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一种多级结构工程的策略来实现协同优化水分解催化剂的催化性能
一种多级结构工程的策略来实现协同优化水分解催化剂的催化性能。通过两步化学合成途径，研究人员制备出了铁(Fe)掺杂的磷化钴(CoP)纳米片与碳纳米管的复合物 (图1a, b)。研究发现，这类复合物催化剂具有与标杆的金属铂（Pt）催化剂接近的氢气析出反应催化活性。并且首次发现Fe掺杂量对这类无机-纳米碳复合物催化剂在不同pH电解质中的催化氢气析出性能有明显的影响。另一方面，通过原位的电化学氧化/水解，这类复合物催化剂可以转换为Fe掺杂的羟基氧化钴/碳纳米管的复合物并展现出非常优异的氧气析出催化性能。进一步，研究人员利用这类复合材料作为正负电极的催化剂构筑了一个简易的碱性水分解电解池，并证明了这种电解池可以在1.5 V的电压下以10 mA cm -2 的电流密度持续稳定的进行水分解，该性能是目前水分解电催化剂的最好性能之一。该电解池也可以由单节AA干电池来驱动分解水产生氢气和氧气
南方科技大学
2021-04-13
催化苯乙烯环氧化制备环氧苯乙烷的新型催化剂
环氧苯乙烷作为一种重要的化工中间体被广泛应用于化工与医 药生产等众多领域，传统的制备方法——卤醇法在生产过程中环境污 染严重、对原料的利用率不高，导致生产成本居高不下。随着整个社 会环保意识的不断增强，绿色化学日益受到重视。在催化苯乙烯环氧 化反应的研究过程中，开发高效、低污染、低能耗、环境友好的催化 剂一直是研究的主要方向。虽然在许多研究人员的不懈努力下，催化 剂的研究取得了可喜的进展，但是现有的催化剂还存在着一些缺陷， 新型高效催化剂的研发仍然是当前研究的热点之一。我们发现将普鲁 士蓝类配合物用
兰州大学
2021-04-14
燃料电池催化剂
质子交换膜燃料电池(PEMFC)具有能量转换效率高和环境友好等优点， 是电动汽车的理想动力源。但燃料电池电动汽车(FCV)的商业化，必须解决基 于碳载钳(Pt/C)催化剂FCV的高成本问题。 自2009年美国科学家在Science杂志报道氮参杂碳纳米管(NC)具有潜在 的氧还原(0RR)催化活性以来，化学家与材料科学家一直在探寻如何进一步 提高NC材料的0RR催化活性的方法，以代替目前燃料电池发动机中的Pt/C催化剂。因此，我们的研究团队基于氮参杂石墨烯(NG)材料，在国际上首次通过 “NG分子结构一NG电导率一0RR催化活性”的关联，找到了该科学难题的突破 点.我们在分子结构模拟的基础上，认识到三种氮参杂NG材料中，既唳型和既 咯型具有二维平面结构，使NG保持了石墨烯原有的平面共辗大兀键结构，具 有良好的导电性，因而具有优异的0RR催化活性；而丁基型NG为三维空间不 平整结构，破坏了石墨烯原有的二维平面共巍大e键结构，导电性差，因而0RR 催化活性低。因此，有效的氮参杂应以唬唳型和唬咯型为主，尽可能减少甚至 杜绝丁基型NG的形成。我们利用层状材料(LM)的层间限域效应，通过调制LM 层间距，在LM层间插入苯胺单体，层间聚合，然后热解的方法，获得平面氮参杂 达90%以上的NG材料。其催化0RR的半波电位仅比Pt/C催化剂落后60mV,是传 统方法下获得的NG材料0RR催化活性的54倍，以该材料为正极催化剂的质子 交换膜燃料电池的输出功率达580mW/cm ,与Pt/C催化剂的0RR活性处于同一 个数量级，为世界领先水平。我们开发的此类新型NG材料已经具备了在燃料 电池发动机中完全替代Pt/C催化剂的可能性。LM层间近乎封闭的扁平反应空间 不仅克服了传统开放体系下合成的NG以丁基型为主，导电性差，活性低的弊病， 而且也克服了开放体系下因掺N效率低而导致合成NG成本高的问题。该研究成 果意味着，长期困扰燃料电池实用化的高成本问题将不再是瓶颈问题。
重庆大学
2021-04-11
一种偶氮类铜配合物水氧化催化剂
（专利号：ZL 201410545691.3） 简介：本发明公开了一种偶氮类铜配合物水氧化催化剂，属于化学催化剂技术领域。该水氧化催化剂为1‑(2‑吡啶偶氮)‑2‑萘酚(PAN)铜(Ⅱ)配合物，其为1‑(2‑吡啶偶氮)‑2‑萘酚与Cu2+配位形成的五配位化合物，含一个三氟甲基磺酸根配位，分子量为477.97。本发明合成的1‑(2‑吡啶偶氮)‑2‑萘酚(PAN)铜(Ⅱ)配合物水氧化催化剂，其结构稳定、价格低廉。该催化剂在催化水氧化制备氧气的反应中效果良好，且在不同溶剂体系中，均具有良好的催化效果。
安徽工业大学
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
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
固体催化剂催化降解聚酯(PET)
PET (聚对苯二甲酸乙二醇酯) 是通用高分子树脂之一。对废弃的PET塑料进行降解或回收 循环使用是PET产业中不可缺少的环节，是塑料资源实现可持续发展中的关键之一。PET的回 收方法主要分为物理回收、化学回收、物理-化学回收三种。目前PET化学回收工业化主要的 两种方法分别是水解和醇解，在酸催化作用下酯键的水解，酸直接影响着反应进行的转化率、 选择性和速度，目前多使用硫酸，但存在以下缺点：强酸酸性对反应设备腐蚀、分离能耗高、 产品纯化难、催化剂不能回收、产生大量酸性废水。本项目首次合成专用固体催化剂，采用 新工艺降解聚酯PET (对其它类型的聚酯也同样实现高效降解) 。该固体催化剂无毒、不腐蚀设 备、可循环使用、环境友好，能很好地解决目前PET降解中的难题。
华东理工大学
2021-04-13
基于金属氧化物的复合半导体光催化剂
将纳米级尺寸石墨烯量子点修饰到超薄ZnO纳米片表面，同样可大提高ZnO纳米片的光催化性能。
上海理工大学
2021-04-10