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一种含催化剂分离再生的生物质挤压催化热解装置与方法
本发明公开了一种含催化剂分离再生的生物质挤压催化热解装置与方法，包括生物质与催化剂料斗、螺旋进料器、螺旋式挤压反应器、产物室、过滤冷凝装置、两级分离网与两级振动装置等。生物质与热催化剂在螺旋式挤压反应器内互相挤压、充分接触混合并进行生物质催化热解反应；热解气相产物经过过滤和冷凝得到芳香烃等液态化学品和富含烯烃的不冷凝气体；热解固体产物通过两级分离网分离成粗炭和催化剂，催化剂在流化床再生反应器中燃烧再生后进入催化剂料斗循环使用，燃烧再生产生的热烟气用于干燥生物质原料。本发明热解过程实现催化剂与生物质紧
东南大学
2021-04-14
开发基于MXene的新型光催化剂实现安全空气消毒
新冠疫情的爆发，使人们对空气消毒日益重视。其中，紫外辐射是一种常见的空气消毒技术。然而，在实际的消毒过程中，微生物往往存在“复活”现象，从而大大影响了消毒效果。 近日，天津大学王灿教授团队提出了一种基于单层Ti3C2Tx（MXene）和暴露{001}晶面的TiO2的新型光催化剂，提高了光催化活性，取得了更高的消毒效率。该研究对前体MAX相蚀刻、插层、超声剥层，制备单层Ti3C2Tx纳米片，即MXene；通过水热法并同时调控TiO2晶面，合成光催化剂MXene/{001}TiO2，浸渍涂覆于聚氨酯（PU）海绵。 在此基础上，该研究将涂覆TiO2/MXene的PU海绵填充入连续流光催化反应器，用于动态的空气消毒，发现相比于传统的紫外消毒技术显著提高了对空气微生物的灭活效率。该研究进一步探究了紫外/光催化消毒后的空气微生物在有光（光复活）和无光（暗修复）条件下的复活情况，结果表明，与单独紫外消毒相比，经过光催化灭活的空气微生物基本无暗修复现象，在可见光下细菌浓度甚至呈现持续下降趋势。进一步对灭活机理的研究发现，紫外线通过作用于细胞DNA生成嘧啶二聚体灭活细菌，该损伤可在一定波长的可见光下被修复，细菌复活；而光催化的加入产生了活性氧自由基，对细菌的细胞结构造成了不可逆的损伤，这类损伤难以修复。因此，基于该研究中合成的新型光催化剂，可以达到更高的空气消毒效率，同时实现更彻底的消毒效果。相关的技术成果可以应用于因新冠疫情感染场所的空气消毒。
天津大学
2021-02-01
基于天然纤维素制备高效率氧气还原催化剂
氧气还原反应是燃料电池中最常见的阴极反应，即氧气通过四电子过程结合电子和质子转化为水。
氧气还原催化剂是燃料电池阴极至关重要的组成部分，其性能的好坏直接决定于最终电池的性能。铂（Pt）是最常用的一种高效的氧气还原反应催化剂。然而，由于Pt的价格非常昂贵，给电池带来非常高的成本。而近年来，开发的基于杂元素掺杂的碳纳米材料，尽管成本比Pt低，但是其制备过程相对较复杂，难以实现规模化生产。
而对于电池的发展，低成本和高性能是永恒追求的目标。本成果提供了一种超低成本、高效率氧气还原催化剂的制备方法。该方法以天然纤维素为原材料，具有成本低、制备简单等优点，所制备的氧气还原催化剂在0.1M KOH中的氧气还原催化电流高于常用的20wt% Pt/C催化剂。
江西师范大学
2021-05-05
开发基于MXene的新型光催化剂实现安全空气消毒
项目成果/简介:新冠疫情的爆发，使人们对空气消毒日益重视。其中，紫外辐射是一种常见的空气消毒技术。然而，在实际的消毒过程中，微生物往往存在“复活”现象，从而大大影响了消毒效果。 近日，天津大学王灿教授团队提出了一种基于单层Ti3C2Tx（MXene）和暴露{001}晶面的TiO2的新型光催化剂，提高了光催化活性，取得了更高的消毒效率。该研究对前体MAX相蚀刻、插层、超声剥层，制备单层Ti3C2Tx纳米片，即MXene；通过水热法并同时调控TiO2晶面，合成光催化剂MXene/{001}TiO2，浸渍涂覆于聚氨酯（PU）海绵。 在此基础上，该研究将涂覆TiO2/MXene的PU海绵填充入连续流光催化反应器，用于动态的空气消毒，发现相比于传统的紫外消毒技术显著提高了对空气微生物的灭活效率。该研究进一步探究了紫外/光催化消毒后的空气微生物在有光（光复活）和无光（暗修复）条件下的复活情况，结果表明，与单独紫外消毒相比，经过光催化灭活的空气微生物基本无暗修复现象，在可见光下细菌浓度甚至呈现持续下降趋势。进一步对灭活机理的研究发现，紫外线通过作用于细胞DNA生成嘧啶二聚体灭活细菌，该损伤可在一定波长的可见光下被修复，细菌复活；而光催化的加入产生了活性氧自由基，对细菌的细胞结构造成了不可逆的损伤，这类损伤难以修复。因此，基于该研究中合成的新型光催化剂，可以达到更高的空气消毒效率，同时实现更彻底的消毒效果。相关的技术成果可以应用于因新冠疫情感染场所的空气消毒。
天津大学
2021-04-11
电化学沉积制备单原子催化剂的普适性方法
近日，中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心和化学物理系曾杰教授、周仕明副教授研究团队发展出了一套利用电化学沉积制备单原子催化剂的普适性方法，利用该方法研究人员成功制备出了34种单原子催化剂，覆盖了多种过渡金属和多种衬底。相关成果发表在《自然·通讯》上。发展对衬底和金属无选择性的普适性单原子合成方法具有重要意义。研究人员在电化学三电极体系下进行电化学沉积，并通过阴极沉积和阳极沉积获得了两种Ir1/Co(OH)2单原子催化剂。此外，研究人员又探究了沉积条件（前驱体浓度、沉积圈数和沉积速率）对单原子形成的影响，发现当金属的负载量低于某一限度时，可以获得单原子；高于这一限度时则有金属团簇或颗粒形成，这一变化类似于液相中晶体生长中的成核过程（图1）。电化学沉积制备单原子的机理研究。(a)阴极沉积示意图；(b)阳极沉积示意图；(c)在阴极沉积中，前驱体浓度、沉积量和单原子形成的关系；(d)在阳极沉积中，前驱体浓度、沉积量和单原子形成的关系。为了证明该方法的普适性，研究人员又在氢氧化钴、硫化钼、氧化锰、氮掺杂的碳等衬底上成功获得覆盖3d、4d、5d金属的单原子催化剂，并且对所制备的单原子催化剂的结构表征后发现，阴极和阳极沉积获得的同一单原子催化剂具有不同的电子结构，这为其在不同催化反应中的应用提供了可能。研究人员还对所得单原子催化剂在电催化水分解反应中的性能进行了探究。实验结果表明，阴极沉积所得的一些催化剂在电催化析氢反应中表现出了优异的性能，同时，阳极沉积所得的一些催化剂在电催化析氧反应中也表现出了良好的性能。该制备单原子催化剂的普适性方法不仅为单原子催化领域注入了新的活力，而且为今后系统性研究催化剂结构和性能之间的关系提供了新的思路。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-020-14917-6.pdf详细阅读：http://news.ustc.edu.cn/2020/0313/c15884a414545/page.htm
中国科学技术大学
2021-04-10
一种钨酸铋纳米光催化剂及其制备方法
本发明公开了一种钨酸铋纳米光催化剂的制备方法，将铋源、钨源和临界水混合，固液分离，固体部分干燥后得到钨酸铋纳米光催化剂。本发明还包括采用所述制备方法制得的钨酸铋纳米光催化剂及该催化剂在光催化方面的应用。本发明是将铋源和钨源在临界水的条件下短时间混合制备钨酸铋纳米光催化剂，操作简单，重复性好、产率高，且反应时间比现有技术大大缩短。
浙江大学
2021-04-13
一种苯选择加氢制环己烯催化剂的制备方法
本发明公开了一种苯选择加氢制环己烯催化剂的制备方法。该方法将钌前驱体溶于助剂的金属盐水溶液中，将该酸性溶液装入高压釜中，在一定温度下液相氢还原一定时间后取出，倾析法水洗数次后，可以得到均一粒径的钌‑助剂苯选择加氢催化剂。将制备的钌基催化剂用于液相苯选择加氢制环己烯反应，在苯转化率为43%时，环己烯选择性可达82%。该制备方法步骤简单，原料易得，成本低廉且工艺绿色环保，具有很好的工业应用价值。
浙江大学
2021-04-13
一种苯选择加氢制环己烯催化剂的制备方法
本发明涉及氧化银/钛酸铅纳米复合材料的制备方法，该复合材料由钙钛矿型钛酸铅单晶纳米片和沉积在钙钛矿型钛酸铅单晶纳米片上的氧化银纳米粒子组成。采用巴比妥酸辅助的光沉积法制备，通过控制光照强度和光照反应时间，来调节所沉积氧化银纳米粒子的平均粒径，得到负载氧化银纳米粒子的氧化银/钛酸铅纳米复合材料。该复合材料增强了氧化银的催化活性，可用于指导氧化银与其它半导体纳米材料的复合。
浙江大学
2021-04-13
制备纳米FeOx/NiOy/介孔材料催化剂的方法、产品及应用
本发明公开了一种制备纳米FeOx/NiOy/介孔材料催化剂的方法，包括：将Ni2+与Fe3+的水溶液与介孔材料混合浸渍，干燥，焙烧，还原，制得混合相的多金属氧化物催化剂。本发明还公开了一种上述方法制备得到的催化剂及应用。本发明利用介孔材料对纳米粒子的生长进行空间限定，获得粒径均匀的纳米粒子。通过铁和镍的共同负载进一步改善纳米粒子的形状、粒径和分散性，提高催化剂活性，极大提高了有机物的芬顿降解速率和双氧水利用率。该催化剂应用方法简单，活性组分的种类和比例可通过还原温度精确控制，具有多组分多价态共存的特征。本发明制备方法简单，氧化剂绿色环保，能够直接在室温下反应，利用率高，具有产业化的应用前景。
浙江大学
2021-04-13
双氧水生产用氧化铝催化剂回收再生技术
目前双氧水生产主要采用蒽醌法，该方法中，活性氧化铝在稳定工作液组分和吸附过量碱液方面发挥了不可代替的作用。随着各种资源类材料价格的大幅上涨以及对环境保护的日益重视，主要的工业发达国家已经对双氧水厂作了严格规定：所用活性氧化铝必须回收再生利用。而我国双氧水行业生产用活性氧化铝一直都是一次性使用，基本都不进行再生利用，不但造成资源的大量浪费，污染了环境，而且生产成本难以大幅减低，其根本原因在于我们的再生技术一直没有得到根本的解决。本项目针对国内活性氧化铝回收再生技术研究存在的技术难题，以及生产厂家的迫切需求，开展了一系列的系统性研究，打破了传统的回收再生设备的构造思路，在设备的内部构造、工艺控制手段方面进行了一系列的创新，取得了突破性的进展，工艺控制条件的稳定性得到了极大的改善，回收过程中不产生新污染物，再生回收的综合费用较低。目前已完成工业化试验，装置产能达到400t/a再生氧化铝可以重新投入生产应用。与填埋或焚烧处理方法相比，本项目集环保、节能、资源再生利用于一体，符合国家产业政策及行业发展趋势。
华东理工大学
2021-04-13