甲醇汽油的技术进展及应用前景
钟洪权1,王亚明1,张松2
(1.云南昆明理工大学生物与化学工程学院,2.云南省化学化工学会,云南 昆明,650200)
摘要:介绍了甲醇汽油的界定,燃料特性,制法及其应用前景。讨论了甲醇汽油在使用中的安全问题。
关键词:甲醇汽油;甲醇;制法
醇类燃料的研究已经有上百年的历史,上世纪初就曾用作汽车燃料,只因其热值较低,价格高,后为石化汽油所替代。随着石油资源的减少,汽油的消耗量不断增大,环境保护的呼声不断高涨,寻找清洁能源的要求就显得日趋迫切。上世纪70 年代第2 次世界石油危机后,各国广泛展开寻找替代燃料的研究工作,醇类替代汽油的前景为业内人士看好。自瑞典提出甲醇可用作汽车燃料之后,甲醇以其合成工艺简单,来源广泛,价格低廉等特点,成为人们关注的热点。其中,德国、瑞典、新西兰等国家曾先后试用M15甲醇汽油。1987 年,美国加州开始试用M85甲醇汽油。我国在“六五”,“七五”期间,也将甲醇汽油列入国家科技重点攻关项目,从部分替代到完全替代的甲醇汽油研究工作持续不断,取得了令人瞩目的进展。下面就甲醇汽油的技术进展作简要介绍。
1 甲醇汽油作为燃料使用存在的问题
1.1甲醇的性质
甲醇又名木醇,木精。甲醇纯品是无色透明,易燃,易挥发性的液体。沸点65 ℃,蒸汽压:1 218 kPa (20 ℃) ,2 113 kPa (30 ℃) 。能与水、乙醇、乙醚、苯、酮类等有机溶剂混溶。甲醇闪点11 ℃,有毒,蒸汽与空气形成爆炸性混合物,遇明火有燃烧爆炸危险,具有腐蚀性。
1.2 甲醇汽油的毒性
甲醇是1 种低沸点,易挥发的3级职业性接触有害物质,用作车用燃料其环保问题倍受重视。对此四川疾病预防控制中心在大量实验考察的基础上,评价了车用甲醇燃料毒性和对环境的影响问题。甲醇经口、呼吸道和皮肤均可使人中毒,生产环境主要经呼吸道和皮肤途径中毒。职业接触以防止甲醇蒸发、泄漏、控制空气中甲醇浓度低于50 mg / m3 。评价认为:“甲醇在贮存、运输和汽车加注过程中有甲醇蒸发逸散,在正常无事故泄漏( 大量排放 ) 的情况下,对大气质量无明显影响。甲醇可由绿色植物吸收或光化学反应氧化降解,不会对地表大气质量长期造成不良影响。从宏观考虑,甲醇燃料汽车尾气排放甲醛对环境的潜在危害不容忽视,特别是在城市高流量汽车环境中,成千上万辆甲醇汽车同时持续排放尾气所排放的甲醛,可对交警、环卫工人、人行道人群,道路两边的商铺和居住的人群健康构成威胁。故应使尾气净化技术与甲醇燃料汽车推广同步进行”。在控制甲醇汽油尾气排放方面科技工作者进行了大量工作。采取制备清洁燃料,改善燃烧和对尾气进行催化净化的综合措施,从技术上已解决了车用甲醇汽油尾气排放的问题,可达到环保要求标准。我国山西省已经制成清洁的甲醇汽油并通过了国家鉴定,正进行着甲醇汽油的推广应用实验。
1.3甲醇汽油的燃料特性
甲醇汽油是指将甲醇掺入汽油制作出的车用燃料。由于甲醇的掺入,与汽油相比,甲醇汽油的燃烧特性发生了明显的改变。
1.3.1空燃比降低
甲醇的氧含量为50 %,其理论空燃比相当于汽油空燃比的44 %。掺入甲醇将引起汽油空燃比下降,掺入越多,下降越大。M15 ( 含甲醇15 %的汽油 ) ,其氧含量为7.15 %,用作汽车燃料,发动机仅需适当调整即可适应;M85 ( 含甲醇85 %的汽油 ) ,其氧含量为42.15 %;纯甲醇M100 ,氧含量为50 %。氧含量越高,空燃比就越低,普通汽车的发动机难以适应,需要专门设计发动机以适应M 85 或M 100 甲醇汽油。
1.3.2 辛烷值提高
甲醇的辛烷值较高 (MON 106) ,掺入它改善了甲醇汽油的辛烷值,燃烧时提高发动机的压缩比,从而提高了发动机的功率。例如,使用M15甲醇汽油的发动机功率可提高约2 %,而燃料能耗却降低6 %~ 8 %。
1.3.3 热值降低
甲醇的热值为1 916 MJ / kg ,仅为汽油热值(4 315 MJ / kg ) 的45 %。因此,使用甲醇汽油后,发动机的油耗随甲醇掺入量的增加而增加。资料报道,使用M10甲醇汽油时,油耗增加约5 %。1.3.4 冷启动性能较差
甲醇的汽化潜热较高、蒸气压较低。甲醇的汽化潜热为 1 109 kJ / kg ,是汽油汽化潜热
(310 kJ / kg ) 的3.17倍。在低温条件下,由于甲醇的汽化潜热远远高于汽油,因此会造成甲醇汽油冷启动性能较差。
1.3.5 腐蚀性增大
甲醇在生产或燃烧过程中会产生少量的甲醛或甲酸,因此,甲醇汽油对发动机有一定的腐蚀性。
1.3.6 对橡塑材料的溶胀性变强
汽油是不良溶剂,对橡塑材料无侵蚀作用;但甲醇是1 种良溶剂,因而甲醇汽油对汽车供油系统或油泵中的橡塑密封件都有溶胀作用。
综上所述,由于甲醇的掺入,给甲醇汽油带来了多种不同于汽油的特性。
2 国内外甲醇汽油的生产情况
2.1 国内甲醇的生产现状
随着国民经济发展,已显露出我国石油资源严重不足。2004年进口石油已突破了1亿t ,寻找替代能源已是当务之急,甲醇汽油再次成为人们关注的焦点。甲醇是传统的化工产品,其原料煤、天然气、石油和可再生的植物纤维素等资源丰富。我国是一个煤产丰富的国家,煤炭可开采贮量达2 000亿t 。发展煤制甲醇燃料,弥补车用燃料的不足,以煤代油具有特殊的意义。煤化工与石油化工相比有更加悠久的历史,半个多世纪以来价格低廉而处于优势地位的石油汽油,由于石油资源的萎缩,油价不断攀升,煤制甲醇燃料再次显示出其优势。随着煤化工技术的不断发展,煤的汽化和液化技术日臻完善,煤制甲醇的价格变的十分低廉,市价比汽油低许多。我国的煤制甲醇生产工艺成熟,开发的多种技术,可适应无烟煤、烟煤、高硫煤、焦炉气、煤层气等不同原料,并适应化肥厂联产、单产和煤矿坑口大型化等不同要求。我国自行设计、制造和运行大型甲醇装置已积累了足够的技术基础;水煤浆为原料的大型气化炉已运行多年,可实现长期运转;新型水煤浆气化炉与干煤加压汽化炉正在积极开发中。随着有自主知识产权的新技术大型或超大型甲醇厂的建立,利用廉价低质煤,甲醇的生产成本还可降低,替代汽油的前景光明。我国现有甲醇生产企业200余家,甲醇生产装置规模偏小 ( 最大20万t / a ) ,总生产能力约300余万t 。目前,山西正在实行燃料甲醇和甲醇汽车战略计划,要把山西省建设成为“国家燃料甲醇 ( 燃料二甲醚 ) 生产基地”,计划2002 ~ 2006 年间,燃料甲醇的生产能力达到365 万t / a ,并建成全国清洁汽车示范地区。神华集团公司拟投资兴建500万t / a 油品的煤直接液化大型工厂。据悉,煤的转化已被列入了国家10 大重点工程。在今后5 ~ 10 a 内,将以陕西、山西、云南、内蒙为基地,加快实施煤液化的战略。拟建100万t / a 级煤转化工厂多座,为发展替代能源提供基本保证。
2.2 国际甲醇汽油的技术现状
甲醇汽油作为汽油的替代品,人们希望能如汽油一样直接用于汽车内燃机。制备甲醇汽油以掺混方法最为简单,为此,世界各国进行了广泛的研究,一致认为,应当解决的主要问题是:稳定性较差、遇水分层、冷启动难、热值低、动力不足、热气阻、腐蚀溶胀等。经过数十年的努力,甲醇汽油用在汽车上的技术问题都已得到了较好的解决,达到了实用水平。
2.3甲醇汽油的改进
2.3.1甲醇汽油的稳定性
用作汽车的甲醇汽油必须均匀而稳定。甲醇与汽油的相溶性很小,要制成大比例的均匀稳定的甲醇汽油,一般采取添加助溶剂的办法解决,如芳烃、酮、醚、醇等类化合物都是甲醇的好溶剂。从中选择与汽油也有较好混溶性的物质,以适当比例相混合,便可制得稳定均匀的甲醇汽油。
添加 4 %的正丁醇或 3.2 %的正辛醇可以制得含甲醇21 %,对水溶解度达1 %~ 1.1 %的甲醇汽油。用此方法还可以制得含醇量在5 %~ 50 %之间稳定性良好的甲醇汽油。而由:甲醇10 %~ 80 %、汽油10 %~ 80 %、叔丁醇 1 %~ 2.2 %、吐温-20 或吐温 -80
0.3 %~ 1. 8%、硝酸亚铈或硫酸亚铈0.5 %~
1.6 %、以及磺化油1 %~ 4.4 %组成 ( 质量分数 ) 制成的甲醇汽油,因为甲醇掺入量大,故使用时不分层、稳定性好,燃烧后,产生的一氧化碳和氮氧化合物的量比汽油低。
往汽油中加入一定量的甲醇、丙酮以及过氧化锌、乙醚、脂肪类活性剂、二甲氧基甲烷、甲基叔丁基醚、正辛烷中的1 种或几种组合制得得甲醇汽油,其甲醇和汽油混合可全溶、速溶;甲醇掺入量可达15 %~ 80 %;使用该甲醇汽油发动机可以正常冷启动、动力增强、油耗下降0.7 %~3.6 %;排放的尾气中一氧化碳减少95 %以上,碳氧化合物减少 85 %以上。
添加 4.5 %~ 7 %(质量分数)的异丁醇或异丙醇、二异丙醚、苯或甲苯或二甲苯、环烷酸铁或五碳基铁、硅磷酸铝或磷酸二氢钠、RP 97 复合清净分散剂、羰酸盐或磺酸盐、硅型分子筛可制得成本低、辛烷值高、稳定性好、贮存期可达1a 以上甲醇汽油。
2.3.2 改进甲醇汽油的动力性
甲醇引入汽油之后,因其热值降低而动力性能下降,通常采用添置助燃剂的方法,改善其动力性。使用的助燃剂一般有金属有机化物、有机过氧化合物、一些硝基化合物等。
添加烷基过氧化物如二特丁基过氧化物的改性剂,将过氧化物以 7 %~ 25 %的比例与甲
醇相混合制成混合物,再将此混合物与汽油以 1:1 的比例混合制得的甲醇汽油,具有良好的动力性、稳定性,冷启动的动力不低于单一的汽油;添加一定比例的醚类化合物和少量的防腐蚀剂、清洁剂调和而成的甲醇汽油,使用时不需用改造发动机的部件,就具有很好的相溶性和冷起动性,且不污染环境。
其它添加剂如二甲氧基甲烷可以提高甲醇汽油的贮存稳定性,甲醇在汽油中的含量。
2.3.3 改善甲醇汽油的腐蚀性
一般采用添加腐蚀抑制剂的方法来抑制甲醇汽油的腐蚀性,添加剂多为含氮物质。
由苯并三氮唑类、二聚亚油酸抗腐蚀剂及酚类抗氧剂经稀释调合而成甲醇汽油,可有效地抑制对多种金属的腐蚀;由马来酸酐,伯胺和一含氮杂环化物制得的腐蚀抑制剂,以每千桶燃油添加2.27 kg ~ 22.7 kg ,即可达到良好的抑制腐蚀效果;由琥珀酸酐、脂肪酸、不饱和羧酸及多氨聚烯烃反应制成的添加剂,添加量仅5×10-4~ 1×10-4,即可达到抑制腐蚀的目的。
此外,添加助燃剂促进油料燃烧完全,也能起到降低甲醇汽油腐蚀的作用。
2.3.4 抑制甲醇汽油的溶胀性
甲醇是 1 种良好的溶剂,对发动机的弹性胶体、密封件等有溶胀作用。解决这个问题的办法有两种:一是改用不被甲醇腐蚀的氟橡胶;二是在燃油中添加溶胀抑制剂,如羧酸或酰氯与芳胺反应制得的溶胀抑制剂,添加少量即能达到要求。
2.3.5 改进甲醇汽油的气阻性
由于甲醇汽油在燃烧不完全的情况下,烃类物质裂解,氧化聚合而产生碳渣的沉积,使汽化室喷嘴阻塞,发生气阻。解决这一问题的办法是促进甲醇汽油充分燃烧,抑制高温下的氧化聚合,添加抗阻沉积剂可以抑制甲醇汽油的气阻发生。
1种添加剂,其组分和含量(质量分数)是:有机胺9 %~ 11 %,脂肪酸3 %~ 6 %,醇类8 %~ 12 %,溶纤剂8 %~ 12 %,稀土盐8 %~12 %,乳化剂 2 %~ 4 %,烃类42 %~ 62 %,优点是除炭效率高,对金属无腐蚀现象,在汽油使用中稳定可靠。
2.3.6 改善甲醇的冷启动性
添加活性过氧化物或低沸点的醚化物是改善甲醇汽油冷启动性的主要方法。
我国南京巨澜科技公司以甲醇,汽油及其发明的变性剂相混合,即可制得品质优秀的M15 ~ 58甲醇汽油。可以在不改变现有汽车设备的情况下,代替汽油使用,其燃烧性能、效率与普通汽油相当。山西,河南和黑龙江等省区也有自行开发的甲醇汽油,并已在部分省市推广使用。可以说,我国甲醇汽油的制备技术已经步入成熟阶段。 3 甲醇汽油的应用现状
国外曾对甲醇汽油做了大量的研究,日本自 20世纪 80 年代起就有以甲醇为燃料的汽车;美国
曾以开发高比例甲醇汽油( M 85或M 90 ) 汽车,
主要汽车制造厂都生产过产品或样车,并在政府支
持下示范或出售。灵活燃料甲醇汽车( FFV 或MFV ) ,曾在福特汽车厂生产线上大规模生产,并
供应市场,但由于成本高,甲醇汽油加油站少,故
市场需求量较小,现已停产。之后国内外对甲醇汽
油混合燃料在应用中存在的问题作了大量的实验,
特别是中、低比例甲醇汽油的研究已获得可喜的成果。如 M 15甲醇汽油在德国和北欧大量当作汽油
销售,并配套建设了跨国界的M15加油站,进行过
跨国界的车队示范,在美、法、意、奥等国家也已
经商品化。
山西省的煤制甲醇代用燃料汽车示范工程,经
过多年运行的实践证明,甲醇汽油是1 种理想的替
代燃料。2003 年初,经国家经贸委专家组考察认定,山西省甲醇燃料技术开发应用在运营成本、标
准制定、政策配套等方面取得了较全面的成果和经验,并显示出技术、经济、市场条件的成熟。山西
省正在实施的发展甲醇汽车计划,2001 年推广
M5 、M10 、M15含甲醇清洁汽油10万t ,2002年30万t ,2003年50万t ,2004年70万t ,2005年100万t ,并适时向省外推广。争取用5 ~
10 a时间,把山西省建成“国家燃料甲醇生产基地”和“清洁燃料( 甲醇 )汽车示范地区”。2003
年黑龙江省建业燃料有限责任公司与哈尔滨市能
源专家合作,历时8 a ,经过数千次的试验,研制
出AX 型车用甲醇清洁燃料。通过了黑龙江省环保
产业协会的环保认证。 经国务院甲醇燃料领导小
组组织能源专家共同评审,认为“该燃料各项指标
优于我国现行的无铅汽油质量标准,填补了国内 空白”。
4 甲醇汽油的推广使用
我国是石油资源并不丰富的国家,目前,年进
口石油已超过亿顿,由于能源紧缺,国家已将开发
和寻找新替代能源列入了战略重点项目,2004 年
12月,在北京成立了醇醚燃料及醇醚清洁汽车专业
委员会。从市场的需求看,2004年我国消费汽油
6 000万t ,随着经济的高速发展,汽油消耗量将
快速增长,甲醇汽油市场前景广阔。从经济上看,
目前,我国以煤为原料生产的甲醇每t成本约800元~ 1 200元,市场售价在2 000 ~ 2 200元之间,汽油售价约4 200 ~ 4 500元。以M 15 甲醇
汽油为例,即使加上添加剂的成本,价格依然比汽
油还要低,每t 仍然有约300元差价,仅以甲醇替
代 15 %(质量分数)计算,即可替代汽油约800万t 。【下转第35页】
7 企业对发展煤化工具有较高的积极性
煤炭是中国的主要能源,也是许多重要化工产品的主要原料。随着中国社会经济持续、高速发展,近年来能源、化工产品的需求也出现较高的增长速度,煤化工在中国能源、化工领域中已占有重要地位。
中国煤化工的发展对发挥丰富的煤炭资源优势,补充国内油、气资源不足和满足对化工产品的需求,保障能源安全,促进经济的可持续发展,具有现实和长远的意义。新型煤化工在中国正面临新的发展机遇和长远的发展前景。煤炭焦化、煤气化- 合成氨 - 化肥已是中国主要的煤化工产业,随着技术、经济的发展和市场的巨大需求,煤炭焦化、煤气化 - 甲醇及下游化工产品等将得到快速发展;煤制油(直接液化、间接液化)技术的开发和产业化将受到关注,重点项目建设已启动。W
*********************************************************************************** 【上接第27页】
“十一五”发展纲要》,提出今后5 a 食品工业总产值年均增长15 %左右。食品工业的发展,也必将有力地拉动国内双氧水市场的消费。
4.5 其他领域
双氧水在其他领域中的应用目前也面临着巨大的市场潜力。我国是水产养殖和消费大国,双氧水作为理想的消毒杀菌剂,需求量将呈逐年增长趋势。在建材业,双氧水可用于轻质泡沫材料发泡剂的制备。机械行业中,双氧水用于化工设备和管道的净化和清洗,在电镀液中用于除去无机杂质,提高镀件质量。医药行业双氧水可用于合成盐酸VB 、地塞米松、强的松,浓度3 %以下的双氧水可用作医药上的杀菌剂。此外,双氧水正在向水果及蔬菜保鲜等高新技术产业领域的应用扩展,高浓度的双氧水在航天工业中用作火箭燃料和氧源,众多极具开发价值的潜在消费市场也正在开拓中。
5 结束语
当前, 国内双氧水的生产和消费都进入了一个快速发展的阶段,预计双氧水的年需求增长率为10 %左右,产需的基本持平和价格的持续低迷已使生产企业经历了一个优胜劣汰和资源整合的过程。随着国民经济的快速发展和双氧水应用领域的不断开拓,需求市场的急速增长必将拉动价格的上升,行业也逐渐进入良性发展轨道,正面临着广阔的发展机遇。W
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综上所述,推广甲醇汽油乃利国利民之事,能源是国家的经济命脉,与国家安危相系。当前,大家关注的焦点是,甲醇汽油在生产、贮存、运营和使用过程中可能产生的污染与毒害是否能消除?这个问题能否解决是甲醇汽油可否推广的关键所在。称甲醇和甲醇汽油是清洁燃料,那是指在燃烧之后,不会释放、残留污染环境和对人体健康有害的物质。前提是必须燃烧完全,如果燃烧不充分,就会释放出甲醛、甲醇和一氧化碳等有害的污染物质。如果甲醇质量不合格,后果更加严重,甲醇易于挥发,通过皮肤和呼吸道进入人体都可能引起中毒,超过限量甚至有死亡的危险。从生产,贮存,输配,运营,使用到劳动保护等各个环节,如果没有合理的规范,没有切实严格的安全防预措施和系统科学的管理,毒害和污染就是危险的。因此,在生产和使用过程中,必须将甲醇汽油当作有毒物品规范管理。山西,河南等省已有多年推广运营的实践经验并取得了理想结果。实验证明,清洁甲醇汽油是有技术保证的,其毒害与污染的危险性是可以控制的。W
M15甲醇汽油配方 甲醇掺入量一般为5%~20%。以掺入15%者为最多,称M15甲醇汽油。抗爆性能好,研究法辛烷值(RON)随甲醇掺入量的增加而增高,马达法辛烷值(MON)则不受影响。燃烧排出物的毒性比普通含铅汽油小,排气中一氧化碳含量也较少。燃烧清洁性能良好。但对汽油发动机的腐蚀性和对橡胶材料的溶胀率都较大,且易于分层。低温运转性能和冷起动性能较差,动力性能也不及纯汽油。可用作车用汽油代用品。许多国家作了大量使用试验,有的也在使用。但因较贵,以及上述诸缺点,尚未使用。 甲醇汽油是由10%-25%的甲醇与其他化工原料、添加剂合成的新型车用燃料,不含任何汽油,但可达到90#-97#国标汽油的性能和指标。此配方的车用甲醇汽油在国内独特、环保、成本低,节省资源节省外汇造福人类,市场竞争力强,具有极好的发展前景。 天德牌m15甲醇汽油具体配制及使用方法: 可在国标汽油中加甲醇 :将"天德"牌汽油助溶剂按重量比或体积比2%加入98%的甲醇内,成为甲醇变性,变性后的甲醇可以按20%—60%的比例加入90#或93#的汽油内,混合搅拌,成为透明、无杂质的甲醇汽油。先做小样实验,作出的小样实验要清澈透明,不分层。 将15%的变性甲醇兑入85%的90#或93#汽油中,搅拌均后为M15[93#]甲醇汽油 M15甲醇汽油技术 表1 M15车用甲醇汽油技术要求 项 目 质 量 指 标 试 验 方 法 90号 93号 97号 甲醇含量a (体积分数) (12~15)% 附录A 、附录B 抗爆性 辛烷值(RON) ≥ 90 93 97 GB/T 5487 抗爆指数(RON+MON )/2 ≥ 85 88 报告 GB/T 503、GB/T 5487 铅含量b (g/L ) ≤ 0.005 GB/T 8020 馏程 10%蒸发温度,℃ ≤ 70 GB/T 6536 50%蒸发温度,℃ ≤ 12 90%蒸发温度,℃ ≤ 19 终镏点,℃ ≤ 20 残留量,%(v/v ) ≤ 2 饱和蒸汽 压c (kPa ) 11月1日至4月30日 ≤ 88 GB/T 8017、SH/T 0794 5月1日至10月31日 ≤ 72 实际胶质(mg/100mL ) ≤ 5 GB/T 8019 诱导期(min ) ≥ 480 GB/T 8018 硫含量d (质量分数),% ≤ 0.015 GB/T 380、GB/T 11140、SH/T 0253、SH/T 0689
纳米技术的应用与前景展望 【摘要】纳米技术是二十一世纪最具潜力的学科分支,有可能成为下一世纪前二十年的主导技术。本文概述了纳米技术在陶瓷、电器、医学等方面的应用,并对纳米技术的发展进行了展望。 【关键词】纳米技术;应用;发展前景 0.引言 纳米技术是上世纪末出现的高技术,有科学家预言,在21世纪纳米材料将是“最有前途的材料”,纳米技术甚至会超过计算机和基因学,成为“决定性技术”.1990年,第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩召开,《纳米技术》与《纳米生物学》这两种国际性专业期刊也相继问世.从此一个崭新的科学技术领域—纳米科技开始得到科技界的广泛关注。[1] 1.纳米技术 1.1纳米技术的发展现状 二十世纪90年代以后,纳米技术飞速发展。自首届国际纳米科学技术会议召开以后,世界各国的纳米技术研究风起云涌,各种形式的研究机构像雨后春笋遍布世界各地,纳米技术研究所涉及的科学领域及应用范围在不断扩大,各个领域都取得了可喜的进展,纳米技术研究获得了空前的快速发展。纳米材料是纳米技术的重要组成部分,在纳米材料领域,人们研究出了纳米金属、合金、陶瓷和有机高分子等复合型材料并在实际中应用,取得了明显的效果。[2] 1.2发展纳米技术的重要性 纳米技术的研究开发可能在精密机械工程、材料科学、微电子技术、计算机技术、光学、化工、生物和生命技术以及生态农业等方面产生新的突破。世界各国都给予极大的重视,美国国家关键技术委员会将纳米技术列为政府重点支持的22项关键技术之一,制定了投资2亿美元进行大规模开发纳米技术的10年计划。英国成立了纳米技术战略委员会,国家纳米技术计划已开始实施。科学家们认为,纳米技术的深远意义可与18世纪的工业革命相媲美,它的重要性非常大,表现在技术和科学方面,主要有以下几点: (1)纳米技术是一项交叉领域学科,对它的基础研究和应用研究是能否拥有国际竞争力的先决条件。 (2)由于它的交叉学科性能,决定了它不仅应用于一种技术领域,它为许多学科的发展奠定基础并起到推动的作用。
甲醇汽油市场调研报告书 一、甲醇生产现状与市场趋势 1.1 甲醇的产量、市场与价格 2006年,我国甲醇生产874.7万t,进口甲醇112.7万t,出口19万t,表观消费量968.4万t,共有甲醇生产企业167家,产能合计为1344.4万t/a。 据统计,“十一五”期间我国新建、拟建甲醇项目共42个「不包括二甲醚、甲醇制烯烃生产企业自身配套的甲醇生产装置」。其中,“十一五”期间可以投产的项目为35个,产能合计1198万t/a。 预计到“十一五”末期,我国甲醇生产企业将为200家左右,产能将达到2500万t/a至4850万t/a。 近15年来,我国甲醇消费结构并没有发生根本性的改变,主要消费领域依然是传统的化工行业,而其他行业消费比例也没有明显的变化,只有燃料甲醇汽油未来的发展对甲醇消费有所促进。在化工领域,甲醇仍主要用于甲醛、醋酸、MTBE、甲胺、二甲醚等的生产。其中对甲醇消费增长推动最大的仍是甲醛和醋酸。预计到“十一五”末,甲醇总年需求量约为1900万—2500万t。而同期的市
场年需求量,包括甲醇汽油市场在内,约为1800万—2100万t,与目前已建、新建的甲醇产能基本平衡。但如果甲醇汽油、二甲醚相关标准颁布较晚,市场准入政策不能出台,甲醇汽油不能按预期上市,约1000万t/a的甲醇潜在市场将会落空,则甲醇产能就会过剩。 1998—2000年,我国甲醇最低价格曾到过800-1000元t。2003—2006年,甲醇最高价格一度超过3800元t。随着化工行业景气高峰期的离去「预计在2008年前后」以及甲醇产能的迅速增长,预计甲醇价格将会逐渐回落。预计2008—2010年,甲醇价格将下降到2000-2500元/t 近年,国际上尤其是美国,对MTBE的使用争论,使MTBE发展受阻,虽然目前尚无定论,也未被大范围禁用,但对MTBE需求的增长是很大的不确定因素。甲醇在该领域的前景不容乐观。 甲醛产品的出口已受到制约,近年来我国政府对甲醛用量限制的规定也逐步出台,如淘汰了部分甲醛含量高的油漆;限制了胶合板中甲醛型胶粘剂的用量等,绿色建材标准的实施对甲醛行业有一定的冲击。 醋酸消费约占全球甲醇需求的7%,可生产醋酸乙烯,醋酸纤维和醋酸酯等,其需求与涂料、胶粘剂和纺织等方面的需求密切相关。虽然我国目前醋酸生产多采用粮食发酵法或乙烯法,但以甲醇为原料合成是醋酸工业发展的方向,近年新建的10万t/a以上规模的几套醋酸生产装置都是采用以甲醇为原料的工艺。 山西省正在实施发展甲醇汽车计划,争取用5-10年时间,把山西省建成“国家燃料甲醇生产基地”和“清洁燃料「甲醇」汽车示范地区”。因此,甲醇作为燃料的应用普及对甲醇行业来说是一个利好的消息。 多年来,我国经济一直保持持续、高速的增长势头。国家采取积极的财政政策,扩大内需、刺激消费。这必然会导致房地产、建材、室内装修等行业的快速发展和增长,而甲醇的下游产品有很大一部分都是应用在上述领域。 今后几年,碳一化工的一些热点产品,如碳酸二甲酯、甲酸甲酯;二甲醚等对甲醇的需求量将有较快的增长。总之,国内甲醇市场仍将保持增长势头,作为重要的有机原料,甲醇衍生物生产仍将占有最大的市场份额。 1.2 甲醇生产情况
《M15车用甲醇汽油》地方标准编制说明 一、任务来源 本标准的制定是根据《关于制定地方标准〈M15车用甲醇汽油〉工作安排的通知》(黔质技监标函[2009]651号)和省质量技术监督局《M15车用甲醇汽油地方标准制定工作方案》而确定的。 二、标准制定的背景和必要性 随着20世纪中期石油化工的迅速发展,传统的石油、天然气资源日渐匮乏,特别是世界剩余可采储量的石油仅可使用40年左右,所以寻求替代能源将成为未来世界经济发展的关键。近年来,我国对能源投入力度的不断加大,能源结构性矛盾却日益突出,特别是我国石油供不应求的问题更为突出,能源安全已经成为不可回避的现实问题。2008年末,我国原油进口依存度已远远超过国际警戒线,2008年1月-11月,国内汽油产量为5773万吨,柴油产量为12307万吨,远远满足不了国内汽柴油的消费量。2007年甲醇掺混汽油共消耗的甲醇量大约为170万吨,同比增长41.7%;据亚化咨询统计,2008年我国甲醇表观消费量1218万吨,被用于掺混汽油的甲醇量超过200万吨;2009年1-8月我国甲醇表观消费量1106万吨,预计2009全年甲醇表观消费量将超过1500万吨,其中用于掺混汽油的甲醇量将超过300万吨,以M15以下的低比例掺混为主。2002年国家《能源节约与资源综合利用十五规划》将“甲醇和乙醇替代汽油技术”列入节
能发展重点技术,但是,直到2007年,甲醇燃料才被国家确定为今后20-30年过渡性车用替代燃料。 我省虽然有较大的甲醇产量,但没有得到很好综合利用。市场所需汽油主要从外省输入,汽油紧缺现象时有发生。目前我省已有4家能源企业正在生产甲醇汽油,省经信委已制定了甲醇燃料利用推广计划,分类别、有步骤开展我省“低比例”M15甲醇汽油试点推广工作。因此如何将我省较大的甲醇产量转化为能源优势,同时减少甲醇对环境的污染,扶持和帮助省内甲醇汽油生产企业扩大规模、规范管理、促进发展,使我省能源工业做大做强,科学制定全省统一的M15车用甲醇汽油地方标准,积极为甲醇汽油生产销售企业提供标准技术支撑,是必要的和迫切的。 三、国内现有标准及生产技术状况 目前没有M15车用甲醇汽油的国家标准和行业标准,仅有GB/T 23799-2009《车用甲醇汽油(M85)》。省外6个省(区)制定了同类相关地方标准:山西省地方标准DB14/T 92-2008《M5、M15车用甲醇汽油》;四川省地方标准DB51/T 448-2004《M10车用甲醇汽油》;陕西省地方标准DB61/352-2004《M15车用甲醇汽油》、DB61/353-2004《M25车用甲醇汽油》;黑龙江省地方标准DB23/T 988《M15车用甲醇汽油》;新疆维吾尔自治区地方标准DB65/T 2811-2007《M15、M30车用甲醇汽油》;浙江省地方标准DB33/T 756.1-2009《车用甲醇汽油第1部分:M15》、DB33/T 756.2-2009《车用甲醇汽油第2部分:M30》、DB33/T 756.3-2009
纳米技术的应用与前景 纳米技术作为一种高新科技,我认为其本质不亚于当年的电子与半导体科技,有着我们未所发掘到潜能与实用价值,在这个世代,各种技术的发展迅速,随着纳米技术的进一步发展,可以作为一种催化剂,促使各行各业的迅猛发展。 纳米技术是近年来出现的一门高新技术。“纳米”主要是指在纳米(一种长度计量单位,等于1/1000,000,000米)尺度附近的物质,其表现出来的特殊性能用于不同领域而称之为“纳米技术”,其具体定义见词条“纳米科技”。 纳米技术目前已成功用于许多领域,包括医学、药学、化学及生物检测、制造业、光学以及国防等等。本词条为纳米技术应用的总纲,包括如下领域: 1、纳米技术在新材料中的应用 2、纳米技术在微电子、电力等领域中的应用 3、纳米技术在制造业中的应用 4、纳米技术在生物、医药学中的应用 5、纳米技术在化学、环境监测中的应用 6、纳米技术在能源、交通等领域的应用 尽管从理论到实践是一个相当困难的过程,但纳米技术已经证明,可以利用扫描隧道电子显微镜等工具移动原子个体,使它们形成在自然界中永远不可能存在的排列方式,如IBM 公司的标志图案、比例为百亿分之一的世界地图、或一把琴弦只有50纳米粗的亚显微吉他。纳米材料的应用有着诱人的技术潜力,它的应用范围包括从制造工业、航天工业到医学领域等。美国全国科学基金会曾发表声明说:“当我们进入21世纪时,纳米技术将对世界人民的健康、财富和安全产生重大的影响,至少如同20世纪的抗生素、集成电路和人造聚合物那样。”科学家们预计,纳米技术在新世纪中的应用前景广阔,已经涵盖了材料、测量、机械、电子、光学、化学、生物等众多领域,信息技术与纳米技术的关系已密不可分。 从纳米科技发展的历史来看,人们早在1861年建立所谓肢体化学时即开始了对纳米肢体的研究。但真正对纳米进行独立的研究,则是1959年,这一年,著名美国物理学家、诺贝尔奖金获得者德·费曼在美国物理学年会上作了一次报告。他在报告中认为,能够用宏观的机器来制造比其体积小的机器,而这较小的机器又可制作更小的机器,这样一步步达到分子程度。费曼还幻想在原子和分子水平上操纵和控制物质。 在70年代末,美国MIT(麻省理工大学)的W.R.Cannon等人发明了激光气相法合成数十纳米尺寸的硅基陶瓷粉末。80年代初,德国物理学家H.Gleiter等人用气体冷凝发制备了具有清洁表面的纳米颗粒,并在超真空条件下原位压制了多晶纳米固体。现在看来,这些研究都属于纳米材料的初步探索。 科学家预言,尺寸为分子般大小、厚度只有一根头发丝的几百万分之一的纳米机械装置将在今后数年内投入使用。学术实验室和工业实验室的研究人员在开发分子马达、自组装材料等纳米机械部件方面取得了飞速进展。纳米机器具有可以操纵分子的微型“手指”和指挥这些手指如何工作、如何寻找所需原材料的微型电脑。这种手指完全可以由碳纳米管制成,碳纳米管是1991年发现的一种类似头发的碳分子,其强度是钢的100倍,直径只有头发的五万分之一。美国康奈尔大学的研究人员利用有机物和无机物组件开发出一个分子大小的马达,一些人称之为纳米技术领域的“T型发动机”。 纳米科技中具有主导或牵头作用的是纳米电子学,因为它是微电子学发展的下一代。纳米电子学是来自电子工业,是纳米技术发展的一个主要动力。纳米电子学立足于最新的物理理论和最先进的工艺手段,按照全新的理念来构造电子系统,并开发物质潜在的储存和处理
纳米科技的发展及未来的发展方向 论文 理学院 08光信息科学与技术 张箐 0836017
纳米科技的发展及未来的发展方向 一:纳米科技的起源: 纳米是长度度量单位,一纳米为十亿分之一米。纳米科技这一初始概念是已故美国著名物理学家、诺贝尔物理学奖得主费恩曼(R.Feynman)于1959年在美国加州理工学院作题为“在低部还有很大空间”的讲演中提出的。费恩曼指出:如果人类能够在原子或分子尺度上来加工材料、制备装置,则将会有许多激动人心的新发现。他还强调:人们需要新型的微型化仪器来操纵纳米结构并测定其性质。费恩曼憧憬说:试想,如果有一天,人们可以按自己的意志来安排一个个原子,将会产生怎样的奇怪现象。 与所有的天才假想一样,费恩曼的科学思想起初并未被接受。然而科技的迅猛发展很快证明了费恩曼是正确的。继费恩曼之后,许多科学家又尽情发挥想像力,从不同角度继续编织纳米技术的神奇梦想。 纳米科技的迅速发展是在1980年代末1990年代初。1980年代初,宾尼希(C.Binnig)和罗雷尔(H.Rohrer)等人发明了费恩曼所期望的纳米科技研究的重要仪器--扫描隧穿显微镜(scanning tunneling microscopy,STM)。STM 不仅以极高的分辨率揭示出了“可见”的原子、分子微观世界,同时也为操纵原子、分子提供了有力工具,从而为人类进入纳米世界打开了一扇更加宽广的大门。 与此同时,纳米尺度上的多学科交叉迅速形成了一个有广泛学科内容和潜在应用前景的研究领域。1990年,纳米技术获得了重大突破。美国IBM公司阿尔马登研究中心(Almaden Research Center)的科学家使用STM把35个氙原子移动到各自的位置,组成了“IBM”三个字母,这三个字母加起来不到3纳米长。 1990年7月,第一届国际纳米科学技术大会和第五届国际扫描隧穿显微
纳米材料及其应用前景 摘要:21世纪,纳米技术、纳米材料在科技领域将扮演重要角色。纳米技术是当今世界最有前途的决定性技术之一。本文简要地概述了纳米材料的基本特性以及其在力学、磁学、电学、热学等方面的主要应用,并简单展望了纳米材料的应用前景。 关键词:纳米材料;功能;应用; 一、纳米材料的基本特性 所谓纳米材料是指材料基本构成单元的尺寸在纳米范围即1~100纳米或者由他们形成的材料。由于纳米材料是由相当于分子尺寸甚至是原子尺寸的微小单元组成,也正因为这样,纳米材料具有了一些区别于相同化学元素形成的其他物质材料特殊的物理或是化学特性例如:其力学特性、电学特性、磁学特性、热学特性等,这些特性在当前飞速发展的各个科技领域内得到了应用。科学家们和工程技术人员利用纳米材料的特殊性质解决了很多技术难题,可以说纳米材料特性促进了科技进步和发展。 1、力学性质 高韧、高硬、高强是结构材料开发应用的经典主题。具有纳米结构的材料强度与粒径成反比。纳米材料的位错密度很低,位错滑移和增 殖符合Frank-Reed模型,其临界位错圈的直径比纳米晶粒粒径还要大,增殖后位错塞积的平均间距一般比晶粒大,所以纳米材料中位错滑移和 增殖不会发生,这就是纳米晶强化效应。金属陶瓷作为刀具材料已有50 多年历史,由于金属陶瓷的混合烧结和晶粒粗大的原因其力学强度一直 难以有大的提高。应用纳米技术制成超细或纳米晶粒材料时,其韧性、 强度、硬度大幅提高,使其在难以加工材料刀具等领域占据了主导地位。 使用纳米技术制成的陶瓷、纤维广泛地应用于航空、航天、航海、石油 钻探等恶劣环境下使用。 2、热学性质 纳米材料的比热和热膨胀系数都大于同类粗晶材料和非晶体材料的值,这是由于界面原子排列较为混乱、原子密度低、界面原子耦合作用 变弱的结果。因此在储热材料、纳米复合材料的机械耦合性能应用方面 有其广泛的应用前景。例如Cr-Cr2O3颗粒膜对太阳光有强烈的吸收作 用,从而有效地将太阳光能转换为热能。 3、电学性质 由于晶界面上原子体积分数增大,纳米材料的电阻高于同类粗晶材料,甚至发生尺寸诱导金属——绝缘体转变(SIMIT)。利用纳米粒子的 隧道量子效应和库仑堵塞效应制成的纳米电子器件具有超高速、超容量、超微型低能耗的特点,有可能在不久的将来全面取代目前的常规半导体 器件。2001年用碳纳米管制成的纳米晶体管,表现出很好的晶体三极管 放大特性。并根据低温下碳纳米管的三极管放大特性,成功研制出了室 温下的单电子晶体管。随着单电子晶体管研究的深入进展,已经成功研 制出由碳纳米管组成的逻辑电路。
2012年甲醇汽油行业 分析报告 2012年12月
目录 一、原油对外依存度不断攀高 (3) 二、甲醇汽油发展演变 (5) 三、甲醇汽油的特性 (8) 1、甲醇汽油的安全性 (8) 2、甲醇汽油的性能 (12) 四、甲醇汽油的应用状况 (15) 1、亚洲和中东 (15) 2、大洋洲 (16) 3、欧洲 (17) 4、美国 (17) 五、行业发展利好:甲醇产能过剩,甲醇汽油正当其时 (18) 五、主要风险 (23)
一、原油对外依存度不断攀高 能源供应是中国经济发展的关键要素,其中,石油供应安全无疑是重中之重。2012年1~10月的数据显示,中国共进口原油2.24亿吨,较2011年同期同比增加7.1%;累计金额1831.7亿美元,同比增加13.5%;平均单价817.5美元/吨,同比上涨6.0%。 从供给和需求的角度来看,1993年,中国首度成为石油净进口国,但当年的石油进口依存度只有6%。之后的十几年里这一数据一路攀升,到2006年突破45%。其后每年均以2个百分点左右的速度向上攀升,2007年为47%,2008年为49%,到2009年首度突破50%。2009年至今,我国原油的对外依存度已连续多年超过50%。今年前10个月的数据表明,我国原油依存度已进一步上升,超过56%。预计到2020年,我国的石油需求将会达到5亿吨左右,国内原油最大的产量也只能维持在1.8~2.0亿吨;届时我国石油供应对外依存超过60%。从各国经验看,石油对外依存度达到50%是一条安全警戒线。当石油进口依存度超过60%时,石油供应的不安全性加大。因此,中国石油消费的进口依存度已超过56%意味着中国能源环境已从“比较安全”向“比较不安全”转移。
纳米二氧化钛的现状与发展 作者:未知时间:2007-11-24 15:17:00 国外纳米TiO2的生产现状 20世纪80年代以前,纳米TiO2的研究开发目的主要是作为精细陶瓷原料、催化剂、传感器等,需求量不大,没有形成大的生产规模。80年代以后,开发的纳米TiO2用作透明效应和紫外线屏蔽剂,为纳米TiO2打开了市场,使纳米TiO2的生产和需求大大增加,成为钛白工业和涂料工业的一个新的增长点。 由于纳米TiO2在催化及环境保护等方面具有广阔的应用前景,并可用于日用产品、涂料、电子、电力等工业部门,因此,纳米TiO2展现出巨大的市场前景。日本、美国、英国、德国和意大利等国对纳米TiO2进行了深入的研究,并已实现纳米TiO2的工业化生产。目前全世界已经有十几家公司生产纳米TiO2,总生产能力估计在(6000~10000)t/a,单线生产能力一般为(400~500)t/a。 根据莎哈里本公司统计,2003年全球纳米TiO2销售量仅为1800t左右,其消费量与产品应用见表1。 表1 2003年全球纳米TiO2消费量与产品应用 近几年,有关纳米TiO2的新建装置已很少报道,主要是已建成装置的生产能力已远远超出市场的实际消费量,多数厂家处于开工不足或停产的状态。主要原因是目前国际上公认的纳米TiO2制备和应用技术还有待于提高,技术要点和难点主要表现在以下几个方面:①国际上纳米TiO2的价格为(30~40)万元/t,其成本大致是销售价格的2/5,原料和工艺路线的选择是降低生产成本的关键因素;②纳米TiO2的晶型和粒度控制技术;③金红石型纳米TiO2的表面处理技术;④纳米TiO2应用分散技术;⑤纳米TiO2应用功能的提升技
甲醇汽油的特性及优缺点X 安 华 (内蒙古石油化学工业检验测试所,内蒙古呼和浩特 010010) 摘 要:甲醇汽油优缺点。 关键词:甲醇汽油;特性;优缺点 中图分类号:T E626.21 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2011)24—0100—01 甲醇汽油生产过程中采用清洁化工艺中无“三废”。本品不含铅等燃烧后排出的气体清洁无害,有利于改善城市环境。 汽车如果使用石油液化气燃料需增加特制装置,增加了汽车成本。而甲醇汽油可与石油产品装置同时使用,不仅节省汽油费用,而且还可节约改制装置费用,单独使用或混合使用均可,真可谓“一举三得”。与乙醇汽油相比,成本低、原料易购、来源广泛。 甲醇汽油一年四季均可生产,与生产汽油、润滑油等产品相比。无需加温、加压、无水状态中生产。生产规模可根据本单位或个人的经济状况、市场等因素决定,可大可小。产品可广泛适应于各种燃用汽油的机动车辆。如:轿车、客运车、叉车、吊车、助力车、农用车、摩托车、装载机等。下面谈一谈甲醇汽油的优缺点。 1 甲醇汽油的优点 1.1 通用性好 甲醇汽油方便普及与推广使用,无须改动加油站的机器设备,更无须改动车辆发动机即可直接添加交叉使用。在以汽油为燃料的汽车上使用,可直接替代国标93#、97#、98#汽油使用;可以按任意比例与国标90”、93、”98”车用汽油互溶,且不影响汽车发动机正常工作。 1.2 腐蚀性无 甲醇汽油经过单车行使20万km,经上海内燃机研究所等权威检测证明,其腐蚀性与普通汽油类同,未发现对汽车发动机有腐蚀形象。 1.3 互溶性优 甲醇汽油专利配方中的添加剂,变性剂可以使甲醇和汽油的互溶性增强,可与普通汽油任意混合或交叉使用。 1.4 动力性强 甲醇汽油能有效地预防和消除汽车部件的积炭形成,有利疏通油路,延长车辆发动机寿命,辛烷值高,抗爆性好,降低油耗噪音,具有高效动力节省燃油,可提高发动机的效率,增强动力。 1.5 替代性好 甲醇汽油将工业原料一甲醇,经高科技改性后,大比例加入汽油中,替代车用能源,可节约替代大量石油资源,符合国家政策导向,有助于缓解因石油资源枯竭造成的紧张局面。 1.6 环保性好 甲醇汽油由于含氧量高,燃烧充分,能有效地减少50%以上的有害气体排放,其中CO、HC和NO x 排放降低90%以上,经国家权威机构的多项检测,各项指标均已达到欧IV标准,减少排放,满足环保需求,大大改善生态环境。 1.7 便捷推广 甲醇汽油常温下存放,品质有效期可达到2年之久,有效的解决了贮存、运输和销售各环节所需的时间。 1.8 品质稳定 甲醇汽油在35℃高温气候条件下使用,汽车油路不会发生气阻现象,同时在气候零下35℃的低温条件下,不分层,不乳化,发动机可正常起动,特别适应高寒地区规模化生产和使用,低温易启动、高温无气阻。 1.9 经济实惠 甲醇汽油燃烧完全,动力性强,可提高发动机的效率,与普通汽油相比,节能效果明显,加速性能优良,车用甲醇汽油在发动机中热效率高,低速时动力性接近于传统汽油,高速时动力性优于传统汽油,消费者使用经济效益显著。 2 甲醇汽油的缺点 甲醇汽油也可能对车辆带来一定损害。生产甲醇汽油添加剂的南京巨澜新能源公司董事长吴家友告诉财新《新世纪》记者,汽油和水一样是中性的,而甲醇是有极性的有机物,不仅会造成金属腐蚀,还能将橡胶中的增塑剂抽提出来,让橡胶变得像豆腐渣一样,造成汽车橡胶部件的溶胀。 甲醇汽油被批评得最多的是其毒性。甲醇具有较强挥发性,可经在正常无事故泄漏情况下,甲醇汽油排放的甲醇对大气质量没有明显影响。但从宏观上考虑,成千上万辆甲醇汽车所排放的甲醇,可对交警、环卫工人和其他人群健康构成威胁,因此催化净化技术和甲醇燃料汽车推广应同步进行。 [参考文献] [1] 甲醇及其衍生物.化学工业出版社. 100内蒙古石油化工 2011年第24期 X收稿日期:2011-10-11
纳米技术医学运用前景 一、在诊断技术方面的应用 扫描探针显微镜,其探针可以沿样品表面逐点扫描,针尖能随样品的高低起伏作上下运动,用光学方法测量针尖的运动,就可以得到分子的图像。目前已经用于人体多种正常组织和细胞的超微形态学观察,而且可以在纳米水平上揭示肿瘤细胞的形态特点。通过寻找特异性的异常结 构改变,以解决肿瘤诊断的难题。另一种新型的纳米影像学诊断工具———光学相干层析术(OCT)已研制成功,OCT的分辨率可达纳米级,较CT 和核磁共振的精密度高出上千倍。它不会像X线、CT、磁共振那样杀 死活细胞。通过应用纳米技术,在DNA检测时,可免去传统的PCR扩增 步骤,快速、准确。美国NASAAmesCen-terforNanotechnology与中南 大学卫生部纳米生物技术重点实验室合作,将碳纳米管用于基因芯片, 可以在单位面积上连接更多的更高,样本需要量低于1000个NDA分子(传统DNA检测的样本需要量超过106个DNA分子);需要的样品量更少,可以免去传统的PCR扩增步骤;结果可靠,重复性好;操作简单,易实现 检测自动化。其基本原理是:连接在碳纳米管上的DNA探针通过杂交 捕获特异性的靶DNA或RNA,靶DNA或RNA中的尿嘧啶将电荷转到碳纳米管电极,电荷的转移通过金属离子媒介的氧化作用变成信号并放大。国外在80年代末开始着手研究超顺磁性氧化铁超微颗粒的研究,90年代把这种造影剂应用于临床。 其技术要点是:制备出高顺磁性氧化铁纳米颗粒,在其表面耦连肝癌 组织靶向性物质(如肝肿瘤特异性单克隆抗体、肝肿瘤细胞表面特异性受体的配体)制成特异性的MRI造影剂。我国科学家也成功开发了应用超顺磁氧化铁脂质体纳米粒进行肝癌诊断的技术,可以发现直径3mm以下的肝肿瘤,还能发现更小的肝转移癌病灶。目前不加造影剂的磁共振检查能发现直径1.0cm的肝癌病灶,因此该成果大大提升了肝癌早期诊断的敏感性。国家863资助课题“纳米复合包裹生物微系统制备、超 声造影和控制释药”,研制了纳米包膜微米微泡超声造影剂与包裹药物和气体的微球,造影后对比效果明显增强,有利于疾病的早期诊断和鉴
江苏谷孚能源科技有限公司 20万吨/年M-50甲醇汽油工程项目 可行性研究报告 工程号:0606 文件编号:0606-2000-FSR-02 上海凯赢达化工设计工程咨询有限公司 工程设计证书:091019-sj 2006年11月·上海 1.1 概述 1.1.1 项目名称、主办单位名称 项目性质:股份制合作企业t 建设地点:江苏省镇江市丹徒区辛丰镇东石村 法人代表: 1.1.2 主办单位基本情况 江苏谷孚能源科技有限公司是由股东合资建立的股份制合作企业,全部资金皆为自筹,主要从事甲醇汽油的加工及经营,公司注册地为镇江市丹徒区辛丰镇东石村。 1.1.3 项目提出的背景、投资必要性和经济意义
石油作为当今中国经济发展的重要资源之一,其供应安全问题是目前人们普遍关注的重要问题。从中国石油资源情况来看,1987 年全国进行了第一次油气资源评价,评价结果是全国有石油资源量787.5 亿吨。1994年完成第二次全国油气资源评价,石油资源量上升到940亿吨,最近各大石油公司对部分盆地油气资源潜力进行了重新评估,石油资源量增至1021亿吨。中国的石油勘探己经进行了50年,己探明的石油地质储量还不到可找储量的一半,可以预期,通过进一步勘探还可以发250亿-300亿吨的石油地质储量。 虽然中国的石油资源总量很大,找油的领域广阔,但经过几十年的勘探,地质条件相对简单的地区探明程度己经很高,而未知地区的地面和地下地质条件都很复杂。石油勘探开发面临诸多难题,如不同地质构造的多期叠合,海相与陆相沉积的交互存在,多种成因机制、煤成烃、未熟烃、热裂解烃在同一盆地内共存,深海石油勘探等等,解决这些难题,有待于理论和技术的创新、突破。因此,从中国己探明的剩余可采储量来看并不乐观,在相当长的时期内石油供需矛盾将十分尖锐,面临的形势是十分严峻的。根据中国GDP年增长速度持续保持7%以上的要求,能源增长速度大约保持5.5%左右,石油生产必须大于3.5%的速度增长,而目前中国石油产量的年增长幅度是 1.67%左右,即使现有老油田都能保持稳产,新油田加速开发,增长幅度也不会达到3%。 中国在致力于保持石油工业持续发展的同时,高度重视石油替代能源的研究开发。从全球的能源发展趋势来看,石油将逐渐会被新能源所替代,这些能源包括生物能、水能、太阳能、风能、地热能、海洋能、氢能等,能源资源十分广泛。目前中国进入工业实用阶段的石油替代能源有水煤浆、甲醇、二甲醚、乙醇、天然气等。 谁能替代石油挑中国能源的大梁? 综合专家的观点,作为石油的替代能源必须具备两个基本条件:资源潜力和经济可行性。 石油被替代是由于资源不足,石油替代能源无疑应具有资源优势。纵观国内现有可用
纳米技术(nanotechnology),也称毫微技术,是研究结构尺寸在0.1至100纳米范围内材料的性质和应用的一种技术。 1981年扫描隧道显微镜发明后,诞生了一门以0.1到100纳米长度为研究分子世界,它的最终目标是直接以原子或分子来构造具有特定功能的产品。因此,纳米技术其实就是一种用单个原子、分子射程物质的技术。纳米技术是一门交叉性很强的综合学科,研究的内容涉及现代科技的广阔领域。纳米科学与技术主要包括:纳米体系物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学、纳米力学等。这七个相对独立又相互渗透的学科和纳米材料、纳米器件、纳米尺度的检测与表征这三个研究领域。纳米材料的制备和研究是整个纳米科技的基础。其中,纳米物理学和纳米化学是纳米技术的理论基础,而纳米电子学是纳米技术最重要的内容 从迄今为止的研究来看,关于纳米技术分为三种概念: 第一种,是1986年美国科学家德雷克斯勒博士在《创造的机器》一书中提出的分子纳米技术。根据这一概念,可以使组合分子的机器实用化,从而可以任意组合所有种类的分子,可以制造出任何种类的分子结构。这种概念的纳米技术还未取得重大进展。 第二种概念把纳米技术定位为微加工技术的极限。也就是通过纳米精度的"加工"来人工形成纳米大小的结构的技术。这种纳米级的加工技术,也使半导体微型化即将达到极限。现有技术即使发展下去,从理论上讲终将会达到限度,这是因为,如果把电路的线幅逐渐变小,将使构成电路的绝缘膜变得极薄,这样将破坏绝缘效果。此外,还有发热和晃动等问题。为了解决这些问题,研究人员正在研究新型的纳米技术。 第三种概念是从生物的角度出发而提出的。本来,生物在细胞和生物膜内就存在纳米级的结构。DNA分子计算机、细胞生物计算机的开发,成为纳米生物技术的重要内容1993年,第一届国际纳米技术大会(INTC)在美国召开,将纳米技术划分为6大分支:纳米物理学、纳米生物学、纳米化学、纳米电子学、纳米加工技术和纳米计量学,促进了纳米技术的发展。由于该技术的特殊性,神奇性和广泛性,吸引了世界各国的许多优秀科学家纷纷为之努力研究。纳米技术一般指纳米级(0.1一100nm)的材料、设计、制造,测量、控制和产品的技术。纳米技术主要包括:纳米级测量技术:纳米级表层物理力学性能的检测技术:纳米级加工技术;纳米粒子的制备技术;纳米材料;纳米生物学技术;纳米组装技术等。关键突破 1990年,IBM公司阿尔马登研究中心的科学家成功地对单个的原子进行了重排,纳米技术取得一项关键突破。他们使用一种称为扫描探针的设备慢慢地把35个原子移动到各自的位置,组成了IBM三个字母。这证明费曼是正确的,二个字母加起来还没有3个纳米长。不久,科学家不仅能够操纵单个的原子,而且还能够“喷涂原子”。使用分子束外延长生长技术,科学家们学会了制造极薄的特殊晶体薄膜的方法,每次只造出一层分子。目前,制造计算机硬盘读写头使用的就是这项技术。著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德· 费曼预言,人类可以用小的机器制作更小的机器,最后将变成根据人类意愿,逐个地排列原子,制造产品,这是关于纳米技术最早的梦想。 纳米技术包含下列四个主要方面:
甲醇在汽油中的危害与作用 前言: 近年来,虽然甲醇行业产能过剩形势严峻,但国内甲醇装置投资热度依然不减。《中国甲醇行业市场调研与投资预测分析报告前瞻》数据显示,2010年行业新增产能640万吨,2011年新增产能814万吨,2012年我国将有550万吨以上的新建甲醇装置投产。前瞻产业研究院甲醇行业研究小组认为,要消化过剩产能,应加快拓展甲醇汽油、甲醇制烯烃等新兴领域。甲醇汽油是车用燃料替代,是新能源的重要组成部分。原油是全球最主要的一次能源,当前能源短缺的实质是原油短缺。车用燃料是原油最主要的应用领域,占全球原油总消耗量的70%以上。甲醇汽油是一种"以煤代油"路径,可以作为汽油的替代物从而实现对原油的部分替代。 关键词:甲醇汽油经济性环保腐蚀 正文: 一.甲醇在汽油中的主要功能 甲醇汽油是指国标汽油(93#、97#等)、甲醇、添加剂按一定的体积(质量)比经过严格的流程调配而成的一种新型环保燃料甲醇与汽油的混合物。也包括甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇和异丙醇的混合醇等与汽油的混合物。甲醇掺入量一般为5%~30%。以掺入15%者为最多,称M15甲醇汽油。抗爆性能好,研究法辛烷值(RON)随甲醇掺入量的增加而增高,马达法辛烷值(MON)则不受影响。燃烧排出物的毒性比普通含铅汽油小,排气中一氧化碳含量也较少。燃烧清洁性能良好。但一般的甲醇汽油对汽油发动机的腐蚀性和对橡胶材料的溶胀率都较大,且易于分层,低温运转性能和冷起动性能不及纯汽油,可用作车用汽油代用品。甲醇汽油添加剂是一种新型环保燃料助剂产品,是在甲醇(符合GB338-2004优等品甲醇指标)中加入一种复合添加剂后对甲醇进行变性处理,再按照规定比例和普通汽油混合后作为车用燃料,使其改性,使其燃烧速度、气化热值、互溶性、爆发力加速性能等方面接近传统汽油的甲醇燃料,低比例成品油无须对发动机和装置进行改造,可直接使用。 甲醇汽油的性能如下: 1、在动力性方面,通过改变发动机的供油系统,增加喷油量以弥补甲醇热值低的不足,再通过增加压缩比(甲醇辛烷值RON106~115,远高于汽油并且汽化潜热大)就可以在很大程度上增加发动机的功率和扭矩,动力性较之同排量的汽油机会有很大的提高。 2、在经济性方面,制造甲醇的成本一般相对燃油来讲很低,而利用高硫煤“多联供”生产甲醇,按甲醇与汽油..5∶1的替代比计算,使用甲醇燃料在经济性方面仍有非常大的优势。另外,因为采用了高压缩比发动机,油耗进一步降低,
甲醇汽油市场推广可行性研究 重点研究了甲醇汽油的使用安全性,通过对国内外近年来甲醇汽油的生产及使用情况的分析,提出了我国发展甲醇工业的看法和建议。 标签:甲醇汽油;使用安全性;应用概况;发展前景 我国现在面临着严重的能源危机,《BP世界能源统计2008》的数据表明,2007年我国能源消费增长率为7.7%,中国再一次占据了全球能源消费增长的一半,而我国已探明的原油、天然气储量仅占世界储量的2.4%和1.2%;2008年的石油储采比为40年,天然气为60年。在石油供需矛盾突出的情况下,解决交通运输燃料的替代任务最为艰巨,发展,开发替代能源在我国新能源政策和科技革新的支持下蓬勃发展。 我国替代燃料主要有天然气、石油气、生物燃料如燃料乙醇和生物柴油、电动汽车等,还有一种就是煤基燃料,用煤制柴油、二甲醚(DME)和甲醇。 随着近年我国经济快速增长,煤炭开采量的大幅提高和煤化工的快速发展。我国以煤为原料的甲醇生产能力和产量都创新高,2000年到2008年期间,甲醇产能每年增速为25%。甲醇虽然有200多个衍生下游产品,用量仍然很少。去年我国甲醇总产量为1076万吨,只有54%开工率;而今年由于经济危机影响,甲醇的开工率更是跌到了30%左右,很多企业都在亏损。 在这种经济低迷,市场供大于求的环境下,一些企业都把甲醇直接加入汽油掺烧当成是最快捷、最有效、最简单的消费甲醇的手段和经济增长点。为了防止国内产能过剩的甲醇盲目流入成品油市场,危及国家油品安全,国家标准化管理委员会于2009年5月20日及7月2日分别发布了“GB/T 23510-2009车用燃料甲醇”和“GB/T 23799-2009车用甲醇汽油(M85)”国家标准,这两个标准中。车用燃料甲醇标准是对掺入汽油中甲醇的技术要求,标准中特别提出了甲醇汽油使用安全的问题,专门列出了危险警告。 尽管这两个标准的发布把甲醇从化工产品向燃料转变提供了合法的依据,但是甲醇汽油是否可以全面推广,到底存在着什么安全风险?技术问题是否都已解决?需要我们对甲醇汽油进行深入的研究,参考国内外发展使用情况。慎重、认真、负责地评估和思考我国甲醇汽油的使用和发展方向。 1甲醇燃料在国内外应用概况 20世纪70年代第二次世界石油危机后,世界各国从寻找替代燃料的目的出发,纷纷开展一系列掺甲醇汽油或纯甲醇代替车用汽油的研究工作。 1.1国外应用概况
纳米技术的现状、应用、发展趋势及存在问题 21世纪,信息科学技术、生命科学技术和纳米科学技术是科学技术发展的主流。人们普遍认为,纳米技术是信息和生命科学技术能够进一步发展的共同基础。纳米技术所带动的技术革命及其对人类的影响,远远超过电子技术。 纳米生物技术是国际生物技术领域的前沿和热点问题,在医药卫生领域有着广泛的应用和明确的产业化前景,特别是纳米药物载体、纳米生物传感器和成像技术以及微型智能化医疗器械等,将在疾病的诊断、治疗和卫生保健方面发挥重要作用。 目前,国际上纳米生物技术在医药领域的研究已取得一定的进展。美国、日本、德国等国家均已将纳米生物技术作为21世纪的科研优先项目予以重点发展。 纳米技术:于细微之处显神奇 纳米技术是在纳米尺度内,通过对物质反应、传输和转变的控制来实现创造新的材料、器件和充分利用它们的特殊的性能,并且探索在纳米尺度内物质运动的新现象和新规律。由于纳米正好处于原子、分子为代表的微观世界和以人类活动空间为代表的宏观世界的中间地带,被称为纳米世界,也是物理、化学、材料科学、生命科学以及信息科学发展的新领地。纳米材料中包含了若干个原子、分子,使得人们可以在原子层面上进行材料和器件的设计和制备。几十个原子、分子或成千个原子、分子"组合"在一起时,表现出既不同于单个原子、分子的性质,也不同于大块物体的性质,这种"组合"被称为"超分子"或"人工分子"。"超分子" ·石墨烯·分子筛·碳纳米管·黑磷·类石墨烯·纳米材料 江苏先丰纳米材料科技有限公司是国际上提供石墨烯产品很早的公司之一,现专注于石墨烯、
的性质,如它的熔点、磁性、电容性、导电性、发光性和颜色及水溶性都有重大变化。当"超分子"继续长大或以通常的方式聚集成大块材料时,奇特的性质又会失去。通俗来说,纳米材料一方面可以被当作一种"超分子",充分地展现出量子效应;而另一方面它也可以被当作一种非常小的"宏观物质",以至于表现出特性。同时,许多化学和生物反应的过程也发生在纳米尺度的层面上,因此探测纳米尺度内物理、化学和生物性质的变化,将加深对生命科学的理解。对由数量不多的电子、原子或分子组成的体系中新规律的认识和如何操纵或组合他们,是当今纳米科学技术的主要问题之一。当前纳米技术的研究和应用主要在材料和制备、微电子和计算机技术、医学与健康、航天和航空、环境和能源、生物技术和农业等方面。 在纳米材料制备科学和技术研究方面一个重要的趋势是加强控制工程的研究,这包括颗粒尺寸、形状、表面、微结构的控制。由于纳米颗粒的小尺寸效应、表面效应和量子尺寸效应都同时在起作用,它们对材料某一种性能的贡献大小、强弱往往很难区分,是有利的作用,还是不利的作用更难以判断,这不但给某一现象的解释带来困难,同时也给设计新型纳米结构带来很大的困难。如何控制这些效应对纳米材料性能的影响,如何控制一种效应的影响而引出另一种效应的影响,这都是控制工程研究亟待解决的问题。国际上近一两年来,纳米材料控制工程的研究主要有以下几个方面:一是纳米颗粒的表面改性,通过纳米微粒的表面做异性物质和表面的修饰可以改变表面带电状态、表面结构和粗糙度;二是通过纳米微粒在多孔基体中的分布状态(连续分布还是孤立分布)来控制量子尺寸效·石墨烯·分子筛·碳纳米管·黑磷·类石墨烯·纳米材料 江苏先丰纳米材料科技有限公司是国际上提供石墨烯产品很早的公司之一,现专注于石墨烯、
纳米技术专题——综述 一门前途无量的新兴技术-纳米技术 前言 提到从九十年代初起,纳米技术(Nanotechnology)得到迅速发展,显示出勃勃生机。它是信息技术、生命科学技术和许多其它技术能够进一步发展的共同基础,将对人类未来产生深远的影响,并且孕育着巨大的商机。 提到本文将根据收集到的国内外资料,对纳米技术进行介绍,以飧读者。 一、纳米技术的由来和发展 提到提到纳米技术,首先要了解纳米这一长度单位。一纳米是十亿分之一米,或千分之一微米。直观上讲,人的头发直径一般为20-50微米,单个细菌用显微镜测出直径为5微米,而1纳米大体上相当于4个原子的直径。传统的特性理论和设备操作的模型和材料是基于临界范围普遍大于100纳米的假设,当材料的颗粒缩小到只有几纳米到几十纳米时,材料的性质发生了意想不到的变化。由于组成纳米材料的超微粒尺度,其界面原子数量比例极大,一般占总原子数的40%-50%左右,使材料本身具有宏观量子隧道、表面和界面等效应,从而具有许多与传统材料不同的物理、化学性质,这些性质不能被传统的模式和理论所解释。 提到纳米技术就是研究结构尺寸在0.1至100纳米(有些资料为1至100纳米)范围内材料的性质和应用。它的本质是一种可以在分子水平上,一个原子、一个原子地来创造具有全新分子形态的结构的手段,使人类能在原子和分子水平上操纵物质;它的目标是通过在原子、分子水平上控制结构来发现这些特性,学会有效的生产和运用相应的工具,合成这些纳米结构,最终直接以原子和分子来构造具有特定功能的产品。 提到因而,各个不同学科的科学家潜心研制和分析纳米结构,试图发现单个分子、原子在纳米级范围内不能被传统的模式和理论所解释的现象以及众多分子下这些现象的发展,他们的工作奠定了纳米技术的基础,推动了纳米技术的发展。 提到让我们简单回顾一下它的历史: 提到1959年,著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德·费曼在美国加州理工学院召开的美国物理学会年会上预言:如果人们可以在更小尺度上制备并控制材料的性质,将会打开一个崭新的世界。这一预言被科学界视为纳米材料萌芽的标志。 提到1974年,科学家唐尼古奇最早使用纳米技术一词描述精密机械加工。70年代美国康奈尔大学格兰维斯特和布赫曼利用气相凝集的手段制备纳米颗粒,开始了人工合成纳米材料。 提到1982年,研究纳米的重要工具-扫描隧道显微镜被发明。