近日，清华大学化学系王定胜教授、李亚栋院士领导的课题组在甲酸电氧化领域取得突破，相关工作以“负载在氮掺杂碳上的单原子Rh：一种甲酸氧化的电催化剂”（Single-atom Rh/N-doped carbon electrocatalyst for formic acid oxidation）为题在《自然·纳米技术》（Nature Nanotechnology）发表。燃料电池是一种理想的能量来源，它可以以环境友好的方式将化学能转换为电能。氢氧燃料电池作为航空飞船的主要燃料，在上世纪80年代就已经得到了发展，近年来氢氧燃料电池在汽车上的应用也有了突飞猛进的提高。然而氢氧燃料电池需要用体积大且危险的高压氢气作为其燃料，这限制了氢氧燃料电池的发展。而直接甲酸燃料电池(DFAFCs)由于其体积小，毒性小，nafion@膜的穿透率低等优点，被认为是未来便携式电子设备最有前途的电源之一。在之前的研究中，负载型纳米级钯和铂通常被认为是DFAFCs的阳极反应甲酸电氧化（FOR）中最有效的催化剂，并得到了深入的研究。然而，由于FOR催化剂质量活性较低和一氧化碳抗毒性较差， DFAFCs阳极材料的发展达到了一个瓶颈，极大地阻碍了其应用。SA-Rh/CN的合成路径示意图及其表征在本工作中，研究人员使用主-客体合成策略成功地合成负载原子分散Rh的氮掺杂碳催化剂(SA-Rh/CN)，发现尽管Rh纳米颗粒对甲酸氧化活性很低，但是SA-Rh/CN却具有极好的电催化性能。与最先进的催化剂Pd/C和Pt/C相比，SA-Rh/CN的质量活性分别提高了28倍和67倍。有趣的是，在CO剥离实验中，我们发现虽然纳米级Rh催化剂对CO毒性十分敏感，但是SA-Rh/CN很难吸附CO并且可以在很低的电压下氧化CO，这说明SA-Rh/CN对CO毒化几乎免疫。经过长期反应的测试后，SA-Rh/CN中的Rh原子具有抗烧结的能力，并因此在30000s的CA测试或者20000圈ADT测试后活性几乎没有改变。在组装电池的实验中，SA-Rh/CN的质量比能量密度在不同温度下分别是商业钯碳催化剂的8.8倍（30oC），14.8倍（60oC）和14.1倍（80oC）,这也说明了SA-Rh/CN在DFAFCs的应用中具有很高的潜力。最后，研究者用密度泛函理论（DFT）计算了Rh单原子甲酸氧化的机理。研究者发现在SA-Rh/CN上，甲酸根路线更为有利。和Rh纳米颗粒具有较低的CO吸附能垒不一样，SA-Rh/CN上的Rh单原子吸附CO能垒较高，以及与CO的相对不利的结合，使SA-Rh/CN具有极高的CO抗毒性。这一发现将传统的甲酸电氧化催化剂的质量比活性提高了一个数量级，并且很好地解决了传统纳米催化剂的CO毒化问题。该发现有助于在燃料电池领域取得突破，并有望应用于便携式电子设备上。本论文的通讯作者是王定胜教授、李亚栋院士，清华大学博士后熊禹是本文的第一作者。本研究受到国家自然科学基金委和科技部的经费资助。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41565-020-0665-x

微弧氧化(Micro-arc oxidation，MAO)技术是通过电解液与相应电参数的组合，在铝、镁、钛及其合金表面依靠弧光放电产生的瞬时高温高压作用，原位生长出以基体金属氧化物为主的陶瓷膜层。 微弧氧化工艺克服了硬质阳极氧化的缺陷，极大地提高了膜层的综合性能。微弧氧化膜层与基体结合牢固，结构致密，韧性高，具有良好的耐磨、耐腐蚀、耐高温冲击和电绝缘等特性。该技术具有操作简单和易于实现膜层功能调节的特点，而且工艺不复杂，无废水废气排放，不造成环境污染，是一项全新的绿色环保型材料表面处

氧化镓衬底晶片● 大功率高能半导体器件：电磁轨道炮、舰载电磁弹射系统等● 日盲探测类：大火监测、雷达预警、近地空间通讯器件等● 高功率LED器件：高亮度、超大功率、科研考察探测设备等● 特高压输电、城市轨道及交通功率器件

本发明涉及一种在泡沫炭材料表面原位合成Si3N4涂层的方法，属于新材料技术领域。其主要特点在于利用泡沫炭多孔结构及Si3N4纳米纤维复合体对自来水中颗粒及污染物的过滤和吸附功能实现软净水一体化功能。

本发明公开了一种利用餐厨垃圾制备生物炭的方法，将餐厨垃圾晾晒至含水率降到10%以下后粉碎的颗粒投入碳化炉内，通入氮气加热，以2-10℃/min升温至200～300℃恒温30～60min；以5～20℃/min升温至350～500℃恒温1～4h；然后在缺氧条件下降温至80℃出料；粉碎后过100目筛获得生物炭。本发明操作简单，制备出的生物炭比表面积大，应用于农田可改良土壤的性质，提高土壤肥力，节约农业生产成本，修复受污染土壤；减少了餐厨垃圾对环境的污染，为餐厨垃圾处置提供一条新的途径，引领餐厨垃圾产业向低碳、可持续健康发展，具有广阔的推广应用前景。

兰炭也称半焦碳，是由低变质煤在隔绝空气的情况下加热获得的固体产品。在兰炭生产过程中，小于3 mm的兰炭粉末约占总质量的10%，这部分兰炭粉(半焦)是用廉价的末煤干馏而成，成本较块煤降低近20%。因其粒度小，不符合生产工艺要求，只能被当作低级燃料廉价处理或被弃置于河道或地头。这不仅造成大量能源浪费，限制兰炭的经济效益，而且对环境造成严重污染。 利用兰炭末制备新材料是有意义的事情，将其改性制备成高性能的锂电池，不仅可以大幅提升兰炭的经济效益，减少废料堆环境的污染，也将降低锂离子电池的成本。目前研究表明：对兰炭末进行高温石墨化处理，性能可以达到锂离子电池负极的性能指标。放电容量达到了300mAh/g以上。循环寿命，循环300次后，容量没有衰减。该项目对环境保护和资源利用有较大的益处，与现有锂电池负极材料相比，有一定的成本优势。

项目简介 双甘膦是农药草甘膦的中间体，草甘膦是一种高效、低毒、光谱、安全的除草剂， 具有良好的内吸、传导性能，是目前除草剂产量最大的品种。双甘膦产生的废水不仅量 大且污染负荷高，很难处理。根据本项目利用铁炭微电解方法处理双甘膦生产产生废水， 不仅成本低、以废治废，已开发成套处理装备，处理效果显著，相类似的化工废水处理 可采取类似工艺和装备。 产品性能、指标 采用铁炭微电解为主要工艺处理双甘膦

传统的无卤膨胀型阻燃剂 (IFR) 是由酸源聚磷酸铵 (APP) 、炭源季戊四醇 (PER) 和气源三聚氰胺 (MA) 所组成，季戊四醇虽然具有较好的成炭性，但由于其分子量低，与材料相容性差、热稳定性和耐水性差，在与树脂的高温复合加工过程以及所制备的阻燃材料在潮湿环境中使用受到很大的限制。 该成炭剂TT4与聚磷酸铵APP按TT4 : APP=1 : 2的配比，在聚合物中IFR重量配比30%时，阻燃氧指数达到35以上，同时达到UL-94 V0级别，无溶滴现象，比传统的三嗪类成炭剂的综合成炭效率高，可广泛应用于聚烯烃、聚苯乙烯类树脂 (ABS和HIPS等) 、PBT、PET、尼龙、环氧树脂、不饱和树脂、聚氨酯、聚碳酸酯、丙烯酸树脂、弹性体等多种场合。该成炭剂具有THEIC的超支化结构，具有优异的成炭能力，可以形成致密的炭层厚度和坚韧的炭层强度，与聚磷酸铵等P-N系无卤阻燃剂配合，具有十分理想的协同效应，赋予材料卓越的阻燃性能，是十分理想的。 目前市场上三嗪类成炭剂均采用三聚氯氰为起始反应物，涉及溶剂后处理和氯化氢尾气处理问题，对环境有一定的污染且生产成本高。本项目以THEIC为主要原料，通过固相熔融反应，反应过程中无溶剂，产品质量稳定。

成果描述：本课题瞄准无铬鞣革的世界难题，抓住无铬多金属配合物的稳定性、反应活性以及分子结构调控等关键基础科学问题，综合运用原子力显微镜、激光光散射、核磁共振等一系列现代检测手段和方法，研究无铬多金属配合物组成、结构及其鞣革性能。通过计算机分子模拟，获得I型胶原、无铬多金属配合物的分子结构模型以及二者之间的反应模型，进而确定若干无铬多金属配合物的目标分子结构。在此基础上，阐明无铬多金属配合物的组成、结构与其稳定性、反应活性之间的关系，合成制备出符合生态鞣剂要求的系列无铬多金属配合物，优化得到最佳合成制备方法；建立无铬多金属配合物的分子调控的基本方法，提出并验证无铬多金属配合物分子调控的“双模式假说”；优化得到无铬多金属配合物鞣革的最佳工艺方法，揭示出无铬多金属配合物鞣革的一般规律。本课题研究对于进一步完善和丰富无铬多金属配合物鞣制化学理论具有重大意义，对于推动无铬鞣革具有广阔的应用前景。市场前景分析：锆-铝-钛配合鞣剂主要用于制革生产的主鞣、复鞣工段，通过使用该无铬鞣剂，解决目前制革行业的铬污染问题。现今由于环保力度的日益加大，对制革企业的铬排放作出了严格限定，这使制革行业发展面临困境。为此，只有发展清洁化的无铬/少铬鞣制技术才是解决目前制革行业发展困境的关键。 单一无铬金属鞣剂用于制革生产，其所鞣革无法人们需求。目前研究较为广泛的为多金属配合物鞣剂，通过多种金属所形成的多核异核配合物进行鞣制，利用金属间的协同作用，发挥各自的鞣革优势，使所鞣革性能满足人们需要。 首先，无铬鞣技术的发展解决了制革行业铬污染问题，有利于制革生产实现清洁化，符合国家发展需要；其次，利用锆-铝-钛配合鞣剂进行制革生产，所产生的废水、废物不含铬，易于处理，同时一些边角废料也可再次利用，提高了资源利用率；最后，锆-铝-钛配合鞣剂经济效益突出，不仅可降低企业的生产成本，同时也可提升成革的价值，使企业获利。与同类成果相比的优势分析：锆-铝-钛配合鞣剂目前售价为2万元/吨，虽然要高于目前市售的铬鞣剂，但使用该鞣剂进行制革生产所产生的废水、废物不含铬、利于处理，其治污成本仅为常规铬鞣体系的15%，生产单位面积成革的综合成本降低23%，可为企业带来巨大的经济效益。 国内领先。