碳新篇：女性科学家的能源探索专辑_中国煤炭行业知识服务平台

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碳新篇：女性科学家的能源探索专辑

来源：中国煤炭行业知识服务平台

近些年，“她力量”已撑起科研“半边天”，在煤炭领域做出卓越贡献的女性科学家们，她们的力量为学术领域的海洋激起的不平凡的浪花，于期刊发展的道路上也在贡献自己的力量。

煤炭行业知识服务平台聚焦煤炭行业中的女性科学家，盘点2022—2025年部分女科学家的论文。

行业视野: 其他
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关键词; 878位
专家; 267篇
论文; 81642IP
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煤基石墨烯系列材料的可控制备及其在CO2还原过程中的应用进展

作者(Author)：张亚婷, 严心娥, 刘国阳, 李可可, 贾嘉

摘要：石墨烯作为一种结构、性能独特的二维碳材料在CO2还原转化过程中展现出良好的应用前景，寻找石墨烯丰富的碳质前驱体和可控制备方法是实现其大规模应用的基础。煤炭作为一种富碳矿物资源，含有丰富的官能团和高芳香度纳米石墨微晶结构。以煤炭及其衍生物为碳源制备高附加值石墨烯材料具有独特优势，是同时实现煤炭材料清洁化利用和石墨烯低成本实际应用的重要途径。针对不同变质程度煤种，从化学组成和煤质结构出发，通过适当的分子剪裁和化学结构组装，成功实现了系列多尺度、多形态煤基石墨烯材料的可控制备。常用的制备方式包括：机械力剪切、化学插层氧化、电化学剥离、气相沉积、阳极电弧放电及液相自组装等。如通过化学氧化或超声物理剪裁煤大分子结构制备零维石墨烯量子点；煤炭热解得到的含碳烃类小分子气体通过化学气相沉积制备二维石墨烯薄膜；煤炭高温石墨化后通过物理或化学剥离得到二维石墨烯纳米片；二维石墨烯经过结构自组装制备三维石墨烯气凝胶。由于煤基石墨烯的组成及其表界面结构具有易调控、可修饰等特性，其在CO2还原过程中展现出良好的催化活性。通过总结煤基石墨烯系列材料在CO2光催化、电催化以及光电催化转化过程中的最新研究，认为煤基石墨烯通过增大反应活性位点和改变催化剂表面结构，能够有效提高CO2还原过程的效率和选择性。最后，针对煤基石墨烯组成和结构的调控，以及CO2还原催化剂的结构设计进行了展望。

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洁净煤技术

2022年第08期

889

561
真空膜蒸馏处理高矿化度矿井水试验研究

作者(Author)：卞伟, 李井峰, 吕嘉峰, 齐继, 刘淑琴, 李庭, 郭强, 朱国龙

摘要：基于高矿化度矿井水在我国西部煤矿区普遍存在的现状，为实现矿井水的高效利用，提出了采用膜蒸馏处理高矿化度矿井水的技术思路，膜蒸馏技术可充分利用西部矿区丰富的低品位热源，实现矿井水的大规模低成本处理。采用疏水性聚偏氟乙烯（PVDF）中空纤维膜，在石灰-纯碱法软化处理的基础上，对真空膜蒸馏（VMD）处理高矿化度矿井水技术进行了试验研究，着重探讨了热料液温度、热侧流量和冷侧真空度等操作条件对VMD过程的影响；分析了VMD浓缩过程中膜通量、脱盐率等膜性能的变化；考察了长期运行过程PVDF膜性能的稳定性。试验结果表明，对于硬度高而碱度低的矿井水，石灰-纯碱法可有效去除其硬度成分，投加质量浓度为600 mg/L CaO和500 mg/L Na2CO3可使矿井水中硬度的去除率达到77%以上；对VMD膜通量影响的重要性由强到弱依次为冷侧真空度、热料液温度、热侧流量，本试验的最优操作条件为温度75 ℃、流量1 L/min、真空度90 kPa；维持最优操作条件，VMD浓缩过程的初始膜通量约13.4 kg/(m2·h)，分别浓缩5、14.5倍时，膜通量降至初始值的81.22%和34.51%，脱盐率则始终在99.5%以上；随着VMD长期运行，膜通量逐渐下降，元素分析结果证实了膜污染和膜润湿现象，膜丝内表面的结晶主要是钙、镁硬度，Na、Cl元素的渗漏是膜润湿的重要原因；采用物理清洗干燥初期效果较好，清洗干燥后膜通量恢复至初始值的93.77%，但持续使用恢复作用逐渐降低。

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煤炭科学技术

2022年第07期

191

223
中温沥青族组成分析及其对中间相沥青结构的影响

作者(Author)：丁卜席, 钟梅, 马凤云

摘要：以甲苯-吡啶、正庚烷-四氢呋喃为溶剂，采用索氏抽提分离中温沥青（ZCTP）的族组分并解析其组成与结构。结果表明，与ZCTP相比，甲苯不溶-吡啶可溶物（TI-PS）和正庚烷不溶-四氢呋喃可溶物（HI-THFS）的热稳定性更高，残炭率增至56.95%和47.63%，失重量分别减小41.51%和28.85%；此外，TI-PS和HI-THFS的C=C含量分别比ZCTP高6.69%和3.26%，为75.57%和73.14%，吡啶氮含量分别提升约16和8个百分点。以TI-PS和HI-THFS为原料分别制得中间相沥青M-TI-PS和M-HI-THFS。其中，M-HI-THFS以中小区域型为主，并伴有部分细镶嵌结构，光学各向异性含量较低；M-TIPS光学各向异性含量约为80%，且形成了广域型光学织构；然而ZCTP难以形成稳定的区域型光学织构，只能形成马赛克型光学织构。

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燃料化学学报

2022年第07期

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56
陕北煤矿区黄土丘陵地貌景观规划模式设计与布局——以柠条塔矿沉陷区为例

作者(Author)：尚建选, 高雅坤, 杨帆, 毕银丽, 全文智, 马少鹏, 张延旭

摘要：陕北煤矿区是我国重要的产煤基地，煤炭大量开采后会引起地表沉陷和景观扰动。以陕北柠条塔矿沉陷区为例，针对该区域内黄土丘陵地貌特征，通过室内统计分析、现场调研、定性定量相结合等方法综合分析地表景观存在的问题，并进行景观模式规划设计与布局，为此地貌类型中地下开采矿区景观规划提供借鉴。结果发现，地上景观存在4个问题：自然景观碎片化，生态环境缺乏整体布局；煤炭地下开采动态化，地上景观规划缺乏联动机制；土地资源利用低效化，景观生态-产业经济缺乏有机链接；环境土质干旱瘠薄化，景观再造与技术支持缺乏联系。针对这些问题构建坡度坡向分级为基础的区划规划模式，“三期两带”的时空规划模式，以复合种植模式为主的植物组合规划模式，以微生物菌肥、无人机飞播、矿井水再利用为主的技术规划模式，并进行了生态–经济–社会的综合效益分析，为煤矿区的后续生存发展、生态经济的升级转型奠定基础。

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煤田地质与勘探

2022年第07期

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63
Fe改性Zr基蒙脱土对新疆和丰煤热解行为的影响

作者(Author)：张照曦, 钟梅, 亚力昆江·吐尔逊, 李建

摘要：采用机械球磨法制备不同Fe盐改性Zr基蒙脱土催化剂，通过X射线衍射仪（XRD）、物理吸附仪（BET）、化学吸附仪（NH3-TPD、H2-TPR）和X射线光电子能谱仪（XPS）分析其组成和结构。结果表明，与24ZrAM相比，以FeCl3·6H2O和FeCl2·4H2O为铁源时，3Cl--24ZrAM和2Cl--24ZrAM中生成了Fe–O–Zr结构。Fe的硫酸盐存在时，催化剂的比表面积显著减小。引入Fe后，催化剂的总酸量均降低，3Cl--24ZrAM的酸量与强酸强度最高。H2-TPR显示，3Cl--24ZrAM、2Cl--24ZrAM和3NO3--24ZrAM中Fe2O3还原为Fe3O4的温度均低于500℃。在固定床反应器中考察了催化剂对新疆和丰煤热解行为及含不同桥键模型化合物的断键机制的影响。与24ZrAM相比，不同Fe源改性蒙脱土均能降低焦油中沥青的质量分数，其中，3Cl--24ZrAM的裂解活性最高，轻质焦油分率增加至63%，比24ZrAM提高了18.9%，轻油和酚油质量分数分别为24ZrAM的1.3倍和1.4倍，长链烃含量进一步降低，降幅为0.7%。引入Fe后，苄基苯基醚（BPE）、联苄和联苯的转化率分别比24ZrAM提高了5%、1.6%和43.9%。

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燃料化学学报

2022年第06期

161

157
裂隙水作用下近水平边坡渗流滑动分析及稳定性研究

作者(Author)：闫杰, 霍中刚, 李宏艳, 周游, 刘玉凤

摘要：针对近水平地层边坡滑动问题，根据近水平滑动模型，构建了渗流作用下裂隙水压力、渗流动水压力、扬压力及岩体遇水弱化等4维度的滑动模型和稳定性计算公式，分析近水平滑动渗流边坡稳定变化规律。以安家岭露天矿滑坡为例，以滑体坡脚渗水为分界点，研究了后缘裂隙水渗流至坡脚、坡脚泄排及坡面出水点位升高等3种工况下边坡稳定变化规律。结果表明：近水平滑动力由后缘裂隙水压力与渗流动水压力提供，其大小与裂隙水位和岩体给水度相关；扬压力降低了滑体重度，渗流水弱化了滑动面的抗剪强度，扬压力和岩体弱化共同影响抗滑力的大小。在裂隙水渗流阶段，滑动力大小保持不变，随着渗流长度增加，扬压力增大，滑动面上总抗剪强度减低，总抗滑力减小，则滑体稳定性降低；后缘裂隙水位高度和渗流长度决定了滑体的稳定性。在坡脚泄排阶段，后缘水位下降造成滑动力和扬压力降低，岩体抗剪强度不变时，则总抗滑力增大，滑体稳定性升高。在坡面出水点位升高阶段，扬压力和滑体前缘动水压力增大，而滑体下滑力恒定时，随扬压力增大滑体稳定性降低，前缘动水压力增大，形成滑体前缘局部滑动。通过对近水平滑动渗流机制和渗流计算公式的修正，完善了近水平渗流全过程稳定性分析，使计算结果更为准确地反映实际变形行为。

采矿与安全工程学报

2022年第03期

272
蒸气重整轻质生物油催化制氢研究进展

作者(Author)：单明玄, 王坤, 杨美玲, 赵荣洋, 梁文政, 王凤印, 王翠苹

摘要：H2作为一种高能量密度且环境友好型能源而备受关注，目前主要的制氢方法有化石燃料制氢、电解水制氢、生物质制氢等。生物质为碳中性资源，对实现我国“双碳”目标具有推动作用。生物质通过中温热解或水热解制得的生物油具有热值低、酸性强、黏度大等缺点，生物油中轻重组分须分别重整以生产高附加值的产品。生物油的轻质组分相对简单且成本低廉、转化途径经济可行，因此蒸气重整并催化制氢是很有前景的制氢方法。其中，催化剂的选择是影响轻质生物油制氢效率和稳定性最关键因素。综述了近年来基于蒸气重整的轻质生物油催化制氢的研究进展，重点介绍了传统蒸气重整、吸附增强的蒸气重整、自热蒸气重整、化学链蒸气重整和吸附增强的化学链蒸气重整等技术原理，归纳比较了催化剂、CO2吸附剂对制氢性能的影响。传统蒸气重整技术中，相比贵金属催化剂高昂的制氢成本，Ni基催化剂因其低成本和较高制氢性能一直受到青睐，但仍需通过复合活性金属改性等方式改善其易烧结和积碳的缺陷。而吸附增强蒸气重整技术可通过CO2原位吸附一定程度上提高制氢的产率和纯度。类水滑石化合物CO2吸附剂碱性强、比表面积大，但需改性提高CO2吸附温度以适应轻质生物油蒸气重整的温度。碱金属CO2吸附剂稳定性强但成本较高。而CaO吸附剂成本低并在中高温下具有优良的CO2吸附特性，成为最有应用前景的吸附剂之一。自热重整过程结合了蒸气重整与部分氧化制氢的优势，但需消耗O2且易导致催化剂失活。吸附增强的化学链蒸气重整技术是载氧、载热和催化多功能颗粒的化学链路线耦合CO2吸附，将化学链的自热优势以及吸附CO2增强H2产率的优点相结合，具有广泛的应用潜力。但其催化、吸附过程热质流率不匹配、吸附剂碳酸化速率影响催化作用规律等问题需进一步研究解决。

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洁净煤技术

2022年第07期

500

554
煤氢解反应中催化剂和溶剂对产物的影响综述

作者(Author)：杨晴, 王兴宝, 李文英

摘要：煤直接液化是煤加氢转化、定向生产高品质燃料和高附加值化学品的有效途径之一。煤直接液化过程是由煤、氢气、溶剂和催化剂组成的复杂反应体系，涉及气相、液相、固相3相间的物料传递和反应。其中溶剂具有传递氢和提供氢的作用，催化剂可促进煤裂解反应和加氢稳定煤裂解的大分子碎片反应，如何有效协调并发挥催化剂和溶剂在煤氢解反应中的作用，将决定煤氢解反应液体产物的结构组成和收率。为此，首先概括煤中典型模型化合物如芳烃、芳基烷烃、含硫/氧/氮/卤素等杂原子芳香族化合物热解研究动态，简述含不同官能团的芳香族化合物在常用溶剂、重质油溶剂和有机废弃物溶剂中发生的物理化学结构变化及其对后续煤加氢反应效果的影响，具体分析了溶剂对煤的溶胀作用、传递氢和提供氢作用机制；其次，介绍了煤直接液化的自由基反应机理，分析了当前用于煤直接液化研究较多的金属、金属氧化物、金属硫化物和酸性催化剂（金属卤化物）特点及其催化作用；探讨了煤直接液化工艺氢传递过程中可能存在的溶剂与催化剂的协同作用，该作用不仅可促进煤氢解反应，提高煤直接液化油收率，而且可以调变液体产物结构组成。最后，为进一步提高煤液化收率，在强化溶剂和催化剂协同作用方面提出了具体研究内容和方法。

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洁净煤技术

2022年第07期

435

250