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中国科学技术大学研制出二氧化碳电还原高效催化剂
近日，中国科学技术大学高敏锐教授课题组和俞书宏院士团队，设计了系列具有“富集”效应的纳米催化剂，结合流动电解池的合理设计，成功实现了二氧化碳到目标产物的高选择性转化。相关工作在线发表于近期的《德国应用化学》和《美国化学会志》。二氧化碳转化技术不仅能够降低大气中的二氧化碳浓度，同时还可以得到诸多高附加值的碳基燃料。在现有的各种二氧化碳转化技术中，电催化二氧化碳还原技术具有可在常温常压下进行、能够实现人为闭合碳循环等优点，成为一种具有应用前景的方法。当前，通过更高效催化剂的理性设计与可控合成，实现二氧化碳电还原技术走向工业化应用成为研究重点与难点。研究人员使用简单的微波热合成，通过反应参数调节，成功制备了3种具有不同尖端曲率半径的硫化镉纳米结构。模拟表明这种半导体材料尖端曲率半径减小会引起尖端附近的电场强度增大，从而增强钾离子在电极附近的富集。流动电解池测试表明，这种催化剂性能大大优于其他过渡金属硫属化物电催化剂。除了利用纳米多针尖的“近邻效应”实现对目标离子的富集外，研究团队进一步提出利用纳米空腔的“限域效应”来富集反应中间体，实现二氧化碳到多碳燃料的高效率转化。以上研究表明二氧化碳电还原反应中催化剂纳米结构设计对催化性能的重要影响，纳米尺度“富集效应”可有效增强关键中间体的吸附，从而推动反应高效率运行。这种新的设计理念为今后相关电催化剂的设计和高附加值碳基燃料的合成提供了新思路。相关论文信息：https://doi.org/10.1002/ange.201912348https://doi.org/10.1021/jacs.0c01699
中国科学技术大学
2021-04-11
中国石油大学洁净能源与技术团队在选择性催化氧化研究方面取得系列重要进展
在多元醇绿色催化氧化的研究工作中，科研人员提出利用稳定的配位环境和最大的原子利用效率来释放单原子催化剂潜力的思路，该方法不仅可以实现贵金属催化剂的抗浸出失活，同时还能提高羟基酸的选择性。
中国石油大学（华东）
2022-05-31
二氧化碳电还原反应高效催化材料的研究
本研究设计并合成了无定型 Ag-Bi-S-O 修饰的 Bi 0 纳米颗粒，将其应用于二氧化碳电还原反应中 （图 1 ） 。 该研究工作首先通过溶剂热法制备了 AgBiS 2 纳米棒，并将其在空气中煅烧处理，得到了组成为 Ag 0.95 BiS 0.75 O 3.1 的双金属硫氧复合物纳米棒。在进一步电化学还原预处理后，该复合物被转化为无定型 Ag-Bi-S-O 修饰的 Bi 0 纳米颗粒。这种新型二氧化碳电还原催化剂在仅有 450 mV 的过电位下，实现了高达 94.3% 的甲酸法拉第效率和 12.52 m A/ cm 2 的甲酸部分电流密度。通过与 AgBiS 2 、 Bi 硫氧复合物及 Bi 2 S 3 参比样品进行对比，发现在电化学还原预处理过程中，金属硫化物中的 -2 价硫会转化为 H 2 S 并离开电极表面，只有金属硫氧复合物中被氧化为 +6 价的硫能保留在催化剂中。后续实验表明 ，这一部分硫能促进水的解离，而甲酸形成过程中所需的 H + 正是来自于 H 2 O 。因此，甲酸的生成被极大程度地促进。另一方面， Ag-Bi-S-O 修饰 Bi 0 纳米颗粒中的 Ag ，有利于电荷在电极中传递，提高了催化剂的电流密度。在过电位为 450 mV 时，更大的电流密度可以提高阴极附近的局域 pH ，而更大的局域 pH 能进一步提升硫促进水解离的效用，同时抑制氢析出反应的发生。因此，无定型 Ag-Bi-S-O 修饰的 Bi 0 纳米颗粒可以在极低的过电位下将二氧化碳高活性、高选择性地转化为甲酸。
北京大学
2021-04-11
光电催化二氧化碳和水制备乙醇
本专利技术由二氧化碳和水为原料，KHCO3作助剂，催化剂由配体功能化、金属沉积和染料敏化的TiO2-FTO玻璃电极构成的光阴极催化剂和Co-Pi修饰W参杂的BiVO4光阳极催化剂在光电池中模拟植物光合作用制备出高纯度的乙醇水溶液并放出氧气。人工光合成电池的效率可以达到0.3~0.6%，与大田农作物相似。光电池在模拟太阳光或室外太阳光照射下均能实现合成乙醇，将太阳能转化为碳基能源分子。电极催化剂制备简单、成本低廉、污染很小；生产乙醇的过程中无废水、废气和固体废物产生。催化电极的寿命长，可以直接扩大生产。生产环境需要阳光充沛、场地广阔，甘肃的戈壁滩最好。技术已经申请国家发明专利：申请号201510914432.8。
技术特点：生产成本低、原料经济易得、催化剂效率高、阳光为反应的驱动力、生产过程无三废排放。
主要指标：醇含量（>99%）;乙醇>90%
兰州大学
2021-01-12
电磁生物效应与电磁仿生
一、 项目简介电磁生物效应主要研究生物体在电磁场下所产生的与生命现象有关的响应。实验室建立了工频电磁场环境、特高压输电环境等电磁生物效应研究平台，开展了工频强磁场对正常细胞和肿瘤细胞的作用影响、特高压输电对生物体的作用研究，进行动物实验，研究电磁场对生物体细胞和组织器官的影响。实验室开展了人体植入器件无接触能量传输研究，建立了小型无线传能实验系统，实现了系统的微型化，并对系统工作时对人体产生的生物效应进行了研究。二、 项目技术成熟程度电磁仿生属于功能仿生，集电路设计、电磁兼容与防护、电磁生物效应、仿生技术于一身，研究和模拟生物体的结构、功能、行为及其调控机制，为工程技术提供新的设计理念、工作原理和系统构成。实验室开展了基于仿生原理的电磁防护自修复技术的攻关研究。通过研究生物体电磁信息传递及抗扰机理，建立电磁仿生防护模型，探寻从模型到电路设计的领域转换方法，为实现复杂电磁环境下电子系统的仿生防护奠定基础，该研究获得总装备部“十二五”预研项目“XXXXX”资助。三、 技术指标（包括鉴定、知识产权专利、获奖等情况）近年来完成河北省自然科学基金重大项目1项，承担其它省部级项目5项，发表论文数十篇，其中大部分被SCI、EI检索，申请专利2项，已批准1项。四、 高清成果图片3-4张小型无线传能系统实验平台
河北工业大学
2021-04-11
基于仿生原理的打结机构
本发明涉及一种基于仿生原理的打结机构，主要由固定架、打结固定架、绕线装置、打结装置、打结驱动装置、绕线驱动装置和动力传输装置组成。绕线装置和打结装置平行设置，保证动力传输稳定性，通过两者与送绳机构的协调配合，提高打结成功率；动力传输装置采用多路线动力传输机构，通过锥齿轮圆盘与锥齿轮传动、锥齿轮与直齿轮传动、齿条与绕线器直齿轮和打结指直齿轮传动，传动实现动力传输的多路线动力的间歇性、同步传动；打结装置的打结舌与打结指铰接，打结压板控制打结指与打结舌张开与闭合的大小，进而实现捆绳的打结与脱扣作业。该打结机构基于仿生原理，实现对秸秆的整秆打捆作业，大大提高秸秆打捆打结效率，降低农业用工成本。
青岛农业大学
2021-04-11
仿生液体复合膜材料
随着工业生产的加快以及人类生活品质的提高，对多相分离中的分离效率和膜材料的使用寿命都有了更高的要求。本项目旨在研究制备仿生液体复合膜材料。通过仿生多孔膜材料与功能液体的协同物理化学设计，制备的仿生液体复合膜材料突破传统固/液界面设计的限制，应用全新的动态固/液/液界面设计制备液体复合膜材料，可用于污水处理和工业生产中的油/气/水分离，较传统商业膜在抗污节能，力学性能，耐用性和使用寿命等方面有显著提高。
厦门大学
2021-01-12
SCR脱硝尿素催化热解技术
还原剂是SCR烟气脱硝必不可少的重要原料。位于大中城市及其近郊区的电厂（人口稠密区的脱硝设施）因安全性要求较高，均宜选用尿素作为还原剂。通过理论研究、实验室小型实验、中试、工业示范，开发成功SCR脱硝尿素催化热解技术。（1）提出了尿素催化热解反应的合理温度区间；（2）研发出新型尿素热解炉；（3）开发出物料及能量平衡计算软件包。该成果获北京市科技成果二等奖。
东南大学
2021-04-11
SCR脱硝尿素催化热解技术
还原剂是SCR烟气脱硝必不可少的重要原料。位于大中城市及其近郊区的电厂（人口稠密区的脱硝设施）因安全性要求较高，均宜选用尿素作为还原剂。通过理论研究、实验室小型实验、中试、工业示范，开发成功SCR脱硝尿素催化热解技术。（1）提出了尿素催化热解反应的合理温度区间；（2）研发出新型尿素热解炉；（3）开发出物料及能量平衡计算软件包。
东南大学
2021-04-11
固相催化剂的制备技术
固相催化剂包括：固相生物催化剂（即固定化酶） 固相化学催化剂（固体酸、固体碱、固体金属） 通过本课题组研究的专利技术，把企业生产中需要的成本较高的，或者是产生污染的催化剂固定在特殊的载体上，使催化反应完成后实现催化剂的回收再利用。达到即节约成本又减少污染的目的。 项目优势：固定化的催化剂能够回收并重复使用。 技术水平：有专利技术和独特的固定化载体作支撑，使该技术在国内处于领先水平。
南京工业大学
2021-04-13