一、项目进展 创意计划阶段 二、负责人及成员 姓名 学院/所学专业 入学/毕业时间 学号 冯畴境 化学化工学院环境工程 2019-2023 201931043101 李暄 化学化工学院环境工程 2019-2023 201931043116 罗雨欣 化学化工学院环境工程 2019-2023 201931043111 黄品杰 化学化工学院环境工程 2019-2023 201931043110 张一丹 化学化工学院环境工程 2019-2023 201931043105 三、指导教师 姓名 学院/所学专业 职务/职称 研究方向 周家斌 化学化工学院 教授 环境材料与污染控制 刘丹 化学化工学院 讲师 环境材料与污染控制 四、项目简介 工业生产当中产生大量的有机废水需要净化处理，对此问题，本课题准备采用光催化耦合基于硫酸根自由基的快速降解水中有机污染物。制备出磁性好、易回收且具有良好催化性能的Z型CuFe2O4/MnO2复合材料来活化PMS。PMS在复合催化材料表面会迅速反应生成硫酸根和羟基的自由基，同时在光照下实现电子空穴的有效分离。通过光催化和高级氧化产生的强氧化性的活性物种会争夺有机物的最外层电子来实现对有机废水的高效降解。 因为CuFe2O4具有磁性好、易回收、可重复使用、低毒、化学性质稳定、可见光催化活性等优点，可减少二次污染，且能够高效的活化PMS，此外，PMS可作为电子受体快速转移和消耗光生电子，实现电子和空穴的有效分离，提高其光催化活性。同时，通过掺杂MnO2颗粒进一步提高CuFe2O4催化剂比表面积，在反应体系中能够进一步活化PMS产生氧化自由基，从而有效地降解有机物。

针对高浓度难降解废液处理的难点问题，开发了绿色、高效、降解彻底的紫外催化湿式氧化工艺。现阶段，该技术已应用于高浓度危险有机废液、垃圾渗滤液、油墨废水、电镀废水、印染废水等有机废水的处理。

本发明涉及氧还原催化剂的制备方法，旨在提供一种含硫、氮和过渡金属元素大孔碳氧化原催化剂的制备方法。该方法是：将硫脲溶液加入葡萄糖溶液，于水浴中滴加盐酸，反应得到葡萄糖硫脲预聚体溶液；将含过渡金属盐和纳米CaCO3粉末的悬浊液加入其中，加热反应后喷雾干燥，得到催化剂前驱体；然后升温进行深度聚合、碳化；冷却球磨，再使用盐酸去除模板，漂洗后干燥，得到产品。本发明将过渡金属元素在多孔材料形成前加入，能够形成更多的催化中心，是催化中心的分布更加均匀。得到的催化剂比表面积大，导电性好，具有极高的催化活性，特别适用于大电流工作状况。合成的非贵金属催化剂可用于多种燃料电池，也可作为空气电池的阴极催化剂，成本低廉。

成果简介：  本团队经过近十年的研发，突破多项关键技术，开发出具有自主知识产权的绿色、高效、廉价稀土基催化剂，可以替代贵金属催化剂（国内外），大幅度降低生产成本，总体上达到国际先进水平，具有极强的市场竞争力，也符合“中国制造2025”稀土资源高端产业战略布局。 构建了稀土（Ce，L

氧化锆纤维成果转化 本项目涉及从原料的合成、纤维及其制品的制备以及相关设备等系列专利群，具有独立自主知识产权，该发明专利群不仅在技术上处于国际领先水平，还可转化为生产力，形成具有高附加值的产品，产生经济价值和社会效益。本项目在国内外没有先例可借鉴，从工艺到设备大都是自主研发设计，投入的人力、物力和时间非常大。已在山东德艾普节能材料有限公司实施转化。 由于氧化锆纤维具有极低的高温导热系数和耐温性，决定了氧化锆纤维及其制品在超高温隔热领域具有及其广泛的应用市场前景。主要应用包括高温电炉、退火炉、单晶炉、中高频感应炉以及气氛炉等的高温面的隔热。1600度以上的保温，每年具有几千吨的市场需求，可产生上百亿的经济价值。 《氧化铝特种陶瓷材料及相关应用》成果转化 该专利技术成果主要涉及的是氧化铝微晶陶瓷磨料(S-G磨料)和氧化铝基陶瓷纤维的“溶胶-凝胶”法制备及其相关应用等，已在山东东珩胶体材料有限公司实施转化。 氧化铝特种陶瓷材料及相关应用市场需求大，技术转化条件成熟，具有良好的转化前景。微晶陶瓷磨料(S-G磨料)和氧化铝纤维在国际上已经得到普遍的应用和推广，尤其是在军事材料、航空航天材料。目前国内还是空白，但是以美日为首的西方发达国家对我国进行技术封锁、材料禁止买卖，限制我国先进制造业、航空、航天等方面的发展，陈代荣教授团队研究的氧化铝特种陶瓷材料将会填补国内空白，打破美日等国对我国的技术封锁，实现氧化铝陶瓷材料在军事、航空、航天、人民生活用品等方面的广泛应用。 碳纤维复合芯架空导线 碳纤维复合芯导线是一种新型节能型增容导线，具有质轻，高强、耐腐、抗疲劳、弧垂变化小、安全节能等优点，同时可以实现倍容输电，并具有自融冰功能，可以减少输电回路，提高架线土地利用率，降低线路改造成本，是原有钢芯铝绞线的最佳替代品。适用于高地质灾害、大跨越、城网改造升级、沿海等高腐蚀区域以及超高压和特高压输电，有助于构造安全、环保、高效节约型输电网络。 本产品以高性能碳纤维及山东大学自主研发的耐高温特种树脂为原料，具有独特的防劈裂结构设计，以先进的自动化拉挤机组为硬件保障，产品性能指标达到国际领先水平，六家合作企业挂网业绩已达3万公里。曾获国家能源科技进步一等奖，山东省科技进步一等奖等奖项。 碳纤维系列成果还有碳纤维复合材料抽油杆、单兵防护、碳纤维复合材料高压气瓶、碳纤维复合材料三维编织体等，成熟度基本都可以量产。

本发明公开了一种吸附-光催化一体化二氧化钛的制备方法，以十二烷基-2-吡啶-甲胺为模板剂，在乙醇-水体系条件下水热反应，用乙醇-盐酸溶液萃取模板剂得到中间体，最后采用水钝化方法处理得到吸附-光催化一体化二氧化钛。本发明采用水钝化的方法制备的材料在高风速（较短接触时间）条件下的吸附、催化和抗湿性能相比现有材料具有显著优势，在室内空气污染治理领域具有广泛的应用前景。

PET (聚对苯二甲酸乙二醇酯) 是通用高分子树脂之一。对废弃的PET塑料进行降解或回收 循环使用是PET产业中不可缺少的环节，是塑料资源实现可持续发展中的关键之一。PET的回 收方法主要分为物理回收、化学回收、物理-化学回收三种。目前PET化学回收工业化主要的 两种方法分别是水解和醇解，在酸催化作用下酯键的水解，酸直接影响着反应进行的转化率、 选择性和速度，目前多使用硫酸，但存在以下缺点：强酸酸性对反应设备腐蚀、分离能耗高、 产品纯化难、催化剂不能回收、产生大量酸性废水。本项目首次合成专用固体催化剂，采用 新工艺降解聚酯PET (对其它类型的聚酯也同样实现高效降解) 。该固体催化剂无毒、不腐蚀设 备、可循环使用、环境友好，能很好地解决目前PET降解中的难题。

新能源学院赵学波教授领衔的氢能团队在具有工业应用前景的丙烷氧化脱氢制丙烯高性能催化剂研究方面取得新进展，相关论文《含硼金属有机框架化合物衍生的球形超结构氮化硼纳米片》（A Spherical Superstructure of Boron Nitride Nanosheets Derived from Boron-Contained Metal-Organic Frameworks）在国际化学领域顶级期刊Journal of the American Chemical Society发表。我校2016级博士生曹磊、新能源学院代鹏程副教授为该论文共同第一作者，新能源学院赵学波教授、代鹏程副教授、昆士兰大学Yusuke Yamauchi教授为共同通讯作者，中国石油大学（华东）为第一署名单位。 丙烯是极为重要的大宗化工基础原料，后续衍生出的众多有机化工产品在建筑、汽车、包装纺织等领域有广泛应用。近年来随着丙烯下游产业规模的迅速扩张，传统的丙烯来源已无法满足市场需求，因而亟需开发新的丙烯来源。丙烷氧化脱氢制丙烯具有底物转化率高、工艺能耗低和无积碳不易失活等优势，极具工业应用前景。但是由于产物丙烯容易与氧化剂发生过度氧化，降低了目标产物的选择性，从而让丙烷氧化脱氢工艺一直无法达到工业化的要求。因此，开发一种高效催化剂，抑制过度氧化，提升产物中丙烯的选择性是推动丙烷氧化脱氢发展最直接有效的手段。 氮化硼是目前烯烃选择性最高的丙烷氧化脱氢催化剂，但是单程烯烃收率离工业化需求仍有一定差距。通过可控合成提高活性物种在氮化硼表面的含量和分散度是一种提升催化性能的有效途径。构建分层的三维结构，尤其是基于二维氮化硼纳米片为基本单元的球状三维结构，有助于提高边缘活性物种的含量。除丰富的边缘活性位点外，特殊的三维球状结构促使反应混合气沿着球面进行有效地扩散并充分与活性位接触，提高催化剂的催化活性。然而迄今为止，如何控制氮化硼纳米片自组装形成三维球状超结构仍是一个充满挑战性的工作。 针对上述问题，研究人员以金属有机框架化合物（MOFs）为前驱体，通过溶剂热转换的方式制备了三维球形超结构MOFs纳米片（SS-MOFNSs），并进一步以SS-MOFNSs为自牺牲模板，制备了球形超结构氮化硼纳米片（SS-BNNSs）催化剂。 SS-BNNSs在丙烷氧化脱氢反应中表现出了优异的催化性能，510 ºC的操作温度下，产物中烯烃的收率达到了40.2%（丙烯，27.8%；乙烯，12.4%），远超商业化的氮化硼纳米片（丙烯，23.8%；乙烯，8.6%）和高比表面积的氮化硼纤维（丙烯，20.7%；乙烯，10.2%）。通过系统的表征可以发现，SS-BNNSs表面富含B-OH，让催化剂无须活化就可以直接催化反应进行，同时特殊的结构优势提高了活性物种的分散度，利于反应气与活性位点快速接触和产物丙烯的迅速脱附，提升了产物丙烯的单程收率。SS-BNNSs自组装的构造过程和结构优势带来的性能提升拓宽了催化剂的设计思路。 该研究成果获得审稿专家充分肯定，审稿专家一致认为该工作提出的含硼MOFs衍生三维超结构氮化硼纳米片具有很好的创新性，其作为丙烷氧化脱氢催化剂表现出的高烯烃收率在工业应用方面具有较大潜力，为丙烷氧化脱氢催化剂的研究提供了新的参考。

本发明公开了一种通过中间载金有效提高分枝结构二氧化钛纳米线薄膜光催化活性的方法，包括如下步骤：在双氧水溶液中加入硝酸和三聚氰胺，得反应液Ⅰ；将金属钛板浸没于反应液Ⅰ中，反应12~72小时；取出金属钛片，用去离子水清洗，干燥，热处理0.5~5小时；在去离子水中添加氯金酸和甲醇，得反应液Ⅱ；将热处理后的金属钛片浸没于反应液Ⅱ中，通过紫外光照射后，再浸没于硫酸溶液中，反应12~72小时，用去离子水清洗、干燥，获得分枝结构二氧化钛纳米线薄膜。本发明采用中间载金的方法，有效增加了纳米金颗粒与二氧化钛接触面积，显著提高了薄膜的光催化活性。

深度“治水”关键技术——高级氧化 高级氧化技术：在高温高压、电、声、光辐射、氧化剂、催化剂等条件下产生强氧化性•OH自由基，高效氧化大分子难降解有机物以及饮用水微量污染物的深度处理技术。 思普润-HYRASAOR高级氧化系统 思普润基于O3、H2O2、UV开发出HYRASAOR (Hydroxyl Radical Special Advanced Oxidation Reactor) 系列高级氧化系统，形成O3/ H2O2 /UV、O3/ H2O2 、UV/ H2O2 、UV/O3等系列高级氧化技术。可广泛应用于工业污水厂达标排放、市政污水厂新建及提标改造、嗅味去除、微污染物降解及地下水修复等领域。