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甲醇羰基化制备碳酸二甲酯和甲酸甲酯催化剂
"碳酸二甲酯（DMC）和甲酸甲酯（MF）是重要的绿色化工产品，受到国内外研究者的广泛关注。DMC可以代替氯甲烷、硫酸二甲酯、光气等剧毒物质进行甲基化、酯交换、羰基化等反应，在精细化学品、医药、农药合成领域具有广泛应用。DMC属于低毒或无毒的化工产品，具有较高的氧含量（53%），因此可以作为汽油添加剂提高汽油的辛烷值。MF是一种重要的C1化学品，在医药和有机化工合成产品中应用广泛。近年来，通过甲醇羰基化制备DMC常用的催化剂主要是负载型的Cu基催化剂，常用的载体主要是分子筛和活性碳，但是这些催化剂存在稳定性差和DMC的选择性低等问题; 而甲醇羰基化制备MF的用催化剂是甲醇钠、甲醇钾等强碱性有机化合物和一系列金属羰基化物。该类催化剂的优点是制备简单，缺点是催化剂腐蚀性强，对原料要求极高，产物与催化剂分离困难。 为了解决现有的问题，对于甲醇羰基化制备DMC的反应，已成功地设计了一类N杂碳材料负载型的Cu基催化剂，在微反应器评价装置，0~1.0 MPa，100~130 C，6390~127800 mL/g/h的反应条件下，DMC的选择性保持在97%以上，产率可达70%以上，催化剂稳定性考核
厦门大学
2021-04-10
不对称催化的高光学活性二芳基甲醇的高效合成方法
手性二芳基甲醇是重要的手性药物合成前体，比如 (R)-新苯海 拉明、(R)-邻甲苯海明，(S)-卡比沙明、(R,R)-氯马斯汀等手性药物就 是由光学活性二芳基甲醇合成得到，尚有一些具有明显抗肿瘤前景的 化合物也是由手性二芳基甲醇合成的。本技术使用容易合成且价格低 廉的格氏试剂在不对称催化的条件下与芳香醛加成，使用四异丙醇钛 和 N,N,N′,N′-四甲基二氨基乙醚为添加剂，使用 10 mol% 光学活性 H8-BINOL 为手性配体，产物产
兰州大学
2021-04-14
不对称催化的高光学活性二芳基甲醇的高效合成方法
手性二芳基甲醇是重要的手性药物合成前体，比如(R)-新苯海拉明、(R)-邻甲苯海明，(S)-卡比沙明、(R,R)-氯马斯汀等手性药物就是由光学活性二芳基甲醇合成得到，尚有一些具有明显抗肿瘤前景的化合物也是由手性二芳基甲醇合成的。
本技术使用容易合成且价格低廉的格氏试剂在不对称催化的条件下与芳香醛加成，使用四异丙醇钛和N,N,N′,N′-四甲基二氨基乙醚为添加剂，使用10mol%光学活性H8-BINOL为手性配体，产物产率为90~97%，光学活性在90~>99%，放大到实验室规模，产率和ee值均无变化。其特点是：产率和光学活性都非常高，反应中使用的材料均价廉、易得，操作简便，反应条件温和，反应快（3小时），容易实现规模化生产，具有良好的工业化前景。
兰州大学
2021-01-12
锂离子电池电极材料
锂离子电池负极材料主要包括天然石墨、人造石墨、焦碳和碳纤维等。作为电极材 料的活性物质，对碳材料的要求有许多方面：如放电比容量、颗粒大小和比表面积、电 极极化性能、充放电稳定性等。目前国内外有许多研究单位在探索新的制备工艺来改善 电极性能。 采用常压干燥技术，成功地制备了碳气凝胶材料，通过控制制备条件，实现了碳气 凝胶材料微结构人为裁剪与控制。这些新型储能器件具有重量轻、体能密度高、无污染 等优点，是新一代绿色能源材料。多孔碳电极用于锂电池将优于枝晶锂电池，传统的电 极充电时枝晶会在阴极上成核，当枝晶越过电极跨度时将造成短路，从而限制了充电次 数。用多孔碳做电极时，锂离子嵌在石墨结构中，防止了锂金属的沉积和枝晶的形成， 而丰富的孔洞可提高电极与电池溶液的接触面积。碳气凝胶是由间苯二酚和甲醛在碱性 催化剂作用下，通过溶胶-凝胶和炭化工艺制备而成的。通过控制水和催化剂的用量， 可以控制其孔洞结构和密度，它的干燥过程也正由管来的超临界干燥向常压干燥发展， 以便降低气制备成本，改善其性能，使其得到更广泛的应用。碳气凝胶也可能成为电池 材料的理想选择。
同济大学
2021-04-11
锂空气电池及相关材料
该项目涉及一种含新型催化剂的锂空气电池正极及其制备方法。锂空气电池正极材料的质量组成：催化剂为 5-30％，碳材料为 40-80％,粘结剂为 5-30％。催化剂为金属纳米颗粒(20-60nm)高分散在微米级的碳片上的复合材料；所述金属纳米颗粒为钴、镍、铜、锌、锰、铬、钼、钒或钇。碳材料包括乙炔黑、超导炭黑、碳纤维、石墨烯、超导炭黑、科琴黑、聚苯胺、聚吡咯和聚噻吩一种或两种。粘结剂为聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、羧甲基纤维素钠、聚乙二醇和丁苯树脂一种或两种以上。本发明的优点是：该催化剂可促进氧的还原，降低充电过电位，在锂空气电池中表现出优异的电催化性能；而且该催化剂工艺简单，采用环保无毒的试剂，在锂空气电池领域有广泛的应用前景。
南开大学
2021-02-01
锂空电池及关键材料
研究团队设计和合成出一种具有开放式结构的剑麻状Co9S8材料，并首次将其作为锂空气电池正极。其开放状结构不仅为反应产物提供了丰富储存空间，有效避免不溶Li2O2对空气电极的堵塞。而且，特殊的开放式结构有利于氧气的俘获与释放，为高效快速电极反应提供保障；其次，Co9S8具有优异的催化活性，有效改善了氧气反应动力学，大幅度提高了电极反应速度；最后，Co9S8且具有良好的氧气亲和性，可以诱导氧气在Co9S8纳米棒表面反应生成过氧化锂，形成优异的Li2O2/电极接触界面，从而有利于充电过程中充分发挥Co9S8的催化效率，促进Li2O2的完全分解。所以，该Co9S8空气电极综合解决了上述三个方面的问题，相应的锂空电池表现出优异的电化学性能。在50 mA g-1的电流密度下，可以获得高达~6875 mAh g-1的放电容量，在控制放电容量为1000 mAh g-1的条件下，可以将充放电过电位降低至0.57 V，优于目前已报道的氧化物基催化剂。
厦门大学
2021-04-11
锂硫电池及关键材料
“双高”硫电极复合材料。要实现可超越现有锂离子电池的高比能锂硫电池的商业化应用，不仅需要提高复合正极材料的硫含量（high sulfur content, HSC），还需要有高的硫复合电极的硫载量（high sulfur loading, HSL），形成所谓“双高”电极。研究团队采用模板法构筑了一种新型的准二维多孔蜂窝状Co@N-C材料作为锂硫电池的载硫基体。蜂窝状的结构具有最高的密度、最大的可利用空间以及所需要的材料最少等优势，将这样一种特殊的结构作为锂硫电池的骨架材料，不仅让具有高比表面积的单片蜂窝状实现高含量的硫复合，还可以通过多层蜂窝片的有序堆积实现高的载硫量，同时保持了Co-N的“双催化”、多功能的作用，取得了优异的电化学性能（ACS Nano, 2017,11(11), 11417-11424）。非碳类Co4N基体材料。研究团队首次制备了非碳类介孔Co4N微球作为硫复合电极基体材料，实现了高达95%的载硫量,并取得了优异的电化学性能；同时，该Co4N基体材料对充放电过程中间多硫化物具有更强的亲和性、更快的吸附速度、更高的吸附量，是一种理想的硫复合电极基体材料（ACS Nano, 2017, 11, 6031-6039）。
厦门大学
2021-04-11
水系热化学电池
9 月 11 日，《科学》（Science）以 First Release 形式刊发了武汉光电国家研 究中心周军教授团队最新研究进展 “Thermosensitive-crystallization boosted liquid thermocells for low-grade heat harvesting”。该研究工作第一署名单位为华中科技大学武汉光电国家研究中心，博士生余帛阳、段将将副教授为共同第一作者，周军为通讯作者。此外，论文合作者还包括武汉大学化学与分子科学学院丛恒将副教授、周军团队多名研究生（谢文科、柳容、庄欣妍、王卉、齐备）、华中科技大学材料科学与工程学院徐鸣教授和中国科学院北京纳米能源与系统研究所王中林院士等。
华中科技大学
2021-04-13
超安全锂电池技术
常用的锂电池在被刺穿或击穿的情况下会马上短路，通常会立即起火甚至爆炸，并立即失去电源功能。课题组研发了一款具有应急功能的12V-22AH锂电池。该电池该在被刺穿（或击穿）的情况下不会爆炸或起火，而且还能继续给负载供电一段时间（30分钟以上）。该电池使用安全性能优异的正极和负极材料，并在胶体电解液中添加了阻燃聚合物和导热聚合物，确保电池被刺穿时不会起火和严重短路，只表现出可接受范围内的压降，不会马上断电，还可以继续给负载供电一段时间。该电池是一款超级安全并有特殊应急功能的锂电池，可以用于军工电源产品和其它极端环境下的电源系统。
上海理工大学
2021-04-13
钠离子电池实现量产
中科海钠，一家只有 4 岁的新公司，基于中科院物理所陈立泉院士、胡勇胜研究员领衔的技术研发团队的核心技术，成为国内首家、国际上为数不多的专注钠离子电池研发和制造的高新技术企业，走在了世界前列。正极、负极、电解液是钠离子电池的三大要素。其中，大部分正极材料面临稳定性差、循环寿命短、成本较高等瓶颈问题。为解决这些问题，胡勇胜科研团队绕过了锂离子电池常用正极材料中的高价格元素镍、钴等，使用铜、铁和锰等比较便宜的常见元素，研究出一种低成本、高稳定性、长寿命的钠离子电池层状氧化物正极材料体系。 2021 年 3 月底，中科海钠宣布完成数亿元级 A 轮融资，本轮融资将用于搭建年产能 2000 吨的钠离子电池正、负极材料生产线。中科海钠拥有多项钠离子电池核心专利，在钠离子电池全生产链各个环节已掌握完全自主研发的核心技术，拥有材料研发平台、百吨级钠离子电池正极和负极材料中试生产线、兆瓦时级钠离子电池中试生产线。目前产品已经在低速车、两轮车和 5G 基站领域开启应用。 2017 年，他们研制出 48V/10Ah 钠离子电池组应用于电动自行车；2018 年，他们研制出 72V/80Ah 钠离子电池组，推出全球首辆钠离子电池电动汽车。2019年，他们推出全球首个 100 千瓦时钠离子电池储能电站，首次实现了钠离子电池在大规模储能上的示范应用。2020 年，全球首款具备自主知识产权的产品化钠离子电池实现量产，电芯产能可达 30 万只/月，海外订单第一期十万只，国内的联合开发产品出货量数万只。 陈立泉院士透露，物理所实际上很早就开始研究固态电池，最早是在 1976 年，以后对固体电解质一直没有停止过研究，最近物理所从计算上发现一些新的材料，同时我们也对固态电池的安全性做了很多工作，发现固态电池安全性是很好的。现在全世界都在做锂离子电池，如果全世界的车都用锂离子电池来开，全世界的电能都用锂离子电池储存的话，根本不够。所以产业一定要考虑新的电池，钠离子电池是首选，2010 年，科学院物理所开始研究钠离子电池，2015 年研制出第一个软包装的电池。 陈立泉谈到，2060 年中国计划实现碳中和。那就现在来说，一定要特别强调能源互联网，能源互联网就可以实现能源的低碳化。交通电气化是一个趋势，包括 2000 年开始就有电动汽车的计划，未来还要继续发展电动船舶、电动飞机。
中国科学技术大学
2021-04-13