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常温常压水相电催化合成氨的研究
合成氨工业对国民经济与社会发展具有举足轻重的作用。目前，每年全球氨产量已超过亿吨，其中大部分用于农业生产以解决粮食与温饱问题，其它部分用作重要的工业原料。此外，氨还具有含氢量高（质量比达17.6%）、易液化等优点，有望成为重要的清洁储氢与储能材料，具有广阔的应用前景。然而，由于氮气分子非常稳定且难以活化，温和条件下合成氨反应难以迅速进行。工业上广泛采用的Haber-Bosch方法通过高温高压（300–500摄氏度，100–200个大气压）等苛刻条件来促使高纯氢气和氮气在铁基催化剂表面进行反应生成氨，其能量和氢气都来自于化石燃料（如甲烷等），表现出高能耗、高化石燃料消耗和高二氧化碳排放等缺点。合成氨工业消耗全球每年3–5%的甲烷与1–2%的能源供给，并产生1.6%的二氧化碳排放。寻找合适的绿色替代方案，在温和条件下实现高效、低能耗、低排放合成氨，成为亟待解决的科学挑战。 电催化氮还原反应（总反应为N2 + 3H2O 2NH3 + 1.5O2）提供了一种可持续合成氨的新路径。该反应在常温常压下即可进行，以大量易得的水与氮气（空气）作为反应原料，以可持续能源（太阳能，风能等）产生的电能作为能量来源，即可实现“零排放”合成氨。因此，不论是作为传统Haber-Bosch方法的潜在替代者还是作为新型清洁能源体系的重要组成部分，电化学合成氨技术都具有极大的发展潜力与广阔的应用前景。 然而，电化学合成氨技术仍面临重大挑战，其发展严重受制于现有催化剂非常低下的选择性与活性。若要将该技术实用化，就必须同时大幅提升催化剂的选择性与活性。然而，现有研究经验与理论表明，该反应催化剂普遍面临严重的“选择性-活性”两难问题：具有理论高活性的催化剂通常会导致激烈的析氢副反应，从而表现出低的反应选择性；而可能具有高选择性的催化剂对氮的吸附又过强，导致产物难以脱附，表现出过低的反应活性。因此，为取得电催化合成氨研究进展，大幅提高催化剂的选择性与活性，就必须突破现有理论，发展新型催化剂与催化体系。
北京大学
2021-04-11
基于气态污染物高效降解的光催化技术及组件
室内空气污染来源复杂，呈现低浓度、难降解、长期存在的特点，而采用传统技术难以达到长久 抑制环境毒素的目的。本项目开发出高效的纳米光催化材料，旨在利用光催化技术将光能转化成化学 能，将各类有机毒素、病毒分解、矿化，转化为无毒的无机物，达到环境净化的目的。光催化效率较 目前商业化光催化剂提高1-2 个数量级，具有高催化效率、长寿命的优点。获 2 项中国发明专利（公开），发表论文 8 篇。
北京工业大学
2021-04-13
基于气态污染物高效降解的光催化技术及组件
北京工业大学
2021-04-14
酶法拆分生产（S）-萘普生
萘普生是一种传统的非处方消炎、镇痛药物。作为一种手性药物，其（S）-构型化合物的消炎活性是（R）-构型的28倍。对化学法合成的消旋萘普生进行拆分，得到光学纯的（S）-萘普生，可以有效地提高药效，减少毒副作用。 我们采用自行开发的重组酯酶催化消旋萘普生甲酯的立体选择性水解，（S）-萘普生甲酯水解生成相应的（S）-萘普生，未反应的（R）-萘普生甲酯在强碱环境下进行消旋，得到消旋萘普生甲酯，回收后与新鲜底物混合，重新用于拆分反应。 由于萘普生甲酯在水中溶解性差，与酶接触面积小，反应时底物浓度通常比较低，本项目中，我们采用简单的机械破碎的方法，对底物进行粉碎，获得细微的底物颗粒，极大地增加了萘普生甲酯颗粒的表面积，从而有效地提高了纯水相反应介质中萘普生甲酯的酶促反应速率，底物浓度可达到5%，并且反应结束后通过简单过滤即可实现底物与产物的分离，工艺简单。
华东理工大学
2021-02-01
酶法拆分生产D-泛酸技术
D-泛解酸内酯是D-泛酸钙与D-泛醇的重要手性中间体。D-泛酸作为一种重要的药物、食品添加剂和饲料添加剂，用途广，市场大，目前全球D-泛酸钙消费量大约17000t/a，欧美各国是D-泛酸钙的主要消费市场，其中美国约3200t/a、欧洲约2800t/a、亚洲约2500t/a、拉美等地区约500t/a。D-泛酸钙在全球市场呈现平稳增长态势，自然年增长率约5%。市场分析，泛酸钙作为饲料添加剂其销量将稳步增长，而它作为抑郁症的辅助治疗剂以及风湿性关节炎的辅助治疗药物前景十分光明。D-泛醇又称为维生素原B5，在体内能转化为泛酸，进而合成辅酶A，具有促进蛋白质、脂肪、糖类的代谢，保护皮肤表面和毛发光泽、防止疾病发生的作用，广泛应用于化妆品和个人洗护用品。随着D-泛酸钙和D-泛醇新用途的不断被发掘，预计其国际市场销售有望迅猛增长。该反应中DL-泛内酯浓度20~25%，单次拆解率>30%；单批次反应周期<24 h；固定化酶重复使用不少于50次。
华东理工大学
2021-04-13
酶法拆分生产（S）-萘普生
萘普生是一种传统的非处方消炎、镇痛药物。作为一种手性药物，其（S）-构型化合物的消炎活性是（R）-构型的28倍。对化学法合成的消旋萘普生进行拆分，得到光学纯的（S）-萘普生，可以有效地提高药效，减少毒副作用。
我们采用自行开发的重组酯酶催化消旋萘普生甲酯的立体选择性水解，（S）-萘普生甲酯水解生成相应的（S）-萘普生，未反应的（R）-萘普生甲酯在强碱环境下进行消旋，得到消旋萘普生甲酯，回收后与新鲜底物混合，重新用于拆分反应。
由于萘普生甲酯在水中溶解性差，与酶接触面积小，反应时底物浓度通常比较低，本项目中，我们采用简单的机械破碎的方法，对底物进行粉碎，获得细微的底物颗粒，极大地增加了萘普生甲酯颗粒的表面积，从而有效地提高了纯水相反应介质中萘普生甲酯的酶促反应速率，底物浓度可达到5%，并且反应结束后通过简单过滤即可实现底物与产物的分离，工艺简单。
相关技术已申请中国发明专利，申请号201010114462.8
华东理工大学
2021-04-13
高浓度淀粉酶法液化、糖化技术
在传统淀粉糖的生产过程中，淀粉乳投料浓度通常在 25%~35%之间，淀粉乳经液化、糖化后的酶解液需经过蒸发浓缩等工序，以提高产物浓度，这消耗了大量的水资源与能源，增加了生产成本。本技术针对淀粉在液化、糖化过程中的粘度过大所导致的投料浓度较低等行业难题，通过生物酶法和物理场预处理，可将淀粉乳的初始浓度提高至 40%以上，减少淀粉乳的初始水分含量，制备高浓度淀粉糖产品。该项技术应用于玉米淀粉液化、糖化过程中，具有降低能耗、节约用水、提高产量、提高单位设备利用率、缩短生产周期、降低生产成本等特点，有着巨大的应用价值。
江南大学
2021-04-11
制备多层复合材料的方法、设备和结构阻尼复合材料
本发明提供了一种制备多层复合材料的方法和设备以及采用该方法和设备所得到的结构阻尼复合材料。制备过程包括以下步骤：1)以基体层为阴极，以作为第一结构层来源的第一电极为阳极，利用电火花沉积加工将第一电极沉积到基体层的表面并形成第一结构层；2)以作为第二结构层来源的第二电极为阳极，利用电火花沉积加工将第二电极沉积到第一结构层的表面并形成第二结构层。当所述第一结构层和第二结构层分别为由阻尼材料构成的第一阻尼层和第二阻尼层，所得多层复合材料为结构阻尼复合材料。上述方法所使用的设备的控制机构包括控制电极进给运动的机构和控制电极夹持部夹取或更换电极的机构。
西南交通大学
2016-10-19
一种生物分子分离装置及分离方法
本发明公开了一种生物分子分离装置及分离方法，本发明所述的生物分子分离装置为包括至少一个容纳样品的喷射装置，喷射装置与电极相对设置，电极表面为弧形或斜面，喷射装置和电极与电源连接。本发明所述的生物分子分离方法包括以下步骤：a、喷射装置内为待分离样品，不同生物分子在电场的作用下向出口端运动，实现生物分子预分离；b、不同生物分子以不同速度从喷射装置喷出，进入电场，在电场中进一步分离；c、不同生物分子通过电场后与电极表面发生碰撞，生物分子以不同的初速度向一侧做抛物线运动，实现样品分离。本发明可以高效、精准实现生物分子分离，得到纯度高、分子组成单一的样品，满足科研需要，可在生物医学领域应用。
东南大学
2021-04-11
一种逆向渗流式生物电极系统
本实用新型公开一种逆向渗流式生物电极系统。该系统由布水器、电极模块与电极生物三部分组成。其中电极模块包括钛基层、导电胶层与石墨层三部分，钛基层与石墨层通过导电胶层紧密结合。使用时，基质首先利用布水器进入钛基层，之后通过钛基层的孔洞蔓延至石墨层，最后通过石墨层本身的渗透特性被附着的电极生物利用。本实用新型通过逆转基质流动方向，使得基质由生物膜的内层向外层扩散，增强了基质与生物之间的接触，减少生物死区，强化了生物电极对污染物的去除性能以及对能源的回收效果。
浙江大学
2021-04-13