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。

化学化工学院娄永兵教授课题组在国际顶级期刊《ACS Nano》上发表题为“MoS2-Stratified CdS-Cu2‒xS Core−Shell Nanorods for Highly Efficient Photocatalytic Hydrogen Production”（二硫化钼层化硫化镉−硫

利用溶剂促使配位铝氢化物和铵盐反应制氢的方法，配位铝氢化物的化学式为M(AlH4)m，其中M是能形成配位氢化物的碱金属或碱土金属，m是所述碱金属或碱土金属的化合价，铵盐的化学式为(NH4)nX，其中X是酸性基团，n是酸性基团的化合价，该方法是将配位铝氢化物、铵盐和溶剂加入反应器中相混合，通过溶剂加速配位铝氢化物与铵盐的反应，其中，配位铝氢化物和铵盐的摩尔比为（0.38～4.55） : 1，溶剂的用量为0.4L/mol～100L/mol配位铝氢化物。该方法不需加热，只要配位铝氢化物和铵盐接触，并有溶剂提供反应环境，即可发生反应产生氢气。这种方法能在不提供额外能源的条件下高效释放氢气。

1）成果主要功能及用途：用于治疗二氢睾酮活性过高所致疾病，如前列腺肥大、男性脂溢性脱发、痤疮等。 2）主要技术性能指标：本药物是从一味中药中提取的一类化合物，能够有效抑制5α-还原酶和二氢睾酮受体，从而减少二氢睾酮的生成量以及二氢睾酮与受体的结合。体外实验结果显示：和从大鼠前列腺中提取的5α-还原酶及二氢睾酮受体一起孵育一段时间后，测定5α-还原酶和二氢睾酮受体的活性，结果对5α-还原酶的抑制率为80%以上，对二氢睾酮受体的抑制为60%-99.8%。 对大鼠前列腺肥大的治疗作用：取36只大鼠随机分为4组，每组9只，分别为模型组、治疗组、阴性对照组和正常组。将前3组27只动物全部去势，正常组不作处理。等伤口愈合后，模型组给予丙酸睾丸酮，肌肉注射；治疗组同时以同样的方法给予等剂量的丙酸睾丸酮，并给予该提取物口服治疗；阴性对照组和正常组不作处理。两周后将全部动物称取体重，处死后摘取前列腺称重。计算各组动物的前列腺重量与体重之比。 模型组        206.57±57.92（mg前列腺重/g体重）； 治疗组        148.61±52.91（mg前列腺重/g体重）； 阴性对照组    22.31±11.49（mg前列腺重/g体重）； 正常组        199.64±22.24（mg前列腺重/g体重）。 以上结果表明，该提取物能有效抑制5α-还原酶和二氢睾酮受体的活性，并对大鼠的前列腺肥大有治疗作用。 3）经济效益及市场前景预测。目前国内还没有提取自单味中药的，明确抑制5α-还原酶和二氢睾酮受体的，化学性质清楚的，治疗前列腺肥大的药物。

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。

Ø  成果简介：氢内燃机汽车将是启动氢能源经济的最现实的途径。针对氢内燃机的特殊要求，北京理工大学借助985二期工程经费支持，投资400万元建立了满足内燃机燃用氢气的整套试验台架系统，包括：集成的发动机动力测试系统、满足国际标准的氢供应系统、全天候安全系统、实时柔性标定控制系统、完备的动态测试系统、燃烧测试及排放分析系统。下图为已建成的氢内燃机试验台架。该台架是目前国内唯一的一个能够进行氢燃料内燃机系统开发的专用台架，其整体水平与福特公司的台架系统基本相当。Ø&nb

氢能是《国家创新驱动发展战略纲要》、《能源技术革命创新行动计划(2016-2030)》等国家重要战略规划的重点支持方向，氢能的开发和利用已经成为新一轮世界能源技术变革的重要路径。氢能应用的关键之一在千储氢技术，即如何实现安全、高效、经济的氢气储存。高压气态储氢具有设备结构简单、压缩氢气制备能耗低、充装和排放速度快、温度适应范围宽等优点，在较长时间内将占据氢能储存的主导地位。 浙江大学相关团队在国内最早开展高压气态储氢技术与装备研究，原创性地提出了全多层高压容器结构，为我国首座商业规模制氢加氢站研制成功的拥有自主知识产权、国际上容积最大的全多层高压储氢容器，被誉称为“世界第一罐”；建立了纤维全缠绕高压储氢气瓶结构－材料－工艺一体化的自适应遗传优化设计方法，解决了超薄铝内胆成型、高抗疲劳性能的缠绕线形匹配等关键技术，实现了车载储氢瓶的轻晕化设计与制造，研制成功的车载轻质高压储氢瓶；自主构建了高精度的车载高压储氢容器快充温升仿真系统，率先提出了精确、可靠的温升控制方法，并研制成功车载高压储氢容器安全性能试验系统；主持起草多项国家标准，结束了我国高压气态储氢无国家标准的历史。相关发明专利已被科技部推选为先进能源技术领域的优秀成果。

本发明涉及一种苯基‑2‑吡咯烷基苄醇类化合物在酸性条件下生成八氢二吡咯并喹啉化合物的方法。以苯基‑2‑吡咯烷基苄醇类化合物在酸性条件下脱水生成碳正离子，四氢吡咯邻位碳上的氢以氢负离子的形式迁移到碳正离子，原位上生成亚胺正离子，其中的一部分亚胺正离子通过质子转移转变为烯胺，烯胺分子与含有亚胺正离子的分子发生分子间的[4+2]环加成反应得到八氢二吡咯并喹啉化合物。本发明实现了通过氢迁移策略构建了八氢二吡咯并喹啉化合物，不需要金属催化剂，绿色环保，成本低廉。

制备对可见光透过良好，而对紫外线和红外线有优良的阻隔作用，并且价格低廉，易于加工的建筑用或车用太阳膜是非常有应用价值和实际意义的。现今市场上的太阳膜，一般是采用沉积或溅射的方法在聚合物薄膜或直接在玻璃上沉积制备的一层或多层金属或金属氧化物，主要利用金属膜或金属氧化物膜对红外线进行吸收和反射。但由于这种方法所需设备复杂昂贵，而且填充的金属及金属氧化物的成本也不低廉，所以制备低成本且性能优良的太阳膜成为一种需求。本项目采用价廉易得的炭黑作为填充物，与聚合物复合制备太阳膜。炭黑作为一种典型的吸光物质，对紫外线和红外线有很强的吸收特性，但炭黑易团聚，在聚合物基体中不易分散，造成薄膜不同区域可见光和紫外线及红外线的透过率差异很大，另外炭黑粒子的分布不均，也会造成成膜性能差，薄膜韧性不能达到应用要求。本项目首先通过对炭黑进行改性，改善其在聚合物基体中的分散，并使改性炭黑粒子的尺寸远小于可见光的波长，粒子和基体的折射率尽量匹配，从而减小粒子填充的体积份数。炭黑经过改性后，其填充的聚合物复合薄膜将具有较好的透明性，同时又能在一定程度保持对紫外线和红外线的强吸收特性,使这种复合薄膜作为太阳膜使用成为一种可能。本项目详细研究了改性炭黑在基体中的分散状况，并对复合薄膜的光学特性进行了重点研究, 解决可见光透过率与红外线阻隔这一对矛盾，从而制备符合太阳膜性能要求的新型复合薄膜。另外，制备复合薄膜的方法简单，操作时无需复杂昂贵的设备，因此应用前景广阔。

研发阶段/n一种聚合物／纸浆纤维复合材料的制备方法，其特征在于：用纯净、干燥的纸浆纤维与聚合物熔融共混，制得聚合物／纸浆纤维增强增韧复合材料。这种复合材料可通过改性后的纸浆纤维来增强增韧热塑性塑料，其中的纸浆可以使用新鲜纸浆，也可以采用回收废纸的纸浆。纸浆干燥后一般须进行表面改性处理，处理方法是化学接枝反应方法和偶联剂直接处理方法，然后再与聚合物进行熔融复合制取聚合物／纸浆纤维复合材料。有效地利用纸浆纤维大的长径比和绝干时的强度特性，充分发挥纸浆纤维的功能，提高聚合物的物理性能。