效碳数存在明显差异。为进一步提升FID原理臭氧前体物和非甲烷总烃监测系统的准确度,保障应用于校准、质控等工作的ECN准确、可靠,总站现向社会公开征集具备57种臭氧前体物(附件1)标气制备与高精度FID定值能力的计量技术机构开展ECN测试。欢迎符合条件的单位报名,有关事项公告如下:一、项目名称臭氧前体挥发性有机物火焰离子化检测器有效碳数测试二、项目内容详见《臭氧前体挥发性有机物火焰离子化检测器有效碳数测试项目需求书》三、经费预算本项目预算经费为人民币20万元。四、申报单位条件(一)申报单位须是在中华人民共和国境内注册,具有独立法人资格,具有独立承担民事责任和履行合同能力,具有良好的商业信誉和健全的财务、保密管理制度,有依法缴纳税收的良好记录,在近三年内的经营活动中没有违法记录。不接受联合申报或个人申报。(二)项目负责人必须是该项目实施全过程的真正组织者和指导者,须具有较强的组织协调能力、较高的理论素养、较高分析和解决问题的能力,能够保证全过程担任实质性工作;项目负责人应具备高精度臭氧前体挥发性有机物计量工作经验,并为臭氧前体挥发性有机物研制/定值的高级技术人员,并对环境空气臭氧前体挥发性有机物监测技术与量值溯源技术具有深刻的认识,主持或参与过气体领域多个国家参与的国际计量比对或亚洲计量比对的研发人员优先;中央和地方政府公务员不能作为项目负责人。(三)申报单位应具有高精度臭氧前体挥发性有机物标准气体研发/定值经验,并具有研究所需的高精度标准气体与测试装置;主持或参与过臭氧前体挥发性有机物标准气体研制、比对的机构优先。五、申报受理及评选程序(一)本公告在中国环境监测总站网站(www.cnemc.cn)公开发布,公开征集工作自本公告公布之日起开始,申报单位可自行下载相关材料。(二)申请文件由申请函和项目申报书(申报书中应包含拟开展的臭氧前体挥发性有机物火焰离子化检测器有效碳数测试的主要内容、臭氧前体挥发性有机物火焰离子化检测器有效碳数测试、机构已有的能力和前期数据、相关证明文件)等构成。申请文件以中文编写,一律用A4纸,仿宋体四号字打印并装订成册,同时以光盘形式附上电子版(word格式)。纸质版和电子版均需提交。(三)项目申报书及有关资料应由法定代表人(或委托授权人)签字并加盖公章,全部申请文件须包装完好,封皮上写明申请项目名称、申报单位名称、地址、邮政编码、电话号码、联系人及注明“臭氧前体挥发性有机物火焰离子化检测器有效碳数测试”字样,并加盖单位公章和骑缝章。(四)申报书一式4份,正本1份,副本3份,每份文件均要注明正本和副本,正、副本分别封装并在封面上注明。一旦正本和副本不符,则以正本为准。(五)纸质版申请文件及光盘需于2021年11月23日中午12点(以送达时间为准)前寄送或快递至中国环境监测总站质管室(地址:北京市朝阳区安外大羊坊8号乙,邮编:100012),并将电子版发送至quality@cnemc.cn,邮件主题请标明“臭氧前体挥发性有机物火焰离子化检测器有效碳数测试项目+公开征集”。对申请文件在邮寄过程中可能出现的遗失或损坏,征集单位不予负责。六、项目管理和实施中国环境监测总站将按照公开、公平、公正的原则,通过“自由申报、专家评审、择优委托”等程序确定项目的承接单位,经公示后,与承接单位签订合同。七、其他说明申报单位若在填写申报材料过程中遇到问题,可通过邮件向联系人咨询。八、联系方式联系人:王瑜、师耀龙联系电话:010-84943156、84943292
  • 丁仲礼院士:碳中和的战略逻辑和技术需求
    文 | 丁仲礼在中国宣布“双碳”目标后,中国科学院设立了一个大型咨询项目,组织百余位来自多个学部的院士和专家,着重就此问题做了“清单式”的研究。本文将以这个研究为依据,从碳中和的概念和逻辑入手,重点介绍完成碳中和的“技术需求清单”,并在此基础上讨论几个公众比较关心的问题。碳中和的概念碳中和应从碳排放(碳源)和碳固定(碳汇)这两个侧面来理解。碳排放既可以由人为过程产生,又可以由自然过程产生。人为过程主要来自两大块,一是化石燃料的燃烧形成二氧化碳(CO2)向大气圈释放,二是土地利用变化(最典型者是森林砍伐后土壤中的碳被氧化成二氧化碳释放到大气中);自然界也有多种过程可向大气中释放二氧化碳,比如火山喷发、煤炭的地下自燃等。但应该指出:近一个多世纪以来,自然界的碳排放比之于人为碳排放,对大气二氧化碳浓度变化的影响几乎可以忽略不计。碳固定也有自然固定和人为固定两大类,并且以自然固定为主。最主要的自然固碳过程来自陆地生态系统。陆地生态系统的诸多类型中,又以森林生态系统占大头。所谓的人为固定二氧化碳,一种方式是把二氧化碳收集起来后,通过生物或化学过程,把它转化成其他化学品,另一种方式则是把二氧化碳封存到地下深处和海洋深处。过去几十年中,人为排放的二氧化碳,大致有54%被自然过程所吸收固定,剩下的46%则留存于大气中。在自然吸收的54%中,23%由海洋完成,31%由陆地生态系统完成。比如最近几年,全球每年的碳排放量大约为400亿吨二氧化碳,其中的86%来自化石燃料燃烧,14%由土地利用变化造成。这400亿吨二氧化碳中的184亿吨(46%)加入到大气中,导致大约2ppmv的大气二氧化碳浓度增加。所谓碳中和,就是要使大气二氧化碳浓度不再增加。我们可以这样设想:我们的经济社会运作体系,即使到有能力实现碳中和的阶段,一定会存在一部分“不得不排放的二氧化碳”,对它们一方面还会有54%左右的自然固碳过程,余下的那部分,就得通过生态系统固碳、人为地将二氧化碳转化成化工产品或封存到地下等方式来消除。只有当排放的量相等于固定的量之后,才算实现了碳中和。由此可见,碳中和同碳的零排放是两个不同的概念,它是以大气二氧化碳浓度不再增加为标志。二氧化碳排放来源及实现碳中和的基本逻辑 我国当前二氧化碳年排放量大数在100亿吨左右,约为全球总排放量的四分之一。这样较大数量的排放主要由我国的能源消费总量和能源消费结构所决定。我国目前的能源消费总量约为50亿吨标准煤,其中煤炭、石油和天然气三者合起来占比接近85%,其他非碳能源的占比只有15%多一点。在煤、油、气三类化石能源中,碳排放因子最高的煤炭占比接近70%。我国能源消费结构中,煤炭占比如此之高,在世界主要国家中是绝无仅有的。约100亿吨二氧化碳的年总排放中,发电和供热约占45亿吨,建筑物建成后的运行(主要是用煤和用气)约占5亿吨,交通排放约占10亿吨,工业排放约占39亿吨。工业排放的四大领域是建材、钢铁、化工和有色,而建材排放的大头是水泥生产(水泥以石灰石(CaCO3)为原料,煅烧成氧化钙(CaO)后,势必形成二氧化碳排放)。电力/热力生产过程产生的二氧化碳排放,其“账”应该记到电力消费领域头上。根据进一步研究,发现这45亿吨二氧化碳中,约29亿吨最终也应记入工业领域排放,约12.6亿吨应记入建筑物建成后的运行排放。所以我们说,我国工业排放约占总排放量的68%,如此之高的占比在所有主要国家中,也是绝无仅有的,这是我国作为“世界工厂”、处在城镇化快速发展阶段、经济社会出现压缩式发展等因素所决定的。根据我国二氧化碳的排放现状,我们就非常容易作出这样的推断:中国的碳中和需要构建一个“三端共同发力体系”:第一端是电力端,即电力/热力供应端的以煤为主应该改造发展为以风、光、水、核、地热等可再生能源和非碳能源为主。第二端是能源消费端,即建材、钢铁、化工、有色等原材料生产过程中的用能以绿电、绿氢等替代煤、油、气,水泥生产过程把石灰石作为原料的使用量降到最低,交通用能、建筑用能以绿电、绿氢、地热等替代煤、油、气。能源消费端要实现这样的替代,一个重要的前提是全国绿电供应能力几乎处在“有求必应”的状态。第三端是固碳端,可以想见,不管前面两端如何发展,在技术上要达到零碳排放是不太可能的,比如煤、油、气化工生产过程中的“减碳”所产生的二氧化碳,又比如水泥生产过程中总会产生的那部分二氧化碳,还有电力生产本身,真正要做到“零碳电力”也只能寄希望于遥远的将来。因此,我们还得把“不得不排放的二氧化碳”用各种人为措施将其固定下来,其中最为重要的措施是生态建设,此外还有碳捕集之后的工业化利用,以及封存到地层和深海中。电力供应端的技术需求传统上,电力供应系统包括了发电、储能和输电三大部分,从现在业界经常谈到的“新型电力供应系统”的角度,还应把用户也统筹考虑在内。从实现碳中和的角度,我国未来的电力供应系统应该具备以下六方面特点:一是电力装机容量要成倍扩大。我国 目前的发电装机容量在24亿千瓦左右,如果考虑以下因素: (1)未来要实现能源消费端对化石能源的绿电替代和绿氢替代; (2)从世界大部分先发国家走过的历程看,人均GDP从一万美元到三四万美元之间,人均能源消费量还会有比较明显的增长; (3)风、光等波动性能源的“出工能力”只有传统火 电的三分之一左右,那么我国2060年前的装机容量至少需要60亿到80亿千瓦。二是风、光资源将逐步成为主力发电和供能资源。其 中西部风、光资源和沿海大陆架风力资源是主体,各地分散式 (尤其是农村) 光热资源是补充。三是“稳定电源”将从目前的火电为主逐步转化为以核电、水电以及综合互补的非碳能源为主。四是必须利用能量的存储、转化、调节等技术,弥补风、光资源波动性大的天然缺陷。五是火电还得有,但主要作为应急电源和一部分调节电源之用。与此同时,火电应完成清洁、低碳化改造,有条件的情况下,用天然气代替煤炭,以降低二氧化碳排放强度。六是在现有基础上,成倍扩大输电基础设施,把西部充沛的电力输送到中东部消纳区。与此同时,加强配电基础设施建设,增强对分布式能源的消纳能力。在这样的电力供应系统中,碳中和本身的目标要求未来电力的70%左右来自风、光发电,其他30%的稳定电源、调节电源和应急电源也要尽可能地减少火电的装机总量。正因为如此,未来需要促进发电技术、储能技术和输电技术这三方面的“革命性”进步。发电技术要为绿色低碳电力生产提供支撑。这里面需重点促进可再生能源发电技术的进步,特别是要注重发展以下技术:(1)光伏发电技术虽已发展到可平价上网的程度,但这类技术在降成本、增效率上还有潜力可挖;(2)太阳能热发电技术对电网友好,既可保证稳定输出,也可用于调峰,但目前发电成本过高,未来应在材料、装置上寻求突破;(3)风力发电技术也基本具备平价上网的条件,未来要在大功率风机制造、更高空间风力的利用、更远的海上风电站建设上下功夫;(4)地热分布广、总量大,但能量密度太低,如要将地热用于发电,还得重点突破从干热岩中提取热能的技术;(5)生物质能也是可再生能源,目前生物质能发电技术是成熟的,但其在总的电力供应上的占比较为有限;(6)海洋能和潮汐能的总量不小,但其利用技术有待进步;(7)传统的水电我国开发程度已经较高,未来在雅鲁藏布江、金沙江上游开发上还有较大潜力。除以上可再生能源发电以外,社会公众还得接受这样的现实:要达到碳中和,核电还得较大程度地发展,因为核电应作为“稳定电源”的重要组成部分。此外,火电还得在“稳定电源”“应急电源”“调节电源”方面发挥作用,正因为如此,“无碳电力”在很长时期内是难以实现的,除非我们把火电站排放出的二氧化碳收集起来再予以封存或利用。储能技术在未来的电力供应系统中将占有突出的位置,这是因为风、光发电具有天然波动性,用户端也有波动性,这就需要用储能技术作出调节。可以这样说,如果没有环保、可靠并相对廉价的储能技术,碳中和目标就会落空。储能是最重要的电力灵活性调节方式,包括物理储能、化学储能和电磁储能三大类,而灵活性调节还有火电机组的灵活性改造、车网互动、电转燃料、电转热等方式和技术。物理储能主要有四类:一是抽水蓄能电站,它是最成熟的技术,我国以东部山地为依托,已建、在建和规划中的抽水蓄能电站总量很大,但可再生能源丰富的西部如何建抽水蓄能电站还得探索。二是压缩空气储能,主要是利用地下盐穴、矿井等空间,该类技术在我国还处在起步阶段。三是重力储能,简单地说是利用悬崖、斜坡等地形,电力有余时把重物提起来,需要电力时把重物放下用势能做功,这类技术我国尚处在试验阶段。四是飞轮储能,这是成熟的技术,但其能量密度不高。化学储能就是利用各类电池,大家熟知的有锂电池、钠电池、铅酸(碳)电池、液流电池、液态金属电池、金属空气电池、燃料电池(氢、甲烷)等。不同的电池有不同的应用场景,它们在未来的电力供应系统中具有不可或缺的地位,但今后会遇到电池回收、环保处理、资源供应等问题。电磁储能主要是超级电容器和超导材料储能,目前看,它的作用还有待观察。现有火电机组的灵活性改造是指使其“出工能力”具备灵活性,用电高峰时机组可以发挥100%发电能力,用电低谷时只“出工”20%或30%。这个技术一旦成熟,应该非常管用,尤其在实现“双碳”目标的早中期阶段,应将其作为主打技术。车网互动是指电动汽车与电网的互动。简单地说,今后大量的电动汽车整合起来就是一个非常庞大的储能系统,如果在电网电力有余时,它们中的一部分集中充电,而电力不足时,它们中的一部分向电网输电,这样就起到了平滑峰谷的作用。这个想法很美好,也有点“浪漫”,但如何将理论上的可能性转化为实践中的可行性,估计还得创新商业模式。电转燃料就是把多余电力转化为氢气、甲烷等燃料,电力不足时再把燃料用于发电。电转热储能则是用水、油、陶瓷、熔盐等储热材料把多余的电转化为热储存,需要时再为用户放热。新型电力供应系统的第三个主要组成部分是输电网络。从实现碳中和的逻辑分析,我国未来的电网将有以下几个突出特点:(1)远距离的输电规模将在现有的基础上增加数倍,意味着要把西部的清洁电力输送到东部消纳区,输电基础设施建设的需求巨大;(2)为了统筹、引导大空间尺度上的发电资源和用户需求,大电网应是基本形态;(3)贴近终端用户(如工业园区、小城镇等)的分布式微电网建设将受到重视,并将成为大电网的有效补充;(4)为解决波动性强的可再生能源占比高、电力电子装置比例高的特点,需要在电网的智能化控制技术上实现质的飞跃。从上面的介绍可知,建立一个新型电力系统,其实是逐步“挤出”火电的过程,或者严格地说,是一个把火电装机量占比减到最小的过程,留下的火电也得作“清洁化”改造。我国具有充足的风能、太阳能,从理论上讲,资源绝对足够。但能不能把这些分布广、能量密度低的风、光资源利用起来,并保证电价相对便宜,研发出先进的技术,尤其是储能技术是关键中的关键!能源消费端的技术需求能源消费端的减碳有两个关键词,一是替代,二是重建。所谓替代就是用绿电、绿氢、地热等非碳能源替代传统的煤、油、气,而重建则强调在替代过程中,一系列工艺过程需要重新建立。对此,我们可分九个领域,对能源消费端的低碳化所需研发的技术或替代方式分别作出简单介绍:1、建筑部门应在三个方面发力。首先是对建筑本身作出节能化改造;其次是针对城市的建筑用能,包括取暖/制冷和家庭炊事等,均应以绿电和地热为主;农村的家庭用能,则可采用屋顶光伏+浅层地热+生活沼气+太阳能集热器+外来绿电的综合互补方式。2、交通部门可着眼于五个方面。未来私家车以纯电动车为主;重卡、长途客运可以氢燃料电池为主;铁路运输以电气化改造为主,特殊地形和路段可采用氢燃料电池,同时发展磁悬浮高速列车;船舶运输行业中的内河航运可用蓄电池,远航宜用氢燃料电池或以二氧化碳排放相对较少的液化天然气作为动力;航空则可用生物航空煤油达到低碳目标。3、钢铁行业碳排放主要来自炼焦和焦炭炼铁,它可分两阶段实现低碳化。第一阶段是对炼焦炉、高炉等的余热、余能作充分利用,同时用钢化联产的方式把炼钢高炉中的副产品充分利用起来。第二阶段是逐步用新的低碳化工艺取代传统工艺,研发和完善富氧高炉炼钢工艺,炼钢过程中以绿氢作还原剂取代焦炭,对废钢重炼用短流程清洁炼钢技术等。4、我国建材行业的排放主要来自水泥、陶瓷、玻璃的生产,其中80%来自水泥。建材行业低碳化应从三方面研发技术,一是用电石渣、粉煤灰、钢渣、硅钙渣、各类矿渣代替石灰石作为煅烧水泥的原料,从原料利用上减少碳排放的可能性;二是煅烧水泥时,尽可能用绿电、绿氢、生物质替代煤炭;三是用绿电作能源生产陶瓷和玻璃。5、化工排放来自两大方面,一是生产过程用煤、天然气作能源,二是用煤、油、气作原材料生产化工产品时的“减碳”,比如用煤生产乙烯,需要加氢减碳,其中加的氢如果不是绿氢,就会有碳排放,减的碳一般会作为二氧化碳排放到大气中。因此,化工行业的低碳化应从四个方面入手,一是蒸馏、焙烧等工艺过程用绿电、绿氢;二是对余热、余能作充分的利用;三是适当控制煤化工规模,条件许可时尽量用天然气作原料;四是对二氧化碳作捕集—利用处理。6、有色工业中的碳排放主要来自选矿、冶炼两个过程,在整个冶金行业排放中,铝工业排放占比在80%以上,因为电解铝工艺用碳素作阳极,碳素在电解过程中会被氧化成二氧化碳排放。因此,冶金工业的低碳化一是在选矿、冶炼过程中尽可能用绿电;二是研发绿色材料取代电解槽中的碳素阳极;三是对电解槽本身作出节能化改造;四是对铝废金属作回收再生利用。7、在其他工业领域中,食品加工业、造纸业、纤维制造业、纺织行业、医药行业等也有一定量的碳排放,其排放来源主要有两个方面:一是生产加工过程中用的煤、油、气,二是其废弃物产生的排放。这些行业的低碳化改造主要在于用绿电替代化石能源,同时做好废弃物的回收再利用。8、服务业是一个庞大的领域,但服务业以“间接排放”为主,即服务业用电一般被统计到电力系统碳排放中,运输过程中的用油一般被统计到交通排放中,建筑物中的用能(包括餐饮业的用气)则被统计到建筑排放中,似乎“直接排放”的量并不大。但这样说,并不是说服务业可以置身于低碳化之事外,恰恰相反,服务业亦有可以“主动作为”的地方,这一方面是大力做好节能工作,另一方面是尽可能用电能替代化石能源的使用。9、农业的碳排放主要来自农业机械的使用,与此同时,农业中的畜牧养殖业以及种植业是甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)的主要排放源,而这二者的温室效应能力是同当量二氧化碳的数十倍至数百倍。从这样的前提出发,农业的低碳化一是农业机械用绿电、绿氢替代柴油作动力;二是从田间管理的角度,挖掘能减少甲烷和氧化亚氮排放但不影响作物产量的技术;三是研发出减少畜牧业碳排放的技术;四是尽可能增加农业土壤的碳含量。根据这九方面的介绍,我们可以看出:在能源消费端用绿电、绿氢等替代煤、油、气,从理论上讲是不难做到的,但工艺和设备的再造重建绝不是一件简单的事。同时我们也可以想象,这样的替代和重建一定会增加最终消费品的成本。所以说,替代和重建需要时间。固碳端的技术需求提起固碳,我们首先想到的是自然过程,即通过海洋和陆地表面把大气中的二氧化碳吸收固定。但这里必须指出,人类活动每年都向大气中排放二氧化碳,这其中的一部分可以被自然过程所吸收,余下部分如不通过人为手段予以固定,则大气中的二氧化碳浓度还会逐年增高。我们讲固碳,主要是指通过人为努力固定下的那部分,而地球自然固碳过程则属于“天帮忙”,很难归功于具体的国家或实体。“人努力”进行固碳一般可分两大途径,一是生态系统的保育与修复,二是把二氧化碳捕集起来后,或加工成工业产品,或封埋于地下或海底,这第二方面就是经常谈到的“碳捕获、利用与封存”——CCUS(Carbon Capture and Utilization-Storage)。公众对生态系统固碳都比较熟悉,它是利用植物光合作用吸收大气中的二氧化碳,所吸收的碳有一部分长久保存在植物本身之中(比如树干),也会有一部分凋落后(比如树叶)腐烂进入土壤中以有机碳的形式得到较为长期的保存,当然有机碳也会部分转化成无机碳并同地表系统中的钙离子结合形成石灰石沉积。地表生态系统尽管类型多样,但真正起主要作用的还是森林生态系统,这是因为森林中的各种树木都有很长的生长期,在树木适龄期内,固碳作用可持续进行;当树木进入成熟期,固碳能力就会减弱,但人们可以通过砍伐—再造林的方式继续保持正向固碳作用,而砍伐的木材可以做成家具等产品,不至于把多年来固定的碳快速返还给大气。因此,生态系统固碳的重点在于森林生态系统,森林生态系统的管理一在于保育,二在于扩大面积。我国有大量适宜森林生长的山地,这些地区过去生态受到过较大程度的破坏,最近几十年来,一直处在恢复之中,而这些人工次生林或乔/灌混杂林都很“年轻”,有进一步发育、固碳的潜力。同时,我国又有不少非农用地可作造林之用,包括近海的滩涂种植红树林,城市乡村的绿化用地种植树木。所以说,生态系统建设在我国实现碳中和过程中将起到至关重要的作用。人为固碳的另一条途径是CCUS,它包括碳捕集技术、捕集后的工业化利用技术(分为生物利用和化工利用两大类)、地质利用和封存技术。对这些技术,国内外尚处在研发阶段,真正大面积的应用尚未见到。碳捕集技术分三大类:一是化学吸收法 ,它用化学吸收剂同烟道气中的二氧化碳生成盐类,再加热或减压将二氧化碳释放并收集。二是吸附法 ,又细分为化学吸附法和物理吸附法。化学吸附法是用吸附材料同二氧化碳分子先作化学键合,再改变条件把二氧化碳分子解吸附并收集;物理吸附法是利用活性炭、天然沸石、分子筛、硅胶等对烟道气中的二氧化碳作选择性吸附后再解吸附回收。三是膜分离法 ,即利用膜对气体分子透过率的不同,达到分离、收集二氧化碳之目的。在具体操作上,碳捕集还可分为燃烧前捕集、燃烧后捕集、化学链燃烧捕集、生物质能碳捕集、从空气中直接捕集等技术。碳捕集后的工业化生物利用技术目前主要有四大类:一是利用二氧化碳在反应器中生产微藻,这些微藻再用作生产燃料、肥料、饲料、化学品的原料。二是将捕集到的二氧化碳注入温室中,用以增加温室中作物的光合作用,这个过程又可称为二氧化碳施肥。三是把二氧化碳同微生物发酵过程相结合,生成有机酸。四是把二氧化碳用于合成人工淀粉。碳捕集后的工业化化工利用又分两大类技术途径,一大类是把二氧化碳中的四价态碳还原后加甲烷、氢气等气体,再整合成甲醇、烯烃、成品油等产品。另一大类为非还原技术,有二氧化碳加氨气后制成尿素、加苯酚后合成水杨酸、加甲醇后合成有机酸酯等技术,也有合成可降解聚合物材料、各类聚酯材料等技术。地质利用技术也有很多类型,这些技术有的已在工业化示范中,有的尚停留在实验室探索阶段。比如利用收集起来的二氧化碳驱油、驱煤层气、驱天然气、驱页岩气等,这属于油气开采领域的应用,这类技术的一个共性是通过生产性钻孔把超临界的二氧化碳压到地层中,利用它驱动孔隙、裂隙中的油、气流出开采性钻孔,达到油气增产或增加油气采收率的目的,与此同时,二氧化碳则滞留在孔隙、裂隙中得以长期封存。该类技术国内外已有工业应用示范。而另一些技术则在探索过程中,比如用于开采干热岩中的地热。干热岩埋深在数千米,其内部基本没有流体存在,温度在180℃以上,开采干热岩中的热能需要打生产井并用压裂手段使岩石增加裂隙,然后在生产井中注入工作介质,让其流动并采集热量,最后从开采井中收集热量。一些研究表明:用二氧化碳作为工作介质,既起到开采干热岩热量的作用,又可把部分二氧化碳封存于地下。地质封存技术则是把二氧化碳收集后直接通过钻孔注入地下深处或灌入深部海水中。这里要特别指出:深海对二氧化碳的溶解保存能力是巨大的。总之,固碳的技术有多种,但这些技术不可避免地需要额外能量加入,因此有可能把最终产品的成本提高一大块。至于地质封存,尽管理论和实践上可行,但它似有“空转”之嫌。从现阶段看,只有生态固态才可兼顾经济效益和社会效益。碳中和的路线图规划实现碳中和,是一个长期过程,需要有一个指导全局性工作的规划,并根据形势的发展、技术的进步,能形成不断完善规划的工作机制。我国的目标是2060年前实现碳中和,显然在目前的认知水平下,要做一个能覆盖近40年时间长度的规划是不太现实的,但有一点我们是必须一开始就要做到心中有数的,那就是我国到时候还可以排放多少二氧化碳,或者说从目前约100亿吨的二氧化碳排放减少到多少才可以宣布完成了碳中和目标。这个问题不易确切回答,但寻找答案的思路是具备的,那就是“排放量=海洋吸收量+生态系统固碳量+人为固碳量+其他地表过程固碳量”这个公式。对此,我们可以逐项做出分析。一是我国光伏发电技术在世界上已是“一骑绝尘”,风力发电技术处在国际第一方阵,核电技术也跨入世界先进行列,建水电站的水平更是无出其右者。二是我国西部有大量的风、光资源,尤其是西部的荒漠、戈壁地区,是建设光伏电站的理想场所,光伏电站建设还可带来生态效益;东部我们有大面积平缓的大陆架,可以为海上风电建设提供大量场所。三是我国的森林大都处在幼年期,还有不少可造林面积,加之草地、湿地、农田土壤的碳大都处在不饱和状态,因此生态系统的固碳潜力非常大。四是我们实现碳中和目标的过程,也是环境污染物排放大大减少的过程,这意味着我们将彻底解决大气污染问题,其他污染物排放也将实质性降低。此外,碳中和也意味着我们将实现能源独立,国内自产的原油、天然气将能满足化工原料之需要,进口油气将大为减少,所谓的“马六甲困境”将不再是一个实质性威胁。能源独立从某种程度上还会为粮食安全提供助力。五是我国的举国体制优势将在碳中和历程中发挥重大作用,因为碳中和涉及大量的国家规划、产业政策、金融税收政策等内容,需要真正下好全国一盘棋。这点我们从我国推动光伏产业的历程中就可以看出,并且诸如此类的经验未来还会不断被总结、深化。我们甚至可以预计,即使是坚持自由市场经济的那些国家,它们如想真正实现碳中和,也将在国家产业政策设计上获得助力。
  • 迎难而上!碳酸钙粉体标样制定工作正式启动
    p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 仪器信息网讯 /strong 2019年10月17日,碳酸钙粉体标样启动仪式于IPB2019的“三新”峰会期间隆重举行。仪式由广东省建筑材料行业协会碳酸钙镁分会秘书长刘平主持,马尔文帕纳科中国区总经理梁东,新帕泰克中国区首席代表耿建芳,珠海欧美克销售总监吴汉平、售后服务经理黄俊峰,江西广源化工有限责任公司研发中心主任张晓明等参与了启动仪式的座谈。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 400px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201910/uepic/d3554021-ef86-469d-822a-bc9cef8e8882.jpg" title=" IMG_4564.JPG" alt=" IMG_4564.JPG" width=" 600" height=" 400" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " strong 广东省建筑材料行业协会碳酸钙镁分会秘书长刘平 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 粉体的标样至关重要,本次会议拟正式启动制定工作的《碳酸钙粉体标样》由广东省建筑材料行业协会碳酸钙镁分会、中山大学化学学院作为主制单位,目前的参制单位除了上述的马尔文帕纳科、珠海欧美克、新帕泰克、江西广源外,还有广西汇宾钙业有限责任公司、江西奥特科技(集团)有限公司、耐驰(上海)机械仪器有限公司、东莞市五全机械有限公司等。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 我国的碳酸钙行业一直存在着方法混乱、标准不统一等不足,有鉴于此,广东省建筑材料行业协会碳酸钙镁分会此前已完成纳米碳酸钙和重质碳酸钙的团体标准的制定,并且已经对外公示。为了进一步推动碳酸钙行业高质量、规范化地发展,拟于近日正式启动《碳酸钙粉体标样》的制定工作。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 822px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201910/uepic/bce859bd-2208-4c44-8916-314ed2f84cf3.jpg" title=" initpintu_副本.jpg" alt=" initpintu_副本.jpg" width=" 600" height=" 822" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 座谈中,几位专家就碳酸钙标样制定的重要性、上下游一致性、供需点、切入点等问题进行了深入探讨,并对标养制定过程中可能遇到的困难与需求展开交流,并给予了建设性建议。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 刘平强调,基于目前中国碳酸钙行业管理、申报机制的繁复性、碳酸钙原料来源及加工检测设备的复杂性,碳酸钙粉体标样的制定工作难度很大。但是难度大重要性更大,主制单位将在上下游企业和高等院校等多方资源的大力支持下,坚定地致力于实现这一目标,为满足时下国内碳酸钙精细化发展的需要,为我国的碳酸钙行业的前进与发展做出贡献。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 324px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201910/uepic/0e5e9d10-0d5a-4862-8606-e58d4159fa86.jpg" title=" IMG_4597_看图王(1).JPG" alt=" IMG_4597_看图王(1).JPG" width=" 600" height=" 324" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 随着参会专家合影的定格,碳酸钙粉体标样制定工作正式启动。据了解,标样制定组将于2019年11月中旬召开第一次研讨会议。后续也将继续招纳碳酸钙产业链上的重要企业参与到标样的制作工作中来,群策群力,促进工作的全方位考量和全面落实。 /p
  • HPLC级叔丁基甲醚促销
    货号:CAEQ-4-018397-4000 HPLC级叔丁基甲醚 规格:4L 报价:540元 促销价:整箱起订432元/瓶,4瓶/箱 促销时间:2011年5月3日至2011年5月31日 高效液相色谱法已经在产品检测、研发以及药物质量控制和环境分析领域成为首要的技术方法,因而对所使用的溶剂提出了更高的要求。 CNW液相色谱溶剂具有以下优点:1)低紫外吸收,确保最佳灵敏度;2)严格控制非挥发性物质、游离酸、游离碱和水分含量至最低;3)严格的梯度测试以检测干扰峰和基线漂移情况;4)可用于荧光检测。我们可以为您提供满足不同分析需求的溶剂,如UV-IR表示可满足紫外可见吸收光谱、红外光谱等分析;HPLC preparative表示可满足制备色谱分析;HPLC isocratic表示可满足等度洗脱分析;HPLC gradient表示可满足梯度洗脱分析;GPC表示可满足大分子化合物凝胶渗透色谱分析;另外我们还可以为您提供满足所有现代LC/MS精确检测分析用的溶剂。 订货信息: 产品货号 产品名称 品牌 规格 报价(元) 4.003302.4000# HPLC级甲醇 CNW 4L 180.00 4.003306.4000# HPLC级乙腈 CNW 4L 420.00 4.003513.2500# HPLC级水 CNW 2.5L 200.00 4.003513.4000 HPLC级水 CNW 4L 320.00 4.012256.0500# HPLC级苯CNW 500ml 400.00 4.012256.1000 HPLC级苯 CNW 1L 600.00 4.012256.4000# HPLC级苯 CNW 4L 1360.00 4.012783.0500# HPLC级吡啶 CNW 500ml520.00 4.012783.1000# HPLC级吡啶 CNW 1L 860.00 4.012783.4000 HPLC级吡啶 CNW 4L 2800.00 4.010734.0500 HPLC级二甲基亚砜 CNW 500ml 360.00 4.010734.4000# HPLC级二甲基亚砜 CNW 4L 1150.00 4.011410.0250# HPLC级1,4-二氧六环 CNW 250ml 480.00 4.010410.0500 HPLC级1,4-二氧六环 CNW 500ml 860.00 4.010410.1000# HPLC级1,4-二氧六环 CNW 1L 1360.00 4.014077.4000 HPLC级N,N-二甲基甲酰胺 CNW 4L 520.00 4.014080.0500# HPLC级N,N-二甲基乙酰胺 CNW 500ml 360.00 4.014080.1000# HPLC级N,N-二甲基乙酰胺 CNW 1L 480.00 4.014080.2500 HPLC级N,N-二甲基乙酰胺 CNW 2.5L 800.00 4.011556.4000# HPLC级环己烷 CNW 4L 520.00 4.011406.0500# HPLC级N-甲基吡咯烷酮 CNW 500ml 320.00 4.011406.4000 HPLC级N-甲基吡咯烷酮 CNW4L 980.00 4.012001.4000# HPLC级二氯甲烷 CNW 4L 600.00 4.011408.0500 HPLC级1-氯丁烷 CNW 500ml 450.00 4.011408.1000# HPLC级1-氯丁烷 CNW 1L 750.00 4.011412.0500# HPLC级氯苯 CNW 500ml 560.00 4.011412.1000 HPLC级氯苯 CNW 1L 960.00 4.011404.1000 HPLC级1,2-二氯苯 CNW 1L 750.00 4.011414.0500# HPLC级1,2,4-三氯苯 CNW 500ml 520.004.011414.1000 HPLC级1,2,4-三氯苯 CNW 1L 860.00 4.018397.4000# HPLC级叔丁基甲醚 CNW 4L 540.00 4.011321.4000# HPLC级四氢呋喃 CNW 4L 720.00 4.014048.4000# HPLC级乙酸乙酯 CNW 4L 450.00 4.016362.4000# HPLC级乙醇 CNW 4L 520.00 4.013493.4000# HPLC级异丙醇 CNW4L 420.00 4.010893.1000# HPLC级异丁醇 CNW 1L 560.00 4.010893.4000 HPLC级异丁醇CNW 4L 1800.00 4.010566.4000# HPLC级异辛烷 CNW 4L 860.00 4.019067.1000 HPLC级正丙醇 CNW 1L 300.00 4.019067.2500 HPLC级正丙醇 CNW 2.5L 640.004.014508.1000# HPLC级正丁醇 CNW 1L 360.00 4.014508.4000# HPLC级正丁醇 CNW 4L 860.00 4.019030.4000# HPLC级正庚烷 CNW 4L 800.00 4.011518.4000# HPLC级正己烷 CNW 4L 450.00 4.019028.4000# HPLC级正戊烷 CNW 4L 800.00 4.011402.1000 HPLC级叔丁醇 CNW 1L 640.00 4.011401.0500 HPLC级正辛醇 CNW 500ml 480.00 4.011405.0250 HPLC级1,2-二氯乙烷 CNW 250ml400.00 4.011405.1000 HPLC级1,2-二氯乙烷 CNW 1L 600.00 4.011403.1000 HPLC级4-甲基-2-戊酮 CNW 1L 560.00 4.000306.4000 LS-MS甲醇 CNW 4L 600.00 4.000308.4000 LS-MS乙腈CNW 4L 840.00 4.000302.4000 LS-MS水 CNW 4L 600.00 了解更多产品请进入安谱公司网站 http://www.anpel.com.cn/
  • 一探前沿丨Orbitrap 助力环境ding级研究匠心独运
    北京冬奥会完满收官,在这场特殊背景下举办的体育盛事,中国向quan世界wan美诠释了绿色、环保、节能、简约的可持续发展理念。而在另一个方面,全球的科学家们也在使用赛默飞高性能色谱质谱产品,让世界更健康,更清洁,更安全。Orbitrap 技术发展至今,凭借其卓yue的分辨率、灵敏度、多项创新技术等“硬实力”,圈“粉”无数,平均每小时就有一篇文章问世,也逐渐成为全球科学家实现ding级科研创新的有力伙伴。继上一篇解读环境领域ding级期刊ES&T微信发文,后台有众多科研工作者纷纷点赞,飞飞今天整理了近一年内ES&T发表的前沿研究,让我们一起探索科学的奥秘!1# 创新方法非靶向筛查助力解密水资源污染事件前沿概览水作为人类最赖以生存的天然资源,探寻湖泊-河流系统中有机微污染物 (OMP) 的产生、来源和去向是近年来研究热点。研究者们创新性地使用Orbitrap超高分辨率液质联用系统对纽约中部奥内达加湖水中的OMP进行非靶向分析,再结合一系列组学统计分析发现其中的4种主要污染标记物(加拉索酮、二苯基次膦酸、N-丁基苯磺酰胺和三异丙醇胺)有空间分布特征。Compound Discoverer组学工作站在本次研究中提供了从数据预处理,峰提取,RT对齐,MS/MS定性峰归属,信号归一化校正,聚类分析等完整数据处理解决方案。此外,研究者还shou次将非靶向组学研究与湖泊-河流系统质量平衡模型相结合,解释了美国水污染史shang具有重要意义的湖泊-河流系统中的OMP动态分布变化,可以在未来的定点监测、网格化水体管理等工作提供重要理论依据。向上滑动阅览# 前沿技术环境暴露组学研究迎创新前沿概览环境污染物往往具有未知性、成分可变、复杂的反应副产物以及生物来源性等特征(简称UVCBs物质),这也给环境风险评估带来了很大挑战。研究者结合了顶空固相微萃取(HS-SPME)与GC-Orbitrap超高分辨率气质联用,对膳食鱼类体内多种疏水性UVCBs成分进行表征,并进行消除动力学研究。研究者在目前没有可参考分析标准的背景下,使用HS-SPME/GC-Orbitrap鉴定并定量分析了不同疏水性UVCBs组分,发现其潜在生物累积性,并开发了相关的数据库。这些动力学模型及数据库可以更好地探究不同疏水性UVCBs的生物累积潜力与化学结构特征的关系,并减少长周期的动物实验,是研究环境暴露中UVCBs潜在影响的有力手段。# 独树一帜助力探索日用品对人体健康风险前沿概览全氟和多氟烷基物质(PFAS)在新化工时代来源复杂,稳定性极qiang且不易降解,有明确的生物毒副作用,一直是业内的研究重点。研究者针对目前市场上的防雾产品(除雾配方、防水喷雾、防水衣物等),推断其中可能使用了含有PFAS的配方。为了更好地覆盖PFAS组分,研究者们结合了GC-Orbitrap气质和LC-Orbitrap Fusion Lumos三合一超高分辨率液质等分析手段。研究结果表明所有购买来的产品中均检测到了含氟聚醇 (FTOH) 和含氟聚乙氧基化物 (FTEO)。喷雾剂产品中的总有机氟 (TOF) 测定含量为 190 至 20,700 μg/mL,防水衣物中甚至高达 44,200 至 131,500 μg/克(布重)。此外,防雾产品在小鼠 3T3-L1 细胞中表现出显着的细胞毒性和脂肪形成活性(甘油三酯积累或脂肪相关细胞增殖),其中FTEO 是防水喷雾脂肪形成活性的重要来源。研究警示了对含有PFAS的除雾及防水产品,我们需要更多的研究来充分了解它带来的健康风险。# 独出心裁解析全球气候变化全新思路前沿概览我们知道全球气候变化跟CO2等含碳温室气体排放密切相关,而全球约30% 的土壤碳储量储存在泥炭地中。有研究表明微生物酪氨酸酶 (TYRs)通过降解土壤中酚类物质而有固碳作用,被视为土壤中碳储存的关键调节剂。近几十年来由于ji端天气频发(夏季长期干旱或持续性内涝)严重影响了TYRs活性。研究者们首先通过TYRs部分氨基酸序列鉴定发现泥炭地中天然存在一个TYR酶群落,这是由包括变形菌纲和放线菌纲在内的多种细菌系统多样性产生。然后从富含碳酸盐的内陆盐沼中鉴定出一种出现的了异源表达与纯化的胞外 TYR (SzTYR);通过Orbitrap 超高分辨率液质联用正离子模式测算其分子量约为30891.8 Da。其后的光谱及动力学研究将其确认为一种酪氨酸酶,并证明了其对泥炭地中天然存在的单酚(香豆酸)、二酚(咖啡酸、原儿茶酸)和三酚(没食子酸)具有降解活性。这或许为研究全球气候变化提供一种全新思路。(点击查看大图)如需合作转载本文,请文末留言。这样的应用图书馆不来了解一下?点击进入小程序完成注册即刻抽取盲盒好礼
  • 色谱前处理技术专题|奥普乐谈顶空进样技术
    近年来,为了提升色谱分析的效率和准确度,满足实验室对实验流程自动化等方面的需求,色谱前处理技术不断发展,新型前处理技术应运而生,同时高自动化、智能化前处理设备也逐渐推出并普及。为了展示当下色谱前处理技术及产品的应用现状,探讨未来前处理技术的发展方向,仪器信息网特别策划了“色谱前处理技术发展专题”,并面向广大色谱前处理技术企业、色谱前处理领域专家学者及业内相关从业人员广泛约稿。以下为奥普乐供稿,奥普乐是一家专注于前处理技术的仪器企业,公司在中国成都龙潭工业园区设立生产基地和技术中心、并在全国各地设立30多个售后服务网点和办事处。APL奥普乐品牌制造的产品覆盖有:微波消解仪、电热石墨消解仪、石墨电热板、尿碘消解仪、顶空进样器、热脱附(热解析)、吹扫捕集、氮吹仪、固相萃取仪等前处理仪器,在相关领域深耕超过30年。本文,奥普乐分享了关于顶空进样技术的相关看法和经验。--------------------------------------------------------------奥普乐的顶空发展史提起奥普乐,大家可能会说奥普乐是生产微波消解仪的,在重金属前处理领域比较专业和擅长,而在色谱前处理方面是行业新秀。其实,奥普乐创始团队核心成员曾经就职在某知名外企,从1988年就开始从事微波消解技术研究和市场推广,同时对顶空进样技术也非常熟悉。2010年,奥普乐的微波消解仪和石墨消解仪等重金属前处理产品和技术较为纯熟之后,公司开始考虑发展企业第二曲线,首先想到的就是从团队熟悉的领域发挥特长,就这样,顶空进样器成为了不二之选。2012年,奥普乐的第一台全自动顶空进样器甫一投放市场,就得到了客户的好评,同时也遇到了“麻烦”。由于研发团队的“疏忽”,这款产品和国内外多个品牌的顶空进样器外观“撞车”,招致某竞品厂家的一纸诉状,奥普乐团队痛定思痛,调整外观设计并潜心研发攻克了多项核心技术,并获得专利授权。奥普乐顶空进样技术亮点顶空进样是一种成熟的色谱进样技术,其核心原理是将固态或液态样品中的挥发性有机物加热挥发到气液平衡后,定量送进气相色谱进样口实现进样。其技术核心就在加热位、定量精度和自动化批次处理量,同时避免交叉污染。奥普乐掌握了15个循环加热孵育技术,首先确保每个样品的加热精度和加热时间的一致性,可以满足气相色谱仪不间断接收到来自顶空进样器的待测组分。分析人员可以通过操作界面一目了然的看到每个样品的实时状态和仪器的运行状态。目前奥普乐掌握了两种主流的定量方式:压力平恒定量和定量环定量,这两中定量方式各有所长,客户可以在采购仪器时自由选择自己比较认可的定量方式。在兼容性方面,奥普乐顶空进样器和国内外主流的20多个品牌的气相色谱仪做了匹配性和兼容性测试,应用效果都非常好。不仅可以对各个品牌的气相色谱仪发出启动信号,同时还可以接收到气相色谱发出的就绪信号,实现了和气相色谱的互动,避免了气相色谱仪未就绪就进样导致的样品浪费,确保了整个色谱分析的效率。应用、挑战和未来顶空进样的应用领域非常广泛,奥普乐顶空进样器产品推出的这10年中,客户主要集中在主要在环境检测(水质和土壤中VOC检测)、司法(血液中酒精检测)、公共卫生(生活饮用水中VOC检测)、疫情防疫(口罩中环氧乙烷的检测)、食品药品(溶剂残留的检测)等领域。2022年3月15日发布的《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2022),将于2023年4月1日正式实施。政府对生活饮用水更加严格的监管,更多的样品需要检测对全自动顶空进样器的批次处理量和可靠性提出更高的要求奥普乐应用实验室有国内外主流品牌的气相和气质,在方法开发和国标验证做了充分的工作,近期完成了GB18883-2022室内空气质量标准和GB5749-2022生活饮用水标准方法验证工作。由于顶空进样器需要和国内外各个品牌的气相色谱仪适配,团队需要熟悉各个品牌的气相色谱仪,这对于安装售后培训人员的要求就非常高。特别是有一些用户单位的化验员不熟悉正在使用的气相色谱仪,奥普乐售后人员把顶空进样器安装培训好同时还需要给使用人员培训气相色谱仪,这个就对奥普乐售后人员提出更高的要求。奥普乐色谱前处理领域不仅有顶空进样器,吹扫捕集、热脱附等也有非常好的表现,公司可以提供气相色谱前处理方面的完善方案。奥普乐的愿景是让分析工作者从繁琐复杂的样品前处理中解放出来,提高分析效率,确保分析准确度。未来我们将继续开发性能可靠,超大批量的顶空进样器,奥普乐的126位的全自动顶空进样器已经实现了小批量生产并逐步替代的进口品牌,可以满足样品比较多、比较繁忙的省级检测机构和大型三方检测单位的需求。行业观点:色谱前处理技术确实在某些程度上制约了色谱分析效率,很多样品基体比较复杂,需要很多步骤的处理才可以达到色谱的进样要求。目前全自动顶空进样器主要是批次处理量不足和自动化程度不高,奥普乐虽然推出了126位全自动顶空进样器,但自动化程度也仅仅是解决了加热和进样自动化,装样、加试剂、封盖等繁琐的工作依然需要手动完成,奥普乐正在研发攻克实现整个顶空进样的全流程智能无人值守,确保数据的准确度、完整性、可追溯。---------------------------------------后续将有更多相关投稿展示在仪器信息网资讯平台,同时也欢迎大家积极投稿。相关征稿函请见:https://www.instrument.com.cn/news/20221118/640783.shtml。(投稿邮箱:zhaoy@instrument.com.cn )
  • 大连化物所等实现高效稳定二氧化碳电解
    近日,中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室研究员汪国雄和中科院院士、大连化物所研究员包信和团队,与日本科研人员合作,在高温CO2电解研究方面取得新进展。研究通过氧化还原循环处理,构建了高密度金属/钙钛矿界面,显著提高了固体氧化物电解池CO2电解性能和稳定性。  固体氧化物电解池可在阴极将CO2和H2O转化为合成气、烃类燃料,并在阳极产生高纯O2,具有反应速率快、能量效率高、成本低等优点,在CO2转化和可再生清洁电能存储方面具有应用潜力。  钙钛矿型氧化物因其优异的可掺杂能力、抗积碳能力、氧化还原稳定性等,在催化和能源领域受到广泛关注。然而,与传统镍基阴极相比,钙钛矿电极因电催化活性不足导致其应用受到限制。将活性组分掺杂到钙钛矿体相,进而在还原气氛下原位溶出金属纳米颗粒,构建金属/钙钛矿界面,是一种提高CO2电解性能的有效途径。但金属纳米颗粒溶出仍存在颗粒密度低和颗粒尺寸大等缺点。此外,金属/钙钛矿界面形成机制以及催化机理缺乏直观的原位动态认识。  该工作中,科研人员制备了Ru掺杂的Sr2Fe1.4Ru0.1Mo0.5O6-δ(SFRuM)双钙钛矿,通过氧化还原循环处理使RuFe合金纳米颗粒密度从5900个μm-2(R1)增加到22680个μm-2(R6),平均粒径在2.2~2.9nm之间,有效调控了RuFe@SFRuM界面密度。科研人员结合原位气氛电子显微镜及元素分布和电子能量损失谱表征,揭示出在还原和氧化气氛下RuFe@SFRuM界面的形成和再生机制,阐明了表面Ru元素富集促进溶出高密度RuFe@SFRuM界面的内在本质。原位气氛电镜、电化学交流阻抗谱结合密度泛函理论计算证实,RuFe@SFRuM界面促进了CO2吸附活化。与SFRuM阴极相比,RuFe@SFRuM阴极在1.2V时,CO2电解电流密度提高了74.6%,在1000小时,CO2电解测试中表现出高稳定性。该研究为固体氧化物电解池高效稳定电解CO2提供了新策略。  相关工作以Promoting Exsolution of RuFe Alloy Nanoparticles on Sr2Fe1.4Ru0.1Mo0.5O6-δ via Repeated Redox Manipulations for CO2 Electrolysis为题,于近日发表在《自然-通讯》(Nature Communications)上。研究工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、中科院青年创新促进会等的支持。  论文链接
  • “碳、氢、氧、氮稳定同位素技术学术交流会”第二轮通知
    【会议简介】 稳定同位素技术是研究陆地生态系统生物地球化学循环的重要手段。碳、氢、氧、氮作为自然界最常见的组成元素,其在水圈、土壤圈、生物圈、大气圈间的交换、吸收、运移、分配、转化构成了自然生态系统的主要生态过程。研究碳、氢、氧、氮稳定同位素的组成及分馏效应,可用于识别植物可利用水分来源、判别地下水起源与补给来源、区分植物蒸腾和土壤蒸发过程、评价大气氮沉降对生态系统的影响、估算植被净初级生产力和总初级生产力、揭示生态系统碳、氮、水循环过程与耦合机制等领域。此外,也有学者将碳、氮、水稳定同位素技术用于反演或重建古环境气候,评估环境污染程度等研究。 传统的同位素质谱技术,通常将土壤、植物、水或大气样品采回实验室,可进行精确分析。近年来,激光稳定同位素测量技术的兴起,使得获取高时间分辨率的连续在线同位素测量数据成为可能。 为了了解最新的碳、氢、氧、氮同位素测量技术,促进不同学科领域学者间的交流,北京地球系统与环境科学大型仪器区域中心特举办此次“碳、氢、氧、氮稳定同位素技术学术交流会”。会议邀请了中科院及各大高校和科研单位的专家莅临指导,欢迎广大科研人员和学生光临。【会议详情】主办方:北京地球系统与环境科学大型仪器区域中心承办方:中国科学院地质与地球物理研究所所级公共技术服务中心 中国科学院生态环境研究中心所级公共技术服务中心协办方:美国LGR公司(Los Gatos Research) 北京理加联合科技有限公司会议时间:2016年5月24日 09:00-17:30会议地点:中国科学院地质与地球物理研究所地3楼二层报告厅(北京市朝阳区北土城西路19号)联系人:主办方:汪健 (010-82998047,wangjian@mail.iggcas.ac.cn)承办方:周益奇(010-62849178,yqzhou@rcees.ac.cn)协办方:徐飞 (13910499750,xufei@li-ca.com)【报名方式】请填写附件参会回执,或将您的姓名、单位、电话及邮箱发送至:wangxiaonan@li-ca.com备注:此次会议不收取任何费用,会议当天提供工作餐并赠送精美礼品
  • 精准测量,可靠稳定 | 舒茨助力推进碳达峰碳中和战略
    《碳排放权交易管理暂行条例》已于2024年1月5日国务院第23次常务会议通过,自2024年5月1日起施行。碳排放权交易是利用市场机制控制和减少温室气体排放的重大制度创新,是实现碳达峰碳中和目标的重要举措。《条例》的出台是对《中共中央、国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》提出的“加快建设完善全国碳排放权交易市场”要求的立法回应,同时也为落实党的二十大报告“积极稳妥推进碳达峰碳中和”的战略部署提供了重要制度保障。 与《条例》相呼应联动,生态环境部、市场监管总局于2023年10月23日联合发布《温室气体自愿减排交易管理办法(试行)》。全国温室气体自愿减排交易市场与全国碳排放权交易市场共同组成我国碳交易体系。 自愿减排交易市场启动后,各类社会主体可以按照相关规定,自主自愿开发温室气体减排项目,项目减排效果经过科学方法量化核证并申请完成登记后,可在市场出售,以获取相应的减排贡献收益。这将有利于激励更广泛的行业、企业和社会各界参与温室气体减排行动,对推动经济社会绿色低碳转型,实现高质量发展具有积极意义。 舒茨股份始终致力于高端工业级气体分析解决方案的研发、生产与销售;针对市场关于温室气体(主要是CO2, CH4, N2O等气体)的检测精度、稳定性与可靠性等方面要求不断提高的情况,公司早已储备了从气体模块,分析仪,再到定制化成套系统一系列针对性的匹配解决方案与适用产品,帮助客户解决实际应用中的痛点和难点。 舒茨高端气体传感器FLOWEVO PLUS 是基于分析型 NDIR(非色散红外技术)气体传感器升级演变后的加强版本,特别适应严苛多变的复杂环境,其在稳定性、LDL(最低检测限)、T90 响应时间和读出频率等方面的卓越表现,使其成为业内新标杆。 产品特点 SIGAS的 PLUS 传感器将 NDIR 检测技术与数据分析能力相结合,在传感器模的块层面实现了更精准可靠的结果输出,而以往这些通常需要依靠高质量的分析仪器才能实现。为此,SIGAS在硬件和软件上开发了先进的分析模块,将FLOWEVO传感器升级成FLOWEVO PLUS。 FLOWEVO PLUS产品特点:温度恒定:FLOWEVO PLUS 集成了温度控制器,可调节吸收池加热系统,精度为 ±0.3 K自动压力补偿:通过压力传感器测量吸收池内部压力,测量误差由内部气体流量自动补偿噪音极低:通过适用于传感器和光学测量部分的高度集成的数字滤波器,将噪声降低至FLOWEVOFLOWEVO PLUS检测原理NDIR 非分散式红外(双光束)供气方式泵吸式读取噪声ABS±0.1%FS@ T90 Max 10Hz响应时间(T90)T90 1 ppm ...0.1 Vol.%最低检测下限 (3sigma)≤ 1 % FS(典型值)重复性≤ ±1 % FS线性误差≤ ±1 % FS ( 根据传感器类型而定)稳定性(零点)≤ ±2 % FS /12月稳定性(量程点)≤ ±2 % FS /12月温度漂移 (零点)≤ ±0,1 % FS 每°C温度漂移 (量程点)≤ ±0,15 % FS 每°C压力漂移0.1 % up to 0.2 % 读取值每mbar 应用场景舒茨FLOWEVO系列传感器具备高精度、高可靠性和低维护的特点,适用于多种专业应用场景。工业过程监控:在化工、石油、天然气行业中,可以用来监测生产流程中的特定气体浓度,确保工艺安全和效率,例如监测SF6气体泄漏,这对于电力设备的绝缘状态监测至关重要。环境监测:由于其高灵敏度和稳定性,FLOWEVO系列传感器适用于大气环境监测,比如监测温室气体排放,帮助企业和环保机构遵守环境法规,减少环境污染。室内空气质量控制:在商业楼宇、医院、学校等场所,传感器可以监测室内空气质量,包括二氧化碳、VOCs等气体浓度,保障人员健康。农业熏蒸监控:在农业领域,用于监控熏蒸过程中使用的气体浓度,确保作物保护效果同时减少对环境的影响。汽车尾气排放检测:在汽车制造业和车辆排放检测站,FLOWEVO传感器能准确测量尾气中的特定气体成分,支持排放标准的合规性检查。安全监控:在矿井、仓库等易燃易爆环境中,实时监测有害气体浓度,预防安全事故。医疗设备:在医疗领域,特定气体浓度的监测对于维持特定治疗环境(如麻醉气体监测)的安全和有效性至关重要。
  • 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。
  • 一种全自动在线连续分析水中四乙基铅和甲基叔丁基醚的方法
    概述石油被誉为“工业的血液”,其产品被广泛用于国民经济的各个领域。近年来由于安全管理不到位、人员违规操作等原因导致石油企业事故屡屡发生,泄露的石油不仅污染了空气,还污染了地表水和地下水,其中四乙基铅和甲基叔丁基醚作为石油中重要的添加剂常在污染水体中被检出。目前,实验室普遍采用《HJ 959-2018 水质 四乙基铅的测定 顶空/气相色谱-质谱法》测定水中四乙基铅的含量,而谱育科技EXPEC 2100 水中挥发性有机物在线监测系统已实现对四乙基铅和甲基叔丁基醚的现场自动连续监测。图EXPEC 2100 水中挥发性有机物在线监测系统由EXPEC 240 全自动吹扫捕集进样器 和 EXPEC 2000-MS 在线GC-MS组成,搭配 EXPEC 243 自动稀释仪实现了标准溶液的自动配制。本文使用该系统建立了水中四乙基铅和甲基叔丁基醚的在线监测方法。 方法参数吹扫捕集参数:吹扫时间:3 min;解吸温度:200 ℃;解吸时间:1 min;色谱参数:进样口温度:100 ℃;分离比:5:1;载气流量:1 mL/min;程序升温:初始温度40 ℃保持2 min,以15 ℃/min升至80 ℃,再以20 ℃升至200 ℃并保持3.3 min;质谱参数:离子阱温度:70 ℃;扫描模式:全扫描模式;质量数扫描范围:40-300 amu。分析结果方法学指标绘制标准曲线如上图所示:四乙基铅和甲基叔丁基醚的校准曲线线性相关系数R2均在0.99以上。小结EXPEC 2100水中挥发性有机物监测系统参照HJ 959-2018标准建立的一种在线监测水中四乙基铅和甲基叔丁基醚的方法。与HJ 959-2018方法相比:1. 具有更低的检出限;2. 全流程在线监测,省时省力;3. 可实时上传分析数据。
  • 浅谈在线激光氧分析技术在石化行业的应用
    浅谈在线激光氧分析技术在石化行业的应用 —— 杜伯会 陈永华 张永茂 2023.6.4(杜伯会,山东省产品质量检验研究院 正高级工程师)摘要:本文主要阐述目前石化行业在线氧分析技术方案状况,分析比较各方案的特点,以及常规应用场景等。重点阐述在线激光氧分析仪的一些特点特性,随着其技术应用方案方法日趋成熟,应用场景将更加丰富。从经济性角度和使用易维护角度看,在线激光氧分析仪的技术方案将会越来越被更多的选择。最后,对在线激光氧分析技术做了市场展望,并提出相关问题和思考。关键词: 在线激光氧分析仪;石化行业;应用;标准一、在线氧分析仪介绍在线氧分析仪是一种工业过程分析仪表,主要用于各种工业过程混合气体中氧含量检测,多应用于石油、空分、化工流程、磁性材料、高温烧结炉保护气体、电子行业保护性气体以及玻璃、建材行业等行业。根据不同的工况工艺,有不同原理的氧分析仪,具体可分为:电化学式氧分析仪(又名燃料电池法氧分析仪)、氧化锆氧分析仪、磁氧分析仪(又名顺磁氧分析仪。顺磁氧的,又分机械顺磁氧和热顺磁氧)、激光式氧分析仪。测量形式有便携式的和在线式的,测量范围有常量的和微量的,不同的气体介质,不同的应用工况条件,不同的技术要求,不同的应用环境下,选用不同原理的氧分析仪方案,各自有着不同的优缺点。1.1 电化学氧分析仪电化学氧气分析仪的核心元件是一个电化学氧气传感器。常见的电化学氧气传感器由一个传感电极(或工作电极)和一个对电极组成,两个电极间有一层薄薄的电解液。要检测的气体先通过一个小的毛细口传感器,然后通过一个疏水膜扩散进入,最终到达电极表面。传感器的结构设计保证会有适量的气体进入与感应电极反应产生足够的电信号,并同时防止电解液泄漏出传感器。通过疏水膜扩散进入传感器里的气体在感应电极发生氧化/还原反应,电极间连接一个电阻,这样,阴极和阳极间会产生一个与氧浓度成正比的电流。通过检测这个电流,就反应出气体中的氧浓度。电化学氧分析仪优点:相对来说通用性好;价格适中;测量精度、准确度较好。电化学氧分析仪缺点:传感器温度范围小,压力不能高,传感器寿命短(化学原理有消耗性),电解液一直在消耗,随着电解液的消耗,仪表会有漂移,稳定性变差;传感器容易受其它气体影响(如腐蚀性气体)。 1.2 氧化锆氧分析仪氧化锆(ZrO2)是一种陶瓷,一种具有离子导电性质的固体。在常温下为单斜晶体,当温度升高到一定温度时,晶型转变为立方晶体,同时约有7%的体积收缩;当温度降低时,又变为单斜晶体。若反复加热与冷却,氧化锆就会破裂。因此,纯净的氧化锆不能用作测量元件。如果在氧化锆中加入一定量的氧化钙(CaO)或氧化钇(Y2O)作稳定剂,再经过高温焙烧,则变为稳定的氧化锆材料,这时,四价的锆被二价的钙或三价的钇置换,同时产生氧离子空穴,所以氧化锆属于阴离子固体电解质。氧化锆主要通过空穴的运动而导电,当温度达到600℃以上时,氧化锆就变为良好的氧离子导体。在氧化锆电解质的两面各烧结一个铂电极,当氧化锆两侧的氧分压不同时,氧分压高的一侧的氧以离子形式向氧分压低的一侧迁移,结果使氧分压高的一侧铂电极失去电子显正电,而氧分压低的一侧铂电极得到电子显负电,因而在两铂电极之间产生氧浓差电势。此电势在温度一定时只与两侧气体中氧气含量的差(氧浓差)有关。若一侧氧气含量已知(如空气中氧气含量为常数),则另一侧氧气含量(如烟气中氧气含量)就可用氧浓差电势表示,测出氧浓差电势,便可知道烟气中氧气含量。因为氧化锆的耐高温特性,其多应用于温度条件相对较高的工况(窑炉、锅炉)。氧化锆氧分析仪优点:不受检测气体温度高的影响(氧化锆氧量分析仪耐高温);通过不同导流管可检测各种温度气体中的氧含量;适用于温度较高的工况。氧化锆氧分析仪缺点:采样气体杂质较多时,有可能堵塞采样管;多孔铂电极易受到被测气体中的腐蚀性气体腐蚀而失效;加热器一般用电炉丝加热,寿命不长;1.3 顺磁氧分析仪任何物质,在外界磁场的作用下,都会被磁化,呈现出一定的磁特性。物质在外磁场中被磁化,其本身会产生一个附加磁场,附加磁场与外磁场方向相同,该物质被吸引,表现为顺磁性;方向相反,该物质被排斥,表现为逆磁性。气体介质处于磁场也会被磁化,而且根据气体的不同也分别表现出顺磁性或逆磁性。如O2、NO、NO2等是顺磁性气体,H2、N2、CO2、CH4等是逆磁性气体。体积磁化率——任何物质,在外界磁场的作用下,都会被磁化,不同物质受磁化的程度不同,可以用磁化强度M来表示。顺磁式氧分析仪,是根据氧气的体积磁化率比一般气体高得多,在磁场中具有极高的顺磁特性的原理制成的一种测量气体中含氧量的分析仪器。 顺磁式氧分析仪也可叫做磁效应式氧分析仪、或磁式氧分析仪,我们通常通称为磁氧分析仪。它一般分为磁机械式、磁压力式和氧热磁对流式分析仪三种。1.4 激光氧分析仪激光氧分析仪原理:在光谱学上,通过气体吸收谱线的构成,可以分辨物质的组分。自然界中,每种气体都会吸收特定波长的光,当光谱发射的特定波长光束在穿透测量管时,被测气体通过选频吸收,从而导致被吸收光强度产生衰减,输出光将减弱或缺失这部分波长成分,系统利用不同气体成分对应不同的特征吸收谱线及气体浓度和红外或激光吸收光谱之间存在的对应关联,再通过检测吸收谱线的吸收大小(即光强度衰减信息)就可以获得被测气体的浓度。如图 1-1。图 1-1二、在线激光氧分析应用技术介绍2.1、在线激光氧按安装工艺分类2.1.1对射式激光技术介绍如图 2-1所示,对射式激光检测分析技术是指安装在待检装置的两端,一端是发射端,一端是接收端,激光穿过待检样的检测监测方法。图 2-12.1.2 产品特点(1)发射单元和接收单元信号对接要求高适用于较大管径的原位场所;但是管径过大会导致发射光和接收管在一致性的保障增加难度,同时距离大小也对激光光源的发散程度会有影响,导致检测信号检测不到。(2)原位取样安装在监测点位置选择合适点位。(3)耐高温通过安装隔热措施,可以将检测点装置的高温隔离,对设备进行保护。同时,激光发射和接收器是检测现场待测样的光谱信息,使检测设备不受现场温度影响。2.1.3 反射式激光技术介绍如图 2-2所示,是一种运用固态激光光源的非接触式测量方式。在化工、石化和炼化行业,利用可调谐二极管分析仪进行检测和监测,其具有高度可靠,维护量小,成本低等优点被越来越多选用气体分析。通过自身光源对镜面反射回来的信号检测分析,一致性有保障,光源不受污染物和腐蚀气体的影响。低浓度气体样本,通过增加激光器的功率来增强对气体的分辨率。图 2-22.1.4 选用特点安装方式为插入式单侧安装或取样式。对管径要求不能太大,否则取样信号的完整性很难保障;对温度要求范围不能太高,否则由于温度对检测设备的影响难以控制,对设备的稳定性和准确性都将影响;对待测对象的粘度要求,粘度太大容易污染检测单元,导致数据失真。2.1.5 抗污染源的应对措施考虑双层防护,重点考虑防尘防腐防爆措施;内层防护层采用特氟龙材料,具有通气性和对大分子的阻隔性如水分子等;外层特制不锈钢材质保护,具有耐压防冲击的特征。2.2 在线激光氧分析技术与其它方案比较分析在线激光氧分析技术与其它氧分析技术相比,具有安装方便简单、快速响应结果、后期使用维护量少、耗材量少、故障率低、寿命长等特点。从工况要求角度分析,在线激光氧分析技术使用工况范围广,原位检测。2.3 在线激光氧分析技术应用时,选择产品需要注意的一些事项防爆性能识别要求;防腐性能识别要求;防潮性能要求;防尘性能。2.4 安装时对检测现场工况注意事项安装位置的选择;安装结构形式设计方案。对射式需要对较粗管径的检测监测,管径太细路径太短容易造成检测信号不识别,对工况的温度环境要求不高;反射式原位检测适用管径相对较细的管路监测,检测路径往返固定,通过自身的对检测信号浓度识别换算和折算,进行判断。根据待测管径大小又可分为取样式(管径极小的待测气体样品)和插入式管径略大的工况。对环境温度要求不大于80度为佳,另外对待检测样品的粘度有一定要求,如果粘度过大,不能冲洗掉就会粘贴到检测器表面,从而使仪器失灵。因而,不适宜粘度过大的样品。另外,由于插入到检测管路中,需要定期检查和清洗,以免有过多的异物粘贴到检测器表面导致数据失灵。维保时间可根据样品的粘度情况制定,一般以3到6个月为宜。定期检查和清洗维护是必须和必要的。三、目前石化行业在线激光氧分析设备技术应用分析3.1 应用领域在线激光氧分析设备应用领域包括:石油、石化、煤化工等;天然气、合成气;半导体制造业;气体纯度;化学反应监测;纯碳氢化合物气流监测;可燃液体、原液给料的保护气氛;乙烯、丙烯、丁二烯、橡胶基和VCM生产的过程监测;尾气排放检测;储罐气体检测。3.2 石化行业工艺路线图石油化工行业生产工艺路线如图 3-1所示。图 3-13.3 在线氧分析技术在石化行业应用领域常关注的监测项目在线氧分析技术在石化行业应用领域常关注的监测项目,见表3-1。表3-13.4 小结在线激光氧分析技术以其结构简单方便、快捷检测、易维护、经济、性价比高等优点,被广大用户更多关注。应用领域也在不断的被创新发展,不断进步和认知成熟,光纤技术和仪器设备硬件的品质不断提升,是其快速发展的基础;大数据库信息系统的建立完善发展是其走向成熟应用有力保障。四、市场展望与问题思考4.1 市场展望随着社会对环保排放意识增强,对企业生产过程中所产生的影响环境空气质量和设备安全的一些关键性气体指标检测监测越来越被重视起来,同时,随着工业化的快速发展,工业企业向大型化规模化发展,安全保障措施要求不断提升,在线激光氧分析技术的使用将会越来越广泛。4.2 问题思考目前在线激光氧分析技术没有标准方法可参照。一项技术的应用成熟与否,其对应的方法标准也要不断归纳、建立、推出,以标准进行客观评价和评判。在线氧分析技术应用越来越广泛,在线激光氧分析技术所对应的应用方法标准有待研究和总结建立。
  • 政策解读:建设双碳标准体系 实现双碳既定目标
    近日,作为碳达峰碳中和“1+N”政策体系的重要组成部分,市场监管总局联合相关部门印发了《建立健全碳达峰碳中和标准计量体系实施方案》(以下简称《方案》),提出了构建双碳标准体系的工作要求,以双碳工作对标准的全方位需求为导向,为构建全覆盖、多维度、多层次的双碳标准体系提供了“路线图”。   一、标准体系建设是双碳工作的重要基础   标准作为国家基础性制度的重要方面,在实现碳达峰碳中和目标过程中发挥着基础性、引领性作用。加快健全双碳标准体系,既是双碳工作的迫切需要,也是落实《国家标准化发展纲要》,完善重点领域绿色发展标准化保障,实现标准化生态效益的具体任务。   标准为实现双碳目标提供重要支撑。强制性节能标准是严格控制高耗能、高排放项目盲目扩张,依法依规淘汰落后产能,加快化解过剩产能的重要技术依据。我国现有强制性能耗限额标准112项,强制性能效标准75项,有力支撑了节能降碳减污工作。“十三五”期间,我国发布强制性能耗限额标准16项,实现年节能量7700万吨标准煤,相当于减排二氧化碳1.48亿吨。   标准为实现双碳目标提供创新引领。标准在推动新能源、可再生能源、负碳技术等创新技术迭代升级、构建产业链等方面发挥着重要作用,是创新技术推广应用的“通行证”。以氢能产业为例,中国已制定加氢站技术、设计、安全等系列标准,为加氢站建设运营提供重要技术依据。目前,国内已依据相关标准建设和运营170余座加氢站,成为全球投入运营加氢站数量最多的国家之一。   标准为实现双碳目标提供国际协调的规则。标准是世界“通用语言”,是全球治理体系和经贸合作发展的重要技术基础,也是应对气候变化的技术规则。国际标准化组织发布《伦敦宣言》,承诺以国际标准更好支撑《巴黎协定》、联合国可持续发展目标和“联合国气候适应和韧性行动呼吁”等的实施。《欧盟绿色协定》明确提出,欧盟将利用其经济地位塑造国际标准,以实现环境和气候雄心。   近年来,我国在节能、碳排放管理、非化石能源利用、化石能源清洁高效低碳利用等领域标准化工作取得了突出成效,并在特高压输变电、智能电网、风电、光伏等方面实现国际标准引领。但与碳达峰碳中和工作的迫切需求相比,“双碳”标准体系的全面性、协调性、先进性都有待提升,标准与政策衔接、标准有效实施机制、标准国际化水平等还存在不足。《方案》坚持问题导向、目标导向,夯实双碳基础共性标准,结合能效提升、传统能源清洁化、新能源和可再生能源利用、负碳技术推广等碳达峰碳中和的主要技术路径,系统布局碳减排和碳清除标准制修订任务,以标准为双碳市场化机制提供规则、指引,强化标准实施应用。   二、双碳标准体系全面覆盖未来双碳工作重点领域   《方案》充分考虑相关政策、技术和市场化机制的标准需求,提出了包含基础共性、碳减排、碳清除、碳市场等四个子体系的双碳标准体系框架,实现标准对双碳工作重点领域全面覆盖。标准体系支撑能源、工业、城乡建设、交通、农业、林草、金融、商务、公共机构等重点行业和部门推进工作,构建了多维立体的标准体系架构。标准体系兼顾地区、园区、企业、产品等不同层次标准化对象的特点,协同布局政府颁布标准与市场自主制定标准,实现各层次各类型标准的协调配合。   《方案》中的基础共性标准子体系,主要包括术语、分类、碳信息披露等基础性标准,碳监测、核算方法与核查程序以及低碳评价等标准,为各行业双碳工作提供统一协调的标准支撑。   《方案》中的碳减排标准子体系主要包括节能降碳、非化石能源推广利用、化石能源清洁低碳利用、生产和服务过程温室气体减排、资源循环利用等5个部分。碳减排标准为能源、工业、城乡建设、交通运输、农业农村、公共机构、居民生活等重点领域节能降碳提供规范和引领,以标准引领产业低碳转型,促进形成绿色低碳生活方式。   《方案》中的碳清除标准子体系重点包括碳汇、碳捕集利用与封存(CCUS)、直接空气碳捕集(DAC)等3个部分。碳清除领域标准不仅为CCUS、DAC等前沿技术的推广使用提供标准支持,还为各领域的生态固碳提供技术指导,以标准先行带动碳中和前沿技术创新和推广应用。   《方案》中的市场化机制标准子体系主要包括绿色金融、碳排放交易、生态产品价值实现等3个部分。绿色金融产品、信用评级评估、统计共享、风险管理等绿色金融标准是绿色金融体系的重要支柱之一。碳交易程序、碳排放配额、信息披露、自愿减排交易等标准为各类碳排放交易市场提供技术规则。生态产品调查监测、确权、评估、核算、交易等标准为生态产品价值实现提供技术保障。这些标准将在双碳市场化机制持续健康发展中发挥规则和指引作用。   三、实施四项行动加快双碳标准体系建设   面对当前双碳工作对标准的迫切需求,《方案》提出实施四项重点行动,以加快重点领域标准体系建设进程。   一是开展双碳标准强基行动。加快完善碳排放监测、数据管理、核算、核查、报告与评估、碳中和、信息披露、碳排放管理体系等碳达峰急需的基础通用标准,2023年前完成30项国家标准制修订。通过集中申报、集中立项,急需标准随时立项等有效措施,提速基础标准制定进程。结合区域协调发展战略的实施,推动在京津冀、长江经济带、粤港澳大湾区、黄河流域生态保护和高质量发展先行区及重点生态环境保护和自然保护区等地区建立区域协同的标准实施机制,满足不同地区对实施双碳基础标准的特色需求。   二是开展百项节能降碳标准提升行动。在用能产品和设备领域,加大制冷产品、工业设备、农业机械、信息通信设备等用能产品强制性能效标准及测量检测评估标准的制修订工作;在工业领域,结合节能低碳等技术的发展趋势,加快钢铁、化工、有色、建材、煤炭等重点行业能耗限额标准水平提升,形成更加先进的标准;在交通领域,推进车辆燃油经济性及电动车能效等标准制修订。同时加速完善与强制性标准配套的推荐性节能标准的制修订工作,有效支撑能效能耗标准实施。。《方案》明确提出2025年前完成100项能效能耗标准及配套标准的制修订工作。在扩大标准覆盖面的同时,更加重视现有标准的更新升级和推荐性标准的衔接配套。推动能效“领跑者”和企标“领跑者”工作,为制定国际领跑的节能降碳标准奠定基础。加快建立能效能耗标准实施监测统计系统,加强标准实施与宣贯培训,鼓励重点区域提前实施更高的能耗限额标准,提升节能降碳标准的实施效果。   三是开展低碳前沿技术标准引领行动,2025年前完成30项减碳负碳等前沿低碳技术标准的制定。布局若干双碳领域重点研发计划项目,推动技术研发与标准研制协同布局。通过开展双碳领域国家级标准验证点建设,提高标准的有效性。推动双碳领域国家技术标准创新基地创建,培育技术、标准、产业联动的创新机制。优化标准供给二元结构,体现政府颁布标准与市场自主制定标准的协调协同。发挥团体标准的灵活性和及时性优势,积极引导社会团体制定原创性、高质量生态碳汇、碳捕集利用与封存等碳清除前沿技术、绿色低碳技术相关标准,以标准先行带动绿色低碳技术创新突破和推广应用。   四是开展绿色低碳标准国际合作行动,联合更多相关方,扩大合作渠道,培育绿色低碳国际标准专家队伍,积极争取承担国际标准化组织绿色低碳领域相关技术机构秘书处和领导职务,加大节能、新能源、碳排放、碳汇、碳捕集利用与封存等领域国际标准的实质性参与力度。更加重视绿色低碳标准成果的国际转化和自主创新技术的国际标准突破,2025年前提交30项绿色低碳生态国际标准提案,提升我国对国际双碳标准的贡献力。推进节能低碳国家标准及其外文版同步立项、同步制定、同步发布,提升我国标准的国际影响力。   四、进一步夯实双碳标准体系建设基础   在推进双碳标准体系建设过程中,面对标准研究基础相对薄弱、人才队伍相对不足、国际形势复杂动荡等多种挑战,《方案》提出应加大技术研究、人才培养和国际协调等工作保障力度,夯实双碳标准体系建设基础。一是更加重视双碳标准的技术研究,集中力量支持双碳基础通用标准相关技术方法研究、数据平台建设和应用工具开发,为双碳标准体系奠定坚实的科研基础。二是加快双碳标准化人才培养,主动培养具有国际视野和创新理念的应用型、复合型双碳标准化专家队伍,加大宣传培训力度,提升各相关方运用双碳标准的技术能力。三是坚持开放包容的态度建设国际国内协调的双碳标准体系,推动碳核算、碳足迹、碳中和等先进适用国际标准在我国转化应用,支持绿色低碳前沿技术等国内标准的国际转化,积极分享我在气候变化、绿色金融等方面的双碳标准化经验,提升我国可持续发展的能力。
  • 固定污染源二氧化碳排放连续监测系统适用性检测合格名录 (截至9月30日)
    固定污染源二氧化碳排放连续监测系统适用性检测合格名录 (截至2023年9月30日)序号仪器名称型号生产单位名称委托单位名称报告编号1CEMS1300型固定污染源二氧化碳排放连续监测系统安徽皖仪科技股份有限公司安徽皖仪科技股份有限公司质(认)字No.2022-3742SCS-900 GHG型固定污染源二氧化碳排放连续监测系统北京雪迪龙科技股份有限公司北京雪迪龙科技股份有限公司质(认)字 No.2022-3753AG-YII22型固定污染源二氧化碳排放连续监测系统南京聚格环境科技有限公司南京聚格环境科技有限公司质(认)字 No.2022-3764ARX-G320型固定污染源二氧化碳排放连续监测系统安荣信科技(南京)有限公司安荣信科技(北京)有限公司质(认)字 No.2022-3775JM-SG-CEMS型固定污染源二氧化碳排放连续监测系统青岛佳明测控科技股份有限公司青岛佳明测控科技股份有限公司质(认)字 No.2022-3796CEMS-5000C型固定污染源二氧化碳排放连续监测系统杭州春来科技有限公司杭州春来科技有限公司质(认)字 No.2022-4267RJ-GHG型固定污染源二氧化碳排放连续监测系统深圳睿境环保科技有限公司深圳睿境环保科技有限公司质(认)字 No.2022-4278SCS-900C GHG型固定污染源二氧化碳排放连续监测系统北京雪迪龙科技股份有限公司北京雪迪龙科技股份有限公司质(认)字 No.2022-4409LV-EM-1200型固定污染源二氧化碳排放连续监测系统安徽绿石环保科技有限公司安徽绿石环保科技有限公司质(认)字 No.2022-44610ACX-C150型固定污染源二氧化碳排放连续监测系统上海ABB工程有限公司ABB(中国)有限公司质(认)字 No.2022-45311SGEP-300T型固定污染源二氧化碳排放连续监测系统中绿环保科技股份有限公司中绿环保科技股份有限公司质(认)字 No.2023-00512CEI-3000-CO2型固定污染源二氧化碳排放连续监测系统北京中电兴业技术开发有限公司北京中电兴业技术开发有限公司质(认)字 No.2023-12213PGCM-2001M型固定污染源二氧化碳排放连续监测系统南京霍普斯科技有限公司南京霍普斯科技有限公司质(认)字 No.2023-12314TK-1000型固定污染源二氧化碳排放连续监测系统山东新泽仪器有限公司山东新泽仪器有限公司质(认)字 No.2023-13415MCS 100FT型固定污染源二氧化碳排放连续监测系统西克麦哈克(北京)仪器有限公司西克麦哈克(北京)仪器有限公司质(认)字 No.2023-20216BX-CEM2000C型固定污染源二氧化碳排放连续监测系统碧兴物联科技(深圳)股份有限公司碧兴物联科技(深圳)股份有限公司质(认)字 No.2023-24917NEPRICD-2000型固定污染源二氧化碳排放连续监测系统南京国电环保科技有限公司国电环境保护研究院有限公司质(认)字 No.2023-25118TH-870C型固定污染源二氧化碳排放连续监测系统武汉天虹环保产业股份有限公司武汉天虹环保产业股份有限公司质(认)字 No.2023-25719FT-91型固定污染源二氧化碳排放连续监测系统江苏方天电力技术有限公司江苏方天电力技术有限公司质(认)字 No.2023-31520FT-94型固定污染源二氧化碳排放连续监测系统江苏方天电力技术有限公司江苏方天电力技术有限公司质(认)字 No.2023-31621SPEP-2010C型固定污染源二氧化碳排放连续监测系统南京国电环保科技有限公司南京国电环保科技有限公司质(认)字 No.2023-31822M1100型固定污染源二氧化碳排放连续监测系统青岛明德环保仪器有限公司青岛明德环保仪器有限公司质(认)字 No.2023-33023SMC 9021GHG-S7CO2型固定污染源二氧化碳排放连续监测系统西克麦哈克(北京)仪器有限公司西克麦哈克(北京)仪器有限公司质(认)字 No.2023-36624ATP-500型固定污染源二氧化碳排放连续监测系统安徽天品环保科技有限公司安徽天品环保科技有限公司质(认)字 No.2023-36725HH-5300型固定污染源二氧化碳排放连续监测系统江苏汇环环保科技有限公司江苏汇环环保科技有限公司质(认)字 No.2023-39326LX-4000C型固定污染源二氧化碳排放连续监测系统南京泷宣凌盛科技有限公司南京泷宣凌盛科技有限公司质(认)字 No.2023-39427TR-III-GHG型固定污染源二氧化碳排放连续监测系统中节能天融科技有限公司中节能天融科技有限公司质(认)字 No.2023-46628NHEM-3型固定污染源二氧化碳排放连续监测系统佛山市南华仪器股份有限公司佛山市南华仪器股份有限公司质(认)字 No.2023-467
  • 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。
  • 重磅出击|红外一氧化碳分析仪同时检测环境的温度和湿度
    红外一氧化碳分析仪是一种专门用于检测气体中一氧化碳含量的仪器。它利用红外光谱技术,将一氧化碳分子吸收特定波长的红外光,从而测量其浓度。 产品链接→https://www.instrument.com.cn/netshow/SH104275/C520219.htm 红外一氧化碳分析仪在多个领域都有广泛的应用。首先,在环保领域,它可以用于监测大气中一氧化碳的浓度,帮助评估空气质量,为制定环保政策提供数据支持。其次,在工业生产过程中,红外一氧化碳分析仪可以用于检测工业废气中的一氧化碳含量,确保生产过程的安全性和环保性。此外,它还可以用于研究实验室和科学实验中,对一氧化碳的浓度进行精确测量,为科研工作提供数据支持。 红外一氧化碳分析仪具有高精度、高灵敏度、快速测量等优点。它能够准确地测量气体中一氧化碳的浓度,最小检测限可达数ppm级别。同时,由于采用非接触式测量,不会对测量样品产生干扰,保证了测量的准确性和可靠性。此外,红外一氧化碳分析仪还具有简单的操作和维护方便的特点,使其在各种应用场景中得到广泛应用。 总之,红外一氧化碳分析仪是一种重要的分析仪器,可以用于环保、工业生产和科研等领域。它能够精确地测量气体中一氧化碳的浓度,为各个领域的工作提供数据支持。
  • 青岛能源所提出一种低能耗的二氧化碳捕集方法
    全球气候变暖已经成为人类社会可持续发展的严重威胁,人类活动排放的温室气体占其诱导因素的90%,而CO2占温室气体总排放量的77%。随着世界人口的不断增长和对能源需求的不断增加,人类排放的CO2与可持续发展的矛盾愈发尖锐。   碳捕集、利用与封存(Carbon Capture,Utilization and Storage,CCUS)技术是CO2直接减排的有效手段,中国生态环境部发布的《中国二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)年度报告(2021)》认为,CCUS技术是我国化石能源低碳利用的唯一技术选择,而CO2捕集技术是前提和关键。CO2捕集是指将CO2从工业生产、能源利用或大气中分离出来的过程,目前较为成熟的碳捕集方法主要有热钾碱法和多醇胺法,其工艺过程类似,如图1所示。 图1 传统CO2捕集工艺流程图   活化热钾碱法和多醇胺法具有吸收速度快、净化度高、再生气纯度高等优点,但因存在大量溶剂蒸发(热钾碱法水蒸气与CO2摩尔比为1.8~2.2;多醇胺法约0.5)、捕集能耗高(占CCUS总成本的60%~85%,再生温度比吸收温度高,现有技术的两阶段存在大量溶液的反复升降温,导致再生能耗普遍≥2.4 GJ/(t CO2),捕集总能耗≥3.1 GJ/(t CO2))、吸收剂浓度低(碳酸钾浓度≤30%,否则易结晶堵塞管道)或吸收剂易蒸发降解等缺点,尤其是再生能耗和操作成本偏高,阻碍了其大规模工业推广应用,开发吸收效率高、捕集成本低的工艺和技术,一直是国内外研究的热点和难点。   近日,青岛能源所黄青山研究员带领的多相反应工程研究组在传统热钾碱法的基础上提出了一种基于相变吸收剂(碳酸钾/碳酸氢钾)、粒度可自由调控的反应分离一体化反应结晶器、微气泡技术及蒸汽热泵技术(Mechanical Vapor Recompression, MVR)的低能耗CO2捕集方法,其工艺流程如图2所示。 图2 基于碳酸钾/碳酸氢钾相变捕集低浓度CO2的工艺流程图   本方法具有以下特点:   (1)吸收速率高:采用高浓度的碳酸钾溶液(≥60 wt%)和特色微气泡技术(平均直径200~800 μm),大大延长了气泡在溶液中的停留时间,提高了气液吸收速率;   (2)仅固相再生,再生能耗低:再生过程无需对溶剂进行加热,可减少再生过程中因大量溶剂升降温和蒸发导致的显热和潜热损失;   (3)以水为媒介,采用蒸汽热泵技术实现吸收阶段热量的充分再利用:根据水汽化潜热分别是其气相和液相比热2000多倍和1000多倍性质,通过水的多次相变,采用蒸汽热泵技术实现潜热回收和热量品位的提升,不仅可将CO2吸收阶段的反应放热全部用于其解吸阶段的吸热过程,还避免了传统CO2捕集技术在吸收和解吸过程之间存在的大量且反复的升降温过程而造成的大量能量消耗问题,提高了能量的利用效率;   (4)连续反应结晶及晶体粒径可调控:生成物KHCO3晶体长大到一定尺寸后,利用反应结晶器内流体的定向流动实现颗粒自动分级和分离(小颗粒晶体返回结晶器中继续长大,大颗粒被分离并被浓缩),从而实现了晶体产物的节能分离及粒径的精准调控;   (5)设备投资小:吸收塔中各种过程强化技术相结合实现了反应分离一体化,再加上高浓度CO2吸收剂和微气泡技术,可提高捕集效率,减小设备尺寸。   该技术的理论再生能耗0.8 GJ/(t CO2)、综合捕集能耗≤1.5 GJ/(t CO2),为解决传统CO2捕集技术能耗高、成本高的问题提供了一种新的技术路径,以期助力我国“双碳”目标的实现。   上述工作发表在化工TOP期刊《Chemical Engineering Journal》上并申请了中国发明专利,通讯作者是青岛能源所的张海东助理研究员。该工作得到国家自然科学基金、山东省自然科学基金、所内合作基金、山东省合成生物学技术创新中心主任创新基金、中国科学院绿色过程制造创新研究院自主部署项目等项目的支持。
  • 中国环境监测总站:固定污染源二氧化碳排放连续监测系统和便携监测仪器适用性检测工作正式启动
    为积极服务“双碳战略”,支撑碳监测试点管理需求,有效规范固定污染源二氧化碳排放连续监测系统和便携监测仪器的性能质量,中国环境监测总站仪器质检室按照生态环境部《“十四五”生态环境监测规划》《碳监测评估试点工作方案》等文件精神,在调研国内外固定污染源二氧化碳在线、便携监测仪器技术发展现状和市场应用情况的基础上,结合现场验证测试结果,编制了《固定污染源二氧化碳排放连续监测系统检测作业指导书》(HJC-ZY101-2022)和《固定污染源二氧化碳便携式测量仪检测作业指导书》(HJC-ZY102-2022)(以下简称作业指导书)。   其中,《固定污染源二氧化碳排放连续监测系统检测作业指导书》同时经中国环境保护产业协会立项,以团体标准《固定污染源二氧化碳排放连续监测系统技术要求》(T/CAEPI 47-2022)发布实施。   2022年5月17日,仪器质检室以线上视频会议的形式组织召开了上述两项作业指导书的专家评审会。来自生态环境部信息中心、中国环境保护产业协会等单位的国内污染源监测领域的资深专家和近30家国内外相关仪器生产企业的代表参加了会议。   专家组经过质询和讨论,一致认为两项作业指导书可以作为开展相关仪器适用性检测的技术依据。 总站定于2022年5月26日正式启动固定污染源二氧化碳排放连续监测系统和便携监测仪器适用性检测工作。拟申请检测的企业可登录中国环境监测总站“环境监测仪器适用性检测申报系统”,在“环境空气和废气监测仪器”栏目下选择相应仪器类别进行申报。   具体检测要求、详细内容及有关注意事项可在“环境监测仪器适用性检测申报系统”通知公告栏查看。
  • 中国农科院油料所邓乾春研究员团队顶刊综述:纯油体系缔合胶体中抗氧化剂界面活性的研究进展
    2024年2月,中国农业科学院油料作物研究所邓乾春研究员团队在国际Top期刊Advances in Colloid and Interface Science(Q1,IF: 15.6)发表题为“Recent advances in understanding the interfacial activity of antioxidants in association colloids in bulk oil”的综述论文。中国农业科学院油料作物研究所博士研究生王新天为第一作者,通讯作者为湖北大学健康科学与工程学院陈洪建特任副研究员和中国农业科学院油料作物研究所邓乾春研究员。脂质氧化是导致油脂质量和安全性下降的主要原因。近几十年,对油脂氧化的关注已从简单的化学反应(链式反应)转变为同时考虑物理化学和结构方面,如分子的相对位置和相互作用,并突破了最初的极性悖论理论的一些局限性。此外,对非均相体系中的脂质氧化也有了新的认识,如抗氧化剂在乳液中的“cut-off”效应,描述界面氧化反应的伪相动力学模型的发展,胶束参与分子交换事件的能力。这些进展有助于对纯油和乳液体系中发生的复杂脂质氧化反应有更深入的了解。本文综述了近年来对纯油体系中脂质氧化的研究进展,重点介绍了界面和胶体现象在这些系统中的作用。强调了缔合胶体形成的因素,以及在脂质氧化的各个阶段中其组成和结构的变化。本文还重点介绍了在这些体系中影响抗氧化剂效果的因素,特别是它们在油水界面上分配的影响。对纯油体系氧化过程中发生的物理化学变化以及微量化合物对抗氧化剂功效的影响有进一步了解,为更有效的控制食品中脂质氧化提供新策略。 综述亮点 本文综述了两亲性抗氧化剂/表面活性剂引起的脂质氧化过程中胶体组成和结构的变化。在脂质氧化的不同阶段,抗氧化剂与LOOH在反胶束中相互作用的能力可以加速或延迟氧化。非抗氧化表面活性剂引起的胶体结构变化可产生抗氧化作用。 综述结论 纯油体系中存在的缔合胶体可以作为有效的纳米反应器。人们普遍认为缔合胶体是脂质氧化的位点,但仍然很难预测这些胶体结构对脂质氧化的影响。通常,人们认为抗氧化剂位于氧化发生的位置是很重要的。然而,文献综述表明,界面抗氧化剂=良好抗氧化性能的假设过于简单。总的来说,界面抗氧化剂的存在似乎是非常重要的,但其他因素也很重要。在脂质氧化的不同阶段,抗氧化剂与LOOH在反胶束中相互作用的能力尤为重要。这些相互作用可能加速或延迟脂质氧化。在油脂中加入两亲性抗氧化剂或表面活性剂会改变反胶束的数量、大小、结构和组成,这也会影响脂质氧化。在某些情况下,表面活性剂引起的结构变化可以产生抗氧化作用,即使表面活性剂分子本身不表现出传统的抗氧化活性。从一个角度来看,表面活性剂可以通过增加反胶束的数量和体积来增加抗氧化剂对活性氧化位点的可用性,从而被视为新一代抗氧化剂。仍然需要更多的研究来更好地理解结构组织的复杂变化和参与脂质氧化反应的不同分子的相互作用。该领域的主要挑战之一是确定合适的分析方法来跟踪脂质氧化过程中发生的成分和结构变化。使用小角x射线散射(SAXS)和光散射方法可以获得油脂中反胶束和其他缔合胶体的大小和结构变化。油水界面的变化可以通过界面张力、石英晶体耗散微天平、核磁共振、分子对接等来研究。胶体体系的结构组织变化和分子交换事件可以通过液相透射电镜(LTEM)和流式细胞仪获得。使用荧光探针方法可以研究界面上抗氧化剂与反胶束之间的相互作用。然而,抗氧化剂究竟位于反胶束的栅栏层、疏水核还是外层,目前仍难以区分。仍然需要更复杂的分析仪器来监测抗氧化剂和其他两亲分子之间的界面相互作用。提高对脂质氧化的理解可能需要开发新的分析方法,包括可以测量系统内不同位置的成分和结构变化的方法。计算机模拟技术对于揭示在纯油体系氧化过程中发生的复杂分子事件以及抗氧化剂和表面活性剂的作用可能特别强大。提高我们对反胶束在脂质氧化中的复杂作用的认识应该有助于设计更有效的抗氧化技术。 图文赏析
  • 上海跃进WJ-3型二氧化碳细胞培养箱——越是经典的,越是稳定的
    1983年,上海跃进医疗器械一厂与上海医疗器械研究所联合研制CO2细胞培养箱,获得当年国家经济委员会颁发的“优秀新产品”奖,经鉴定“其主要技术指标达到了八十年代初期国外同类产品先进水平”(注:刊于《生命的化学》1986年第01期)。近40年来,我们延续经典,一直水平在线。温度波动度±0.3℃今天介绍的这款医用型CO2细胞培养箱采用水套式结构,四面加热,保温性强,降低温度波动度(在环境温度25℃时为±0.3℃)。 温度均匀度±0.5℃内箱装有风机形成微气流循环,有助于提高箱内CO2浓度和温度的均匀性(在环境温度25℃时为±0.5℃)。箱门智能感应装置箱门打开时自动感应,立即关闭风机、CO2进气阀及停止加热,减少外界空气进入,以免造成箱内污染,也能减少电力及气体的损耗。 原装进口CO2传感器采用原装进口CO2传感器,不受温湿度变化的影响,不惧开关门频繁的使用场合。 加之三组温度探头分别控制箱温/水温/门温、微电脑智能PID温度控制器,控温精准,运行稳定。独立的外置温度保护装置,安全有保障。
  • 定制GC课堂系列一丨催化让“二氧化碳”变废为宝
    众所周知,由于CO2大量排放贡献了大部分的温室效应,导致全球变暖。CO2主要来源矿物质燃烧、呼吸以及微生物降解等等。 在碳达峰、碳中和目标下,通过政策引导、产业结构升级、能源转型以及节能减排来实现碳达峰,对于碳中和最有效的途径是想办法把滞留大气中的CO2减下来、吸收掉、利用好。如何利用好CO2既助力碳中和目标,又能变废为宝? 目前,国内众多科研院所在CO2催化还原领域进行课题研究,将CO2变成经济价值较高的烃类、氧化物等化合物。如何有效地评价催化剂效果?通过催化产物分析是评判催化剂效果的主要方法之一,岛津提供配套系统气相用于CO2催化反应产物分析。 岛津Nexis GC-2030系统气相配套催化装置岛津GC-2014系统气相配套催化装置 方案设计●离线/在线光解水、CO2催化气相产物分析。● 一次进样完成ppm级光解水、CO2催化气相产物。● GC-2014/2014C、Nexis GC-2030多种机型选择。 优势● 13分钟内可完成H2、O2、CH4、CO、C2H4、C2H6和C2H2组分分析。● 预柱反吹/放空设计,增强系统稳定性和色谱柱寿命。● 烯烃、炔烃不进入转化炉,延长转化炉使用寿命。● 可实现无人值守在线自动取样进样分析。● 交钥匙解决方案,出厂设备随机带原厂方法文件、数据等相关资料。 流路图手动进样流路图自动连续分析流路图 色谱图TCD通道H2、O2色谱图FID1通道CH4、CO色谱图FID2通道C2H4、C2H6、C2H2色谱图 注:由于催化产物关注化合物种类、浓度多变,因此解决方案需要灵活调整来满足客户特定需求,具体可联系当地营业。
  • 我国积极参与国际标准研究和制定综述
    助推创新型国家发展——我国积极参与国际标准研究和制定综述   “做一流企业,参与国际标准制定是大势所趋。”带着颇有前瞻眼光的发展理念,以上海国际港务(集团)股份有限公司包起帆为代表的工作组历经5年、几经挫折,把由中国专家发起和主导的集装箱RFID货运标签系统推上国际标准舞台。   国际标准化组织(ISO)日前正式发布了《ISO 18186:货物集装箱-RFID货运标签系统》国际标准。这是自1978年我国参与国际标准化组织活动以来,在物流、物联网领域第一个由我国专家发起、起草和主导的国际标准,也是我国自主创新成果最终上升为国际标准的成功探索。   事实上,这种探索并非个例。随着我国经济贸易的快速发展,产业技术水平和自主创新能力的日益提升,近年来,我国实质性参与国际标准化活动的能力和水平明显提高,一批中国技术和标准成功走向世界。   国际标准化组织(ISO)和国际电工委员会(IEC)是世界范围内最有影响、最权威的国际标准化机构。2008年10月,我国成为ISO常任理事国 2011年10月,我国又成为IEC常任理事国。   国家质检总局的统计数据显示,截至目前,我国担任ISO/IEC技术委员会主席、副主席达到33个,承担秘书处增长到57个,担任工作组召集人达到72人 由我国提出并承担起草的国际标准,在ISO/IEC立项的已达到237项,其中109项已被ISO/IEC正式批准发布。   与此同时,我国自主关键技术和重要技术标准不断提升为国际标准新领域和新标准,尤其是近几年我国超高压直流输电、中医药、节能量计算方法、煤层气、烟花爆竹等优势领域先后成为ISO和IEC国际标准化新工作领域。截至目前,我国向ISO和IEC提交并立项的国际标准提案已达237项,其中已有109项正式发布为ISO和IEC标准。   近年来,我国参与国际标准制修订工作的广度和深度不断提高。截至目前,在ISO共740个技术委员会和分委员会中,我国以积极成员(P成员)身份参与了643个技术委员会的活动,参与比例达到86.9% 在IEC共177个技术委员会和分委员会中,我国以积极成员(P成员)参与了所有技术机构的国际标准化活动,在国际标准的制修订中充分发表意见。   此外,来自国内企业、行业协会、科研机构、高等院校、检测机构、消费者团体等各方面的专家积极参与国际标准制修订工作,我国在ISO和IEC直接参与国际标准起草工作的国际注册专家人数已达到1300余人,国际标准化人才队伍进一步壮大。由于我国专家在国际标准制修订工作中作出的突出贡献,自IEC2004年设立“IEC1906贡献奖”以来,我国已有13名专家获此殊荣。   “三流企业卖产品,二流企业卖专利,一流企业卖标准。”企业作为国家创新的主体,通过推动标准建设能够跻身上游。而提高自主创新能力也是国家发展战略的核心。如果没有国际标准的推动,发明创新成果在国际上也就无法得到普遍应用。参与国际标准研究和制定,也成为国家科技创新、经济发展的重要推动力。   近年来,由我国承担起草的国际标准涉及能源、环境、健康、海洋技术、空天技术、低碳技术、装备制造以及社会管理和文化事业等多个国际热点和事关我国经济社会发展的重要领域,这为推动我国创新技术的产业化应用、支撑培育和发展战略新兴产业,以及服务传统产业调整升级发挥了重要的技术基础作用。   据介绍,我国起草制定的《家用电子系统的资源共享协同服务(IGRS)》等3项国际标准,有效推动“闪联”的计算机、电视、机顶盒、投影机、桥接适配器等一批标志性闪联终端产品销售。据统计,已有20余种、近百款闪联产品上市销售,累计销量超过1400万台,带来的直接经济增加值超过30亿元。   基于我国自主创新技术研制的工业实时以太网国际标准,打破了工业自动化国际标准一直由欧美发达国家垄断的局面。依据该技术开发出的系列产品,已应用在青藏铁路线上,为国家节省了1500万元左右的采购资金。   据估算,我国在2006至2010年间总计付出了352.7亿元的工业以太网产品采购资金,如果各行业设计院所、系统集成商和最终用户能够使用中国自主创新的工业以太网产品,按照节省20%费用保守计算,5年间将为国家节省大约60亿元人民币采购资金。
  • 中科院院士丁仲礼解读“中国碳中和框架路线图”
    近日,在中国科学院学部第七届学术年会上,中国科学院院士丁仲礼作了题为《中国“碳中和”框架路线图研究》的专题报告,介绍了中国科学院学部近期围绕碳中和问题所布局的咨询项目进展情况。丁仲礼院士解读了碳中和的科学概念及其内涵,分析了碳达峰和碳中和工作的国内外形势,介绍了中国科学院学部重大咨询项目“中国碳中和框架路线图研究”的背景和意义、关键科学问题、任务设计和已有的初步认识,并就未来我国实现碳中和的路径等提出了5点初步看法。碳中和是指人为排放量(化石燃料利用和土地利用)被人为作用(木材蓄积量、土壤有机碳、工程封存等)和自然过程(海洋吸收、侵蚀-沉积过程的碳埋藏、碱性土壤的固碳等)所吸收,即净零排放。2019年,全球碳排放量为401亿吨二氧化碳,其中86%源自化石燃料利用,14%由土地利用变化产生。这些排放量最终被陆地碳汇吸收31%,被海洋碳汇吸收23%,剩余的46%滞留于大气中。碳中和就是要想办法把原本将会滞留在大气中的二氧化碳减下来或吸收掉。当前,世界各国碳排放处于不同阶段,大体可分为四个类型。英国、法国和美国等发达国家的排放在上世纪70-80年代就已经实现达峰,目前正处于达峰后的下降阶段;我国还处于产业结构调整升级,以及经济增长进入新常态的阶段,排放量逐步进入“平台期”;印度等新兴国家排放量还在上升;还有大量的发展中国家和农业国,伴随经济社会快速发展的排放尚未“启动”。欧盟部分成员国率先承诺到2050年实现碳中和,我国也于2020年9月承诺“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。”这是雄心勃勃但又极其艰难的战略目标。从主要发达国家的碳排放与经济增长的历史关系看,一个国家的发展程度同人均累计碳排放密切相关,就我国而言,人均累计碳排放远远低于主要发达国家,也小于全球平均。我们追求2060年达到碳中和,其难度远大于发达国家。针对碳中和问题中的科技需求,中国科学院学部设立重大咨询项目“中国碳中和框架路线图研究”,目标是设计初步路线图,可供研讨、修订、完善,同时在如何落实“路线图”上,提出操作层面的建议。项目按照排放端、固碳端、政策端3方面进行组织,围绕未来能源消费总量预测、非碳能源占比阶段性提高途径、不可替代化石能源预测、非碳能源技术研发迭代需求、陆地生态系统固碳现状测算、陆地生态系统未来固碳潜力分析、碳捕集利用封存技术评估、青藏高原率先达标示范区建议、政策技术分析研究设立了9个专题进行研究。丁仲礼院士在报告中指出,碳中和看似很复杂,但概括起来就是一个“三端发力”的体系:第一端是能源供应端,尽可能用非碳能源替代化石能源发电、制氢,构建“新型电力系统或能源供应系统”;第二端是能源消费端,力争在居民生活、交通、工业、农业、建筑等绝大多数领域中,实现电力、氢能、地热、太阳能等非碳能源对化石能源消费的替代;第三端是人为固碳端,通过生态建设、土壤固碳、碳捕集封存等组合工程去除不得不排放的二氧化碳。简言之,就是选择合适的技术手段实现“减碳、固碳”,逐步达到碳中和。基于碳中和国家战略目标和中科院碳专项的已有成果,丁仲礼院士还提出了5个方面的初步看法:(1)“碳中和”过程既是挑战又是机遇,其过程将会是经济社会的大转型,将会是一场涉及广泛领域的大变革。“技术为王”将在此进程中得到充分体现,即谁在技术上走在前面,谁将在未来国际竞争中取得优势。国家需要积极研究与谋划、谋定而动、系统布局、组织力量、特殊支持,力争以技术上的先进性获得产业上的主导权,使之成为民族复兴的重要推动力。(2)这轮“大转型”需要在能源结构、能源消费、人为固碳“三端发力”,所需资金将会是天文数字,决不可能依靠政府财政补贴得以满足,必须坚持市场导向,鼓励竞争,稳步推进。政府的财政资金应主要投入在技术研发、产业示范上,力争使我国技术和产业的迭代进步快于他国。在此过程中,特别要防止能源价格明显上涨,影响居民生活和产品出口。(3)本学部咨询项目只能先给出一个框架性建议,以供科技界讨论、修正、完善。期望汇聚众智后,学部的建议对我国如何推动此大转型,如何在未来国家创新体系中形成布局完善、责任明确的研发体系等重大问题,有实质性的指导意义。项目组认为,我国学术界应该秉持开放的态度,广泛参与,发挥出想象力和创造力;国家有关部门在确定路线图的问题上可考虑先经历一段“百家争鸣”时期,不要急于“收口”。(4)“大转型”中,行业的协调共进极其重要。“减碳、固碳”“电力替代”“氢能替代”均需要增加企业的额外成本,如果某一行业不同企业间不能协调共进,势必会使“不作为企业”节约了成本,从而出现“劣币驱逐良币”现象。由此,分行业设计“碳中和”路线图及有效的激励/约束制度需尽早提上日程。(5)评价国家、区域、行业、企业甚至家庭的碳中和程度,需从收、支两端计量。从能源消费角度论,“支”(即排放)相对容易计量;“收”(即固碳)由于类型多样,过程复杂,很难精确计量,尤其是“人为努力”下的固碳增量不易确定。由此,国家应尽早建立系统的监测、计算、报告、检核的标准体系,以期针对我国的碳收支状况,保证话语权在我。此外,丁仲礼院士建议对未来排放权的分配、碳排放的报告核查等问题进行深入研究。在科技支撑方面,还有很多基础性的科学问题比如二氧化碳对增温的敏感性等需要深入研究。在碳中和问题上,科技界依然任重而道远。
  • 实现“双碳”目标急需高层次人才培养专项实施
    有关省、直辖市教育厅(教委)、发展改革委、能源局,北京市城市管理委,有关部门(单位)教育司(局),部属有关高等学校,有关企业:为贯彻习近平总书记关于“四个革命、一个合作”能源安全新战略和我国“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”的重要讲话精神,落实中央人才工作会议精神和《加快推进急需高层次人才培养行动方案(2021—2025年)》有关要求,充分发挥研究生教育对储能技术急需高层次人才培养的支撑作用,加快培养卓越工程师,经研究,决定选取部分研究生培养单位(名单见附件1)会同有关企业(名单见附件2)实施储能技术国家急需高层次人才培养专项。现将有关事项通知如下。一、重要意义储能行业是高科技战略产业,是国家构建新型电力系统、达成“双碳”战略目标的重要技术保障,对于确保能源安全、实现绿色转型、推进创新发展具有不可替代的作用。近年来,国际科技和人才竞争加剧,我国经济社会发展的外部环境发生重大变化,对我国储能领域关键核心技术突破提出严重挑战。研究生教育要深入贯彻习近平总书记重要指示精神,落实关于加快培养国家急需的高层次人才的决策部署,服务党和国家事业发展迫切需要,不忘初心,勇担使命,加快培养一批支撑储能领域核心技术突破和产业发展的高层次紧缺人才,为提升国家储能领域自主创新能力和战略核心科技作出更大贡献。二、工作目标聚焦我国对储能领域核心技术领军人才的迫切需求,创新产学研协同人才培养模式,为我国储能领域核心技术突破培养和储备一批创新能力强、具备国际视野和引领产业快速发展的领军人才,形成储能领域高层次人才辈出新格局,为实现我国储能领域高水平科技自立自强和关键核心技术自主可控的战略目标奠定基础。三、工作方式实施本专项的高校根据企业需求,以电气工程、动力工程及工程热物理、化学工程与技术、材料科学与工程等相关一级学科和专业学位类别的拟录取博士新生和在读博士生为对象,每个高校每年选拔20名左右优秀博士生进入专项,实行学科交叉、产教融合培养,加强培养过程管理,实行校企双导师(导师组)指导,确保培养质量。专项实施周期为4年(2022—2025年),由研究生培养单位会同有关企业(可不局限于附件2),按照工作指南(附件3)要求,从工作基础、专项设计、培养目标、重点举措、联合培养等方面制定专项实施方案(样表见附件4)。项目双方要签订完善的合作协议,明晰各方权责。四、支持保障(一)专项实施单位成立由校领导任组长的专项实施领导小组,统筹推进专项实施工作,积极配置资源,加大条件保障,确保专项高质量实施。(二)教育部将承担专项任务高校纳入国家关键领域急需高层次人才培养专项招生计划支持范围,根据培养能力、实施情况等实际予以专门支持。承担任务高校也要通过增量倾斜和存量调整予以配套安排。(三)能源局在试点示范、实证实训基地建设中,组织有关企业探索创新机制,加强与专项任务高校对接,为高校成果转化验证和高层次人才培养提供配套支撑。(四)中央财政将中央部门所属高校纳入专项的学生人数作为各校专项资金分配因素安排经费予以支持。(五)联合培养企业要设置面向专项博士生的科研课题,并提供科研条件和科研经费。(六)鼓励有关企业设置专项奖学金,支持专项人才培养。(七)专项人才培养质量作为“双一流”建设高校和建设学科成效评价的重要指标,以及动态调整专项引导资金支持力度的重要依据。五、其他事项(一)请相关研究生培养单位高度重视专项实施工作,将专项实施方案于2022年9月20日前、校企联合培养协议于2022年11月20日前报教育部(学位管理与研究生教育司)。(二)教育部学位管理与研究生教育司将会同国家发展改革委社会发展司、国家能源局能源节约和科技装备司加强对各单位专项遴选、培养工作的指导和支持。联系人及联系方式:教育部学位管理与研究生教育司,刘冬,010-66097848,xwbpyc@moe.edu.cn,北京市西城区西单大木仓胡同37号;国家发展改革委社会发展司,王达,010-68502468,wangda@ndrc.gov.cn,北京市西城区月坛南街38号;国家能源局能源节约和科技装备司,张倩,010-81929226,nengxiaochuneng@nea.gov.cn,北京市西城区三里河路46号。教育部办公厅 国家发展改革委办公厅 国家能源局综合司
  • 宁波材料所在树脂基三维碳材料制备技术上取得系列进展
    三维石墨烯碳材料是一种由二维石墨烯在宏观尺度上构成的新型碳纳米材料,在能量储存与转化、催化、吸附分离等领域具有广阔的应用前景。迄今为止已经涌现了大量三维碳材料的制备方法,可以被归类为固态路线(以氧化石墨烯、天然和合成聚合物等为前驱体)和气态路线(气体碳源的化学沉积)。其中,固态路线往往缺乏对产物成分和结构灵活调控的能力,而气态路线极度依赖催化模板且效率低。液态是介于固、气之间的一种特殊状态,兼具固态的分子堆积密度以及气体的流动与兼容性。对液态路线的开发探索被认为是实现三维石墨烯材料结构与性能高效可控制备的关键。长期以来,科研人员在建立一条液态的三维石墨烯材料合成路线方面付出了大量的努力与尝试,但始终未取得实质性的进展。  中国科学院宁波材料技术与工程研究所新型热固性树脂团队刘小青研究员基于多年的生物基热固性树脂研究经验(Composites Part B, 2020, 190, 107926;Green Chemistry, 2021, 23, 8643;Progress in Polymer Science, 2021, 113,101353 Chemical Engineering Journal 2022, 428,131226 Composites Science and Technology, 2022, 219, 109248),提出开发生物基材料的本质是为了实现对生物碳的高效利用。基于此,团队利用激光烧蚀的方法,将生物基热固性树脂转化为功能性碳材料(Carbon, 2020, 163, 85 Carbon, 2021, 183, 600 ACS Nano, 2021, 15, 12, 19490 Nano Energy, 2022, 100, 107477;Small, 2022, 2202960),拟完成从“生物碳”到“生物基树脂”再到“功能碳”的闭环转化。  最近,基于在这两个交叉领域丰富的研究基础,该团队通过对碳前体的分子结构设计,并利用激光刻蚀成功实现了从液态前驱体直接转化为三维石墨烯材料(如图1所示)。这条全新的制备路线集成了激光制造与液态前驱体两者的优势。几乎所有目前广泛应用的石墨烯宏观结构都可以通过这条液态路线直接一步制备,包括粉末、多孔膜、功能涂层、柔性Janus结构,以及结构定制化的宏观三维石墨烯材料,展现出巨大的研究价值与应用前景。图1 激光诱导石墨烯材料从液态前驱体直接合成  此外,制备得到的三维石墨烯材料的功能组分也具有高度的可控性。得益于液体良好的兼容性,功能性的有机或无机填料可以直接混入液态前驱体中,并在激光的辐照下原位形成石墨烯基复合材料,实现包括杂原子掺杂、金属纳米粒子掺杂、金属氧化物纳米粒子掺杂以及其他功能性组分的掺杂等(如图2所示)。比如,将多种金属有机化合物与液体共混之后进行激光辐照可以得到高熵合金掺杂石墨烯材料。其中,高熵合金以纳米粒子的形式均匀分布在三维石墨烯的多孔骨架表面,其粒径和含量则可以通过前驱体的掺杂比例灵活调节。图2 三维石墨烯功能复合材料的制备表征  值得一提的是,文中还提出了一种全新的3D打印原理(Selective Laser Transforming,SLT,如图3所示),即通过对液态前驱体的逐层转化实现对石墨烯材料三维结构的定制化构造,对于当前极为有限的碳材料3D打印技术做出了重要的扩充。由于不熔不溶不聚合,开发适用于碳材料的3D打印技术长期以来被视为一项巨大的挑战。而与现有的打印策略相比,除了在原理上具有本质的不同之外,这种通过面单元原位生长的打印方式最大的优势在于打印过程简单高效以及打印得到的产品具有高结构连续性。SLT打印过程不仅避免了传统的高耗能高污染的氧化石墨烯的制备,得到的打印产物也无需额外的高温退火还原过程。打印产物的电导率和强度更是分别达到了4380 S/m和4.4 Mpa,明显优于传统的3D打印石墨烯材料。图3 全新的SLT石墨烯3D打印技术  相关结果以“Direct Conversion of Liquid Organic Precursor into 3D Laser-induced Graphene Materials”为题在材料领域顶级期刊Advanced Materials上在线发表。本工作得到了国家自然科学基金(52003282、U1909220)、浙江省杰出青年基金(LR20E030001)和浙江省领军型创新团队项目(2021R01005)的支持。  原文连接:https://doi.org/10.1002/adma.202209545
  • 《2020年中国温室气体公报》公布 全球二氧化碳浓度继续升高
    9月29日,中国气象局发布《2020年中国温室气体公报(总第10期)》。当日,中国气象局科技与气候变化司副司长严明良在中国气象局10月新闻发布会上介绍,2020年我国6个区域本底站的二氧化碳和甲烷浓度与2019年相比总体呈现增加趋势。中国气象局科技与气候变化司副司长严明良(图片来源:中国气象局)严明良表示,《2020年中国温室气体公报(总第10期)》与联合国世界气象组织(WMO)发布的《2020年WMO温室气体公报》相呼应,报告了中国2020年主要温室气体监测数据情况。严明良介绍,目前中国气象局有7个国家大气本底站开展温室气体业务观测,分别为青海瓦里关、北京上甸子、浙江临安、黑龙江龙凤山、湖北金沙、云南香格里拉和新疆阿克达拉。瓦里关国家大气本底站是世界气象组织全球32个大气本底站之一。2020年瓦里关国家大气本底站观测的二氧化碳、甲烷和氧化亚氮的浓度分别为414.3±0.2 ppm、1944±0.7 ppb、333.8±0.1 ppb,与北半球中纬度地区平均浓度大体相当,二氧化碳浓度较2019年增幅约2.5ppm,与全球增幅持平。2020年我国6个区域本底站的二氧化碳和甲烷浓度与2019年相比总体呈现增加趋势。据悉,中国气象局在世界气象组织框架下,协调中国区域的温室气体及相关微量成分高精度观测,所用数据处理方法、标准、流程均与国际接轨,自上世纪九十年代开始温室气体本底浓度观测。从2016年起,我国发射3颗二氧化碳在轨卫星,2018年开始开展机载温室气体在线观测和平流层温室气体原位观测试验。2021年,中国气象局组建了包含44个国家级气象观测台站和16个省级气象观测站在内的国家温室气体观测网。截至目前,已经初步形成天、空、地一体化的温室气体立体观测能力。温室气体主要包括《京都议定书》限排的二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)、六氟化硫(SF6)、氢氟碳化物(HFCs)、全氟化碳(PFCs)、三氟化氮(NF3),以及《蒙特利尔议定书》限排的消耗臭氧层物质。世界气象组织/全球大气监测网(WMO/GAW)负责协调大气温室气体及相关微量成分的系统观测和分析。大气温室气体浓度联网监测分析是历次《联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)科学评估报告》《联合国气候变化框架公约(UNFCCC)》、WMO和联合国环境规划署(UNEP)《臭氧损耗科学评估报告》等的数据来源和科学基础。2021年10月25日,WMO发布《2020年全球温室气体公报》。公报采用的大气温室气体浓度数据来自WMO/GAW、全球大气气体先进试验(AGAGE)等。公报称,全球大气主要温室气体浓度继续突破有仪器观测以来的历史记录,二氧化碳、甲烷和氧化亚氮的浓度分别达到413.2±0.2 ppm、1889±2 ppb、333.2±0.1 ppb,2020年大气二氧化碳浓度增幅约2.5 ppm,高于过去十年平均增幅(2.4 ppm)。2020年全球大气甲烷和氧化亚氮浓度也达到了新的高度,增幅分别达11 ppb和1.2 ppb。根据美国国家海洋大气局(NOAA)的温室气体指数分析结果,2020年由大气长寿命温室气体引起的辐射强迫相比1990年上升了约47%,而其中二氧化碳的贡献超过80%。会上,严明良还表示,未来,中国气象局将进一步提升观测能力,形成覆盖我国16个气候关键区并辐射全球主要纬度带的全要素温室气体本底观测骨干网,增强全球大气二氧化碳和甲烷宽覆盖、高精度、高时空分辨率的业务化观测能力,基于我国自主卫星,联合多种星载探测手段,提高全球温室气体监测水平,为顺利实现我国碳达峰目标和碳中和愿景目标提供科学监测支撑。中国气象局气象探测中心副主任张雪芬在会上透露,“十四五”期间,中国气象局计划在全国16个气候关键观测区增补9个大气本底站,现正在开展前期的选址等相关工作。中国气象局气象探测中心副主任张雪芬(图片来源:中国气象局)同时,“十四五”期间,中国气象局还计划在我国主要的地、市级以上城市以及区域代表性好的地区,开展以二氧化碳为主的温室气体浓度的高精度在线观测和通量观测,并且有针对性地推动开展甲烷等非二氧化碳等温室气体浓度的观测,以满足我国碳中和监测评估系统的评估的需求。此外,中国气象局还将进一步加强国家级、省级在温室气体观测计量、标校溯源等方面的能力,进一步发挥中国气象局在我国温室气体监测方面的优势。
  • 关注“碳中和”,助推二氧化碳监测大市场
    今年全国两会,“碳达峰”“碳中和”备受关注。其实早在去年9月,我国政府在第七十五届联合国大会上就提出:“中国将提高自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争取于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。” 首先先来了解一下“碳达峰”“碳中和”这两个词是什么意思。碳达峰:在某一个时刻,二氧化碳排放量达到历史高值,之后逐渐回落。碳中和:通过植树造林、节能减排等形式,抵消自身产生的二氧化碳或温室气体排放量,实现正负抵消,达到相对“零排放”。10年内碳达峰,40年内碳中和。这个目标对于我们来说,时间紧、任务重二氧化碳的 “生命线”很长,想要在2030年实现碳达峰,需要提早的进行能源结构转型。根据清华大学气候变化与可持续发展研究院最近的研究报告,在新的气候目标下,碳强度在2030年相比2015年的下降幅度要超过65%,2025年末非化石能源在一次能源消费占比至少要到20%、2030年末至少要到25%。业内指出,这一模型数据尚属于相对保守。气候变化是全球工业化以来地球生态系统面临的严峻挑战,地球生态系统和地球气候系统已经达到临界点。2019年5月,全球大气中CO2月平均浓度达到414.7×10-6,创下1958年人类有观测记录以来的新纪录,超过了过去23年的较高记录,导致全球平均气温升高、冰川消融、海平面上升、极端天气频繁等环境和生态问题。“碳中和”目标的出台,为我国未来绿色低碳发展擘画了宏伟蓝图。但要看到,与世界主要碳排放国家的历史进程相比,我国实现“碳中和”目标面临着巨大的压力与挑战。那我们如何才能知道空气中有多少二氧化碳,如何监测全国各地的碳排放情况呢?这就需要通过相关仪器设备来对温室气体的浓度或体积进行连续测量,实时监测和测算二氧化碳排放量。二氧化碳测量有哪些方法?1、非色散红外吸收法二氧化碳对红外线具有选择性的吸收,在一定范围内,吸收值与二氧化碳浓度呈线性关系。根据吸收值确定样品二氧化碳的浓度。2、气相色谱法气相色谱法是利用气体作流动相的色层分离分析方法。二氧化碳在色谱柱中与空气的其他成分完全分离后,进入热导检测器的工作壁。在线性范围内,信号大小与进入检测器的二氧化碳浓度成正比。从而进行定性与定量测量。3、容量滴定法用过量的氢氧化钡溶液与二氧化碳作用生成碳酸钡沉淀,采样后剩余的氢氧化钡用标准草酸溶液滴定至酚酞试剂红色刚褪。由容量法滴定结果除以所采集的空气样品体积,即可测得空气中二氧化碳的浓度。4、红外线吸收法二氧化碳在4. 3um红外区有一个吸收峰,在此波长下,氧、氮、一氧化碳、水蒸汽都没有明显的吸收,因此红外线吸收法是测量空气中二氧化碳的理想方法。由于空气中二氧化碳的含量低为0. 03 % ,吸收池的长度有几厘米便可。所以利用红外线吸收原理,可制成便携式空气中二氧化碳传感器,用来检测二氧化碳浓度。
  • 使用氧氮氢分析仪分析碳化硅中的氧氮氢元素
    1 绪言在材料科学的浩瀚星空中,碳化硅(SiC)无疑是一颗璀璨的明星。作为无机半导体材料的杰出代表,碳化硅不仅以其独特的物理和化学性质在磨料、耐火材料等领域大放异彩,更在光电、电子等高技术领域展现出无限潜力。然而,要想充分发挥碳化硅的这些优异性能,对其内部元素的精确分析与控制显得尤为重要,特别是氧、氮、氢这三大元素。研究表明,氧含量对碳化硅的等电点和分散性有显著影响:随着氧含量增加,碳化硅微粉的等电点接近石英,水中分散性提升,但过高氧含量则反之,且耐高温性下降,故生产中需严格控制氧含量。适量的氮元素可以调节介电性能、增强其耐高温和抗氧化能力,同时,精确控制氮含量还能优化碳化硅的光电性能,如提升发光效率,进而拓展其在光电子及光电导领域的应用。当前,行业内普遍采用惰性气体熔融法作为检测碳化硅中氧、氮、氢元素含量的主流技术。该方法利用惰性气体作为载气,在高温下促使试样中的目标元素转化为易于检测的气态化合物(CO2、N2、H2),随后通过高灵敏度的非色散型红外检测器与热导检测器,实现对样品中氧、氮、氢含量的直接、精确测量。这一技术的广泛应用,为碳化硅材料的质量控制与性能优化提供了强有力的技术支持。然而,目前大部分氧氮氢分析仪都是是用热导测氢/氮,意味着同一个样品单次只能测氢或者氮,我们使用的宝英光电科技的ONH-316锐风氧氮氢分析仪使用红外测氢技术,能实现氧氮氢联测,达到一次分析同时得到三种元素含量的目的。2 实验部分2.1仪器与试剂仪器:宝英光电科技ONH-316锐风氧氮氢分析仪,高纯氩气做载气,流量为400mL/min,红外吸收法测氧和氢,热导法测定氮。常规分析设置:碳化硅熔点相对较高,大约在2700℃左右,为了防止样品熔融后升华,引起气路堵塞,造成后续测试的影响,所以仪器脱气功率设置为6.0kW,后续分析功率设置为5.5kW。测试的最短分析时间设定为:氧20秒、氮15秒、氢20秒。ONH-316锐风氧氮氢分析仪指标名称性能指标氧氮氢分析范围低氧:0.1ppm~5000ppm高氧:0.5%~20%低氮:0.1ppm~5000ppm高氮:0.5%~50%0.1ppm~5000ppm灵敏度0.01ppm载气高纯氩气2.2样品处理碳化硅粉末经天平称重后直接投样分析测试,无需特殊处理,本实验选择的是样品编号2、3、4的原料样品(非标准物质)进行氧、氮、氢元素检测&zwnj 。2.3实验方法和步骤2.3.1 分析前准备仪器开机,依次打开动力气(工业氮气)和载气(氦气)气瓶,打开仪器电源预热,预热一小时待仪器稳定后,打开冷却水开关,打开计算机电源进入软件,设定合适的分析参数。2.3.2 空白试验仪器基线稳定后,进行空烧做样,用空的坩埚做实验,重复5 ~ 6 次,观察曲线稳定性。待系统稳定下来后,只在进样器中加入镍囊进行分析测定系统氧、氮、氢的空白值,并进行空白补偿。2.3.3 称样称重使用的是梅特勒AL104万分之一天平,将镍囊放置放置于天平上,去皮后称取0.01g左右粉末样,称重完成后,盖上镍囊盖并用洁净的平口钳小心挤压镍囊,排出镍囊内部空气。梅特勒AL104万分之一天平2.3.2 样品测试将石墨坩埚放至仪器下电极凹槽内,点击软件上开始分析按钮,待进料口打开后,投入样品,仪器按照分析自动流程进行氧、氮、氢的熔融分析,绘制分析曲线,通过已经建立的分析方法计算并输出氧、氮、氢的含量。按确定的实验方法,对2、3、4号样品的氧、氮、氢量分别连续进行了两次测试。2.3.5 测定结果数据样品标识氧含量%氮含量%氢含量%25.540621.1330.009785.482419.6960.0107935.129714.8990.010795.139515.9660.0110540.586839.2310.010650.612439.1350.011152.3.6样品释放曲线2.3.7 分析中使用到的耗材石墨坩埚带盖镍囊3 结论从分析曲线上可以看出,样品的释放完全且均匀平滑,从分析数据来看,分析结果的稳定性和重复性都非常好,说明此分析方法非常适合用于碳化硅粉末样品的氧氮氢元素分析。
  • 全国生态环境监管专用计量测试技术委员会发布《环境空气二氧化碳高精度监测检定系统表》等9项国家计量技术规范征求意见稿
    各有关单位:根据国家市场监督管理总局下达的国家计量技术规范制修订计划,全国生态环境监管专用计量测试技术委员会已组织完成《环境空气二氧化碳高精度监测检定系统表》等9项国家计量技术规范征求意见稿的编制工作。为确保国家计量技术规范科学性、适用性和可操作性,现面向社会公开征求意见和建议,请于2023年10月11日前填写征求意见反馈表,并以邮件形式反馈至全国生态环境监管专用计量测试技术委员会秘书处。逾期视为无意见。联系人:徐 驰 电话: 010-84943294意见反馈邮箱:secretary@cnemc.cn附件:1.《环境空气二氧化碳高精度监测检定系统表》征求意见稿2.《环境空气二氧化碳高精度监测检定系统表》编制说明3.《环境空气二氧化碳、甲烷高精度光谱监测系统校准规范》征求意见稿4.《环境空气二氧化碳、甲烷高精度光谱监测系统校准规范》编制说明5.《固定污染源CO2排放连续监测系统校准规范》征求意见稿6.《固定污染源CO2排放连续监测系统校准规范》编制说明7.《环境空气颗粒物(PM2.5)连续自动监测系统现场校准规范》征求意见稿8.《环境空气颗粒物(PM2.5)连续自动监测系统现场校准规范》编制说明9.《环境空气颗粒物中有机碳、元素碳监测系统校准规范》征求意见稿10.《环境空气颗粒物中有机碳、元素碳监测系统校准规范》编制说明11.《环境空气氟化物采样器校准规范》征求意见稿12.《环境空气氟化物采样器校准规范》编制说明13.《林格曼烟气黑度图板校准规范》征求意见稿14.《林格曼烟气黑度图板校准规范》编制说明15.《水质总有机碳在线分析仪现场校准规范》征求意见稿16.《水质总有机碳在线分析仪现场校准规范》编制说明17.《环境监测用液体标准物质比对通用技术规范》征求意见稿18.《环境监测用液体标准物质比对通用技术规范》编制说明19.《全国生态环境监管专用计量测试技术委员会国家计量技术规范征求意见反馈表》全国生态环境监管专用计量测试技术委员会秘书处2023年8月11日
  • 吉林大学材料学院能源化学研究综述:MOFs衍生的过渡金属单原子电催化剂用于高效氧还原反应
    电化学储存与转换系统主要包括金属离子电池、双离子电池、超级电容器、金属-空气电池和燃料电池等。后两种是清洁、安全、可靠的能源装置,具有环境友好、能量密度高、原料来源丰富、工作时间长等优点。氧还原反应(ORR)作为燃料电池的阴极反应,具有缓慢的反应动力学。因此,需要电催化剂来增强反应过程。近年来,过渡金属单原子电催化剂(TM-SACs)因其优异的催化活性(FeCoMnCuNi)、低成本和优异的稳定性而蓬勃发展。由于单原子在制备过程中容易团聚,因此载体材料的选择对于TM-SACs的形成尤为重要。载体也会影响催化反应中的电子输运和物质输运过程。MOFs具有结构可调、改性方法多样等优点,在TM-SACs的制备方面具有很大的潜力。图1. 基于MOFs的TM-SACs的制备策略和表征方法02成果展示金属有机骨架材料(Metal-organic frameworks, MOFs)由于其独特的结构和组成,在燃料电池和金属-空气电池的氧还原反应中得到了广泛的应用。近年来,以MOFs为前驱体或模板制备过渡金属单原子电催化剂(TM-SACs)的研究取得了很大进展。近期,吉林大学材料科学与工程学院郑伟涛团队对MOFs衍生的TM-SACs的制备方法和表征手段进行概述,并在此基础上归纳了TM-SACs的结构与性能的关系 (图1)。该综述旨在阐明大量的最新研究进展,来指导高活性、高负载量、高稳定性的TM-SACs的实现。第一作者为吉林大学材料科学与工程学院硕士生宋可心,通讯作者为张伟教授和郑伟涛教授。03图文导读1.ORR反应机制与优化原则ORR的反应过程如图2所示。由于反应条件的不同,导致酸性和碱性条件下的反应机制存在一定的差异。研究表明,酸性条件下较差的ORR性能主要是由于反应过程中吡啶-N质子化为吡啶-N-H结构,所以可以通过以下方式改善酸性条件下的ORR性能:1)防止质子和吡啶-N在酸性环境中快速结合;2) 增加本征活性和活性位点的数量。然而,在碱性条件下,大多数研究证明吡啶-N在催化过程中起着积极的作用。因此,增加吡啶-N的含量和增加金属活性中心数量是改善碱性条件下ORR性能的重要手段。此外,O2分子在活性位点上的吸附方式主要分为以下三种:Griffiths模式、Pauling模式和Yeager模式。不同的吸附模式也对催化机制产生一定的影响。图2.(a)酸性条件下ORR反应示意图。(b)碱性条件下ORR反应示意图。(c)O2在金属活性位点的三种吸附模式示意图2. 单原子催化剂的表征手段由于SACs的金属的尺寸很小,对表征技术提出了更高的要求。电镜技术和谱学技术的有效结合可以实现SACs的定性和定量分析。球差电镜利用其超高的空间分辨率可以直接观察到单原子的存在。结合EELS和EDS可以准确地确定材料的元素分布,有利于结构分析和物相识别。谱学技术,如(原位)X射线精细结构分析、穆斯堡尔光谱、红外光谱、原位拉曼光谱和原位漫反射红外傅里叶变换光谱(DRIFTS),有助于准确表征SACs并探究催化机理。这些表征技术从不同角度证实了SACs的存在,形成了完整的SACs表征体系。表征技术如图所示:图3.(a)FeSAC@FeSAC-N-C的不同放大倍数的像差校正STEM图像和EDS图像。(b)Co-pyridinic N-C的不同放大倍率的像差校正STEM图像和EELS光谱。(c) Co(mIm)-NC(1.0)催化剂的亮场STEM图像、HAADF-STEM图像和相应的EELS光谱图像。(d) Co(mIm)-NC(1.0)催化剂的亮场STEM图像、HAADF-STEM图像和相应的EELS光谱图像图4.(a)不同电位下Au L3边和Cu K边的XANES光谱和EXAFS拟合分析.(b)不同电位下的Pt1-N/C的XANES光谱和EXAFS拟合分析3. 基于MOFs制备TM-SACs的五大策略由于MOFs独特的空间结构,是制备TM-SACs的良好前驱体。在这一部分中,详细总结了使用MOFs制备TM-SACs的五种策略,并探讨了TM-SACs的结构特征和性能之间的相关性。所有这些策略都集中于如何保护过渡金属原子在热解过程中不发生团聚。由于MOFs后处理的方式不同,保护机制也存在一些差异。根据保护机制的不同,本部分将其分为以下五种策略:1) 表面限域策略:由于MOFs提供高度分散的金属位点,是制备TM-SACs的理想前驱体或模板。通过使用牺牲金属(SMs)的“空间栅栏”效应,可以调整过渡金属之间的距离,从而有效地避免高温下过渡金属原子的聚集。因为SMs的熔点相对较低,它们在热解过程中挥发。根据过渡金属的掺杂数量,主要可分为以下几类:1)单金属掺杂;2) 双/多金属掺杂。图5.(a)Fe掺杂ZIF-8衍生催化剂的合成过程示意图和不同粒径的Fe掺杂ZIF-8的SEM图像。(b)ZIF-8前驱体中Fe掺杂量对催化剂结构和活性影响示意图。(c)NC吸附铁离子的模型催化剂示意图及反应路径图。(d)通过调节Zn/Co的摩尔比制备Co-SAC/N-C的示意图。(e)负压热解法制备三维石墨烯骨架上的SACs示意图2) 空腔限域策略:利用MOFs独特的空腔结构优势,对金属前驱体进行封装。这种封装效应可以最大程度地减少热解过程中金属前驱体的聚集。对于ZIF结构,ZIF-8是一个具有菱形十二面体结构的三维空间纳米笼,由锌离子和二甲基咪唑配体组装而成。其具有孔径为3.4Å、空腔直径为11Å的空腔结构,金属前驱体可封装在里面来实现金属前驱体的空间隔离。高温碳化后,ZIF-8变成氮掺杂碳骨架,为金属位点的负载提供了载体。常见的金属前驱体可分为以下几类:1)金属无机化合物,如金属盐和金属氢氧化物;2) 金属有机化合物,如乙酰丙酮化合物和二茂铁;3) 金属大环化合物,如酞菁、卟啉和菲咯啉。图6.(a)Mn-SAS/CN催化剂的制备示意图和原位XANES光谱。(b)基于Kirkendall效应制备的(Fe,Co)/N-C催化剂示意图。(c)基于ZIF-8前驱体制备C-Cu(OH)2@ZIF-8-10%-1000的原理图。(d)Fe-ISA/CN催化剂制备示意图。(e)微孔限制和配体交换法制备Co(mIm)-NC催化剂示意图3) 外层保护策略:对MOFs的外层采取一些保护措施,以避免在热解过程中结构坍塌和金属原子的聚集。未热解MOFs表面的金属离子呈现高度分散的单原子态。但是在热解后由于单个原子的高比表面能,会发生团聚,这大大降低了金属活性位点的利用效率。此外,高温热解后,MOFs的孔结构坍塌,不利于催化剂传质过程和更多活性位点的暴露。因此,应采取措施对MOFs的外层进行保护,以促进高密度TM-SACs的形成,并保持热解后结构的稳定性。常用的保护策略主要分为以下两类:1)有机化合物(如表面活性剂、酶和聚合物)的保护策略;2) 主客体策略。图7. (a)原位约束热解法制备核壳结构的Co-N-C@surfactants催化剂示意图。CoN2+2活性位点构型和反应自由能演化图。(b)酚醛树脂辅助策略制备核壳结构1.0-ZIF-67@AF催化剂示意图。(c) CoNi-SAs/NC催化剂制备示意图。(d)配体交换策略制备C-AFC© ZIF-8催化剂示意图。(e) Fe-SAs/NPS-HC催化剂制备示意图4)相扩散策略:湿化学合成法通常用于制备以MOFs为前驱体的TM-SACs,即金属前驱体的合成在溶剂中完成。此外,由于单原子与其载体之间的弱相互作用,单原子在随后的制备和催化反应过程中不可避免地会团聚。如果使用MOFs衍生的碳载体作为前驱体,金属原子在高温下的扩散特性将被捕获并在碳载体上还原。这种强烈的相互作用可以提高催化剂的高温稳定性,也为TM-SACs的制备提供了一条新的途径。相扩散策略主要分为以下两种方法:1)球磨法(固相扩散法);2) 气相扩散法。图8.(a)固相合成法制备Fe掺杂ZIF-8的原理图。(b) M15-FeNC-NH3催化剂制备示意图。(c) Fe-N/C催化剂制备的示意图及ORR性能曲线。(d)气相扩散法制备Cu-SAs /N-C催化剂示意图。(e)金属氧化物热扩散法制备Cu ISA/NC催化剂原理图和Cu-N3-C、Cu-N3-V自由能演化图5)双模板策略:模板策略可以通过模板本身的空间约束效应来控制合成材料的形态、结构和几何尺寸。MOFs是合成TM-SACs的最佳前驱体或模板。外来模板的引入可以对MOFs的形态和尺寸进行一定的限制。三维骨架上的金属原子可以得到很好的保护,有效地避免了热解过程中单个原子的团聚。根据热解后是否需要额外繁琐的步骤去除外来模板,这种双模板策略主要分为以下两类:1)一步模板法:PS和盐模板法;2) 多步骤模板法:介孔SiO2、SiOX和有序介孔硅。图 9.(a)利用KCl模板制备了SCoNC催化剂的制备图和不同放大率的HAADF-STEM图像。(b)PS模板法制备具有分级多孔结构的FeN4/HOPC催化剂的制备示意图。(c)PS模板法制备Fe/Ni-NX-OC催化剂示意图04小结MOFs材料的优异特性为高负载量、高稳定性、高催化活性的单原子催化剂的制备提供了丰富的平台。目前还有许多需要解决的问题,主要包括以下几个方面:1)充分发挥MOF材料的结构多样性的优势,探索一些新的策略来制备TM-SACs。目前主要以ZIF结构为主来制备TM-SACs,可以充分挖掘其他结构的MOF材料来进行制备。2)TM-SACs的单原子活性位点通常以TM-N4为主,这种配位结构被认为具有良好的ORR活性。对活性中心的配位结构进行调整,可以使得它们的活性得到进一步提高。目前已有的调整方式主要包括构建双原子活性中心、引入非金属(S,P,B)、纳米粒子与单原子协同催化、构建客体基团等。3)提高过渡金属单原子的负载量。催化剂的活性与催化位点数目和本征活性息息相关。对于TM-SACs,在合成过程中最大程度地避免单原子的聚集,提高过渡金属的利用效率,将MOF前驱体中的金属位点最大程度地转变为TM-NX结构。 4)实现TM-SACs的大规模制备和通用策略制备。金属浓度过高会导致单原子催化剂在制备过程中极易发生团聚, 并且由于不同种类的金属的配位环境和物理化学性质不同,难以实现制备策略的通用化。因此,开发一种新的策略去实现TM-SACs的大规模制备和通用化制备显得尤为重要。5)利用先进的表征手段和原位技术,在原子水平上对催化剂的结构进行剖析,从而探究结构与性能的关系。这些技术为MOF材料为目标明确的TM-SACs的设计提供了指导。6)结合理论计算去探究TM-SACs的氧还原反应动力学和最佳反应路径,确定催化剂的真实活性位点和反应过程的决速步。这为催化剂的结构设计提供了理论支撑,从而更好地提高TM-SACs的性能。
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