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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

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?，同時(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。

本發(fā)明涉及一種催化分解磷石膏的方法。其技術(shù)方案是：按磷石膏和炭化稻殼的質(zhì)量比為(20——1)︰1，將磷石膏和炭化稻殼混合均勻，制得混合料。再將所述的混合料放入管式爐中，在600——900℃條件下進(jìn)行催化分解反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為60——180min，反應(yīng)得到的二氧化硫氣體直接制硫酸，反應(yīng)得到的固體產(chǎn)物為活性石灰、或?yàn)楣杷徕}、或?yàn)榛钚允液凸杷徕}。其中：所述磷石膏的粒度為0.175——0.043mm，磷石膏的CaSO4為70——95wt%；所述炭化稻殼的粒度為0.175——0.043mm，炭化稻殼中：C為10——80wt%，SiO2為19——89wt%。本發(fā)明不僅能有效降低反應(yīng)溫度、加快反應(yīng)速度、減少能耗和降低生產(chǎn)成本，且能實(shí)現(xiàn)對(duì)固體產(chǎn)物成分的精確控制。 （注：本項(xiàng)目發(fā)布于2014年）

全球每年廢石油加氫催化劑的產(chǎn)量約 15~17 萬(wàn)噸，其中富含鉬、鎢、鈷、鎳、釩等戰(zhàn)略金屬。本團(tuán)隊(duì)研發(fā)了廢催化劑中油的高效脫除與回收技術(shù)，實(shí)現(xiàn)廢催化劑中高含量油的資源化利用。開(kāi)發(fā)廢催化劑火法還原熔煉富集金屬-多金屬锍濕法提取技術(shù)，突破廢催化劑組分復(fù)雜、有價(jià)金屬難以提取的難題。基于元素的地球化學(xué)成礦原理，開(kāi)發(fā)催化劑浸出液中鎢、鉬、釩的高效分離技術(shù)。通過(guò)上述技術(shù)的耦合，形成廢石油加氫催化劑資源化利用技術(shù)集成。 通過(guò)本技術(shù)，廢加氫催化劑中油的脫除率大于 80%，并以有機(jī)油和可燃性氣體形式回收。催化劑中 Ni、Co、Mo、W、V 總回收率大于 90%，其中，鎳以硫酸鎳產(chǎn)出、鈷以硫酸鈷產(chǎn)出、釩以釩酸銨產(chǎn)出、鎢鉬以混合鹽產(chǎn)出。所產(chǎn)生的廢渣達(dá)到無(wú)害化標(biāo)準(zhǔn)，煙氣經(jīng)處理后可達(dá)標(biāo)排放。

隨著我國(guó)汽車工業(yè)的快速發(fā)展，汽車產(chǎn)量和保有量迅速增加，汽車尾氣排放給城市空氣造成的污染日益嚴(yán)重?？刂破囄矚馕廴镜淖钣行緩绞墙档蛦诬嚺欧帕?，安裝汽車尾氣凈化催化劑是目前最有效的方法之一，其關(guān)鍵是高效汽車尾氣凈化催化劑的開(kāi)發(fā)。根據(jù)汽車工業(yè)和燃油品質(zhì)的發(fā)展趨勢(shì)，我們對(duì)汽車尾氣凈化的關(guān)鍵催化反應(yīng)、凈化催化劑的組成、稀土與（非）貴金屬組分的相互作用等方面開(kāi)展了廣泛的應(yīng)用基礎(chǔ)研究，采用氧化共沉淀法、尿素水熱法、反相微乳液法等制備了高穩(wěn)定性與高儲(chǔ)放氧性能的稀土基儲(chǔ)氧材料；采用纖維素模板法和反相微乳液法等制備了大表面積和高熱穩(wěn)定性的氧化鋁基復(fù)合氧化物；為了降低凈化催化劑的成本，充分結(jié)合我國(guó)豐富的稀土資源，開(kāi)展了"稀土－非貴金屬－微量貴金屬"的催化劑設(shè)計(jì)方案，使催化劑的成本明顯下降；發(fā)展了整體式催化劑的制備方法，形成了一次涂覆可制備出均質(zhì)、穩(wěn)定的整體式催化劑的專有技術(shù)；解決了從實(shí)驗(yàn)室研究到工業(yè)化生產(chǎn)的工程化問(wèn)題，在多家企業(yè)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。使用本技術(shù)生產(chǎn)的汽車尾氣三效催化凈化器后，汽車尾氣的排放可達(dá)到歐－Ⅳ排放標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)核心技術(shù)在工業(yè)源有毒有害污染物的催化凈化和天然氣催化燃燒中得到了廣泛應(yīng)用，取得了很好的應(yīng)用效果。 本項(xiàng)目申請(qǐng)了10項(xiàng)中國(guó)發(fā)明專利（已授權(quán)6項(xiàng)）和2項(xiàng)國(guó)際發(fā)明專利，2005年獲第七屆上海國(guó)際工業(yè)博覽會(huì)創(chuàng)新獎(jiǎng)，2006年獲上海市技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)，2009年獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

開(kāi)發(fā)了一種新型層狀復(fù)合型加氫脫硫催化劑。將活性離子通過(guò)靜電相互作用均勻地分散到有機(jī)改性的層狀粘土材料的層狀結(jié)構(gòu)中，通過(guò)吸附、浸漬、干燥、擠出成型，再經(jīng)焙燒、硫化處理制備得到鎳鉬鎢復(fù)合硫化物納米顆粒均勻分散地在粘土的層狀結(jié)構(gòu)中，形成層狀復(fù)合型加氫脫硫催化劑。該新型、高效的加氫脫硫催化劑，脫硫效率高達(dá)99%以上，同時(shí)具有很好的催化穩(wěn)定性，特別適用于石油產(chǎn)品中硫的脫除。

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。

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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。