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高選擇性負載型鈀催化劑制備及清潔高效回收技術 項目介紹：該項目催化劑制備技術應用物化方法對載體表面的改性，采用附著-沉淀工藝應用于制備負載型鈀催化劑，成功解決了活性組分鈀粒子在載體上吸附率低，鈀納米粒子團聚、粒徑大小、外形控制及負載催化劑活性金屬組分分布均勻及負載均勻性難控的難題，獲得2015年湖南省科學技術進步二等獎。

隨著我國汽車工業的快速發展，汽車產量和保有量迅速增加，汽車尾氣排放給城市空氣造成的污染日益嚴重。控制汽車尾氣污染的最有效途徑是降低單車排放量，安裝汽車尾氣凈化催化劑是目前最有效的方法之一，其關鍵是高效汽車尾氣凈化催化劑的開發。根據汽車工業和燃油品質的發展趨勢，我們對汽車尾氣凈化的關鍵催化反應、凈化催化劑的組成、稀土與（非）貴金屬組分的相互作用等方面開展了廣泛的應用基礎研究，采用氧化共沉淀法、尿素水熱法、反相微乳液法等制備了高穩定性與高儲放氧性能的稀土基儲氧材料；采用纖維素模板法和反相微乳液法等制備了大表面積和高熱穩定性的氧化鋁基復合氧化物；為了降低凈化催化劑的成本，充分結合我國豐富的稀土資源，開展了"稀土－非貴金屬－微量貴金屬"的催化劑設計方案，使催化劑的成本明顯下降；發展了整體式催化劑的制備方法，形成了一次涂覆可制備出均質、穩定的整體式催化劑的專有技術；解決了從實驗室研究到工業化生產的工程化問題，在多家企業實現了工業化生產，產生了顯著的經濟效益和社會效益。使用本技術生產的汽車尾氣三效催化凈化器后，汽車尾氣的排放可達到歐－Ⅳ排放標準，同時核心技術在工業源有毒有害污染物的催化凈化和天然氣催化燃燒中得到了廣泛應用，取得了很好的應用效果。

若將氧化物變薄到乃至單層，其表面自由能受基底金屬的調制會向金屬表面自由能靠近（化學勢的混合），此時沉積在薄層氧化物上的金屬就有可能處于高分散狀態。研究人員在 Cu(110) 單晶表面生長單層 CuO 薄膜，再沉積鉑 (Pt) 金屬原子，得到 400 K 以上熱穩定的 Pt 單原子模型催化劑。若將氧化物層厚度增加，相同沉積量的 Pt 原子則在室溫下便會團聚，形成金屬團簇。這種負載型金屬單原子模型催化體系的制備方法簡單易行，不需要通過吸附分子或者嵌入晶格來穩定金屬單原子。

簡介：本發明公開了一種固體酸催化劑，屬于化學催化劑領域。該固體酸催化劑活性組分是硫酸鋯納米粒子，該納米粒子分散性好，具有球形、橢球形或鴨梨形結構，粒子尺寸在30-900nm。本發明所制備出的硫酸鋯納米粒子可直接作為催化劑，用于催化游離脂肪酸合成生物柴油的酯化反應。上述酯化反應的最佳反應工藝是：所述游離脂肪酸和低碳醇的摩爾比為1∶40、固體酸催化劑與游離脂肪酸的質量比為0.2、反應溫度為95℃。采用本發明催化劑，用于由游離脂肪酸合成生物柴油的酯化反應，可以使脂肪酸的轉化率提高，催化劑與產物易分離；無腐蝕性，對環境無污染；催化效率高，用量少，副產物少等優點。

我國聚醚每年產能74萬噸，年需求量70萬噸左右。它主要用于制備PU（聚氨酯）泡沫、PU粘合劑、PU彈性體、PU密封料、PU合成革、PU纖維，紡織整理劑、液壓油以及表面活性劑等領域。國內外制備聚醚多元醇多采用KOH為催化劑，以多元醇為起始劑，在KOH存在的情況下引發環氧丙烷的開環聚合而成。該工藝工序繁瑣，生產效率不高，影響產率的提高且能耗大，成本高，產

該技術利用催化燃燒和氣固換熱的原理，將通風瓦斯催化燃燒并將其熱能進行梯級利用，不僅對保障我國的能源安全以及環境保護起到不可忽視的作用，同時還能帶動我國相關產業技術的發展，具有重大的戰略意義。該技術可以廣泛適用于包括煤礦通風瓦斯，天然氣、沼氣、石油油層氣、高爐煤氣以及鋼鐵和石化生產中的可燃廢氣在內的超低濃度可燃氣體，具有廣泛的實用性和廣闊的市場應用前景。

針對我國對控制揮發性有機物（VOC）廢氣排放的高度重視，研發了一系列具有自主知識產權（近  30 項授權及國家發明專利）、高效凈化 VOC 的有序多孔金屬氧化物催化材料，有望應用于建筑裝飾、餐飲服務和服裝干洗、有機精細化工（包括涂料、油墨、膠粘劑、醫藥等）、涂裝、印刷、黏合、工業 清洗等行業中 VOC 的凈化處理工藝。

本發明公開的一種流化催化分解石膏的方法，將石膏與金屬氧化物分子篩催化劑混合均勻加入到流化反應器中，硫磺氣從流化反應器底部進入與固體物料接觸，反應分解石膏。反應得到的固相用蒸汽洗滌，洗滌后固相為金屬氧化物分子篩催化劑，干燥后循環使用。洗滌后的氣相冷凝得到Ca(OH)2懸濁液用于制備鈣鹽。未冷凝的氣相可單獨或與石膏分解反應后的氣相產物中的SO2按克勞斯反應制備硫磺，作為還原劑循環使用。石膏分解反應得到的氣相經過除塵，降溫，經分離制備不溶性硫磺，可溶性硫磺作為還原劑循環使用。剩余的氣相可與H2S制備硫磺再作為還原劑循環使用，或生產硫酸。本發明石膏分解能耗低，分解速率快，產品附加值高，工藝環保先進。

γ-丁內酯是一種用途極其廣泛的重要化工原料，尤其近幾年國內外需求量呈上升趨勢。現階段合成γ-丁內酯主要有1,4-丁二醇脫氫法和順酐加氫法。順酐加氫法雖然原料成本較低，但由于原料對反應器有嚴重的腐蝕，并且氫氣耗量大，產物損失較多，生產效率低，所以已經逐漸被生產廠家淘汰。1,4-丁二醇脫氫法，為目前較為先進的生產方法，但生產中仍需引入氫氣，所以氫源問題限制了一部分企業的生產，并造成設備造價提高。我組經多年的研究開發，成功研制出了高效專用工業催化劑，即在非臨氫狀態下合成γ-丁內酯，在高空速、較低的反應溫

研究團隊發展并突破了Carothers建立的聚酯合成理論，提出了一種無催化劑縮聚的新機理，采用了一類能夠形成五元環或者六元環酸酐的二元羧酸作為單體。 一、項目分類 關鍵核心技術突破 二、技術分析 聚酯是僅次于聚烯烴的第二大類人工合成高分子材料，被廣泛應用于纖維、瓶材、薄膜等領域，與人們的生產生活密切相關。大多數商品化聚酯都是采用二元羧酸和二元醇在金屬化合物的催化下通過熔融縮聚合成的。銻系催化劑是目前綜合性能最好，應用最為廣泛的催化劑，殘留在聚酯中的金屬銻對人類健康和環境有潛在危害，亟待開發新型綠色聚酯合成新方法，消除聚酯中殘留催化劑的危害。 聚酯的工業生產一般分為兩步反應：（1）二元羧酸和二元醇通過酯化反應合成低分子量羥基封端齊聚物；（2）酯交換反應脫除二元醇獲得高分子量聚酯。其中第一步酯化反應不需要外加催化劑，通過二元羧酸單體自身的羧基自催化即可進行，而所謂的聚酯催化劑實質上是第二步反應的酯交換催化劑。只通過第一步酯化反應就有效提升聚酯分子量，避免第二步酯交換反應的進行，是無催化劑熔融縮聚合成高分子量聚酯唯一有效途徑。早在高分子學科創立之初的上世紀20年代末，Carothers就研究了二元羧酸與二元醇可在羧酸單體自催化下熔融酯化縮聚，以期得到聚酯材料，然而產物分子量僅有2-5 kDa，性能太差而無法應用。酯化反應的低平衡常數和高熔體黏度下排除副產物水的困難，被普遍認為是導致自催化方法無法獲得高分子量聚酯的原因。1941年，英國化學家Whinfield和Dickson受Carothers研究的啟發創造性地提出了酯交換策略，通過酯交換反應脫除過量的二元醇合成了分子量高、力學性能優異的聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET），并由英國ICI公司在1946年實現工業化生產。目前幾乎所有的商品化聚酯都是通過酯交換路線合成的，但是為了克服酯交換反應的能壘，催化劑的使用不可避免。Flory在1953年出版的《Princeples in Polymer Chemistry》上對此做了總結，認為自催化酯化縮聚合成高分子量聚酯是不可能實現的。 研究團隊通過對自催化酯化縮聚機理的深入研究，得出自催化方法無法獲得高分子量聚酯的原因僅僅在于反應過程中的官能團比例失衡，而非酯化反應的低平衡常數及副產物難以排出。研究團隊發展并突破了Carothers建立的聚酯合成理論，提出了一種無催化劑縮聚的新機理，采用了一類能夠形成五元環或者六元環酸酐的二元羧酸作為單體。過量的此類二元酸與伯二元醇酯化形成羧基封端的預聚物后，通過三步串聯的基元反應：質子轉移、酸酐形成和再次酯化反應，使得體系中的醇酸官能團比例不斷趨近于等摩爾比，從而在不需要外加催化劑的條件下獲得了高分子量的聚酯。該方法中聚酯產物分子量增長呈現出獨特的“加速”模式，從而在與傳統工藝相近的時間內，通過熔融縮聚獲得了一系列的高分子量無催化劑聚酯，包括聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、聚丁二酸乙二醇酯（PES）、聚（丁二酸丁二醇酯-共-己二酸丁二醇酯）（PBSA）和聚（丁二酸乙二醇酯-共-對苯二甲酸乙二醇酯）（PEST）等。研究團隊通過進一步深入研究聚合機理，優化聚合工藝，解決了無催化劑熔融縮聚合成聚酯的單體普適性問題，實現了PET、聚呋喃二甲酸乙二醇酯（PEF）等芳香族聚酯的無催化劑合成。 本成果解決了聚酯工業的百年難題，屬于國際首創，并擁有完全的知識產權，具有巨大的應用潛力。