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南開大學蓖麻生物航油集成技術，是在“應對氣候變化、綠色低 碳發展”的前瞻理念下，集成南開十幾年蓖麻產業鏈開發基礎及化學 化工科研優勢，自主研發，現已取得階段性成果：建立了“生物航油基礎研發基地”，突破了催化劑關鍵技術，打通了工藝流程，產品全 項達標，成本在目前所有生物質航油中最低，申請中國發明專利 7 項， 列入國家發改委《戰略新興產業重點產品目錄》、《國家重點推廣的低 碳技術項目指南》等，獲第四屆國家和天津市創新創業大賽獎項，具 有拉動千億元綠色低碳產業鏈的巨大發展潛力。 生物航空煤油（生物航煤）就是以動植物油脂或農林廢棄物等生 物質為原料生產的航空煤油，可在航空煤油中大比例的添加使用 （50%），且不需要對發動機做任何改進。2012 年開始的歐盟航空碳 稅之爭已迫使各國爭相開發生物航煤技術來實現航空業的碳減排。生 物航煤的研發契合國家十三五發展戰略規劃，對我國航空業減排、根 治霧霾、維護能源安全、以及拉動三農等都有重要作用，是國家大力 支持的綠色低碳產業創新增長點，是當前國家急需解決的重大科學難 題之一。目前，該項目的技術難題就是核心催化劑脫氧活性不佳、航 煤選擇性低、穩定性差。 南開大學李偉教授科研團隊目前已開發出具有完全自主知識產 權的蓖麻航油制備及配套催化劑關鍵技術，使原料油轉化率＞99%， 蓖麻生物航油產品收率＞80%；經中石化石科院按國際生物航煤最高 標準的 ASTM D7566 和國家噴氣 3 號燃料（GB 6537-2006）等指標 檢測，全項達標。相關研究內容在《Bioresource Technology》發表論 文 1 片、申報中國發明專利 7 項、國際發明專利 2 項。相關技術受到 國內外高度重視及新聞媒體關注。在第四屆中國創新創業大賽中以天 津賽區第一名成績進入全國總決賽，最終以第 6 名榮獲“全國優秀團 隊”稱號。 市場應用前景： 生物航油市場需求巨大，據國際民航組織規定，2020 年中國航空燃油的 30%（約 1200 萬噸）要打上“生物質標簽”，如果按“50%生 物質航油：50%化石航油”摻混，需要 600 萬噸“純”生物質航油， 總產值達數千億元。但 2014 年全國生物航油產量不足 100 噸，離規 模化相差甚遠。蓖麻航油具備占據 50%市場份額的可能性，按 5 年生 產蓖麻生物航油 300 萬噸計算，僅技術轉讓和催化劑銷售利潤就可達 5 億元以上。同時，使用生物航油可降低 50%以上的污染物排放，可 有效減排治霾，維護我們的環境安全。 擬開展合作方式： 現已申請中國發明專利 7 項，擬開展合作方式：建設年產萬噸級生物航油 及配套催化劑示范生產裝置，采用股權合作或實施許可的方式合作。

（專利號：ZL 201410545691.3） 簡介：本發明公開了一種偶氮類銅配合物水氧化催化劑，屬于化學催化劑技術領域。該水氧化催化劑為1?(2?吡啶偶氮)?2?萘酚(PAN)銅(Ⅱ)配合物，其為1?(2?吡啶偶氮)?2?萘酚與Cu2+配位形成的五配位化合物，含一個三氟甲基磺酸根配位，分子量為477.97。本發明合成的1?(2?吡啶偶氮)?2?萘酚(PAN)銅(Ⅱ)配合物水氧化催化劑，其結構穩定、價格低廉。該催化劑在催化水氧化制備氧氣的反應中效果良好，且在不同溶劑體系中，均具有良好的催化效果。

本項目從白酒大曲中分離篩選出具有自主知識產權的高效脂肪酶生產菌華根霉，建立了利用華根霉全細胞脂肪酶在非水相中催化合成以己酸乙酯為代表的短鏈芳香酯技術體系，并實現了產業化。此方法反應條件溫和、反應特異性強、有毒副產物少、反應效率更高；轉化產物品質高，合成的短鏈的脂肪酸酯主要包 括己酸乙酯、戊酸乙酯、庚酸乙酯、辛酸乙酯等，屬于天然等同生物香料，具有巨大的市場需求和商業價值。相關技術成果 2006 年獲江蘇省科技進步一等獎，2003 年獲教育部提名國家技術進步二等獎

(1）針對氧化還原酶在對映選擇性和催化活性等方面的適用局限性問題，建立分子改造與基因組挖掘技術平臺。通過理性設計改造野生型酶，改善和強化酶的催化特性與功能，獲得具有自主知識產權的高活性、高立體選擇性制備芳基手性醇的重組氧化還原酶及新基因，拓展了酶的適用性，并為進一步認識酶分子催 化機制奠定基礎； （2）建立了高效穩定全細胞催化的(S)-苯基乙二醇公斤級制備體系，在 100L 罐中，將底物濃度從 15 g/L 提高到 25 g/L，獲得了生產規模放大和產物的高效提取與精制等重要研究成果。產物光學純度和產率分別達到 99%和 93%。最終產物收率為 85%； （3）以數種手性醇酸化合物(R)-苯基乙二醇、(S)-間氯苯基乙二醇、(R)- 扁桃酸、(R)-2-辛醇為模型產物，通過生物催化劑篩選、理性設計催化過程、合理修飾底物和采用原位分離策略等，大大提高微生物不對稱還原潛手性化合物的效率，為手性化合物的制備提供了高效、安全的生物途徑； 

在二氧化碳綠色溶劑中低溫一步法實現納米金屬顆粒的控制性合成；2. 合成后直接得到大量的固體催化劑，無需高溫高壓，無需使用任何的有機或無機溶劑；3 . 生物質固體廢物碳中性是可再生的低碳能源，實現生物質廢物能源化的價值；4. 液體燃料高選擇性（接近100%）高產率合成。

1 成果簡介鈦白粉有比表面積大、 催化活性高、 化學性質穩定、 使用壽命長等優勢，作為 SCR 脫硝催化劑用的載體材料，主要是處理氮氧化物，專門為垃圾焚燒電廠和化工、 煉油、 煉焦、玻璃制造廠煙氣治理以及汽車、輪船尾氣處理所需脫硝催化劑的制造。此產品具有親水性高、吸附力強、 比表面積大、 催化活性高、 500℃高溫燒結后比表面積穩定、 不產生二次污染等特點。產品主要用于脫硝， 在 100%煙氣條件下，脫硝率 95%以上。對環境保護起著非常重要的作用。2 技術指標3 關鍵技術（ 1） 開發了脫硝催化劑（ SCR）用納米鈦白，采用硫酸法水解得到的偏鈦酸，通過加入控制劑、同時控制濃度、溫度、 pH 等工藝參數， 可控得到比表面積從 80-300 m2/g 的不同納米尺度的二氧化鈦粉體。 （ 2） 鈦白粉后處理工藝研究：詳細研究了 SiO2、 Al2O3、 ZrO2 無機包膜的機理，并獲得最優化條件，包膜條件包括分散條件、包膜溫度、包覆時間、包覆 pH、攪拌強度、熟化時間等工藝條件。得到了非常好的包覆膜。 研究了鈦白在油漆、涂料（水性）、塑料、造紙等不同應用領域中應用，并獲得提高鈦白應用性能的表面處理工藝。  脫硝催化多孔納米二氧化鈦 鈦白粉包覆均勻致密膜 上圖 鈦白粉高分辨率透射電鏡照片 （ 3） 分析測試方法： 利用 TEM， SEM， XRD， XRF， IR， BET 等現代分析手段研究鈦白粉的結構和理論。 采用物理、化學等檢測方法，詳細研究分析了美國杜邦公司 R902、R706、日本石原公司 R930 等產品的包膜工藝， 包括：無機包膜順序、可能的無機包膜劑、可能的 pH 調節劑、有機包膜劑等。4 應用領域電廠和化工、 煉油、 煉焦、 玻璃制造廠里面鍋爐脫硝，煙氣治理以及汽車、 輪船尾氣處理所需脫硝催化劑的制造。5 效益分析目前國內外基本上都是采用具有特定比表面積的納米二氧化鈦作為脫硝催化劑 SCR 的載體， 應用市場廣泛。可以控制工藝生產不同粒徑、形狀， 不同比表面積的二氧化鈦顆粒，應用在不同的催化劑領域，也可以研制具有高附加值的活性納米催化用二氧化鈦，利潤在20-50%左右。6 合作方式合作開發。7 項目所屬行業領域能源環境。

所屬領域：新能源與節能環保成果介紹：針對化工行業高毒性、低閾值VOCs，研發新型光電催化氧化技術，大大提高VOCs的去除效率，減少污染物的排放。

近日，南方科技大學材料科學與工程系副教授谷猛課題組、物理系副教授徐虎課題組聯合俄勒岡大學教授馮振興團隊在單原子催化領域取得重要進展，相關研究成果在國際頂級學術期刊《美國化學會志》（Journal of the American Chemical Society）上在線發表，并被選為封面論文。論文題目為“高銥單原子負載氧化鎳用于高效電催化析氧（Ultrahigh-loading of Ir single atoms on NiO matrix to dramatically enhance oxygen evolution reaction）”。谷猛介紹，負載量難以提高是目前單原子催化劑發展的主要瓶頸之一，而這項研究不僅將單原子負載質量分數提高至18%，獲得了目前同類材料報道中的最高負載量，還能使催化劑維持較高的活性和穩定性。另外，谷猛課題組博士后王琦通過這種方法，進一步獲得了高負載量的Mn、Fe、Co、Ru、Ir、Pt等單原子摻雜NiO，驗證了該制備方法的普適性，為單原子催化劑的研究提供了更實用且可靠的研究思路。

合成氨工業對國民經濟與社會發展具有舉足輕重的作用。目前，每年全球氨產量已超過億噸，其中大部分用于農業生產以解決糧食與溫飽問題，其它部分用作重要的工業原料。此外，氨還具有含氫量高（質量比達17.6%）、易液化等優點，有望成為重要的清潔儲氫與儲能材料，具有廣闊的應用前景。然而，由于氮氣分子非常穩定且難以活化，溫和條件下合成氨反應難以迅速進行。工業上廣泛采用的Haber-Bosch方法通過高溫高壓（300–500攝氏度，100–200個大氣壓）等苛刻條件來促使高純氫氣和氮氣在鐵基催化劑表面進行反應生成氨，其能量和氫氣都來自于化石燃料（如甲烷等），表現出高能耗、高化石燃料消耗和高二氧化碳排放等缺點。合成氨工業消耗全球每年3–5%的甲烷與1–2%的能源供給，并產生1.6%的二氧化碳排放。尋找合適的綠色替代方案，在溫和條件下實現高效、低能耗、低排放合成氨，成為亟待解決的科學挑戰。 電催化氮還原反應（總反應為N2 + 3H2O ? 2NH3 + 1.5O2）提供了一種可持續合成氨的新路徑。該反應在常溫常壓下即可進行，以大量易得的水與氮氣（空氣）作為反應原料，以可持續能源（太陽能，風能等）產生的電能作為能量來源，即可實現“零排放”合成氨。因此，不論是作為傳統Haber-Bosch方法的潛在替代者還是作為新型清潔能源體系的重要組成部分，電化學合成氨技術都具有極大的發展潛力與廣闊的應用前景。 然而，電化學合成氨技術仍面臨重大挑戰，其發展嚴重受制于現有催化劑非常低下的選擇性與活性。若要將該技術實用化，就必須同時大幅提升催化劑的選擇性與活性。然而，現有研究經驗與理論表明，該反應催化劑普遍面臨嚴重的“選擇性-活性”兩難問題：具有理論高活性的催化劑通常會導致激烈的析氫副反應，從而表現出低的反應選擇性；而可能具有高選擇性的催化劑對氮的吸附又過強，導致產物難以脫附，表現出過低的反應活性。因此，為取得電催化合成氨研究進展，大幅提高催化劑的選擇性與活性，就必須突破現有理論，發展新型催化劑與催化體系。

成果簡介： 利用基因工程手段將含有海藻糖合酶的基因導入到大腸桿菌BL21中得到重組大腸桿菌，發酵培養能大量生產海藻糖合酶的重組細胞，通過使用生物表面活性劑對重組細胞進行通透性處理，經處理的細胞以麥芽糖為底物合成海藻糖。經透性化處理的大腸桿菌以25 %-35 %的麥芽糖為底物合成海藻糖。在20-25 ℃反應16-20 h底物的轉化率可達到55 %