
众所周知,传统化石燃料,煤、、、石油和天然气,自第一次工业革命以来一向是人类社会发展的重要能源起源。。。燃料的大规模使用极大地推动了社会的繁华和发展。。。然而它们也带来了严重的环境问题,产生的二氧化碳累计已达到2.2万亿吨,直接加剧了全球气象变动问题。。。
与此相对,生物能源是一种可再生能源,它起源于植物和动物的生物质。。。与化石燃料相比,生物能源的使用能削减温室气体排放。。。然而,其出产和使用依然必要亏损资源并对生态系统产生影响。。。
为了应对环境和二氧化碳的挑战,国度正在寻求转型为更清洁、、、可再生的能源起源。。。例如,推动煤炭高效点火和转化、、、石油天然气高效利用以及生物燃料技术的钻研和利用——这些都是为实现国度能源结构转型的重要措施。。。此外,碳达峰和碳中和指标也正在推动新能源产业的加快发展。。。
总的来说,面对环境和二氧化碳的挑战,我们必要在保险能源供给的同时,致力削减碳排放,寻找和发展越发可持续的能源解决规划。。。

- 传统化石燃料(TRADITIONAL FOSSIL FUELS)
- 生物能源、、、生物燃料和生物炼制(BIOENERGY, BIOFUELS, AND BIOREFINERY)
- 环境和二氧化碳问题(ENVIRONMENTAL AND CO2 ISSUES)
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1. TRADITIONAL FOSSIL FUELS传统化石燃料::指煤炭、、、石油和天然气等传统能源

据估计,重油约占渣滓石油储量的70%,被以为是满足将来几十年能源需要的最有前途和最容易获得的石油资源。。。然而,传统的稠油提高采收率(EOR)步骤面对着重大挑战,例如注入流体的高流动性、、、聚合物降解、、、理论活性剂吸附、、、大量化学品亏损、、、大量能源和水亏损、、、大量温室气体排放、、、高运营成本、、、以及对健全设施的需要。。。近年来,纳米颗粒技术因其超小尺寸、、、大理论积与体积比、、、低成本和环境敦睦的怪异个性而成为一种有前途的稠油提高采收率代替技术。。。本文全面会商了纳米颗粒在重油采收中的利用的最新钻研,并援手钻研人员深刻相识这些分歧利用背后的 EOR 机制。。。纳米颗粒在提高稠油采收率方面的利用可概括为两大类::纳米流体驱(即单独使用纳米颗粒)及其传统 EOR 步骤的混合。。。首先从增量采油成效和提高采收率机制方面总结了纳米流体驱的各类利用。。。其次重点介绍了纳米颗粒与传统 EOR 步骤(蕴含热、、、化学和注气技术)混合的最新钻研进展。。。最后确定了用于提高重油采收率的纳米粒子的开发和利用的挑战和将来远景。。。
对于纳米流体驱,SiO2 因其成本便宜且易于贸易化而成为最受欢迎的纳米颗粒,并且在提高砂岩油藏通例稠油采收率方面阐发出优良的机能。。。除SiO2外,金属氧化物纳米颗粒被发现拥有提高稠油采收率的潜力,重要通过降低粘度、、、扭转润湿性和沥青质抗沉淀等方式。。。除了二氧化硅和金属氧化物纳米颗粒外,其他新型纳米颗粒也对重油阐发出优良的 EOR 机能,例如微凝胶纳米球、、、纳米纤维素(NC)、、、核壳纳米颗::吞寄擅坠。。;;旌戏制绲哪擅琢魈宓娜纺芄惶岣咧赜筒墒章,由于它们拥有分歧纳米颗粒的所有有利利益。。。
为了提高明稠油热力EOR工艺的机能,纳米粒子重要用作纳米催化剂,通过原位提质来提超高稠油采收率。。。纳米粒子通过粘度降低和催化水热解机制提高了基于蒸汽的热步骤(即SAGD[steam assisted gravity drainage 蒸汽辅助重力排水]、、、CSS[cyclic steam stimulation 循环蒸汽吞吐]和蒸汽驱)的机能,同时它们推进了非蒸汽热步骤(例如ISC[in situ combustion 当场点火]、、、THAI[“toe-to-heel” air injection “从脚趾到脚跟”的空气喷射]和电磁加热)的机能 )通过沥青质吸附、、、催化热裂化和削减焦炭形成。。。纳米催化剂在稠油油藏内的传输是可行的,并且金属纳米催化剂能够通过一些相宜的步骤有效地传输,例如共注射蒸汽,分散在微乳液中。。。
本文全面总结了近年来纳米粒子利用提高稠油采收率的钻研进展。。。以往的钻研批注,传统的稠油EOR技术面对着很多挑战,例如与稠油相比,注入流体的流动性高、、、聚合物降解、、、理论活性剂吸附、、、大量化学品的亏损、、、大量能源和水的亏损、、、温室气体的大量排放、、、硫氧化物和氮氧化物等传染物的产生,以及对壮大设施的需要。。。因而,纳米颗粒由于其超小尺寸、、、大理论积与体积比、、、低成本和环境敦睦的怪异个性,为解决上述提高稠油采收率的挑战提供了前所未有的机遇。。。
2.BIOENERGY, BIOFUELS, AND BIOREFINERY 生物能源、、、生物燃料和生物炼制

生物油是由可再生生物质热解产生的液体产品,生物油作为液体燃料的潜在利用引起了人们的极大兴致。。。然而,生物油必须通过加氢脱氧等工艺进行提质,以除去大量的氧气,从而导致生物油酸度高、、、不变性低、、、热值低等问题。。。迄今为止,人们在生物油提质方面支出了巨大的致力。。。通过开发催化剂、、、反映器、、、工艺等。。。评估先前试验可行性的关键尺度之一是所产生的生物燃料的规格。。。因而,本综述重要会商由分歧生物质原料出产的生物燃料的特点。。。主张是试图相识来自分歧生物质原料(即木质生物质、、、草、、、藻类等)的生物燃料的性质以及加氢处置过程中的有关问题,还会商了利用分歧类型的生物质出产生物燃料的环境影响和经济分析。。。
处置焦炭::使用HDO脱氧加氢技术后产生焦炭险些是不成预防的,若何处置形成的焦炭值得进一步钻研。。。使用循环催化剂床结合失活催化剂的原位再生是一种潜在的解决规划。。。
催化剂的开发::催化剂在决定生物油HDO反映里,出格是生物油中有机物和反映中央体的结焦偏差方面起着重要作用。。。因而,有必要开发相宜的HDO催化剂载体。。。
专门设计的反映器::反映器的配置与生物油中有机物的 HDO 催化剂起着一致的作用。。。
关键工艺参数的精确节制::HDO反映器内温度的精确节制相当拥有挑战性。。。
成本最小化::成本是将生物质/生物油转化为生物燃料的贸易化首先要思考的成分。。。

在石油组学和金属石油组学领域,凝胶渗入色谱 (GPC) 技术与高分辨率检测技术相结合,作为一种分析和制备工具,五十多年来做出了重大贡献。。。这篇文件综述重点介绍了使用 GPC 对重质原油及其馏分的超分子和结构行为以及它们对各类过程的反映性的钻研。。。优选的流动相是四氢呋喃 (THF),而固定相是聚苯乙烯-二乙烯基苯共聚物,以预防化合物保留在色谱柱中。。。HPTLC[高效薄层色谱]、、、RPLC[反相液相色谱]和 NPHPLC[正相高效液相色谱]等其他技术已用于提供与 GPC互补的多维分离。。。高分子量 (HMW) 组分由于其较高的极性、、、聚合反映活性以及对加氢脱金属过程的耐受性,多年来一向是人们关注的焦点。。。事实证明,GPC与高分辨率技术相结合,能够靠得住地检测生物油中的有机和无机物质,使其成为原料变动和新能源出产布景下钻研人员和行业专业人士的贵重工具。。。
这篇文件综述强调了GPC 技术在汗青上的重大贡献,及其与石油组学和金属石油组学高分辨率元素和分子检测技术的结合。。。
3. ENVIRONMENTAL AND CO2 ISSUES 环境和二氧化碳问题

碳捕集是减轻最普遍的温室气体之一传染的不成或缺的技术。。。固体和液体系统的二氧化碳解吸/吸收剂再生被宽泛以为是能源密集型且成本高昂的工艺操作。。。因而人们致力于开发新的吸收剂和再生工艺,以提高其宽泛执行的经济可行性。。。这篇综述宽泛而深刻地回首了10,000 多篇论文,并利用一种新鲜的数据挖掘分析技术提取了从前几十年来碳捕集和吸收剂再生的暗藏趋向。。。全面分析了一系列最新的吸收剂再生步骤,用于点火后、、、点火前、、、工业点源碳捕集和直接空气碳捕集,重点是吸附剂和溶剂型技术。。。对使用这些技术的先进再生步骤进行了注明和会商,随后提出了进一步钻研工作的建议。。。
- 点火前/点火后(点源)碳捕集的再生步骤
- 将来几十年,溶剂型系统仍将是点火后碳捕集的重要选择
- 化学循环过程的再生
- 直接空气捕获过程的再生
- 扩大规模的挑战
- 综合技术、、、经济和环境分析
- 水资源治理

将二氧化碳 (CO2) 转化为可再生、、、高附加值产品是一种有远景的步骤,这种步骤对环境影响最小,效能最高。。。很多问题,蕴含能源欠缺和环境恶化,都是由高二氧化碳含量引起的,但这种步骤能够有所援手。。。光催化还原步骤是解决这些问题的一种有前途的技术。。。二氧化铈(CeO2)是最重要的稀土氧化物之一,二氧化铈基光催化剂近年来因其可调谐电子结构和优异的光催化机能等怪异特点而受到宽泛关注。。。然而,氧化铈的宽能带限度了其对光的利用。。。本综述提供了氧化铈改性的各类战术,蕴含外部原子掺杂、、、异质结构制作、、、缺点制作和晶面调制,以提高 CeO2 的催化机能。。;;棺芙崃薈eO2基光催化剂转化为高附加值产品的根基道理。。。最后介绍了CeO2基催化剂光催化还原CO2的挑战和远景。。。
光催化机能的提高很大水平上取决于光生电子和空穴在催化剂理论的分离和扭转水平。。。为了使光生电子和空穴更容易向分歧方向移动,能够使用微调催化剂的微观状态、、、在CeO2晶格中掺杂杂原子、、、调节活性晶面的露出、、、引入载体等技术。。。高导电率碳资料等资料以及构建异质结。。。选取这些步骤能够大大提高CeO2基催化剂的光催化活性。。。此外,近年来一些新的催化剂结构被引入到CeO2光催化剂的改性中,如MOF、、、硫族化物、、、二维层状资料的引入,进一步提高了CO2在可见光领域内的活性。。。此外,本文还深刻探求了异质结构的作用机制,并展示了每个异质衔接的差距,这对将来的钻研工作拥有重要意思。。。
本文对分歧类型CeO2基资料的合成及其光催化CO2还原机能进行了总结和会商,重点会商了若何通过扭转CeO2的能带、、、吸收光谱宽度、、、比理论积等参数来提高光催化CO2还原机能。。。必要更多的钻研来克服光催化还原二氧化碳的尝试室和大规模工业利用之间依然存在的巨大阻碍。。;; CeO2 的资料已显示出有远景的光催化活性,但该领域仍有改进的空间, 这为它们的合成启发了新的蹊径。。。
关于Energy & Fuels

ACS(美国化学会)旗下的Energy & Fuels期刊(JIF=5.3)致力于颁发能源和燃料领域的基础和利用钻研成就。。。
它涵盖的钻研领域有::可持续发展布景下的化石能源资源;;生物能源、、、生物燃料和生物精辟;;电池和储能;;燃料电池;;太阳能,太阳能燃料和光的转换;;水分化和电解;;非碳基燃料(如氢气、、、氨等);;碳捕获、、、利用和贮存。。。

