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碳基能源清洁高效转化与低碳利用研究

发布日期:2026-01-13    点击:

碳基能源清洁高效转化与低碳利用团队以低阶煤高值化利用为核心目标,聚焦“分级转化–产物协同利用”技术主线,系统构建集工艺创新、过程调控与系统集成于一体的综合性研发体系。具体研究内容为开发低能耗脱水与催化热解协同工艺,引入高效催化剂实现中低温条件下的热解定向调控,提升焦油产率及其轻质组分含量,为后续高值转化提供优质原料;通过活化或石墨化等改性手段,制备超级活性炭与锂离子电池负极材料;采用分子蒸馏–催化加氢技术生产航空煤油,同时萃取高纯度酚类化合物用于合成耐高温树脂,并探索以焦油衍生合成气或轻质组分为原料,催化合成乙烯、丙烯等低碳烯烃的新工艺,拓展关键化工原料的来源;通过耦合绿氢与催化重整技术调控合成气分,进一步定向合成烯烃等高值化学品;整合半焦气化供热、余热发电以及碳循环关键技术,构建能量自平衡、物质高效循环的“煤–油–气–化–材–碳循环”一体化工业示范系统,为低阶煤清洁高效利用提供系统解决方案;另外,在煤的间接转化方面开发合成气催化转化为醇、醛、烃等多种精细化学品的新工艺及所需的催化控制技术、反应过程的计算模拟和新型反应器技术。同时,利用光解水和生物质水汽重整为煤化工过程提供“绿氢”也是团队的重点研发内容。

围绕当前急需的对于二氧化碳减排、捕集和转化利用的科技需求,团队在CO2捕集和高效利用方面取得了高质量的研究成果。通过研发高性能CO2吸附和催化材料,构建CO2化学捕集与资源化系统,开发出适用于烟道气环境下的CO2原位捕获技术对烟道气进行处理,使烟道气中CO2含量降至规定标准后尾气可直接排入大气,饱和吸附材料经再生处理后循环使用,脱附的高纯度CO2作为化工原料经催化转化为甲烷、CO、甲醇、乙醇及聚碳酸酯等产品,实现碳资源的闭环利用。

团队现有教授3人、副教授5人,讲师3人。实验室现有在读硕士研究生20余人(已毕业10余人)。近年来团队成员承担了国家自然科学基金、内蒙古自然科学基金、内蒙古科技计划、内蒙古自治区教育科学“十四五”规划课题以及企业委托项目等20余项,在Chemical Engineering Journal、Separation and Purification Technology、Journal of Environmental Chemical Engineering、Applied Catalysis A: General、Molecular Catalysis、Industrial & Engineering Chemistry Research、ChemCatChem、New Journal of Chemistry、Materials Chemistry and Physics、Asia-Pacific Journal of Chemical Engineering、Materials Letters、精细化工、天然气化工、煤炭转化、应用化工、现代化工、离子交换与吸附等国内外知名专业期刊共发表文章近50余篇(总引用500多次),授权发明专利6项;获内蒙古科技进步二等奖1项、稀土科技进步二等奖1项。

团队未来将继续立足国家、自治区重大需求,在碳基高效利用关键技术领域作出重大突破,同时深挖前沿科学的基础性问题,加强多学科串联与融合,极力促进实验室研发成果产业化落地与工业转化。

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