哈尔滨工程大学电化学碳捕获及电催化转化系统采购项目竞争性磋商

成果描述：2,5-呋喃二甲醛（DFF）是一种多用途的有机合成中间体，可以用来合成药物、大环配体、抗真菌剂和呋喃，也可以作为单体形成各种高聚物，例如聚频哪醇和聚乙烯。采用5-羟甲基糠醛（HMF）为原料，通过氧化反应合成DFF，是目前工业上唯一可行的制备DFF的方法。但因获得HMF需要复杂的分离纯化过程，故HMF价格昂贵使得DFF的生产成本很高，其生产迄今没有工业化。碳水化合物被视为目前最有希望的“可再生资源”。将廉价的碳水化合物直接作为原料，利用无需分离HMF的二步转化方法制备DFF, 可以克服已有技术成本高，能耗高和收率低的缺陷，更为经济实用，更符合经济的绿色可持续发展。 常压下反应，以碳水化合物（葡萄糖、果糖或蔗糖）为原料，采用不分离HMF的一锅两步法合成DFF：第一步碳水化合物脱水生成HMF，第二步HMF原位氧化生成DFF。本方法的技术优势在于：1. 适用原料广，尤其可以用廉价的葡萄糖作原料得到较高的DFF产率，降低了生成成本，具有工业化应用前景；2. DFF产率高，以碳水化合物计（葡萄糖：51%，果糖：68%，蔗糖：50%）；3. 催化剂廉价易得，易于分离（离心分离）；4. 反应条件较温和，常压，低温，反应时间相对较短；5. 反应过程操作简单，反应副产物少，对环境友好。市场前景分析：生物质化工领域，精细化学品合成。与同类成果相比的优势分析：由葡萄糖制备DFF： DFF产率>40 %，选择性>60 % 由果糖制备DFF： DFF产率>55 %，选择性>65 % 由蔗糖制备DFF： DFF产率>45 %，选择性>65 % 国内先进。

1. 痛点问题 随着十三五电力行业基本实现烟气超低排放，我国大气污染治理的主战场从电力转移到了工业炉窑等非电力行业，工业炉窑具有种类多、数量大、排烟温度低、污染物成分复杂且浓度波动大等特点，目前传统工业烟气净化采用除尘与脱硝单元串联独立运行，该工艺设备规模大、运维成本高、难以适应工业炉窑复杂多变的烟气条件。因此，开发低成本、短流程、高适应性的多污染物协同脱除材料和技术，成为工业烟气净化领域发展的新方向。其中，以过滤材料为基体耦合催化活性组分的多污染物协同脱除一体化技术成为国内外广泛关注的应用前景较好的新技术。 陶瓷催化脱硝滤芯其表层膜具有致密的微米级孔结构，烟气粉尘去除率可达到99.9%以上；滤材内部支撑体涂覆的催化剂，同时可通过SCR机制实现烟气氮氧化物高效脱除。一体化烟气净化技术改变了当前除尘、脱硝等独立运行的传统烟气净化工艺，具有工艺流程短、设备投资低、运行费用少以及占地空间小等显著优势，实现多污染物协同脱除，是一种极具应用前景的除尘脱硝一体化的新技术，将成为中小型锅炉烟气净化领域的新发展趋势。 2. 解决方案 开发出拥有自主知识产权的新一代三维分级陶瓷催化滤管，该技术的核心是可以控制涂覆陶瓷纤维滤管催化层厚度，保留滤管外表面致密层，使得陶瓷催化滤管具有过滤阻力更低、除尘效率更高、脱硝效率更强等优点，该陶瓷催化滤管在2020年已于东台中玻特种玻璃有限公司建立一套具有工程参考意义的中试侧线试验，运行以来，经过权威第三方检测机构检测，其中SO2＜10mg/m3、颗粒物＜3mg/m3，NOx＜23mg/m3，氨逃逸＜5 mg/m3，满足行业超低排放标准要求。通过中试平台长时间的稳定运行，表明了以三维分级陶瓷催化滤管为核心的多污染协同脱除技术的可行性，使得工业烟气治理技术更加集成、高效、经济。为后续的在玻璃行业及其他工业炉窑规模化应用奠定了基础，并且2021年3月已成功完成玻纤行业炉窑工业烟气超低排放示范项目，也预示该项技术得到了市场的认可，填补国内该技术的空白。可以在其他行业焦化、垃圾焚烧、危废、陶瓷、生物质锅炉、耐火材料炉窑及水泥等行业推广应用，实现实现工业烟气经济、高效、深度治理。 合作需求 与浙江致远进行优势互补，目前团队已经实现了小批量规模化量产，并在不同行业进行了中试试验，取得了较好的净化效果，成果转化后实现工业化生产，公司目前自主研发了涂覆工艺和装置，生产工艺和此次受让技术十分匹配，可满足此次放大的技术产品设备需要。结合公司较强的工程设计能力、施工能力、市场开拓能力及售后服务等，在玻璃、焦化、生物质发电、垃圾焚烧等烟气治理行业进行推广应用。

近日，东南大学化学化工学院、江苏省富碳材料器件工程实验室张袁健教授课题组报道了快速、准确和全面评估燃料电池电催化剂的新方法，相关成果以“Elucidating Electrocatalytic Oxygen Reduction Kinetics via Intermediates by Time-Dependent Electrochemiluminescence”为题在化学领域国际权威学术期刊Angew. Chem. Int. Ed.以Hot Paper形式在线发表。

利用前手性或内消旋的烯基1,3-二醇为原料，三氟甲基碘试剂或氟烷基磺酰氯为氟烷基自由基前体，在Cu(I)和手性磷酸协同催化下首次实现了去对称化不对称自由基反应。该反应具有很好的非对映选择性和对映选择性，同时反应条件温和，底物适用范围广泛，为具有多个手性中心的四氢呋喃骨架化合物的合成提供了一条新的途径

受益于自优化配体效应和原子精度结构，Pt团簇基电催化剂表现出高质量活性、优异稳定性和抗CO毒化能力。理论计算证实，增强的电催化性能归因于三苯基膦配体的双重效应，它不仅可以调节原子级精确Pt团簇的形成，还可以改变Pt原子的d带中心，从而有利于获得*H、*OH 和 CO等中间体的良好吸附动力学。

熊宇杰教授和龙冉教授研究团队与中国科学技术大学杨金龙院士团队付岑峰副研究员、南京大学邹志刚院士团队姚颖方教授合作，发展了光催化甲烷无氧偶联（NOCM）方法，实现了高选择性制备乙烷和氢气，效率达到中温热催化NOCM水平

MBO (3-甲基-3-丁烯-1-醇) 是重要的化学中间体，应用广泛，可用于合成聚羧酸混凝土高性能减水剂醇醚单体，异构化后是合成仿生农药 “除虫菊酯”前驱体的主要原料，也是人工合成柠檬醛的主要原料，并由此可进一步合成L-薄荷醇及其衍生物、紫罗兰酮类香料、类胡萝卜素及维生素A类香料、营养素、医药等。还是合成轮胎橡胶异戊二烯的重要原料。 异丁烯是石油化工副产C4烃类的主要成分之一，其来源主要包括裂解制乙烯厂混合C4和炼油厂混合C4。然而，当前我国只有16%的副产C4烃进一步利用，远不及西欧的80～90%。C4馏分利用中最经济、最环保的途径是将其用作化工原料，生产高附加值的化工产品，而非用作燃料或用于炼油。 本技术采用专用催化剂催化异丁烯与甲醛进行Prins反应，得到MBO，转化率高，选择性高。工艺流程段、过程绿色高效无污染、经济性好。

皂荚荚果、油茶果壳和无患子果皮中含有丰富的五环三萜类皂甙等天然活性成分（皂素），这些皂甙类成分呈中性，泡沫丰富，易生物降解，对皮肤无刺激，具有较强的洗涤去污能力，较好的耐酸碱、耐盐能力，还能与多种表面活性剂复配产生协同效应。近年来随着石油资源短缺和能源危机日益突出，合成表面活性剂及洗涤剂的生产成本越来越高。此外，大量合成洗涤剂的使用，对环境造成了严重的污染。因此，表面活性剂和洗涤剂必将朝着绿色、环保、可再生方向发展。 天然皂素制备与应用已列入国家“十二五”科技支撑计划，目前已开发出物理分离技术、水提技术、醇提技术及提取与同步纯化技术等，相关技术通过了教育部科技成果鉴定，申请发明专利7项，授权发明专利2项，出版专著1部。

本项目生产的超高耐磨橡胶主要应用于矿山行业、冶金、冶炼、化肥、水泥、陶瓷、化工等行业的渣浆泵橡胶过流件、球磨机衬板、振动筛筛板中，以取代传统的金属配件。与传统的金属配件相比，本项目生产的橡胶制品具有高耐磨、抗冲击、防腐蚀等特征，从而提高配件的使用寿命，降低相关企业的生产成本。本项目产品可以根据不同的作业环境调制不同的材料配方，使用不同的生产工艺，使产品能达到最佳使用状态，使用寿命是国内同类产品的?—?倍，产品质量达到了国际先进水平，完全可以替代进口产品。同时开发了胶乳液相法工艺制备超高耐磨产品。本工艺主要技术创新点：一是在国内首次采用胶乳液相法工艺制备超高耐磨橡胶制品。本项目直接将各种助剂加入到胶乳中，在胶态状态下进行分散加工，取消了塑炼、混炼过程，有效减少了混炼设备、能源和劳动力的投入，达到了操作简单、方便、节能、高效的目的。更为重要的是保留了天然橡胶的分子结构，制备了性能优越的超高耐磨橡胶制品，大大提高了橡胶产品的使用寿命。二是解决了纳米粒子的分散问题。本项目采用含磷蛋白质对白炭黑纳米粒子进行表面处理，抑制其强烈的自聚集特性。在适当的稳定体系中，将得到的白炭黑与天然胶乳进行共分散，同时结合超声作用，制备出具有显著的高弹性及超耐磨的天然橡胶纳米复合材料。