工业排放的挥发性有机污染物（VOCs）大多具有一定的环境毒性，VOCs的污染问题一直是世界各国极为重视的环境问题，并制定了相关排放法规。我国在生产和使用化学品过程中（如石化、制鞋业、皮革业、喷漆和涂料等行业），所产生的有机废气排放成为大气污染的主要来源之一，国内外实践证明催化氧化是治理工业有机气体污染物的最有效方法。本项目针对VOCs净化催化剂开发过程中要解决的两个关键难题（低温催化活性和高温稳定性；减少贵金属用量以降低生产成本），运用纳米技术开发了具有自主知识产权的净化催化剂的关键材料－高性能与稳定性有机结合的稀土储氧材料、高温稳定的大比表面氧化铝复合氧化物；在净化催 化剂的组成设计方面，充分利用我国丰富的稀土资源，提出了“稀土－非贵金属－微量贵金属”的催化剂活性组分设计方案，降低了贵金属用量，从而显著降低了催化剂生产成本；运用系统工程学原理解决了均质、稳定、高净化效率的整体式催化剂的制备工艺（真空涂覆－负压抽提技术）和基于纳米组装技术的活性组分一次性涂覆技术，从而制备了高性能的VOCs净化催化剂。本项目在多家化工企业得到了推广应用，产生了明显的经济效益和社会效益。

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 马培培 化学化工学院/安全工程 2019.09/2023.06 201931045227 三、指导教师 姓名 学院/所学专业 职务/职称 研究方向 陈永东 化学化工学院 博导/教授 能源与环境纳米催化 四、项目简介 本团队针对轻型汽车在用车市场存在的三效催化剂低温活性差、尾气不达标、寿命短等问题，顺应国家绿色环保发展的大背景，自主研发出一款活性好、耐高温寿命长、低成本的汽车尾气三效催化剂及配套产品。它运用了先进的催化剂制备技术，“贵金属合金化”有效提升了催化剂低温活性，降低了成本。纳米尺度调控催化剂稳定性，使催化剂在长时间高温中表现出了极强的抗烧结能力，有效延长了催化剂寿命；采用成熟的蜂窝陶瓷多层涂覆技术，有效避免了催化剂在使用过程中的脱落。基于核心技术，本团队发表SCI论文3篇、申请专利4项，确保产品在市场上的技术领先地位。 经团队努力，三川催化剂实现了从实验室制造到尾气市场应用的产学研结合典范。目前，已与四川建安交通工程有限公司达成合作意向，同时与四川中自环保科技股份有限公司进行联合智能制造试生产，并获得西南石油大学科技园学生创业补贴1万元。团队采用TO-B运营模式，充分利用产品安全、环保的性能优势开展有效的新媒体宣传推广工作，采用外包合作的方式进行机械生产，并在后续发展中不断增加产品的研发投入。预计月销售1000台，均价800元/台为例，一年可获毛利482万余元，毛利率达42.75%。

配位聚合物是由无机金属中心与桥连的有机配体通过自组装相互连接，形成的一类具有周期性网络结构的晶态多孔材料。 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 祝涣钧 化学与化工学院应用化学专业 2019年9月至2023年6月 吴凌志 化学与化工学院应用化学专业 2019年9月至2023年6月 郑毅 化学与化工学院应用化学专业 2019年9月至2023年6月 王梓 化学与化工学院应用化学专业 2019年9月至2023年6月 武辰禹 化学与化工学院应用化学专业 2019年9月至2023年6月 三、指导教师 姓名 学院/所学专业 职务/职称 研究方向 覃玲 化学与化工学院 副教授 多功能配位聚合物材料的合成及应用研究 四、项目简介 配位聚合物是由无机金属中心与桥连的有机配体通过自组装相互连接，形成的一类具有周期性网络结构的晶态多孔材料。它具有多样的拓扑结构，并且稀疏多孔，密度较低。这些特点使得它在吸附，催化，储能的各个方面有着优良的效果。 本项目主要目的在于合成钴/镍基配位聚合物，选择合适的有机配体与金属离子钴/镍通过配位键构筑得到钴镍基配位聚合物，利用单晶衍射、元素分析、红外光谱等方法对其结构及组成进行表征，或者通过合成和掺杂的方式，调控它的析氢性能，设计出高催化活性和稳定性、低成本的非贵金属催化剂。 项目组成员通过设计选择有机配体与金属离子，通过溶剂热方法合成了多种金属有机框架材料，并将其热解得到衍生材料。通过线性伏安扫描法等多种实验方法测试了它们的电催化性能，其中化合物Ni-MOF的初始电位为-356mV，Tafel斜率127.3 mV⋅dec-1。Co-MOF通过掺杂Zn2+后，过电位降低到-307 mV，Tafel斜率150.2 mV⋅dec-1。我们还合成了一种对金属离子（Fe3+）与抗生素（加替沙星）有明显检测效果的锌基材料，可作为多功能探针检测水中金属离子和抗生素的残余量。由于化合物没有催化位点，我们通过掺杂钴金属的方式，改善了它的电催化析氢性能，使它具有较低的初始电位(-423 mV)、较低的Tafel效率(101.9 mV⋅dec-1)和较好的循环稳定性。 项目为研究高性能和稳定性的HER电催化剂及金属离子和抗生素荧光探针材料的设计合成提供了可行的思路。

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于催化苯乙烯

开发出了一种基于钴酞菁（CoPc）分子的高性能CO 2 还原电催化剂材料。在纳米尺度上，CoPc分子通过强π-π相互作用均匀的附着在碳纳米管(CNT)外壁上，形成CoPc/CNT复合物。与CoPc分子相比，该复合物电催化剂显著提高了CO 2 还原为一氧化碳（CO，一种在大规模化工产品制造中广泛应用的重要工业气体）反应的电流密度并有效改善了催化剂的选择性以及稳定性。在0.1 M 碳酸氢钾 (KHCO 3 ) 电解质中进行电催化CO 2 还原时，CoPc/CNT复合催化剂能够在0.52 V的过电势下稳定地维持10mA cm -2 左右电流密度10小时以上，并且CO的法拉第效率始终保持在90%以上。在分子水平上，通过在CoPc分子上引入氰基（CN）,得到的CoPc-CN/CNT复合物电催化剂在0.1M KHCO 3 水相电解质中催化CO 2 还原为CO的法拉第效率在研究的电势区间内都达到95%以上。该CoPc-CN/CNT电催化剂能够在0.52V过电势下进一步提高CO 2 还原的电流密度至15mAcm -2 ，转化频率（Turnover Frequency, TOF）为4.1s -1 。该复合催化剂在电催化CO 2 还原中能够实现较高的电极电流密度(可媲美当前最好的非均相电催化剂)，同时维持单个催化位点的高活性(可媲美当前最好的分子体系电催化剂)。该项研究表明这种分子/纳米碳复合材料是一类非常诱人的能够转换过剩排放CO 2 为可再生燃料的电催化剂材料。

成果介绍针对我国生态文明建设的政策需要，针对“重化围江”和污水排放剧增、处理难度加大、处理成本激增的现状与日渐迫切的环保需求之间的矛盾。东南大学纳米低维净化材料创新团队，在传统芬顿氧化水处理技术的基础上，充分发挥其反应速度快、降解效率高的特点，解决了其产生污泥二次污染、工序复杂、成本高的缺点，首创NSFO（无泥芬顿催化氧化耦合）技术。NSFO技术是离子交换树脂、膜分离技术、厌氧-好氧生化池的互补技术，可应用于化工园区以及农药医药行业，高含盐、高毒性、高COD、低B/C比等难降解废水的处理。技术特征：进水COD范围1000-20000mg/L，原水不需稀释，非接触式全封闭深度处理。技术创新点及参数1.采用纳米低维水处理催化剂，构筑组合新工艺增强氧化效能。2.在真空紫外光以及负载的金属离子协同激发下，催化双氧水产生超氧负离子和羟基自由基，进而促进高毒性、高浓度废水的无害化处理。3.大幅提升处理效果的基础上避免了污泥二次污染的产生。4.大幅简化处理流程，原水不需稀释，不需预调酸碱；大幅度削减废水量，降低处理负荷。NSFO技术易于与自主开发的模块化工装设备相结合，充分发挥装备化优势，实现源头处理、分质分流；免除土建施工，降低成本。市场前景NSFO 技术，是普适性和平台型的核心反应技术，即能作为改善水质可生化性的预处理工艺，也可以广泛应用于水务、印染、煤化工、石油化工、垃圾渗滤液等难降解工业废水处理领域。该核心技术申请发明专利20余项，在处理高危废水方面具有普适性，可以推广到多领域的高COD、高含盐、高毒性难降解废水处理，在国内外均有广阔的军民两用市场。目前正在开拓适用于民用航天市场以及石化医药化工市场的大规模处理装置，预计军用、民用市场容量高达5000万/年。

我国氯碱工业规模占世界的四分之一，氯作为重要的化工合成材料和化工中间体，用于合成PVC、环氧树脂、聚氨酯、多晶硅、氯化苯、氯乙酸等。然而，氯的利用率仅有0-50%。

项目研究背景 ：汽车尾气排放的一氧化碳、烃类、氮氧化物等有害气 体已构成了污染大气的重要源头，控制汽车排放污染，一直是各国竞相研 发生产的重要课题。 本项目已经研制出欧洲 II 号标准的汽车尾气净化催化 器，使用寿命大约在 8 万公里以上。 项目特点 ：采用富镧稀土、过渡金属、贵金属制成的汽车尾气净化催 化剂，将贵金属含量控制在 8/10000 以内，降低了生产成本。采用超细铝

（专利号：ZL 201410008976.3） 简介：本发明公开了一种用于催化氧化NO的钛基载体负载VPO催化剂及其制备方法，属于大气污染治理技术领域。该催化剂以N掺杂TiO2为载体，负载VPO活性组分，经以下方法制备得到：首先，取一定量的TiO2和氮源化合物加入蒸馏水中，经搅拌、干燥、煅烧等步骤后获得载体；其次，将活性组分前驱体和还原剂按比例加入有机酸溶液中，经搅拌、水浴、干燥等步骤后得到VPO活性组分；最后，将载体和VPO活性组分按一

（专利号：ZL 201410008976.3） 简介：本发明公开了一种用于催化氧化NO的钛基载体负载VPO催化剂及其制备方法，属于大气污染治理技术领域。该催化剂以N掺杂TiO2为载体，负载VPO活性组分，经以下方法制备得到：首先，取一定量的TiO2和氮源化合物加入蒸馏水中，经搅拌、干燥、煅烧等步骤后获得载体；其次，将活性组分前驱体和还原剂按比例加入有机酸溶液中，经搅拌、水浴、干燥等步骤后得到VPO活性组分；最后，将载体和VPO活性组分按一