针对燃料电池传统Pt/C催化剂易中毒，使用寿命短，成本较高等问题，本项目将导电聚合物与传统碳载体复合作为Pt系催化剂载体，一方面保持碳材料的高电导率，另一方面利用导电聚合物自身的电活性赋予Pt催化剂高的抗中毒能力及催化活性。并且采用化学法合成该催化剂，可批量生产，并且在保持其催化活性的同时减小载铂量，降低成本，有利于商品化推广使用。本项目选择聚苯胺（PAn）、聚吡咯（PPy）两种导电聚合物对XC-72C碳黑、碳纳米管（MWNT）进行修饰，包括PAn/XC-72C，PAn/MWNT，PPy/MWNT、PPy、Pan五种复合载体材料及其载铂催化剂的生产方法，该复合催化体系中铂的负载量为10％～30％。其中的关键技术已获得三项国家发明专利授权（ZL 200710008657.2，ZL 2007100084524）。

乙二醇（EG）是一种重要的基础有机化工原料，在生产聚酯纤维，冷冻剂以及有机溶剂等被广泛应用。近十来年，“煤制乙二醇”技术路线在我国引起高度重视，并逐渐成为石油路线EG的强有力竞争对手。在“煤制乙二醇”成套技术路线中，草酸酯催化加氢制EG是其中的一个重要步骤；近些年来，本项目组的一个主要课题是研究和开发用于该反应的性能增强型无铬铜基催化剂。已研制一系列性能增强性无铬铜基催化剂，包括B2O3-Cu/SiO2、MFI-Cu/SiO2、CNT-Cu/SiO2和La2O3-Cu/SiO2促进型Cu-SiO2催化剂，以及含少量币族金属的双金属催化剂等。其中，CNT-Cu/SiO2和MFI-Cu/SiO2催化剂具有很强的工业开发价值，已进行了2000 h以上的寿命测试，表现出优异的稳定性和选择性（如下图所示），具有潜在的开发前景。目前，催化剂放大制备至百克级和公斤级，并考察催化剂成型工艺的影响，放大制备催化剂性能达到小试水平。此外，课题组开发了Ag基催化剂用于DMO加氢制乙醇酸甲酯（MG），MG收率大于95%，催化剂寿命大于300 h，正在开展催化剂放大制备和成型研究。促进型催化剂已完成实验室小试和

甲基异丁基酮（MIBK）是一种重要的溶剂，其应用范围广泛，需求量与日俱增。据多方面资料报道，目前我国每年需求MIBK约3.2-3.7万吨。但长期以来，由于合成MIBK的催化剂和工艺技术上的原因，目前在国内没有生产能力，长期依赖进口，是一个长线缺口产品。 南开大学克服了一系列技术上的难点，研制、开发成功新型催化剂和新的工艺路线，并进行了工业催化剂的放大与制备，并在放大装置上完成了年产100吨规模中试试验，获得了批量合格产品，其技术指标达到了生产要求，为设计并实现工业生产提供了依据。该新

从纳米材料的合成原理出发，采用“催化剂微设计”指导思想,将具有优异性能的TiO2、ZrO2分别以纳米形式直接在大孔Al2O3上负载，构成一种新型的负载纳米TiO2或ZrO2的催化剂载体，负载金属活性组分，制备高性能的新型复合结构体新型催化剂。 催化剂生产具有合成方法简便环境友好、生产成本低、性能稳定等优点，解决了现有工业中生产工艺周期长、污

近日，国际知名学术期刊《应用催化B:环境》（Applied Catalysis B-Environmental）以“相分离的铜银合金界面应力诱导界面铜缺陷促进氮气活化和电还原反应”（Phase-separated CuAg alloy interfacial stress induced Cu defects for efficient N2activation and electrocatalytic reduction）”为题，在线报道了我校化学化工学院在氮气（N2）电合成氨（NH3）领域的最新研究成果。

本项目设计开发了一种新的碳化钼负载的原子级分散Pt催化剂，能够在低温（150 ~ 190 ℃）条件下实现对水和甲醇的高效液相重整产氢。其中，原子级分散铂-碳化钼双功能催化剂在190 ℃条件下，催化产氢速率可达~20000molH2/(molPt * h)，活性较传统铂基催化剂提升了两个数量级。

贵金属负载型催化剂在有机催化反应被广泛应用。目前，常见的贵金属负载型催化剂主要是将贵金属（Pd、Pt、Ru等）纳米颗粒负载于活性炭、树脂、介孔硅、介孔碳、MOFs等载体材料表面，进而被应用于催化加氢、偶联、氧化、N-烷基化等反应。在实际的化工催化应用、催化基础研究中，这类负载型催化剂都具有较好的回收及重复使用性能。然而，由于贵金属主要以纳米颗粒的形式负载于上述载体的外表面；在催化反应过程中，活性位点纳米颗粒非常容易从催化剂载体表面流失，从而使得催化剂在重复使用过程中活性逐渐下降；更重要的是，造成了贵金属资源的极大浪费。 成果亮点 本项目开发了一种可将贵金属催化活性组分纳米颗粒高分散负载于介孔中空载体空腔内部的方法，从而有效地阻止贵金属纳米颗粒在催化反应过程中的流失，催化剂经过多次循环使用仍能保持较高催化活性。此外该类催化剂有较强的抗酸腐蚀性能，在酸性体系下使用，仍可长时间多次套用。

项目成果/简介:作为一种新的太阳能电池电池技术，有机太阳能电池具有低成本、柔性、半透明、可大面积溶液印刷等优点；在应用方面，可与当前基于硅等的无机太阳能电池形成优势互补。特别指出的是，与钙钛矿太阳能电池相比，有机太阳能电池还具有环境友好的优点，在使用过程中以及使用后处理方面不会产生重金属污染，其所使用的少量有机材料都是可降解的有机染料类化合物。效率、成本和稳定性是所以太阳能电池能否应用的关键要素。有机太阳能的效率目前和其它最好的太阳能电池之间的差距正在迅速缩小，目前我们实验室已经获得超过 1515%的效率，是有机太阳能电池领域世界最高效率；成本方面，OPV具有巨大优势，有机材料分子结构多样性，成本低廉；寿命方面，因成本低廉，产业界对有机太阳能电池寿命的要求不如无机太阳能电池，10 年左右的寿命可以完全满足商业化应用，已有研究表明，OPV 寿命达到 5-7 年没有问题，随着研究深入，提高的 10 年以上会很快实现。 本项目围绕有机太阳能电池的关键材料开展系统研究，1）提出了新的材料设计理念，发展了系列具有独立自主知识产权的活性层材料；2）发展了成熟的高效率有机太阳能电池制备工艺技术，制备了系列高效率有机太阳能电池光伏器件，不断刷新领域内最高太阳能电池光电转化效率；3）制备了低成本、可溶液印刷柔性的透明电极，应用于有机太阳能电池，获得了与目前常规透明电极，如 ITO，完全相当性能。应用范围:目前有机太阳能电池正处在从实验室走向实际应用的黎明阶段，因其优点和特点，在可穿戴设备、建筑一体化等领域将会产生巨大的需求市场。当前国内外多家实验室已开展完全面向实际应用的研究开发，随着研究的不断深入，有机太阳能电池的商品化生产应用将会很快实现。效益分析:1. 具有完全自主知识产权的高效有机太阳能电池活性层材料，且合成简单，成本低； 2. 具有成熟的高效有机太阳能电池制备工艺； 3. 具有自主知识产权的低成本、高性能柔性透明电极，不仅完全适用有机太阳能电池，亦可广泛应用了其它相关领域。

本发明涉及一种聚偏氟乙烯基扣式与卷绕式超级电容器及其电极材料制备方法。该方法包括：（1）聚偏氟乙烯混合液制备；（2）聚偏氟乙烯复合膜制备；（3）对复合膜活化处理，制得扣式与卷绕式超级电容器的聚偏氟乙烯膜电极材料。以聚偏氟乙烯膜材料为扣式与卷绕式超级电容器的电极，制备成扣式超级电容器与卷绕式超级电容器。本发明制备的电极材料，不用直接添加活性物质，其成本低、充放电速度快、工艺简单；制备的扣式与卷绕式超级电容器充放电性能好、循环寿命长；且电极材料可加工为任意大小，其厚度大约为85～120μm，符合器件小型化的要求及扩大其应用范围。

近年来，磁振子电子学在信息计算和信息传输领域表现出了极具价值的应用潜力。磁振子电子学利用以磁振子为载体的电子自旋进动来实现信息处理，有望实现无热量产生、低耗散的信息传输，相比于传统意义上通过操纵电荷来实现信息的处理的微电子学具有无可比拟的巨大优势。磁振子电子学领域的进展很大程度上依赖于能够有效传输磁振子的新材料的发现，而获得长距离的磁振子输运始终是磁振子电子学研究的重中之重。与通常的三维磁性绝缘体（如Yttrium Iron Garnet）相比，二维尺度下的磁振子被理论预言有很多的新颖物理效应，例如自旋能斯特效应，拓扑磁振子，以及外尔磁振子等。 在最新的研究文章中，量子材料科学中心韩伟课题组在二维磁性体系中展开工作并取得了重要进展，观测到了二维反铁磁体系中磁振子的长距离输运。MnPS3晶体是一种层状反铁磁材料，利用机械剥离手段得到了二维的MnPS3薄片。MnPS3薄片上制备了用于测量磁振子输运的非局域器件，器件结构如图A所示。器件左侧Pt电极通过热方法来注入磁振子，右侧Pt电极探测在二维MnPS3中扩散传输的磁振子。在二维反铁磁MnPS3中，实验上观测到了几微米的磁振子扩散长度。并且从图B中可以看出，随着注入端和探测端距离的增加，探测到的非局域信号表现出e指数衰减的形式，跟一维漂移扩散模型的理论模型一致。在此基础上，他们还系统研究了MnPS3厚度对磁振子弛豫性质的影响。随着MnPS3厚度从40nm降低至8nm，磁振子弛豫长度由4μm减小到1μm（图C），这可能是由较薄的MnPS3中较强的表面杂质散射效应导致的。 该文章中的结果具有重要的学术价值：二维材料中的磁振子输运实现为二维磁性材料在磁振子电子学的应用与发展奠定了基础，也有望推动磁振子在量子尺度下的新颖量子物理性质研究。图：二维反铁磁体系中磁振子输运研究。（A）二维反铁磁MnPS3中的磁振子输运测量结构示意图。（B）自旋信号R_NL^*随电极间距的依赖关系，与理论预言的e指数衰减吻合。（C）磁振子弛豫长度随MnPS3厚度的依赖关系。 该工作于2019年2月7日在线发表于物理学术期刊Physical Review X上(Phys. Rev. X 9, 011026 (2019) )。 DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevX.9.011026。该工作由韩伟研究员设计和指导完成，北京大学量子材料科学中心2015级博士生邢文宇为文章第一作者，物理学院2015级本科生邱露颐为第二作者（今年9月份将去哈佛大学读博士），韩伟研究员为文章通讯作者。本工作的顺利完成得到了量子材料科学中心贾爽教授和谢心澄院士的合作帮助，以及国家重大科学研究计划、国家自然科学基金、中国科学院战略性先导科技专项的支持。