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電池高性能低鉑電催化劑研究首先合成含有高指數(shù)面的Pt3Fe 多級納米線，再通過煅燒得到含有兩個原子層厚的 Pt-skin結(jié)構(gòu)，并評估了該材料在酸性介質(zhì)中的氧還原和醇氧化催化性能，最后基于 DFT 理論計算結(jié)果證明含有高指數(shù)面的 Pt-skin表面對反應(yīng)中間體的吸附能優(yōu)化，有利于電催化反應(yīng)的進(jìn)行。該工作首次將 Pt-skin和高指數(shù)面結(jié)合，在催化劑活性和穩(wěn)定性方面有了很大提升，為高性能電催化材料的設(shè)計和開發(fā)指出了新方向。

項目簡介對氨基苯酚（p-AminopHenol，簡稱PAP）是合成醫(yī)藥、農(nóng)藥及染料等的重要中間體，并可用作橡膠防老劑。是世界十大藥品之一撲熱息痛及子午線輪胎防老劑的主要原料。國內(nèi)外有關(guān)對氨基酚合成研究的報道很多，主要有：對硝基苯酚鐵粉還原法、硝基苯催化氫化法和硝基苯電解還原法等。其中硝基苯催化加氫還原法工藝流程短，能耗低，污染小，設(shè)備和工藝條件也不十分苛刻，對氨基苯酚收率較高，產(chǎn)品質(zhì)量較好，被普遍認(rèn)為是未來發(fā)展的方向。而目前國內(nèi)之所以一直未能實現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)，主要存在以下問題：（1）催化劑與產(chǎn)品分離困難。目前，該工藝所采用催化劑為Pt/C，所用載體為粉末狀活性炭。該催化劑不僅粒度小，而且比重較小，在工業(yè)化生產(chǎn)中將催化劑從反應(yīng)后的混合物中分離出來極為困難。（2）生產(chǎn)成本高。由于該工藝采用貴金屬Pt為催化劑，因此催化劑的回收及套用將直接決定著生產(chǎn)成本。Pt/C催化劑在回收過程中損失較為嚴(yán)重，而且失活催化劑的再生也較為困難，導(dǎo)致生產(chǎn)成本上升，市場競爭力下降。（3）以硫酸為反應(yīng)介質(zhì)，對設(shè)備材質(zhì)要求較高，同時副產(chǎn)大量的稀硫酸銨溶液，必須進(jìn)行綜合利用。針對目前該工藝存在的上述問題，本項目研究的重點是在現(xiàn)有工藝的基礎(chǔ)上，開發(fā)Pt/SiO2催化劑，利用SiO2比重大，易于分離的特點，解決催化劑與產(chǎn)品分離上的困難，降低產(chǎn)品成本。以Pt/SiO2為催化劑，PAP收率可達(dá)到85％。二、市場前景幾年來，全世界對氨基苯酚的消費量已超過12萬t/a；目前，我國需求量也已超過3萬t/a，并以10%/a的速度增長，因此對氨基苯酚具有廣闊的市場。三、合作方式  尋求中試放大合作。項目負(fù)責(zé)人：王延吉聯(lián)系電話： 022-60204867

南京市“321”人才計劃重點支持項目。以光催化高效降解技術(shù)為核心（替代試樣的加熱氧化預(yù)處理），以流動注射進(jìn)樣及分光光度檢測為特點（替代手工操作），以現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)分析方法為基礎(chǔ)（良好銜接），能以2 min/樣的速度連續(xù)、全自動地檢測水中的總磷和總氮。每樣的試劑消耗不超過2元。在環(huán)境水樣、工業(yè)循環(huán)冷卻水、油田注水、工業(yè)和生活污水等分析及教學(xué)和科研領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。該項目擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，目前已小批量生產(chǎn)。

直接利用史煥聰北美工作的成果(美國專利)，建立一套連續(xù)化的催化 CO2吸收-解吸裝置，利用調(diào)試優(yōu)化的化學(xué)試劑和催化填料塔，對整個氣-液吸收-解吸裝置進(jìn)行熱-功優(yōu)化。進(jìn)行低能耗低成本的 CO2 吸收，降低碳排放。整體裝置運行數(shù)據(jù)可被過程控制系統(tǒng)全面監(jiān)控。采用最新的在線設(shè)備診斷、云數(shù)據(jù)分析技術(shù)，實現(xiàn)整體裝置全天候、強(qiáng)穩(wěn)定、簡維護(hù)、高敏捷的運行，最終形成具有市場競爭力的環(huán)境保護(hù)集成系統(tǒng)解決方案，方便大規(guī)模使用與產(chǎn)品推廣。利用整體脫硝，脫碳聯(lián)用技術(shù)，達(dá)到污染物 NOx，亞硝胺，CO2 的排放控制。實現(xiàn)政府節(jié)

汽油和柴油當(dāng)中所含的硫和氮的化合物，會在燃燒過程中產(chǎn)生污染環(huán)境的硫氧化物和氮氧化物。目前的環(huán)境法規(guī)對液體燃料中的硫和氮的含量要求越來越低，因此，開發(fā)出適合于液體燃料脫硫、脫氮的催化劑是化工、環(huán)境領(lǐng)域的一個重要課題。而磁性金屬磷化物，例如磷化鎳，則是加氫脫硫( HDS) 和加氫脫氮( HDN)過程當(dāng)中的首選催化劑。本項目通過一種較為簡單的化學(xué)液相方法來制備磁性金屬磷化物納米晶體材料（包括磷化鎳、磷化鐵、磷化鈷，以及它們的合金磷化物，與通常的制備方法相比，不需要用氫氣

在利用太陽能分解水制取氫氣的催化劑研究上取得新進(jìn)展。該研究工作借鑒自然界光合作用，在多個光敏中心多個催化中心產(chǎn)氫器件構(gòu)筑的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步將其植入到金屬有機(jī)框架材料中，模擬自然界酶催化環(huán)境中質(zhì)子和電子的傳輸與轉(zhuǎn)移，在有效規(guī)避分子基催化劑穩(wěn)定性差的同時，極大地提高了光催化產(chǎn)氫性能，為人工模擬光催化劑的設(shè)計和構(gòu)筑提供了新的思路。? 人工模擬光合作用，利用太陽能在催化劑作用下分解水制取氫氣，是實現(xiàn)將太陽能轉(zhuǎn)化為清潔的化學(xué)能，解決人類社會面臨的能源危機(jī)和環(huán)境污染問題的理想途徑。在早期，我校化學(xué)學(xué)院蘇成勇教授和石建英副教授研究團(tuán)隊發(fā)展了空間上相互獨立、功能上相互等價，集合8個光敏金屬有機(jī)釕中心和6個催化Pd2+中心于一體的金屬-有機(jī)分子籠產(chǎn)氫器件[Pd6(RuL3)8]28+(MOC-16)，在單一分子籠內(nèi)構(gòu)筑出多個相互獨立的能量傳遞和電子轉(zhuǎn)移通道，獲得了高達(dá)380 μmol h-1的初始產(chǎn)氫速率和635的TON(48h) [Nature Communications, 2016, 7: 13169]。雖然金屬有機(jī)分子籠提高了分子基催化劑的產(chǎn)氫性能，但光照條件下的穩(wěn)定性仍然是制約其進(jìn)一步應(yīng)用的決定因素。       最近，我校化學(xué)學(xué)院蘇成勇教授和石建英副教授研究團(tuán)隊又基于配位組裝策略實現(xiàn)了Au25(SG)18納米簇在金屬有機(jī)ZIF-8主體框架內(nèi)部和外表面的可控組裝[Advanced Materials, 2018, 30,1704576]。采用相似策略，他們將MOC-16植入到ZIF-8主體內(nèi)，進(jìn)一步將ZIF-8轉(zhuǎn)化為Znx(MeIm)x(CO3)x (CZIF)，獲得了MOC-16@CZIF催化劑。

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國家研究中心及化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院的曾杰教授團(tuán)隊和國家同步輻射實驗室鮑駿教授團(tuán)隊合作，通過精準(zhǔn)的氧化刻蝕，調(diào)控鈀鉑合金的形貌和組分，設(shè)計并構(gòu)筑出了超立方體框架結(jié)構(gòu)催化劑，其在氫氧燃料電池陰極反應(yīng)中表現(xiàn)出高活性和高穩(wěn)定性。研究成果以 “Pd-Pt Tesseracts for the Oxygen Reduction Reaction”為題發(fā)表在《美國化學(xué)會志》上（J. Am. Chem.Soc. 2021,doi.org/10.1021/jacs.0c12282）。該研究團(tuán)隊受三維立方體向四維超立方體演變的啟發(fā)，將鈀鉑均勻合金立方體進(jìn)行氧化刻蝕，通過精準(zhǔn)調(diào)控鈀原子的去除和余下鈀原子與鉑原子的重排，得到鈀鉑合金超立方體框架結(jié)構(gòu)（圖 1）。此外，通過調(diào)節(jié)初始立方體中鈀、鉑兩種元素的比例，還可以得到八足體和立方框架結(jié)構(gòu)。在氫氧燃料電池陰極催化測試中，立方框架結(jié)構(gòu)、超立方體結(jié)構(gòu)和八足體結(jié)構(gòu)的單位質(zhì)量活性分別達(dá)到了商用鉑碳催化劑的 4.1 倍，11.6 倍和 8.3 倍。此外，超立方體結(jié)構(gòu)催化劑還表現(xiàn)出了最高的本征活性（2.09 安培每平方厘米）和優(yōu)異的性能穩(wěn)定性。密度泛函理論計算表明超立方體表面晶面的氧吸附能最接近于理論最優(yōu)值，這一趨勢與實際測試的氧還原活性順序相一致。這種新的超立方體框架催化劑設(shè)計理念為今后相關(guān)電催化劑的設(shè)計提供了新的思路。

 該技術(shù)開發(fā)了稀土摻入的過渡金屬復(fù)合氧化物脫硝催化劑新體系，無毒、無二次污染，可替代現(xiàn)有商用有毒的釩鈦體系，取得了脫硝催化劑的自主知識產(chǎn)權(quán)；研發(fā)了具有助催化功能的支撐體及支撐體與催化活性組分高強(qiáng)結(jié)合的制備新技術(shù)，實現(xiàn)了脫硝催化劑原料國產(chǎn)化，大幅降低了催化劑的生產(chǎn)成本；在國華太倉電廠脫硝旁路系統(tǒng)進(jìn)行了工況測試，在江蘇華爾潤集團(tuán)有限公司建立了煙氣處理量為1～2萬Nm3/h的首個玻璃行業(yè)工業(yè)應(yīng)用脫硝裝置。測試和示范應(yīng)用結(jié)果表明：新型脫硝催化劑效率高，活性溫度窗口寬，機(jī)械強(qiáng)度高，耐水洗，失活后可再生，廢棄的催化劑可資源化利用。研發(fā)出的稀土基脫硝催化新體系，具有無毒、高效；適溫度范圍寬；抗中毒能力強(qiáng)；壽命長，失活后可再生，降低運行成本50%，廢棄的催化劑無二次污染，并可資源化利用等特點。  該項目受到國家科技部、發(fā)改委、環(huán)保部高度重視和大力支持，先后獲得國家及部省級10項項目的資助。

成果介紹針對我國生態(tài)文明建設(shè)的政策需要，針對“重化圍江”和污水排放劇增、處理難度加大、處理成本激增的現(xiàn)狀與日漸迫切的環(huán)保需求之間的矛盾。東南大學(xué)納米低維凈化材料創(chuàng)新團(tuán)隊，在傳統(tǒng)芬頓氧化水處理技術(shù)的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮其反應(yīng)速度快、降解效率高的特點，解決了其產(chǎn)生污泥二次污染、工序復(fù)雜、成本高的缺點，首創(chuàng)NSFO（無泥芬頓催化氧化耦合）技術(shù)。NSFO技術(shù)是離子交換樹脂、膜分離技術(shù)、厭氧-好氧生化池的互補(bǔ)技術(shù)，可應(yīng)用于化工園區(qū)以及農(nóng)藥醫(yī)藥行業(yè)，高含鹽、高毒性、高COD、低B/C比等難降解廢水的處理。技術(shù)特征：進(jìn)水COD范圍1000-20000mg/L，原水不需稀釋，非接觸式全封閉深度處理。技術(shù)創(chuàng)新點及參數(shù)1.采用納米低維水處理催化劑，構(gòu)筑組合新工藝增強(qiáng)氧化效能。2.在真空紫外光以及負(fù)載的金屬離子協(xié)同激發(fā)下，催化雙氧水產(chǎn)生超氧負(fù)離子和羥基自由基，進(jìn)而促進(jìn)高毒性、高濃度廢水的無害化處理。3.大幅提升處理效果的基礎(chǔ)上避免了污泥二次污染的產(chǎn)生。4.大幅簡化處理流程，原水不需稀釋，不需預(yù)調(diào)酸堿；大幅度削減廢水量，降低處理負(fù)荷。NSFO技術(shù)易于與自主開發(fā)的模塊化工裝設(shè)備相結(jié)合，充分發(fā)揮裝備化優(yōu)勢，實現(xiàn)源頭處理、分質(zhì)分流；免除土建施工，降低成本。市場前景NSFO 技術(shù)，是普適性和平臺型的核心反應(yīng)技術(shù)，即能作為改善水質(zhì)可生化性的預(yù)處理工藝，也可以廣泛應(yīng)用于水務(wù)、印染、煤化工、石油化工、垃圾滲濾液等難降解工業(yè)廢水處理領(lǐng)域。該核心技術(shù)申請發(fā)明專利20余項，在處理高危廢水方面具有普適性，可以推廣到多領(lǐng)域的高COD、高含鹽、高毒性難降解廢水處理，在國內(nèi)外均有廣闊的軍民兩用市場。目前正在開拓適用于民用航天市場以及石化醫(yī)藥化工市場的大規(guī)模處理裝置，預(yù)計軍用、民用市場容量高達(dá)5000萬/年。

? 本發(fā)明專利是一種用于生產(chǎn)低級羧酸酯的新型催化劑，該類新型催化劑用于由低級醇和低級羧酸反應(yīng)生產(chǎn)低級羧酸酯。原料包括脂肪族羧酸、芳香族羧酸、飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸等，所用的醇為C1-C6脂肪醇等，可以廣泛用于有機(jī)羧酸酯的合成領(lǐng)域。該類新型催化劑具有環(huán)保、對設(shè)備腐蝕輕微、反應(yīng)條件溫和、易于分離、催化活性好、選擇性高等特點。并且能夠保證反應(yīng)長時間、穩(wěn)定、連續(xù)地進(jìn)行。與現(xiàn)有生產(chǎn)工藝流程相適應(yīng)，本發(fā)明不需要在工藝設(shè)備方面進(jìn)行大的改動，可以簡化原有生產(chǎn)流