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項(xiàng)目研究背景： 有機(jī)硅材料兼具有機(jī)硅聚合物和無(wú)機(jī)聚合物的特性， 因而具有優(yōu)良的介電性、耐高溫特性、生理惰性、防潮、絕緣、耐氣候老 化等優(yōu)異性能，被廣泛應(yīng)用在航空航天、軍用技術(shù)、電子電氣工業(yè)、紡織 造紙、建筑工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、金屬和油漆工業(yè)、醫(yī)藥醫(yī)療等領(lǐng)域，被形象 的譽(yù)為 “工業(yè)味精 ”。近年來(lái)，我國(guó)有機(jī)硅產(chǎn)品的消費(fèi)量呈逐年上升的趨勢(shì)， 有機(jī)硅材料被列為國(guó)家重點(diǎn)貴發(fā)展的產(chǎn)業(yè)之一。 技術(shù)原理： 主要對(duì)有機(jī)硅高沸物和低沸物裂

提出了一種簡(jiǎn)便的制備方法，采用苯胺錨定和微波還原等技術(shù)手段，得到了完全分散在石墨烯上的鉑原子位點(diǎn)。這些分散的鉑原子位點(diǎn)最大限度地利用了鉑的催化性能，從而大大降低了鉑的用量，顯著提高了鉑的質(zhì)量活性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在鉑的用量降低到商業(yè)鉑碳催化劑的1/50的條件下，仍然能達(dá)到商業(yè)鉑碳催化劑的性能。同時(shí)，苯胺錨定可以防止鉑原子在催化過(guò)程中聚集，從而提高了催化劑的穩(wěn)定性。 在對(duì)鉑單原子催化劑的研

采用化學(xué)催化和材料科學(xué)協(xié)同創(chuàng)新，研制出的環(huán)保型無(wú)釩稀土基脫硝催化劑，對(duì)脫硝催化劑體系創(chuàng)建、支撐體開(kāi)發(fā)及失效再生等形成了完整的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，“填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)外工業(yè)煙氣脫硝無(wú)毒催化劑技術(shù)的空白，技術(shù)性能達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平”。該技術(shù)成果已在電力、化工、玻璃及水泥等行業(yè)130多個(gè)脫硝工程成功應(yīng)用。先后入選《國(guó)家鼓勵(lì)發(fā)展的重大環(huán)保技術(shù)裝備目錄（2014年版）》、《中國(guó)制造2025》標(biāo)志性產(chǎn)品（2016年）》、《國(guó)家鼓勵(lì)的有毒有害原料（產(chǎn)品）替代品目錄（2016年版）》、《環(huán)保技術(shù)國(guó)際智匯平臺(tái)百?gòu)?qiáng)環(huán)保技術(shù)（2016

人類在發(fā)展過(guò)程中目前面臨能源危機(jī)和環(huán)境污染雙重壓力。在能源消費(fèi)方面，目前世界能源消耗91%的是一次性礦物燃料能源，但礦物燃料是有限的，不可能成為人類的永久性能源。因此尋找可替代化石能源的新能源是人類可持續(xù)發(fā)展的必由之路。 據(jù)估計(jì)，全世界每年由光合作用而固定的碳達(dá)2×1011 噸，含能量達(dá)3×1018 千焦，可開(kāi)發(fā)的能源約相當(dāng)于全世界每年耗能量的10 倍；生成的可利用干生物質(zhì)約為1700 億噸，而目前將其作為能源來(lái)利用的僅為13 億噸，約占其總產(chǎn)量的0.76％，生物質(zhì)資源開(kāi)發(fā)利用潛力巨大。據(jù)測(cè)算，我國(guó)擁有的生物質(zhì)能資源為50 億噸左右，是我國(guó)目前總能耗的4 倍左右[5]。生物質(zhì)資源雖然豐富，但由于保存和轉(zhuǎn)化的技術(shù)落后導(dǎo)致生物質(zhì)資源浪費(fèi)嚴(yán)重，如秸稈等農(nóng)業(yè)廢棄物在田間焚燒，林業(yè)產(chǎn)品加工產(chǎn)生的木屑、鋸末等被直接丟棄，食品加工的殼、皮等被當(dāng)作垃圾填埋，這不僅污染了環(huán)境，還造成了生物質(zhì)資源的巨大浪費(fèi) 利用生物質(zhì)制備炭材料，在能源領(lǐng)域利用可以直接作為燃料使用，可以避免生物質(zhì)原料本身能量密度低、體積龐大難于運(yùn)輸?shù)缺锥耍瑫r(shí)相對(duì)于燃煤可以減少硫排放，從而減少對(duì)環(huán)境的污染，但目前制造成本高，只有在特定的場(chǎng)合才使用，目前生物質(zhì)炭在能源方面主要作為高端的燃料電池正極材料。另一方面生物質(zhì)炭本身的多孔性致使它具有巨大的比表面積、發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)以及較好的化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度，在環(huán)保領(lǐng)域?qū)χ亟饘倭己玫奈叫阅埽虼藢?duì)重金屬?gòu)U水處理及土壤恢復(fù)與改良具有巨大的應(yīng)用潛力[8-14]。 由于傳統(tǒng)工藝制造活性炭成本高，因此限制了其應(yīng)用范圍。如何最大限度降低制造成本是科研工作必須努力的方向。 生物質(zhì)炭的制備方法主要分為：熱分解法，微波炭化法，水熱炭化法。熱分解炭化法是目前制備生物質(zhì)炭的主要方法，熱分解制備生物質(zhì)炭是在隔絕空氣條件下生物質(zhì)的高溫裂解成炭，一般需要炭化與活化兩個(gè)過(guò)程且二者可分步或同步進(jìn)行。首先炭化過(guò)程是在300 –1000 0C下使生物質(zhì)中分子鏈中C-O、C-C鍵斷裂成炭，隨著溫度的升高, 生物質(zhì)炭的產(chǎn)量降低, 含碳量逐漸增加。活化的目的是利用氣體或化學(xué)物質(zhì)改變炭化料的內(nèi)部結(jié)構(gòu), 擴(kuò)大孔體積, 增加活性炭的吸附性能。物理活化采用如水蒸氣、空氣、CO2進(jìn)行活化；化學(xué)活化則采用化學(xué)物質(zhì)如NaOH，ZnCl2，KOH, K2CO3等在600~11000C下活化，得到活性生物質(zhì)炭產(chǎn)品。熱分解法的缺點(diǎn)在于反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，反應(yīng)耗能大，傳熱效率低和反應(yīng)原料加熱不均勻等。微波炭化法則是通過(guò)被加熱體內(nèi)部偶極分子的高頻往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使分子間相互碰撞產(chǎn)生大量摩擦熱量，繼而使物料內(nèi)外部同時(shí)快速均勻升溫從而達(dá)到裂解及炭化的目的。微波加熱具有操作簡(jiǎn)單、升溫速率快、反應(yīng)效率高、可選擇性均勻加熱等優(yōu)點(diǎn)。生物質(zhì)通過(guò)微波炭化處理其活性炭得率較高(一般達(dá)到40%左右)且表面積大。但微波炭化的不足在于物料的反應(yīng)溫度不能精確控制，過(guò)量的微波輻射將對(duì)人體健康有損害且工業(yè)化放大過(guò)程比較困難。水熱炭化法是在一定溫度(一般200 ℃)和壓強(qiáng)（下將水熱反應(yīng)釜內(nèi)的生物質(zhì)( 碳水化合物、有機(jī)分子和廢棄生物質(zhì)等) 、催化劑和水進(jìn)行加熱，實(shí)現(xiàn)對(duì)生物質(zhì)炭化的過(guò)程。水熱炭化一般制得的生物質(zhì)表面積小一般500m2/g以下，同時(shí)反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，因此生產(chǎn)成本較高。 總之制備生物質(zhì)炭材料具有豐富的原料來(lái)源，同時(shí)在能源及環(huán)境方面具有廣闊的應(yīng)用前景，尤其在重金屬污染治理及土壤恢復(fù)及改良前景更為廣闊。但目前生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為炭流程長(zhǎng)，分解溫度高，造成生產(chǎn)成本高而致使生物質(zhì)的利用率低。如何更高效、成本更低廉實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)的炭轉(zhuǎn)化，無(wú)論對(duì)于人類能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化及環(huán)境保護(hù)均有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。 本項(xiàng)目提出了一種酸催化裂解炭化生物質(zhì)原料的方法，采用酸催化直接將生物質(zhì)分解及炭化，并在低溫下(2000C左右)加速炭化及活化(6000C以下) 過(guò)程，吸收炭化及活化過(guò)程蒸發(fā)的酸及液態(tài)有機(jī)物，酸進(jìn)行循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)炭材料綠色制備。由此可以制備出生物質(zhì)炭材料比表面在1000m2/g以上，得率達(dá)到50%以上，從而降低生物質(zhì)炭的制造成本，拓寬其應(yīng)用范圍。二．技術(shù)路線酸催化生產(chǎn)技術(shù)路線見(jiàn)下圖，生物質(zhì)粉碎后，采用一定酸浸濕潤(rùn)，干燥后進(jìn)行炭化及活化，控制在4000C下炭化完全冷卻，炭化活化過(guò)程進(jìn)行酸回收并返回使用，炭化完全后冷卻，加粘結(jié)劑壓塊便得到生物質(zhì)炭。  圖1 酸催化制備生物質(zhì)炭工藝流程三．技術(shù)開(kāi)發(fā)內(nèi)容及指標(biāo)技術(shù)開(kāi)發(fā)內(nèi)容生物質(zhì)原料的篩選及酸種類的篩選溫度、時(shí)間工藝參數(shù)的優(yōu)化；粘結(jié)劑的選擇與添加工藝確定日處理1噸中試放大設(shè)備選擇與設(shè)計(jì)；技術(shù)指標(biāo)生物質(zhì)炭得率大于50%；生物質(zhì)炭的碳含量高于80%；生物質(zhì)炭燃燒后的灰分小于5%；生物質(zhì)炭材料比表面在1000m2/g以上。四．經(jīng)濟(jì)效益初步分析生物質(zhì)炭售價(jià)按3000元/噸計(jì)算，原材料及處理成本約1500元/噸；按年生產(chǎn)1萬(wàn)噸計(jì)算，年效益為=（3000-1500）x10000=1500萬(wàn)元。 本項(xiàng)目作為生物質(zhì)炭新工藝相對(duì)于傳統(tǒng)工藝，大幅度提高了生物質(zhì)炭的轉(zhuǎn)化效率及降低了生產(chǎn)成本，因此經(jīng)濟(jì)效益非常顯著，如果作為活性炭使用效益更加顯著。同時(shí)具有很好的推廣前景。

環(huán)境污染和能源短缺已成為當(dāng)今世界面臨的最主要危機(jī)，人們不斷探究治理環(huán)境和開(kāi)發(fā)可再生能源的新方法。于1972年，F(xiàn)ujishima和Honda報(bào)道采用TiO2光電極和鉑電極組成光電化學(xué)體系使水分解為氫氣和氧氣，從而開(kāi)辟了半導(dǎo)體催化這一新的研究領(lǐng)域。近些年，將有機(jī)污染物降解已經(jīng)成為能源環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。該研究對(duì)于治理水污染，保護(hù)水環(huán)境具有重要的科學(xué)意義。 主要通過(guò)化學(xué)方法可控的調(diào)控可見(jiàn)光催化材料納米晶體的尺寸和形貌，合成具有規(guī)則形貌和特定裸露晶面的可見(jiàn)光催化材料（例如納米棒、納米帶、納米片、納米八面體和納米六面體等），并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化能級(jí)能帶結(jié)構(gòu),同時(shí)探究催化劑不同晶面上光生載流子的分離行為、氧化還原能力以及催化活性的選擇性等獨(dú)特性質(zhì)，深入結(jié)合理論模擬計(jì)算，研究不同形貌的催化劑的裸露晶面上光生載流子的行為和表面/界面微觀反應(yīng)機(jī)制。為了深入研究太陽(yáng)能-化學(xué)能轉(zhuǎn)化過(guò)程中的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，構(gòu)筑一種新型的具有特定結(jié)構(gòu)和功能的MnxV2O5+x（x=1、2或3）基可見(jiàn)光催化材料，在不添加任何貴金屬元素的情況下，Mn3V2O8修飾的V2O5/g-C3N4異質(zhì)結(jié)構(gòu)在可見(jiàn)光照射下表現(xiàn)出明顯的光催化活性，比V2O5/g-C3N4異質(zhì)結(jié)構(gòu)高出近3倍。由于V2O5和g-C3N4之間的Z-方案路徑促進(jìn)了載流子的分離，因此具有優(yōu)異的可見(jiàn)光催化活性。

（專利號(hào)：ZL 201510680435.X） 簡(jiǎn)介：本發(fā)明公開(kāi)了一種負(fù)載型Au?Pd/mpg?C3N4納米催化劑催化甲酸脫氫的方法，屬于化學(xué)化工技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明將制備好的負(fù)載型Au?Pd/mpg?C3N4納米催化劑置于反應(yīng)器中，將反應(yīng)器置于油浴中升至一定溫度，接著將甲酸和甲酸鈉混合液加入反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，生成的氫氣采用排水法收集。所述Au?Pd/mpg?C3N4納米催化劑是采用Au、Pd和去離子水按照一定摩爾比配置，將載體mpg?C3N4加入上述溶液中，向混合液中添加還原劑，經(jīng)過(guò)濾、干燥后制得。與傳統(tǒng)的負(fù)載型催化劑不同的是：根據(jù)本發(fā)明，調(diào)節(jié)催化劑中金屬金、鈀的含量及mpg?C3N4含量就可以制得用于甲酸脫氫制氫氣的高活性、高選擇性負(fù)載型Au?Pd/mpg?C3N4納米催化劑。

煤是一種廉價(jià)的、使用量最大的、短期內(nèi)無(wú)法替代的能源。隨著機(jī)械化采煤技術(shù)的普及，煤炭在開(kāi)采過(guò)程中的塊煤率降低，粉煤、末煤率卻高達(dá) 40~60% 以上。粉煤與塊煤的價(jià)格相差甚遠(yuǎn)，如不加以合理利用，會(huì)給煤炭企業(yè)帶來(lái)較大的經(jīng)濟(jì)損失。西安科技大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院周安寧教授帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)針對(duì)這一現(xiàn)狀及粉煤熱解加工利用難題，成功開(kāi)發(fā)了新型粉煤成型技術(shù)及連續(xù)式梯級(jí)熱解 - 活化耦合多聯(lián)產(chǎn)移動(dòng)床（自有專利技術(shù)），在實(shí)現(xiàn)粉煤熱解加工利用的同時(shí)，多聯(lián)產(chǎn)蘭炭（或高附加值的活性炭）和氫氣。相關(guān)的研究成果已申請(qǐng)發(fā)明專利 2 項(xiàng)，發(fā)表論文 10 余篇。目前該成果已進(jìn)入中試開(kāi)發(fā)階段。

亞氨基二乙酸(IDA)是生產(chǎn)除草劑草甘膦的重要中間體。它也被用于生產(chǎn)新型兩性鉻絡(luò)合 品紅染料、漂白活化劑、順鉑類抗癌藥物等。目前生產(chǎn)亞氨基二乙酸主要有化學(xué)合成法和生物 合成法。利用高效、高酶活、穩(wěn)定的產(chǎn)腈水解酶生產(chǎn)亞氨基二乙酸，符合綠色化學(xué)的發(fā)展方 向，有著化學(xué)方法無(wú)可比擬的優(yōu)越性。本項(xiàng)目篩選到一株高效、高酶活、穩(wěn)定的產(chǎn)腈水解酶的 菌株，一步水解得到所需的亞氨基二乙酸。 本項(xiàng)目通過(guò)篩選適合的菌株、對(duì)菌株發(fā)酵優(yōu)化以及整個(gè)催化過(guò)程的優(yōu)化，最后分離純化得 到亞氨基二乙酸。整個(gè)反應(yīng)過(guò)程條件溫和、操作簡(jiǎn)單、無(wú)副產(chǎn)物產(chǎn)生。

"本成果主要依托國(guó)家“863”計(jì)劃（課題名稱：固定源煙氣處理稀土催化材料的應(yīng)用與開(kāi)發(fā)，課題編號(hào)：2015AA03A401），由南京大學(xué)，石河子大學(xué)，新疆天富集團(tuán)有限責(zé)任公司三家單位共同研發(fā)完成。南京大學(xué)董林教授為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。 董林教授團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期以來(lái)致力于稀土基催化劑的制備科學(xué)和表面物理化學(xué)性質(zhì)研究以及有關(guān)大氣分子污染物的吸附、催化消除方面的應(yīng)用技術(shù)探索。基于前期相關(guān)工作積累，成功開(kāi)發(fā)出了低溫稀土鈰基催化劑配方。 經(jīng)石河子大學(xué)的工業(yè)放大及新疆天富南熱電有限公司的側(cè)線運(yùn)行，該配方可以滿足在100 ℃運(yùn)行3000 h以上的壽命及穩(wěn)定性測(cè)試，脫硝效率達(dá)55 %以上，并且通過(guò)了2000 m3/h級(jí)側(cè)線驗(yàn)證（圖1）。 該項(xiàng)技術(shù)的試驗(yàn)成功，填補(bǔ)了我國(guó)在超低溫（100 oC）脫硝領(lǐng)域的空白，為燃煤煙氣高效除塵脫硫脫硝提供了一條新的技術(shù)途徑。 同時(shí)，通過(guò)課題的實(shí)施，還達(dá)到了去除“白煙”的效果，實(shí)現(xiàn)了能源利用和環(huán)境保護(hù)“一體化”，滿足了國(guó)家對(duì)大氣環(huán)境保護(hù)的實(shí)際需要。 隨著燃煤電廠尾端煙氣脫硝工藝的實(shí)施，不僅解決了氮氧化物超低溫催化消除的問(wèn)題，而且符合國(guó)家當(dāng)前“超潔凈”排放的趨勢(shì)，有望在各大電廠及工業(yè)窯爐等推廣使用。 經(jīng)石河子大學(xué)的工業(yè)放大及新疆天富南熱電有限公司的側(cè)線運(yùn)行，該配方可以滿足在100 ℃運(yùn)行3000 h以上的壽命及穩(wěn)定性測(cè)試，脫硝效率達(dá)55 %以上，并且通過(guò)了2000 m3/h級(jí)側(cè)線驗(yàn)證。該項(xiàng)技術(shù)的試驗(yàn)成功，填補(bǔ)了我國(guó)在超低溫（100 oC）脫硝領(lǐng)域的空白，為燃煤煙氣高效除塵脫硫脫硝提供了一條新的技術(shù)途徑。 同時(shí)，通過(guò)課題的實(shí)施，還達(dá)到了去除“白煙”的效果，實(shí)現(xiàn)了能源利用和環(huán)境保護(hù)“一體化”，滿足了國(guó)家對(duì)大氣環(huán)境保護(hù)的實(shí)際需要。 隨著燃煤電廠尾端煙氣脫硝工藝的實(shí)施，不僅解決了氮氧化物超低溫催化消除的問(wèn)題，而且符合國(guó)家當(dāng)前“超潔凈”排放的趨勢(shì)，有望在各大電廠及工業(yè)窯爐等推廣使用。 經(jīng)過(guò)國(guó)家“十五”和“十一五”的多年攻關(guān)，我國(guó)除塵和脫硫技術(shù)已相對(duì)成熟，但是關(guān)于氮氧化物治理方面的研究工作起步較晚，目前仍面臨諸多挑戰(zhàn)，特別是超低溫條件（100-150 oC）下的脫硝技術(shù)。 基于國(guó)家當(dāng)前嚴(yán)峻的大氣環(huán)境污染現(xiàn)狀及燃煤電廠在現(xiàn)有煙氣處理運(yùn)行模式下遇到的種種問(wèn)題，我們創(chuàng)新性地提出了“除塵-脫硫-低溫脫硝”技術(shù)路線（圖2），即在電廠原有設(shè)備的尾端進(jìn)行煙氣脫硝處理。 與傳統(tǒng)脫硝技術(shù)路線相比，本項(xiàng)目的研究成果具有以下顯著特點(diǎn)： 1. 采用了新型工藝路線 傳統(tǒng)燃煤電廠煙氣處理多采用“脫硝-除塵-脫硫”的工藝路線（圖2上）。這一路線能夠很好地利用高溫?zé)煔猓呋瘎勖苤朴诜蹓m的沖刷，通常只能穩(wěn)定運(yùn)行2-3年。 本課題采用“除塵-脫硫-低溫脫硝”的技術(shù)路線（圖2下），即在電廠原有設(shè)備的尾端進(jìn)行煙氣脫硝處理，既可以作為氮氧化物“超潔凈”排放的有效保障，也可以作為脫硝工藝的新技術(shù)路線使用。 同時(shí)，由于煙氣經(jīng)過(guò)前期除塵和脫硫后，干擾組分（粉塵、SO2和堿重金屬等）極大減少，這有利于催化劑長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行。 2. 開(kāi)發(fā)低溫稀土基超低溫脫硝催化劑填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)外研究領(lǐng)域空白 目前，我們開(kāi)發(fā)的超低溫脫硝催化劑經(jīng)2000 m3/h級(jí)煙氣流量側(cè)線試驗(yàn)后，已連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行3000 h以上，脫硝效率保持在55 %以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于目前已有工業(yè)應(yīng)用報(bào)道的脫硝催化劑溫度（如，荷蘭殼牌公司生產(chǎn)的TiO2-V2O5催化劑工作溫度最低，為140 oC），進(jìn)一步拓展了脫硝催化劑的最低工作溫度區(qū)間（圖3）。

"氯乙烯(VCM)主要用于合成聚氯乙烯樹(shù)脂(PVC)。目前我國(guó)氯乙烯生產(chǎn)主要通過(guò)乙炔法生產(chǎn)。然而，乙炔法一直采用劇毒的氯化汞催化劑，嚴(yán)重制約著乙炔法的可持續(xù)發(fā)展。Au催化劑被眾多研究者認(rèn)為是最有可能工業(yè)化的非汞催化劑。本研究制備了一種促進(jìn)型Au基催化劑，結(jié)果表明該催化劑對(duì)Au活性物種的失活、催化劑載體表面的積碳消除作用有明顯的促進(jìn)效應(yīng)。穩(wěn)定性考評(píng)結(jié)果顯示，在工業(yè)條件下，氯乙烯選擇性為100%，預(yù)估壽命超過(guò)3000 h。相關(guān)研究結(jié)果已申請(qǐng)多項(xiàng)中國(guó)專利。 項(xiàng)目已完成實(shí)驗(yàn)室小試和催化劑組成，載體等參數(shù)的優(yōu)化和催化劑放大制備。擬應(yīng)用于全國(guó)層面的氯堿行業(yè)替代劇毒氯化汞催化劑，即煤基乙炔氫氯化合成氯乙烯單體過(guò)程中的關(guān)鍵催化劑，在不改變?cè)幸胰矚渎然I(yè)反應(yīng)條件前體下僅替換現(xiàn)有氯化汞催化劑即可，具有較好的社會(huì)效益。"