- 周镇港;伍致承;柳伟杰;姚栋伟;潘诚晋;林赛赛;沈海涛;张涌新;范海东;张士汉;郑成航;高翔;
在碳达峰碳中和战略目标驱动下，国际海事组织和各国政府正加快制定并实施严格的航运业碳排放管控政策和法规。为应对船舶受限空间下高效、低成本碳减排的挑战，综述了国内外船舶航运领域的碳减排政策、关键技术及实船应用现状，深入分析了航运业从高碳向低碳、零碳转型的技术路径，以及相关技术在低碳/零碳船舶工艺开发中的应用前景。节能降碳技术主要依托船体设计与运营策略优化，以提高船舶能源利用效率，可在一定程度上减少碳排放。同时，快速发展的清洁能源替代技术和尾气碳捕集技术为船舶碳减排技术的研发和应用带来了变革机遇。通过节能降碳、清洁能源替代和尾气碳捕集等.技术有机结合，可显著削减船舶全生命周期碳排放。在此基础上，展望了航运业综合运用从源头减排到末端治理的碳减排技术，逐步实现船舶净零排放的发展路径和目标，为推动船舶碳减排技术的规模化应用与航运领域的绿色低碳转型提供参考。
2025年05期 v.39;No.221 1-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 2098K] - 安徽;张永琦;滕舒丞;郑傲督;吴思语;刘轩志;张刚;巩峰;肖睿;
在碳中和与能源转型的背景下，全球新能源汽车的规模化生产与使用正提质加速，其中动力锂电池是新能源汽车的重要动力来源之一。然而，动力电池退役后的处理问题带来了新的挑战。除此之外，围绕碳达峰碳中和的战略目标，废弃物的回收利用技术也受到了广泛的关注。目前一些废弃生物质（如秸秆、竹粉、厨余垃圾、甘蔗渣、茶渣、咖啡渣等）的回收面临许多困难。基于此，对不同废弃物在回收锂电池中的应用进行了总结，包括反应机理、反应路径及应用价值等。其中，秸秆主要用于酸浸体系的还原剂、制备生物炭以及产生还原气体；厨余废弃生物质，如橘皮，主要用于制备柠檬酸作浸出剂或还原剂；甘蔗渣主要用于制备葡萄糖作还原剂以及制备还原性气体；茶渣则利用其茶多酚成分还原锂电池中的金.属。此外，从生物质中提取还原性物质或有机酸可以替代湿法冶金还原过程中硫代硫酸钠或无机酸等对环境不友好的还原剂，从而减轻与废旧锂电池回收相关的潜在环境影响。该方法不仅避免了生物质资源回收处理过程中的成本问题和环境危害，同时也为废旧锂电池的回收提供了一种行之有效的策略，具有极高的应用价值。基于研究现状，评估了废弃物回收锂电池的不同方法，对不同废弃物在废旧锂电池回收中的应用进行了展望，并讨论了废弃生物质回收锂电池的局限性与应对方法，为废弃物资源产业与锂电池回收产业的有机结合提供了新思路。
2025年05期 v.39;No.221 17-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 1764K] - 许银辉;陈大铜;王枫亮;房瑞琪;赵鑫;李映伟;
糠醛（FFA）作为一种重要的生物质衍生化学品，具有广阔的研究前景和较大的市场潜力。以FFA为原料生产石化产品，是其高值转化的重要研究方向。通过FFA选择性加氢制备环戊酮（CPO）具有重要的工业价值与经济意义。FFA加氢制备CPO的反应机制较为复杂，FFA与H_2首先吸附在催化剂表面，H_2解离为氢原子，随后氢原子逐步加成至FFA，经过糠醇（FA）等中间产物，最终在水的作用下，发生开环、重排等反应生成CPO。催化剂类型对反应性能影响显著，常见的贵金属催化剂如Pd、Pt等，活性高且选择性佳；而非贵金属催化剂如Cu、Ni、Co等，虽然成本较低，但存在稳定性差且制备过程复杂等缺点。现有研究表明，通过调控载体的酸碱性质及金属-载体界面工程等策略，可有效优化催化剂性能，为构建高效稳定的FFA转化体系提供了理论基础。在反应条件方面，温度一般控制在110～180℃，H_2压力维持在1～5 MPa。综述了用于FFA加氢制备CPO的催化剂及其催化性能进展，阐述了该反.应的机理及关键参数；深入剖析了反应动力学机制与催化剂构效关系，旨在推动生物质资源替代化石原料的工业化进程。
2025年05期 v.39;No.221 30-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 1999K] - 何沁源;刘霄龙;李彬;朱廷钰;
钢铁烧结烟气中二噁英（PCDD/Fs）的排放对区域空气质量和人体健康构成严重威胁。近年来，随着国家对二噁英污染控制的日益重视，钢铁烧结工序作为二噁英的重要排放源，其控制需求愈发迫切。因此，选择经济可行、环保高效的PCDD/Fs控制技术至关重要。基于现有文献，首先分析总结了烧结过程中二噁英的生成机理，指出其生成过程和机理较为复杂。其次，阐明了烧结烟气中二噁英及其同系物的分布特征，发现其主要以多氯二苯并呋喃（PCDFs）为主。随后，综述了当前烧结工序中二噁英的控制技术，并强调在实际应用中需要重点关注各技术的优缺点，结合实际条件合理采用多技术联用策略。同时，提出了“以废治废、协同治理”的技术路线。最后，对.二噁英控制的研究方向进行了展望，以期为烧结烟气中二噁英的有效控制提供参考。
2025年05期 v.39;No.221 44-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 1804K] - 马昭;梁雪晴;王仁政;徐静攀;郝润龙;
重金属汞作为一种全球性污染物，对人类健康和生态环境构成严重威胁。开发高效脱汞技术对于减少烟气中单质汞（Hg~0）排放、控制大气汞污染具有重要的现实意义。众多脱汞方法中，吸附法简单实用，具有进一步发展的潜力。围绕烟气Hg~0高效吸附回收，已开发出多种类型烟气脱汞吸附剂材料。基于吸附剂的有效组成成分进行分类，系统阐述了各类吸附剂的制备方法、脱汞性能及吸附机理等，并进行了深入的分析对比。吸附剂种类可分为4种类型：碳基及改性吸附剂、金属氧化物、金属硫化物和其他类型吸附剂。碳基及改性吸附剂主要依赖大比表面积和多种官能团（C—O、C—S、C—Cl等）实现对Hg~0的吸附，但其受限于材料耐热性差、官能团数量有限等因素，在稳定性、吸附容量及循环使用性能等方面略显不足。金属氧化物吸附剂以铁和锰氧化物为代表，形成了多种晶体结构，具有较宽的温区范围（室温至250℃）、较大的吸附容量以及稳定的热.再生性能。金属硫化物吸附剂主要依靠构建的不饱和硫位点实现汞的高效吸附，具有高活性、宽温区和高吸附容量的优势，但热再生过程中高温易导致吸附活性位点被破坏，循环使用性有待提升。基于对各种吸附剂的特点和研究现状的分析总结，阐明不同种类吸附剂的优势和不足，并提出相应的研究方向建议，旨在为吸附脱汞技术的材料创新、思路拓展和实际应用提供参考。
2025年05期 v.39;No.221 57-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 1778K] - 魏亮亮;邵朔澄;冯立魁;赵维鑫;李莉莉;李丹;
城镇污泥的低碳处理及资源化处置是实现污水处理“零碳”甚至“负碳”的重要途径。随着全球对气候变化的关注度不断提高，以及“双碳”目标的提出，探索和应用新型城镇污泥资源化处理处置技术已经成为当前行业亟待解决的瓶颈问题。从面向高含固率污泥、适用高寒地区处置、力求高稳定性运行3个维度出发，系统地探讨了城镇污泥高效厌氧消化（AD）强化技术的研究现状与发展前景。针对高寒地区污泥厌氧消化效能低的问题，探讨了污泥预处理、导电材料添加和保温加温等强化措施对污泥厌氧消化的影响。总结了运行条件优化和高效传热传质的反应器开发对高含固污泥厌氧消化的促进效果。阐述了厌氧共消化和分子量底物复配技术对缓解系统代谢产物抑制，维持系统高稳定运行的作用机制。基于上述分析，提出了未来厌氧消化技术的优化.方向。最后，结合我国城镇污泥泥质特征，重点展望了污泥厌氧消化技术的发展与应用，以期为后续高固、高稳定性为导向，且适用于高寒地区城镇污泥的高效厌氧消化技术发展提供参考。
2025年05期 v.39;No.221 69-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 1678K] - 杨佳林;孟仕浩;韩博宇;范轩祯;李婉婉;阿衣拍衣力·月提库尔;孙佳友;安锵;詹昊;
烟草生产过程中产生的大量废弃物兼具废物与资源的双重属性。利用热化学技术将烟草废弃物转化为用于环境修复的生物基炭材料，有助于实现其清洁高效利用。系统综述了烟草废弃物衍生炭材料的制备策略及其在气、水、土污染物吸附机制方面的研究进展。现有研究表明，烟草废弃物衍生炭材料可分为原生生物炭、功能化改性生物炭和活化改性生物炭3类，其结构特征与对应不同污染物的吸附机制存在显著差异。具体而言，功能化和活化改性炭材料通过静电吸引、离子交换和表面络合等机制，在气体捕集和废水处理领域展现出良好的应用前景；而原生生物.炭则因其独特的理化性质，能够提升土壤肥力、增强微生物活性以及抑制污染物释放等，可作为高效的土壤调理剂。进一步研究发现，烟草废弃物衍生生物炭的吸附性能主要取决于其孔隙结构、表面官能团和芳香碳结构的协同作用。基于“制备-结构-效果”的构效关系，未来研究应着重探索自上而下的热化学制炭策略，以实现烟草废弃物向高效吸附炭材料的定向转化，为环境修复领域提供参考。
2025年05期 v.39;No.221 79-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 2243K] - 刘浩业;刘庆阳;王天友;
基于同轴层流扩散火焰实验平台，结合热泳探针取样法与高分辨率透射电镜技术，系统研究了不同甲醇替代率对乙烯/甲醇同轴扩散火焰中碳烟颗粒的微观和纳观形貌的影响。其中，微观形貌主要分析碳烟颗粒物的大小与数量，纳观形貌主要通过分析碳层长度、碳层间距和碳层曲率研究碳烟颗粒物氧化性的变化。结果表明，随着甲醇替代率的提高，在火焰高度为15 mm下采集的颗粒物逐渐从聚集态碳烟颗粒变为孤立的碳烟基本粒子，纯甲醇或高比例甲醇的扩散火焰中几乎不产生碳烟。在微观形貌方面，随着甲醇替代率的增加，层流扩散火焰中产生的颗粒物初级粒子数量、粒径、分形维数呈现逐渐下降的趋势。主要原因是增加甲醇替代率，促进了燃料中的总含氧量增加，使得燃料燃烧更加充分，进而抑制了碳烟前驱物的生成以及碳烟颗粒物的成核过程和生长过程；在纳观形貌方面，纯乙烯工况下碳.烟的基本粒子形状近似为球形，结构为壳状结构，由石墨外壳和无定形内核组成；而在甲醇替代率高的工况下，从火焰中取出的碳烟的内部碳层更加松散，弯曲较多。随着甲醇替代率增加，碳烟的碳层长度不断下降、碳层曲率和层间距不断上升，表明碳烟的氧化性增加。本研究为优化燃烧过程、降低碳烟生成提供了参考。
2025年05期 v.39;No.221 93-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 2253K] - 王伟刚;张卓然;舒诗湖;王亚宜;
Anammox自养脱氮工艺具有显著低碳特性，添加填料形成生物膜是实现主流市政污水厌氧氨氧化脱氮的常用策略。然而关于低基质条件下Anammox生物膜形成过程中微生物群落结构及功能演变的研究相对较少。因此，首先在低基质条件下（■浓度（32.6±2.4)mg/L,■浓度（43.9±1.9)mg/L）成功启动了Anammox泥膜系统，并深入分析了Anammox生物膜形成过程中的微生物群落结构及功能演变规律。结果表明，在低基质条件下，Anammox生物膜可在20 d左右形成，反应体系的总氮去除率维持在67.1%±2.5%。填料的投加为体系提供了多样性的生态位，显著提高了泥膜体系的物种丰富度和多样性；填料的投加对Anammox菌群还起到了一定的选择作.用：起骨架作用的丝状菌Chloroflexi的相对丰度从种泥的20.9%降至18.6%，而norank＿f＿＿norank＿o＿＿norank＿c＿＿WWE3和norank＿f＿＿AKYH767的相对丰度分别从1.9%和0大幅提高至13.8%和7.6%。βNTI(β最近分类单元指数）结果也证明了低基质条件以及填料的投加在群落构建过程中增加了同质选择的作用。此外，生物膜的形成增强了Anammox群落与细胞生长相关的代谢功能，如氨基酸代谢、翻译、复制和修复、核苷酸代谢及细胞生长和死亡等；同时强化了反硝化、硝酸盐呼吸、硝酸盐还原及与碳循环相关的生态功能。然而，能量代谢及与信息交流相关的膜运输和信号转导等代谢功能，如氮呼吸、亚硝酸盐呼吸、Anammox及硫循环相关生态功能则有明显降低。
2025年05期 v.39;No.221 105-113页 [查看摘要][在线阅读][下载 1796K] - 陈露童;樊晨晨;江琛;侯冬梅;邹建平;
微生物固定化技术具有耐高毒性、稳定性强以及污染物去除率高等优点。针对高浓度苯酚废水抑制微生物活性的问题，采用包埋-交联复合固定法制备海藻酸钠/壳聚糖@生物炭（SA/CS@BC）复合微球固定深海苯酚降解菌群SP-1。通过单因素实验优化微球组分配比（SA浓度1.0%～5.0%、CS浓度0.25%～1.25%、CaCl_2浓度1.0%～5.0%、BC浓度0.25%～1.25%），系统对比游离菌群、SA/CS微球及SA/CS@BC微球在200～1 200 mg/L苯酚浓度下的降解性能，并利用扫描电镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、比表面积分析（BET）、液相色谱-质谱（LC-MS）及总有机碳（TOC）测定等手段解析降解机制。结果表明，在最佳配比（3.0%SA、0.75%CS、4.0%CaCl_2、1.00%BC）下，SA/CS@BC微球对1 200 mg/L苯酚的降解率高达94.6%，较游离菌群（28.7%）提升3.3倍；生物炭（BC）的添加使微球比表面积从4.936 m~2/g(SA/CS)显著增至32.829m~2/g,SEM观察证实微生物大量定植于BC孔隙结构内，FTIR分析显示微球表面含氧官能团（—OH、—COOH、C—O—C）的丰度增加且特征吸收峰发生偏移（—OH由3 420 cm~(-1)移至3 335cm~(-1)），表明氢键作用增强，进而促进污染物吸附与生物降解过程；苯酚代谢路径经LC-MS验证为羟基化生成邻苯二酚，经邻位开环裂解为黏糠酸，再氧化为琥珀酸进入三羧酸循环，最终矿化为CO_2和H_2O,TOC去除率达93.9%，无机碳/总碳（IC/TC）比值从初始5.8%升至68.5%；微球重复使用5次后，苯酚降解率仍保持90.5%。该SA/CS@BC复合微球通过生物炭的快速吸附与海藻酸钠/壳聚糖凝胶的缓释功能形成协同机制，有效缓解高浓度苯酚的瞬时毒性冲击，为含酚废水的高效生物处理提供了稳定可靠的技术方案。
2025年05期 v.39;No.221 114-124页 [查看摘要][在线阅读][下载 1914K] - 刘蓉蓉;张仕凯;陈磊;陈东;
微反应器凭借优异的混合性能和高效的传质特性，广泛应用于化工生产、药物合成及能源转化等多个领域。围绕微通道结构设计，深入研究了被动式微反应器强化传质的内在机理，设计了蝶形通道、特斯拉通道、蛇形通道和人字槽通道4种微反应器结构，并对其混合性能进行了系统研究。采用数值模拟与实验测试相结合的方法，以混合效率（η）、离集指数（X_s）等关键参数为评价指标，具体研究了雷诺数（Re）、流体黏度等因素对混合效率和压降能耗的影响规律，并揭示了不同微通道结构在强化传质中的内在机理。其中，蝶形通道通过设置障碍物实现流体的高效分散与重组；特斯拉通道通过回流装置实现流体碰撞和流场交错；蛇形通道通过弯曲流道引发流速差和二次流动；人字槽通道通过内壁沟槽生成横向二次对流。这些通道结构显著增强了微反应器的混合性能。进一步研究表明，随着雷诺数增加，微反应器中流体的传质模式逐渐由分子扩散主导转变为对流传质主导。本研究旨在为高效微反应.器通道结构的设计和优化提供理论支撑和实验依据，具有重要的实际应用参考价值。
2025年05期 v.39;No.221 125-133页 [查看摘要][在线阅读][下载 2382K] - 潘耕龙;丁颖;卢安;朱禹;朱浙辉;韩东;
在“双碳”目标下，零碳氨燃料已成为工业和交通领域中最有前景的燃料之一。在汽车发动机中使用氨燃料，可以有效减少交通运输领域的碳排放。基于改造后的发动机试验台架和三维燃烧仿真软件，研究不同进气门开启角（IVO）条件下，汽油–氨双燃料发动机的燃烧与排放特性。以IVO=-356°CA ATDC为基准点，本研究的IVO在-30°CA～10°CA范围内调节。研究结果表明，随着IVO的提前，缸内压力峰值与放热率峰值逐渐减小，且这些峰值对应的燃烧相位逐渐推迟。这是随着气门重叠角逐渐变大，导致缸内残余废气增多，从而抑制了缸内燃烧。随着IVO的提前，发动机的燃烧相位CA10、CA50和CA90先延后再提前，该现象是气门重叠角和进排气压力差共同.作用导致的。IVO的提前影响了进气门关闭角，使得泵气平均有效压力逐渐降低，并在IVO=-30°CA时达到最小值。值得注意的是，IVO对有效热效率的影响不大。同时，未燃碳氢、CO和NO_x等燃烧排放物随着IVO的提前逐渐增多，而IVO的变化对未燃氨的逃逸率影响不大。
2025年05期 v.39;No.221 134-142页 [查看摘要][在线阅读][下载 1931K] - 蒋诗洁;杜学森;於琳翰;胡陈龙;陈艳容;
氢能作为一种热值高、燃烧产物清洁且无碳排放的二次能源，对于推动实现“双碳”目标具有重要意义。TiFe合金储氢容量高、成本低廉且吸放氢条件温和，可以有效解决氢能储运技术成本高、安全性差的问题。然而，TiFe合金显著的氧敏感性，使其极易受到氧气毒害，在合金表面形成致密的钝化层。已有大量研究表明，通过Cu和其他元素共同掺杂，可以有效改善TiFe合金的活化性能，但Cu对TiFe合金储氢性能的影响机制尚不明确。本研究基于密度泛函理论（DFT）计算，采用Cu取代Fe的策略，系统探究了Cu对TiFe合金表面氧化层形成的影响机制及储氢过程的调控机理。结果表明，Ti原子具有极强的氧亲和力，在氧化过程中首先与O结合形成致密性较强的钛氧化物。Cu掺杂后，合金表面的氧化物连.续性显著降低，钛氧化物含量相应减少。从头算分子动力学（AIMD）计算发现，Cu显著降低Ti原子的运动速度，在150 fs时，Ti原子沿z轴正向的运动速度从0.368?/ps降至0.182?/ps。同时，Cu周围的Fe原子运动速度明显加快，提高了生成致密性更低的铁氧化物的可能性。这表明Cu不仅可以有效延缓氧化层的生长，还能降低氧化层的致密性。此外，从微观层面探究了Cu对于氢在合金表面吸附与体相扩散行为的影响，发现Cu不仅使得H_2在体系表面的吸附能从-2.93 eV降至-3.13 eV，还进一步减小了其解离能垒。同时，Cu优化了H原子在表面的扩散通道，使其扩散能垒最高下降了64%，进而促进了TiFe合金的吸氢过程。最后，通过真空熔炼法制备了TiFe和TiFe_(0.9)Cu_(0.1)合金，并进行活化性能测试和等温储氢测试，以验证理论计算的正确性。结果表明，Cu使得TiFe合金完全活化所需的次数从5次减少至3次，显著提升了合金的活化特性。同时合金的最大储氢量和吸氢动力学均未下降，与理论计算结果一致。
2025年05期 v.39;No.221 143-152页 [查看摘要][在线阅读][下载 1886K] - 沈杰;崔浩;邓晋;
塑料应用广泛且年产量巨大，同时还会产生大量废弃塑料，因无法对其进行有效处理而对环境造成了严重污染。因此，寻找绿色高效的回收方法对解决该问题至关重要。氢解是一种较新颖的聚酯塑料降解回收策略，可以将其还原为单体或高附加值化学品。烷基聚酯塑料聚己内酯（PCL）由ε-己内酯单体催化开环聚合得到，具有良好的力学性能和生物相容性，是一种广泛使用的可生物降解塑料，但其回收率较低。本研究在无溶剂条件下，以廉价的钴膦络合物和金属三氟甲磺酸盐为催化剂，实现了PCL的高效氢解，采用气相色谱、核磁共振氢谱对反应后产物进行分析。探究氢气压力和温度对反应的影响，并确定最佳条件，即在160℃、6 MPa氢气压力、10%（摩尔分数，下同）Co(OAc)_2-triphos(1,1,1-三（二苯基膦甲基）乙烷)和10%Sc(OTf)_3（三氟甲磺酸钪）催.化剂下反应12 h，可以高效解聚PCL，以99%的转化率和99%的产率得到1,6-己二醇，当氢气压力降至2 MPa, Co(OAc)_2-triphos和Sc(OTf)_3的量均减少至1%时，仍能以99%的转化率和97%的产率得到1,6-己二醇。1,6-己二醇是一种价值较高的精细化学品和重要中间体。PCL氢解反应机理为强路易斯酸性的金属三氟甲磺酸盐催化其重排，中等路易斯酸性的金属三氟甲磺酸盐则无法催化重排，仅可削弱聚酯上羰基的作用。Co(OAc)_2-triphos体系可以催化羰基加氢，而Ni(OAc)_2-triphos体系仅可氢化C=C。因此，使用Co(OAc)_2-triphos体系和Sc(OTf)_3催化时，先促进PCL加氢反应形成半缩醛，后发生分子内1,3-氢转移，PCL解聚为6-羟基己醛，再加氢C=C得到1,6-己二醇。本研究为废弃PCL塑料的提质回收提供了一种可行的策略。
2025年05期 v.39;No.221 153-160页 [查看摘要][在线阅读][下载 1641K] - 马立新;于榕榕;李国能;刘亚杰;李强盛;靳士振;赵丹;黄珂楠;
为开发零碳燃料微型燃烧系统，设计和测试了一种微型纯氢旋流燃烧器。该燃烧器采用非预混燃烧模式和低流阻设计，旋流叶片一体化成型，配备预热环形流道，旋流强度为0.76，流动阻力小于86 Pa，能够在较宽的化学当量比和较大的输入功率范围内高效运行，并实现碳氢气体燃料与纯氢燃料的灵活切换。基于数值模拟，研究了微型旋流燃烧器内的空气动力学特性，结果表明，该燃烧器在出口处形成良好的高速区和回流区，中心回流区呈轴对称分布，可有效卷吸下游高温烟气，从而实现稳定的旋流燃烧。通过实验，详细研究了化学当量比（0.3～0.6）和输入功率（495～990 W）对微型纯氢旋流燃烧温度分布和污染物排放浓度的影响规律。结果发现，开发的燃烧器在化学当量比为0.3～0.6时可高效稳定运行.，随着化学当量比的增加，烟气温度先上升后下降。当输入功率为990 W时，化学当量比为0.3、0.4、0.5和0.6的7个测点的平均温度分别为1 182、1 277、1 376和1 256 K，并在化学当量比为0.5时达到最高值，测点最高温度为1 579 K。输入功率显著影响烟气温度，随着热负荷的增加，烟气温度不断上升。在化学当量比为0.5，输入功率为990 W时，NO的排放浓度达到140.6 mg/m~3。在相同输入功率下，降低化学当量比能显著降低NO浓度；当化学当量比为0.3、输入功率为990 W时，氢气完全燃尽，同时NO排放浓度降至60.3mg/m~3，较化学当量比为0.5时的140.6 mg/m~3降低了57.1%。纯氢火焰在有光源环境下透明，肉眼难以观测；在无光源条件则显示出微弱的发光特性，火焰呈现橙红色，周围有微弱的蓝紫色，主要是燃烧中间产物导致。随着输入功率的增加，纯氢火焰高度不断提升。当输入功率为495 W时，火焰锚定在燃烧器出口平面；当输入功率达到990 W时，火焰高度可超过3 cm。
2025年05期 v.39;No.221 161-170页 [查看摘要][在线阅读][下载 1939K] - 梁慕翔;秦效海;许琪;常琦;谢晓靓;郭刚;昝飞翔;吴晓晖;
厌氧消化是污水和有机固废资源化的前沿技术，近期研究表明，导电材料对厌氧消化过程具有促进作用，但其对不同组分的作用机制尚不明确。本研究以淀粉和大豆分离蛋白为代表性底物，以生物炭和铁粉为导电材料，进行生化产甲烷潜力实验，探究其对厌氧消化过程的影响。结果表明，多糖的产甲烷过程具有明显的双平台特征，而蛋白质的产甲烷过程较为平缓。在导电材料介导下，生物炭对产甲烷潜力有一定提升作用，而铁粉及其与生物炭协同投加，在一定程度上提高了甲烷产率。具体来说，10 g/L的生物炭使多糖的产甲烷潜力从275.8 mL/g提高至292.6 mL/g，而在蛋白质组中，投加生物炭后产甲烷潜力由286.7 mL/g提升至302.4 mL/g。相比之下，铁粉的加入使多糖的最大产甲烷潜力略有降低。在多糖.的初期降解过程中，观察到pH下降和丁酸积累现象，而导电材料加速了pH的恢复及丁酸的降解。在蛋白质水解过程中，氨氮的释放稳定了p H，并且各组均未出现挥发性脂肪酸（VFA）的明显积累。微生物群落分析表明，在蛋白质实验组中，氢营养型产甲烷菌Methanobacterium的丰度较高，表明蛋白质主要的产甲烷途径可能是氢气作为电子供体还原CO_2。无论基质类型如何，铁粉均促进了Methanobacterium的富集。在多糖实验组中，产丁酸菌Clostridium＿sensu＿stricto＿1显著富集，且生物炭的投加进一步提升了其丰度。在蛋白质实验组中，氢型产甲烷菌Methanobacterium丰度较高。本研究揭示了多糖和蛋白质2类典型底物的厌氧转化规律，探讨了导电材料对反应的影响机制，为提高厌氧高效转化提供了新的见解。
2025年05期 v.39;No.221 171-180页 [查看摘要][在线阅读][下载 1582K] - 刘梦谣;何忻;赵智强;
直接种间电子传递（DIET）对扩散传质依赖低、电子传递速率快，可取代间接种间电子传递，成为城镇有机固废（主要包括餐厨垃圾和剩余污泥）厌氧消化的核心机制。然而，厌氧消化后残留的副产物沼渣对环境危害大，一直是实现“无废城市”建设目标的挑战。本研究以含铁沼渣为原料，探究了在不同碳化温度下制备的含铁沼渣基生物炭的形貌结构特征及其对城镇有机固废厌氧消化性能的影响，旨在实现“以废治废”。研究结果表明，随着碳化温度的升高，含铁沼渣基生物炭的孔隙结构增多，官能团组成简化，在800℃碳化条件下制备的含铁沼渣基生物炭，具有更丰富的孔隙和更高的铁含量。在厌氧消化实验中，添加800℃下制备的含铁沼渣基生物炭组的甲烷累积产量为184.24 mL/g挥发性固体（VS），比沼渣（.未添加含铁沼渣基生物炭）提高了19.78%；添加800℃下制备的含铁沼渣基生物炭组的VS去除率达到45.75%，比沼渣提高了6.73%。此外，添加500℃下制备的含铁沼渣基生物炭组相较于沼渣，甲烷累积产量提高了15.66%,VS去除率提高了5.79%，其他实验组的提升效果不显著。电化学分析结果表明，添加800℃下制备的含铁沼渣基生物炭组污泥具有更大的电容性和更低的电阻，表明污泥内部种间电子传递得到增强。此外，含铁沼渣基生物炭提高了Methanosaeta和Fastidiosipila的相对丰度，促进了它们之间的DIET，进而提高了城镇有机固废厌氧消化的性能。
2025年05期 v.39;No.221 181-190页 [查看摘要][在线阅读][下载 2023K] - 郭励奥;赵若淇;李司琦;李杨;
当前我国正处于大力发展生物天然气产业的阶段，生物天然气的生产需要通过厌氧发酵将生物质转化为沼气，然后进行净化提纯。我国海岸带资源丰富，海藻产量巨大，是潜在的生物质能源和生物天然气原料。采用厌氧发酵技术，将以海带为例的大型海藻转化为甲烷气体，实现我国海藻生物质的有效利用并产生能源气体甲烷。探究在纳米磁铁矿存在下，对该过程的促进作用及影响机制。研究结果表明，添加纳米磁铁矿能够促进海带中有机物质的降解和甲烷产生，总化学需氧量（TCOD）和溶解性化学需氧量（SCOD）去除率分别提高20%和12%以上，甲烷产量可提高1倍以上。同时，纳米磁铁矿有助于使厌氧系统更加稳定，海带发酵产酸后pH恢复中性的速度更快。微生物群落结构分析显示，纳米磁铁矿对系统内电活性微生物丰度提高明显，可以构建微生物直接种间电子传递（DIET）产甲烷的途径。此.外，纳米磁铁矿还能提高5,10-亚甲基四氢甲烷蝶呤还原酶控制基因（mer）和杂二硫化物还原酶控制基因（hdrABC）这2类产甲烷菌胞内重要基因的丰度，促进基于DIET产甲烷代谢通路，为我国发展生物天然气产业提供可能方案，助力“双碳”目标的实现。
2025年05期 v.39;No.221 191-200页 [查看摘要][在线阅读][下载 1843K] -
<正>《能源环境保护》（双月刊）创刊于1987年，由中国煤炭科工集团有限公司主管、中煤科工集团杭州研究院有限公司主办，环境类学术期刊，主要刊载与能源环境保护有关的基础科学、技术科学、交叉学科领域的学术论文。1.来稿应主题突出，论点明确，论据充分可靠，论述严谨，文字简洁精练；不得涉及保密内容，署名须无争议。2.完整的科技论文（含图表和参考文献）字数一般控制在6 000～13 000字之间。
2025年05期 v.39;No.221 201页 [查看摘要][在线阅读][下载 534K] 下载本期数据