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具有抗反极功能的高耐久、高性能燃料电池催化剂
燃料电池催化剂是燃料电池最重要的材料，其性能的好坏对燃料电池性能有决定性的影响。针对目前广泛使用的 Pt/C 类燃料电池 存在的耐久性不足、缺乏抗反极功能等问题，本团队研发了一种具有良好性能的燃料电池催化剂，具有以下技术优势：（1）催化活性可完全媲美目前国际品牌的优秀催化剂；（2）耐久性可达商品催化剂的 3-4 倍，可达到美国能源部对燃料电池催化剂的耐久性要求；（3）具有优秀的抗反极性能，其抗反极时间可比目前的商品催化剂延长 3 倍左右。（4）成本仅为目前市场上燃料电池催化剂的 40%左右。
华南理工大学
2023-05-08
环境透射电镜研究PtPb@Pt催化剂的相分离过程
研究催化剂在实际催化反应过程中的状态对于理解催化剂的催化机理具有非常重要的意义。实际催化过程中，气体分子会通过影响表面能进而对催化剂的表面结构进行调制。但受限于研究方法，在真实催化环境中，气体分子如何重构催化剂表面仍然不清楚。此外，除了催化剂表面结构的变化，在催化反应过程中，催化剂颗粒整体的结构乃至物相也会发生变化。
南方科技大学
2021-04-14
钴镍基配位聚合物的构筑及电催化析氢性能研究
配位聚合物是由无机金属中心与桥连的有机配体通过自组装相互连接，形成的一类具有周期性网络结构的晶态多孔材料。
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
祝涣钧
化学与化工学院应用化学专业
2019年9月至2023年6月
吴凌志
化学与化工学院应用化学专业
2019年9月至2023年6月
郑毅
化学与化工学院应用化学专业
2019年9月至2023年6月
王梓
化学与化工学院应用化学专业
2019年9月至2023年6月
武辰禹
化学与化工学院应用化学专业
2019年9月至2023年6月
三、指导教师
姓名
学院/所学专业
职务/职称
研究方向
覃玲
化学与化工学院
副教授
多功能配位聚合物材料的合成及应用研究
四、项目简介
配位聚合物是由无机金属中心与桥连的有机配体通过自组装相互连接，形成的一类具有周期性网络结构的晶态多孔材料。它具有多样的拓扑结构，并且稀疏多孔，密度较低。这些特点使得它在吸附，催化，储能的各个方面有着优良的效果。
本项目主要目的在于合成钴/镍基配位聚合物，选择合适的有机配体与金属离子钴/镍通过配位键构筑得到钴镍基配位聚合物，利用单晶衍射、元素分析、红外光谱等方法对其结构及组成进行表征，或者通过合成和掺杂的方式，调控它的析氢性能，设计出高催化活性和稳定性、低成本的非贵金属催化剂。
项目组成员通过设计选择有机配体与金属离子，通过溶剂热方法合成了多种金属有机框架材料，并将其热解得到衍生材料。通过线性伏安扫描法等多种实验方法测试了它们的电催化性能，其中化合物Ni-MOF的初始电位为-356mV，Tafel斜率127.3 mV⋅dec-1。Co-MOF通过掺杂Zn2+后，过电位降低到-307 mV，Tafel斜率150.2 mV⋅dec-1。我们还合成了一种对金属离子（Fe3+）与抗生素（加替沙星）有明显检测效果的锌基材料，可作为多功能探针检测水中金属离子和抗生素的残余量。由于化合物没有催化位点，我们通过掺杂钴金属的方式，改善了它的电催化析氢性能，使它具有较低的初始电位(-423 mV)、较低的Tafel效率(101.9 mV⋅dec-1)和较好的循环稳定性。
项目为研究高性能和稳定性的HER电催化剂及金属离子和抗生素荧光探针材料的设计合成提供了可行的思路。
合肥工业大学
2022-07-27
长寿命磷酸盐钠离子电池正极材料
研发团队针对NASICON型结构钠离子电池正极材料面临的瓶颈问题，通过新颖的合成方法和材料晶体结构设计理念，成功开发了具有自主知识产权的长寿命、高功率和低成本的钠离子电池及其超稳定的正极材料。材料合成方法简单，反应条件温和，不需要特殊设备，目前已完成实验室中试，具备了公斤级的制备能力。成果具有高的振实密度，可实现高体积能量密度，具有非常优秀的实用化潜力。
意向开展成果转化的前提条件：中试放大及产业化工艺开发资金支持
东北师范大学
2025-05-16
高性能低膨胀铝基复合材料及构件
卫星在轨运行和返回过程中需经历极端高低温环境，构件尺寸的稳定是保证卫星在轨高精度、返回高安全、任务高可靠的关键。针对卫星搭载的某宽带微波载荷与卫星本体材料之间热膨胀系数不匹配极易导致的载荷在轨及返回过程中载荷接收精度不稳定、信息传输不连续等问题。我校陈骏教授团队以原创的负热膨胀技术研发了具有轻质、热膨胀系数低、力学性能优异、尺寸稳定性好的高性能低膨胀铝基复合材料，并研制了系列关键连接内置件、环件等高性能低膨胀构件，首次将负热膨胀技术应用到我国的卫星上，填补了高性能低膨胀金属构件在工程应用领域的空白。该技术使得某宽带微波载荷与卫星本体之间热膨胀匹配性增强、界面应力大幅度减小，保证了卫星在轨与返回过程中信号高精度传输与接收，助力卫星成功返回。
图1 实践十九号卫星成功返回（图片来源国家航天局）
图2 高性能低膨胀铝基复合材料及构件应用于全球首颗可重复使用返回式技术试验卫星（图片来源央视新闻频道）
北京科技大学
2025-05-21
铜-环三磷腈六羧酸衍生物配位框架材料及其制备与应用
本发明公开了一种铜-环三磷腈六羧酸衍生物配位框架材料、以及制备方法与应用，该配位框架材料采用包括铜离子和配体L在内的原料反应形成，其中所述配体L为六-(4-羧酸苯氧基)环三磷腈，其化学式为C42H30O18N3P3；此外，该配位框架材料为三维框架材料，并且具有一维直线形孔道。本发明通过对配位框架材料的组成及结构、制备方法中的各种参数等进行改进，能够获得结构有序的铜-环三磷腈六羧酸衍生物配位框架材料，并且该系列材料的制备方法能够有效的保证反应产率，便于实用应用。
华中科技大学
2021-04-10
铜-环三磷腈六羧酸衍生物配位框架材料及其制备与应用
本发明公开了一种铜-环三磷腈六羧酸衍生物配位框架材料、以 及制备方法与应用，该配位框架材料采用包括铜离子和配体 L 在内的 原料反应形成，其中所述配体 L 为六-(4-羧酸苯氧基)环三磷腈，其化 学式为 C42H30O18N3P3；此外，该配位框架材料为三维框架材料，并 且具有一维直线形孔道。本发明通过对配位框架材料的组成及结构、 制备方法中的各种参数等进行改进，能够获得结构有序的铜-环三磷腈 六羧酸衍生物配位框架材
华中科技大学
2021-01-12
制氢和副产二氧化碳的水煤浆电解工艺
上海交通大学
2021-04-11
燃煤汽化二氧化碳的高值有效封存利用
燃煤汽化的二氧化碳的高值有效封存利用技术就是在特定工艺条件下，使 CO2 与氨发生反应最后得到三聚氰酸等固体产品。该技术不仅能封存 CO2，而 且能使 CO2 得到增值，形成 CO2 产品利用的循环经济产业链。二氧化碳氨化 矿化得到三聚氰酸产品技术具有以下特点： （1）固碳能力高，CO2 占原料的重量比为 72%；所需的反应原料少； （2）CO2 氨化矿化是合成尿素工艺创新，可行性高； （3）反应原料来源简单，仅需要煤、水和空气，也是燃煤清洁利用的低碳、 低成本的工艺； （4）所得产物利用价值大，三聚氰酸物理性质稳定（温度＞350℃才分 解），化学性质活泼，是一种重要的化工产品及原料。
山东大学
2021-04-13
微氧化法去除硫化氢及回收硫单质的装置与方法
天然气净化、石油炼制、煤化工、制革、制药、造纸、合成化学纤维、橡 胶再生及污泥处理处置过程中，产生的含硫化氢气体（H2S），造成了很大二 次污染，严重影响周边大气环境。石油和天然气钻井操作产生的大量采出水以 及生活生产废水中，往往含有大量的溶解性硫化氢，考虑到硫化氢的毒性，这 些含硫化氢液体的处理受到越来越多的重视。硫化氢是无色气体，低浓度的硫 化氢具有强烈的臭鸡蛋恶臭气味，它们不仅直接危害人体健康，对动物的生长 极其不利，而且在有氧和湿热的条件下，严重腐蚀设备、管道和仪表等，并且 可加速非金属材料的老化；因此，去除废水、废气中硫化氢的相关研究备受关 104 注。 本项目采用一种低维护需求，低运行成本，无二次污染的生物硫化物脱除 技术，从气相和液相两个层面上同时去除硫化物。氧化还原电位（ORP）被用 作控制参数以精确地调节空气注入到硫化物氧化单元（SOU）。微曝气技术仅 仅提供了足够的氧气去部分氧化硫化物而不产生甲烷。SOU 中的配备底部有分 散器，可以增加含硫化物沼气的分散性和注入空气的均匀性。该 SOU 可以作为 一个独立的单位或与厌氧消化器联合使用，可同时从沼气及污水去除硫化物。
山东大学
2021-04-13