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抗流失、抗酸蚀高活性贵金属负载型催化剂开发
贵金属负载型催化剂在有机催化反应被广泛应用。目前，常见的贵金属负载型催化剂主要是将贵金属（Pd、Pt、Ru等）纳米颗粒负载于活性炭、树脂、介孔硅、介孔碳、MOFs等载体材料表面，进而被应用于催化加氢、偶联、氧化、N-烷基化等反应。在实际的化工催化应用、催化基础研究中，这类负载型催化剂都具有较好的回收及重复使用性能。然而，由于贵金属主要以纳米颗粒的形式负载于上述载体的外表面；在催化反应过程中，活性位点纳米颗粒非常容易从催化剂载体表面流失，从而使得催化剂在重复使用过程中活性逐渐下降；更重要的是，造成了贵金属资源的极大浪费。
成果亮点
本项目开发了一种可将贵金属催化活性组分纳米颗粒高分散负载于介孔中空载体空腔内部的方法，从而有效地阻止贵金属纳米颗粒在催化反应过程中的流失，催化剂经过多次循环使用仍能保持较高催化活性。此外该类催化剂有较强的抗酸腐蚀性能，在酸性体系下使用，仍可长时间多次套用。
兰州大学
2021-01-12
一种新型傅克烷基化固体酸催化剂
Friedel-Crafts反应是有机合成中经典的对芳环上进行衍生的反应，包括烷基化和酰基化反应。通常，Friedel-Crafts烷基化反应所用溶剂为石油醚、苯、氯苯等有机溶剂，在Lewis酸或Brønsted酸的催化下进行反应。目前工业上仍普遍使用AlC13等传统均相催化剂。但传统的烷基化反应，无论从催化剂还是到终产物都会产生酸性气体HCl，不仅使得反应的原子经济性低，而且严重腐蚀设备、污染环境，催化剂也会大量消耗、难以回收，从根源上使烷基化反应绿色化的工艺开发具有重要的理论和现实意义。
本成果采用固体酸绿色催化工艺，实现多种芳香化合物的傅克烷基化与酰基化反应，催化剂为改性粘土类固体酸催化剂，催化效率高、重复性良好且成本低廉。
传统AlC13等传统均相催化剂，催化剂或产物中会有强腐蚀性HCl的生成，对环境污染严重，不符合绿色化学的要求，对生产设备造成腐蚀。本成果以固体酸催化能够实现多种傅克烷基化及酰基化反应，产率高，催化剂易于回收且重复使用性良好。一烷基化产物收率达95%，可提供釜式反应与固定床连续反应两种工艺参数。
南京工业大学
2021-01-12
基于金属氧化物的复合半导体光催化剂
将纳米级尺寸石墨烯量子点修饰到超薄ZnO纳米片表面，同样可大大提高ZnO纳米片的光催化性能，结果如下图所示，这主要归因于石墨烯量子点与ZnO纳米片形成p-n结，促进光生载流子的分离效率。
此外，将 N 掺杂石墨烯量子点与 TiO2 纳米片复合，构筑高效可见光催化剂，
可
上海理工大学
2021-01-12
用于氯代挥发性有机物低温催化燃烧的催化剂及制备方法
本发明涉及化学催化剂制备技术，旨在提供一种用于氯代挥发性有机物低温催化燃烧的催化剂及制备方法。该催化剂是以γ‑Al2O3颗粒为载体，以NM‑RMO‑Co3O4为活性组分；其中，RMO‑Co3O4占催化剂重量的5～15％，NM占催化剂重量的0.01％～0.2％，余量为γ‑Al2O3颗粒；所述RMO为稀土金属氧化物CeO2、ZrO2、La2O3、Nd2O3、Y2O3中的一种或几种，NM为贵金属Pd、Pt、Ru、Rh中的一种或几种。本发明提供的催化剂具有制备工艺简单、价格低廉、催化活性高、抗氯中毒能力强、寿命长等优点。采用该催化剂，可以在低温空气环境中，长时间稳定地将含氯挥发性有机物转化为CO2和HCl，且技术路线方便实用，可广泛应用于工业含氯有机废气的治理。
浙江大学
2021-04-13
一种含催化剂分离再生的生物质挤压催化热解装置与方法
本发明公开了一种含催化剂分离再生的生物质挤压催化热解装置与方法，包括生物质与催化剂料斗、螺旋进料器、螺旋式挤压反应器、产物室、过滤冷凝装置、两级分离网与两级振动装置等。生物质与热催化剂在螺旋式挤压反应器内互相挤压、充分接触混合并进行生物质催化热解反应；热解气相产物经过过滤和冷凝得到芳香烃等液态化学品和富含烯烃的不冷凝气体；热解固体产物通过两级分离网分离成粗炭和催化剂，催化剂在流化床再生反应器中燃烧再生后进入催化剂料斗循环使用，燃烧再生产生的热烟气用于干燥生物质原料。本发明热解过程实现催化剂与生物质紧
东南大学
2021-04-14
车载含水乙醇低温重整制氢应用系统
其他成果/n本实用新型公开了一种车载含水乙醇低温重整制氢应用系统，其原理是利用汽车发动机余热将含水乙醇经过两级催化重整为富氢气体，再将富氢气体通入汽车发动机与燃油进行混合燃烧。本实用新型利用两级蜂窝钛网结构能够产生较大的催化剂接触表面积，有利于重整制氢装置的小型化，使车载在线产氢的目的成为可能；两级催化的结构实现了催化剂的相互协同作用，解决了单一催化剂形成积碳、烧结等问题造成的乙醇转化效率和氢气选择性较低等问题，提高了催化剂的使用寿命。本实用新型利用了汽车尾气余热解决乙醇直接应用在发动机上存在的问题以及提高化石燃料的燃烧效率，降低有害物质的排放量。
武汉理工大学
2021-04-11
高回收率甲醇制氢新技术
氢气是化工生产中加氢反应的必要气源，由于原料来源的不同、氢气纯度要求不同，制氢装置的投资规模及氢气生产成本相差很大。工业上制氢方法有烃类蒸汽转化法、电解水法等。烃类蒸汽转化制氢适合用于氢气用量大、规模装置大的场合，其能耗及单位氢气的生产成本较低；电解水则适合用于氢气用量较小的场合，其装置规模小，但能耗及氢气的生产成本较高，对于中等规模氢气用量的场合，人们一直致力于寻求新的制氢原料。随着甲醇合成技术的改进，目前世界上工业甲醇的产量不断提高，价格也比较低廉，利用甲醇水蒸汽转化制氢，具有装置规模小、氢气生产成本低、原料来源稳定等优点，自八十年代后期逐渐受到人们的重视。现该技术已成为工业成熟技术，国内已有部分精细化工厂陆续采用。南京工业大学吸附技术研究所最近开发出新型节能型工艺，大大降低了甲醇制氢过程的能量消耗，具有显著的经济效益，已在多家生产单位采用。该工艺具有以下特点：1.选用的甲醇催化剂单程转化率>99%，使用温度260℃，压力从常压到3.0MPa皆可。该催化剂的性能经实验室评价为国内领先水平，且在工业装置运行三年以上。2.采用本所研究开发的CO高效吸附剂，使得产品氢气中的CO含量小于1ppm，氢气纯度可以达到99.99%以上，同时氢气回收率高（大于90%），比国内同类型的装置提高10个百分点，因此甲醇消耗低，氢气成本大大降低，经济效益显著。
南京工业大学
2021-04-13
微通道甲醇重整制氢反应器
该反应器可在较低工作温度下实现甲醇高效重整制氢，在275oC下可以实现94%以上的甲醇转化率，重整气中H2含量为74%，CO2含量为25%，CO含量为1%。经过36小时连续测试后性能稳定。单片反应器输出功率约12W。该反应器可与蒸发器进行集成，用于为小型便携式燃料电池堆栈供燃料气。相关研究结果已发表SCI论文两篇，所申请发明专利处于实质审查阶段。成熟度：已有样品技术创新类型：改革创新期望技术合作方式：技术入股
哈尔滨工业大学
2021-04-14
开发基于MXene的新型光催化剂实现安全空气消毒
新冠疫情的爆发，使人们对空气消毒日益重视。其中，紫外辐射是一种常见的空气消毒技术。然而，在实际的消毒过程中，微生物往往存在“复活”现象，从而大大影响了消毒效果。 近日，天津大学王灿教授团队提出了一种基于单层Ti3C2Tx（MXene）和暴露{001}晶面的TiO2的新型光催化剂，提高了光催化活性，取得了更高的消毒效率。该研究对前体MAX相蚀刻、插层、超声剥层，制备单层Ti3C2Tx纳米片，即MXene；通过水热法并同时调控TiO2晶面，合成光催化剂MXene/{001}TiO2，浸渍涂覆于聚氨酯（PU）海绵。 在此基础上，该研究将涂覆TiO2/MXene的PU海绵填充入连续流光催化反应器，用于动态的空气消毒，发现相比于传统的紫外消毒技术显著提高了对空气微生物的灭活效率。该研究进一步探究了紫外/光催化消毒后的空气微生物在有光（光复活）和无光（暗修复）条件下的复活情况，结果表明，与单独紫外消毒相比，经过光催化灭活的空气微生物基本无暗修复现象，在可见光下细菌浓度甚至呈现持续下降趋势。进一步对灭活机理的研究发现，紫外线通过作用于细胞DNA生成嘧啶二聚体灭活细菌，该损伤可在一定波长的可见光下被修复，细菌复活；而光催化的加入产生了活性氧自由基，对细菌的细胞结构造成了不可逆的损伤，这类损伤难以修复。因此，基于该研究中合成的新型光催化剂，可以达到更高的空气消毒效率，同时实现更彻底的消毒效果。相关的技术成果可以应用于因新冠疫情感染场所的空气消毒。
天津大学
2021-02-01
基于天然纤维素制备高效率氧气还原催化剂
氧气还原反应是燃料电池中最常见的阴极反应，即氧气通过四电子过程结合电子和质子转化为水。
氧气还原催化剂是燃料电池阴极至关重要的组成部分，其性能的好坏直接决定于最终电池的性能。铂（Pt）是最常用的一种高效的氧气还原反应催化剂。然而，由于Pt的价格非常昂贵，给电池带来非常高的成本。而近年来，开发的基于杂元素掺杂的碳纳米材料，尽管成本比Pt低，但是其制备过程相对较复杂，难以实现规模化生产。
而对于电池的发展，低成本和高性能是永恒追求的目标。本成果提供了一种超低成本、高效率氧气还原催化剂的制备方法。该方法以天然纤维素为原材料，具有成本低、制备简单等优点，所制备的氧气还原催化剂在0.1M KOH中的氧气还原催化电流高于常用的20wt% Pt/C催化剂。
江西师范大学
2021-05-05