本发明提供一种太阳光自动跟踪光热催化-膜分离反应系统，旨在提供一种高效光热催化反应系统，它包括光热催化反应区、膜分离区、太阳光自动跟踪仪、系统控制区、太阳能发电区。通过曝气混合驱动方式将TiO2催化剂与污染物充分混合，促使混合液循环流动进行光热催化反应。本系统在太阳光自动跟踪仪的带动下能全天候跟踪太阳光，具有很高的光能利用率和传质效率，太阳光自动跟踪仪的设置大大提高了光热催化反应去除污染物的效率，使得光能利用率达到最大化；太阳能发电区所提供的电能能够满足整个系统所需电量，使本系统摆脱外接电源的束缚，

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 学号 马培培 化学化工学院/安全工程 2019.09/2023.06 201931045227 三、指导教师 姓名 学院/所学专业 职务/职称 研究方向 陈永东 化学化工学院 博导/教授 能源与环境纳米催化 四、项目简介 本团队针对轻型汽车在用车市场存在的三效催化剂低温活性差、尾气不达标、寿命短等问题，顺应国家绿色环保发展的大背景，自主研发出一款活性好、耐高温寿命长、低成本的汽车尾气三效催化剂及配套产品。它运用了先进的催化剂制备技术，“贵金属合金化”有效提升了催化剂低温活性，降低了成本。纳米尺度调控催化剂稳定性，使催化剂在长时间高温中表现出了极强的抗烧结能力，有效延长了催化剂寿命；采用成熟的蜂窝陶瓷多层涂覆技术，有效避免了催化剂在使用过程中的脱落。基于核心技术，本团队发表SCI论文3篇、申请专利4项，确保产品在市场上的技术领先地位。 经团队努力，三川催化剂实现了从实验室制造到尾气市场应用的产学研结合典范。目前，已与四川建安交通工程有限公司达成合作意向，同时与四川中自环保科技股份有限公司进行联合智能制造试生产，并获得西南石油大学科技园学生创业补贴1万元。团队采用TO-B运营模式，充分利用产品安全、环保的性能优势开展有效的新媒体宣传推广工作，采用外包合作的方式进行机械生产，并在后续发展中不断增加产品的研发投入。预计月销售1000台，均价800元/台为例，一年可获毛利482万余元，毛利率达42.75%。

目前，咔唑在工业上是从煤焦油中提取。国内生产咔唑的方法是以粗蒽为原料，方法是硫酸萃取，形成硫酸咔唑盐溶液，然后用氨水反冲析出咔唑，参见：燃料与化工 2013，44（6）37-40。该方法在一定程度上易产生大量工业废水。 中国发明专利申请 CN 101993411A 公开一种合成咔唑的方法，该方法是用邻氨基联苯闭环脱氢，所用原料是氨或氯苯。这种方法的优点是原料易得，但其缺点是无市场竞争力，因为：(1) 合成路线长，反应步骤多。每步反应都需要复杂的前处理和后处理，分离

揭示了沸石分子筛中硼中心的配位环境与催化丙烷脱氢性能的构效关系，率先提出双羟基硼物种作为丙烷脱氢的活性中心 一、项目分类 重大科学前沿创新 二、成果简介 开展沸石分子筛催化材料研究，阐明了惰性碳-氢键低温活化转化的机理，国际上率先提出分子围栏催化剂设计的新方法，克服了甲烷低温氧化中高甲烷转化率和高甲醇选择性不可兼得的领域难题，在70℃下突破性实现17.2%的甲烷转化率和92%的甲醇选择性；揭示了沸石分子筛中硼中心的配位环境与催化丙烷脱氢性能的构效关系，率先提出双羟基硼物种作为丙烷脱氢的活性中心，并在纯硅分子筛骨架中构筑具有此类硼中心开发出硼硅分子筛新材料，催化丙烷有氧脱氢中丙烷转化率达到41.6%，烯烃产物选择性超过80%（效率达到传统分子筛负载多聚硼材料的近十倍），为天然气和页岩气的高效利用提供了理论基础和技术支撑。 上述相关技术完成了实验室的小试研究，指标达到国际先进水平。准备进一步推进中。

一、技术背景 氮氧化物（NOx）是引起酸雨、光化学烟雾、温室效应和臭氧层空洞等一系列环境问题的主要污染物，对地球生态和人体健康产生了严重的影响。 燃煤电厂与热电厂所排放的NOx在人为固定污染源中占有很大的比例。因此，如何有效地消除电厂烟气中的NOx，已成为目前环境保护中一个令人关注的重要课题。国家对氮氧化物的控制与治理也逐渐严格起来，氮氧化物的控制技术将成为环境领域的一个新

成功发展了Rh(I)-SegPhos-PCy3催化体系，首次实现1,6-联烯-炔不对称环异构化反应，该反应通过新颖的5-exo-dig环化，可高效、高选择性制备一类具有氮杂5/6环系产物。值得一提的是，该反应也可适应于联烯末端含环状片段的底物，可一步制备高度挑战性的5/6/6或5/6/5环系产物，在复杂天然产物和药物合成中具有潜在的应用价值。 在此基础上，他们对该反应机理进行了系统的理论计算研究。结果表明，该反应经过一条不同寻常的环化途径，即Rh正离子作为π酸活化炔基，经5-exo-dig环化形成5/3并环Rh卡宾中间体，随后经一系列扩环、Rh辅助的C-H键活化/烯基异构化、C-C键活化、还原消除等过程完成催化循环，得到目标产物。在该过程中C-H键活化/烯基异构化过程是决速步骤，同位素标记实验也证实了这一点。该研究不仅首次实现了Rh（I）催化的不对称联烯-炔环异构化反应，展现了Rh（I）独特的催化活性和应用价值，理论计算研究也为此类反应提供了新的认识，为新的催化体系的设计提供了依据。

目前工业上生产丙酮酸乙酯的工艺是以乳酸乙酯为原料，经高锰酸钾氧化合成丙酮酸乙酯。该工艺虽然反应温度温和、成本低，但是该过程中高锰酸钾的使用量很大，高锰酸钾价格较贵，投加过量会引起出厂水色度升高，长期过量投加，反应产物水含二氧化锰易使滤料板结。且高锰酸钾与皮肤接触可腐蚀皮肤产生棕色染色，粉末散布于空气中有强烈刺激性，环境污染严重。现有专利技术则多采用氮氧化合物和碱催化乳酸乙酯制备丙酮酸乙酯。但这些方法催化剂会污染环境，含氯氧化剂有毒，难储存运输，对工业生产安全存在一定威胁且溶剂难于回收。 本成果采用负载型金属催化剂，分子氧为氧化剂，在低温、低压条件下即可实现乳酸乙酯到丙酮酸乙酯的高产率合成。 技术特点： 1．以氧气氧化实现乳酸乙酯到丙酮酸乙酯的有效转化； 2．乳酸乙酯来源广、价格低，是理想的原料； 3．氧气是最常见的气体，性质稳定，使用安全，易于控制，具有绿色化学优势，是氧化反应中最理想的氧源； 4．采用负载型金属催化剂，在优化反应条件下，乳酸乙酯的转化率100.0%，丙酮酸乙酯的选择性99%以上，催化剂与溶剂可重复使用。

C18饱和支链脂肪酸（异硬脂酸）是一种具有支链结构的长链饱和脂肪酸，分子式与硬脂酸相同，但是常温下呈液态。异硬脂酸及其酯在合成润滑油、液压油、燃料添加剂、高档化妆品、高分子材料、表面活性剂、纺织、涂料和医药等工农业生产的许多行业以及军事、航空等方面都有广泛的应用。异硬脂酸的生产只局限在欧洲的少数几个规模较大的油脂化工企业，如英国Corda、比利时 Oleon 等。在国内，一方面尚无企业掌握异硬脂酸生产技术，另一方面异硬脂酸产品需求逐年增长，2016 年我国进口异硬脂酸产品超过 10000吨。这样的局面造成异硬脂酸产品市场的供求严重失衡，价格居高不下。尤其在国内，该产品是典型的卖方市场，2019 年异硬脂酸国内的市场价格达到 6.5 万人民币/吨，利润惊人！ 近年来，江南大学自主研发了异硬脂酸合成工艺，以廉价的工业油酸为原料，经催化异构化、氢化合成异硬脂酸产品，可将异硬脂酸的生产成本控制在 1.5 万人民币/吨以内，同时产品质量达到 Corda 和 Oleon 的现有水平，发展前景广阔。 技术指标： 拥有低成本、高活性催化剂制备的核心技术； 掌握催化异构化、氢化关键技术参数； 掌握产品纯化分离技术； 催化合成异硬脂酸的收率超过 70%； 在小试基础上，开展 1000 倍工艺放大实验，效果良好。 项目成熟度： 1）小试成熟； 2）工艺放大：已经成功完成 1000 倍工艺放大实验； 3）产品成本：采用江南大学自主研发的合成工艺生产异硬脂酸，生产成本低于 1.5 万人民币/吨。 

过氧化钙(CaO2)系白色(工业品呈微黄色)结晶性粉末。无臭、无味。比重2.90 (25/4℃)。微溶于水，在水中缓慢释放出活性氧，具有消毒杀菌作用；溶于酸产生过氧化氢。室温下稳定。加热到247℃时开始分解为氧和氧化钙；在湿空气中也会分解。（二）过氧化钙的用途 过氧化钙可用作杀菌剂、防腐剂、解酸剂、防酵剂、油类漂白剂和封闭泥胶快干剂。在食品、牙膏、化妆品等生产中用作添加剂；也可用作过氧化物阴极材料。农业上用作种子及谷物的无毒消毒剂；还用于水果保鲜、水稻直播及纸浆、毛布的漂白等方面。特别在发展较快的水产养殖业中，定期加入适量的CaO2可快速有效地增加水塘中的氧含量，提高水质清新度，维持鱼虾的正常成活、生长；鲜活鱼、虾的运输过程中，加入适量的过氧化钙，可避免鱼、虾因缺氧而死亡。 近年来，随着应用科学技术的不断发展，过氧化钙的用途日益广泛。

一、 项目简介     将铝合金作为阳极置于电解液中，施加电压对其进行微弧氧化，通电后合金表面通过微等离子体放电，在非法拉第区进行复杂的热化学、等离子化学和电化学过程，原位生成一层很薄的均匀绝缘氧化陶瓷层。该技术工艺简单、处理效率高、成本低、无污染，获得的陶瓷膜层具有很高的耐腐蚀、耐磨损、耐高温的特点。对微弧氧化的工艺参数进行调整，可以获得性能优良的耐海水腐蚀陶瓷膜，其耐海水腐蚀性能是纯铝的4倍。微弧氧化陶瓷膜耐海水腐蚀性能大大提高，对其在海水中的腐蚀机理进行分析，主要影响因素为陶瓷膜的厚度和陶瓷膜在生产过程中生的裂纹和孔洞，因此需要对其进行电沉积封孔，弥补这些缺陷。电沉积封孔后，陶瓷膜孔隙率大大降低，膜厚增加，复合涂层的耐腐蚀性能进一步提高，是微弧氧化陶瓷膜的2倍，是纯铝的8倍。     当前我国正在积极的发展海洋产业，耐海水腐蚀结构材料将会获得越来越多的应用，因此耐海水腐蚀复合涂层可以大大的提高材料的寿命，从节能和环保两个方面，可以获得很好的经济效益和社会效益。二、 项目技术成熟程度     微弧氧化复合涂层技术在实验室条件下，生产的可重复性和稳定性非常好，在实验室条件下，可以获得100cm2的复合涂层，其耐腐蚀性能稳定，是纯铝材料的8倍。三、 技术指标     微弧氧化陶瓷膜厚度20-40μm，电沉积膜层厚度15μm，耐海水腐蚀性能是海水的8倍；四、 市场前景     船舶、海上石油平台、海水养殖、海水制盐等产业中需要大量的结构材料，通过微弧氧化和电沉积复合技术，在金属表面生成一种复合涂层，其耐腐蚀性能是铝金属的8倍，从节能和环保两个方面，都具有很重要的意义。五、 规模与投资需求     投资规模1000 万元，其中厂房3000平米，电力2500千瓦。     主要设备有大功率微弧氧化电源，清洗池、氧化池、恒温冷却设备、天车，机加工等设备。六、 生产设备微弧氧化生产线。七、 效益分析按每年生产30万平米计算，产值3000万元，可获利约1000万。八、 合作方式面谈。九、 项目具体联系人及联系方式项目负责人：曹晓明，电话：13902060727，联系人：李世杰，电话：60208474  邮箱：caoxiaoming@hebut.edu.cn 。十、 附件：成果图片图1 封孔前后试样浸泡海水45天后的腐蚀对比图a. 微弧氧化试样浸泡海水前；    b. 微弧氧化试样海水腐蚀后；c. 微弧氧化+封闭处理试样浸泡海水前；　d. 微弧氧化+封闭处理试样海水腐蚀后图2 不同试样在质量分数为5%NaCl溶液中的动电位极化曲线