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中国科学技术大学研制出二氧化碳电还原高效催化剂
近日，中国科学技术大学高敏锐教授课题组和俞书宏院士团队，设计了系列具有“富集”效应的纳米催化剂，结合流动电解池的合理设计，成功实现了二氧化碳到目标产物的高选择性转化。相关工作在线发表于近期的《德国应用化学》和《美国化学会志》。二氧化碳转化技术不仅能够降低大气中的二氧化碳浓度，同时还可以得到诸多高附加值的碳基燃料。在现有的各种二氧化碳转化技术中，电催化二氧化碳还原技术具有可在常温常压下进行、能够实现人为闭合碳循环等优点，成为一种具有应用前景的方法。当前，通过更高效催化剂的理性设计与可控合成，实现二氧化碳电还原技术走向工业化应用成为研究重点与难点。研究人员使用简单的微波热合成，通过反应参数调节，成功制备了3种具有不同尖端曲率半径的硫化镉纳米结构。模拟表明这种半导体材料尖端曲率半径减小会引起尖端附近的电场强度增大，从而增强钾离子在电极附近的富集。流动电解池测试表明，这种催化剂性能大大优于其他过渡金属硫属化物电催化剂。除了利用纳米多针尖的“近邻效应”实现对目标离子的富集外，研究团队进一步提出利用纳米空腔的“限域效应”来富集反应中间体，实现二氧化碳到多碳燃料的高效率转化。以上研究表明二氧化碳电还原反应中催化剂纳米结构设计对催化性能的重要影响，纳米尺度“富集效应”可有效增强关键中间体的吸附，从而推动反应高效率运行。这种新的设计理念为今后相关电催化剂的设计和高附加值碳基燃料的合成提供了新思路。相关论文信息：https://doi.org/10.1002/ange.201912348https://doi.org/10.1021/jacs.0c01699
中国科学技术大学
2021-04-11
中国石油大学洁净能源与技术团队在选择性催化氧化研究方面取得系列重要进展
在多元醇绿色催化氧化的研究工作中，科研人员提出利用稳定的配位环境和最大的原子利用效率来释放单原子催化剂潜力的思路，该方法不仅可以实现贵金属催化剂的抗浸出失活，同时还能提高羟基酸的选择性。
中国石油大学（华东）
2022-05-31
可磁性分离回收的石墨烯复合二氧化钛光催化剂及其制备方法
本发明涉及一种可磁性分离回收的石墨烯复合二氧化钛光催化剂及其制备方法。通过两步水热法合成，首先将石墨烯与磁性颗粒复合制备成磁性石墨烯，再与水热法合成的二氧化钛纳米颗粒复合，制备出三元复合光催化剂，该催化剂由石墨烯、二氧化钛、纳米磁性颗粒三部分组成，磁性纳米颗粒负载于石墨烯片层上形成磁性石墨烯，具有较大的比表面积，同时具有磁性；金红石型二氧化钛具有三维有序纳米结构，负载于磁性石墨烯片层上，形成磁性分离的石墨烯复合金红石型二氧化钛光催化剂，该催化剂具有大比表面积，纳米颗粒具有磁性，可分离回收，具有高效催化性能。
浙江大学
2021-04-13
电石泥渣生产高强度硅酸盐壳层陶粒技术
使用电石法生产聚氯乙烯（PVC）采用乙炔与氯化氢加成反应而成。从理论上讲，每生产一吨聚氯乙烯要产生1.8吨的电石泥渣。电石泥渣排放后严重污染环境，本项目利用化工生产中排放的电石泥渣生产高强度硅酸盐壳层陶粒，实现固体废弃物零排放目标，既合理利用了自然资源，又把对人类和环境的危害减至最小，经济效益和社会效益都非常显著。 生产的陶粒通过各项性能指标测试，并经江苏省建工建材质量检测中心检验测试，送检的砂加气混凝土硅酸盐陶粒表观密度为1714 kg/ m3，堆积密度为10
南京理工大学
2021-04-14
―砖-泥‖结构的多敏感壳聚糖凝胶及其制备方法和应用
本发明公开了一种砖-泥结构的多敏感壳聚糖凝胶及其制备方法和应用。先把蛋白质负载到一种无 机纳米材料—层状双金属氢氧化物上，再用电化学的方法与壳聚糖溶液混合共沉积，得到层状双金属氢 氧化物和壳聚糖相互交替的多层结构复合凝胶。通过对壳聚糖-LDH 复合凝胶在分别含有不同离子、不 同 pH 值以及施加不同电压的溶液中胰岛素的释放，显示出了该凝胶具有离子、pH 值、电敏感的特性， 表明其可以通过离子、pH 值以及不同电压对药物进行精确地可控制释放。本发明反应
武汉大学
2021-04-14
一种赤泥制备道路硅酸盐水泥的方法
本发明公开了一种赤泥制备道路硅酸盐水泥的方法，以脱碱后的氧化铝赤泥为主要原料制备道路硅酸盐水泥，本发明通过设计道路硅酸盐水泥熟料中C3S、C2S、C4AF和C3A等主要的矿物组成，以40～60%的赤泥部分代替道路硅酸盐水泥生产所用的钙质、铝质原料，完全取代铁质和硅质原料；本方法所制得的赤泥道路硅酸盐水泥性能良好，赤泥的利用率高。
天津城建大学
2021-01-12
双催化活性的锂空气电池催化剂
包括：简单背景、关键技术名称概念解释、技术原理简介、关键技术路线、技术先进性、技术特点或创新点、技术或产品应用领域等。传统能源，尤其是化石燃的消耗过程中排放的二氧化碳及其他有毒气体对全球环境的变化具有直接的影响。据预测截止 2050 年能源需求量会是现在的两倍，而到本世纪末会增至三倍。电动交通工具和大规模的再生能源（如风能和太阳能等）的开发利用将成为应对全球环境变化、能源安全和可持续性的重要策略。高能量密度、简便、可靠的电化学能量存储技术是传统能源系统向清洁能源系统、内燃机动力系统向电
南京工业大学
2021-04-14
一种催化转化催化剂的再生方法
本发明公开了一种催化转化催化剂的再生方法。从反应器中移出的催化剂首先进入第一再生器中通过第一再生气进行吹扫再生。第一再生器出口的一级再生剂输送至催化剂流量分配器后分为两股物流分别进入第二再生器和反应器，进入反应器的一级再生剂流股的流量占流股中一级再生剂总流量的1-100%，部分一级再生剂进入第二再生器中通过第二再生气进行二次再生后得到的二级再生剂与一级再生剂流股合并后一同进入反应器。本发明可以有效提高现有反应器产能，避免催化剂的频繁烧炭再生并降低再生温度与温升，有利于延长催化剂总寿命，并且能够实现不同移动床反应器中催化剂流速的单独调控，可用于甲醇制丙烯的工业生产中。
浙江大学
2021-04-13
烃石化尾气梯级耦合膜分离技术
一种综合回收含烃石化尾气中氢气、轻烃以及其他高附加值物质的集中回收方法。该方法充分考虑物料压力和组成的特点，将变压吸附、气体膜分离等新型分离技术与精馏、吸收和压缩冷凝等传统分离技术有机结合，按照分离要求将各分离工艺梯级布局。通过各分离技术的相互促进作用，改善了各分离工艺的操作条件，从而提高了能源的利用效率和物质的回收率；具有多目标同时回收、目标回收率高、能源利用率高，能从低目标浓度的炼厂气中回收目标产品的优点；适用于石油炼制与加工领域。
大连理工大学
2021-04-14
固氮催化剂
元素是构成生物的最主要元素之一。尽管大气中氮气的含量高达78[%]，但是氮气的活化十分困难。目前工业上广泛采用Haber�Bosch法将氮气还原成氨气，然而这一过程需要在高温高压下进行，因此能耗高。据统计，每年用于合成氨的能耗超过全球年能耗的1[%]。光/电催化固氮是合成氨的一种新途径，能够在常温常压下实现氮气的还原，因此引起了广泛关注。核心问题就是寻找和设计高效、稳定、低廉的催化剂。目前，高效的固氮催化剂主要是基于过渡金属（TM）化合物，而关于非金属催化剂的报道很少。这是由于过渡金属中空的d轨道和占据d电子的共存，既能够容纳氮气分子中N原子的孤电子对，又能够提供电子到氮气分子的反键轨道，从而活化N≡N三键、增强N‒TM键。通过分析硼原子的核外电子结构，王金兰教授团队发现sp3杂化的硼原子与过渡金属类似，也同时具有空轨道和占据轨道，因此有望用于氮气的活化与还原。通过结构、性能等多方面的分析，他们最终选择g-C3N4作为衬底来负载sp3杂化的硼原子，设计了首个不含金属的单原子催化剂，B/g-C3N4。理论计算表明，B/g-C3N4可以在极低的起始电位(0.20 V)下，通过酶促机理有效地将氮气还原为氨气。此外，硼的修饰可以显著增强g-C3N4的可见光吸收，因此有望实现太阳能驱动的固氮反应。此外，该催化剂也具有很大的合成前景以及极高的稳定性。
东南大学
2021-04-11