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高铱单原子负载氧化镍用于高效电催化析氧
近日，南方科技大学材料科学与工程系副教授谷猛课题组、物理系副教授徐虎课题组联合俄勒冈大学教授冯振兴团队在单原子催化领域取得重要进展，相关研究成果在国际顶级学术期刊《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society）上在线发表，并被选为封面论文。论文题目为“高铱单原子负载氧化镍用于高效电催化析氧（Ultrahigh-loading of Ir single atoms on NiO matrix to dramatically enhance oxygen evolution reaction）”。谷猛介绍，负载量难以提高是目前单原子催化剂发展的主要瓶颈之一，而这项研究不仅将单原子负载质量分数提高至18%，获得了目前同类材料报道中的最高负载量，还能使催化剂维持较高的活性和稳定性。另外，谷猛课题组博士后王琦通过这种方法，进一步获得了高负载量的Mn、Fe、Co、Ru、Ir、Pt等单原子掺杂NiO，验证了该制备方法的普适性，为单原子催化剂的研究提供了更实用且可靠的研究思路。
南方科技大学
2021-04-11
活性炭载氧化铜催化剂及其制备方法
该催化剂属专利技术，该催化剂适用于焦化废水处理。 钢铁工业炼焦工艺是以煤为原料，在隔绝空气条件下将煤加热到960-100℃，得到焦碳和一些化工产品。同时，在生产过程中产生大量难以生物降解的芳香族有机物、杂环及多环化合物，且酚含量较高，这些污染物如果未经处理或处理不当随废水排放，将对水体产生严重污染。国内外对焦化废水的处理都没有理想的处理方法。 目前，用固体催化剂处理焦化废水的方法主要有催化湿式氧化法、光催化氧化法等。催化湿式氧化法是八十年代国际上发展起来的一种处理高浓度难生物降解有机废水的处理技术（US 4699720,1987）。它是在反应釜中，在催化剂作用下，于高温高压条件下用氧气或空气直接将污水中的有机物氧化成CO2、H2O等无害物，以达到净化的目的。至今有多种过度金属氧化物被认为对湿式氧化有催化活性，中国大连化学物理研究所（水处理技术23(1997,2)83-87）提到的贵金属系列催化剂的活性高、寿命长，但价格昂贵，使其应用受到极大的限制。光催化氧化法是光催化过程采用半导体材料为催化剂，在可见或紫外光作用下，有一部分近紫外光（290-400nm）极易被有机污染物吸收，在有活性物质存在时发生强烈的光化学反应，使有机物发生降解。半导体光催化剂主要有TiO2、ZnO、WO3等物质，其中以TiO2光催化剂的研究最为活跃（应用化学18（2001（11））912-914）。光催化氧化技术对染料废水、农药废水、酚类物质及制药废水都有较好的处理效果，但此工艺要实现工业化还需要在提高催化剂的活性、解决催化剂的分离、开发高效光反应等方面取得突破性成果。 技术内容： 主要解决的技术问题是：提出一种处理焦化废水用催化剂的制备方法，应用该催化剂与H2O2共同作用催化氧化处理焦化废水。 这种活性炭载氧化铜催化剂，其组分和含量为：氧化铜重量百分比含量为1.0-5.0%，活性炭重量百分比含量为95.0-99.0%。 技术特点： 活性炭载氧化铜催化剂的制备是以硝酸铜为原料，以活性炭为载体，将氧化铜载到活性炭上，催化剂制备方法简便、价格低廉、稳定性好、催化活性高。用该催化剂催化氧化处理焦化废水，可在35-40°C条件下直接进行，易于操作，反应条件温和，COD去除率高。
北京交通大学
2021-04-13
高效的二氧化碳电催化剂
通过将酞菁铜（CuPc）分子与碳纳米管复合，得到了高效的二氧化碳电催化剂。它可以在较低过电位下将二氧化碳高选择性地还原为甲烷，其法拉第效率达到66%（图3），是目前产甲烷的活性最高的电催化材料。不同于该课题组此前报道的单分散的CoPc/CNT催化剂（Nat. Commun. 2017,8,14675），CuPc分子晶体以堆积状态分散于CNT之中（图3b）。原位在线X射线吸收（XAS）研究发现，堆积状态下的CuPc分子在催化工作电位下会自发转变为尺寸为2nm左右的铜纳米团簇，是高催化活性位点；当停止催化反应后，铜纳米团簇又会可逆地回到CuPc分子结构（图3c-e）。不同于CuPc，另外两种铜配合物HKUST-1和[Cu(cyclam)]Cl2在催化反应电位下都不可逆地转变为金属铜微米枝晶，因此催化活性和选择性远低于CuPc/CNT
南方科技大学
2021-04-13
一种高性能乙烷氧化脱氢制乙烯催化剂
成果创新点 用于乙烯生产。乙烯是世界上产量最大的化学产品之 一，是一种重要的化工基础原料，目前石油化工产品中约 有 75%都是乙烯生产的，乙烯产品占有机化学品的 40%以上； 传统乙烯制备工艺为石脑油、乙烷蒸汽裂解技术，存在高 能耗以及副产物排放的问题。 传统乙烷蒸汽裂解生产乙烯方法反应温度在 1000 摄氏 度左右，能耗高；本方法反应条件温和，乙烯收率达到工 业生产要求，具有一定的市场前
中国科学技术大学
2021-04-14
二氧化碳催化加氢制备高品质汽油
成果创新点 主要技术创新路径：一步催化二氧化碳加氢高选择性 制备高品质（清洁）汽油 核心解决问题、核心优势：一步催化二氧化碳加氢高 选择性制备汽油,即缓解能源危机又能改善环境问题。催化 剂由金属氧化物和分子筛两部分组成，金属氧化物可以较 大规模制备，分子筛的价格也比较低廉，催化剂稳定性较 好，有工业推广前景。 这种方法所制备的汽油有别于传统石油裂解制备的汽 油，其不含硫或磷，
中国科学技术大学
2021-04-14
二氧化碳催化加氢制备高品质汽油
主要技术创新路径：一步催化二氧化碳加氢高选择性制备高品质（清洁）汽油
核心解决问题、核心优势：一步催化二氧化碳加氢高选择性制备汽油,即缓解能源危机又能改善环境问题。催化剂由金属氧化物和分子筛两部分组成，金属氧化物可以较大规模制备，分子筛的价格也比较低廉，催化剂稳定性较好，有工业推广前景。 这种方法所制备的汽油有别于传统石油裂解制备的汽油，其不含硫或磷，燃烧后不释放硫氧化合物和磷氧化合物等有害物质，辛烷值高，防爆性能好，是高品质的清洁汽油。
中国科学技术大学
2023-05-25
一种高性能乙烷氧化脱氢制乙烯催化剂
用于乙烯生产。乙烯是世界上产量最大的化学产品之 一，是一种重要的化工基础原料，目前石油化工产品中约有 75%都是乙烯生产的，乙烯产品占有机化学品的 40%以上； 传统乙烯制备工艺为石脑油、乙烷蒸汽裂解技术，存在高能耗以及副产物排放的问题。 传统乙烷蒸汽裂解生产乙烯方法反应温度在 1000 摄氏度左右，能耗高；本方法反应条件温和，乙烯收率达到工 业生产要求，具有一定的市场前景。提供了与苛刻反应条件下乙烷无氧脱氢制乙烯工业路线相当乙烯收率的温和反应条件下（低于 450 摄氏度）乙烷氧化脱氢制乙烯反应催化剂，目前稳定性优于 200 小时。高性能高催化剂，该催化剂具有高乙烯收率，以及高稳定性的优势，能大大降低乙烷氧化脱氢制乙烯生产成本
中国科学技术大学
2023-05-17
用于富氢气氛中一氧化碳优先氧化的宽温催化剂
成果创新点 质子交换膜燃料电池，氢气纯化。 主要技术创新路径：通过全新的一种催化剂制备方法实现宽 温催化剂的精准设计：在 SiO2负载的 Pt 金属纳米颗粒表面上精 准构筑出原子级分散 Fe1(OH)x物种，促成新型 Pt-Fe1(OH)x单位点 界面催化活性中心形成，获得性能最佳的 PtFe/SiO2宽温催化剂。 关键技术指标：获得的 PtFe/SiO2宽温催化剂，可以在 198-380 K）温度区
中国科学技术大学
2021-04-14
用于富氢气氛中一氧化碳优先氧化的宽温催化剂
质子交换膜燃料电池，氢气纯化。
主要技术创新路径：通过全新的一种催化剂制备方法实现宽 温催化剂的精准设计：在 SiO2负载的 Pt 金属纳米颗粒表面上精 准构筑出原子级分散Fe1(OH)x物种，促成新型Pt-Fe1(OH)x单位点界面催化活性中心形成，获得性能最佳的PtFe/SiO2宽温催化剂。
关键技术指标：获得的 PtFe/SiO2宽温催化剂，可以在 198-380 K）温度区间内实现富氢气氛中微量 CO 的完全消除，且同时保持 CO 选择性 100%。而且，该催化剂在水汽、二氧化碳同时存在的真实环境下，仍然保持极高的稳定性，160 小时测试不失活。该催化剂的比质量催化活性（5.21 molCO×h-1×gPt-1 ），是传统 Pt/Fe2O3催化剂的 30 倍。
核心解决问题、核心优势等：通过上述方法获得的 PtFe/SiO2 宽温催化剂，彻底解决了氢燃料电池汽车的推广应用解决了一个关键难题：燃料电池的 CO 中毒休克问题。核心优势是首次可以为氢燃料电池汽车在寒冷条件下，频繁冷启动和连续运行期间避 免 CO 中毒，为其“心脏”提供了一种全方位的有效保护手段， 使得汽车敢于吃“粗粮”。 这也是目前全世界唯一能够做到上述全方位保护的催化剂。
中国科学技术大学
2023-05-17
新型多孔材料——MOFs
近年来，一类新型多孔材料--- 配位聚合物【也称金属有机骨架（MOFs）】的研究得到迅猛发展， 已成为化学和材料科学领域的研究热点，正从基础研究过渡到实际应用。这类材料具有晶态网络结构， 容易可控合成，比表面积大，孔隙率高，结构多样可调，性能独特，在吸附、分离、催化等领域具有极 大应用前景。我们发展了这类材料的设计合成方法，对其性能进行了有效调控，获得了多例具有良好稳 定性和特殊孔性质的新 MOFs，这些材料在气体分离、氢气和甲烷储存、成膜及膜分离、绿色催化等方面表现出良好的性质，具有极大应用开发价值。应用开发价值应用开发价值应用开发价值
北京工业大学
2021-04-13