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基于富氧转化的天然气蒸汽重整工艺开发与能效评价
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作者 王东亮 严富耀 +3 位作者 沈文朋 齐波 范学英 宋伟 《石油学报(石油加工)》 北大核心 2026年第2期480-488,共9页
传统天然气蒸汽重整制合成氨过程中,一段炉中强吸热反应造成燃料消耗大,二段炉中通入过量空气导致系统氮气过剩。针对上述问题,提出一种基于富氧转化的天然气蒸汽重整新工艺,通过优化两段炉之间的甲烷转化负荷分配,在二段炉引入富氧空... 传统天然气蒸汽重整制合成氨过程中,一段炉中强吸热反应造成燃料消耗大,二段炉中通入过量空气导致系统氮气过剩。针对上述问题,提出一种基于富氧转化的天然气蒸汽重整新工艺,通过优化两段炉之间的甲烷转化负荷分配,在二段炉引入富氧空气转化剩余甲烷。结果表明:与传统天然气蒸汽重整工艺相比,基于富氧转化新工艺使一段炉出口甲烷体积分数由10%提升至30%,相应二段炉氧气体积分数提高至28%转化剩余甲烷,一段炉热负荷从62.99 MW降至35.02 MW,燃料天然气消耗量由186.54 Nm^(3)/t NH_(3)降至51.49 Nm^(3)/t NH_(3),直接CO_(2)排放量从425.56 kg/t NH_(3)降至162.13 kg/t NH_(3),能量效率由74.3%提升至82.6%。基于富氧转化的天然气蒸汽重整新工艺在显著提高能效的同时可实现碳减排,为合成氨行业绿色转型提供可行的技术路径。 展开更多
关键词 合成氨 天然气重整 富氧转化 负荷转移 节能降碳
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基于CFD的液化煤层气储罐泄漏扩散模拟分析及应急疏散措施研究
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作者 牛晋阳 《山西化工》 2026年第1期171-173,239,共4页
目的:面向液化煤层气储罐泄漏事故的安全管理需求,研究进行了基于CFD的液化煤层气储罐泄漏扩散模拟分析,并提出相应的应急疏散措施。方法:根据液化煤层气储罐的内部物质特性,分别解析其泄漏过程的气体质量速率和液相质量速率。在此泄漏... 目的:面向液化煤层气储罐泄漏事故的安全管理需求,研究进行了基于CFD的液化煤层气储罐泄漏扩散模拟分析,并提出相应的应急疏散措施。方法:根据液化煤层气储罐的内部物质特性,分别解析其泄漏过程的气体质量速率和液相质量速率。在此泄漏扩散机理下,通过构建液化煤层气储罐及泄漏点的CFD模型。完成模型参数设置后,引入湍动耗散率,构建泄漏扩散机理下的湍流方程,以此模拟储罐泄漏扩散的动态过程。结果:在构建实验系统下,模拟分析得出,储罐泄漏扩散过程主要分为迅速扩散、缓慢扩散以及稳定扩散等3个阶段,并得到了扩散空间中的浓度分布图。结论:根据模拟分析的结果,规划最优的应急疏散路径,并结合前期监测预警等过程,制定相应的应急疏散措施,降低液化煤层气储罐泄漏事故的影响。 展开更多
关键词 液化煤层气 储罐泄漏 泄漏扩散模拟 CFD 应急疏散措施 扩散模拟分析
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碳团簇修饰的钌基催化剂用于温和条件高效合成氨
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作者 章世勇 张天华 +9 位作者 毛瑞绍 高迎龙 张明远 张洋瑜 苏凯琳 彭渲北 倪军 周岩良 王秀云 江莉龙 《中国科学:化学》 北大核心 2026年第1期318-327,共10页
温和条件下合成氨(NH_(3))的主要难点是N_(2)分子难以被解离活化(N≡N解离能945 kJ mol-1),因此利用合适的助剂促进N_(2)活化至关重要.然而,传统的元素助剂在促进N_(2)解离活化的同时又会在催化剂表面形成强NH_(3)结合,从而抑制NH_(3)脱... 温和条件下合成氨(NH_(3))的主要难点是N_(2)分子难以被解离活化(N≡N解离能945 kJ mol-1),因此利用合适的助剂促进N_(2)活化至关重要.然而,传统的元素助剂在促进N_(2)解离活化的同时又会在催化剂表面形成强NH_(3)结合,从而抑制NH_(3)脱附.本研究通过将分子助剂C_(60)以合适的方法负载在Ru/Pr_(2)O_(3)上,探究其在合成氨中的作用和反应机理.研究表明,C_(60)和Ru金属间具有很强的相互作用,表现出显著的电子缓冲特性.具体表现为C_(60)向Ru提供电子,使d带中心向费米能级移动,促进N_(2)吸附活化,发挥电子缓冲特性的同时促进了NH_(3)的脱附.此外,C_(60)的加入促进了H物种的活化和迁移,这避免了Ru位点上N_(2)和H_(2)的竞争性吸附,缓解氢中毒.因此,适量C_(60)助剂修饰的Ru/5C_(60)-Pr_(2)O_(3)具有优异的合成氨性能.这项工作研究了分子型助剂C_(60)在Ru基合成氨催化剂中的作用,为开发高效合成氨催化剂提供新的思路. 展开更多
关键词 温和合成氨 C_(60)团簇 Ru基催化剂 氢中毒
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双碳目标下化工工艺中节能降耗技术耦合优化
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作者 张彦玲 《中国科技期刊数据库 工业A》 2026年第1期193-196,共4页
双碳目标推动工业绿色转型,化工行业作为高能耗高排放重点领域,传统单一节能技术因适配性不足难以满足全工艺链能耗管控需求。本文围绕化工工艺核心环节,从反应过程的催化体系-参数协同与余热梯级利用、分离过程的精馏-膜技术协同与萃取... 双碳目标推动工业绿色转型,化工行业作为高能耗高排放重点领域,传统单一节能技术因适配性不足难以满足全工艺链能耗管控需求。本文围绕化工工艺核心环节,从反应过程的催化体系-参数协同与余热梯级利用、分离过程的精馏-膜技术协同与萃取-结晶耦合、换热网络的夹点技术-智能调控协同与设备单耗-负荷匹配、公用工程的可再生能源-工艺用能协同与废水-能量回收耦合,提出四条技术耦合优化策略,旨在提升工艺综合能效、削减碳排放强度,为化工行业实现双碳目标提供技术支撑。 展开更多
关键词 双碳目标 化工工艺 节能降耗 技术耦合优化 能效提升
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面向氨动力交通工具的氨加注过程数值模拟
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作者 滕霖 黄煜鹏 +5 位作者 刘有榕 李臻超 尹鹏博 李卫东 罗宇 江莉龙 《油气储运》 北大核心 2026年第1期58-68,共11页
【目的】氨作为零碳能源载体,在车辆、船舶领域的应用正成为交通运输业绿色转型的重要途径。发展安全高效的氨燃料加注技术,已成为支撑氨动力交通工具规模化落地的关键。【方法】基于设计的含气相回流的氨加注工艺,建立了Aspen HYSYS模... 【目的】氨作为零碳能源载体,在车辆、船舶领域的应用正成为交通运输业绿色转型的重要途径。发展安全高效的氨燃料加注技术,已成为支撑氨动力交通工具规模化落地的关键。【方法】基于设计的含气相回流的氨加注工艺,建立了Aspen HYSYS模型。通过试验验证模型可靠性后,详细分析了加注过程中压力、温度及气相分率(即气相介质摩尔分数占比)的变化特性,并采用单因素分析法系统研究了气相回流、环境温度、泵扬程、阀门开度对加注性能的影响。【结果】模拟结果与实验结果对比显示,累计加注质量与管道压力数据的相对误差小于5%,验证了模型可靠性。模拟结果表明:系统启动初期,液/气相管道内介质的温度、压力会出现波动,且气相管道内介质的温度、压力波动幅度更大;在氨加注稳定阶段,液/气相管道内介质均表现出逐级压降特征,介质流经液氨泵后压力升高的同时温度也增加;相比于纯液相加注模式,含气相回流的氨加注工艺可降低氨接收瓶背压,其氨加注效率可提升13.0%,且系统压力更稳定;环境温度增加可通过促进气相回流、降低泵前管道氨的气相分率从而提高氨加注效率,温度由15℃上升至35℃,氨加注效率提高17.6%,同时温度提高也会增加加注管道超压泄漏风险;泵扬程的提高及管道阀门开度的增大可使得泵工作点向流量增加方向移动,提升氨加注效率,但由于流速增大阀门节流效应增强导致加注阻力占比增大,使得加注效率提升幅度呈衰减趋势。【结论】氨加注过程存在逐级压降与过泵温升特征,且泵前管道发生一定程度的液氨气化。添加气相回流、提高介质初始温度、使用高扬程液氨泵及增大阀门开度等操作均有助于提高氨加注速率。研究结果可用于指导氨加注工艺设计与设备选型,同时为氨加注效率预测、加注过程流动保障提供理论支持,助力交通运输行业绿色转型。 展开更多
关键词 加注 Aspen HYSYS 流程模拟 加注效率
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氧化钨基油品氧化脱硫催化剂研究进展
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作者 邢紫菲 张娜 +1 位作者 周子懿 李剑 《石化技术与应用》 2026年第1期82-88,共7页
综述了纯相、负载型、复合型以及掺杂型氧化钨(WO_(3))基油品氧化脱硫催化剂的研究进展,涵盖具有纳米线、纳米片、花状或多孔结构的纯相催化剂;以碳基、Si基、金属氧化物或有机材料为载体的负载型催化剂;双组分或多组分协同的复合型催... 综述了纯相、负载型、复合型以及掺杂型氧化钨(WO_(3))基油品氧化脱硫催化剂的研究进展,涵盖具有纳米线、纳米片、花状或多孔结构的纯相催化剂;以碳基、Si基、金属氧化物或有机材料为载体的负载型催化剂;双组分或多组分协同的复合型催化剂以及掺杂型催化剂等,并从结构性质、催化性能以及再生性能等方面对不同类型WO_(3)基催化剂的优缺点进行了对比分析。指出今后应重点关注载体结构的优化、催化剂再生难题及多组分协同作用的调控,优化复合型与掺杂型催化剂的结构设计,进一步提升氧化脱硫催化剂的综合性能和应用潜力。 展开更多
关键词 氧化钨 氧化脱硫 催化剂 载体 复合 掺杂 再生性能
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压气站烟气余热发电系统能效监测方案设计优化
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作者 赵传海 胡诗志 +2 位作者 陈以文 郑杰 李光岩 《粘接》 2026年第2期483-485,489,共4页
天然气压缩机站中的燃气驱动压缩机组运行过程中会产生大量高温烟气,烟气温度通常在300℃以上,易导致热污染,且大量热能未被充分利用,造成能源的巨大浪费。当前积极推行可持续发展战略,能源需求持续增长的同时,环境保护日益加强,天然气... 天然气压缩机站中的燃气驱动压缩机组运行过程中会产生大量高温烟气,烟气温度通常在300℃以上,易导致热污染,且大量热能未被充分利用,造成能源的巨大浪费。当前积极推行可持续发展战略,能源需求持续增长的同时,环境保护日益加强,天然气压缩机站烟气余热的回收利用成为提高能源利用率、减少环境污染的重要手段,因此,针对烟气余热发电系统的运行,围绕构建合理的能效监测与分析方案展开研究,通过对烟气余热发电系统的原理、能效监测的意义及设计方案进行详细的分析和深入的阐述,提出了监测硬件选型、预警机制与修正算法等关键环节的详细方案,旨在显著提升站场热效率,降低能耗与环境污染。经实测结果显示,系统关键参数在正常范围内的运行时间占比达94.2%,发电效率平均值稳定在9.8%,优于预警下限。 展开更多
关键词 天然气压缩机站 烟气余热发电 能效监测 联合循环发电系统
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工艺冷凝液电导超标原因分析与处理
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作者 周立彬 李强 +2 位作者 刘建英 张掌权 曾晓波 《氮肥与合成气》 2026年第1期34-36,55,共4页
针对合成氨装置工艺冷凝液电导率超标排放问题,通过分析确认,脱碳地下槽低温碱液间歇性打入系统,导致汽提塔负荷突增、杂质再吸收是主因。据此,采取预提汽提蒸汽量、临时降压及地下槽伴热等优化措施。实施后,冷凝液电导率稳定控制在26μ... 针对合成氨装置工艺冷凝液电导率超标排放问题,通过分析确认,脱碳地下槽低温碱液间歇性打入系统,导致汽提塔负荷突增、杂质再吸收是主因。据此,采取预提汽提蒸汽量、临时降压及地下槽伴热等优化措施。实施后,冷凝液电导率稳定控制在26μS/cm以内,实现了全部回收利用,有效降低了装置能耗与污水处理费用。 展开更多
关键词 合成氨装置 汽提塔 工艺冷凝液 电导
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转化炉双喷头燃烧器的改进与应用
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作者 赖财满 裴超 张睿 《氮肥与合成气》 2026年第1期24-27,共4页
一段转化炉为天然气制合成气的合成氨装置核心设备。国内采用辐射段侧烧型的一段转化炉较少。与顶烧型转化炉不同,侧烧型的一段转化炉对于燃烧器的使用维护要求更高。本文旨在结合海洋石油富岛公司一段转化炉长期使用和维护经验,分析燃... 一段转化炉为天然气制合成气的合成氨装置核心设备。国内采用辐射段侧烧型的一段转化炉较少。与顶烧型转化炉不同,侧烧型的一段转化炉对于燃烧器的使用维护要求更高。本文旨在结合海洋石油富岛公司一段转化炉长期使用和维护经验,分析燃烧器回火的原因,并对燃烧器进行改进应用。 展开更多
关键词 燃烧器 改进 应用
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煤制天然气装置过剩粉煤制尿素项目脱硫脱碳工艺选择探讨
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作者 王亚龙 赖颖峰 李刚 《中氮肥》 2026年第1期6-9,共4页
伊犁新天煤化工有限责任公司煤制天然气装置气化系统采用赛鼎工程(鲁奇)碎煤加压气化炉(以块煤为原料),年过剩粉煤量在700kt以上,经分析与论证,宜建设700kt/a过剩粉煤制尿素项目以提升企业的整体经济效益。在过剩粉煤制尿素项目脱硫脱... 伊犁新天煤化工有限责任公司煤制天然气装置气化系统采用赛鼎工程(鲁奇)碎煤加压气化炉(以块煤为原料),年过剩粉煤量在700kt以上,经分析与论证,宜建设700kt/a过剩粉煤制尿素项目以提升企业的整体经济效益。在过剩粉煤制尿素项目脱硫脱碳工艺的选择上,通过对NHD工艺、MDEA工艺、低温甲醇洗等三种主流工艺的适宜度、技术经济指标等进行分析与探讨,鉴于NHD工艺、MDEA工艺较难满足深度脱硫脱碳要求,建议采用低温甲醇洗工艺;经对低温甲醇洗工艺不同流程(CO_(2)冷凝流程与常规吸附流程、全贫液与半贫液流程、中压闪蒸气回收与外送流程)的对比分析,认为本过剩粉煤制尿素项目低温甲醇洗系统宜采用CO_(2)冷凝流程+全贫液流程+中压闪蒸气外送流程(中压闪蒸气经洗涤后外送燃料气管网),其操作简单、设备投资少、能耗低。 展开更多
关键词 过剩粉煤制尿素项目 脱硫脱碳技术 MDEA工艺 NHD工艺 低温甲醇洗工艺 CO_(2)冷凝流程 全贫液流程 中压闪蒸气外送流程
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醇氨联产装置低温甲醇洗系统CO_(2)产品气总硫超标原因分析及调控
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作者 刘君 王旭 《中氮肥》 2026年第1期34-37,66,共5页
宁夏和宁化学有限公司醇氨联产装置主生产工艺为多元料浆气化、耐硫变换、大连佳纯低温甲醇洗(七塔流程)、鲁奇低压甲醇合成、杭州中泰液氮洗、凯洛格低压氨合成、氨汽提法尿素生产工艺等。自2014年原始开车以来,醇氨联产装置低温甲醇... 宁夏和宁化学有限公司醇氨联产装置主生产工艺为多元料浆气化、耐硫变换、大连佳纯低温甲醇洗(七塔流程)、鲁奇低压甲醇合成、杭州中泰液氮洗、凯洛格低压氨合成、氨汽提法尿素生产工艺等。自2014年原始开车以来,醇氨联产装置低温甲醇洗系统CO_(2)产品气总硫(含量)波动较大,总硫持续超标问题突出,给尿素装置的安全运行带来较大风险。经分析,认为CO_(2)产品气总硫超标原因主要有变换气硫含量高、系统加负荷速度过快、甲醇再生不合格、无硫甲醇洗涤量不足、系统温度高(变换气温度高、系统冷量不足、甲醇循环量大)等。通过不断的操作摸索与经验总结,并采取一系列的优化调控措施,尤其是2024年9月大修期间在CO_(2)产品气总管上增设硫含量在线分析仪后,在系统正常运行与工况发生变化时,都可以及时采取相应的操作调整措施,确保CO_(2)产品气硫含量合格,助力了低温甲醇洗系统与尿素装置的安全、稳定、优质运行。 展开更多
关键词 醇氨联产装置 低温甲醇洗系统 CO_(2)产品气 总硫超标 原因分析 调控方法 硫含量在线分析仪
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Boron‑Insertion‑Induced Lattice Engineering of Rh Nanocrystals Toward Enhanced Electrocatalytic Conversion of Nitric Oxide to Ammonia
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作者 Peng Han Xiangou Xu +13 位作者 Weiwei Chen Long Zheng Chen Ma Gang Wang Lei Xu Ping Gu Wenbin Wang Qiyuan He Zhiyuan Zeng Jinlan Wang Dong Su Chongyi Ling Zhengxiang Gu Ye Chen 《Nano-Micro Letters》 2026年第3期85-102,共18页
Electrocatalytic nitric oxide(NO)reduction reaction(NORR)is a promising and sustainable process that can simultaneously realize green ammonia(NH3)synthesis and hazardous NO removal.However,current NORR performances ar... Electrocatalytic nitric oxide(NO)reduction reaction(NORR)is a promising and sustainable process that can simultaneously realize green ammonia(NH3)synthesis and hazardous NO removal.However,current NORR performances are far from practical needs due to the lack of efficient electrocatalysts.Engineering the lattice of metal-based nanomaterials via phase control has emerged as an effective strategy to modulate their intrinsic electrocatalytic properties.Herein,we realize boron(B)-insertion-induced phase regulation of rhodium(Rh)nanocrystals to obtain amorphous Rh_(4)B nanoparticles(NPs)and hexagonal close-packed(hcp)RhB NPs through a facile wet-chemical method.A high Faradaic efficiency(92.1±1.2%)and NH_(3) yield rate(629.5±11.0μmol h^(−1) cm^(−2))are achieved over hcp RhB NPs,far superior to those of most reported NORR nanocatalysts.In situ spectro-electrochemical analysis and density functional theory simulations reveal that the excellent electrocatalytic performances of hcp RhB NPs are attributed to the upshift of d-band center,enhanced NO adsorption/activation profile,and greatly reduced energy barrier of the rate-determining step.A demonstrative Zn-NO battery is assembled using hcp RhB NPs as the cathode and delivers a peak power density of 4.33 mW cm−2,realizing simultaneous NO removal,NH3 synthesis,and electricity output. 展开更多
关键词 Lattice engineering of nanomaterials Phase engineering of nanomaterials Wet-chemical synthesis Metal nanocatalysts Nitric oxide reduction reaction Electrocatalytic ammonia synthesis
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氯化铵中氮和钠含量快速测定方法的探讨
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作者 周军梅 《纯碱工业》 2026年第1期17-18,共2页
对我公司氯化铵主要指标氮含量、钠含量测定方法进行探索改进:氮含量的测定,不采用国标的蒸馏法与甲醛法,而采用返滴定法,利用加入过量的氢氧化钠,用硫酸返滴定,节省时间约10 min,操作过程简单易掌握。钠含量测定,将国标的汞量法改为银... 对我公司氯化铵主要指标氮含量、钠含量测定方法进行探索改进:氮含量的测定,不采用国标的蒸馏法与甲醛法,而采用返滴定法,利用加入过量的氢氧化钠,用硫酸返滴定,节省时间约10 min,操作过程简单易掌握。钠含量测定,将国标的汞量法改为银量法,称样量5 g改为1 g,节省测定时间约40 min,每年节约硝酸银试剂成本约1万多元,而且不产生有害物质氯化汞。通过多次试验对比,测定结果均在允许误差范围(0.2%)内。两种测定方法便捷高效,是中控分析优选的测定方法。 展开更多
关键词 氯化铵 氮含量 钠含量 返滴定法 银量法 快速测定
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Weakened ionization electrolyte with n-hexane additive enabling high activity of lithium-mediated nitrogen fixation
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作者 Yunfei Huan Yanzheng He +8 位作者 Zhenkang Wang Haoqing Ji Sisi Liu Lifang Zhang Xiaowei Shen Jie Liu Mengfan Wang Tao Qian Chenglin Yan 《Journal of Energy Chemistry》 2026年第1期39-46,I0003,共9页
Lithium-mediated nitrogen reduction reaction(LMNRR)is a promising route for sustainable ammonia synthesis,but the generation of excessive solid electrolyte interphase(SEI)severely limits its efficiency.Here,we tackle ... Lithium-mediated nitrogen reduction reaction(LMNRR)is a promising route for sustainable ammonia synthesis,but the generation of excessive solid electrolyte interphase(SEI)severely limits its efficiency.Here,we tackle this challenge by introducing n-hexane as an electrolyte additive to weaken LiClO4 ionization,achieving minimized dissociation via squeezed solvation shells with compact ion pairs.Molecular dynamics simulations and experimental characterizations reveal that n-hexane enriches anion coordination around Li+,endowing the electrolyte with robust anti-reduction capability.This suppresses SEI overgrowth,reduces interfacial resistance,and accelerates N2 diffusion.Consequently,a thinner,inorganic-rich SEI is formed,enabling high nitrogen flux and rapid active Li3N generation kinetics.Consequently,the proof-of-concept system achieves unprecedentedly high Faradaic efficiency of 53.8%±8.2%at 10 mA cm^(−2)and NH_(3) yield rate of 88.57±9.5 nmol s^(−1)cm^(−2)under ambient conditions,making a giant step further toward industrializing the electrochemical ammonia production. 展开更多
关键词 Electrolyte engineering Electrochemical synthesis Green ammonia Lithium-mediated Solvation structure
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合成氨装置超设计使用年限压力容器的安全评估
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作者 宋耀民 郝资明 +2 位作者 梁建活 王晨光 纪艳达 《石油化工腐蚀与防护》 2026年第1期36-41,共6页
对某合成氨装置超设计使用年限的42台压力容器进行安全评估,结合42台压力容器的损伤模式,分析了相关损伤模式与时间的相关性以及与使用寿命的相关性。分析发现:42台压力容器均具有与时间相关的损伤模式,其中3台压力容器与使用寿命高相关... 对某合成氨装置超设计使用年限的42台压力容器进行安全评估,结合42台压力容器的损伤模式,分析了相关损伤模式与时间的相关性以及与使用寿命的相关性。分析发现:42台压力容器均具有与时间相关的损伤模式,其中3台压力容器与使用寿命高相关,需进行量化评估。经过安全评估确定了42台压力容器可以运行至下一检验周期,并给出了安全运行的维护策略及检验建议。 展开更多
关键词 设计使用年限 压力容器 安全评估 损伤模式 相关性
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Bi-Bi_(2)Ti_(2)O_(7) ohmic junction:Dual electron channels driving efficient photocatalytic nitrogen fixation
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作者 Pengkun Li Runjie Wu +5 位作者 Shuai Gao Zeping Qin Mingming Sun Changzheng Wang Wenming Sun Qiang Wang 《Chinese Chemical Letters》 2026年第1期563-569,共7页
Photocatalysis uses solar energy to convert nitrogen and water directly into ammonia,helping reduce dependence on fossil fuels and offering a way to integrate the nitrogen cycle into a clean energy network.Ohmic junct... Photocatalysis uses solar energy to convert nitrogen and water directly into ammonia,helping reduce dependence on fossil fuels and offering a way to integrate the nitrogen cycle into a clean energy network.Ohmic junctions between metals and semiconductors have demonstrated significant advantages in enhancing stability and reducing carrier recombination,but their application in photocatalytic nitrogen fixation is limited due to the difficulty of work function matching and the complexity of fabrication processes.In this study,density functional theory(DFT) calculations were used to confirm the work function matching between Bi and Bi_(2)Ti_(2)O_(7)(BTO),ensuring the formation of an Ohmic junction.A Bi-Bi_(2)Ti_(2)O_(7)(B-BTO) composite was successfully synthesized via a one-step hydrothermal method,using bismuth nitrate and titanium sulfate as precursors.Compared to pure BTO,the B-BTO heterojunction,driven by dual electron injection from both metal Bi and BTO,significantly increased the ammonia synthesis rate to 686.95 μmol g^(-1)h^(-1),making it the most active nitrogen fixation material among similar pyrochlorebased catalysts to date.The differential charge density calculations,photocurrent(i-t) measurements,and photoluminescence(PL) tests further validate the role of Ohmic contacts in enhancing charge transfer and prolonging carrier lifetimes.This research provides valuable insight into the application of Ohmic junctions in photocatalytic nitrogen fixation and contributes to advancements in this field. 展开更多
关键词 PHOTOCATALYTIC N_(2)fixation Ohmic junction Dual electron channels Bi_(2)Ti_(2)O_(7)
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Redefining selectivity paradigms in electrochemical nitrogen reduction reaction on confined dual-atom catalysts
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作者 Nana Hu Xingshuai Lv +2 位作者 Guobo Chen Thomas Frauenheim Liangzhi Kou 《Science China Materials》 2026年第3期1719-1728,共10页
The premature decay of electrochemical nitrogen reduction reaction(eNRR)performance at low electrode potentials remains a major obstacle to practical applications,which is primarily attributed to the competition from ... The premature decay of electrochemical nitrogen reduction reaction(eNRR)performance at low electrode potentials remains a major obstacle to practical applications,which is primarily attributed to the competition from the hydrogen evolution reaction(HER).A new paradigm capable of transcending current selectivity constraints is urgently required to advance eNRR toward industrial implementation.In this work,we propose two practical selectivity descriptors(ΔΔG andΔU)based on a systematic investigation of the potential-dependent competition between eNRR and HER on confined dual-atom catalysts.The descriptorΔΔG(G_(N_(2))-ΔG_(H))identifies the potential range where N_(2)adsorption dominates over H adsorption,whileΔU(U_(cross)-U_(eNRR))specifies the potential range to trigger direct eNRR,offering a quantitative benchmark for rational catalyst design.Ideal catalysts should maintain N_(2)-preferential adsorption across a broad potential window to facilitate direct eNRR.Guided by this insight,we demonstrate that confined dual-atom configurations with optimized interatomic distances can simultaneously achieve both overwhelming N_(2)adsorption and sufficient activation,thereby overcoming the conventional selectivity limitations.This strategy enables ammonia synthesis with industrially relevant production rates and current density even at elevated potentials.Our mechanistic insights not only elucidate the root causes of performance limitations in eNRR but also offer a rational design framework for developing high-performance catalysts across a broad range of electrochemical transformations. 展开更多
关键词 electrochemical nitrogen reduction SELECTIVITY confined dual-atom catalysts diporphyrins constant-potential/solvation model
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Engineering green ammonia photoproduction from nitrogen:Advances,challenges and perspectives
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作者 Ying Tang Yang Song +4 位作者 Juan Jia Zhipeng Liu Hui Zeng Xue Yang Zebao Rui 《Journal of Energy Chemistry》 2026年第1期111-154,I0004,共45页
Green ammonia,produced by harnessing renewable solar energy to split nitrogen,plays a pivotal role in both agricultural practices and forthcoming energy configurations,driving the sustainable development of human soci... Green ammonia,produced by harnessing renewable solar energy to split nitrogen,plays a pivotal role in both agricultural practices and forthcoming energy configurations,driving the sustainable development of human society with zero-carbon emissions.However,nitrogen photoreduction currently faces the challenges of poor activation ability and low yield,and it is still challenging to unravel the intertwined problems in this field and provide direction for its development due to the complex reaction mechanism and multidisciplinary aspects such as photochemistry,catalysis,interface science,and technology.This review focuses on capturing the latest advances in photocatalytic nitrogen-to-ammonia conversion,delving into fundamental principles regarding the process,efficient photocatalysts for practical ammonia synthesis,and well-designed catalytic environments.Besides,this article provides insightful guidelines for analyzing complicated reaction mechanisms and identifying key bottlenecks or specific rate-determining steps,such as reactant activation,interfacial reaction engineering,and hydrogen evolution side reactions.By integrating perspectives from atomic mechanisms,nanoscale photocatalysts,microscale interfacial engineering,and macroscale reaction system design,this review advances the development of nitrogen photoreduction from proof-of-concept discoveries to viable solar-to-chemical conversion technologies,while also providing a valuable entry point for researchers into this burgeoning field. 展开更多
关键词 Green ammonia Nitrogen photoreduction Reaction mechanism Photocatalyst design Catalytic environment optimization
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1D COFs with phthalocyanine functional building blocks and imide linkage for superior electrocatalytic nitrate reduction
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作者 Mingrun Li Bin Han +5 位作者 Lei Gong Yucheng Jin Mingyue Wang Xu Ding Dongdong Qi Jianzhuang Jiang 《Chinese Chemical Letters》 2026年第2期600-605,共6页
In comparison with their 2D and 3D counterparts,1D covalent organic frameworks(COFs)have rarely been investigated due to the synthetic challenge arising from the strict necessary matching in the molecular symmetry bet... In comparison with their 2D and 3D counterparts,1D covalent organic frameworks(COFs)have rarely been investigated due to the synthetic challenge arising from the strict necessary matching in the molecular symmetry between corresponding building blocks and linking units in addition to the unmanageable packing of 1D organic chains once formed.Herein,two novel imide-linked 1D COFs with phthalocyanine building blocks,namely NiPc-CZDM-COF and NiPc-CZDL-COF,were fabricated from the hydrothermal synthesis reaction of 2,3,9,10,16,17,23,24-octacarboxyphthalocyaninato nickel(II)(NiPc(COOH)_(8))with 9H-carbazole-3,6-diamine(CZDM)and 4,4′-(9H-carbazole-3,6-diyl)dianiline(CZDL),respectively.Two COFs have high crystallinity on the basis of powder X-ray diffraction analysis and high-resolution transmission electron microscopy.Due to their high ratio of exposed active centers on the edge sites of porous ribbons,both NiPc-CZDM-COF and NiPc-CZDL-COF electrodes display high utilization efficiency of NiPc electroactive sites of 8.0%and 7.5% according to the electrochemical measurement,resulting in their excellent capacity toward electrocatalytic nitrate reduction with the nitrate-to-NH3 Faradaic efficiency of nearly 100%.In particular,NiPc-CZDM-COF electrode exhibits superior electrocatalytic performance with high NH3 partial current density of−246 mA/cm^(2),ammonia yield rate of 19.5 mg cm^(−2) h^(−1),and turnover frequency of 5.8 s^(−1) at−1.2 V in an H-type cell associated with its higher conductivity.This work reveals the good potential of 1D porous crystalline materials in electrocatalysis. 展开更多
关键词 One-dimensional Covalent organic framework PHTHALOCYANINE Nitrate reduction Electrocatalysis
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