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中國是聚氯乙烯產(chǎn)量最大的國家，占世界總產(chǎn)能 25%左右，2016 年我國 PVC 產(chǎn)能約 2250 萬噸。生產(chǎn)中大多采用汞催化劑，但由于汞毒性大及國內(nèi)資源枯竭等問題使該產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展受到了嚴重挑戰(zhàn)。依靠科技的發(fā)展，創(chuàng)造出高效環(huán)保的無汞催化劑取代傳統(tǒng)的氯化汞催化劑，以及創(chuàng)造出單位產(chǎn)品產(chǎn)污系數(shù)最低且能源消耗最少的現(xiàn)金工藝是聚氯乙烯發(fā)展的必然之路。 在此背景下，南開大學(xué)與新疆中泰集團合作開發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新型綠色無汞催化劑技術(shù)實現(xiàn)對含汞有毒催化劑的徹底替代。經(jīng)過多年的實驗室研究及三年時間的中試側(cè)線評價試驗驗證，該技術(shù)已經(jīng)成熟，具備了大規(guī)模工業(yè)化推廣的基礎(chǔ)。與現(xiàn)用的汞催化劑相比具有無毒、環(huán)保、工藝先進等優(yōu)點、與國、內(nèi)外其它新型無汞催化劑相比具有活性高、穩(wěn)定性好、成本低等優(yōu)勢。 項目特色： 本項目開發(fā)的綠色無汞催化劑在使用過程中反應(yīng)轉(zhuǎn)化率、選擇性均達到 99%以上，單程使用壽命超過 8000 小時，并具備可再生潛力。在新疆中泰化學(xué)的 PVC 中試側(cè)線評價裝置中完成了三年三期中試評價試驗，使用效果良好。 市場應(yīng)用前景： 未來幾年間，中國 PVC 產(chǎn)能將保持快速增長，電石法生產(chǎn) PVC催化劑需求量也將增加，實行 50%無汞催化劑替換，約有 43-68 億市場空間。 

光催化劑的實用化研究一直受到人們的廣泛重視，目前的研究熱點主要集中在探索新型光催化材料，將凹凸棒土的高吸附特性和光催化技術(shù)結(jié)合起來，將活性光催化劑負載在凹凸棒土表面，可以解決光催化劑的固定化問題，明顯提高催化劑的光催化性能；同時，由于凹凸棒土的特殊棒晶狀結(jié)構(gòu)，使光催化劑易于沉降、分離，重復(fù)利用，解決了催化劑的重復(fù)利用問題，具有突出的優(yōu)點和特點。 成果亮點 技術(shù)特點：一種CO2轉(zhuǎn)化為環(huán)碳酸酯的高效納米催化劑及其制備方法，通過將天然凹凸棒礦石粉碎篩選，去除雜質(zhì)，得到凹凸棒粉末后分散到第一溶劑中，加入改性劑，攪拌反應(yīng)，接著離心、洗滌、干燥處理，即得高效納米催化劑。這種CO2轉(zhuǎn)化為環(huán)碳酸酯的高效納米催化劑的制備方法，得到的高效納米催化劑作為一種高效催化CO2合成環(huán)碳酸酯的催化劑，具有催化劑原料易得、成本低廉，還具有選擇性好、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的特點；制備得到的高效納米催化劑在進行催化反應(yīng)時，具有不使用溶劑，催化條件溫和、底物適用范圍廣等優(yōu)點，有潛在的工業(yè)化利用價值。

腈水解酶、腈水合酶在高值精細化工產(chǎn)品的綠色合成中有較高的利用價值。應(yīng)用代謝工程育種和高通量篩選等技術(shù)選育高效生產(chǎn)菌種，提高酶的發(fā)酵產(chǎn)量及催化效率；解決腈水解酶的催化效率、穩(wěn)定性與實用性的共性關(guān)鍵技術(shù)問題，改造或構(gòu)建高效的工程菌株；研究腈水解酶規(guī)模化生產(chǎn)的發(fā)酵與分離純化技術(shù)，研究腈水解酶的固定化等應(yīng)用工程技術(shù)，實現(xiàn)該酶在化工、醫(yī)藥、飼料等工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用。

本發(fā)明公開了一種源于東洋參的新化合物(2S,3S,4R,9E)  2 [(2′R) 2′ 羥基 二十九碳酰胺] 十八碳 1,3,4 三醇，其結(jié)構(gòu)式為該化合物對膽固醇酰基轉(zhuǎn)移酶具有選擇性抑制的作用，能夠有效用于預(yù)防和治療血脂、動脈粥樣硬化、冠心病等疾病，具有良好的研究開發(fā)和應(yīng)用前景；該化合物的制備方法步驟少及操作簡便，得到的化合物天然無毒性。

開發(fā)出了一種基于鈷酞菁（CoPc）分子的高性能CO 2 還原電催化劑材料。在納米尺度上，CoPc分子通過強π-π相互作用均勻的附著在碳納米管(CNT)外壁上，形成CoPc/CNT復(fù)合物。與CoPc分子相比，該復(fù)合物電催化劑顯著提高了CO 2 還原為一氧化碳（CO，一種在大規(guī)模化工產(chǎn)品制造中廣泛應(yīng)用的重要工業(yè)氣體）反應(yīng)的電流密度并有效改善了催化劑的選擇性以及穩(wěn)定性。在0.1 M 碳酸氫鉀 (KHCO 3 ) 電解質(zhì)中進行電催化CO 2 還原時，CoPc/CNT復(fù)合催化劑能夠在0.52 V的過電勢下穩(wěn)定地維持10mA cm -2 左右電流密度10小時以上，并且CO的法拉第效率始終保持在90%以上。在分子水平上，通過在CoPc分子上引入氰基（CN）,得到的CoPc-CN/CNT復(fù)合物電催化劑在0.1M KHCO 3 水相電解質(zhì)中催化CO 2 還原為CO的法拉第效率在研究的電勢區(qū)間內(nèi)都達到95%以上。該CoPc-CN/CNT電催化劑能夠在0.52V過電勢下進一步提高CO 2 還原的電流密度至15mAcm -2 ，轉(zhuǎn)化頻率（Turnover Frequency, TOF）為4.1s -1 。該復(fù)合催化劑在電催化CO 2 還原中能夠?qū)崿F(xiàn)較高的電極電流密度(可媲美當前最好的非均相電催化劑)，同時維持單個催化位點的高活性(可媲美當前最好的分子體系電催化劑)。該項研究表明這種分子/納米碳復(fù)合材料是一類非常誘人的能夠轉(zhuǎn)換過剩排放CO 2 為可再生燃料的電催化劑材料。

本發(fā)明涉及催化技術(shù)領(lǐng)域，旨在提供用于SO3催化分解的鈰鉻復(fù)合氧化物催化劑及制備方法。該鈰鉻復(fù)合氧化物催化劑的通式為：CexCr1?xO1.5+0.5x，其中，x的取值范圍為0.2～0.8；該制備方法包括步驟：確定CexCr1?xO1.5+0.5x中x的值，稱取Ce(NO3)3·6H2O、Cr(NO3)3·9H2O、C6H8O7·H2O和C2H6O2，加水溶解得到溶液，再加熱蒸干得到混合物，將混合物烘干并研磨成粉末，將粉末升溫預(yù)燒再爐冷后，再將粉末升溫焙燒后爐冷，即制得鈰鉻復(fù)合氧化物催化劑。本發(fā)明中的鈰鉻復(fù)合氧化物催化劑活性組分含量高、來源廣、價格低廉。

研究方向：具有生物活性含磷化合物合成方法研究、糖手性誘導(dǎo)不對 稱合成、有機小分子催化劑催化不對稱合成、金屬-配體絡(luò)合物催化 不對稱合成。項目簡介： 反式-2-己烯醛（trans-2-Hexenal），俗稱葉醛（leaf aldehyde），檢 索美國合成香料手冊：其香氣為特有的青葉子氣味，獨特的新鮮感， 俗稱青蘋果。 反式-2-己烯醛自然界主要存在于西方的鵝耳櫪（carpinus betulus）， 東方的茶葉油中。由于其獨特的香氣，常為調(diào)香師們愛用的增香劑。 另外，由于其特有的化學(xué)結(jié)構(gòu)，它又是合成多種香料必用的原料。如 合成反-2-己烯醇，3-甲巰基己醛，3-巰基己醛等至少不下六種香料， 故市場用量較大。據(jù) 2011 年統(tǒng)計，歐美，亞洲市場每年至少需要 800 －1000 噸，國內(nèi)年需求 50-60 噸。目前市場價 160－180 元/千克，零 售價格約 240 元/千克；年產(chǎn) 600 噸反-2-己烯醛，每年產(chǎn)值不少于 14400 萬元，加上 200 噸反-2-己烯醇，每千克價 500－600 元/千克， 產(chǎn)值又增 10000 萬元，這些數(shù)據(jù)為最保守的數(shù)據(jù)。 查得的原料價格計算生產(chǎn) 1 千克反-2-己烯醛的原料成本約為 58 元/千克，賣價 160－180 元/千克，利潤空間相當大。另外由醛還原成 醇（即反-2-己烯醇）原料成本約 120 元/千克，賣價 500－600 元/千 克，同樣也有利潤可賺。 年產(chǎn) 600 噸反-2-己烯醛，需 5000 升反應(yīng)釜六個，10000 升釜四 個，精餾塔四個，水循環(huán)泵四臺，50M3冷凝器三到四個，估算設(shè)備費 約 500－600 萬元(水、電、氣、冷需齊全，未計在內(nèi))流動資金 500 萬， 廠房面積 2000－3000M2，操作 10－20 人。 生產(chǎn)規(guī)模：年產(chǎn) 600 噸反-2-己烯醛，200 噸反-2-己烯醇，投資額： 400 萬元。

當今凝聚態(tài)物理研究中最重要的問題之一是揭示磁性材料中的高溫超導(dǎo)機制。帶有自旋的電子常被認為是局域在磁性離子實周圍的，而形成電流的電子則被視為在晶格中巡游。但事實上這兩者均為同一粒子。因此，這對立的兩面如何共同協(xié)助超導(dǎo)形成，是一個非常有趣的問題。這種“非常規(guī)”的機制與銅基超導(dǎo)體、鐵基超導(dǎo)體以及重費米子超導(dǎo)體都密切相關(guān)。 在具有多個電子軌道的體系，例如鐵基超導(dǎo)材料中，電子自旋和軌道自由度的相互作用使得這個問題更為復(fù)雜。李源研究員與合作者之前的研究報道已經(jīng)揭示了自旋-軌道耦合對材料的磁性性質(zhì)有非常重要的影響。他們的實驗同時還表明鐵基超導(dǎo)材料中的磁性具有巡游與局域的雙重特性。這并不是一個完全意外的結(jié)果，因為已有的一些理論研究也說明鐵基超導(dǎo)體可以被所謂“洪德金屬”的模型描述。不過自旋-軌道耦合以怎樣的方式影響鐵基材料中的超導(dǎo)機理，依然是一個未知的問題。Figure 1. (a-c) Imaginary part of dynamic spin susceptibility measured at different temperatures. (d) Imaginary part of dynamic spin susceptibility integrated over 4-8 meV based on the data in (a) and (b). 現(xiàn)在，李源研究組及合作者采用基于飛行時間原理的中子散射譜學(xué)技術(shù)，發(fā)現(xiàn)在一種鐵基超導(dǎo)材料中，有一類特定的磁激發(fā)對超導(dǎo)的形成至關(guān)重要，其作用機理與材料中的自旋-軌道耦合效應(yīng)密切相關(guān)。這項工作于2019年1月4日發(fā)表在《物理評論快報》上。 這項研究針對的是近年來發(fā)現(xiàn)的空穴摻雜的“122”體系鐵基超導(dǎo)材料中新奇四重對稱性磁相。在傳統(tǒng)的二重對稱性磁相中，電子自旋指向在晶體的ab面內(nèi)，而在這種新發(fā)現(xiàn)的磁相中電子的自旋指向沿晶體的c方向。有這種四重對稱性磁相的晶體中超導(dǎo)溫度也被壓制。該項研究旨在探索超導(dǎo)的壓制與四方磁相中探測到的譜學(xué)特征的聯(lián)系。基于這一目的，研究組瞄準了Sr1-xNaxFe2As2這一種有魯棒性的四方磁相，且較易制備大單晶的鐵基超導(dǎo)材料。Figure 2. (a-b) Constant-Q cuts measured at (0.5, 0.5, 1) and (0.5, 0.5, 3), with background subtracted. (c-d) Intensity difference between 6 K and 20 K at L = 1 and 3. 實驗發(fā)現(xiàn)，在材料發(fā)生從二重對稱性（圖1a, T = 80 K）轉(zhuǎn)化為四重對稱性（圖1b, T = 20 K）的相變后，低能的自旋激發(fā)發(fā)生了顯著的變化。根據(jù)中子散射截面與散射幾何的關(guān)系，在L = 1處測量到的信號中c方向的磁激發(fā)有更大的比重，而在L = 3處則可探測到更多的ab面內(nèi)的磁激發(fā)。圖1d顯示，當溫度從80 K降到20 K后，由于自旋的方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)到了c方向，在低能激發(fā)中將難以沿c方向時自旋的長短發(fā)生改變，因此低能磁激發(fā)中c方向的自旋激發(fā)被抑制。實驗還發(fā)現(xiàn)了重要的一點：超導(dǎo)相（圖1c, T = 6 K）的自旋激發(fā)相對非超導(dǎo)相的自旋激發(fā)有輕微的改變，這說明材料超導(dǎo)與的磁性質(zhì)相關(guān)聯(lián)。進一步的分析（圖2）發(fā)現(xiàn)，這種改變主要發(fā)生在L = 1的位置，這說明在四重對稱性磁相中，盡管c方向的磁激發(fā)被抑制，但它們?nèi)匀皇桥c超導(dǎo)關(guān)系最密切的磁激發(fā)。這項結(jié)果揭示了在多軌道序洪德金屬中實現(xiàn)高溫超導(dǎo)的一個“兼容性”要求：局域的磁矩必須能夠為巡游電子提供后者在實現(xiàn)超導(dǎo)配對過程中所需的磁激發(fā)。由于在四重對稱性磁相中，該要求恰好不被滿足，所以超導(dǎo)溫度被抑制。 量子材料科學(xué)中心博士研究生郭見青和岳莉為該項工作的共同第一作者。相關(guān)的中子散射實驗是由日本的MLF, J-Parc用戶實驗項目支持完成的。這項工作由量子材料科學(xué)中心李源研究組和張焱研究組合作完成。研究課題得到了中國自然科學(xué)基金委和科技部項目的資助。References:[1] C. Wang et al., Phys. Rev. X 3, 041036 (2013).[2] M. Ma et al., Phys. Rev. X 7, 021025 (2017).[3] Z.P. Yin et al., Nat. Mater. 10, 932 (2011).[4] J. Guo, L. Yue et al., Phys. Rev. Lett. 122, 017001 (2019).

在具有多個電子軌道的體系，例如鐵基超導(dǎo)材料中，電子自旋和軌道自由度的相互作用使得這個問題更為復(fù)雜。李源研究員與合作者之前的研究報道已經(jīng)揭示了自旋-軌道耦合對材料的磁性性質(zhì)有非常重要的影響。他們的實驗同時還表明鐵基超導(dǎo)材料中的磁性具有巡游與局域的雙重特性。這并不是一個完全意外的結(jié)果，因為已有的一些理論研究也說明鐵基超導(dǎo)體可以被所謂“洪德金屬”的模型描述。不過自旋-軌道耦合以怎樣的方式影響鐵基材料中的超導(dǎo)機理，依然是一個未知的問題。Figure 1. (a-c) Imaginary part of dynamic spin susceptibility measured at different temperatures. (d) Imaginary part of dynamic spin susceptibility integrated over 4-8 meV based on the data in (a) and (b). 現(xiàn)在，李源研究組及合作者采用基于飛行時間原理的中子散射譜學(xué)技術(shù)，發(fā)現(xiàn)在一種鐵基超導(dǎo)材料中，有一類特定的磁激發(fā)對超導(dǎo)的形成至關(guān)重要，其作用機理與材料中的自旋-軌道耦合效應(yīng)密切相關(guān)。這項工作于2019年1月4日發(fā)表在《物理評論快報》上。 這項研究針對的是近年來發(fā)現(xiàn)的空穴摻雜的“122”體系鐵基超導(dǎo)材料中新奇四重對稱性磁相。在傳統(tǒng)的二重對稱性磁相中，電子自旋指向在晶體的ab面內(nèi)，而在這種新發(fā)現(xiàn)的磁相中電子的自旋指向沿晶體的c方向。有這種四重對稱性磁相的晶體中超導(dǎo)溫度也被壓制。該項研究旨在探索超導(dǎo)的壓制與四方磁相中探測到的譜學(xué)特征的聯(lián)系。基于這一目的，研究組瞄準了Sr1-xNaxFe2As2這一種有魯棒性的四方磁相，且較易制備大單晶的鐵基超導(dǎo)材料。Figure 2. (a-b) Constant-Q cuts measured at (0.5, 0.5, 1) and (0.5, 0.5, 3), with background subtracted. (c-d) Intensity difference between 6 K and 20 K at L = 1 and 3. 實驗發(fā)現(xiàn)，在材料發(fā)生從二重對稱性（圖1a, T = 80 K）轉(zhuǎn)化為四重對稱性（圖1b, T = 20 K）的相變后，低能的自旋激發(fā)發(fā)生了顯著的變化。根據(jù)中子散射截面與散射幾何的關(guān)系，在L = 1處測量到的信號中c方向的磁激發(fā)有更大的比重，而在L = 3處則可探測到更多的ab面內(nèi)的磁激發(fā)。圖1d顯示，當溫度從80 K降到20 K后，由于自旋的方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)到了c方向，在低能激發(fā)中將難以沿c方向時自旋的長短發(fā)生改變，因此低能磁激發(fā)中c方向的自旋激發(fā)被抑制。實驗還發(fā)現(xiàn)了重要的一點：超導(dǎo)相（圖1c, T = 6 K）的自旋激發(fā)相對非超導(dǎo)相的自旋激發(fā)有輕微的改變，這說明材料超導(dǎo)與的磁性質(zhì)相關(guān)聯(lián)。進一步的分析（圖2）發(fā)現(xiàn)，這種改變主要發(fā)生在L = 1的位置，這說明在四重對稱性磁相中，盡管c方向的磁激發(fā)被抑制，但它們?nèi)匀皇桥c超導(dǎo)關(guān)系最密切的磁激發(fā)。這項結(jié)果揭示了在多軌道序洪德金屬中實現(xiàn)高溫超導(dǎo)的一個“兼容性”要求：局域的磁矩必須能夠為巡游電子提供后者在實現(xiàn)超導(dǎo)配對過程中所需的磁激發(fā)。由于在四重對稱性磁相中，該要求恰好不被滿足，所以超導(dǎo)溫度被抑制。