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高效生物催化合成烟酸关键技术研发及产业化
烟酸又称维生素 PP 或维生素 B3，是人体必需的 13 种维生素之一，作为药物中间体及饲料或食品添加剂具有广阔的国内外市场，全球烟酸市场在 8 万吨以上，目前主要采用化学法生产。
本项目打通了生物转化 3-氰基吡啶制备烟酸的工艺路线，建成了国际上首条烟酸生物法生产线，技术水平达到国际领先。项目获得了自主知识产权菌种、建立了腈水解酶的高效表达和系统改造技术、构建了固定化和高浓度转化体系；腈水解酶发酵酶活及烟酸转化产量均为目前国际报道的最高水平。已建成年产2000 吨烟酸生物法生产线，相比传统化学合成工艺节约能耗 30%以上，降低污染物排放 70%以上。在 Catal Sci Tech，ChemCatChem，Crit Rev Biotechnol 等国内外期刊发表论文 20 余篇，1 篇入选BioMed 数据库 Highly accessed 论文；213受邀合编英文专著 1 部；申报国家发明专利 15 项，其中已授权 9项。
江南大学
2021-04-13
基于复杂煤质条件的脱硝催化剂配方及制备技术
授权专利《一种添加SiO的脱硝催化剂及其制备方法》通过共沉淀法制备 TiO-SiO复合载体，一步浸渍法负载V0和W0,再经过焙烧得到的催化剂具有低 温脱硝率高、能够明显增加催化剂整体的机械强度和抗磨损性等特点，采用硅溶 胶作为SiO硅源不仅成本低廉，在实际生产过程中可以很好地改善其加工、挤出、 成型等工序的机械性能。
授权专利《一种具有抗硫氧化特性的脱硝催化剂及其制备方法》包括浸 渍液的制备、活性组分的负载和焙烧三个步骤；该发明中的脱硝催化剂由于加 入了 BaO改性，使该改性后的脱硝催化剂具有良好的孔隙结构，酸性中心位置没 有明显变化,催化剂表面的S0的氧化反应得到了抑制，并可保证N0的脱除率在 95%以上，该发明适用于我国燃煤含硫量高的特点，有利地提高了催化剂的使用 寿命,降低烟气脱硝成本。
市场及经济效益分析：
以上两项发明的原料价格低廉且来源丰富，生产制备工序简洁，批量生 产可行性高，具有一定的市场价值。
重庆大学
2021-04-11
天然纤维素蒸汽闪爆改性及其在新型溶剂中溶解与绿色湿纺技术
Ø 项目针对目前粘胶纤维工业生产过程存在的污染严重问题，采用自行设计的高压热蒸汽闪爆（Steam Explosion，简称SE）技术，在超分子水平实现对天然木纤维素快速、安全可靠、低污染物理改性并固化其构象，同时利用环保、廉价的新型纤维素溶剂体系，实现温和条件下纤维素的溶解，通过真空脱泡、充氮、喷丝、凝固等工艺的优化获得了纤维素纤维的绿色湿纺技术，丝性能达到或超过粘胶丝。
北京理工大学
2021-01-12
基于绿色功能介质的天然海洋多糖高分子分离及高值化利用清洁新技术
本成果基于廉价易得的功能型离子液体、低共熔溶剂，可从海洋废弃生物质（比如虾蟹壳，海藻，海带等）中高选择性制备甲壳素、壳聚糖、海藻酸等天然多糖高分子化合物，进而实现相应化合物的结构性能提升（如抗菌等）或者转化为高附加值衍生产品（如医药用品或者药物载体等）。该新技术有望解决传统酸碱制备方法中水耗高、污染大等问题，具备水耗低、污染少、能耗低、流程少等潜在优点。此外，新技术具有良好的拓展性和灵活性，可从虾蟹壳直接制备甲壳素敷料、绷带等医疗用品。
主要技术特点如下：
（1）处理的原料来源于当地的虾蟹壳，海带/海藻等，无需特别分级处理。
（2）所得甲壳素收率大于90%，纯度大于95%，聚合度可调，介于400——4000。
（3）所得壳聚糖收率大于90%，纯度大于95%，脱乙酰度值大于85%，符合国家标准GB 29941-2013。
（4）所得海藻酸收率大于90%，纯度大于95%。
（5）可制备得海藻酸基功能材料（膜、纤维、水凝胶、气凝胶等），具备自愈合、阻燃等特点。
北京理工大学
2023-05-09
基于绿色功能介质的天然海洋多糖高分子分离及高值化利用清洁新技术
本成果基于廉价易得的功能型离子液体、低共熔溶剂，可从海洋废弃生物质（比如虾蟹壳，海藻，海带等）中高选择性制备甲壳素、壳聚糖、海藻酸等天然多糖高分子化合物，进而实现相应化合物的结构性能提升（如抗菌等）或者转化为高附加值衍生产品（如医药用品或者药物载体等）。该新技术有望解决传统酸碱制备方法中水耗高、污染大等问题，具备水耗低、污染少、能耗低、流程少等潜在优点。此外，新技术具有良好的拓展性和灵活性，可从虾蟹壳直接制备甲壳素敷料、绷带等医疗用品。
主要技术特点如下：
（1）处理的原料来源于当地的虾蟹壳，海带/海藻等，无需特别分级处理。
（2）所得甲壳素收率大于90%，纯度大于95%，聚合度可调，介于400~4000。
（3）所得壳聚糖收率大于90%，纯度大于95%，脱乙酰度值大于85%，符合国家标准GB 29941-2013。
（4）所得海藻酸收率大于90%，纯度大于95%。
（5）可制备得海藻酸基功能材料（膜、纤维、水凝胶、气凝胶等），具备自愈合、阻燃等特点。
北京理工大学
2022-04-08
一种微通道反应器法合成4'-氯-2-氨基联苯的绿色制备工艺
本发明涉及4'‑氯‑2‑氨基联苯的制备技术领域，具体涉及一种微通道反应器法合成4'‑氯‑2‑氨基联苯的绿色制备工艺，本发明通过采用一种连续化生产方法，将反应时间从传统的数小时缩短到几十秒至几分钟，生产周期短，反应过程更加稳定，显著提高了反应效率和反应收率；经本发明所述生产工艺得到的4'‑氯‑2‑氨基联苯的纯度达到了93%‑95%，产率达到了80%‑85%。本发明在微通道反应器内反应，可加强传质、传热性能，保持反应温度恒定，避免飞温现象，减少副产物的产生，同时提高了反应过程的安全性，同时微通道反应器内强的传质效果，使得液‑固非均相反应液得到充分地混合，提高了反应效率。具有广泛的应用前景。
南京工业大学
2021-01-12
开发基于MXene的新型光催化剂实现安全空气消毒
新冠疫情的爆发，使人们对空气消毒日益重视。其中，紫外辐射是一种常见的空气消毒技术。然而，在实际的消毒过程中，微生物往往存在“复活”现象，从而大大影响了消毒效果。 近日，天津大学王灿教授团队提出了一种基于单层Ti3C2Tx（MXene）和暴露{001}晶面的TiO2的新型光催化剂，提高了光催化活性，取得了更高的消毒效率。该研究对前体MAX相蚀刻、插层、超声剥层，制备单层Ti3C2Tx纳米片，即MXene；通过水热法并同时调控TiO2晶面，合成光催化剂MXene/{001}TiO2，浸渍涂覆于聚氨酯（PU）海绵。 在此基础上，该研究将涂覆TiO2/MXene的PU海绵填充入连续流光催化反应器，用于动态的空气消毒，发现相比于传统的紫外消毒技术显著提高了对空气微生物的灭活效率。该研究进一步探究了紫外/光催化消毒后的空气微生物在有光（光复活）和无光（暗修复）条件下的复活情况，结果表明，与单独紫外消毒相比，经过光催化灭活的空气微生物基本无暗修复现象，在可见光下细菌浓度甚至呈现持续下降趋势。进一步对灭活机理的研究发现，紫外线通过作用于细胞DNA生成嘧啶二聚体灭活细菌，该损伤可在一定波长的可见光下被修复，细菌复活；而光催化的加入产生了活性氧自由基，对细菌的细胞结构造成了不可逆的损伤，这类损伤难以修复。因此，基于该研究中合成的新型光催化剂，可以达到更高的空气消毒效率，同时实现更彻底的消毒效果。相关的技术成果可以应用于因新冠疫情感染场所的空气消毒。
天津大学
2021-02-01
基于天然纤维素制备高效率氧气还原催化剂
氧气还原反应是燃料电池中最常见的阴极反应，即氧气通过四电子过程结合电子和质子转化为水。
氧气还原催化剂是燃料电池阴极至关重要的组成部分，其性能的好坏直接决定于最终电池的性能。铂（Pt）是最常用的一种高效的氧气还原反应催化剂。然而，由于Pt的价格非常昂贵，给电池带来非常高的成本。而近年来，开发的基于杂元素掺杂的碳纳米材料，尽管成本比Pt低，但是其制备过程相对较复杂，难以实现规模化生产。
而对于电池的发展，低成本和高性能是永恒追求的目标。本成果提供了一种超低成本、高效率氧气还原催化剂的制备方法。该方法以天然纤维素为原材料，具有成本低、制备简单等优点，所制备的氧气还原催化剂在0.1M KOH中的氧气还原催化电流高于常用的20wt% Pt/C催化剂。
江西师范大学
2021-05-05
开发基于MXene的新型光催化剂实现安全空气消毒
项目成果/简介:新冠疫情的爆发，使人们对空气消毒日益重视。其中，紫外辐射是一种常见的空气消毒技术。然而，在实际的消毒过程中，微生物往往存在“复活”现象，从而大大影响了消毒效果。 近日，天津大学王灿教授团队提出了一种基于单层Ti3C2Tx（MXene）和暴露{001}晶面的TiO2的新型光催化剂，提高了光催化活性，取得了更高的消毒效率。该研究对前体MAX相蚀刻、插层、超声剥层，制备单层Ti3C2Tx纳米片，即MXene；通过水热法并同时调控TiO2晶面，合成光催化剂MXene/{001}TiO2，浸渍涂覆于聚氨酯（PU）海绵。 在此基础上，该研究将涂覆TiO2/MXene的PU海绵填充入连续流光催化反应器，用于动态的空气消毒，发现相比于传统的紫外消毒技术显著提高了对空气微生物的灭活效率。该研究进一步探究了紫外/光催化消毒后的空气微生物在有光（光复活）和无光（暗修复）条件下的复活情况，结果表明，与单独紫外消毒相比，经过光催化灭活的空气微生物基本无暗修复现象，在可见光下细菌浓度甚至呈现持续下降趋势。进一步对灭活机理的研究发现，紫外线通过作用于细胞DNA生成嘧啶二聚体灭活细菌，该损伤可在一定波长的可见光下被修复，细菌复活；而光催化的加入产生了活性氧自由基，对细菌的细胞结构造成了不可逆的损伤，这类损伤难以修复。因此，基于该研究中合成的新型光催化剂，可以达到更高的空气消毒效率，同时实现更彻底的消毒效果。相关的技术成果可以应用于因新冠疫情感染场所的空气消毒。
天津大学
2021-04-11
二维钙钛矿纳米材料用于光催化降解黑臭水体
产品服务:焦化厂外排废水含高浓度有毒、难降解的氰化物、COD及氨氮称为焦化废水，是一种较难处理的有机废水，传统处理方法后无法达标。随着国家对环保问题的的日益重视以及国民环保意识的不断提高，废水的排放标准也变得更为严格。各国学者经过不断的探索研究出了一些新的焦化废水处理技术，如：电化学氧化技术、光催化氧化技术、膜技术等。这些技术对焦化废水中的污染物处理的较为彻底且不会产生二次污染，但是这些技术投资成本和运行成本较高并且很多仍处于理论研究和实验室研究阶段，较难实现大规模工业化应用。项目优势:本研究以铁基的纳米材料制备电极具有单个优点：高效降解焦化废水，高的使用寿命；低的处理成本。 市场概况:发展规划： 本团队计划创立集特色催化剂和配套设备为一体的纳米电催化工艺，以去除焦化废水中的难降解污染物为主要目标，同时实现脱色、除臭和净化水体的目标。经营目标是以上海环保公司为依托，对于他们在工程应用中的水处理需求，公司为其提供相应的环保咨询和先进的水处理产品，互利共赢。与此同时也要逐步提高产品品牌的市场认可度以及品牌效应。 商业模式:盈利模式： 前期以Fe基纳米电极与配套电催化设备的批量生产和销售为主，在产品推广到一定阶段后，以实际废水处理工程项目承包运营为主。
同济大学
2021-04-10