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稀土金属的新应用：从氮气直接合成含氮有机物
目前几乎所有人工合成的含氮有机化合物都需要经过工业合成氨（NH3）。而传统的工业合成氨过程 (Haber-Bosch Process)条件极其苛刻。据推算年耗能占全球能耗的2%左右，需消耗约25%的化石资源，并且产生大量温室气体。因此，将氮气直接、高效、温和地转化为含氮有机化合物，而不经过NH3, 是解决以上问题的重要途径之一。但迄今相关文献报道很少, 催化反应体系还没有实现（见中文综述：从氮气直接合成含氮有机化合物。该研究实现了由稀土金属钪（Sc）促进的，直接由氮气、MeOTf和亲电试剂等有机底物反应高效合成肼衍生物的过程。他们分离和表征了(N2)2−-, (N2)3−-和(N2Me2)2−-Sc中间体，并发现CO能有效插入(N2Me2)2−-Sc中间体的Sc−N键中，实现了N2与CO的高效偶联（Scandium-Promoted Direct Conversion of Dinitrogen into Hydrazine Derivatives via N−C Bond Formation. Ze-Jie Lv, Zhe Huang, Wen-Xiong Zhang,* and Zhenfeng Xi,* J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 8773−8777）。
北京大学
2021-04-11
基于有机笼状与环状化合物的自分类组分动态网络
基于亚胺类动态共价反应以及课题组对于组分动态网络方面的前期研究基础，对有机笼状与环状化合物自分类组分动态网络的设计和动态适应性进行了深入研究。该研究首先以两种多胺（T、NON）和二醛（Py）构成的三元混合体系为原料，考察其自分类性能。理论上，各组分基元可以在体系中进行随机的结合，产生由单一或混合组分基元所构成的多元复杂体系。因此，在最简单三元组分基元体系中（Py、T、NON），可能产生三种平衡态：1）Py与T或NON选择性结合，产生Py3T2和Py2(NON)2的同质自分类（homo-self-sorting）结构；2）Py与T和NON同时结合，产生一种特定的异质自分类（hetero-self-sorting）结构；3）Py与T，NON的反应不具备选择性，进而产生具有统计学分布的超复杂混合状态。而实验结果表明，该混合体系首先产生一系列的复杂中间体，随后这些中间体有序的转化为热力学稳定状态，生成有机笼状化合物和大环的同质自分类产物，即平衡态1进一步将三元混合体系扩展到更为复杂的四元体系，构建出基于有机笼状与环状化合物的自分类组分动态网络。通过对组分基元的合理设计和选择，该网络能够实现对于环境变化由动力学控制的亚稳态到热力学稳定态的动态自适应过程：通过核磁共振对于各个组分分布的实时监控，该混合体系在有机笼状化合物（动力学优势产物）的驱动下首先经历具有失衡组分分布的亚稳态；随着时间的延长，亚稳态产物的含量会逐渐减少，进而最终达到处于相反的失衡组分分布的热力学稳定状态。这项工作首次将自分类的概念扩展到两种不同维度（有机笼状和环状化合物）的有机拓扑学结构，为自分类设计摆脱金属模板化的常规体系，从而实现纯有机自分类体系的构建。为开发物种多样性和环境适应性并存的复杂化学系统提供了新的设计思路。
中山大学
2021-04-13
一种挥发性有机物氧化催化剂及其制备方法
1. 痛点问题
2020年我国VOCs 排放量将达到3000万吨，催化氧化技术因具有适用范围广、起燃温度低、能耗低、净化效率高、无二次污染等优点，已成为当前VOCs治理行业研究和应用的主流技术之一，而制备高效、稳定、廉价的催化剂是催化氧化技术的核心。目前我国大中型企业VOCs催化氧化装置所采用的催化剂仍以进口为主，价格昂贵，国产催化剂虽然价格低，但存在催化氧化活性低、稳定性差、易中毒失活等缺点而难以满足工业需求。国内外学者从催化剂活性组成、结构形态、氧化物间的协同作用以及氧化机理等基础研究方面进行了广泛而深入的探究，而在工业催化氧化催化剂研制与应用方面涉足较少，因此加快研发高效工业VOCs催化氧化催化剂已成为当前国内相关研究者和工程技术人员的共识和当务之急。
2. 解决方案
该技术以蜂窝堇青石陶瓷为载体，通过原位生长方式在蜂窝陶瓷内外表面引入复合金属氧化物有序微/纳米结构，通过调控微/纳米结构的尺寸和形貌特征，系统研究微/纳米结构对催化剂催化氧化 VOCs的作用规律，建立了催化成分和微/纳米结构对催化氧化的影响规律。同时探究了掺杂元素和水蒸气循环对阻止积炭形成和脱氯的作用机制，进一步提升催化剂稳定性及抗氯中毒能力，为彻底解决催化氧化技术控制VOCs复杂问题提供理论依据和技术支撑。
合作需求
江苏中创清源科技有限公司以清华大学团队的核心技术为支撑，推进产业进程，打造国产催化剂高端技术品牌。以化工，石化，涂装，印刷等VOCs治理行业大型环保工程公司为目标客户，与环保工程公司进行优势互补，推动示范工程建设，进行技术的工程化应用，形成以点带面效应，树立品牌，联合推广项目技术和产品。
清华大学
2021-12-09
粘弹性PDMS复合膜及其在渗透汽化脱有机物的应用
本成果PDMS复合膜由平板基膜和致密的粘弹性选择层组成。通过调整硅油的交联密度，使硅油从粘性状态转变成粘弹性状态，制备成粘弹性膜。相比较于硅油基弹性膜，硅油基粘弹性膜具有制膜周期短、成膜的铸膜液可以长期储存、制膜的能耗低等优点。
一、项目分类
关键核心技术突破
二、成果简介
PDMS 渗透汽化膜不仅疏水亲有机物，而且具有优良弹性、化学稳定性、耐热耐寒性，可广泛应用于醇类、醚类、酯类、酚类、酮类、卤代烃类、芳香族烃类等有机物的渗透汽化分离，是目前研究最多的 PV 透有机物膜之一。然而，传统的PDMS弹性复合膜存在制备周期长、制备的铸膜液不易储存和制备能耗高的缺点。另外，传统的PDMS弹性膜对于有机物回收的渗透通量大约1 kg/m2 h，不足以工业应用。因此，如何高效的制备一种高渗透通量的PDMS膜复合膜是目前面临的一个问题。
本成果PDMS复合膜由平板基膜和致密的粘弹性选择层组成。通过调整硅油的交联密度，使硅油从粘性状态转变成粘弹性状态，制备成粘弹性膜。相比较于硅油基弹性膜，硅油基粘弹性膜具有制膜周期短、成膜的铸膜液可以长期储存、制膜的能耗低等优点。另外，硅油基粘弹性膜具有更灵活的分子链和更大的自由体积，从而获得更高的渗透通量。
华中科技大学
2022-07-27
微波协同有机膨润土处理有机废水方法
本发明公开了一种微波协同有机膨润土处理有机废水方法。它是将粒径为40-200目有机膨润土与有机废水混合,其固-液质量比为1∶500-1∶5000,然后流入一个微波反应器中,施加200-5000W的微波功率辐照10s-30min进行脱色与净化处理,再进行固-液两相分离,废水得到净化处理后排放。本发明优点是:1)废水净化处理时间大大缩短;2)污染物去除效率提高。如对酸性大红染料废水的处理,经微波辐照处理一定时间后,CPC有机膨润土的脱色率可达99%以上,而常规吸附处理的去除率仅60%左右;3)操作工艺简便。使用微波辐照处理,不需搅拌,可简化操作工艺,扩大有机膨润土的应用前景。
浙江大学
2021-04-11
一种铁氧化物结晶法修复六价铬污染土壤的方法
本发明公开了一种铁氧化物结晶法修复六价铬污染土壤的方法。首先将土壤磨碎并加入HCl溶液调节pH，再根据土壤中铬的赋存形态，根据六价铬和总铬的浓度配制相应的二价铁溶液[或FeSO4和Fe2(SO4)3混合溶液]，将铁的溶液加入到土壤还原六价铬。然后迅速加入NaOH热溶液形成Fe2+、Fe3+、Cr3+的共沉淀，通入热空气进行氧化一段时间，形成铁氧化物晶体从而将铬(包括六价铬和三价铬)稳定在晶格中，形成的晶体十分稳定，在酸碱中均难以溶解。本方法简单易行，成本低廉，安全可靠，无二次污染问题，稳定化处理后的
安徽建筑大学
2021-01-12
有机颜料
龙口联合化学有限公司
2021-09-07
生物有机菌肥
本品是一种超浓缩、高活性、多菌种、多功能复合微生物制剂。它是有生命的活体肥料，它的作用主要靠它含有的大量有益微生物的生命活动来完成。公司采用国际尖端科技，使复合微生物有益菌在土壤及作物根表、根际以及体内定植、繁殖。在生产应用中具有以下显著特点：1.减少化肥用量高达30%--60%微生物经再增植后含有大量的固氮菌，可以大大提高土壤中的中微量元素含量，减少氮磷钾和其它中微量元素的施用量；同时含有多种高效活性有益微生物菌，增加土壤有机质，加速有机质降解转化为作物能吸收的营养物质，大大提高土壤肥力，减少化肥用量。 2.增产效果明显配方科学、营养全面，有机无机微生物三元相互促进，以肥养菌、以菌促肥，强根壮根、有效解决根系衰弱造成的养分吸收障碍，有效解决土壤养分不均衡问题，由于菌剂的代谢过程中释放出大量的无机有机酸性物质，促进土壤中微量元素硅、钙、铁、镁、钼等的释放及螯合，从而使作物增产高达20%—60%。改善作物和农产品的品质，使农民增收。
山东沃土生物科技有限公司
2021-09-08
污染水体图像分类技术
水源图像检测和分类在监测和识别河流冰灾、洪水、垃圾污染和死水等方面有很多应用。然而，海水、河水、湖水和池塘这些称之为干净水源的图像，可能和一些污染水源的图像重叠，加之冰雪天气下水体结冰等因素的存在，使得水源图像分类的问题更加复杂。在这些情况下，精确的水资源图像检测和分类就显得至关重要。本项目基于RGB图像对水源进行分类，达到水污染检测的目的。本项目的创新点在于提出一种新的图像频率域分块方法，将图像之间的细微变化放大，有效地提取图像的纹理特征，区分污染水源图像和干净水源图像，并且对水体
南京大学
2021-04-14
抗污染超滤膜
超滤技术主要用于含分子量100～1000,000的物质的分离，是目前应用最广的膜分离过程之一。超滤是通过膜的筛分作用，将溶液中粒径大于膜孔径的大分子溶质截留，使小分子组分透过超滤膜，达到分离目的的膜过程。超滤作为一种新型高效的膜分离技术，具有无相变、操作条件温和、无第三组分引入、工艺流程简单等优点，可代替传统的分离技术，如精馏、蒸发、萃取、结晶等过程，但是超滤过程中的膜污染严重限制了超滤在分离领域的更广泛应用。国际纯粹和应用化学协会 IUPAC 将膜污染定义为由于悬浮物或可溶性物质通过物理化学作用或者机械作用，在膜的表面及膜孔内部吸附或沉积，导致膜孔堵塞或变小、膜通量降低的过程。目前，解决高分子超滤膜污染的根本途径是开发低污染超滤膜，包括开发新型高分子材料及对现有超滤膜进行表面改性。前者制膜成本较高，并在大规模应用上存在困难。而对现有膜进行表面改性则成为解决高分子超滤膜膜污染的有效途径。
天津大学
2023-05-10