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分子基光催化產(chǎn)氫器件多相化
在利用太陽能分解水制取氫氣的催化劑研究上取得新進展。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，進一步將其植入到金屬有機框架材料中，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)化為清潔的化學能，解決人類社會面臨的能源危機和環(huán)境污染問題的理想途徑。在早期，我校化學學院蘇成勇教授和石建英副教授研究團隊發(fā)展了空間上相互獨立、功能上相互等價，集合8個光敏金屬有機釕中心和6個催化Pd2+中心于一體的金屬-有機分子籠產(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一步應用的決定因素。 最近，我校化學學院蘇成勇教授和石建英副教授研究團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。
中山大學
2021-04-13
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氫氧燃料電池陰極催化劑設(shè)計
中國科學技術(shù)大學合肥微尺度物質(zhì)科學國家研究中心及化學與材料科學學院的曾杰教授團隊和國家同步輻射實驗室鮑駿教授團隊合作，通過精準的氧化刻蝕，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《美國化學會志》上（J. Am. Chem.Soc. 2021,doi.org/10.1021/jacs.0c12282）。該研究團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行氧化刻蝕，通過精準調(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。
中國科學技術(shù)大學
2021-04-13
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新型高效、無毒脫硝催化劑技術(shù)
該技術(shù)開發(fā)了稀土摻入的過渡金屬復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)進行了工況測試，在江蘇華爾潤集團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)應用脫硝裝置。測試和示范應用結(jié)果表明：新型脫硝催化劑效率高，活性溫度窗口寬，機械強度高，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；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。
南京工業(yè)大學
2021-04-13
NSFO（無泥芬頓催化氧化耦合）技術(shù)
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。東南大學納米低維凈化材料創(chuàng)新團隊，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-好氧生化池的互補技術(shù)，可應用于化工園區(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)筑組合新工藝增強氧化效能。2.在真空紫外光以及負載的金屬離子協(xié)同激發(fā)下，催化雙氧水產(chǎn)生超氧負離子和羥基自由基，進而促進高毒性、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，不需預調(diào)酸堿；大幅度削減廢水量，降低處理負荷。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技術(shù)，即能作為改善水質(zhì)可生化性的預處理工藝，也可以廣泛應用于水務(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，預計軍用、民用市場容量高達5000萬/年。
東南大學
2021-04-13
合成低級羧酸酯的綠色催化技術(shù)（技術(shù)）
? 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。并且能夠保證反應長時間、穩(wěn)定、連續(xù)地進行。與現(xiàn)有生產(chǎn)工藝流程相適應，本發(fā)明不需要在工藝設(shè)備方面進行大的改動，可以簡化原有生產(chǎn)流
北京理工大學
2021-01-12
低溫碳納米管復合催化劑
系統(tǒng)研究和探明了我國生活垃圾焚燒過程中多種污染物排放和控制規(guī)律。 著重在垃圾焚燒尾部煙氣中衡量劇毒持久性有機污染物(如二噁英、多環(huán)芳烴等) 的多途徑耦合降解以及多種污染物協(xié)同脫除方面，積累了大量研究經(jīng)驗;并利用 自行研制的低溫碳納米管復合催化劑實現(xiàn)煙氣中二噁英的高效脫除:反應 150°C，空速 20,000h-1 條件下，二噁英脫除效率達 99%以上(如圖所示)，優(yōu)于國家標 準。
上海理工大學
2021-01-12
天然脂肪酸甲酯催化加氫技術(shù)
項目申請人所在研發(fā)團隊多年來致力于綠色化學和工程研究，經(jīng)過多年努力，已開發(fā)出一系列高活性的負載型金屬催化劑及其衍生催化劑。 本項目針對天然脂肪酸甲酯研制具有很強的抗硫性能的新型高活性納米金屬鎳和磷化鎳催化劑，同時開發(fā)先進的固定床催化加氫反應技術(shù)來進行天然脂肪酸甲酯的加氫飽和研究，促進生產(chǎn)進步，減少污染，具有良好的工業(yè)化應用前景，不僅具有顯著的經(jīng)濟效益，而且具有顯著的社會和環(huán)保效益。與本
南京大學
2021-04-14
固體催化劑制備碳酸丙烯酯工藝
產(chǎn)品環(huán)狀碳酸酯的應用 碳酸丙烯酯高能電池電解液．高效溶劑僅用作高能電池及電容器的優(yōu)良介質(zhì)，世界市場所需碳酸丙烯酯200-300萬噸。酯交換法生產(chǎn)碳酸二甲酯的所需配套原料碳酸丙烯酯達數(shù)十萬噸。而目前國內(nèi)生產(chǎn)量在1000-2000噸，供不應求，市場前景十分廣闊。隨著社會對綠色環(huán)保的重視，許多工藝會被清潔、環(huán)境友好工藝所代替，必然進一步加大碳酸丙烯酯的市場需求。因其下游產(chǎn)品如碳酸二甲酯、聚碳酸酯、聚氨酯的不斷推廣應用，其市場需求量還要不斷增加。本產(chǎn)品碳酸丙
南開大學
2021-04-14
合成低級羧酸酯的綠色催化技術(shù)（技術(shù)）
成果簡介：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生產(chǎn)低級羧酸酯。原 料 包 括 脂 肪 族 羧 酸
北京理工大學
2021-04-14
新型藥物中間體催化合成技術(shù)
1. 痛點問題
在傳統(tǒng)精細化工生產(chǎn)中，特別是生物-化學級聯(lián)法生產(chǎn)手性藥物中間體過程中，存在酶與金屬組合催化劑效率低從而導致手性藥物中間體制造成本高、純度低的痛點問題。目前，工業(yè)上應用于生物-化學級聯(lián)反應的催化劑主要是固定化酶和固定化金屬催化劑的簡單組合，由于酶催化與金屬催化反應條件不匹配，易造成催化劑失活。原有解決方案為將酶催化與金屬催化分多步進行，存在能耗物耗大、流程復雜、環(huán)境不友好、制造過程不綠色等弊端。在“碳中和”目標下，開發(fā)綠色高效的新型藥物中間體催化劑，將為解決行業(yè)現(xiàn)有的痛點問題提供有效途徑。
2. 解決方案
針對藥物中間體、農(nóng)藥中間體生產(chǎn)領(lǐng)域存在的問題，開發(fā)了一種新型藥物中間體催化技術(shù)，構(gòu)建在常溫條件下同時具有高效酶催化和金屬催化活性的高分子-酶-金屬亞納米團簇復合催化劑，實現(xiàn)了重要手性藥物和農(nóng)藥中間體的綠色高效合成，解決了化工生產(chǎn)中生物-化學級聯(lián)反應效率低的痛點問題，使多步的級聯(lián)反應在一鍋中高效進行，簡化流程、提高時空產(chǎn)率，并減少了生產(chǎn)的能耗與三廢的產(chǎn)生。
清華大學
2021-09-14