测爆仪催化燃烧原理

简介工业用水和废水的工艺监测技术必须长时间运行，且维护要求低，才能提供稳定可靠的监测数据来帮助决策者做出正确的工艺决策。采用高温燃烧法的总有机碳（TOC，Total Organic Carbon）分析技术具有处理多种样品类型所需的稳健性。就燃烧氧化技术来说，催化燃烧和非催化燃烧有所差别，主要体现在工艺监测的运行时长、维护要求、使用成本等方面。本文概述了在线催化与非催化高温燃烧TOC之间的主要差别。为了方便起见，下文将这些燃烧技术分别简称“高温催化燃烧（HTCC，High Temperature Catalytic Combustion）”或“催化法”，和“高温非催化燃烧（HTNCC，High Temperature Non-Catalytic Combustion）”或“非催化法”。本文中的比较只适用于在线技术和高温燃烧TOC技术。想了解更多？燃烧法检测TOC主要用于监测含有废水、工艺水、工业废水中常见的高分子化合物和难氧化有机化合物的样品。催化燃烧包括在一个炉子中加热样品，使用铂金催化剂支持氧化。添加催化剂的目的是为了确保样品中所有的有机碳都被完全氧化。催化燃烧法的炉温不够高，无法仅通过温度来彻底氧化样品中的有机碳。非催化高温燃烧法将炉管中的样品加热到更高温度，能够确保彻底氧化样品中的有机碳。非催化法无需使用催化剂，从而减少了诸多干扰因素。为了防止频繁出现维护问题，必须充分考虑高温非催化燃烧和高温催化燃烧中的盐含量。高温催化燃烧的温度比高温非催化燃烧低。采用高温催化燃烧时，未燃烧的盐会“毒害”催化剂，甚至“毒害”燃烧管。虽然替换燃烧管和催化剂，可以帮助催化燃烧装置在含盐的环境中运行，但会限制分析仪的测量范围和性能，还会增加维护工作量。如果采用高温非催化燃烧，所有的盐都会在更高的温度下彻底燃烧。无需催化剂意味着减少维护工作量。催化燃烧和非催化燃烧之间的最大区别在于工艺设备的维护要求、运行时间、使用成本。Sievers® TOC-R3非催化在线型TOC分析仪Sievers TOC-R3采用非催化高温燃烧法，具有维护简单、使用成本低、运行时间长等优点。Sievers TOC-R3使用光电离检测器（PID，Photoionization Detector）来直接监测挥发性有机化合物（VOC，Volatile Organic Compound），或使用电化学检测器（ECD，Electrochemical Detector）来监测总氮（TN，Total Nitrogen），因而具有满足任何应用需求的灵活性。即使对于挑战性样品基质，此款分析仪的自动稀释、冲洗、标准品检查等功能，都能大大延长仪器的运行时间。此款分析仪采用稳健的模块化设计，能够对样品基质变化做出快速响应。此款分析仪还具有预测诊断功能，提供无与伦比的可靠性。结论与催化燃烧法相比，非催化燃烧法要求更少的耗材和更低的维护要求，这意味着仪器的使用成本更低、运行时间更长。有了更长的运行时间和更可靠的监测数据，非催化燃烧法就能更好地帮助决策者做出正确的工艺决策。Sievers TOC-R3采用非催化高温燃烧法，功能稳健且灵活，能够满足所有应用需求。◆◆◆联系我们，了解更多！

简介 工业用水和废水的工艺监测技术必须长时间运行，且维护要求低，才能提供稳定可靠的监测数据来帮助决策者做出正确的工艺决策。采用高温燃烧法的总有机碳（TOC，Total Organic Carbon）分析技术具有处理多种样品类型所需的稳健性。就燃烧氧化技术来说，催化燃烧和非催化燃烧有所差别，主要体现在工艺监测的运行时长、维护要求、使用成本等方面。本文概述了在线催化与非催化高温燃烧TOC之间的主要差别。为了方便起见，下文将这些燃烧技术分别简称“高温催化燃烧（HTCC，High Temperature Catalytic Combustion）”或“催化法”，和“高温非催化燃烧（HTNCC，High Temperature Non-Catalytic Combustion）”或“非催化法”。本文中的比较只适用于在线技术和高温燃烧TOC技术。想了解更多？ 燃烧法检测TOC主要用于监测含有废水、工艺水、工业废水中常见的高分子化合物和难氧化有机化合物的样品。催化燃烧包括在一个炉子中加热样品，使用铂金催化剂支持氧化。添加催化剂的目的是为了确保样品中所有的有机碳都被完全氧化。催化燃烧法的炉温不够高，无法仅通过温度来彻底氧化样品中的有机碳。非催化高温燃烧法将炉管中的样品加热到更高温度，能够确保彻底氧化样品中的有机碳。非催化法无需使用催化剂，从而减少了诸多干扰因素。为了防止频繁出现维护问题，必须充分考虑高温非催化燃烧和高温催化燃烧中的盐含量。高温催化燃烧的温度比高温非催化燃烧低。采用高温催化燃烧时，未燃烧的盐会“毒害”催化剂，甚至“毒害”燃烧管。虽然替换燃烧管和催化剂，可以帮助催化燃烧装置在含盐的环境中运行，但会限制分析仪的测量范围和性能，还会增加维护工作量。如果采用高温非催化燃烧，所有的盐都会在更高的温度下彻底燃烧。无需催化剂意味着减少维护工作量。催化燃烧和非催化燃烧之间的最大区别在于工艺设备的维护要求、运行时间、使用成本。Sievers TOC-R3非催化在线型TOC分析仪Sievers TOC-R3采用非催化高温燃烧法，具有维护简单、使用成本低、运行时间长等优点。Sievers TOC-R3使用光电离检测器（PID，Photoionization Detector）来直接监测挥发性有机化合物（VOC，Volatile Organic Compound），或使用电化学检测器（ECD，Electrochemical Detector）来监测总氮（TN，Total Nitrogen），因而具有满足任何应用需求的灵活性。即使对于挑战性样品基质，此款分析仪的自动稀释、冲洗、标准品检查等功能，都能大大延长仪器的运行时间。此款分析仪采用稳健的模块化设计，能够对样品基质变化做出快速响应。此款分析仪还具有预测诊断功能，提供无与伦比的可靠性。结论与催化燃烧法相比，非催化燃烧法要求更少的耗材和更低的维护要求，这意味着仪器的使用成本更低、运行时间更长。有了更长的运行时间和更可靠的监测数据，非催化燃烧法就能更好地帮助决策者做出正确的工艺决策。Sievers TOC-R3采用非催化高温燃烧法，功能稳健且灵活，能够满足所有应用需求。◆ ◆ ◆联系我们，了解更多！

催化燃烧技术传感器应用广泛并且价格便宜，但易被污染中毒、缺乏安全自检、要求定期维护、标定以及使用寿命短。红外气体传感器这些年发展迅速，克服了以上催化燃烧的缺点，符合IEC61508安全标准，在检测碳氢化合物气体时可提供快速可信的检测结果。本文将就两种传感器的不同优缺点作出比较，以供大家了解。催化燃烧 催化燃烧最早起源于十九世纪六十年代采矿业，早期简单的铂丝线圈传感器由于能耗大、零点漂移严重不适于连续操作。 当前催化燃烧检测器连接两个铂丝线圈，每个都包裹着氧化铝粘土。检测单元包裹着催化剂，可燃气通过时可促进氧化发热。 催化燃烧优点 1、 检测器价格低廉、供应广泛； 2、 可使用各种可燃气，如果方法正确，可用于特殊物质检测； 3、 装置简单，除了标准气，没有其他特殊的维护装备； 催化燃烧缺点 1、 易中毒，如果暴露在有机硅、铅、硫和氯化物组分中，将失去对可燃气的作用； 2、 易产生烧结物，阻止可燃气与传感器接触； 3、 没有自动安全防护装置； 4、 在某些环境下灵敏度会下降（特别是硫化氢和卤素）； 5、 需要至少12%的氧气浓度，在氧气浓度不足情况下工作效率明显下降； 6、 如暴露在可燃气体浓度过高的环境下，会被烧坏； 7、 使用时间越长，灵敏度越低； 8、 寿命有限，最长3-5年； 9、 需定期进行气体测试和标定；红外技术 包含一个原子以上的气体能吸收红外光，这样碳氢化合物和一些气体比如二氧化碳、一氧化碳能通过红外技术进行检测。二氧化碳气体分析示意图 为了区分红外吸收，气体和其他物质比水，需要额外增加一个波长宽带为2.7-3um的传感器。碳氢化合物在此范围没有吸收峰。这可以阻止错误报警发生和减小干扰物质的信号。双光束设计就是被用来防止光学组分污染造成错误报警。 红外技术优点 1、 较快的反应速率：响应时间一般小于7秒； 2、 自动故障操作：电源错误、信号错误、软件错误都能反馈给控制系统； 3、 对污染性气体的信号抗干扰能力强； 4、 寿命长，一般大于10年； 5、 维护成本低； 6、 无需氧气； 7、 高浓度可燃气体条件下，不会烧坏； 8、 不会烧结，相应的问题也不会发生； 红外技术缺点 购买价格高于催化燃烧检测器 催化燃烧需要定期测试（通过标气）。有些海洋石油平台通常每六周需测试一次，每3-5年需要更换一次，这样需要耗费大量的成本。 不会烧结的红外气体检测仪器可自我检测，比检测如灯、传感器、窗口、软件等这些不可恢复的问题，从而大大降低出现问题的可能性。较少的零点、量程漂移及高灵敏度意味着红外气体检测仪器的校准和常规维护少，一般为6-12个月。 同时，红外传感器的价格近年已经显著下降，虽然价格还是高于催化燃烧检测器，但实践经验表明，红外传感器的成本可通过减少维护成本来降低。故红外气体传感技术取代催化燃烧技术大势所趋。 四方仪器自控系统有限公司，以自主知识产权的红外传感器核心技术为依托，成功研制红外烟气、沼气、煤气、尾气、天然气等节能减排仪器仪表，并已广泛应用于电力、钢铁、有色金属、煤化工、石油化工、垃圾焚烧、厌氧发酵、机动车及发动机检测、石油天然气勘探、煤层气综合利用、空分、节能环保部门、科研院校及民用等领域。 红外传感器可检测特征吸收峰位置的吸收情况，以确定某种气体的浓度。这种传感器过去都是大型的分析仪器，但近些年，随着以MEMS技术为基础的传感器工业的发展，这种传感器的体积已经由10升，45公斤的巨无霸，减小到2毫升（拇指大小）左右。 微型红外传感器 使用无需调制光源的红外传感器使得仪器完全没有机械运动部件，实现免维护，有效降低维护成本，从而降低工业过程气体的监测成本。（欢迎转载，转载请注明来源：工业过程气体监测技术）

What' s UCO？ UCO是通过紫外光解技术、吸附氧化技术和催化氧化技术的有效结合，针对中低浓度、非24小时生产的工况研发的一项VOCs处理技术。 How Dose UCO Work?UCO技术对VOCs的处理分为以下两个步骤：（1）VOCs催化降解VOCs过程 在工业生产产生VOCs污染的过程中，UCO中的紫外光解和催化氧化吸附部分，实现VOCs的有效拦截与去除；（2）光催化氧化再生过程 在非生产时间中，紫外线通过其光解作用，配合特有的催化剂，实现催化氧化吸附材料再生，将拦截下来的VOCs分解成CO2、H2O。 UCO催化氧化原理 紫外线氧化降解污染物通常是指污染物在紫外线的激发作用下，污染物的原子结构发生变化，在氧化剂的作用下，逐步被氧化成低分子中间产物，有机污染物最终生成CO2、H2O。 UCO催化氧化原理图 紫外线光子能量与不同分子键能量对比 由于短波长紫外线光子能量高于大多数污染物质分子内部化学键的键能，所以可以通过紫外线光子对分子化学键的作用直接使其断裂，从而达到分解的目的。此外，基于同样的原理，185nm的紫外线还可以将空气中的氧气和水蒸气转化成原子氧和活性羟基（HO? ），这两种产物同样可以与污染物质分子产生化学反应，起到分解降低废气污染物浓度的作用。如果选用合适的催化剂配方，上述光化学反应的速率可以得到大幅提升。其基本反应原理可以用下面的反应式描述：光化学氧化反应机理：VOC + hv →CO2 + H2O光催化氧化反应机理：O2 + e-→ O2（活性氧）O2-+2H2O+e- → H2O2+2OH-H2O2 + e-→ OH + OH-h+ + H2O → H+ + OHh+ + OH- →OH

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。

XY-2201E总有机碳TOC分析仪　　水质总有机碳的测定燃烧氧化 非分散红外吸收法TOC分析仪　　水质总有机碳的测定燃烧氧化-非分散红外吸收法（TOC分析仪）是一种常用的水质检测方法，用于测量水中的总有机碳。这种方法通过燃烧样品，将有机碳转化为二氧化碳，然后使用红外光谱仪测量其浓度。　　具体步骤包括：　　1. 样品处理：将水样进行适当的前处理，如去除悬浮物和金属氧化物等，以避免干扰。　　2. 燃烧氧化：将处理过的水样在高温下进行燃烧，使有机物氧化为二氧化碳，以便测量其浓度。　　3. 非分散红外吸收法：使用红外光谱仪测量生成二氧化碳的浓度，从而推算出总有机碳（TOC）的含量。　　这种方法的优点是测量范围广、灵敏度高、选择性好，可以用于测量不同类型和浓度的水样。同时，TOC分析仪是一种连续测量的仪器，可以实时监测水样的TOC浓度，有助于及时了解水质状况。　　一、产品介绍：　　XY-2201E总有机碳TOC分析仪采用了高温催化燃烧氧化法，将试样连同净化气体(高纯氧)分别导入高温燃烧管和低温反应管中，经高温燃烧管的试样被高温催化氧化，其中的有机碳和无机碳均转化为二氧化碳，经低温反应管的试样被酸化后，其中的无机碳分解成二氧化碳，两种反应管中生产的二氧化碳经载气输送依次被导入非分散红外气体检测器NDIR中, CO?被检测。从而分别测得水中的总碳（TC）和无机碳（IC）。总碳与无机碳之差值，即为总有机碳（TOC）。即：TOC=TC-IC　　二、产品特点：　　1.高温催化氧化，对于难消解的有机碳，也能高效率的氧化，使得产品易于分析高浓度的TOC样品；　　2.快速分析(1～4min)；　　3.更高的安全性，燃烧炉加热采用多重保护，独立于温度控制系统的过热保护电路，过热能自动切断加热，确保产品安全；　　4.实时流量监视，保持流路稳定，保证数据的可靠性；　　5.管路多方位清洗和吹扫，可以根据需求，按操作要求清洗内部回路，大大减少了故障发生率及仪器维护时间；　　6.仪器自动排废，自动排酸和进酸，进酸量控制稳定；　　7.较少的样品和试剂消耗，每次测量需消耗高纯水0.5μL,酸试剂2ml(IC测试时)，高纯氧气约2000ml(标况下，流速100ml/min，通气时间20min.)；　　8.NDIR检测器的CO?检测有良好的线性和高准确性。CO?信号转化成为一个峰曲线，然后再由内置的数据处理器计算出TOC数值(TC与IC之差)；　　9.催化燃烧氧化法氧化能力强，几乎可以氧化所有的有机物且性能稳定。680℃燃烧法几乎是在所有盐份的融点以下，这样可以延长催化剂和燃烧管的寿命，这一点尤其是在测定对象是含盐份的水样时很重要；　　10.仪器使用高分辨率7寸触摸宽屏，采用智能系统，全中文界面，使得界面友好，操作简便。　　三、技术参数：　　1.测定范围：0～1000mg/L(非稀释状态），稀释状态可达到0～30000mg/L　　2.重 复 性：≤ 3%　　3.示值误差：TC：±0.1%F.S或±5%(取较大者)　　IC：±0.1%F.S或±4%(取较大者)　　4.线 性：R2≥99.9%　　5.检出下限：0.5mg/L　　6.分析时间：2～4min　　7.注 射 量：10μL～500μL　　8.外部存储：U盘　　四、使用范围：　　地表水、地下水、生活污水、工业废水中总有机碳(TOC)的测定，应用于环境监测、城市给排水、疾病控制、化工电力等行业。

p　　8月28日8时许，位于哈尔滨市哈南工业新城南岗工业园区哈南十二大道的黑龙江省科学院石油化学研究院工业催化中心中试车间发生爆燃事故，所幸没有造成人员伤亡。/pp　　事故发生后，当地公安、消防、120急救部门均赶到现场进行处置。现场情况显示，多辆消防车停靠在附近，消防人员正在进行救援。截至当日9时20分，火灾得到有效控制。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/2c2b8cae-d83c-4183-a27b-e5c87806c917.jpg" title="图1.jpg" alt="图1.jpg"//pp　　据了解，事发时该车间正在进行生产作业，在启动锅炉加热准备作业时发生爆燃。经相关部门初步调查，现场有甲苯等易燃物质，过火面积200余平米。发生事故的具体原因正在调查中。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/b0bee972-4c8f-4b27-b84c-2550132b4558.jpg" title="图2.jpg" alt="图2.jpg"//pp　　相关资料显示，甲苯是一种双重性气体，既具有易燃易爆性，又具有有毒有害性，甲苯在空气中的含量超出安全范围后，便会有爆炸、燃烧、中毒的危险，因此，对于甲苯的防范工作极其重要。/pp　　据了解，黑龙江省科学院石油化学研究院始建于1962年12月，前身为中国科学院东北石油化学研究所，是集基础研究、应用研究和高技术创新研究为一体的综合开发类科研机构。/pp　　其是中国最早从事高分子胶黏剂和密封剂研发的单位之一，主要研究领域包括：1.高分子功能材料；2特种胶粘剂与密封材料；3.结构与耐热材料；4.结构胶粘剂与复材树脂；5.工业催化材料；6.精细化工材料。/pp　　作为黑龙江省科学院石油化学研究院一个重要的科研与开发机构，工业催化中心长期承担化工部、中国石化总公司、省科技厅科技攻关任务，研究领域包括：光催化分解硫化氢制氢工艺及催化剂制备；用于偶联反应的非均相钯催化剂制备；加氢催化剂制备及加氢工艺研究；有机电致发光材料的合成；稠环芳烃化合物的合成 医药中间体合成。/pp　　由此可见，黑龙江省科学院石油化学研究院的工作少不了与实验打交道。在化学化工实验中，使用的化学药品与试剂种类繁多，并且许多化学药品易燃、易爆、有毒或有腐蚀性，很多研究工作要在具有危险性的条件下进行。因此工作人员需要有非常强烈的安全意识，实验室安全重于泰山！/p

1980年中国天津举办国际展会，岛津展出TOC-10B仪，这是TOC仪的海外首次亮相，森田作为展示说明人员也参加了此次展会。在当时的中国，TOC仪还是新颖且有些陌生的仪器。当时的天津，大街上满是穿着人民制服骑着自行车的人们，这点给森田留下了深刻的印象。 1983年研发完成的TOC-500给岛津TOC仪带来突破性进展。测量的基本单元发生了显著变化。也就是说，燃烧温度由原来的950°C变更为680°C。必须100%测量所有有机物的TOC仪，无可厚非燃烧温度越高越好。但是，当样品中含有盐分时使用950°C燃烧法，高温下熔化的盐分会侵蚀燃烧管和催化剂，会大幅缩短燃烧管的寿命。海水和许多废水中都含有盐，因此影响很大。森田用反向思维解决了这个问题，先设定680°C燃烧温度可满足必要的性能，之后研究了燃烧方法、氧化催化剂和数据处理方法等。罗曼罗兰曾说：“每个人都有他的隐藏精华，和任何别人的精华不同，它使人具有自己的气味。”然而大多数人会在汹涌人潮背后随波逐流，多数人会沿袭前人道路，将权威学说全盘接受，而森田不落窠曰，他以笃定的自我信念守护思维的火种，明确设想，埋首推演、试验，论证了680°C这一有效燃烧温度。 森田还改变了一直以来TOC仪运维作业中重要难点--燃烧管的更换方式。这一改良大大缩短了作业时间，这引起了海外用户的关注。1987年匹兹堡展览上展出岛津TOC-500，这是在美国举办的规模宏大的分析仪器展览会，为了展示TOC-500的易维护性，森田通过简单的操作，在几分钟内完成了运行中TOC-500的燃烧管更换，看到此过程的观众露出了惊讶的表情。这是因为为确保950°C型燃烧温度TOC仪燃烧管不发生破裂，在更换时必须先切断电源等待电炉温度下降，然后打开装置，打开电炉，更换燃烧管后再组装成原样，之后通电等到950°C，实质上这一流程需要一天的时间。 TOC-500的首次海外展出也在中国。在美国匹兹堡展的2年前，即1985年，在北京举行的国际性展览会上展出了该仪器，森田也参加了该展会，与5年前的天津展会相比，对TOC监测仪感兴趣的参展者有所增加，几天的展会上一直有观众前台展台参观TOC并细心询问仪器情况。另外，在岛津完成680°C燃烧法研发时，日本的TOC仪的法定方法 (JIS) 中采用的是900°C燃烧法。作为TOC仪器JIS方案制定委员的森田向委员会提交了使用680°C燃烧法可实现同样性能的证明数据，之后法定方法中也承认了680°C燃烧法。 具有突出特点的产品商品力很强。TOC-500的推出，不仅在国内市场，在进入的海外市场也获得了很高的声誉。广泛应用在欧洲的大型化学、药品厂家和美国南部的石油精炼、化学厂家。在礼节性拜访瑞士著名药品厂商时，该公司实际操作仪器的技术人员走过来对森田说“一直以来，我使用了很多TOC仪器，但岛津TOC-500是第一”，森田感到非常高兴。 未完待续… …

飞纳电镜近期通过福州大学的验收。福州大学石油化工学院主要研究清洁燃料生产催化剂和工艺研究、多级孔道催化材料的制备以及负载型催化剂纳微结构调变方法和应用。为了保护环境，人们对车用燃料的质量要求越来越高，燃料中芳烃含量的高低不仅直接影响其燃烧性能，而且对大气质量会产生不同程度的影响，因此利用性能优良的催化剂改善燃料质量具有十分重要的意义。 福州大学石油化工学院主要研究催化剂在石油化工中的应用，其中催化剂表面形貌、表面微区成分及分散状态会对催化剂性能及活性产生很大的影响。 配备有能谱的扫描电镜是一种重要的表面分析手段，能够观察催化剂表面形貌和检测催化剂表面微区成分，对催化剂的研发具有十分重要的意义。飞纳台式扫描电镜能谱一体机 ProX 既能观察样品表面形貌，还可以利用能谱对催化剂表面成分和元素分布进行分析。 从催化剂的微观观点上看，催化剂表面形貌和组成对催化行为具有重要的影响，飞纳电镜配置二次电子和背散射电子探头，能够充分发掘样品表面信息。催化剂中活性成分的分散状态与催化剂活性及使用寿命有着密切的关系，采用能谱分析可以对催化剂表面进行元素分析，从而判断活性成分的分布。同时，利用飞纳台式电镜也可以用于分析催化剂活性下降或失活的原因。 扫描电镜下的催化剂晶体颗粒扫描电镜下的球形催化剂颗粒 用户认真学习电镜操作利用飞纳电镜的形貌和成分分析，可以直观地获得催化剂的形态和活性成分分布信息，再结合宏观分析结果，可以大致预测催化剂的活性及性能，筛选掉性能较差的样品，大大节约研究和后期测试时间。

与汽油发动机相比，柴油发动机只需要较少的燃料并释放出较少的二氧化碳，但是它们在美国却非常罕见，这部分缘于此种发动机总是无法达到美国规定的产生烟气污染物的排放量标准。如今，科学家研制出了一种新型的催化式排气净化器，从而使得柴油发动机能够满足上述条件，而无需花费太多。　　据美国《科学》(Science)杂志在线新闻报道，早期的柴油发动机会喷出大量的烟雾。为了解决这一问题，工程师设计的发动机能够吸进比燃烧燃料所需还要多的空气。但这样便会产生一个副作用：排气管中剩余的氧气使得这种发动机很难去除能够形成烟雾的氮氧化物。为了找到从柴油发动机排气管中去除氮氧化物的方法，科学家们可谓绞尽了脑汁。　　一种解决办法就是在催化式排气净化器中添加某种金属，例如钡。钡可以与氮氧化物反应而生成硝酸钡，后者可以在不影响性能的前提下很容易地从发动机中被去除掉。然而这种基于钡的反应仅仅与一种氮氧化物起作用。如果想要去除其他的氮氧化物还需要用铂进行催化，从而使一氧化氮氧化为二氧化氮，最终再由钡将其去除。遗憾的是，铂却是这颗星球上最贵重的金属之一。这便是为什么与它的汽油发动机“兄弟”相比，清洁柴油发动机要更为昂贵的一个重要原因。　　如今黑马出现了。一种名为钙钛矿的廉价金属氧化物可以取代铂，但它通常没有铂的效率高，并且遇到柴油中的硫便容易失效。尽管硫可以通过将催化式排气净化器加热至700多摄氏度的方法加以去除，但这种做法同时也会令钙钛矿分解。　　在这项新的研究中，美国密歇根州沃伦市通用汽车全球研发中心的化学工程师李伟(音译)和同事成功开发了一种混合物，这种混合物由钯——比铂便宜70%——和包含有镧、锶和锰的钙钛矿构成。当一台柴油发动机处于巡航温度下时，这种混合物至少可以像传统的铂催化剂一样去除污染物(但是当发动机冷却后，它的作用就很小了)。更棒的是，这种混合物在清除硫的温度下依然可以在排气系统中工作。研究人员在最近出版的美国《科学》(Science)杂志上报告了这一研究成果。　　在过去的一年中，研究小组一直在持续研制和改进他们的催化式排气净化器设计，并且正打算将其在样车上进行试验。李伟表示：“目前的最大挑战是设法改善这种混合物在低温下的表现。”　　捷克共和国布拉格市化学技术研究所的化学工程师Jan Stepanek预测了另一潜在的问题。他说：“众所周知，由于汽车催化物的降解，道路附近贵金属的浓度将是可观的。”打个比方，目前之所以没有出现环境或健康问题是缘于铂是非常稳定的。但是研究小组的新设计中包含有锶，而锶被认为会阻碍青少年的发育。Stepanek表示，如果锶从一部老化的催化式排气净化器中释放出来，那将更加危险。

p 抚顺石油化工研究院（简称抚研院）在挥发性有机物（VOCs）环保处理方面，开发出WSH-5型催化燃烧催化剂，适用于炼化企业含VOCs废气的环保处理。处理后的气体排放满足当前国家和地方环保标准。该技术已申请中国发明专利8件，具有自主知识产权，通过了中国石化科技开发部组织的技术评议。/pp 催化氧化技术是处理含VOCs废气的主要技术之一。抚研院结合炼化企业有机废气催化燃烧装置长周期、高效、稳定运行的需求，开发的高活性WSH-5型催化燃烧催化剂具有贵金属用量低和活性高的特点。科研人员通过在催化剂涂层配方和制备工艺方面的创新，提高了催化剂中贵金属成分的分散度，使催化剂的活性得到有效提升，VOCs起燃温度降低20℃以上，同时降低了催化剂的生产成本。/pp 采用WSH-5型催化燃烧催化剂处理炼化企业PO/SM、污水处理场等含VOCs废气，非甲烷总烃去除率可达99%以上。处理后，废气中的非甲烷总烃低于20mg/m3，苯、甲苯、二甲苯等特征污染物浓度均满足《石油化学工业污染物排放标准》（GB31571-2015）和《石油炼制工业污染物排放标准》（GB31570-2015）。/pp 抚研院开发的废气处理催化燃烧催化剂及工艺已在中国石化和中国石油20多家企业应用。所开发的顺丁橡胶生产废气深度治理及能量回收技术获得2016年度中国石化科技进步二等奖。WSH-5型催化燃烧催化剂广泛适用于PO/SM尾气等工业含VOCs废气的环保处理，能够为企业废气处理达标排放提供可靠的技术支撑。/p

随着化石燃料的燃烧和人类活动的加剧，地球的生态环境日益恶化，人类赖以生存的空气、水和土壤面临者日益严重的环境问题。大气出现二氧化碳快速增长、臭氧空洞、酸雨面积扩大等问题；江河湖海等水体遭受着氮、磷等化学品的污染，造成水体富营养化，形成了赤潮、蓝藻等污染现象；生长粮食的土壤也受到重金属污染和农药、化肥等难降解化学品污染的威胁。环境污染造成物种多样性急速下降，物种灭绝加快；全球气候变暖，气候异常；污染物伴随着生态循环进行全球迁移；人类食品安全受到威胁，癌症、传染病高发。人类发展不能以损害环境为代价，只有经济、社会、资源和环境保护协调发展，追求可持续发展，才能在以发展为核心的前提下实现资源的永续利用。环境催化应运而生，环境催化是指利用催化剂来控制造成环境污染化合物的排放的化学过程，包括应用催化剂生产少污染的产物及能减少废物排放和无副产污染物的新的化学过程，表现在污染预防方面的催化技术应用和污染末端治理方面的催化技术。环境催化剂指用直接或间接的方式方法处理有毒、有害物质（通常是含有毒、有害的气体或液体），使之无害化或减量化，以保护和改善周围环境所用的催化剂，如汽车尾气净化催化剂、工业环保催化剂等。环境催化本质上是希望从微观的原子、分子水平上，研究宏观的环境现象与变化的化学机制及其防治途径，重点研究污染物在环境中的化学转化和效应，深入开展管端控制的过程化学和材料化学研究以寻找更加高效的控制方法和材料。仪器信息网联合面向工业催化领域创新成果产业化的公共服务平台(2020年工信部批建)将于2021年10月28日组织召开第二届“环境催化与环境材料”主题网络会议，邀请业内著名环境催化和环境材料研究学者、检测分析专家等，针对环境催化和环境材料研究应用及检测分析的前沿热点和关键技术进行探讨，为环境催化领域的研发应用与检测分析搭建交流平台，促进催化领域科研人员间的互动交流，促进我国环境催化及环境材料领域的发展。会议主题包括但不限于：气体/污水/固体颗粒物等污染物消除、光催化、绿色催化、节能减排、能源转化及资源化等。报告主题及报告嘉宾：有机半导体可见光催化环境净化、绿色能源和肿瘤治疗探索——朱永法（清华大学 教授）典型挥发性有机污染物VOCs净化与消除研究进展——李新勇（大连理工大学 教授）国仪量子EPR/ESR、比表面及孔径分析技术在环境催化领域的创新应用——方青（国仪量子（合肥）技术有限公司 EPR高级应用工程师）大孔基高效炭烟净化催化剂研究——韦岳长（中国石油大学（北京） 教授）环境与能源光催化研究进展与挑战——董帆（电子科技大学 教授）常温下VOCs高效催化氧化——黄海保（中山大学 教授/主任）NOx的催化脱除——刘志明（北京化工大学 教授）半导体复合材料的设计、制备及提升光电催化性能的研究——王其召（长安大学/西北师范大学 教授）赤泥/粉煤灰改性材料在废水有机物处理中的应用——徐东彦（青岛科技大学 教授/博士生导师）点击报名链接或扫描二维码参会报名：https://www.instrument.com.cn/webinar3/meetings/hjch2021/扫码报名

近日，中国科学院大连化学物理研究所生物质氢键选控与活化创新特区研究组研究员路芳团队，实现了原生生物质催化转化制备低碳天然气。　　天然气是重要基础化石能源之一，可作为发电、供热和运输的燃料，也可用于生产甲醇等大宗化学品。与石油、煤炭相比，天然气燃烧效率高、碳排放及污染物排放低。在当前碳达峰、碳中和的国家战略背景下，发展农林废弃物为原料合成天然气技术路线，对于缓解天然气供应紧张、促进农业废弃物转化和利用具有重要意义。　　该工作中，科研人员发展了一种高效的催化氢解策略，可以直接转化多种农林废弃物快速制备天然气：通过精准构建Ni2Al3合金催化活性中心，促进原生生物质大分子中碳-氧和碳-碳键的高效断裂，在温和条件下催化生物质高效转化制备天然气，其中天然气的碳收率可达93%，并且符合管道天然气的组成。全生命周期和经济评估分析表明，生物质天然气与化石天然气相比，碳排放降低了30%左右，通过初始氢压的优化，0.1MPa氢压条件下的碳排放仅为4.0MPa氢压下的10%左右。此外，利用该技术路线，有望实现从原生生物质出发，利用可再生氢气等制备生物质天然气，再通过管道输送将该天然气用于工业、住宅、交通和发电等方面。该技术路线制备的天然气能够有效减少碳排放，具有一定的经济竞争性，为生物质资源转化利用提供了新技术路径。　　相关研究成果以Catalytic Production of Low-carbon Footprint Sustainable Natural Gas为题，发表在《自然-通讯》（Nature Communications）上。研究工作得到国家自然科学基金、科技部国家重点研发计划等的支持。　　论文链接 大连化物所实现生物质催化转化制备低碳天然气

在太阳光或一缕LED紫外光照拂下，玻璃烧杯中加入一点点白色粉末，无须加热也无须其他能源，烧杯里的水便可源源不绝产生氢气，且经过数百小时的实验，这种白色粉末的量并未衰减。在云南大学材料与能源学院实验室，你能见到这样的“奇观”。　　在碳达峰、碳中和背景下，洁净的氢成为未来的重要能源，高效、低成本制氢，特别是光解水制氢是科学家研究的方向。1月10日，国际著名期刊《自然通讯》发表了云南大学柳清菊教授团队与英国伦敦大学学院唐军旺教授团队、华东师范大学黄荣教授团队合作的一项重要研究成果——以单原子铜锚定二氧化钛，成功制备新型光催化剂，其分解水制氢量子效率高达56%，被审稿人称为“世界纪录”。这意味着“水变氢”有了一条可实用化的新路径。　　提高催化效率 才能助推光解水制氢走向实用化　　氢能是一种清洁无污染的可再生能源，燃烧值很高，可达每千克140兆焦耳，其具有来源丰富、燃烧产物无二次污染等优点，有望代替石油和天然气，因而受到世界范围的广泛关注。若能得以大规模实际应用，将为“双碳”目标的顺利实现作出贡献。　　“目前，制备氢的主要方法有化石燃料制氢和电解水制氢，但两种方法都需消耗传统能源。”柳清菊向科技日报记者介绍，化石燃料制氢，二氧化碳排放量大，每生产1千克氢气，将产生10千克左右的二氧化碳；而电解水制氢也存在能耗和成本问题。“在环境和能源问题日益严重的今天，开发清洁、可持续、低成本的制氢技术，推进氢能的发展显得尤为迫切和重要。”柳清菊说，采用光催化技术，利用太阳能驱动水分解制氢是一种极具发展前途的新方法。　　自1972年科学家发现二氧化钛半导体具有光催化性能以来，光解水制氢一直受到学术界及产业界的关注与重视。在能量大于或等于半导体禁带宽度的光照射下，光催化材料价带中的电子吸收入射光子的能量跃迁到导带，形成“电子—空穴”对，空穴和电子迁移到材料表面，与表面吸附的水分子发生氧化还原反应，也就是电子与水发生还原反应产生氢气，空穴氧化水产生氧气。　　然而，由于电子带负电，空穴带正电，使得光催化材料中光照所产生的“电子—空穴”很容易复合，导致产氢量子效率低下，严重阻碍了光解水制氢的发展。因此，如何阻止“电子—空穴”的复合，提高光催化制氢效率，成为目前国际上光催化研究领域的重大挑战之一，也是制约光催化制氢技术实用化的瓶颈难题。　　这其中，光催化材料是核心。而光催化材料的活性、稳定性和成本是决定光催化技术能否实际应用的关键。　　铜离子“补位” 新型光催化材料设计制备突破瓶颈　　金属单原子催化剂是近年来迅速发展起来的新型催化剂。相比传统金属催化剂，金属单原子催化剂中的原子以单个的形式负载在载体上，在催化反应中可充分参与反应，实现反应活性中心的最大化，利用效率可接近100%，在理论上可以同时提高催化活性并降低成本。然而由于单原子具有极高的表面能，在合成和催化反应过程中容易团聚、稳定性差、寿命短且制备成本高，阻碍了其实际应用。　　“这次起光催化作用的二氧化钛，是一种钛和氧规则排列的晶体，我们通过独特的合成工艺，在其中生成大量的钛空位。”柳清菊向记者解释，有了这些钛空位，就可以请铜离子来帮忙“补位”。　　“通过对钛基有机框架材料MIL-125中钛空位的设计和可控合成，我们研制出具有大比表面积和丰富钛空位的二氧化钛纳米材料，以此为载体锚定过渡金属铜单原子，使铜与二氧化钛形成了牢固的‘铜—氧—钛’键。”柳清菊介绍，在光催化制氢反应过程中，一价阳离子铜和二价阳离子铜的可逆变化，大大促进了光生“电子—空穴”的分离和传输，大幅提高了光生电子的利用率，使产氢量子效率获得突破，达到56%。这项突破获得了欧洲科学院院士、伦敦大学学院光催化和材料化学终身教授唐军旺团队的验证。　　成本、工艺更“亲民” 光解水制氢产业已初露曙光　　新研制的二氧化钛基光催化材料，具有性能稳定、无毒、无二次污染等优点，且生物相容性好、制备方法简单、成本低，与传统方法相比优势明显。通常含贵金属的催化剂，催化活性高，但相应的成本也极高。“新材料中，我们用的是‘贱金属’铜，它储量大、价格低、易获得，这是成本降低的第一个方面。” 柳清菊介绍，此外，原有的催化材料中单个金属原子活性很大，很容易形成团簇，使得催化活性降低。研发团队将铜原子牢固地锚定在钛空位上，不容易团聚，创新性地解决了这个问题，稳定时间很长，在常温常湿条件下，样品放置380天之久，仍然具有与新制备样品相当的产氢性能，进一步降低了产氢成本；另外，新型光催化材料制备工艺简单，无需昂贵的设备，使光催化制氢更加“亲民”。　　近年来，柳清菊团队在实验室进行了大量的基础研究，包括材料设计、合成工艺、机理研究、性能优化等，已获得稳定的高性能光解水制氢光催化材料的实验室制备工艺，正准备开展放大工艺研发，为后续产业化奠定基础。虽然传统的光催化材料成本高、量子效率低，国内光催化产氢市场尚未成熟，但随着产业链衔接及相关政策的完善，光催化制氢产业化已是曙光初露。　　对柳清菊团队而言，56%的产氢量子效率也不是终点。“我们还在继续努力，使效率进一步提高，如果能够提高到70%以上，对生产应用的意义将是不言而喻的。”柳清菊说，找准了方向，效率再提升将不是梦。随着光解水效率进一步提高和成本进一步降低，氢能时代将加速到来，人类也将还地球以绿水青山。

p style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px "氮氧化合物是最主要的大气污染物之一，如何“减排”至关重要，工业上称之为脱硝。但是，目前广泛的SCR脱硝法存在一处“软肋”：在450-523K的中低温区间，哪怕废气中存在一丁点儿的二氧化硫，都会导致催化剂失效。浙江大学材料科学与工程学院教授王勇和杨杭生研究团队通过原位环境电子显微技术，首次在原子尺度实时观察到了脱硝反应过程中催化剂的动态行为，解码了催化剂中毒的微观机理，在此基础上成功设计制备出一种新型催化剂，它能在低温下持续、稳定、高效地脱硝，达到了准工业级水平。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="color: rgb(0, 112, 192) font-size: 16px "strongspan style="color: rgb(0, 112, 192) font-size: 16px text-indent: 2em "看——把烟囱“搬”进显微镜/span/strong/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px "氮气是空气的主要成分，在工业上，通常有燃烧的地方就有氮氧化合物产生。这是一类对人类很不友好的气体，可引起光化学烟雾、酸雨、臭氧层破坏等环境问题，也是人类健康的威胁因素，人们一直在想办法去掉它们，保护大气。上世纪八十年代，选择催化还原技术（SCR）开始用于工业现场，对于火电厂等产生的高温废气，它们有着优秀的脱硝能力，但对于钢铁、陶瓷、玻璃等工业过程中产生的中低温尾气，它们却束手无策。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px "科学界称催化剂失效的现象为“中毒”。低温工业尾气净化往往先脱硫，再脱硝，在脱硫阶段残余的二氧化硫会严重影响脱硝阶段的成效。催化剂为何中毒？科学家希望通过电子显微镜在原子尺度观察“中毒”现象，帮助它们认识其深层机理。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px "研究团队在球差校正透射电镜里构建了一个人工“烟囱”，里面的气压和温度与真实工业线保持一致。“这里模拟了工业线上的脱硝环境，在原子层级实时呈现催化剂的‘中毒’过程。”王勇说。通过实验，科研人员得到了世界上第一张原子分辨级的催化剂中毒照片。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px "在催化剂氧化铈晶体的部分表面，我们看到它的晶格结构已经模糊，二氧化硫与催化剂反应形成硫酸盐颗粒，表面覆盖累积，形成许多不均匀的小凸起。“正是这些凸起遮蔽了催化剂与废气的接触，束缚了催化效力的发挥。”王勇说。/span/pp style="text-align: center text-indent: 0em "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 299px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201909/uepic/a39f3b22-860e-4d0a-8ed1-fe370db5bcc3.jpg" title="在电子显微镜下可以看到，当氨气经过中毒的催化剂表面，沉积在氧化铈表面的硫酸盐凸起渐渐“消肿”.PNG" alt="在电子显微镜下可以看到，当氨气经过中毒的催化剂表面，沉积在氧化铈表面的硫酸盐凸起渐渐“消肿”.PNG" width="450" height="299" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center text-indent: 0em "span style="font-size: 16px "strong在电子显微镜下可以看到，当氨气经过中毒的催化剂表面，沉积在氧化铈表面的硫酸盐凸起渐渐“消肿”/strong/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px "如何破解中毒难题？科学家在电子显微镜的“烟囱”里，继续探索催化剂“解毒”的过程。他们发现，当氨气经过中毒的催化剂表面，沉积在氧化铈表面的硫酸盐凸起渐渐“消肿”了，“这是催化剂的‘解毒’的过程。”杨杭生说，“‘消肿’后的催化剂，可以恢复催化能力。”“氨气本来是参与SCR催化反应的气体，通过原位电镜研究，我们意外的发现在合适的实验条件下氧化铈可以实现硫酸盐的沉积与分解的动态平衡，这个信息对我们“解毒”至关重要。”王勇补充说。/span/pp style="text-align: center text-indent: 0em "span style="font-size: 16px "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 393px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201909/uepic/5b16ca19-0219-41c7-ac0e-99e84cd079d3.jpg" title="反应循环的建立确保硫酸盐的沉积与分解达到动态平衡.png" alt="反应循环的建立确保硫酸盐的沉积与分解达到动态平衡.png" width="450" height="393" border="0" vspace="0"//span/pp style="text-align: center text-indent: 0em "strongspan style="font-size: 16px "反应循环的建立确保硫酸盐的沉积与分解达到动态平衡/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="color: rgb(0, 112, 192) "strongspan style="text-indent: 2em "算——“白马”“黑马”最佳配比/span/strong/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px "在脱硝催化剂领域，氧化锰是催化性能优异的“白马”，而氧化铈是表现一般的“黑马”。但是，“白马”容易受到二氧化硫的干扰，一遇到二氧化硫，其性能就直线下降。氧化铈虽然催化效力差氧化锰很远，但它自带的“解毒”本领，让科学家看到了它的潜力。王勇说，氧化铈能让硫酸盐的沉积与转化实现动态的平衡，这是其“解毒”机制的核心。“下一步是希望怎样把两者的优点结合，扬长避短。”/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px "根据电子显微镜提供的信息，理论计算科学家通过第一性原理模拟，试图去寻找“白马”与“黑马”的最佳配比方案。这种复合催化剂的思路，该研究团队并不是第一个想到的。但他们发现，常见的混合方法容易在催化剂表面形成硫酸（氢）铵网络结构，导致氮氧化物和氨气分子无法靠近锰离子并与之发生反应，造成催化剂活性下降。/span/pp style="text-align: center "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 334px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201909/uepic/ebd9855f-f73c-48d5-8d08-f935b9636cba.jpg" title="理论计算理解位阻效应.png" alt="理论计算理解位阻效应.png" width="450" height="334" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center text-indent: 0em "strongspan style="font-size: 16px "理论计算理解位阻效应/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px "“通过原位环境透射技术的观察和第一理论计算，我们得到了一种全新的设计方案。”王勇介绍，这是一种新型的氧化铈、氧化锰复合催化剂，两者以全新的方式混合，形成一定的微观结构。“氧化锰颗粒形成团簇，分布于棒状的氧化铈晶体上，氧化锰团簇的尺寸在1纳米左右。”杨杭生补充道：“这些都是通过精密的理论计算得出的。”/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="color: rgb(0, 112, 192) "strongspan style="font-size: 16px "测/span/strong/spanspan style="color: rgb(0, 112, 192) "strongspan style="font-size: 16px "——/spanspan style="text-indent: 2em "1000小时耐力测试/span/strong/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px "新型的催化剂的“减排”能力究竟如何？需要有接近工业现场的实验验证。研究团队在实验室构建了一个仿真的烟气处理装置，新型催化剂在进行真实场景的考验。/span/pp style="text-align: center "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 193px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201909/uepic/f0dad4cd-8d6c-4218-9ef4-2826072f4f45.jpg" title="持续稳定的抗中毒性能.png" alt="持续稳定的抗中毒性能.png" width="450" height="193" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center text-indent: 0em "strongspan style="font-size: 16px "持续稳定的抗中毒性能/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px "在“起跑”的最初几个小时，传统的氧化锰催化剂与新型催化剂齐头并进，共同处于催化能力的高位。但不到24小时，氧化锰的催化能力锐减，迅速跌破“黑马”氧化铈的能力线。而新型催化剂则一路“笑到最后”，实验持续进行了1000小时，其能力线一直平稳的处于高位。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px "“可以说，这种催化剂达到了准工业级的应用要求。”杨杭生说，这一氧化铈氧化锰的复合催化剂，解决了低温尾气持续高效净化的难题。在此之前，科学界曾尝试用添加“牺牲剂”的方法去消除二氧化硫的干扰，但王勇认为，牺牲剂虽然在短时间内能消除二氧化硫，但需要不断补充添加才能得以实现“抗毒”效果，否则将很快中毒失效，因此应用于工业现场并不现实。“我们的方法是既维持了硫酸盐的沉积与转化的动态平衡，又保持了催化剂的高效催化。”/span/p

日立扫描透射电镜HF3300在原位催化中的应用 近年来，在催化领域中，真实的催化反应过程成为广大学者的研究热点。原位扫描透射电镜能够实现实时观察样品的反应过程，监测样品的变化。其中日立的冷场300KV的HF3300型扫描透射电镜配备了独特的真空系统(差分泵) 。气体可以直接通入样品室与样品进行反应，到达样品表面的压力最 高能够达到10Pa；配备的新型冷场枪更加稳定，亮度更强，发射电流更加稳定；宽真空范围二次电子探头的加入，能够实现同时观察样品的明场，暗场及二次电子像，从而实现对催化反应过程全方位的了解。 Hitachi HF3300 HF3300 原位催化实验的实例配备多气路系统的HF3300 对铂碳催化剂进行原位气氛加热燃烧实验●图. 1 铂碳催化剂在氧气气氛下加热到200℃的扫描和环形暗场图片图.1 铂碳催化剂在氧气气氛下加热到200℃的SEM和ADF-STEM的图片。从表面二次电子图像和环形暗场图片可以看出，样品在200℃下通入氧气5分钟后，Pt催化剂颗粒均匀的分散在碳载体的表面上。随着处理时间进一步延长，Pt催化剂颗粒逐渐将光滑的碳表面烧蚀出孔洞并且嵌入到孔洞当中，烧蚀出孔洞直径也会随着时间进一步增大，最终在碳表面形成大小不一的孔洞。●图. 2 通气前后铂碳催化剂的扫描和环形暗场图片（气氛：氢气，氧气）图.2 通入氢气和氧气前后铂碳催化剂的扫描和环形暗场图片，从表面二次电子图像和环形暗场图片可以看出，在氢气气氛下铂颗粒和碳载体并没有发生大的改变。与之相比，在氧气气氛下，铂颗粒和碳载体发生了很大的改变，铂在碳载体表面烧蚀出了很多孔洞。碳载体表面孔洞的形成说明铂颗粒烧蚀了碳表面并嵌入到了载体内部。Authors：Application Development Dept.　Manabu Shirai, Takeshi Sato, Hiroaki Matsumoto Electron Microscope Systems Design 1st Dept.　Shunichi Watanabe

在温暖的春日，莱驰科技(Retsch Technology)海外销售经理Joerg Westman先生来到了中国石化石油化工科学研究院（以下简称石科院），回访粒度仪的老用户。石科院是中国石化直属的石油炼制与石油化工综合性科学技术研究开发机构，创建于1956年，以石油炼制技术的开发和应用为主，注重油化结合，兼顾相关石油化工技术的研发。石科院主导开发了催化裂化、铂重整、延迟焦化、尿素脱蜡和催化剂、添加剂的研制生产，被誉为中国炼油史上的“五朵金花”，是实现中国现代炼油技术从无到有的标志。今天我们来到的就是催化裂化催化剂研究室。催化裂化催化剂研究室主要研究催化裂化催化剂，催化裂化催化剂是粒径分布范围主要在20-100um的微球颗粒。催化剂的圆整程度直接影响催化剂流化性能、耐磨损强度等性能，是催化剂重要物性指标之一。 实验要求：实验提供了两种催化裂化催化剂样品，要求使用Retsch Technology（莱驰科技）的动态图像法粒度粒形分析仪CAMSIZER XT对两种样品进行形貌识别，区分出形貌差异。 测试仪器：Camsizer XT采用ISO 13322-2动态图像法原理检测颗粒的粒度分布，独家专利的双CCD镜头设计，能够检测1um-3mm的颗粒粒度与形貌特征。130万像素的高速摄像镜头每秒钟可以采集高达275张照片。检测结果实时显示，单次检测时间仅需1~3min。 样品形貌对比：显微镜照片看到的样品B和样品D的形貌外观相近，见下图。样品B 样品D 图中可以看出，样品D的形貌分布曲线明显区别于样品B，意味着样品D具有更好的球形度，总体形貌更加规则。催化剂球形度随粒径增大而变化的趋势 莱驰科技海外销售经理Joerg Westmann先生与石科院催化裂化催化剂研究室的郭瑶庆老师合影 德国莱驰科技动态图像法粒度粒形分析仪能够完美地表征微球类催化剂的形貌，定量检测催化剂的球形度等形貌信息，单次检测时间仅需1~3min。 参考文献（References）：1 郭瑶庆，朱玉霞，张连荣，蔡智. 催化裂化催化剂的粒度分析误差与校正.中国石油学会石油炼制学术年会，2005

p　　有机催化法脱硫脱硝原理：/pp　　有机催化法脱硫是利用有机催化剂L中的分子片段与亚硫酸结合形成稳定的共价化合物，有效地抑制不稳定的亚硫酸的逆向分解，并促进它们被持续氧化成硫酸，催化剂随即与之分离。生成的硫酸在塔底与加入的碱性物质如氨水等快速生成高品质的硫酸铵化肥，其反应原理和过程与工业硫酸铵化肥的生产相似。/pp　　脱硝与脱硫原理相类似，当加入强氧化剂时，NO转化为易溶于水的高价氮氧化物生成亚硝酸。有机催化剂促进它们被持续氧化成硝酸，随即与之分离。加入碱性中和剂后可制成硝酸铵化肥。/pp　　该工艺流程：/pp　　焦炉烟气先经过臭氧氧化，烟气温度小于150℃，然后进入脱硫塔，烟气中的SO2和NOx溶解在水里分别生成H2SO3和HNO2。有机催化剂捕捉以上两种不稳定物质后形成稳定的络合物L?H2SO3和L?HNO2，并促使它们被持续氧化成H2SO4和HNO3，催化剂随即与之分离。生成的H2SO4和HNO3很容易被碱性溶液吸收，这样就在一个吸收塔内同时完成了脱硫和脱硝，该工艺采用氨水做吸收剂，涤后的烟气通过填料层、二级除雾器除去水滴后，回送至焦炉烟囱直接排放至大气。/pp　　该工艺主要由以下系统组成：/pp　　烟气系统：由焦炉引出焦炉烟气，经过化肥液体及喷水降温，由200℃降低到150℃以下，以适应臭氧反应温度低于150℃的要求。/pp　　吸收系统：烟气自下而上进入吸收塔，循环浆液自上而下喷淋，烟气和循环浆液直接接触，完成捕捉过程，处理后的洁净气体经过除雾器除雾后，排至烟囱。/pp　　脱硝氧化系统：脱硝氧化系统提供能氧化NO气体的氧化剂——臭氧。臭氧经过烟道内混合器后与烟气中的NO充分混合，将其氧化成易溶解的氮氧化物，进入吸收塔后被吸收得以去除。/pp　　盐液分离及化肥回收系统：吸收塔里浆液化肥浓度达到30%左右时，开启浆液排出泵，将其送入过滤器，分离出其中的灰尘。然后浆液进入分离器，将有机催化剂和盐液分开。催化剂返回吸收系统循环利用，盐液则进入化肥回收系统。/pp　　催化剂供给系统：捕捉浆液中不稳定的H2SO3和HNO2后形成稳定的络合物，在氧化空气下被持续氧化成H2SO4和H2NO3，被碱性溶液吸收，生成硫酸铵和硝酸铵。/pp　　该工艺主要特点：/pp　　1)脱硫效率 99%，脱硝效率 85%，氨回收利用率 99.0% 通过增加催化剂，提高亚硫酸铵的氧化效率，运行pH值低于氨法脱硫，能有效抑制氨的逃逸，氨逃逸率 1%。/pp　　2)在同一系统中可同时实现脱硫、脱硝、脱重金属汞、二次除尘等多种烟气减排效果 整个过程无废水和废渣排放，不产生二次污染，同时净烟气中NH3含量小于8mg/Nm。/pp　　3)对烟气硫分适应强，可用于150-10000mg/Nm3甚至更高的硫分，因此，可使用高硫煤降低成本 对烟气条件的波动性有较强的适应能力。/pp　　4)可实现焦炉烟气低温脱硝，减少对设备的腐蚀 副产品硫铵质量达标，且稳定。/p

2020年4月3日，山东省地方标准DB37/T 3922《固定污染源废气 总烃、甲烷和非甲烷总烃的测定 便携式催化氧化-氢火焰离子化检测器法》正式颁布啦！ 从2017年到2020年，历经三年多的时间，经过大量实验室和现场验证，对于固定源废气总烃、甲烷和非甲烷总烃指标的测定在原HJ38-2017方法标准的基础上引入了便携式现场直读方法。 此方法标准的出台对于山东省非甲烷总烃的现场测定实现了有法可依，对于已出台的山东省挥发性有机物排放标准体系（共7个部分）提供了非甲烷总烃指标的现场方法支撑，同时可用于在线仪器的现场比对和应急保障等各方面现场工作。山东省地方标准DB37/T 392201标准制订的重要内容标准明确规定了对于固定污染源废气 总烃、甲烷和非甲烷总烃的测定使用氢火焰离子化检测器（FID）法，对于甲烷的分离使用催化氧化的方法，根据大量现场验证，适用于绝大多数的工况现场要求。标准同时明确了适用范围、仪器结构组成、监测频率、结果计算方式、质控措施以及使用注意事项等方面的具体要求。02构建了新的指标体系，有法可依结构组成：采用FID检测器+催化氧化单元+定量环方式进样；监测频率：按分钟计算测量数据，取连续 5 min～15 min 测定数据的平均值，作为一次测量值；结果计算：明确标准状态下废气中的质量浓度表示；质控措施：要求测试前后用标气验证示值误差等指标，且要求每半年检查仪器的催化效率，须达到90%以上。03现场工作要符合以下需求标准对仪器现场工作所需要的气源——燃烧气、标气和除烃空气均做出明确规定。其中燃烧气氢气纯度需达到99.999%，须以安全形式存储；标气必须为有证可溯源甲烷/丙烷等气体等等；同时作为现场直读仪器，标准要求仪器同屏显示总烃和甲烷的数值，具备显示实时数据和曲线、查询历史 数据功能，具有远程数据传输功能和现场打印功能等等。青岛环控设备有限公司的POLLUTION PF-300便携式甲烷、总烃和非甲烷总烃测试仪有幸参与到此标准的现场测试与方法验证过程，为标准的严谨、规范与合理提供了有力的数据支撑。该产品符合标准所有要求，在全国已有广泛的用户群体。

p　　化学界5月6日痛失巨擘。中国科学院山西煤炭化学研究所5月8日发布的讣告称，中国著名燃料化学家、催化专家，中国科学院院士，中国化学学会常务理事，中国科学院山西煤炭化学研究所名誉所长彭少逸先生，因病医治无效，于2017年5月6日凌晨0时29分在美国洛杉矶与世长辞，享年100岁。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201705/insimg/49326fa7-98f6-49d7-98d7-426a24cd092d.jpg" title="201705081122143554.png"//p

p　　“一个相比于鲁霾的沉重，冀霾的激烈，沪霾的湿热和粤霾的阴冷，我更喜欢京霾的醇厚，它是如此的真实，又是如此的具体。黄土的甜腥与秸秆焚烧的碳香充分混合，再加上尾气的催化和低气压的衬托，最后再经热源袅袅硫烟的勾兑，使得京霾口感干冽适口，吸入后挂肺持久绵长，让品味者肺腑欲焚，欲罢不能。”这是网友在雾霾来袭的日子里写下的段子，曾一次次刷爆“朋友圈”。其实，调侃段子的背后，透露出的则是对雾霾天气的万般无奈。亚洲开发银行和清华大学在发布的《中国国家环境分析》报告提出，尽管政府部门一直在积极治理大气污染，但世界上污染最严重的10个城市中，中国仍占了7个，在中国500个大型城市中，只有不到1%达到世界卫生组织空气质量标准。在前不久的2016中国环保上市公司峰会上，环保部环境规划院副院长兼总工程师王金南指出，目前我国几乎所有与大气污染物有关的指标的排放，在全世界都是第一，整个大气环境所面临的压力前所未有。/pp　　空气污染真的要了人的命，工业锅炉烟气排放难辞其咎/pp　　雾霾是身体健康的“隐形杀手”，甚至比2013年那场突如其来的“非典”还可怕。这并非耸人听闻。/pp　　“研究结果显示，中国2013年大气PM2.5所致共91.6万例过早死亡。其中燃煤导致的空气污染而过早死亡的达到36.6万例。如果采取行动控制空气污染，2030年之前大气污染水平将大幅度下降，这将避免27.5万例过早死亡。”2016年8月18日，清华大学和美国健康影响研究所联合发布的《中国燃煤和其他主要空气污染源造成的疾病负担》报告指出。“91.6万例过早死亡”，这个冰冷的数据表明人类寿命因空气污染已付出了高昂的代价。/pp　　《报告》称，燃煤产生的颗粒物是大气PM2.5的最重要来源因素，2013年对PM2.5年均浓度的贡献率达到40%。而在特定省市(重庆、贵州、四川)，其贡献率甚至高达近50%。燃煤已是中国疾病负担的重要贡献因素之一，2013年，燃煤产生的大气污染导致死亡率已明显高于高胆固醇甚至吸毒。/pp　　据《报告》的首席科学家、清华大学大气污染与控制研究所所长王书肖介绍，这是第一次在国家和省级层面对中国燃煤和其他颗粒物空气污染的主要来源引起的当前和未来的疾病负担进行的综合评估。评估结果显示，2013年中国的PM2.5人口加权平均浓度为54微克/立方米，估计99.6%的人口生活在超出世界卫生组织空气质量指南标准(10微克/立方米)的地区，工业燃煤排放导致15.5万例死亡，工业过程排放导致9.5万例死亡。“到2030年，燃煤对PM2.5年均浓度的贡献率将上升到44%—49%之间。即便按照最严格的能源消耗和污染控制理念，煤炭仍将是大气PM2.5和疾病负担的最大单一来源。”/pp　　中国疾病预防控制中心在《大气污染与公众健康》报告中也指出：燃煤导致的大气污染已成为影响中国公众健康的最主要危险因素之一。专家估计，如果在燃烧技术和煤的转换上没有大的突破，我国的大气污染可能还会加重。“和燃煤电厂排放相比，工业和民用燃煤还存在很大减排潜力，减少工业和民用燃煤污染排放应成为未来大气污染治理的优先管理策略。”中国工程院院士、清华大学环境学院教授郝吉明曾为此呼吁。/pp　　“要环保必禁煤”?煤炭是我国目前仍不可替代的主要能源/pp　　为减少燃煤对大气造成的污染，我国在重点城市及人口稠密的中心城区设立了“禁烟区”，这使得一些人错误地认为“要环保必禁煤”，甚至一些中小城市脱离缺乏天然气、电等清洁能源的实际，不顾燃油的二硫化碳污染更严重和光化学烟雾污染的危害，也依葫芦画瓢地展开了“环保禁煤”。但实际上，小型燃煤锅炉仍源源不断地大批出厂，用户出于经济利益的考虑，和环保部门玩起了“双行头”：检查时就开启烧油、燃气锅炉，人一走依旧是燃煤锅炉当家。/pp　　临汾市曲沃县立恒钢铁公司转炉车间冒红烟 唐山市滦县兴隆钢铁有限公司3号高炉无组织排放严重 石家庄市晋州塑胶制品厂燃煤小锅炉正在运行 天津市北辰区河北工业大学供热站两台燃煤锅炉烟气无法达标排放……2月19日至20日，2017年第一季度空气质量专项督查的18个督查组， 对京津冀及周边地区18个城市大气污染工作进行现场督导检查，发现包括上述问题137个。由此看来，如全面实施禁煤还难以符合当下中国的国情。/pp　　众所周知，我国的化石能源特点是“富煤少油缺气”，煤炭在我国一次性能源结构中处于绝对位置，50年代的比例曾高达90%。数据显示，2010年，煤炭在我国一次能源消费结构中占68%，到2015年才降到64%。当前，中国煤炭年消耗量仍约占世界煤炭消费量的一半，达40亿吨。/pp　　在《中国可持续能源发展战略》研究报告中，20多位中科院和工程院院士一致认为，即使到2050年，我国煤炭所占能源比例仍然不会低于50%。可以预见，能源资源条件决定了我国以煤炭为主的能源消费结构在短期内难以转变，未来几十年内，在清洁能源不具备经济性的情况下，煤炭仍是我国不可替代的最主要能源。/pp　　中国迫切需要适合国情的治理大气污染的实用技术，燃煤工业锅炉将成为大气污染治理的主战场/pp　　其实，找出污染源头并不难。据不完全统计，我国在用工业锅炉约有47万余台，其中燃煤锅炉占到80%，每年所消耗标准煤约4亿吨。以达到大气污染物排放限额标准Ⅰ时段为例，每公斤标煤实际烟气量按13.46Nm3/kg计算，每年向大气排放烟气达53.84亿Nm3、烟尘16.152万吨、二氧化硫538.4万吨、氮氧化物1346万吨。数据显示，工业锅炉(65吨/小时以下)中烟尘、二氧化硫、氮氧化物等污染的排放比普通煤电厂还高出2—4倍。/pp　　为此，中国环发国际合作委员会在提交的一份建议中指出：煤炭将长期作为中国的主要能源，应推广清洁高效的洁净煤技术， 鼓励研究、开发适应中国国情的技术装备，加速自身的研究开发与自主创新。/pp　　2014年11月6日，国家能源局、国家发改委、环保部等七部委联合发布《燃煤锅炉节能环保综合提升工程实施方案》：到2018年，推广高效锅炉50万吨，完成节能改造40万吨，提高燃煤工业锅炉运营效率6个百分点，计划节约4000万吨标准煤。/pp　　这是继火电行业大幅提高排放标准后，国家部委首次针对其他燃煤工业锅炉的环保提标改造措施。业内人士表示，在环保压力倒逼下，燃煤工业锅炉行业迎来了以燃煤清洁化、替代化为主要技术路线的节能减排革命，将催生数千亿元的改造、运营市场。到2018年，燃煤工业锅炉改造市场将高达4500亿元。/pp　　据了解，在火电与其他燃煤工业锅炉行业之间一直存在大气污染物排放双重标准，燃煤工业锅炉标准低，与火电超临界、超超临界机组相比，技术水平和环保措施落后至少十年。我国工业锅炉平均热效率仅为60%，较国外低20%—25%。工业窑炉超过16万座，年耗煤量3亿吨，供热窑炉平均热效率仅为40%，较国外低10%—30%。技术装备落后、环保设施不到位是导致燃烧效率低、污染物排放浓度高的直接原因。/pp　　消除工业污染，中国要走自己的治霾道路/pp　　我国自2013年起已出台一系列治霾政策与法规，环保治理虽初见成效，但仍任重道远。专家表示，我国工业化进程比发达国家晚，雾霾成因更为复杂，治霾要充分考虑自身国情。作为发展中国家，在现阶段资金不足，缺乏先进的、适用的新技术是我国在发展能源工业中消除污染、保护环境很难逾越的障碍。/pp　　对污染防治技术，中国政府报告明确指出：我国环境科技研究的任务，应该是发展适合我国国情的实用技术，努力协调经济发展和环境保护之间的关系，控制环境污染的发展。根据我国的能源结构、资源条件和经济能力，以燃煤为主的基本格局将成为我国大气污染控制的出发点和立足点。今后的研究方向是采用综合的、低投资、低运行费、高效益、适合国情的技术。/pp　　“煤炭本身不是污染，可以通过技术进步实现洁净利用，我国要实现以节能减排治理雾霾天气，必须靠科技手段解决。”烟台华盛燃烧设备工程有限公司董事长姜政华在接受科技日报记者采访时一语中的。他认为，当前社会普遍对治霾的难度认识还不够充分，同时经济效益至上和监管力量薄弱也降低了雾霾治理的效果。我国的一些环保技术如电厂超低排放等已达到甚至超过了国际先进水平，大部分电厂也安装了在线实时监测系统，但仍然有许多工厂偷排，其实都是经济在作祟。更重要的是，关于雾霾治理的技术路线还缺乏创新。无论是英国、美国还是日本，都经历过从制定标准到标准执行、从技术开发到技术应用的过程。我国应该从科学研究出发，针对现实问题，多方参与治理，才能重现“蓝天”。/pp　　大气污染催生新技术，“控制锅炉烟气排放总量”在我国首次提出/pp　　面对我国严峻的空气污染治理形势，企业家们看在眼里，急在心里。日前，姜政华就在国内率先提出了“控制锅炉烟气排放总量，减少废烟气向大气排放”新方法，旨在通过采用富氧烟气再循环技术，为我国工业锅炉及电厂中小型锅炉实现大幅度节能减排找到新的出路。/pp　　烟气再循环是指把锅炉煤炭燃烧后排出的烟气抽回10%—20%，再送进锅炉作为一部分送风助燃，故称烟气再循环。因抽回的烟气中含氮量比空气中含氮气低又称为低碳燃烧技术，烟气再循环低碳燃烧技术是当前大型火力发电锅炉的标准配置，技术成熟。/pp　　姜政华提出的“控制锅炉烟气排放总量”新方法，正是在这个技术之上采用富氧烟气再循环技术，可使减排、节能效率大为提高。/pp　　目前，热电厂锅炉采用烟气再循环技术时的烟气回收率一般都控制在10%—20%。如烟气再循环率太高，造成烟气太多，燃料就得不到充足的氧气，会出现燃烧不稳定或不完全燃烧，导致热损失增加，同时还会增加黑烟的产生量。/pp　　富氧烟气再循环是把锅炉煤炭燃烧后排出的烟气由原来抽回15%—20%增加到50%—70%，在50%—70%的烟气再循环中再增加一定的富氧，姜政华将这项技术命名为富氧烟气再循环混合燃烧技术。据介绍，该技术原理由研究者Home(霍姆)和Steinburg(斯坦伯格)于1981年提出。“此前我国膜法制氧富氧助燃技术尚不完备，所以国内目前还没有企业从事该技术研发。”/pp　　据姜政华介绍，目前一般富氧烟气再循环可抽回50%烟气。工业锅炉如采用该技术后，烟气量可以降低烟尘排放50%，降低二氧化硫排放50%，降低氮氧化物排放50%。/pp　　“在工业燃煤锅炉采用富氧烟气再循环是可行的、技术是成熟的。不仅如此，在工业燃油、燃气、燃生物质工业锅炉、火电厂、中小炉窑等都可采用富氧烟气再循环燃烧技术，以有力控制烟气排放总量，达到减少雾霾的形成。该技术是节能减排可持续发展、治理大气污染最行之有效的简便方法，为我国工业锅炉特别是循环流化床锅炉应用膜法制氧开辟出了一条全新的路径。”姜政华告诉记者：“烟气湿度和温度都能影响雾霾天气，治理脱硫脱硝不能放松，最重要的还是采用富氧烟气再循环技术，减少烟气排放总量，此才是根治我国雾霾天气的必由之路。”/pp　　姜政华认为，在进行大气污染治理时，最重要的设计数据之一是锅炉运行实际烟气排放量。但目前我国在用锅炉大气污染物排放限额标准都是以排出烟气每立方米含烟尘、二氧化硫、氮氧化物多少计算，而没有限定锅炉实际烟气排放总量。/pp　　工业锅炉运行炉膛出口空气过量系数标准应是1.3，按系数1.3计，以每公斤标煤实际烟气量按10.36Nm3/kg计算，每年就向大气排放烟气41.44亿Nm3，工业锅炉运行炉膛出口空气过量系数运行好的锅炉在1.7左右，按系数1.7计，以每公斤标煤实际烟气量按13.46Nm3/kg计算，每年就向大气排放烟气53.84亿Nm3，大部分工业锅炉运行炉膛出口空气过量系数都在2.0左右，按系数2.0计，以每公斤标煤实际烟气量按15.28Nm3/kg计算，每年就向大气排放烟气61.12亿Nm3，工业锅炉运行炉膛出口空气过量系数一般在2.0左右。与工业锅炉运行炉膛出口空气过量系数1.3相比多向大气排放烟气19.68亿Nm3，排放烟尘590.4万吨，排放二氧化硫1968万吨，排放氮氧化物4920万吨。/pp　　因烟气总量是根据空气过量系数的变化而变化，所以导致数据差距非常大，锅炉超排放烟气量也是直接形成大气污染的主要因素。“比较可靠的方法是在锅炉运行中实际测定排烟量，也可以根据锅炉热力计算书、热工测试报告，得出锅炉在运行负荷下的限额排放，不得超额排放排烟量。”/pp　　现有热力设备最大的节能制约因素在于空气燃烧法。在常规的化石燃料燃烧装置中，燃烧过程都是以空气来助燃，空气中含有大量的氮气(接近79%)，因此导致烟气中CO2的浓度较低(约为13%—16%)，直接分离CO2需要消耗大量的能量，致使成本过高。“如果能在燃烧过程中大幅度提高烟气中CO的浓度，使浓度达到无需分离即可回收，就能有效控制CO2的排放。富氧烟气再循环技术就是在这种原理下产生的。”在姜政华看来，控制锅炉烟气排放总量采用烟气再循环技术应用十分灵活，既可在锅炉系统上使用，也可在其他燃烧设备、燃烧技术配合使用，都能达到降低氮氧化物生成量的目的。“通过降低燃烧器氧气的浓度，烟气还可用来输送二次燃料。如利用省煤器后烟气(温度为250℃—350℃)的一部分烟气再循环，并可以实现调节炉膛温度的作用。”/pp　　现有工业锅炉的燃烧方式使NOx排放较高，无法通过燃烧调整达到国家环保要求。“就拿目前普遍采用的SNCR和SCR燃烧后脱硝技术，其运行成本不但高，且脱硝剂为化工产品，在消防等方面存在安全隐患，如氨逃逸会造成二次污染。”姜政华分析说。/pp　　相比之下，O2/CO2混合富氧燃烧技术的优越性就十分明显。首先，采用烟气再循环比达到50%左右后，以烟气中的CO2替代助燃空气中的氮气，与增加的富氧一起参与燃烧，使排烟中CO2体积分数大于95%，可直接回收CO2，与常规空气燃烧相比，SO2、NO排放量大为降低。再者，富氧烟气再循环使得燃烧装置的排烟量仅为传统方式的1/4，使锅炉烟气排放量明显减少，排烟热损失的降低，也使得锅炉热效率显著提高。此外，通过调整CO2的循环比例，还可以实现燃烧、传热的优化设计。/pp　　膜法富氧燃烧技术已在我国钢铁、水泥等行业成功应用，节能减排效果显著/pp　　2012年8月18日，由烟台华盛燃烧设备工程有限公司研制的“MZYR-12000富氧助燃节能装置”在中国企业500强—河南天瑞集团汝州水泥有限公司日产5000吨的水泥回转窑上投入运行。这是目前我国水泥炉窑配备的最大膜法富氧助燃装置。运行效果显示，炉窑火焰温度提高了200℃，二次风温提高100℃，节煤率达到8.18%。通过在线仪表测试，炉窑排放烟气中NOx浓度降低了15.64%，二氧化硫浓度降低7.71%，烟气流速降低2.28%，各项排放指标达到了设计要求。/pp　　该装置采用国内尖端制造技术，率先把膜法制氧设备大型化。为保障在恶劣环境下的使用，该公司精心设计了自洁式PLC控制空气过滤系统，可确保膜组件使用寿命长达10年以上。同时，该装置还首次采用大型集成化膜组件，使富氧流量每小时可达24000立方米，能满足日产10000吨水泥炉窑和企业自备热电联产每小时450吨以下的锅炉使用。局部全富氧助燃技术的应用，不仅让工业炉窑节能率达到了10%—15%，也使设备性价比更加合理。该装置填补了该领域的国内空白，已达到国际同类产品领先水平。/pp　　研究表明，煤炭(包括油品、天然气)在氧浓度为26%时燃烧最完全，速度最快，温度最高，热辐量强度最大，其燃烧机理是高分子膜在压力差的作用下，使空气中的氧气优先通过进入，以提高工业炉窑内氧气的含量，让燃料中的挥发份和没燃尽的碳粒子在富氧中充分燃烧，最大化地转为热能，在不增加燃料的前提下，火焰温度提高100℃—350℃，由此达到节能之目的。/pp　　当前，我国工业总体上尚未摆脱高投入、高消耗、高排放的发展方式，资源能源消耗量大，生态环境问题比较突出，迫切需要加快构建科技含量高、资源消耗低、环境污染少的绿色制造体系。工业和信息化部在印发的《工业绿色发展规划(2016—2020年)》的通知中规定指出，未来五年，是落实制造强国战略的关键时期，是实现工业绿色发展的攻坚阶段。/pp　　“结合国家政策和要求，在我国大力推动以富氧代替空气助燃，锅炉采用控制烟气排放总量的方式，更符合工业绿色发展的方式，此举不仅有利于推进节能降耗、实现降本增效，更补齐了工业绿色发展中的重要短板。”姜政华表示。/p

近年来，催化已经成为时下火热的领域。随着人们对自然资源、环境气候的重视，低碳、绿色已经成为发展不可回避的主题，而催化也是这进程中最为关键的核心技术。为推动催化研究交流、化学化工学科建设，天津大学化工学院和岛津企业管理（中国）有限公司于2023年3月25日共同举办“第二届天津大学-岛津高端催化学术论坛”，邀请国内催化相关领域的顶尖专家进行学术交流及学科建设讨论。大会现场天津大学副校长/化工学院院长 马新宾教授致辞天津大学副校长/化工学院院长马新宾教授首先对参会的催化领域专家的到来表示感谢。天津大学和岛津一起举办高端催化论坛，希望通过这种形式，催化领域的专家、学者能进行更多、更充分的交流、沟通。马新宾教授也希望通过这种交流，逐渐扩大“天津大学-岛津高端催化学术论坛”的广度和深度。岛津分析计测事业部营业部副部长马景辉致辞马景辉副部长表示，现代化学工业中有90%的产品是借助催化过程生产实现，生产总值约为工业生产总值的25%。没有催化科学的发展和催化剂的应用，就没有现代化学工艺。天津大学化工学院化学工程与技术一级学科，在领域内享有盛誉。岛津希望借助本次论坛能与行业的专家深入探讨，进一步加深相互沟通和了解；同时也希望凭借自身140年的历史积淀为催化研究提供稳定可靠的分析仪器解决方案。主题报告报告题目：生物质醇高效转化的催化基础报告人：北京化工大学 何静教授何静教授表示，人类已经进入“第四次工业革 命”即绿色工业。生物质能源产业主要有生物柴油和生物乙醇两类，全球生物柴油市场需求已经超过4000万吨/年，生物乙醇超过400万吨/年。在双碳目标导向下，能源行业也将发展重点由石油能源转向生物质能源。何静教授团队主要研究了乙醇化学中乙醇化学键的定点活化与定向转化，构建了金属-酸-碱多中心接力协同体系，大幅提升反应选择性。设计了MgAl-LDO、Ni-Li-LDO、Fe@GCN、Cu2O-SrTiCuO3-x等催化体系。此外何静教授也在甘油化学中甘油伯仲位定点活化与高效定向氧化方面有研究。报告题目：自适应催化位点调控CO2定向转化报告人：天津工业大学 仲崇立教授二氧化碳作为温室气体随着人类生产生活等活动，在近几十年内急剧增加。仲崇立教授团队基于在沸石催化体系长期积累，构建了柔性多金属单原子位点催化剂制备的平台技术，利用EDTA取代MOF材料特定位点，通过EDTA与金属的相互作用，得到了高度分散的多金属单原子催化剂。并以Cu-Ni催化体系为例，利用球差电镜、原位电子自旋共振等方法明确催化剂结构，同时说明了柔性多金属单原子催化剂在二氧化碳转化方面展现了优异的性能。报告题目：离子液体强化CO2电催化过程报告人：中国石油大学 张香平教授二氧化碳电化学还原是极具潜力的领域。离子液体不挥发、稳定、有催化、导电等特殊的性质。张香平教授团队针对离子液体的特性，在其稳定性好的基础上引入碱性官能团和多个活性位点，制备了[Bmim][Triz]等碱性离子液体和[P444][4-MF-PhO]等 芳香脂类的双位点离子液体，并对离子液体在微环境的表现以及在电极秒面的性质进行了考量。张香平教授还利用离子热法制备硫化铟催化剂和利用电沉积法制备改性Pd和Ag催化剂，以及对离子液体中二氧化碳还原过程中产生的纳米气泡的生成原理进行了探究。此外，张香平还在电化学催化的成本方面，对之前做的研究应用前景进行考量与分析。报告题目：碳基硝基加氢催化剂的设计报告人：中南大学 刘又年教授芳香胺是关键基础化学品，广泛应用于染料、医药、农药和光电材料等，对工业生产具有重要支撑作用。非贵金属由于其含量大、成本低、催化性能好，通常为硝基催化加氢的理想催化剂，但相比于贵金属催化剂也在稳定性等方面存在缺点。刘又年教授利用金属中心调节-多金属位点的方法，构建了基于Co和Zi双活性中心的金属催化剂，其性能优于已有报道的纳米粒子中心催化剂，并可以在常温下对硝基苯类化合物催化加氢有较好的选择性和催化效率。此外，在金属中心合金化方面合成了Ni-Cu合金催化剂；在金属中心单原子化方面合成了N、S共配位的Co催化剂。报告题目：烷烃芳构化研究报告人：中科院山西煤炭化学研究所 樊卫斌研究员芳烃制备传统工艺的原料通常来源于石油化工的裂解和石油馏分的重整。樊卫斌研究员通过Ga/ZSM-5分子筛催化剂实现了丙烷芳构化，BTX收率约为60%。跟据核磁共振分析，对这种Ga催化剂的结构和配位状态进行研究，明确了高度分散的Ga是实现反应高活性和高稳定性的关键。樊卫斌研究员团队通过DFT计算和原位表征技术深入分析并明确了丙烷芳构化的反应机理，解决了长期以来在反应机理方面的争议。在费托尾气芳构化方面，樊卫斌构建了两段流化床的新工艺，增加了芳构化效率；在长链烷烃芳构化方面，以beta-分子筛为基础构建了一些列催化体系，增加长链烷烃如庚烷芳构化的效率及收率。报告题目：CO2电化学转化与过程强化报告人：天津大学 张生教授张生教授团队在二氧化碳电化学多层次转化上以绿色化学为基础，构建了从催化剂到电极，到反应器再到工业点解槽的研究模式。在催化剂理性设计上设计了二氧化碳电化学制备甲酸反应途径，合成并表征了CeO2/SnO2催化剂，并在静电纺丝表面构建成异质界面纳米纤维。在电化学过程强化上，张生教授引入刚性四氟乙烯和柔性离聚物分别构建了反应物二氧化碳和质子传输通道，协同强化二者传递过程。此外尝试用其他多种材料增强点解反应过程中电子传输效率。张生教授在报告的最后，介绍了团队在二氧化碳工业化方面取得的进展。报告题目：催化剂评价系统-微型反应器搭档气质联用仪报告人：岛津分析计测事业部市场部GCMS产品专员 王子君催化已经渗入了生活的方方面面。岛津公司开发了一套适用于实验室催化剂快速筛选的系统，可以帮助催化领域的研究者加速对催化剂的研究。微型反应器μ-Reactor是简便的分析系统，可以对气体、液体和固体样品进行分析检测；高性能微型反应炉可以实现高精度温度控制和快速升降温；产物快速分析支持在线MS检测，并且可以在8个温区GC/MS分析。报告题目：单原子催化剂的配位环境和动态演化行为研究报告人：中科院大连化物所 王爱琴研究员催化自提出开始便不断受到化学家的重视。单原子催化剂是一类仅含相互孤立的个体原子作为催化活性中心的负载型催化剂。王爱琴研究员首先介绍了单原子催化剂的发展过程，标准研究规范，并将其概念进行拓展，以及单位点催化剂和单原子催化剂的区别与共通部分。这种催化剂的已经不适用于传统界面化学的定义，其带来的新概念也带来新的思考。介绍了单原子活性中心微配位环境的多样性研究、微配位环境的精细调控的研究、Ru-N-C单原子催化中心微配位环境调控研究、Ru-N-C第二壳层配位环境的研究、Co-N-C单原子催化中心微配位环境调控研究等。在报告的最后，以铜基催化剂为例，介绍了在原位表征技术的辅助下，活性位点在反应条件下由单原子到纳米颗粒再到单原子的结构动态变化。报告题目：冷等离子增强作用下CO2在碳化钼表面的定向活化与转化报告人：大连理工大学 石川教授冷等离子有能打破原有热力学平衡，低温、快速高效，但也有定向性差等特点。石川教授借助冷等离子体构建了冷等离子体-催化耦合CO2加氢催化制取CO体系。在温和条件下，冷等离子体-催化耦合表现出的催化效率是TOF颗粒催化剂的2倍。通过等离子体系的使用，避免了反应过程积碳的问题，提高了反应稳定性，解决了工程长期存在的问题。课题组进一步研究了等离子体-催化协同机制的特点，并用该方法研究了CH4-CO2重整反应的催化研究。报告题目：铁基催化材料的理论设计基础报告人： 中科院山西煤炭化学研究所 温晓东研究员催化科学是借助数据科学与量子力学之间的学科，涉及材料化学、化学工程、分析测试、配位化学、表面科学、物理化学等诸多领域。计算化学作为理论工具已经成为一种“微观层面分析的手段”。以费托合成为多相催化技术研究的典型范例，课题组研究了工业铁基催化剂的活性、选择性和稳定性。基于DFT优化模型为基础，对铁-碳催化剂形成的活性物相进行了辨析和调控研究，并对并针对新一代工业铁基催化材料的预测和开发进行了讨论。此外，温晓东研究员团队在煤炭间接液化制备油品技术方面，发明了260~290费托反应催化剂活性的碳化/氧化动态稳定化技术。报告题目：沸石分子筛上活性位与催化反应机制的固体核磁共振研究报告人：中科院武汉物理与数学研究所 徐君研究员核磁共振在固体核磁、材料科学、表面化学、生物科学等领域有诸多应用。沸石分子筛的物理化学性质特殊，在催化领域中有重要应用前景。徐君对ZSM-5分子筛骨架用借助固体NMR，对其Lewis酸性位活性进行评估。此外也用NMR观测了Zn、Mo、Ga改性后的分子筛金属活性中心，并且定了新的活性位点。徐君研究员也构建了简述协同活性中心的方法，利用NMR、IR等检测手段，跟踪了Mo/ZSM-5分子筛催化剂甲烷无氧芳构化反应、研究了Sn-分子筛Sn活性位点的醛酮交换反应。位进介绍了分子筛不同T位点区分与反应活性。此外，核磁共振也可以用于观测分子筛中相互作用研究，例如：分子筛孔道与酸性影响双分子反应、非共价键相互总用对反应活性影响等。报告题目：同步辐射X射线谱学在能源小分子催化转化中的应用报告人：中国科学技术大学 姜政教授姜政教授介绍了X射线吸收能谱，以及SRXS方法与材料结构关联的信息。目前X射线朴学表征方法学利用原位该分辨XANES、模拟计算、Δ-μXANES和亚秒/秒级时间分辨+大数据分析。在小波变换方面首次通过原位XAF研究了Co2C的形成过程；在高分辨X射线发射谱方面，借助差谱特征判断Co和Mn相关催化剂的结构变化；通过原位发射谱研究Cu基催化剂还原CO2等。同步辐射光源谱学平台已经在北京、上海、合肥等多地完成建设。其中上海光源谱学平台已经有动力学线站、能源材料线站、稀有元素线站等多条分析线。报告题目：数据驱动的工业催化剂设计报告人：天津大学 赵志坚教授催化反应工程从最远处的试错法，再到人为计算，再到如今的人工智能背景下的大数据计算，已经取得了质的飞跃。赵志坚教授介绍了其团队开发的催化剂模型的算法，对合金特征进行模拟，并在此基础上开发了CuZu纳米催化剂。其催化剂与预测理论活性有较高的相似性，为设计新一代高效催化剂提供了理论基础。此外，课题组也借助DFT计算了CuCo热还原CO2反应机理并进行了实际的实验测试。在复杂反应网络方面，利用机械学习和人工智能抽提描述符提出普适性设计准则，完成对催化剂的快速筛选等功能。在耦合多尺度计算方法上，实现跨尺度按耦合模拟。报告题目：超临界流体色谱分离技术在油品分析中的应用报告人：岛津中国创新中心高级专家 郭彦丽超临界流体是指二氧化碳流体在低超临界温度和压力下呈现的一种特殊的状态。其密度与液体接近，有良好的溶剂化能力，同时粘度和扩散能力接近气体，物质交换效率，由于二氧化碳无毒无害因此也更加环保，且其和油脂互溶性好，适合油脂样品分析。岛津SFC可以在原本GC-FID系统基础上进行合并，完成从气相色谱到超临界流体色谱仪的升级。介绍了SFC-GC-FID柴油中芳烃快速定量、汽油中烯烃分析、油脂样品在线净化实现多环芳烃检测的案例。除此超临界色谱还可以与液相色谱联用对食物油中成分进行分析测定。岛津杯学术报告后，进行了第二届“岛津杯”天津大学化工学院优秀博士生论文颁奖活动，通过post展示、现场答疑，参会的专家无记名投票选出了10篇优秀论文，岛津市场部陈志凌高级经理对10位获奖的优秀论文作者进行了颁奖。岛津为墙报获奖人员颁奖同期也举办了学科建设研讨会，天津大学化工学院的领导与部分参会学校化学和化工学院的院长/副院长一起参加了研讨，就学科建设中学科设立、人才引进、管理、考核等等各方方面进行了非常坦诚、充分的交流，与会者均表示收获颇多。高端催化学术研讨会现场参加论坛人员合影本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

由中国化学会催化委员会主办，上海大学承办，复旦大学、上海交通大学和华东理工大学协办的第十二届全国环境催化与环境材料学术会议，于2021年6月18-20日在上海召开。对于环保产业的重视是满足人们对美好生活的向往重要组成部分。环境催化和环境材料是催化和材料领域重要的研究方向，是推动环境科学向前发展的重要力量。本届会议的主题是“新时代下的环境催化与环境材料”。进一步推进我国环境催化和环境材料领域科学与技术的发展和成果推广。安东帕邀您莅临B2展位，期待您的到来，共同探讨、以期共同突破技术瓶颈。安东帕康塔物理吸附微孔孔径/化学吸附分析仪：Autosorb iQ气体吸附全分析平台，涵盖超低比表面、微孔、蒸汽吸附和化学吸附测量动力学模式及迟滞环扫描模式可提供样品孔结构的全方位信息自动液位传感器控制冷阱升降，确保样品管体积最小化，实现微孔分析的高分辨率真正实时P0测量，为全压力段提供高分辨率可扩展第2和第3分析站，脱气站多达4个安东帕康塔比表面积和孔径分析仪：NOVAtouch可同时分析多达4个样品，更高分析效率全自动程序控温4站脱气，可与分析站同时运行彩色触摸屏，且允许远程操作专用P0站，可实时测量P0值优化进气模式，大幅提高测试速度安东帕康塔真密度仪：Ultrapyc系列TruPyc技术，数据更精准TruLock密封技术，重复性更高powderProtect模式，无惧细粉污染Peltier温控系统，温度更稳定超大触屏，图形用户界面微波消解系列：Multiwave GO Plus | 5000 | 7000集微波消解、萃取、合成、氧燃烧、干燥、赶酸等为一体多种转子可选，高达64位的样品处理量最高300℃、80bar的消解条件最高等级的安全防护能力通过国际权威 ETL及GS双重安全认证微波合成系列：Monowave 450 | 400 | 200从0.5mL到1L的刻度范围多达192个的平行反应最高微波反应条件：300℃@80bar最快的加热速率9℃/s

莫帝斯技术(中国)有限公司，日前同扬子石化研究院签订Firemaster UL94 水平垂直燃烧测试仪合同，7月初将投入使用。　　Firemaster UL94 水平垂直燃烧仪，设计为对设备和器具部件材料的可燃性能试验，众多应用于最终用途的测试指标如易燃性能、燃烧速率、火焰蔓延、燃烧强度及产品的阻燃性能均可被检测。 其可检测的标准为以下：　　水平燃烧测试：UL HB、IEC 60695-11-10、IEC 60707、ISO 1210、GB/T 2408　　50W 垂直燃烧测试：UL94 V0、V1、V2、IEC 60695-11-10、ISO 1210、GB/T 2408　　500W垂直燃烧测试：UL94 5VA、5VB、IEC 60695-11-20、ISO 9770、GB/T 5169.17　　薄膜材料垂直燃烧测试：VTM-0、VTM-1、VTM-2、ISO 9773　　泡沫材料水平燃烧测试：HF-1、HF-2、HBF、ISO 9772、GB/T 8332　　客户简介：　　扬子石化研究院系中国石化扬子石油化工有限公司的科研开发机构，成立于1984年，建有博士后工作站，拥有以引进为主、较为完备的相关科研开发试验设施、仪器装置及塑料加工中试生产线，为江苏省烯烃聚合与加工应用工程技术研究中心及中国石化塑料技术中心之分部。　　研究院定位于具一定核心竞争技术、全面服务扬子石化生产和发展，集科研、开发和生产于一体的现代石化专业研究院。下辖有机化工研究所、合成树脂研究所、塑料加工应用研究中心、油品应用研究所和信息研究室五个研究开发部门。　　研究开发领域包括聚烯烃新品开发与塑料加工应用、聚烯烃与高分子材料合成、有机化工工艺、催化剂及产品开发、油品加工应用、分析测试与物性表征、石化信息技术与计算机模拟应用等。

石油化工废催化剂中往往含有一些有毒成分，主要是重金属和挥发性有机物，具有很大的环境风险。此外，废催化剂中有较高含量的贵金属或其他有价金属，可作为二次资源回收利用。因此，对于石油化工废催化剂的检测尤为重要。以石油化工废催化剂钴的测定为例，根据HG 5588-2019，用原子吸收分光光度法，其测定原理为：用原子吸收分光光度计，使用空气-乙炔火焰，于波长240.7nm处测定试料溶液中的氧化钴，用工作曲线法定量。主要步骤为：1、标准曲线的绘制。取5只50mL容量瓶，采用10ml规格的opus电子瓶口分配器，stepper模式设置4个体积分别为1、2、3、4mL，然后按分液键，将储备液（500μg/mL）分别加入4个容量瓶中（剩一个不加），然后定容，对应标准溶液中氧化钴的浓度分别为0、1、2、3、4μg/mL。按仪器工作条件，用空气-乙炔火焰，以不加氧化钴标准溶液的空白溶液调零，于波长240.7nm处测定溶液的吸光度。以氧化钴的浓度（单位为微克每毫升）为横坐标，氧化钴的吸光度值为纵坐标，绘制工作曲线或计算出线性回归方程。2、测定。量取一定量的试料溶液(5-10mL)，置于50mL容量瓶中，再用瓶口分配器加入1mL盐酸溶液，用水稀释至刻度，摇匀。从工作曲线上查得或通过线性回归方程计算出被测溶液中氧化钴的浓度。 3、数据处理。计算氧化钴(Co0)质量分数：取平行测定结果的算术平均值为测定结果，平行测定结果的绝对差值应不大于0.20％。赫施曼的瓶口分配器是采用阶梯式量程原理，操作简单舒适、无人为误差。可代替量筒、刻度移液管，可便捷、安全地进行0.2-60ml的液体移取，带安全阀的ceramus型可应对盐酸、硝酸等易挥发、腐蚀性较强的特殊试剂。 赫施曼的10ml的opus电子瓶口分配器分辨率可达微升，不仅可用于常规的等体积分液，一次装液还可完成10个不同体积的连续分液，可用于毫升级的母液添加；大体积的型号可代替烧杯、玻璃棒，用于稀释液的快速、准确地添加，非常适合做标准曲线和毫升级大批量灌装。

2014年 10月——福斯隆重推出杜马斯燃烧法定氮仪Dumatec? 8000, 这款杜马斯法蛋白质分析仪可在三分钟之内提供可靠的分析结果，且单个样品运行成本更加经济。 杜马斯方法在测量食品和饲料类型产品中蛋白质含量的应用越来越广泛。福斯的Dumatec 8000 包含一系列创新特色，为分析任务繁重的实验室提供了一种更加简单快速的分析方法。 杜马斯法仅需三分钟完成 杜马斯方法能够在3分钟之内直接快速的分析所有形式的氮而得到可靠的分析结果。创新的设计避免了不同批次的同种样品校准的标准化，这样能在30分钟内快速启动，在对一个批次进行检测过程中，您甚至可以灵活地往自动进样器中添加紧急样品。 运行成本低 Dumatec 8000的设计特色保证了与其他同类型仪器相比可以以更低的成本运行，独特的三级排水系统延长排水装置填充物的使用寿命。软件系统可以让您方便地控制燃烧的精度从而将氧气的消耗量降至最低。因不需要参考气体的流量，氦气的使用量控制在最低限度。 例如，可轻松快速拆去熔炉并替换石英燃烧反应器。样品运行受到自动监控，高质量的催化剂可持续用于800多次的分析(根据样品)。 可靠的杜马斯法，降低工作量 仍有更多功能可以解放实验室资源。例如，使用Dumatec 8000通过获得专利的可自我再生的吸附阱，CO2 可被自动移除。通过智能的自动进样器转盘系统，您可以测试多达117个样品，批次处理更灵活。 Dumatec 8000 是通用型的方法，可分析所有类型的样品而且使用快速方便。仅需要称量样品，装入自动进样盘后就可以分析了。该仪器通过电脑上的Dumatec 软件来控制，所以处理校准，数据跟踪和生成报告都非常容易。 如欲了解Dumatec? 8000及福斯公司更多信息，请浏览网站：www.foss.cn （中文），www.foss.dk （英文）。 关于福斯 福斯是全球顶尖的食品业及农业产业分析解决方案供应商，帮助生产者实现其生产价值最大化。无论实验室分析还是在线解决方案，福斯采用各种技术从传统的实验室湿化学参照法到先进的近红外（NIR）和X射线等分析技术，满足客户需求。福斯一直处于创新前沿。 超过50000个福斯分析仪器正在全球各地实验室中运行，世界100强食品和农业产业公司中有90多家正在使用福斯的方案。 福斯是一家私有企业，拥有来自世界各地的1200多名员工。福斯在丹麦、瑞典、美国和中国均有制造及研发基地。福斯在25个国家设有销售服务公司及超过70家专业经销商销售福斯方案并提供服务。 福斯公司联系方式 北京：010-6846 7239上海：021-51695953广州：020-3828 8492邮箱：china@foss.com.cn

在多相催化中，对催化剂活性状态的测量是揭示复杂催化剂结构与活性关系的关键。目前，大多数的催化研究以测量催化剂的结构信息和分析反应器出口的产物为主，对于物质在“黑匣子”式固定床反应器内部不同位置的实时状态监测仍为研究难题。 近期，德国REACNOSTICS公司研究推出的多功能原位空间分辨固定床原位反应器，可实现测量和/或模拟反应器内的浓度、温度和流场，可视化呈现出物质在反应器不同位置的实时状态，并通过原位即时空间分辨光谱（Operando Spectroscopy）实现对催化反应动力学的监测与控制。设备有效解决了传统“黑匣子”式反应器内部动态无法监测的难题，使得催化反应各项性能指标“透明”。该催化反应器可以与拉曼光谱、质谱、气/液相色谱等仪器联用，达到不断优化催化反应的目的。多功能原位空间分辨反应器-紧凑型反应器 CPR（多种用途、小巧紧凑的设计、带光学接口） 汉堡工业大学联合德国DESY同步辐射光源使用了德国REACNOSTICS公司的多功能原位空间分辨反应器，研究监测了C2H6 在MoO3 /γ-Al2O3上氧化脱氢反应过程中的温度、气体浓度梯度和高能 X 射线衍射 (XRD)的变化过程。该设备助力科研人员实现了空间分辨的材料结构与催化活性的构效关系分析。 多功能原位空间分辨反应器通过催化固定床实时测量空间分辨气体组成、温度和X射线衍射物相。空间梯度是通过毛细管采样技术获得的，用一根带有小采样口的采样毛细管穿过催化剂固定床的中心，放置在反应器管中，如图1所示。产物通过取样孔从反应区连续抽出。毛细管以及取样孔和热电偶被固定在空间中，反应管沿被探测的样品轴方向平移。通过这种方式，整个催化剂反应区可以沿着包括取样孔、热电偶尖端和X射线束的测量区域移动，从而实现空间分辨的测量。图表 1 多功能原位空间分辨反应器实现空间分辨原位测量的工作原理示意图图表 2 实验装置示意图 如图3所示，分步测量能够有效地区分不同的气态反应物和产物及其在催化剂固定床的每个内部位置的浓度。反应物和产物的浓度比符合C2H6氧化脱氢为C2H4的预期。图表 3 (a)催化剂分布图；(b) 不同的气态反应物和产物及其在每个内部位置的浓度 随着催化剂固定床床沿线反应进程的增加，催化剂暴露在强烈变化的局部气体成分中，这导致催化剂在气相转化时的反应动力学和视觉外观发生变化。然而，这些观察结果只关注了化学反应系统的一部分。因此，作者结合空间分辨 XRD，记录了38 mm长的催化剂反应区的27 个衍射图，形成相应的 XRD 分布（图4）。图表 4 不同位置的XRD图谱 根据结构相似性，催化剂床可以分为三个区域（0-18 mm；18-24 mm；24-38 mm）。第一个工作区 (0–18 mm) 和第三个工作区 (24–38 mm) 的 XRD 图非常稳定，显示出各自相同定性的衍射结果。在第二个工作区（即中间体过渡区）， XRD 揭示了一个明显的相变，如图 5 所示，超过36 mm的X射线衍射图显示，具有单斜晶系结构的MoO2是与氧化钼有关的晶相。出现MoO2衍射的同时MonO3n-x信号减少，在19 mm处开始观察到MonO3n-x还原为MoO2。图表 5 不同工作区位置的XRD结果 本项研究中作者以MoO3 /γ-Al2O3催化剂上的乙烷脱氢制乙烯为例，利用德国REACNOSTICS公司的多功能原位空间分辨反应器同时进行温度、气体组成和高能XRD的测量，验证了该装置在原位测量中的优越性。集成的全自动设计可以与一系列光束线兼容，且样品转换和操作十分简便。此外，该技术还适用于对高压和高温有要求的多种反应体系，可以搭配联用各种气/液相/质谱、红外拉曼光谱和X射线衍射、X射线吸收光谱、拉曼光谱、SAXS等表征方法，从而多角度促进对催化反应体系的优化。

近日，大连化物所催化国家重点实验室分子催化与原位表征研究组（503组）李灿院士、范峰滔研究员等在液相原位电化学成像的研究方面取得新进展，实现了电催化过程中电荷转移过程的纳米尺度直观成像，直接观察到金属电极在微纳尺度存在空间差异的界面内电势差，突破了人们在传统电化学方面对电子转移过程的认识。　　电化学反应的内在驱动力是电化学势，而电化学势的决定因素是界面内电位差，即电子转移情况。如何探测界面电势的局域分布，揭示其与电子转移动力学之间的内在关系对于纳米催化剂的反应机理的认识至关重要。一直以来，研究人员就设想通过纳米探针观测反应过程的电子转移情况，但该尺度下的电流极其微弱，常常受到外界噪音干扰。另外，液相中化学物种的扩散过程常常使电化学成像难以稳定。更重要的是，在电催化过程中，催化反应与电子转移过程卷积在一起，使得该电子转移过程难以直接探测。　　本工作中，李灿团队建立了具有纳米级空间分辨率的原子力显微镜和扫描电化学成像联用的表征方法。该方法利用纳米探针的移动扫描测量了能够转移电子的外球电对分子和催化产物分子的局域分布，实现了对电子转移过程和电催化反应过程的原位反应成像。在金属纳米颗粒上的电子转移成像发现，该过程呈现位点依赖的空间异质性，突破了人们对金属电极上电子转移过程的微观认识。同时，通过解耦传质效应对界面电子转移的干扰，数学建模的有限元方法提取速率常数和内电势差测量等一系列精细的实验，揭示了空间差异的界面内电势差与电子转移速率常数对数间的线性关系。该方法在电化学领域对电子转移过程和催化反应实现原位观测，对原位成像技术的发展以及电催化过程机理探测方面提供新思路。　　国际同行认为，该工作是原位扫描电化学探针技术的一个新里程碑，这也使人们可以从物理化学底层原理出发，发现纳米催化剂的结构—性能关系。　　李灿团队长期致力于太阳能光催化、光电催化、电催化以及催化光谱表征的前沿科学研究，取得了系列成果，特别是利用自主研发的空间分辨的表面光电压显微镜对光催化剂表面光生电荷给出了可视化图像，在国际上最早将其应用到微纳尺度光催化材料电荷分离的成像研究（Angew. Chem. Int. Ed., 2015；Nature Energy, 2018；Angew. Chem. Int. Ed., 2020等）中。　　相关研究成果以“Visualizing the Spatial Heterogeneity of Electron Transfer on a Metallic Nanoplate Prism”为题，发表在《纳米快报》（Nano Letters）上。该工作的第一作者是大连化物所503组博士研究生聂伟。该工作得到国家自然科学基金委，“人工光合成”基础科学中心项目、中科院和大连化物所等相关项目的资助。　　文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.1c03529

摘自石油化工科学研究院《色谱法多功能催化研究装置》 在以往工作的基础上，提出了用气象色谱（GC）对催化反应、化学吸附和气体扩散进行联合研究的设计，建立了相应的装置，并拟投入定型化仪器生产。根据要求，可以使用脉冲法、连续流动法、迎头法，以及程序升温脱附技术，在一套设备上逐个测定催化剂的反应速度、金属分散性或其它活性中心、表面酸碱度和质量传递性能等，以便参照催化全过程的多种原位数据，有效地改进催化剂的活性、选择性及寿命。一、序言 在多相催化中，由于反应体系的复杂性，使得再解释催化活性及其机理上遇到了困难，因而妨碍了对特定化学过程最佳催化剂的选择。在近代，虽然有着各种能谱，光谱，磁学方法，场发射技术等应用于催化精细结构的研究，但由于各自在仪器和理论方面的限制，它们存在以下主要缺点：1、由于价格昂贵，不是所有的研究者都能得到所希望的仪器设备；2、由于催化材料的多样性，不是每种仪器都能获得所希望的数据；3、多数物理方法在“非原位“条件下所得到的数据，很难与催化行为直接关联。 近十多年来，随着色谱理论和技术的日臻成熟，并且由于它没有以上缺点和具有简便、快速、定量准确等优点，因而在催化研究中得到了广泛的应用。则是在接近于反应的条件下，研究固体催化剂的大多数表面化学性质，并在同时测定他们的催化性能，以便关联这些数据，加深对某特定过程催化作用本质的了解，并控制它的最佳催化剂的选择。为此，在综合以前工作的基础上，笔者提出了利用气相色谱技术，对催化行为进行联合研究的设计，并建立了可以作为定型化仪器的示范装置。现将该方法的基本原理和操作要点介绍如下。二、在催化研究中的应用GC技术通常按两种方式用在催化研究中，一种是将催化剂直接填充在色谱柱中，另一种是附加一个微型反应器与GC。用此可以测定物理表面积，传递参数，化学吸附和表面行为，反应速度等催化过程所需要的几乎全部数据。由于使用物理吸附法进行总表面积和孔分布的测定熟为人知，因而将不予涉及。在此，仅介绍笔者及其同事曾经进行和较感兴趣的几个方面。应用GC技术研制的程序升温化学吸附仪PCA-1000系列可进行以下催化剂性能分析：1. 催化剂活性表面积或金属分散性 催化剂的活性表面积仅占物理总表面积的一小部分。这一数据对于考虑催化反应的结构敏感性行为和计算转换数是不必可少的。通常，它也可以用在催化剂上的活性中心数目来表示。并且，通过用用脉冲色谱技术测定不可逆化学吸附，能够获得这一结果。金属和负载的金属催化剂，是研究的最多的对象。我们曾对重整过程中的各种催化剂和双金属催化剂进行研究。吸附质可以使用氢气、氧气、一氧化碳等。最优越的是化学吸附氧的氢脉冲滴定法。吸附体积的测量，按催化剂上消耗的吸附质数量来计算2. 程序升温脱附（TPD）技术 当吸附的质点被提供的热能活化，以至能够克服为了它的逸出所需越过的势垒时，便产生脱附。由于脱附速度随着温度的升高而指数地增加，同时，又因覆盖度的减小而减小，因此，正比于脱附物质浓度的信号，即脱附速度曲线呈TPD谱。 我们曾用氢气的TPD法，对国内外工业和实验室重整催化剂，发现在以Pt为主要组分，以氧化铝为载体的单、多金属催化剂上，存在着两类主要的活性中心。其低能中心是Pt的某种结构所特有的，它主要与加氢-脱氢反应活性有关；而第二或第三组元的引入，则只改变了高能中心的结构特征，它主要与异构化和环化反应有关。两类中心的相对数量和谱图的形状，决定着各基元反应的选择性；而催化剂的稳定性，则可由谱图的值估价。由此向我们提供了改进催化剂活性、选择性，以及使用寿命的方向。3. 固体材料表面酸碱性能的研究 在多相酸碱催化或双功能催化反应中，催化剂或者在体表面的酸碱度、酸碱中心类型，以及强度，对其活性、选择性、甚至寿命，都有着十分重要的作用。田部浩三曾系统的介绍了这一催化现象和对其进行实验测定的各种方法。特别是应用GC技术的气相酸碱物质的化学吸附法，在快速、准确、简便等方面，具有明显的优越性。 例如，当气体碱在酸性中心上吸附时，与强酸的结合将较在弱酸中心上更稳定，因此，随着温度的上升，吸附在后者上的碱性物质将优先的因热能激发而逸出。于是，在各种温度下逸出的吸附碱的份数，能够作为酸强度的量度；而从气相中所吸附的碱量，则作为表面酸度的量度；如果选择适当的吸附质，也有可能对表面Bronsted酸和 Lewis酸中心加以区分。4. 微型催化反应器技术 将微型催化反应器与GC相结合，提供了一个节省催化反应性能、动力学参数。特别是研究起始速度。中毒效应、催化剂失活等缓慢现象的手段。而且，它也容许方便地获得有关反应机律的情报。 笔者所给出的这种实验设计，可以按两种方式操作：一种是所谓的尾气技术，它与一般的连续流动法没有什么区别；一种是脉冲技术，它更能体现出GC法的优点。特别适合于在各种条件之下快速筛选和评价催化剂的情形。结合选择加氢催化剂的研制，我们曾有效地使用了环己烯、噻吩、异戊二烯模型化合物的微型脉冲催化反应研究法。考察了在许多催化剂上的活性、选择性，以及在某些工业催化剂上的吸附竞争性、反应机理，并计算了主要过程的反应活化能。在本文报道的装置上，还用类似方法研究了环戊二烯在各种类型催化剂上的选择加氢行为。 在非稳态脉冲条件下反应动力学的理论研究指出，只有在一级反应的情形中，或者在脉冲宽度远大于床层高度的条件之下，才能得到与连续流动法反应一致的结果。因此在进行动力学测量时，仔细的把握这一条件是十分重要的。5. 催化剂有效扩散系数的测定 质量传递作用，即扩散效应在使用多孔固体催化剂的工业过程中，对于产品的生产率有着巨大的影响。因此关于催化剂有效扩散性的测定是十分重要的。利用我们给出的装置，还可以按照另外一种途径进行这方面的研究。方法的基本点是在各种流速上，用测定非化学作用气体脉冲加宽的办法，来计算有效扩散系数。

近日，中科院大连化物所催化基础国家重点实验室、太阳能研究部(DNL16)李灿院士，李仁贵研究员等在光催化水氧化研究方面取得新进展。 　　团队仿习自然光合体系中电荷传输链的原理，基于团队发现的半导体光催化剂晶面间光生电荷分离现象，在铬酸铅光催化剂光生空穴富集的氧化晶面上可控组装氧化石墨烯作为电荷传输层，进而将钴立方烷分子催化剂选择性组装到氧化石墨烯电荷传输层，实现了光生空穴从铬酸铅光催化剂至钴立方烷分子催化剂之间的快速传输，显著提升了光催化水氧化性能。 　　光催化分解水制氢是将太阳能转化为化学能的重要途径之一。其中，光生空穴参与的水氧化反应是涉及多电子多质子转移的复杂过程，是光催化分解水反应的关键。虽然负载合适的水氧化助催化剂有助于提高水氧化反应性能，但是半导体与水氧化助催化剂之间的界面势垒会阻碍光生电荷的传输和利用。李灿团队长期从事太阳能人工光合成过程中的关键基础科学问题研究，尤其在光催化分解水研究方面，先后在国际上提出双助催化剂策略(J. Catal.，2009；Catal. Lett.，2010；Acc. Chem. Res.，2013)、在光电催化分解水研究中发现部分氧化的石墨烯在水氧化催化剂和捕光半导体之间具有类似自然光合作用过程中酪氨酸的电荷传输功能(J. Am. Chem. Soc.，2018)、实验上确认了晶面间光生电荷分离效应(Nature Comm.，2013；Energy Environ. Sci.，2016；Angew. Chem. Int. Ed.，2020；Angew. Chem. Int. Ed.，2022)、提出可规模化太阳能分解水制氢的氢农场策略(Angew. Chem. Int. Ed.，2020)，提出光催化完全分解水氢氧逆反应抑制新策略(Nature Catal.，2023)等，受到了国际学术界的广泛关注。 　　研究团队借鉴自然光合系统电荷传递链中酪氨酸等电荷传输媒介的作用，利用铬酸铅光催化剂光生电子和空穴在不同暴露晶面间的光生电荷分离性质，借助超声辅助的手段在铬酸铅光生空穴富集的氧化晶面上可控组装氧化石墨烯电荷传输层。 　　进一步，团队确认通过氧化石墨烯电荷传输层与钴立方烷水氧化催化剂之间强的范德华作用力，可以选择性地将钴立方烷分子催化剂吸附到铬酸铅的氧化晶面，从而实现了光生空穴从铬酸铅到钴立方烷分子催化剂的有效传输，显著提升了铬酸铅的光催化水氧化性能。 　　此外，团队通过表面光电压谱等手段证明，在铬酸铅氧化晶面与钴立方烷分子之间引入氧化石墨烯电荷传输媒介，可以有效抑制光生电荷在界面的复合，延长光生电荷的寿命，显著提升光催化水氧化反应性能。 　　该工作发展了基于仿生思路实现光生电荷传输和助催化剂可控构筑的策略，为微纳尺度上高效人工光催化剂的理性设计和构筑奠定了基础。 　　相关研究成果以“Graphene Mediates Charge Transfer between Lead Chromate and a Cobalt Cubane Cocatalyst for Photocatalytic Water Oxidation”为题，于近日发表在《德国应用化学》(Angewandte Chemie International Edition)。该工作的第一作者是503组联合培养博士研究生蒋文超。以上工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金委“人工光合成”基础科学中心项目等资助。