最新刊期
      2026 年 第 51 卷 第 6 期

        C1化学与催化转化

      • CeO2暴露晶面对Rh-CeO2催化剂CO2甲烷化催化性能的影响

        杨红丽, 常盼盼, 董金诗
        2026, 51(6): 1-12. DOI: 10.12434/j.issn.2097-2547.20250332
        CeO<sub>2</sub>暴露晶面对Rh-CeO<sub>2</sub>催化剂CO<sub>2</sub>甲烷化催化性能的影响
        摘要：CO2甲烷化是实现“碳中和”的重要化学手段之一，然而开发具有高甲烷（CH4）选择性的催化剂具有一定挑战。采用煅烧法和水热合成法制备了不同微观形貌的CeO2载体，并负载质量分数为0.5%的Rh制备了CeO2暴露晶面不同的Rh-CeO2催化剂，通过不同表征方法，系统探究了CeO2暴露晶面对Rh-CeO2催化剂CO2甲烷化催化性能的影响。结果显示，0.5Rh-CeO2-NC（NC表示纳米立方体）催化性能最优，400 °C时CH4选择性高达76%，CH4产率为29.19%。CeO2(100)晶面在还原预处理后更容易形成表面氧空位，有利于CO2活化，并且富电子的Rh单原子聚集成纳米颗粒，加强了H2活化，从而促进了CH4生成。原位DRIFTS证实Rh-CeO2催化剂作用下，CO2甲烷化遵循甲酸盐路径与CO路径共存的机制，且两种路径的竞争关系受CeO2暴露晶面调控。  
        关键词：CO2甲烷化;Rh-CeO2催化剂;CeO2暴露晶面   
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        更新时间：2026-06-25

      • Pr3+掺杂PbTiO3光催化CO2还原性能研究

        黄雨欣, 阙美丹, 王亚博, 李晓虎, 张子涵, 吕江龙, 朱亮亮
        2026, 51(6): 13-22. DOI: 10.12434/j.issn.2097-2547.20250348
        Pr<sup>3+</sup>掺杂PbTiO<sub>3</sub>光催化CO<sub>2</sub>还原性能研究
        摘要：在大气CO2浓度升高引发气候问题以及“双碳”目标推进的背景下，钙钛矿型PbTiO3虽具有光催化应用潜力，但纯相PbTiO3因带隙较宽、光生电子-空穴分离效率低而催化性能受限，稀土离子掺杂被视为提升其光催化性能的有效方法。采用水热法制备了纯相PbTiO3以及La、Sm、Pr、Dy和Tm离子掺杂的PbTiO3，通过XRD、SEM和UV-Vis DRS等方法表征了催化剂的物相、形貌及光电性能等，并评价了催化剂光催化CO2还原性能。结果表明，Pr3+掺杂浓度为1%（物质的量分数）的PbTiO3呈尺寸为500~1100 nm的多边形块状，在CO2下300 W氙灯照射2 h后，该催化剂的CO、CH4产率分别达1.70 μmol/(g·h)、0.55 μmol/(g·h)，且呈现良好的稳定性。在60%N2/40%CO2混合气体下（其他条件不变），该催化剂的CO产量升至2.82 μmol/g，这是因为Pr3+掺杂为PbTiO3提供了4f轨道，减小了带隙宽度，促进了光生电子-空穴对分离，显著提升了催化剂光催化CO2还原性能。  
        关键词：光催化CO2还原;稀土掺杂;PbTiO3   
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        更新时间：2026-06-25

      • Ni/Ru基双催化剂两段式CO选择性甲烷化实验研究

        王豫飞, 罗春欢, 白伟, 董江峰, 吴波, 刘丽峰, 杨畅畅, 苏庆泉
        2026, 51(6): 23-29. DOI: 10.12434/j.issn.2097-2547.20250289
        Ni/Ru基双催化剂两段式CO选择性甲烷化实验研究
        摘要：针对碳基燃料重整氢气中CO深度脱除以及Ru基催化剂非贵金属替代问题，提出了基于Ni/Ru基双催化剂两段式CO选择性甲烷化（CO-SMET）技术。分别制备了Cl负载的Ru和Ni基催化剂，在入口气体为H2/CO2/CO（体积分数分别为75.0%、24.5%和0.5%）条件下，研究了其CO-SMET催化性能和CO甲烷化选择性。结果表明，一段式CO-SMET中，Cat-10Ni5Cl出口CO浓度（物质的量分数，下同）为17 μmol/mol，温度为310 ℃，CO甲烷化选择性为75.1%；Cat-1.5Ru4.5Cl出口CO浓度为32 μmol/mol，温度为250 ℃，CO甲烷化选择性为65.9%。Ni/Ru基双催化剂两段式CO-SMET出口CO浓度为8 μmol/mol，第一段和第二段温度分别为280 ℃和230 ℃，CO甲烷化选择性为80.0%。Cat-10Ni5Cl（作为第一段催化剂）在较低温度具有高CO甲烷化选择性，Cat-1.5Ru4.5Cl（作为第二段催化剂）在低温下具有高活性，两段式CO-SMET能够实现CO深度脱除，以实现Ru基贵金属催化剂的部分替代。  
        关键词：重整氢气;甲烷化;CO脱除;催化剂   
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        更新时间：2026-06-25
      • 贾玉清, 左磊杰, 李永辉, 申学峰
        2026, 51(6): 30-36. DOI: 10.12434/j.issn.2097-2547.20250288
        低有机模板剂用量合成SAPO-34分子筛及其甲醇制烯烃催化性能研究
        摘要：为了合成纯相的SAPO-34分子筛并使其具有较好的甲醇制烯烃（MTO）催化性能，一般需要添加较多的有机模板剂。然而，较高的有机模板剂用量不仅会提高SAPO-34分子筛的合成成本，而且在后处理的过程中还会对环境产生污染。在低有机模板剂添加量下（n(三乙胺+四乙基氢氧化铵):n(P2O5) = 1.7:1.0），添加氨水和不添加氨水分别导向合成了SAPO-34分子筛。结果表明，相对于不添加氨水合成的SAPO-34分子筛（C-SAPO-34），添加氨水合成的SAPO-34分子筛（L-SAPO-34）的结晶度升高，晶体骨架中硅含量升高，酸强度升高。L-SAPO-34的晶体骨架中，硅原子以Si(Al)4形式存在，较高的硅含量说明存在较多的反应活性位点。反应活性位点增多有利于减小每个活性位点在MTO反应中的甲醇分压，有助于提高双烯（乙烯+丙烯）选择性，同时，也可以降低积炭速率，延长分子筛的使用寿命。  
        关键词：SAPO-34分子筛;有机模板剂;甲醇制烯烃;反应活性位点   
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        更新时间：2026-06-25

        低碳分子转化合成

      • 草酸二甲酯加氢制乙二醇Cu/SiO2基催化剂研究进展

        王佳杰, 李文龙, 赵安民, 李扬, 胡志彪, 杜佳奇, 宋元江, 王小莉
        2026, 51(6): 37-51. DOI: 10.12434/j.issn.2097-2547.20250293
        草酸二甲酯加氢制乙二醇Cu/SiO<sub>2</sub>基催化剂研究进展
        摘要：煤制乙二醇（EG）路线是我国煤炭清洁高效利用战略的核心技术之一，草酸二甲酯（DMO）加氢制EG是煤制EG路线的关键步骤。Cu/SiO2基催化剂因其良好的催化性能和可控的成本实现了在DMO加氢制EG中的工业化应用。然而，现有技术还存在H2循环能耗大、催化剂寿命短等问题。首先，介绍了DMO加氢反应路径、催化剂活性位点与构效关系和失活机理。然后，从构效关系和工业应用角度出发，对复合制备工艺、助剂改性和催化剂微观-介观结构设计等活性中心调控策略进行了分析。最后，对用于DMO加氢制EG的Cu/SiO2基催化剂的未来发展进行了展望，如研究催化剂表面物种的动态演变及失活机理、寻找更有效的活性中心调控指标和研制适应低n(H2)/n(DMO)的Cu/SiO2基催化剂及其配套工艺。  
        关键词：乙二醇;草酸二甲酯;Cu/SiO2基催化剂;反应机理;活性中心调控   
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        更新时间：2026-06-25
      • 谢冬民, 方松, 陈柳云, 徐超, 肖本端, 苏通明, 秦祖赠
        2026, 51(6): 52-64. DOI: 10.12434/j.issn.2097-2547.20250276
        载体形貌对Cu/SiO<sub>2</sub>催化草酸二甲酯加氢制乙二醇反应稳定性的影响
        摘要：草酸二甲酯（DMO）加氢反应是制备乙二醇（EG）的一条兼具经济性与技术性的绿色路线。采用水热法制备了纳米颗粒状、块状以及球状SiO2载体并以此为载体制备了Cu基催化剂，探究了载体形貌对Cu/SiO2催化DMO加氢反应稳定性的影响。采用XRD、SEM、XPS和H2-TPR等对催化剂物化性质进行了分析。结果表明，Cu/SiO2的稳定性受SiO2载体形貌影响。反应70 h后，Cu/SiO2-N（N代表纳米颗粒状）的DMO转化率和EG选择性分别达到98.4%和89.5%，没有出现明显的失活。与块状和球状SiO2负载的催化剂以及商用催化剂相比，Cu/SiO2-N具有更高的稳定性。稳定性提高主要归因于Cu/SiO2-N的Cu+与Cu0相对含量之比较大，抗积碳性能较好。  
        关键词：草酸二甲酯;加氢;乙二醇;载体形貌;稳定性   
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        更新时间：2026-06-25

      • Ni改性Cu/SiO2催化草酸二甲酯加氢制乙醇酸甲酯性能研究

        刘宗海, 姜伊科, 袁满, 何建龙, 闫捷
        2026, 51(6): 65-69. DOI: 10.12434/j.issn.2097-2547.20250316
        Ni改性Cu/SiO<sub>2</sub>催化草酸二甲酯加氢制乙醇酸甲酯性能研究
        摘要：草酸二甲酯（DMO）加氢制乙醇酸甲酯（MG）具有环境友好、MG产率较高等优点。为优化DMO加氢制MG催化剂的结构与催化性能，采用同步蒸氨法制备了一系列不同NiO质量分数的Ni改性Cu/SiO2，并利用N2物理吸/脱附、XRD和H2-TPR对催化剂进行了表征。在固定床微型反应装置上评价了催化剂的催化性能。结果表明，NiO质量分数对催化剂的织构性质无明显影响。在反应温度为210 ℃、压力为2 MPa和n(H2)/n(DMO) = 100的条件下，NiO质量分数为10%的10Ni-Cu/SiO2表现出较好的催化性能，其DMO转化率、MG选择性和MG产率分别为98.3%、95.4%和93.8%。此外，10Ni-Cu/SiO2具有良好的稳定性，其催化性能可在500 h内保持稳定。  
        关键词：同步蒸氨法;Ni改性;草酸二甲酯;加氢;乙醇酸甲酯   
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        更新时间：2026-06-25

        绿色低碳化工技术

      • 功能性COF-Br-SO3Li材料的制备及锂离子传导性能研究

        王英姑, 杨时进, 陈绘宇, 赵付来, 李震
        2026, 51(6): 70-78. DOI: 10.12434/j.issn.2097-2547.20250270
        功能性COF-Br-SO<sub>3</sub>Li材料的制备及锂离子传导性能研究
        摘要：共价有机框架材料（COFs）凭借其结构可设计性、良好热/化学稳定性和有序孔道，在固态电解质基体材料方面展现出较大应用潜力。然而，现有磺酸功能化COFs基固态电解质材料结构单一，限制了其性能提升。采用溶剂热法合成含溴基锚定点的COF-Br，通过威廉姆逊醚合成反应引入磺酸功能性基团，成功制备了功能性COF-Br-SO3Li材料，并将其与聚环氧乙烷（PEO）复合，制备了新型复合固态电解质薄膜。通过XRD、FT-IR和TGA等表征手段，验证了制备的COFs具有良好的结晶性、多孔性和热稳定性。电化学性能表征结果表明，30 ℃下，COF-Br-SO3Li固态电解质的锂离子传导率为2.5 × 10-5 S/cm，活化能为0.25 eV，电化学稳定窗口拓宽至5.2 V，锂离子迁移数提升至0.65。在锂对称电池循环充放电测试（500 h）过程中，该固态电解质表现出良好的界面稳定性，以及优异的抑制锂枝晶生长性能。  
        关键词：共价有机框架;磺酸功能化;固态电解质;锂离子传导   
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        更新时间：2026-06-25

      • 纳米限域对页岩油-CO2体系相行为的影响

        陈影影, 杨付林, 陈雄
        2026, 51(6): 79-86. DOI: 10.12434/j.issn.2097-2547.20250253
        纳米限域对页岩油-CO<sub>2</sub>体系相行为的影响
        摘要：研究页岩油藏油-CO2体系相行为，对于页岩油气高效开采至关重要。基于毛细管压力和流体临界点偏移的影响，构建了考虑纳米限域效应的气液平衡（VLE）模型，预测相对误差小于等于1.53%。在此基础上，以Eagle Ford和Wolfcamp页岩油为研究对象，开展了页岩油-CO2体系相行为研究。结果表明，由于存在纳米限域效应，抑制了泡点压力，延缓了气体从液相分离，导致较低的气油比，从而有助于页岩油开采。纳米限域效应下，气-液相密度差变小，导致气液界面张力减小。储层孔隙半径越小，纳米限域效应越显著，CO2与油越易发生混相。随着孔隙半径减小，气液界面张力首先缓慢减小，然后快速减小，其中孔隙半径20 nm为该过程转折点；而毛细管压力先升后降，其中孔隙半径5 nm为该过程转折点。本研究可为优化CO2注入策略及提高页岩油采收率提供参考。  
        关键词：纳米限域效应;相行为;页岩油;气液平衡;气液界面张力   
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        更新时间：2026-06-25

        分离材料与净化技术

      • 金属有机框架材料吸附分离CF4和NF3的研究进展

        景旭亮, 班渺寒, 袁岚, 张伟
        2026, 51(6): 87-94. DOI: 10.12434/j.issn.2097-2547.20250210
        金属有机框架材料吸附分离CF<sub>4</sub>和NF<sub>3</sub>的研究进展
        摘要：CF4和NF3是两种重要的含氟电子特气，但因两者性质相近，纯化和分离难度较大。金属有机框架（MOF）材料作为一种孔结构可调节的新型吸附剂，广泛用于含氟电子气体的选择性吸附。综述了MOF材料吸附分离CF4和NF3的研究进展，汇总了各种MOF材料的吸附量、CF4/N2和NF3/N2吸附选择性以及循环使用寿命等，分析了孔隙结构、金属中心路易斯酸性和配体取代基供电子能力等性质对其吸附性能的影响。在此基础上，重点探讨了MOF材料在CF4中微量NF3脱除以及NF3中微量CF4脱除方面的研究进展。高通量计算不仅可以快速获得各种MOF材料的吸附性能，还能为目标MOF材料的设计和优化提供指导。最后，分析了现有MOF材料在吸附分离CF4和NF3方面的不足，并对其未来研发方向进行了展望。  
        关键词：金属有机框架材料;CF4;NF3;吸附量;高通量计算   
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        更新时间：2026-06-25

      • ZnS粒径对其氧化行为及产物ZnO脱硫再生循环性能的影响

        杨婷婷, 寇佳伟, 杨超, 樊惠玲
        2026, 51(6): 95-103. DOI: 10.12434/j.issn.2097-2547.20250206
        ZnS粒径对其氧化行为及产物ZnO脱硫再生循环性能的影响
        摘要：氧化锌（ZnO）是工业生产中广泛使用的一种精脱硫剂，因再生困难，难以循环利用。现有研究主要集中于温度、氧气浓度和空速等操作条件对ZnO再生率、组成和结构等的影响，而脱硫产物硫化锌（ZnS）粒径对ZnO脱硫再生循环性能的影响尚不明确。采用水热法制备了不同粒径（13.98 nm、18.48 nm和33.00 nm）的ZnS，并进行了氧化再生/脱硫循环测试。利用XRD、N2吸/脱附和XPS等表征手段，比较了3次氧化再生中样品的组成和结构，研究了ZnS粒径对ZnO脱硫再生循环性能的影响。结果表明，ZnS粒径对氧化再生速率、再生ZnO晶粒尺寸和织构性质具有显著影响。ZnS粒径越小，氧化再生速率越快，氧化时间最大缩短了60 min，氧化再生产物ZnO的晶粒尺寸越小、比表面积越大，在氧化再生/脱硫循环测试中具有越高的脱硫活性。但是，3次循环后，小粒径ZnS的氧化再生产物ZnO晶粒尺寸增幅最大（68.7%），比表面积减幅最大（29.0%），生成硫酸锌（ZnSO4）最多，因此脱硫性能降幅最大（32.6%）。  
        关键词：ZnS;ZnO;氧化再生;脱硫;粒径影响   
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        更新时间：2026-06-25

        制氢与氢能开发利用

      • 李雯, 孙川然, 何磊, 王林, 马晓宇, 周太刚, 雷宪章
        2026, 51(6): 104-114. DOI: 10.12434/j.issn.2097-2547.20250386
        TiO<sub>2</sub>纳米管负载钯基催化剂的制备及其N-甲基吲哚高效脱氢性能
        摘要：液态有机氢载体（LOHC）储氢安全性能高、反应条件温和，是一种具有发展前景的储氢策略。然而，该技术的脱氢反应对催化剂要求较高，开发在低温条件下实现LOHC高效脱氢的催化剂至关重要。采用高温水热法合成了一系列TiO2纳米管（TNT）载体，并通过浸渍法负载Pd，制备了不同Pd基催化剂，考察了其对八氢-N-甲基吲哚（8H-NMID）的脱氢性能。采用XRD、SEM、TEM和XPS等对催化剂的物化性质进行了表征，并探究了催化剂的构效关系。结果表明，水热处理可以增大催化剂的比表面积和氧空位密度，其中Pd/TNT-150-24的比表面积和氧空位密度最大。Pd/TNT-150-24催化性能良好，在180 ℃下反应6 h能够实现8H-NMID完全脱氢，该催化剂的8H-NMID转化率和N-甲基吲哚（NMID）选择性均可达到100%。动力学研究表明，8H-NMID的脱氢速率与反应温度呈正相关，表观活化能为134.48 kJ/mol。此外，Pd/TNT-150-24具有良好的稳定性，连续运行5次后，其脱氢效率仍保持在84.8%。  
        关键词：TiO2纳米管;N-甲基吲哚;脱氢催化剂   
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        更新时间：2026-06-25

      • 膜-变压吸附耦合工艺掺氢天然气提纯氢气的实验研究

        梁军, 陶宇鹏, 殷文华, 王永立, 张金亮, 鲁德华
        2026, 51(6): 115-123. DOI: 10.12434/j.issn.2097-2547.20250272
        膜-变压吸附耦合工艺掺氢天然气提纯氢气的实验研究
        摘要：由于氢气密度小，采用高压长管拖车运输氢气经济性不高，天然气管道掺混输送氢气是解决长距离大规模运输氢气的有效途径之一。采用膜-变压吸附（Pressure Swing Adsorption，PSA）耦合工艺对掺氢比5.0%~20.0%（体积分数，下同）天然气分离氢气进行了实验研究，对比分析了天然气掺氢比、压力、流量及二氧化碳含量等主要因素对氢气分离效率的影响。结果表明，天然气掺氢比对氢气分离效率的影响最为显著，掺氢比越大，氢气分离成本越低。掺氢天然气压力越高，氢气回收率越大。进料流量越大，氢气回收率反而减小。二氧化碳和氢气在透过聚合物膜时会形成较强的渗透竞争，二氧化碳对氢气分离的效率会产生较大影响。在掺氢天然气压力4.0 MPa、掺氢比5.0%~20.0%条件下，可实现从掺氢天然气中高效分离出纯度99.999%（体积分数）的高纯氢气，氢气总回收率达90%，理论能耗为0.5~1.0 kWh/m3（以氢气计）。  
        关键词：掺氢天然气;氢气分离提纯;膜分离;变压吸附   
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        更新时间：2026-06-25

        水合物技术

      • 纳米SiO2分散液中CO2水合物生成促进与稳定机制实验研究

        方嘉俊, 李丹, 姚豪, 秦蕊, 庞维新, 李爱蓉
        2026, 51(6): 124-136. DOI: 10.12434/j.issn.2097-2547.20250354
        纳米SiO<sub>2</sub>分散液中CO<sub>2</sub>水合物生成促进与稳定机制实验研究
        摘要：CO2水合物技术在碳捕集与封存（CCS）领域具有广阔的应用前景。然而，在工业应用中该技术仍存在水合物成核与生长过程缓慢、稳定性差、易受环境温压波动影响而分解等问题。为探究纳米SiO2对CO2水合物生成的促进作用及其稳定性的影响机制，通过实验对纳米SiO2分散液和纯水体系中CO2水合物的成核诱导时间、生成速率以及分解行为等进行了研究。结果表明，加入粒径为60 nm、质量分数为0.5%的SiO2后，CO2水合物的成核诱导时间从纯水体系中的36 min显著缩短至24 min，平均生成速率则由0.198 mmol/min提高至0.288 mmol/min，增幅达45%。并且在293.15 K和101.325 kPa条件下，水合物的分解时间由39 min延长至90 min，稳定性显著增强。纳米SiO2在一定程度上可以通过其大的比表面积和表面活性降低CO2水合物的成核能垒，促进非均相成核和反应热散逸；同时也可以在CO2水合物表面形成包裹层，减缓环境热传递，进而提高CO2水合物的生成速率与稳定性。本研究可为纳米材料强化水合物技术在CCS领域的应用提供参考。  
        关键词：CO2水合物;纳米SiO2;生成速率;稳定性   
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        更新时间：2026-06-25
      • 莫培焯, 朱林勇, 梁会永, 李星泊
        2026, 51(6): 137-144. DOI: 10.12434/j.issn.2097-2547.20250150
        聚乙烯己内酰胺对天然气水合物失稳机制影响的分子动力学模拟
        摘要：水合物堵塞是深水油气资源开发过程中面临的安全挑战。其中，水合物的成核、团聚及其失稳过程是治理水合物堵塞的关键环节，而目前聚乙烯己内酰胺（抑制剂）对天然气水合物失稳机制影响尚未得到明确阐释。采用分子动力学模拟（MD）和密度泛函理论（DFT）方法，研究了聚乙烯己内酰胺存在下天然气水合物团聚体在拉伸和压缩载荷作用下的失稳过程。分析了水合物团聚体内失稳应力、杨氏模量、笼型结构体数量、水分子数量及分子间相互作用等关键参数的变化规律。结果表明，水合物团聚体在拉伸载荷下表现为局部失稳脆断，而在压缩载荷下则表现出应变软化及整体失稳破裂。抑制剂通过扩大氢键网络强度的差异性，并形成排斥作用及空间位阻效应，显著降低了水合物团聚体的力学性能和结构稳定性。具体表现为加入抑制剂后，水合物团聚体拉伸和压缩极限失稳应力分别降低约44.17%和29.62%，同时刚度和抵抗外部载荷的能力也有所减弱。此外，抑制剂抑制了水分子的有序排列、51262笼型结构体的形成及水合物笼的重组行为，使水合物团聚体在外部载荷作用下更易发生结构变形和失稳破裂。  
        关键词：天然气水合物;失稳应力;抑制剂;分子动力学   
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