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三川催化环保——轻型汽车尾气净化先锋
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%。
西南石油大学
2023-07-20
一种用二苯胺催化制备咔唑的方法
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
兰州大学
2021-04-14
面向低碳资源转化的分子筛催化材料
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。
浙江大学
2022-07-22
锅炉烟气选择性催化还原（SCR）脱硝技术
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
南开大学
2021-04-14
过渡金属催化的不对称环异构化
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。
南方科技大学
2021-04-13
乳酸乙酯催化合成丙酮酸乙酯
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。
南京工业大学
2021-01-12
异硬脂酸催化合成关键技术
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。
江南大学
2021-04-13
泥岩泥化物高效固化剂
随着国家经济的快速发展，高速公路建设及煤炭能源工业迅猛发展，但在路基修筑 中常常遇到泥页岩一类的易软化、泥化岩层，特别是在煤矿巷道中，底板大多为泥岩， 在水及车辆碾压作用下发生严重泥化，极大影响路基质量及交通运输。为解决泥岩泥化 问题，开发了一种高效泥化物固化剂，通过将固化剂材料撒在泥化物上，并进行搅拌， 然后碾压密室后即可，固化后的固化体可直接作为低等级公路无铺面道路，也可作为高 等级公路路基。 对泥化物的含水量及粒度没有特别要求，根据用途不同，选择不同固化剂掺量比例。 泥化物固化体 1d 强度可达到 4MPa。
同济大学
2021-04-11
食品冷链物流蓄冷剂研发
项目简介： 近年来随着电商发展，冷链物流行业发展迅猛。但是和冷链物流 相配套的相关材料和装备发展严重滞后。本项目利用食品级原料研制 了一系列冷流物流配套的相变蓄冷剂及其产品蓄冷软包材、蓄冷包、 蓄冷板等，已经在天津天乐研究院（南开大学津南研究院）试生产， 产品得到了冷链物流行业内高度关注。 技术特点：冷链物流蓄冷剂及其蓄冷软包材等产品采用食品级原 料，一系列配方，无毒、无害、无污染、可循环多次使用。 进一步的研究集中在蓄冷剂的原材料研究，提高配方蓄冷剂的相 变潜热、降低成本，优化生产工艺等方面。 该项目于 2015 年 7 月在南开大学津南研究院注册成立天津冰利 蓄冷科技有限公司。目前，公司通过了 ISO9001:2015 质量管理体系 认证、ISO14001:2015 环境管理体系认证、SGS 产品菌群和毒性检测、DGM 航空运输条件鉴定，从配方到生产工艺到生产设备均有专利保 护。 公司目前年产食品冷链蓄冷剂 1.5 万吨，拥有自动化制剂生产线 一条、自动化冰利膜灌装生产线四条以及自动化冰利包生产线两条。 已与阿里巴巴集团盒马鲜生、大润发集团、顺丰集团、复华集团签订 了长期供货协议。 所需条件支持：本项目拟在长三角地区建立分厂，需要厂房及资 金支持。
南开大学
2021-04-11
重质燃料油添加剂
随着原油重质化和重质油品轻质化加工技术的发展，用于石油化工加热炉燃料油的质量、燃烧性能越来越差、粘度越来越高；为利用催化装置的甩油，将其过滤后加入燃料油中，使燃料油中铝或其它重金属成分增加。由此使得燃料油雾化质量差、不完全燃烧损失增加；烟气中熔融状态的物质多，辐射炉管结垢严重。不但使得石油化工加热炉热效率降低，而且使得石油化工加热炉辐射室传热量减少，处理能力不满足生产需要。为了消除燃料油的质量、燃烧性能变差给石油化工加热炉运行带来的不利影响，保证石油化工加热炉“长、安、稳、满、高效”运行和减少排烟对大气的污染，我公司开发研制出具有减粘、促燃、减少S0x生成量和减缓辐射炉管结垢性能的油溶性重质燃料油添加剂。技术指标为： 添加剂加入量小于0.5%。 燃料油的粘度降低30%。 燃料油的燃烧速度提高3~8倍。 石油化工加热炉热效率提高2%。 烟气中S0x浓度降低50%。 辐射炉管结垢速率降低80%~90%。 添加剂在使用中对生产装置、管线无不良影响。
北京科技大学
2021-04-11