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開發了多種結構的納米復合催化材料，用于高性能的電解水制氫電極材料。

催化劑是現代化學工業的基石，高效催化體系的構建對于實現化學反應的快速化、專一化和溫和反應具有決定性的作用，對于實現綠色化學、節能減排意義重大。本團隊在承擔了 3 項國家自然科學基金項目（20771046，20903048，21106054）的基礎上，針對催化酯化、催化環氧化、催化臭氧化等反應開發了多種不同的體系，包括固體酸、分子篩、離子液體、納米氧化物、金屬配合物等多個類型，其中部分催化環氧化和催化酯化體系已經應用于工業催化。關鍵技術、指標及創新點 （1）開發了針對植物油脂的無羧酸環境下催化環氧化的新工藝。先后開發了以錸系配合物、HMS 分子篩、光催化及 SALEN 配合物為代表的催化體系； （2）開發了針對酯化、酯交換反應的非質子酸新催化體系。先后開發了雜多酸、固體酸、離子液體、有機酸和納米氧化物為代表的催化體系； （3）開發了針對有機物臭氧化降解的新催化體系。先后開發了納米氧化鋅、納米氧化鈰、分子篩和磁性納米結構為代表的催化體系。 

南開大學李偉課題組與宜賓天原集團股份有限公司、湖南新晃新 中化工有限責任公司合作所開發的具有自主知識產權的新型低汞觸 媒各項性能指標完全符合低汞觸媒行業標準 HG/T4192-2011 要求，工 業運行情況穩定，在轉化率、選擇性及使用壽命上具有優勢，且其制 備方法創新，制備工藝簡單，綠色環保，已通過中國石化聯合會組織 的技術鑒定，具備向行業內進一步擴大推廣優勢，在國內處于領先水 平。 項目特色： 選擇硅烷偶聯劑作為表面活性劑以及特殊金屬氯化物對煤質炭 進行預處理，使活性炭表面羥基官能團轉化為其他與特定金屬離子有 強結合力的官能團，大幅提升活性組分負載牢固度，提高觸媒抗積碳 能力，同時也有效提高了活性組分的分散性，并有效做到降低汞用量， 降低助劑金屬用量，增強汞負載穩定性，提高低汞觸媒活性及選擇性， 延長低汞觸媒使用壽命。該制備方法簡便易行，適合工業化大生產的 需求。 市場應用前景： 本項目開發的低汞催化劑反應轉化率，選擇性均達到 99%以上， 使用壽命超過 8000 小時，活性組分氯化汞質量百分含量 6%以下，在 萬噸級 PVC 工業裝備上已裝填催化劑 100 余噸，生產出合格產品 10 萬余噸，創造產值近 7 億元。該技術催化劑量產投資規模為 5000 萬。 基于本技術的產品表觀密度可達 40-100Kg/m3，具有質輕、價廉， 優良的保溫隔熱和隔音性能；優良的阻燃性能（可達 A 級或 B1 級）。 本項目社會貢獻和經濟效益在于優質的保溫材料是降低能耗改善大 氣環境的重要環節，可以為減少城市霧霾作貢獻，需求量巨大，經濟 效益可觀。

本發明公開了一種用于生物油催化重整制氫的催化劑,包括催化劑活性成分和催化劑載體,其中,催化劑載體為CexZr1-xO2,x=0.1～0.9;催化劑活性組分為鎳,催化劑活性組分的含量為催化劑載體重量的5～20%;本發明還提供了此催化劑的制備方法,包括:(1)將鎳、鈰和鋯的可溶性鹽一起溶解于水中,可溶性鹽的總濃度為0.05～1.5mol/l;(2)向上述水溶液中加入堿性沉淀劑,調節pH值為8～12,沉淀析出,沉淀陳化,過濾后得到濾餅經水洗、干燥,然后焙燒2～6小時,焙燒溫度為600℃～900℃,得到催化劑Ni-CexZr1-xO2。本發明制備得到的催化劑催化活性較高,氫氣產率高,適用于工業化的要求。

催化加氫過程是現代工業的重要過程， 是清潔 燃料和高階化學品生產中 的關鍵步驟。 經估算 催化加氫在整個 化學工業體系 中的占比 超過 3 0% 。 在 催化 加氫 工業 過程中， 雖然使用粗氫作為氫源 具有 工業裝置簡單 、 更高的經濟性 等特點 ，但是粗氫中含有的少量一氧化碳 ( 從幾百到幾千ppm ) 會造成加氫催化劑很快失活。 這部分ppm 量 級的CO 由于 和貴金屬催化劑具有很強的相互作用 ，在催化反應過程中占據催化活性位，從而使得反應物分子無法在催化劑表面吸附而導致催化劑中毒失活。 所以，現代催化加氫過程一般使用更為昂貴而且工業裝置更為復雜的 高純氫 系統作為 氫源。 發展新型高效貴金屬催化劑，提高貴 金屬 催化劑 對 CO 耐受度， 甚至 直接利用粗氫進行 低溫 催化加氫反應 ， 從而 降低加氫成本 和工業催化裝置的復雜性 是該研究領域的重大挑戰 。

本發明涉及糠醛催化加氫技術，旨在提供一種鉑/碳納米管催化劑的制備及在糠醛催化加氫中的應用。該催化劑的制備過程包括：取碳納米管放入濃硝酸室溫下進行超聲和加熱攪拌回流處理，冷卻后取出浸泡、洗滌和抽濾，直至濾液中性；然后干燥備用；氯鉑酸稀溶液中加入處理過的碳納米管載體，在室溫下等體積浸漬、靜置后；磁力攪拌和溫水浴條件下蒸干水分后干燥；在使用之前，將催化劑置于氮氫混合氣氛中高溫還原，得到鉑負載量為1.0wt％的鉑/碳納米管催化劑。本發明方法工藝簡單，操作方便，能耗低，反應中不需要加熱，且所用氫氣壓力較低。能在室溫條件下對糠醛進行加氫，轉化率和選擇性較高。催化劑多次使用后仍能保持高活性，且基本不積碳。

本項目創新性采用靜電紡絲技術及熱處理碳化技術將 MOFs 材料 負載在一維多孔碳材料中，制備保留金屬有機框架構型的碳纖維催化材料。在制備過程中，通過調控 MOFs 材料特有的空間構型達到調控所制備的催化材料中金屬組分空間構型及金屬組分之間的協同作用， 最終達到提高加氫催化材料性能的目的。該項目的完成能夠很好的解決困擾傳統加氫催化材料中金屬組分的分散性及協同作用調控這一 大難題，有效提高加氫催化劑的活性、選擇性，具有十分良好的應用前景。技術特點：將 MOFs 材料應用于加氫催化材料領域，突破原有材料的

本發明涉及一種用于生物油催化制氫的催化劑及制備方法，包括催化劑活性成分和催化劑載體，所述催化劑活性成分及重量百分含量分別為：Ni 為 10－15wt%；Mo 為 5－13wt%；Fe 為 5－10wt%；余分為凹凸棒土和海泡石混合黏土礦催化劑載體。本發明的優點在于采用比表面積較大，具有較強的吸附、助催化功能、廉價易得的凹凸棒土和海泡石黏土礦作為催化劑載體，催化活性組分為鎳、鉬和鐵復合組分，使生物油分子裂解斷鏈成低分子烴類和高含量氫氣的優質合成氣。該催化劑制備簡單、強度大、催化活性強、可再生，不僅可用于生物油重整制氫，也可應用于生物質直接催化氣化制氫。

成果描述：擁有獨立的自主知識產權，采用磷鐵在水溶液中電解制備高純度FePO4，以水中的氧為產物提供氧源，可以實現原位除雜，不受磷鐵的原料來源限制；采用價廉的磷鐵和空氣中的氧為原料，通過與鋰鹽和補充磷源或鐵源在可控氣氛下反應制備粒度和碳含量可控的LiFePO4，避開了目前合成方法中的專利技術壁壘問題，不存在知識產權糾紛，將廢物循環利用與能源材料耦合起來，節能環保，從源頭上降低了磷酸鐵和磷酸鐵鋰的生產成本；所采用的原料均為大宗化工產品，磷鐵副產物中的雜質可以通過反應工藝控制進行無害化處理，在原料的供應和價格方面都非常穩定；通過工藝控制和反應原料的組合，可以將反應產生的CO2等副產物循環利用，實現零排放的綠色清潔工藝；將添加劑與磷鐵和鋰源及補充的鐵源或磷源充分混合，添加劑在后續的反應中既可以起保護作用，又能形成對磷酸鐵鋰顆粒的原位包覆及控制晶粒生長作用，能夠極大提高正極材料的導電性能；采用的工藝路線容易控制，工藝穩定性好，容易實現大批量生產；由于本技術路線使用比較低廉的磷化工副產物磷鐵和大宗化工產品，原料成本只是其他工藝原材料成本的1/3~2/3，非常具有市場競爭力；本項目前期采用全新工藝研制的磷酸鐵鋰材料克容量已達到或超過市售產品，1C放電容量達到120 mAh/g以上，而且成本和生產工藝有非常大的市場競爭優勢。市場前景分析：本項目產品專門提供給各種電動車、電動工具、手機、筆記本電腦、藍牙器件、UPS不間斷電源、攝像機、播放器、游戲機、電動玩具、清潔器和極端氣候環境下的武器裝備等產品所需的鋰離子電池和超級電容器電極材料，特別在電動車領域具有非常大的市場前景，主要應用領如圖3所示。作為電動車電源，磷酸亞鐵鋰動力電池具有熱穩定性好、安全性高、壽命長、倍率性能好、耐高溫、綠色環保等特點，備受關注。與以往的鋰離子電池正極材料LiCoO2、LiMn2O4、LiNiMO2等相比，磷酸亞鐵鋰的安全性能與循環壽命是其它材料所無法相比的，這些也正是動力電池最重要的技術指標，而且循環穩定性好，1C充放循環壽命達2000次。單節電池過充電壓30V不燃燒、不爆炸，穿刺不爆炸。在未來地幾年內，磷酸鐵鋰地市場需求量將達5萬噸以上，尤其是在動力型電池應用方面對磷酸鐵鋰地需求將大幅增加。目前全球磷酸鐵鋰生產能力小于2000噸/年，投資磷酸鐵鋰項目風險小，回報快。與同類成果相比的優勢分析：FePO4基本參數：純度≥97%，粒度≤1μm，而且根據需要可以進行調控。LiFePO4基本參數：Li =~4.4%, Fe=35.4%, P=19.6%, C=2~6%。物理參數：松裝密度 ≥0.5g/cm3, 振實密度 ≥1.0g/cm3, 中位粒徑 ~4μm。涂片參數：LiFePO4: C : PVDF=90:3:7，極片壓實密度：2.1-2.4 g/cm3。電化學性能：克容量>120mAh/g 測試條件：1C, 全電池。克容量>140mAh/g 測試條件：紐扣0.1C, 電壓4.2-2.5V。 國際先進，國內領先。

主要對加熱爐、換熱器、再沸器、冷卻器等用能現狀進行熱力學計算分析與評價，診斷出能量利用薄弱環節及用能瓶頸，確定歧化裝置各換熱單元設備用能效率及系統薄弱環節。 編制了換熱網絡夾點技術優化設計軟件，以及基于VB與Matlab混合編程的夾點技術軟件，獲得國家軟件著作權。采用夾點技術對化工生產裝置換熱網絡進行用能合理性分析，考慮換熱網絡變動的復雜程度和經濟性，并提出切實可行的優化改造方案，包括采用高效換熱器進行換熱網絡調優與熱回收，可明顯的減少公用工程的使用量，節能效果顯著。對化工系統工藝流程存在的用能不完善環節，通過研究對反應器出料系統、塔進料系統和塔頂氣與塔底液系統進行用能分析，提出流程再造方案，并進行可行性分析研究。可應用于煉油、化工、石油化工、制藥、生工等行業。