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  • 刊期：单月刊
  • 创刊时间：1976年
  • 国际标准连续出版物号：ISSN 2097-2547
  • 国内统一连续出版物号：CN 51-1807/TQ
  • 主管单位：中国昊华化工集团股份有限公司
  • 主办单位：西南化工研究设计院有限公司
  • 主编：陈健
  • 执行主编：王啸
  • 副主编：张俊杰
  • 编辑出版：《低碳化学与化工》编辑部
  • 电话：028-85964717/85963476
  • E-mail：dthxyhg@swchem.com
  • 地址：四川省成都市机场路近都段393号
  • 国内邮发代号：62-269
  • 国外发行代号：BM2893
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Volume 50 期 9，2025 2025年50卷第9期

  • C1化学与催化转化

    瞿凡, 殷富, 魏宇学, 孙松, 王飞, 常强, 张成华

    2025, 50(9): 1-9. DOI: 10.12434/j.issn.2097-2547.20240492
    摘要：异构合成是由合成气（CO + H2）直接合成异丁烯和异丁烷的反应，目前该反应主要使用ZrO2基催化剂，但反应条件普遍较为苛刻，并且催化剂的CO转化率和C4烃类选择性均较低。为了解决单一ZrO2活化CO生成C1物种性能较弱的问题，对CuZnAl催化剂与ZrO2耦合形成的双功能催化剂进行了研究。分别以共沉淀法、浸渍法和物理混合法制备了双功能催化剂，并对其织构性质、氧化物质量分数和晶相结构等进行了表征。在合成气组成为n(CO):n(H2) = 1:1、温度为260 ℃、压力为2 MPa和空速为6000 mL/(g·h)的条件下反应72 h评价了催化剂催化生成C4烃类的性能。结果表明，浸渍法所得CZA-ZrO2(im)的表面ZrO2与CuZnAl产生了强相互作用且表面酸碱性适宜，有利于在CuZnAl上生成CH3O*等物种，并在ZrO2作用下生成C4烃类异构体。CZA-ZrO2(im)的CO转化率、C4烃类选择性和C4烃类异构体在C4烃类中的占比（物质的量分数）分别为5.9%、15.1%和79.7%。  
    关键词：ZrO2;CuZnAl催化剂;双功能催化剂;C4烃类;合成气转化   
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    更新时间：2025-09-26

  • C1化学与催化转化

    吕人杰, 樊昱辰, 刘祎琳, 田大林, 王斌荣, 张浩, 由长福, 王海名

    2025, 50(9): 10-16. DOI: 10.12434/j.issn.2097-2547.20240491
    摘要：煤矿开采过程中的风排瓦斯是重要的甲烷排放源，由于甲烷浓度低、排量大等特点造成其规模化处理难度较大。催化氧化技术能够在较低温度下有效去除低浓度甲烷，该技术的关键在于研发低成本、高性能的催化剂。选用不同价态和晶型的锰氧化物作为催化剂，在固定床中探究了其对低浓度甲烷的催化氧化性能，利用TG、XRD、SEM、XPS和H2-TPR等手段对催化剂的理化性质进行了表征分析并探讨了可能的反应机理。结果表明，MnO2（β-MnO2）相较于Mn2O3具有更高的催化活性，MnO2的起活温度（t10）和完全氧化温度（t90）分别为365 ℃和505 ℃，显著低于Mn2O3（t10 = 655 ℃，t90 = 795 ℃）。TG分析表明MnO2在550 ℃以上会逐渐失氧转变为Mn2O3，这可能会导致催化剂的活性发生变化。在同一价态下，α-MnO2较β-MnO2具有更高的甲烷催化氧化性能，α-MnO2的t90为433 ℃。H2-TPR分析表明α-MnO2具有较低的还原温度，晶格氧活性更强。α-MnO2在550 ℃下经过24 h的反应后甲烷转化率下降了近8%，这表明未来仍需进一步提升锰氧化物的稳定性。本研究可为经济高效锰基催化剂的开发提供参考。  
    关键词：锰氧化物;晶相;甲烷催化氧化;催化活性   
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    更新时间：2025-09-26

  • 绿色低碳化工技术

    明红芳, 贾晓浩, 陈峰, 郭鹏辉, 杨培恒, 秦锋, 樊燕芳, 刘梦溪

    2025, 50(9): 17-26. DOI: 10.12434/j.issn.2097-2547.20240499
    摘要：将流化催化裂化（FCC）废催化剂作为廉价硅源，制备固态胺CO2吸附剂，能够实现废催化剂的高值化利用，并同时达到碳减排的双重目标，从而实现“以废治废”。首先采用碱溶法从FCC废催化剂中提取硅，制备了一系列介孔二氧化硅泡沫材料（MCF-Nx）作为载体；随后通过聚乙烯亚胺（PEI）负载改性，制备了具有高CO2吸附量和优异循环稳定性的固态胺吸附剂MCF-Nx-PEIy。通过调节矿化剂NH4F与模板剂三嵌段共聚物（P123）的质量比（x = 0.0113、0.0226或0.0339），优化了MCF-Nx的孔结构。通过XRD、N2吸/脱附、SEM、TEM和FT-IR等表征手段分析了泡沫载体和吸附剂的结构与形貌，并考察了PEI负载量、吸附温度以及水汽对MCF-Nx-PEIy在模拟烟气（10%CO2/90%N2，体积分数）中CO2吸附性能的影响。结果表明，当NH4F与P123的质量比为0.0226时，获得了最优结构的载体MCF-N0.0226，其平均孔径为10.7 nm，有利于PEI的负载。在该载体上负载质量分数50%的PEI所制备的MCF-N0.0226-PEI50表现出最佳的CO2吸附量。在吸附热力学与动力学的共同作用下，MCF-N0.0226-PEI50的CO2吸附量随着吸附温度的升高先增大后减小，在75 ℃时，达到烟气条件下的最大值3.13 mmol/g；此外，在烟气中加入水汽可显著促进CO2的吸附，使得CO2吸附量增大至6.08 mmol/g。在30次烟气吸附-解吸循环中，吸附剂的CO2吸附量保持稳定，展现出优异的循环稳定性。废FCC催化剂源的介孔二氧化硅泡沫载体具有三维孔道结构和高孔容，这有利于PEI的分散，同时促进了CO2的扩散，从而在增大CO2吸附量的同时显著提高了胺效率，显示出在烟气CO2捕集中的应用潜力。  
    关键词：废FCC催化剂;聚乙烯亚胺;介孔二氧化硅泡沫;固态胺;烟气CO2捕集   
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    更新时间：2025-09-26

  • 绿色低碳化工技术

    任晓灵, 王晓燕, 尹朋建, 李剑颖, 赖金丽, 任一, 王晰, 王成君

    2025, 50(9): 27-35. DOI: 10.12434/j.issn.2097-2547.20240374
    摘要：对垃圾分类背景下的生活垃圾管理全流程开展碳排放核算，分析碳排放关键环节，可为碳减排提供数据支撑。以北京市某典型社区为研究对象，对该社区厨余垃圾和其他垃圾的收集、运输和处理全流程进行了物质流分析，基于生命周期法（LCA）绘制了碳排放核算边界图，建立了碳排放核算方法。通过碳排放核算及分析，发现该社区生活垃圾管理全流程中碳排放关键环节为其他垃圾中化石碳焚烧，产生的直接碳排放为612.70 kg/d，其中塑料和纸类焚烧是造成直接碳排放高的主要因素。厨余垃圾管理全流程净碳排放为3.36 kg/d，各环节碳排放贡献从大到小依次为：厌氧消化系统（7.95 kg/d）、沼液处理（6.55 kg/d）、垃圾收运（2.38 kg/d）、预处理（1.25 kg/d）和固渣焚烧（0.65 kg/d）。垃圾焚烧产生了大量CO2，未来CO2捕集与利用技术或将成为垃圾焚烧主要的降碳路径。可以通过源头限塑或塑料回收减少垃圾量，从而降低生活垃圾管理全流程的碳排放；也可以通过厨余垃圾精细化分类降低厨余垃圾处理设施负荷及固渣产出量，从而降低碳排放。厨余垃圾管理全流程碳减排还可以通过产出物高值化利用来实现。  
    关键词：社区生活垃圾;垃圾分类;碳排放;生命周期法   
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    更新时间：2025-09-26

  • 分离材料与净化技术

    王甜, 卜婷婷, 杨淑萍, 周金波, 孙世林, 马艳捷, 苟文甲

    2025, 50(9): 36-47. DOI: 10.12434/j.issn.2097-2547.20240439
    摘要：工业生产中含氧烃类尾气因含氧量高，通常无法循环利用。常见的脱氧技术主要包括化学吸附脱氧、焦炭燃烧脱氧、催化脱氧和物理变压吸附脱氧等。贵金属（Pt、Pd和Ag）和非贵金属（Cu、Mn、Ni、Mo和Fe）催化剂在含氧烃类尾气脱氧领域被广泛研究。介绍了多种含氧烃类尾气脱氧方法，综述了贵金属和非贵金属脱氧催化剂的研究进展，并展望了脱氧催化剂发展面临的挑战与趋势。贵金属脱氧催化剂工业应用成熟，但存在催化剂成本高、原料气组分含量要求严格，以及污染环境等问题。由于高效且绿色环保的特点，非贵金属脱氧催化剂已逐渐成为研究热点，并有望成为未来脱氧催化剂的发展方向。  
    关键词：脱氧;贵金属脱氧催化剂;非贵金属脱氧催化剂;含氧烃类尾气   
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    更新时间：2025-09-26

  • 分离材料与净化技术

    欧镱雯, 曾成, 覃睿, 卢苇

    2025, 50(9): 48-56. DOI: 10.12434/j.issn.2097-2547.20240382
    摘要：为提高气体分离过程能量利用效率，提出了一种余热驱动的气体分离系统。该系统由多个分子交换流分离器级联排列组成，并采用努森泵进行连接。引入理想效率和热能利用效率作为评价指标，对系统进行了热力学分析，探讨了余热温度、产品气体目标组分（混合气体中分子质量较小的组分）浓度（物质的量分数），以及混合气体组分分子质量比对系统的影响。结果表明，在330~360 K范围内，热腔温度越高，理想效率越高，热能利用效率越低；360 K时理想效率最高（0.428），比330 K时（0.419）提高了2.1%；360 K时热能利用效率最低（0.307），比330 K时（0.416）降低了26.2%。在0.7~0.9浓度范围内，产品气体目标组分浓度越高，理想效率和热能利用效率均越高；浓度为0.9时理想效率最高（0.428），比浓度为0.7时（0.320）提高了33.8%；浓度为0.9时热能利用效率最高（0.307），比浓度为0.7时（0.219）提高了40.2%。混合气体组分分子质量比越小（He-Ar（10）、He-Ne（5）和Ne-Ar（2）），理想效率和热能利用效率均越低；分子质量比为2时理想效率最低（0.098），比分子质量比为10时（0.518）降低了81.0%；分子质量比为2时热能利用效率最低（0.061），比分子质量比为10时（0.340）降低了82.0%。  
    关键词：气体分离;分子交换流;效率;低品位热能;能耗;热力学分析   
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    更新时间：2025-09-26

  • CCUS技术

    任恩泽, 张金龙, 吴隆庆, 杨冲, 金显杭, 何秀容, 郑敏, 宋自强

    2025, 50(9): 57-67. DOI: 10.12434/j.issn.2097-2547.20240474
    摘要：在CO2捕集技术中，化学吸收法是最成熟的方法，但该方法使用的传统吸收剂再生能耗较高。贫水/无水相变吸收剂采用高沸点、低蒸发焓的有机溶剂代替水，可显著降低再生能耗。综述了贫水/无水有机胺相变吸收剂的研究进展，主要分析了贫水/无水有机胺相变吸收剂的CO2吸收性能、再生能耗和分相机理，并对未来该吸收剂的发展进行了展望。  
    关键词：CO2捕集;有机胺;相变吸收剂;再生能耗   
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    更新时间：2025-09-26

  • CCUS技术

    余伟胜, 徐绍良, 尚雷旺, 刘孔忠

    2025, 50(9): 68-74. DOI: 10.12434/j.issn.2097-2547.20240424
    摘要：离岸CO2捕集与化学利用（OCCCU）技术对于沿海地区能源和工业领域实现净零排放以及对于保障远洋航运和海洋油气产业低碳转型具有重要意义。基于OCCCU技术与船舶运输、海洋油气及海上可再生能源产业链之间的集成耦合分析，明确了离岸基础设施CO2捕集、船舶CO2捕集、直接海洋捕集（DOC）、离岸CO2加氢制甲烷和离岸CO2电催化制甲醇等典型OCCCU技术的基本概念和技术路线。在此基础上，系统阐述了OCCCU技术的研发、示范与应用现状。针对OCCCU技术存在的成本高昂、规模化验证不足、上下游耦合程度低及海洋施工条件复杂等核心问题，提出了OCCCU技术的发展趋势和重点创新方向。通过面向真实工况的技术研发以及面向应用场景的工程示范，能够极大推动OCCCU技术的规模化与商业化应用进程，进而构建基于沿海油气田聚集区域和深远海大型可再生能源基地的OCCCU产业集群。  
    关键词：离岸;CO2捕集与化学利用;CO2加氢;CO2电催化   
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    更新时间：2025-09-26

  • CCUS技术

    卢迪, 王永昌, 王帝

    2025, 50(9): 75-82. DOI: 10.12434/j.issn.2097-2547.20240395
    摘要：海洋封存CO2可有效减少碳排放，但其存在CO2泄漏风险，且泄漏具有隐蔽性。研究海洋封存CO2泄漏扩散规律，对维持海底稳定性、保护海洋工程设施，以及保障海上平台人员和海洋生态安全有重要意义。对海洋封存CO2泄漏扩散特性及监测技术的研究进展进行了综述，并对该领域模型构建和跨学科合作等发展趋势进行了展望。  
    关键词：海洋封存;CO2泄漏;扩散规律;泄漏监测   
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    更新时间：2025-09-26

  • CCUS技术

    张增伟, 美合日阿依· 穆太力普, 李立雯, 杜庶铭, 徐冬

    2025, 50(9): 83-90. DOI: 10.12434/j.issn.2097-2547.20240431
    摘要：碳捕集吸收剂的降解不仅会使CO2浓度下降，还可能会导致设备腐蚀并增大碳捕集成本，探究吸收剂在高温条件下的降解特性对于选择合适的碳捕集材料至关重要。以质量分数为30%的乙醇胺（MEA）为基准胺，分别对MEA、二乙醇胺（DEA）、三乙醇胺（TEA）、3-氨基丙醇（MPA）和4-氨基丁醇5种醇胺进行了热降解特性实验研究。通过分析醇胺的降解率、CO2饱和负载下降率和黏度下降率等参数，探究了不同种类醇胺溶液在热降解过程中的变化规律，并结合气质联用色谱（GC-MS），进一步揭示了醇胺溶液吸收剂的降解机理。结果表明，经过16 d的热降解，MEA、DEA、TEA、MPA和4-氨基丁醇的降解特性呈现出明显差异。随着碳链增长，MEA、MPA和4-氨基丁醇的各项降解参数均有所减小，其中4-氨基丁醇最为稳定。对于伯胺MEA、仲胺DEA和叔胺TEA而言，DEA的热稳定性能最差，—CH2CH2OH基团数量的增大并不会增强这3种胺的热降解性能。GC-MS检测结果表明，醇胺的热降解产物较少，其中MPA与4-氨基丁醇生成了哌嗪（PZ），PZ可能抑制了这两种胺的降解。4-氨基丁醇更易发生脱水环化反应，生成四氢吡咯。DEA与TEA的主要降解产物相似，但DEA降解产物数量更多。以上结果，可为优化碳捕集材料的选择提供实验依据。  
    关键词：醇胺;热降解;降解机理;结构变化   
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    更新时间：2025-09-26
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