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納米氧化物中的氧化鋁和氧化鈦粉體被廣泛應(yīng)用于石油加工，制藥工業(yè)，復(fù)合材料制造，化肥工業(yè)，環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域，我們開(kāi)發(fā)的作為綠色化工產(chǎn)品的氧化鋁纖維在納米催化技術(shù)和復(fù)合材料制備等方面性能比納米粉體更優(yōu)異，例如國(guó)內(nèi)權(quán)威機(jī)構(gòu)應(yīng)用試驗(yàn)其在高溫條件下仍保持高的比表面和孔容，是此類(lèi)高溫高強(qiáng)催化劑載體換代產(chǎn)品，是耐熱復(fù)合增強(qiáng)材料的首選，已顯示在眾多領(lǐng)域的巨大應(yīng)用價(jià)值和前景&

氧化鐵黑是一種帶有磁性的黑色顏料，由于性能優(yōu)異，應(yīng)用廣泛，且深受商家的重視。在我國(guó)，此種產(chǎn)品研究和生產(chǎn)使用的歷史較短，隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代化辦公用品的不斷更新，使帶磁性的黑色印刷，復(fù)印材料的迫切需要，使氧化鐵黑等黑色磁性顏料的開(kāi)發(fā)研究及應(yīng)用備受重視，研究和生產(chǎn)的商家看到這一不可多得的商機(jī)，紛紛上馬。由于新產(chǎn)品的技術(shù)含量較高，致使較多的生產(chǎn)廠家質(zhì)量或生產(chǎn)成本存在一定的缺陷，以致該產(chǎn)品上不去，產(chǎn)品市場(chǎng)供應(yīng)較緊缺。 氧化鐵黑產(chǎn)品是黑色或黑紅色粉末，具有磁性，相對(duì)密度為5.18，熔點(diǎn)為1594℃。不溶于水及醇，但溶于濃鹽酸，耐光，耐候性良好，著色力和遮蓋力都很高，在有機(jī)溶劑中十分穩(wěn)定，耐堿性良好，但顆粒易被氧化變成紅色的氧化鐵，在200－300℃時(shí)灼燒則易形成γ－Fe2O3。

以酶類(lèi)結(jié)構(gòu)的金屬卟啉為催化劑，模仿生物氧化歷程，突破溫和條件下高效、專(zhuān)一活化氧氣的技術(shù)難 題，實(shí)現(xiàn)高附加值含氧有機(jī)化物的合成，并致力于實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)外技術(shù)空白，從本質(zhì) 上解決化工領(lǐng)域氧化過(guò)程的安全隱患。

近日，清華大學(xué)化學(xué)系王定勝教授、李亞棟院士領(lǐng)導(dǎo)的課題組在甲酸電氧化領(lǐng)域取得突破，相關(guān)工作以“負(fù)載在氮摻雜碳上的單原子Rh：一種甲酸氧化的電催化劑”（Single-atom Rh/N-doped carbon electrocatalyst for formic acid oxidation）為題在《自然·納米技術(shù)》（Nature Nanotechnology）發(fā)表。燃料電池是一種理想的能量來(lái)源，它可以以環(huán)境友好的方式將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能。氫氧燃料電池作為航空飛船的主要燃料，在上世紀(jì)80年代就已經(jīng)得到了發(fā)展，近年來(lái)氫氧燃料電池在汽車(chē)上的應(yīng)用也有了突飛猛進(jìn)的提高。然而氫氧燃料電池需要用體積大且危險(xiǎn)的高壓氫氣作為其燃料，這限制了氫氧燃料電池的發(fā)展。而直接甲酸燃料電池(DFAFCs)由于其體積小，毒性小，nafion@膜的穿透率低等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是未來(lái)便攜式電子設(shè)備最有前途的電源之一。在之前的研究中，負(fù)載型納米級(jí)鈀和鉑通常被認(rèn)為是DFAFCs的陽(yáng)極反應(yīng)甲酸電氧化（FOR）中最有效的催化劑，并得到了深入的研究。然而，由于FOR催化劑質(zhì)量活性較低和一氧化碳抗毒性較差， DFAFCs陽(yáng)極材料的發(fā)展達(dá)到了一個(gè)瓶頸，極大地阻礙了其應(yīng)用。SA-Rh/CN的合成路徑示意圖及其表征在本工作中，研究人員使用主-客體合成策略成功地合成負(fù)載原子分散Rh的氮摻雜碳催化劑(SA-Rh/CN)，發(fā)現(xiàn)盡管Rh納米顆粒對(duì)甲酸氧化活性很低，但是SA-Rh/CN卻具有極好的電催化性能。與最先進(jìn)的催化劑Pd/C和Pt/C相比，SA-Rh/CN的質(zhì)量活性分別提高了28倍和67倍。有趣的是，在CO剝離實(shí)驗(yàn)中，我們發(fā)現(xiàn)雖然納米級(jí)Rh催化劑對(duì)CO毒性十分敏感，但是SA-Rh/CN很難吸附CO并且可以在很低的電壓下氧化CO，這說(shuō)明SA-Rh/CN對(duì)CO毒化幾乎免疫。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期反應(yīng)的測(cè)試后，SA-Rh/CN中的Rh原子具有抗燒結(jié)的能力，并因此在30000s的CA測(cè)試或者20000圈ADT測(cè)試后活性幾乎沒(méi)有改變。在組裝電池的實(shí)驗(yàn)中，SA-Rh/CN的質(zhì)量比能量密度在不同溫度下分別是商業(yè)鈀碳催化劑的8.8倍（30oC），14.8倍（60oC）和14.1倍（80oC）,這也說(shuō)明了SA-Rh/CN在DFAFCs的應(yīng)用中具有很高的潛力。最后，研究者用密度泛函理論（DFT）計(jì)算了Rh單原子甲酸氧化的機(jī)理。研究者發(fā)現(xiàn)在SA-Rh/CN上，甲酸根路線更為有利。和Rh納米顆粒具有較低的CO吸附能壘不一樣，SA-Rh/CN上的Rh單原子吸附CO能壘較高，以及與CO的相對(duì)不利的結(jié)合，使SA-Rh/CN具有極高的CO抗毒性。這一發(fā)現(xiàn)將傳統(tǒng)的甲酸電氧化催化劑的質(zhì)量比活性提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)，并且很好地解決了傳統(tǒng)納米催化劑的CO毒化問(wèn)題。該發(fā)現(xiàn)有助于在燃料電池領(lǐng)域取得突破，并有望應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備上。本論文的通訊作者是王定勝教授、李亞棟院士，清華大學(xué)博士后熊禹是本文的第一作者。本研究受到國(guó)家自然科學(xué)基金委和科技部的經(jīng)費(fèi)資助。論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41565-020-0665-x

微弧氧化(Micro-arc oxidation，MAO)技術(shù)是通過(guò)電解液與相應(yīng)電參數(shù)的組合，在鋁、鎂、鈦及其合金表面依靠弧光放電產(chǎn)生的瞬時(shí)高溫高壓作用，原位生長(zhǎng)出以基體金屬氧化物為主的陶瓷膜層。 微弧氧化工藝克服了硬質(zhì)陽(yáng)極氧化的缺陷，極大地提高了膜層的綜合性能。微弧氧化膜層與基體結(jié)合牢固，結(jié)構(gòu)致密，韌性高，具有良好的耐磨、耐腐蝕、耐高溫沖擊和電絕緣等特性。該技術(shù)具有操作簡(jiǎn)單和易于實(shí)現(xiàn)膜層功能調(diào)節(jié)的特點(diǎn)，而且工藝不復(fù)雜，無(wú)廢水廢氣排放，不造成環(huán)境污染，是一項(xiàng)全新的綠色環(huán)保型材料表面處

氧化鎵襯底晶片● 大功率高能半導(dǎo)體器件：電磁軌道炮、艦載電磁彈射系統(tǒng)等● 日盲探測(cè)類(lèi)：大火監(jiān)測(cè)、雷達(dá)預(yù)警、近地空間通訊器件等● 高功率LED器件：高亮度、超大功率、科研考察探測(cè)設(shè)備等● 特高壓輸電、城市軌道及交通功率器件

該技術(shù)以油代電、在移動(dòng)床中實(shí)現(xiàn)深度氧化和快速冷卻，設(shè)備密閉，過(guò)程連續(xù)，是生產(chǎn)顆粒氧化鉛的國(guó)際首創(chuàng)全新技術(shù)。東南大學(xué)在實(shí)驗(yàn)室研究、數(shù)學(xué)模型研究的基礎(chǔ)上，與江蘇天鵬化工集團(tuán)有限公司合作，開(kāi)發(fā)出顆粒氧化鉛移動(dòng)床深度氧化煅燒和快速冷卻新技術(shù)，設(shè)計(jì)了兩套年產(chǎn)各為1500噸的生產(chǎn)裝置，經(jīng)過(guò)調(diào)試，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。在此基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)工業(yè)試驗(yàn)和審慎的放大設(shè)計(jì)，2000年兩套年產(chǎn)各為15000噸的放大裝置相繼投入生產(chǎn)。

本發(fā)明公開(kāi)了一種高氧化度的天然高分子多糖的氧化方法，以還原性多糖為原料在氧化劑的作用下制取水凝膠，采用如下的工藝條件：以高碘酸鈉作為氧化劑，以至少一種以下物質(zhì)：鹽酸、硫酸、磷酸、醋酸、甲酸、檸檬酸、具有Lewis酸性質(zhì)的綠色溶劑離子液為催化劑；調(diào)節(jié)體系的pH在酸性范圍在室溫下避光反應(yīng)4小時(shí)，經(jīng)后處理得到不同氧化度的天然高分子多糖高強(qiáng)度水凝膠。本發(fā)明方法獲得的產(chǎn)品具有氧化度高，與其它反應(yīng)物之間的交聯(lián)更加容易，形成的化學(xué)鍵更加牢固的優(yōu)點(diǎn)，能形成高強(qiáng)度水凝膠，并且凝膠的降解速率可以得到控制，適合用于制備骨組織功能材料。

污水處理、石油化工、煤氣和煤炭焦化、有色金屬冶煉等行業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中往往向大氣排放大量的硫化物。這些硫化物，一方面是寶貴的化工原料，另一方面又是污染環(huán)境的有害物質(zhì)。硫在環(huán)境中大量以硫化氫、硫氧化物及有機(jī)硫形式存在，很多硫化物具有刺激性氣味，嚴(yán)重影響大氣環(huán)境、植物生長(zhǎng)以及居民的日常生活。所以，嚴(yán)格控制這些重點(diǎn)行業(yè)排放含硫化物的氣體，對(duì)保護(hù)環(huán)境具有十分重大的意義。 北京化工大學(xué)開(kāi)發(fā)了新型含硫化物工業(yè)廢氣綠色凈化工藝，并對(duì)脫除的硫化物進(jìn)行綜合利用，達(dá)到防治與資源化的雙重目標(biāo)。 北京化工大學(xué)研制了新型復(fù)合液體脫硫劑，開(kāi)發(fā)了濕法氧化脫硫異相處理新工藝，克服醇胺吸收法及濕法催化氧化（如PDS法）等均相處理硫化氫方法中脫硫劑組成配制復(fù)雜、易降解、易流失、需要定期補(bǔ)給脫硫劑活性成分和脫硫工藝必須嚴(yán)格控制脫硫劑水反應(yīng)液的酸堿度等缺陷，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)凈化及副產(chǎn)物的自動(dòng)分離，直接將復(fù)合氣體組分中含硫成分轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫，避免脫硫過(guò)程工藝長(zhǎng)、能耗大、設(shè)備腐蝕、脫硫劑降解、被水稀釋而導(dǎo)致脫硫劑成分變化和流失的二次污染等問(wèn)題，達(dá)到氣體凈化及資源化的目標(biāo)。 技術(shù)指標(biāo)為1、可處理廢氣指標(biāo): 硫化氫氣體含量為0～100％（wt）；2、脫硫劑指標(biāo): 熱穩(wěn)定性≤200℃，粘度≤100mPa·S，含水量≤20ppm，活性成分≥25％（wt/wt）；3、工藝指標(biāo)：溫度為室溫～200℃，壓力為常壓，空速為200～2000h-1；4、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：脫硫率≥99％，硫磺純度≥99％，使用壽命≥3年。應(yīng)用范圍為石油煉廠氣脫硫，天然氣、焦?fàn)t煤氣脫硫，廢水處理末端廢氣的治理。本項(xiàng)目的核心是應(yīng)用異相在線分離技術(shù)。脫硫劑合成工藝簡(jiǎn)單且性能穩(wěn)定，脫硫工藝具有脫硫劑流失性小、節(jié)約用水、反應(yīng)分離一體化、工藝流程短及不造成二次污染的特點(diǎn)，能夠替代傳統(tǒng)液體脫硫劑，應(yīng)用于石化煉廠氣、天然氣、焦?fàn)t煤氣等的高濃度脫硫，也可以用于石化工業(yè)等廢水處理末端低濃度有毒廢氣的現(xiàn)場(chǎng)處理，充分表現(xiàn)出適用范圍廣、效率高、節(jié)水、無(wú)二次污染、易再生循環(huán)使用等方面的優(yōu)點(diǎn)，具有重大的環(huán)境保護(hù)功能，市場(chǎng)前景相當(dāng)廣闊。制作單元化操作設(shè)備與工藝，根據(jù)不同需求實(shí)施單元組合集成，設(shè)備投資小，在精細(xì)化工及資源環(huán)境領(lǐng)域的廣泛使用將產(chǎn)生巨大經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。