随着全球对清洁能源和高效储能技术需求的不断增长,锂离子电容器(LICs)在电动汽车、便携式电子设备及大规模储能系统中的应用日益广泛。导电添加剂作为电极材料的重要组成部分,通过构建高效的电子传输网络,在提升LICs电化学性能方面发挥着关键作用。系统综述了导电添加剂在LICs中的作用机制、主要类型及其对器件性能的影响,重点分析了石墨烯、碳纳米管等新型导电添加剂的应用实例与性能优势。此外,还探讨了复合导电添加剂的协同效应,并梳理了导电添加剂的产业化现状及未来发展趋势。本综述可为LICs的优化设计与应用开发提供理论依据与实践参考。
氨分解制氢是实现“碳中和社会”的重要路径,其催化效率受载体材料调控作用的显著影响。基于Al和Y元素电子结构相似但分属主族和副族的特性,系统对比了Y2O3和Al2O3载体在Co基催化剂中的差异化机制;通过XRD、BET、SEM、XPS、H2-TPR、NH3-TPD对催化剂进行了表征。结果表明,虽然Al和Y均为+3价,但Y作为稀土副族元素,其独特的4f电子构型使Y2O3载体具有更丰富的氧空位和更强的电子给体能力,显著促进了活性Co2+物种的形成和分散;虽然Al2O3具有更高的比表面积和热稳定性,但主族元素Al与Co形成的CoAl2O4尖晶石相活性较低;10Co/Y2O3在700 ℃时氨转化率达100%,单位比表面积活性为10Co/Al2O3的3.2倍。研究结果为基于元素周期律的理性设计催化剂提供了新思路。
电催化水分解制氢是可再生能源存储与消纳的重要技术手段。基于析氢反应机理,从活性组分尺寸调控的视角,系统综述了析氢反应催化剂从体相材料、多维纳米结构到纳米簇、单原子以及单原子-纳米簇协同体系的结构演变过程。大量文献研究表明,随着活性物种尺寸的减小,催化剂的金属原子利用率显著提升;纳米簇与单原子催化剂因其独特的量子尺寸效应和配位环境,在降低贵金属用量的同时展现了超越传统体相材料的本征活性;特别是单原子与纳米簇的协同体系,通过双位点机制有效促进了水分子的解离与氢气的脱附,显著提升了碱性析氢反应动力学。基于此,未来的研究应聚焦于多尺度结构调控与精准合成,深入揭示反应过程中的动态构效关系,从而设计兼具高活性、高稳定性及宽pH适应性的低成本催化剂。
含氧塑料因性能优异需求激增,其废物处理成为亟待解决的环境难题。现有处理方法中,化学回收法中的催化氢解技术因能将含氧塑料定向转化为高附加值化学品(如单体、燃料),被认为是契合可持续发展理念的绿色策略。均相催化剂凭借反应条件温和、产物选择性可控等优势,在催化氢解技术领域展现出显著潜力。系统总结了近年来含氧塑料催化氢解均相催化剂的研究进展,重点聚焦催化剂设计、反应条件优化、产物调控机制及构效关系,为推动该技术的工业化应用提供了理论参考。
采用Pd和PdCu纳米粒子对棒状ZnO进行修饰,以拓宽ZnO光谱响应范围及降低光生载流子复合率,进而提高其光催化活性。通过溶剂热法合成棒状ZnO,控制金属总质量分数为3%,对比探究了Pd/ZnO和PdCu/ZnO的结构及光学特性,并关联了其催化性能。结果表明,Pd和PdCu修饰均会产生局域表面等离子体共振效应,促进光生电子与空穴的分离,提高可见光利用率;与Pd/ZnO相比,PdCu/ZnO虽具有更小的禁带宽度及更高的氧空位占比,但Pd/ZnO对光生载流子的分离能力更强,因而具有更高的降解效率;Pd/ZnO光照30 min后,RhB降解率达到99.7%,且具有优异的稳定性,经5次循环测试后降解率仍保持在96.9%。
对长周期运行的常减压装置进行检测发现,常压塔顶空冷器出口管线易出现非均匀减薄现象,局部减薄率超30%,管线穿孔、破裂的风险显著上升,易引发塔顶油气泄漏。因此,从管线材料、运行工况、工艺防腐等维度进行了分析。结果表明,管线减薄主要由气液两相流的冲刷腐蚀和常压塔顶低温区铵盐结晶沉积引发的垢下腐蚀造成。针对该问题,提出了改进管线材料、引入超声波-电脱盐协同破乳技术、强化原油破乳以降低Cl-携带量、扩大塔顶注水量、新增在线除盐设施等一系列防腐优化方案。相关措施可有效减缓塔顶系统的腐蚀速率,延长设备服役周期,为常减压装置的安全、稳定、长周期运行提供技术支撑。
通过“渗驱结合”的方式,探究了低渗储层反向压驱后焖井过程中渗吸和驱替共同作用对储层压力和流体流动产生的影响,建立了考虑层间非均质的反向压驱产能预测半解析解数学模型;分析了焖井前后流场变化,并探究了渗透率级差、注液量、注液速率和焖井时间等参数对焖井后各层压力波及范围、饱和度波及范围和累计产油量的影响。结果表明,压驱后焖井可以强化压驱增能效果,进一步扩大上述波及范围,从而动用更多的地质储量。为实现压驱高效开发,当渗透率级差大于25时,建议优先采用分层开采工艺,同时将焖井时间控制在10~15 d,并适当降低注液速率,增大注液量。
为解决油藏开发中老缝窜流、储层动用不均及采收率提升受限的问题,通过物理模拟实验优化暂堵转向压裂参数,系统分析了裂缝扩展规律;探究了粒径为0.31~0.34 cm的颗粒暂堵剂与粒径为0.10~0.18 cm的粉末暂堵剂质量比、暂堵剂总质量及压裂液注入速率等对封堵效果的影响,并结合大型物理模拟实验分析了裂缝转向特征。结果表明,各参数存在协同最优关系:当颗粒暂堵剂与粉末暂堵剂质量比为5∶5、压裂液注入体积为2 000 mL、暂堵剂总质量为50 g、注入速率为100 mL/min时,封堵效果最优,封堵层稳定承压达9.54 MPa,成型时间仅为81 s;在大型物理模拟实验中,该参数组合下裂缝转向角最大达167.5°,可有效阻断老缝延伸,迫使压裂液向储层未动用区域拓展。本研究明确了最优参数体系与裂缝扩展机制,为现场老裂缝改造提供了可靠的实验依据与理论支撑。