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燃料电池催化剂
质子交换膜燃料电池(PEMFC)具有能量转换效率高和环境友好等优点， 是电动汽车的理想动力源。但燃料电池电动汽车(FCV)的商业化，必须解决基 于碳载钳(Pt/C)催化剂FCV的高成本问题。
自2009年美国科学家在Science杂志报道氮参杂碳纳米管(NC)具有潜在 的氧还原(0RR)催化活性以来，化学家与材料科学家一直在探寻如何进一步 提高NC材料的0RR催化活性的方法，以代替目前燃料电池发动机中的Pt/C催化剂。因此，我们的研究团队基于氮参杂石墨烯(NG)材料，在国际上首次通过 “NG分子结构一NG电导率一0RR催化活性”的关联，找到了该科学难题的突破 点.我们在分子结构模拟的基础上，认识到三种氮参杂NG材料中，既唳型和既 咯型具有二维平面结构，使NG保持了石墨烯原有的平面共辗大兀键结构，具 有良好的导电性，因而具有优异的0RR催化活性；而丁基型NG为三维空间不 平整结构，破坏了石墨烯原有的二维平面共巍大e键结构，导电性差，因而0RR 催化活性低。因此，有效的氮参杂应以唬唳型和唬咯型为主，尽可能减少甚至 杜绝丁基型NG的形成。我们利用层状材料(LM)的层间限域效应，通过调制LM 层间距，在LM层间插入苯胺单体，层间聚合，然后热解的方法，获得平面氮参杂 达90%以上的NG材料。其催化0RR的半波电位仅比Pt/C催化剂落后60mV,是传 统方法下获得的NG材料0RR催化活性的54倍，以该材料为正极催化剂的质子 交换膜燃料电池的输出功率达580mW/cm ,与Pt/C催化剂的0RR活性处于同一 个数量级，为世界领先水平。我们开发的此类新型NG材料已经具备了在燃料 电池发动机中完全替代Pt/C催化剂的可能性。LM层间近乎封闭的扁平反应空间 不仅克服了传统开放体系下合成的NG以丁基型为主，导电性差，活性低的弊病， 而且也克服了开放体系下因掺N效率低而导致合成NG成本高的问题。该研究成 果意味着，长期困扰燃料电池实用化的高成本问题将不再是瓶颈问题。
重庆大学
2021-04-11
专家报告荟萃② | 杨俊辉：“三浸三制三化”创新人才自主培养 高质量服务国家战略腹地建设
加强国家战略腹地建设，是以习近平同志为核心的党中央统筹国内国际两个大局、统筹发展与安全两件大事作出的重要部署。
中国高等教育博览会
2024-12-04
催化苯乙烯环氧化制备环氧苯乙烷的新型催化剂
环氧苯乙烷作为一种重要的化工中间体被广泛应用于化工与医 药生产等众多领域，传统的制备方法——卤醇法在生产过程中环境污 染严重、对原料的利用率不高，导致生产成本居高不下。随着整个社 会环保意识的不断增强，绿色化学日益受到重视。在催化苯乙烯环氧 化反应的研究过程中，开发高效、低污染、低能耗、环境友好的催化 剂一直是研究的主要方向。虽然在许多研究人员的不懈努力下，催化 剂的研究取得了可喜的进展，但是现有的催化剂还存在着一些缺陷， 新型高效催化剂的研发仍然是当前研究的热点之一。我们发现将普鲁 士蓝类配合物用
兰州大学
2021-04-14
非均相催化调节器的超分子纳米管及其催化性能
通过刚柔V形三嵌段超分子的层层组装，制备了一种三明治结构的大小均一的介孔管。其中，三明治结构对钯离子具有稳定的配位能力，可作为超分子钯催化剂。实验结果表明，新型超分子催化剂在短时间、室温、有氧条件下对卤代苯的C-C偶联反应具有超强的反应活性，其转化率接近100%。相对于一般的非均相催化载体，此超分子催化剂具有实时调控反应进程的功能，并利用超分子组装及解组装的方法明显提高了金属催化剂的重复利用率。借助超分子催化剂的调控性和反应匹配性，对多个反应位点引起的聚合，成功实现了单向催化。
中山大学
2021-04-13
一种用于催化多元醇转化的复合催化剂的制备方法
本发明公开了一种用于催化多元醇转化的复合催化剂的制备方法，具体为：将泡沫金属浸渍于待负载的第二金属的盐溶液中，使用辉光放电等离子体还原法、置换法或电沉积法将第二金属组分负载到泡沫金属上；对反应后的产物清洗、干燥得到复合催化剂。本发明方法能够在泡沫金属表面构建高效的催化活性界面，并基于两种金属成分的协同作用，实现在常温、常压的反应条件下，快速将多元醇转化为高附加值的产物，并显著提高多元醇(甘油、葡萄糖)向目标产物(如1,3‑丙二醇、葡萄糖酸)的转化率与选择性。
南京工业大学
2021-01-12
固体催化剂非均相催化合成生物柴油（脂肪酸甲酯）
目前生物柴油的制备方法一般是通过酯交换反应生产。酯交换法主要有酸催化酯交换、碱催化酯交换、酶法催化酯交换、多相催化酯交换、均相体系催化酯交换和超临界酯交换。传统的化学法通常采用强酸（硫酸）或强碱（KOH 和 NaOH）作催化剂，是均相催化反应过程，反应条件相对温和，反应速率快，但这些催化剂具有强腐蚀性，反应结束后需对它们进行中和和分离等后续处理，工艺流程长，生产成本增加，还存在废水和废渣排放等环境污染问题，因此采用非均相催化技术制备生物柴油势在必行。
江南大学
2021-04-13
硫磺分解磷石膏制硫酸技术及产业化示范
成果描述：针对我国磷石膏年处理量不足，且以生产低档建材产品为产业链主体的利用现状，建立大量化处理、低成本生产的磷石膏制酸技术体系是磷化工行业的迫切需求。该成果从解决现有磷石膏制酸技术的问题（分解温度高、能耗高、烟气SO2浓度低、对磷石膏质量要求高）入手，立足自主创新和集成创新，从关键技术研究、关键设备开发与产业化示范三个层次来设立研发任务和研究内容，形成的主要成果包括：1 节能化煅烧beta半水石膏技术研究；2 硫磺低温分解磷石膏制高浓SO2技术及关键设备研究；3 氧化钙残渣制备饲料级磷酸氢钙的高值化利用技术；4 万吨级硫磺分解磷石膏制酸装置，全流程的“三废”达标排放，硫酸生产成本小于硫磺制酸生产成本。市场前景分析：应用领域：磷石膏集中排放地、需要大量利用硫酸的企业，如云南云天化集团等，同时也可扩展到其它石膏品种，如氟石膏等。 市场需求分析：以硫磺代替焦炭分解磷石膏，制酸过程实现节能减排，为磷石膏制酸的新技术，此项技术填补了石膏制酸国际国内空白。该技术磷石膏原料适用面广，操作性强，为各大磷化工企业解决磷石膏问题所急需，不仅实现企业硫循环，同时拓展钙的高值化利用，经济成本较低使其具有广阔的市场前景，同时为国家鼓励的循环经济工程。该技术规模化装置成功后可望使该技术在全国得到推广，最终解决磷石膏污染的世界性难题。与同类成果相比的优势分析：硫磺分解磷石膏制硫酸装置，半水石膏煅烧成本≤35kg标煤/吨，磷石膏中硫脱除率≥95%，分解温度≤1100℃，气相SO2浓度≥10%，脱硫钙渣可直接代替石灰用于饲料级磷酸氢钙生产。全流程的“三废”达标排放，硫酸生产成本小于硫磺制酸成本（按硫磺1500元/吨计，则本技术生产成本应≤500元/吨）。 国际先进
四川大学
2021-04-11
生物质移动式热解制油技术与装备
针对生物质体积密度低、热值低，高值化利用中原料收集和运输成本高的问题，开发了双螺旋移动式热解制油装置系统，将生物质就地转化为高能量密度、易于运输的生物油。该系统包括快速热解、燃烧供能、骤冷和智能化控制等单元，采用自主设计的双螺旋内混热解反应器，利用热解气燃烧供能，通过分段式加热进行反应强化和能量品质优化匹配，实现装置的小型化和紧凑化和移动化。设计的紧凑式装置系统在相同处理量下，体积只有传统设备的1/5，生物油产率高达50%，具有可观的经济效益。制备的生物油品质较好，通过简单提质后可与汽柴油混合使用，有望实现生物质“分散式制油-集中化炼制”模式。
东南大学
2021-04-11
高温煤焦油馏分加氢制清洁燃料油技术
成果与项目的背景及主要用途： 高温煤焦油是煤焦化过程中得到的一种黑色或黑褐色粘稠状液体，其组分非 常复杂，估计上万种，已被鉴定五百多种，并且高温煤焦油是很多稠环化合物和 含氧、氮及硫的杂环化合物的重要来源。目前，煤焦油很大一部分作为燃料油直 接燃烧，这样既是对资源的极大浪费，又会造成环境的污染。 高温煤焦油馏分较宽，同时加氢需要按最苛刻的反应条件设计，而按馏分加 氢可根据原料中各馏分含量设计反应条件，这样既降低设备的及节省催化剂投资， 又能降低过程的能耗。 各馏分经过加工可得到萘、α-甲基萘、β-甲基萘、喹啉、异喹啉、吲哚、联 苯、苊、芴、蒽、咔唑、芘等多种产品，这些产品都是重要原料，用途广泛。 技术原理与流程简介： （1）化学品提取：综合精馏、结晶、萃取等分离方法可得到符合下游厂家 要求的萘、α-甲基萘、β-甲基萘、喹啉、异喹啉、吲哚、联苯、苊、芴、蒽、咔 唑、芘等多种产品； （2）剩余馏分加氢精制制备清洁燃料：提取化学品后剩余煤焦油的利用价 值较低，可通过加氢精制过程，进行芳烃饱和、脱硫、脱氮，得到产品硫氮含量 符合国家标准的清洁燃料； （3）通过利用加氢过程的放热，优化工艺过程，实现能量的合理利用。 技术水平及专利与获奖情况： 在煤焦油加工方面，天津大学具有工业萘加工，洗油加工，蒽油加工的工业 化经验，在此基础上开发的高温煤焦油馏分加氢制清洁燃料油技术处于国内领先 30天津大学科技成果选编 水平，该技术成套工艺包的开发正在进行之中。 应用前景分析以及效益预测： 根据当前国家产业政策，发展新型煤化工生产洁净能源和可替代石油化工产 品必将成为国内未来发展的主流方向。煤焦油宽馏分油中含有多种高附加值的化 工产品，在加氢之前首先加工提取这些化工产品，再对剩余的油品进行加氢，既 不影响加氢原料油的质量，又能进一步提高焦油加工的效益。 应用领域：高温煤焦油深加工领域 技术转化条件（包括：原料、设备、厂房面积的要求及投资规模）： 有稳定的煤焦油来源；廉价的氢气来源； 合作方式及条件：双方共同协商
天津大学
2021-04-11
湿法磷酸净化制工业级和食品级磷酸技术
成果描述：该技术利用湿法磷酸经初步脱除硫酸根、氟硅酸及有机色素后，再用钙盐进一步除去硫酸根，经固液分离后，用水不溶性萃取剂萃取磷酸，经洗涤、深脱硫后，用软水反萃有机相得到净化稀磷酸，稀磷酸再经浓缩得到工业级85 %磷酸，工业级磷酸再经后处理得到食品级85 %磷酸，食品级磷酸再经深度净化可制得电子级磷酸。市场前景分析：工业磷酸可直接用作铝材抛光剂、钢铁防锈剂、磷化剂、金属清洗剂、有机合成催化剂、精密电镀等；食品级磷酸可当作酸性饮料的酸味剂，应用于蔗糖精制；试剂级磷酸作化学试剂及电子行业用；药品级磷酸用于医药品制造；多聚磷酸用于制造聚磷酸盐、有机合成原料、金属表面处理剂，也用作分析试剂。 近五年来，随着我国食品级磷酸装置产能的释放，目前生产能力约250 万吨，生产厂家50 家左右。近几年来，我国已成为国际市场上食品级磷酸净出口国，2008 年以来，每年出口量在47 ～52 万吨。2012 年我国食品级磷酸产量约为105 万吨。预计国内食品级磷酸消费市场需求将以12 %的速度增长。国外食品工业相对成熟，对食品级磷酸的需求将维持在50 万吨左右，预计到2017 年，全国食品级磷酸产量将达到152 万吨，磷酸生产量增长率在5 %左右。与同类成果相比的优势分析：符合工业级磷酸企业标准( Q/HF21- 2004)、热法工业级磷酸国家标准( GB/T2091-1992)、食品级磷酸企业标准( Q/HF22- 2004)、热法食品级磷酸国家标准( GB3149- 1992)。产品利润在1000-1500元/吨P2O5。国际先进。
四川大学
2021-04-10