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。

项目简介 本成果将低温等离子体废气净化技术和纳米光催化废气净化技术两者协同作用，在 脉冲放电等离子体体系中引入纳米光催化剂，充分利用气相辉光放电激发的光能，组成 脉冲放电等离子体协同纳米光催化净化废气体系，从而产生更多的氧自由基或超氧自由 基等，进而产生更多的活性物质，加速废气污染物的降解和矿化，是一种兼具高能电子 辐射、自由基氧化等作用于一体，高效低能耗的废气净化净化技术。 性能指标 （1）能耗低，由

本发明公开一种催化氧化制备5甲基吡嗪2羧酸的方法.本发明是以MnWCo/硅藻土为催化剂,2,5二甲基吡嗪为原料,氧气为氧化剂,经催化氧化合成5甲基吡嗪2羧酸.其方案如下:将MnWCo/硅藻土催化剂填装入固定床反应器中,反应器温度为200400℃,反应原料2,5二甲基吡嗪用高温水蒸气鼓泡引入填装有MnWCo/硅藻土负载型催化剂的固定床反应管中,氧气单独一路通入反应管中,使2,5二甲基吡嗪在催化剂床层中发生催化氧化反应,生成5甲基吡嗪2羧酸,并被水蒸气带出反应管,冷凝,结晶,收集.本发明中,MnWCo/硅藻土催化剂制备方法简单;采用固定床连续催化氧化制备5甲基吡嗪2羧酸的方法环保,无污染,操作简单,易控制,5甲基吡嗪2羧酸收率高,易于工业化生产。

本发明提供一种催化糠醛选择性转化为2‑甲基呋喃的方法。该方法利用碳纳米管负载型铂基双金属催化剂（3Pt3Fe/MWNT），在温和条件下高效催化糠醛转化为2‑甲基呋喃，具有高转化率和高选择性。其中3Pt3Fe/MWNT催化剂在固定床反应器常压和200℃下，使用异丙醇为溶剂，糠醛转化率超99%，2‑MF的初始选择性91%，稳定运行60小时后转化率由99.8%降到90.41%。本发明催化剂制备过程简单，成品稳定可靠，催化过程无需添加额外的助剂，无需额外分离催化剂和反应底物，催化剂具有高活性及稳定性。该技术不仅在能源和化工领域具有重要的应用价值，还在推动可持续发展和绿色化学方面发挥了积极作用。

水中微量痕量污染物的清除仍是科技界的严重挑战技术。微量污染物的累积作用和毒害作用正在引起人们的重视。当前缺乏的是低成本、低投入、高效和易推广的技术。常规吸附剂如活性炭虽然易从水体分离，但由于表面缺乏精细电子和拓扑结构，难以捕捉微量痕量污染物。本项目致力于开发一种表面精细结构化的、能大规模生产的高效水处理剂。最近我们发现用树状两亲体可以调控浓乳液聚合，提供了一种直接大规模获得表面结构化材料的方法。由于树状两亲体不仅能在界面组装，自身还能提供各种期望的电子环境和拓扑环境，从而高效地与各种客体分子互补，使捕捉微量客体分子成为可能。另一方面，随着大量树状体被报道，有数种已经商业化，由此衍生的树状两亲体容易实现规模化生产。理论上讲，各种树状两亲体可同时参与稳定浓乳液，形成类似斑豹的表面结构，这进一步为同时清除广谱微量水污染物提供了可能。初步研究表明，这类吸附剂能创纪录地将水中典型致癌芳烃降低到十亿分之一以下；典型有机离子的浓度降低到千万分之一以下。该材料不会向水中带来任何新污染物，能保证优质饮用水的获得。

阿斯巴甜作为低热量、高甜度、非营养性甜味剂，却具有热不稳定性和在水溶液中的稳定 性受溶液的pH影响大等缺点，使其在应用上受到一定的限制。通过把阿斯巴甜和其他化合物 反应转化成盐，以改善其物理性质和稳定性，从而得到一种新型甜味剂——双甜 (Twinsweet) 。双甜在美国被批准为安全物质 (GRAS) ，欧洲部分国家已允许使用。我国卫生部目前还未批 准。双甜是一种新型高倍甜味剂。双甜是安赛蜜的阿斯巴甜盐，它在溶液中能完全离解成阿 斯甜和安赛蜜，不吸湿，易溶。在70℃—80℃下或较高的温度下具有比阿斯巴甜更好的热稳定 性；由于是盐，使其具有更加优越的溶解速率。由于双甜是由阿斯巴甜和AK糖两种非营养型 甜味剂反应而合成的盐，所以具有两者共同的优点，无热量，无龋齿性，单位甜度几乎增加一 倍，如果工艺成熟，将会有很好的经济效益。 双甜，即为天门冬氨酰苯丙氨酸甲酯的双氧嗯噻嗪盐，在欧洲专利中，通过将其转化成 盐，可以改善包括阿斯巴甜在内的肽类物质的物理性质和稳定性。一般研究报道的方法产率较 低，但是其中有残留盐，有研究者用中间体参与反应，避免了残留盐的产生，可是产率却降 低，另外所需的中间体也不易得到，如果能将此工艺的产率提高，应该可以大量生产。由于盐 的甜味组分之间产生的协同作用，使得双甜比各个甜味剂组分本身具有更高的甜度，而且至少 比通过简单混合各个组分制得的相同量的产品高10％—15％，双甜的甜度约为蔗糖的340倍左 右；该项目对合成工艺进行了专门研究，双甜产率已可达到90%以上，甜度和稳定性都比阿斯 巴甜有了显著提高，附加值有了明显提高，具有较高的市场开发和应用价值。

金属加工过程中工艺润滑对保证加工过程的顺利进行、降低能耗以及改善加工制品的表面质量起着关键作用。而作为润滑剂与以往的机械润滑油不同，属高技术、高附加值润滑剂产品，而且生产工艺简单。 在该领域国内上述产品还未系列化生产，大部分仍需进口。 采用该技术可生产下列金属加工工艺润滑剂产品，并成果地应用于相关金属加工工艺过程： 铝材轧制工艺润滑剂（冷轧油、热轧乳化液）； 铝线、铝管拉拔工艺润滑剂； 铜线、铜管拉拔工艺润滑剂； 钢丝拉拔润滑剂； 铝合金切削润滑剂； 钢板带冷轧润滑剂； 金属冲压润滑剂； 其它金属成型润滑剂。 上述产品均达到国内领先水平，或者到国外同类产品水平，使用该技术产生得工艺润滑剂已应用于金属加工生产，工业应用效果良好，可替代进口。而价格仅为国外同类产品的30%~70%。

一、项目简介：       本处理剂利用高分子材料进行加工，处理不锈钢片。处理在常温下进行，时间短。国内所有刀片大部分从国外进口，价格昂贵。二、主要功能及技术指标：        本处理剂附着力高，硬度高，不粘性优，与进口产品接近。三、市场分析及预测：        国内上海飞鹰刀片厂耗费数十万和两年研究，未能攻克此项目；国内市场大。

简介：本发明公开了一种高性能的球团矿粘结剂的制备方法，属于冶金球团粘结剂技术领域。本发明按质量比称取膨润土35‑42份、活性石灰5‑8份、聚乙二醇2‑4份和聚酯树脂2‑3份混匀得混合物A；按质量比称取粉煤灰1‑2份、烧结矿筛下料5‑9份和氧化锆1份，与混合物A混匀得混合物B；按质量比称取淀粉4‑7份、食盐1‑3份、聚氨基甲酸酯1‑3份和酚醛树脂2‑4份混匀得混合物C；混合物B与混合物C混匀后即得粘结剂。本发明的一种高性能的球团矿粘结剂的制备方法，将钢铁企业的废物资源化利用，且烧残率低，使球团矿的冶金性能得到改善，入炉矿石的品位提高，且减少了高炉炼铁冶炼的渣量，燃耗降低，具有良好的经济效益。  

一、 项目简介铝合金因重量轻、资源丰富、综合性能好，所以在机械、交通运输、航天与军事工业等高新技术领域中的应用逐年增加。生产高质量的铝合金，控制铸锭组织是十分必要的，而控制其组织和性能的关键之一是获得细小均匀的等轴晶。晶粒细化是近期国际上对传统材料升级和创造新型合金的三大工艺手段之一。因此，可以运用细化晶粒的方法来提高合金的性能，从而满足不断发展的技术对高性能材料的需要。晶粒细化方法可分为内生形核质点法和外来形核质点法，内生形核法主要包括电磁作用、超声波振动、快速凝固等方法，而外来形核质点法是通过向吕溶液中加入中间合金细化剂，产生异质形核核心，提高晶体的形核率，从而细化晶粒。在实际生产中，内生形核的几种方法都有一定的局限性，如需要特殊的设备和工艺，成本较高等，因此，目前向铝合金熔液中添加细化剂仍是细化晶粒最简单有效的方法。目前，应用较为广泛的铝合金细化剂包括Al-Ti-B、Al-Ti-C等中间合金细化剂。Al-Ti-B的细化机理是Al-Ti-B加入到铝合金熔液中，会与铝熔体中的铝反应生成Al3Ti、TiB2、AlB2等粒子，它们分散到整个合金熔液中并形核，从而起到晶粒细化作用。随着铝合金晶粒细化剂的多元化发展，人们通过向合金中加入稀土元素来提高细化效果和细化的长效性。稀土元素是表面活性物质，易在铝或铝熔液的晶界和相面上吸附偏聚，稀土的加入不仅能够改善Al3Ti形核相的形态和分布，还能细化熔液中微粒尺寸，同时稀土还具有除氢、净化铝液的作用。钪是一种稀土元素，Sc元素是优化铝合金组织和性能的最有效的元素，Sc对Al有很强的弥散强化、晶粒细化作用，并可有效抑制Al的再结晶。Sc和Al相互作用的主要特征是共晶共格，Sc和Al生成的Al3Sc相与Al基体母相共格，对位错及亚晶有极大的钉扎作用，阻止和抑制晶粒长大，促进晶粒细化，微量的钪元素就能够对铝合金起到很好的晶粒细化效果。近年来，快速凝固技术在工业中得到了广泛的应用，经过快速凝固处理后，金属在液态中的溶解度得到扩大，材料各部位的组织更加紧密，凝固结晶会更加细小，晶粒的分布更加均匀，这些结构上的改变使材料拥有了更高的综合性能，对工业生产具有重要的意义。本项目中的新型细化剂是在已有应用成熟的细化剂的基础上，向其中添加微量稀土钪元素，并结合快速凝固技术制备而成。将该新型细化剂加入到A356.2铝合金后，合金微观组织由原来粗大的树枝状晶粒变为细小的等轴晶，与已有的细化剂相比，其细化效果更加明显，对合金力学性能有更大的提高。二、 项目技术成熟程度已完成实验工作。实验中，对比了A356.2铝合金分别加入传统铸态Al-Ti-B、快速凝固Al-Ti-B、铸态Al-Ti-B-Sc和快速凝固Al-Ti-B-Sc，结果发现，快速凝固Al-Ti-B-Sc中间合金对A356.2铝合金具有最好的细化效果，微量稀土元素Sc的加入和快速凝固技术的使用使细化剂具有了更好的细化效果，经过该细化剂细化后铝合金的力学性能会得到更大的提高。三、 技术指标本项目中，未细化前，A356.2 铝合金的平均晶粒尺寸为120μm左右；加入传统Al-Ti-B细化剂后，A356.2铝合金的平均晶粒尺寸会细化至80μm左右；而加入该新型细化剂后铝合金的细化剂会细化至30μm左右，可见，该新型细化剂对A356.2铝合金细化效果非常明显。经过该细化剂细化后，A356.2铝合金的性能也有一系列的提高，硬度值由细化前的80HV增加到接近100HV。细化并热处理后，抗拉强度由原来的300MPa增加到接近370MPa，延伸率由原来的4.5%可增加到5%以上。该项目中的相关内容已申报发明专利，申请号为20130644087.1，专利正在受理过程中。四、 市场前景铝合金资源丰富，且具有良好的综合性能，所以应用非常广泛，向熔融铝合金中加入中间合金来细化铝合金的晶粒可以进一步提高合金的性能。随着铝合金应用的进一步广泛，对铝合金性能的要求也越来越高，该项目所涉及的内容在细化铝合金内部组织，获得性能更优异铝合金具有非常突出的效果。该项目中的新型细化剂，在低压铸造铝合金车轮的生产过程中将会有很好的市场前景，其对铝合金车轮性能的提高能够满足更高的使用要求，随着技术的不断成熟，该新型细化剂很可能取代现在已有的应用成熟的铝合金细化剂。五、 规模与投资需求六、 生产设备TECNO 90工业熔炼炉、快速凝固设备等生产设备及万能拉伸试验机、金属分析仪、金相显微镜等检测观察设备。七、 效益分析由于该项技术属本领域的新技术，较已有的技术相比有突出的优势，按每年生产1000吨计算，可获利约2000万。八、 合作方式面谈。九、 项目具体联系人及联系方式项目负责人：赵维民，电话：13370316780，  邮箱：wmzhao@hebut.edu.cn 。十、 附件：成果图片 A356.2铝合金细化前后的金相组织