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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，近年來氫氧燃料電池在汽車上的應(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)載型納米級鈀和鉑通常被認(rèn)為是DFAFCs的陽極反應(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Rh催化劑對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，這說明SA-Rh/CN對CO毒化幾乎免疫。經(jīng)過長期反應(yīng)的測試后，SA-Rh/CN中的Rh原子具有抗燒結(jié)的能力，并因此在30000s的CA測試或者20000圈ADT測試后活性幾乎沒有改變。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，并且很好地解決了傳統(tǒng)納米催化劑的CO毒化問題。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● 日盲探測類：大火監(jiān)測、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、科研考察探測設(shè)備等● 特高壓輸電、城市軌道及交通功率器件

研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，分子催化劑轉(zhuǎn)化效率低下的關(guān)鍵原因在于分子導(dǎo)電能力弱以及分子的聚集效應(yīng)。憑借團(tuán)隊(duì)內(nèi)化學(xué)與材料學(xué)等多學(xué)科的交叉背景，經(jīng)過數(shù)年的前期研究工作，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)將酞菁鈷分子（CoPc）與碳納米管(CNT)復(fù)合能使分子在CNT壁上分散，從而克服CoPc分子聚集以及不導(dǎo)電的問題，大大提高CO

本發(fā)明涉及一種能夠高效降解高濃度苯的納米二氧化鈦光催化 劑制備方法，該光催化劑是將水熱法制得的二氧化鈦在 NH3 和 H2 氣 氛下進(jìn)行退火處理得到，記為 N-H-TiO2。本發(fā)明中用到的氣氛為 NH3 和 H2， 通 氣 過 程 中 其 流 量 均 為 200-400ml/min， 熱 處 理 溫 度 為 550-650℃，升溫速率為 5-10℃/min，在兩種氣氛下的保溫，待到達(dá)保 溫時(shí)間后直接打開爐門，自然冷卻至室溫。本發(fā)明所述的 N-H-TiO2 納米光催化劑呈淡黃色，顆粒均勻分散，優(yōu)點(diǎn)在于它廉價(jià)的成本和簡 單的工藝及高效穩(wěn)定的性能，能夠在可見光下快速徹底降解苯這一有 毒的揮發(fā)性有機(jī)物。本發(fā)明所述的制備方法能夠?qū)崿F(xiàn)對溫度、時(shí)間和 熱處理氣氛的控制，具有簡便可控、能耗低、效率高、無污染的優(yōu)點(diǎn)。

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，過程連續(xù)，是生產(chǎn)顆粒氧化鉛的國際首創(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。

和廢鹽，且催化劑不易回收。發(fā)展的趨勢是用固體傳統(tǒng)的質(zhì)子酸（硫酸等）和路易斯酸（AIC1。等）催化的催化過程中產(chǎn)生酸酸取代液體酸、用多相催化取代均相反應(yīng)， 以減輕環(huán)境污染提高生產(chǎn)效益。本頊目所開發(fā)的固體酸具有如下優(yōu)點(diǎn)：(1)催化活性高、催化劑用量少；(2)易與產(chǎn)物分離，重復(fù)使用高；(3)生產(chǎn)過程中污染少。并且在酯類香料的合成中顯示很高的催化活性，如：丙酸異戊酯的收率可達(dá)98.2%；丁酸芐酯的收率可達(dá)96.9%；己二酸   二丁酯的收率可達(dá)98．O%以上。

遼寧石油化工大學(xué)張靜、李長波團(tuán)隊(duì)將多年研究成果“光催化消毒滅菌技術(shù)”、“生活污水、固體廢棄物無害化處理技術(shù)”等關(guān)鍵技術(shù)無償捐獻(xiàn)給地方企業(yè)，助力企業(yè)戰(zhàn)勝疫情早日復(fù)工復(fù)產(chǎn)。捐贈(zèng)的技術(shù)首先在撫順鋁業(yè)有限公司試行。 光催化材料是一種以納米級二氧化鈦為代表的具有光催化功能的半導(dǎo)體材料的總稱，它涂布于基材表面，在紫外光及可見光的作用下，產(chǎn)生強(qiáng)烈催化降解功能，能有效地降解空氣中甲醛等有毒有害氣體，殺滅多種細(xì)菌和病毒，并將細(xì)菌或真菌釋放出的毒素分解及無害化處理，具備除臭、抗污、凈化空氣等功能。張靜教授多年研究光催化技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，曾獲得國家發(fā)明授權(quán)專利。采用該專利技術(shù)制備的納米氧化鈦溶膠，顆粒大小合適、粒子分散度好，消毒殺菌、凈化空氣效果好。將其噴涂在辦公場所可以有效切斷污染源，避免病毒擴(kuò)散傳播，維護(hù)員工身體健康。對人流密集重點(diǎn)區(qū)域（如會議室、辦公室、食堂），除了采用傳統(tǒng)酒精消毒劑外，還可以采用光催化消毒滅菌技術(shù)進(jìn)行消毒。新冠病毒可通過糞便和污水傳播擴(kuò)散，針對這一情況，污水處理廠通過“紫外線、臭氧、次氯酸鈉”進(jìn)行“三重消殺”，但是過量消毒劑會沖擊下游生化系統(tǒng)。因此，工業(yè)企業(yè)應(yīng)該在生活污水出廠之前進(jìn)行預(yù)處理，保證效果的前盡量提下減少消毒劑的使用。