开发了多种结构的纳米复合催化材料，用于高性能的电解水制氢电极材料。

L-半胱氨酸（L-CySH）是组成蛋白质的20多种氨基酸中唯一具有还原性基团巯基的氨基酸，为谷胱甘肽的组成成分之一。由于其分子中含有活性的巯基，具有许多重要的生理功能： 可以增强肝功能，用于治疗肝炎、肝硬化与肝昏迷等症状；可以作为解毒剂，解除苯、萘等有毒芳香物质及药物中毒；可用于治疗因原子能辐射、X射线以及其它短光波所引起的放射性障碍和各种白血球减少症；有抗过敏与消除过敏症的作用；可用于蛋白质氨基酸制剂，解毒镇痛剂、疲劳恢复剂、溃疡治疗剂，L-半胱氨酸还是特效的化痰剂；可促进毛发生长和防止食品氧化等。因此L-半胱氨酸已经广泛应用于医药、食品、化妆品以及饲料工业。此外由L-半胱氨酸可以得到多种衍生物，有镇痛、消炎、退烧、止痛以及抑制细菌和肿瘤生长的作用，目前也在得到不断的开发和应用。 国内目前L-半胱氨酸的生产主要依靠人或动物的毛发经酸水解或碱水解提取L-半胱氨酸后，再经过电解还原制得L-半胱氨酸。该方法收率低，能耗高，水解过程产生大量刺激性气体，废酸处理困难，对环境污染严重。随着L-半胱氨酸生产技术的发展，微生物转化法制生产L-半胱氨酸逐渐取代了毛发水解制备L-半胱氨酸。微生物转化法制备工艺以其反应条件温和、专一性强、对环境友好等优点而日益受到重视。本课题组利用自行筛选的高效菌株，通过高密度培养获得大量菌体，可以将底物D,L-2-氨基-Δ2-噻唑啉-4-羧酸（D,L-ATC）转化为L-半胱氨酸，浓度为5.8g /L，转化率92%，半胱氨酸得率78%。

催化剂是现代化学工业的基石，高效催化体系的构建对于实现化学反应的快速化、专一化和温和反应具有决定性的作用，对于实现绿色化学、节能减排意义重大。本团队在承担了 3 项国家自然科学基金项目（20771046，20903048，21106054）的基础上，针对催化酯化、催化环氧化、催化臭氧化等反应开发了多种不同的体系，包括固体酸、分子筛、离子液体、纳米氧化物、金属配合物等多个类型，其中部分催化环氧化和催化酯化体系已经应用于工业催化。 关键技术、指标及创新点 （1）开发了针对植物油脂的无羧酸环境下催化环氧化的新工艺。先后开发了以铼系配合物、HMS 分子筛、光催化及 SALEN 配合物为代表的催化体系； （2）开发了针对酯化、酯交换反应的非质子酸新催化体系。先后开发了杂多酸、固体酸、离子液体、有机酸和纳米氧化物为代表的催化体系； （3）开发了针对有机物臭氧化降解的新催化体系。先后开发了纳米氧化锌、纳米氧化铈、分子筛和磁性纳米结构为代表的催化体系。 

常见的纳米酶大多数是金属化合物纳米颗粒，其催化活性主要是来自在纳米颗粒表面的金属离子。在自然界中，生物酶的特征表明活性位点和支持、稳定活性位点的网络环境对于高催化效率同样重要。通过调整活性位点的成分和环境可以实现高的活性和选择性。水凝胶是一类具有良好生物相容性的三维亲水网络材料，其结构可以有效地保护酶分子活性中心，同时提供更好的底物迁移微环境，从而实现有效的催化作用，载酶水凝胶材料已成为生物学研究中的热点。纳米凝胶为水凝胶的纳米粒子，具有类似于宏观水凝胶材料的亲水网络及类似流体的传输特性，其纳米的尺寸可以作为进一步体内生物应用的理想载体。在受限的纳米空间中实现修饰或组装以获得杂化纳米凝胶仍然存在挑战。应对这一挑战，同济大学化学科学与工程学院王启刚团队从仿生的角度出发，设计了一种酶催化的原子转移自由基聚合（ATRPase）和金属配位交联方法成功制备出纳米人工多酶凝胶体系。该体系具有模拟超氧化物歧化酶（SOD-like）和过氧化物酶（POD-like）特性，可以实现肿瘤微环境级联催化的响应成像。日前，相关研究成果以“Multienzyme‐Mimic Nanogels Synthesized by Biocatalytic ATRP and Metal Coordination for Bioresponsive Fluorescence Imaging”为题，发表在国际著名学术期刊 Angewandte Chemie International Edition （《德国应用化学》） 上。同济大学化学科学与工程学院为该文的唯一通讯作者单位，硕士生齐美园为第一作者，王霞副教授和王启刚教授为共同通讯作者。 图1.（a）人工多酶凝胶体系的ATRPase及配位交联制备流程（b）模拟SOD和POD级联酶催化的肿瘤微环境响应的荧光成像机制。研究人员首先在纳米粒子表面修饰酶催化的原子转移自由基聚合的引发剂(-Br)，以具有良好生物相容性的生物酶为催化剂，修饰有双键的赖氨酸（N-acryloyl-L-lysine）为聚合单体，在纳米粒子周围聚合制备得到聚赖氨酸高分子刷，最后通过亚铁配位交联，从而构建出具有多酶活性的人工多酶凝胶体系（如图1所示）。凝胶体系中高分散的Fe离子一方面作为凝胶网络的交联剂，同时作为模拟酶的活性中心。通过模拟SOD和POD酶，先将肿瘤部位高水平的O 2 •− 催化转化为H 2 O 2 ，进一步基于肿瘤部位提升的H 2 O 2 通过级联酶催化反应实现肿瘤微环境响应的安全、高效的肿瘤成像。该人工多酶凝胶体系类似自然的过氧化物酶催化机制不产生羟基自由基，具有低毒性和高生物安全性。同时，ATRPase方法和金属配位交联技术可进一步实现多种纳米材料体系的制备，用于药物输送和其他生物医学应用。该研究成果得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划等经费支持以及中国科学院强磁场科学中心的技术支持。王启刚教授团队多年来一直致力于高分子凝胶固定酶技术及其生物诊疗应用，近5年累计以通讯作者在 Adv.Mater. ,  Nat. Commun. ,  Angew. Chem. Inter. Ed. 等期刊发表SCI论文50多篇。文献链接：https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202002331  PDF：anie_202002331.pdf课题组网站：https://qgwang.tongji.edu.cn/

（专利号：ZL 201310571506.3） 简介：本发明公开一种1,3-二氨基胍盐酸盐的制备方法，属于含氮有机物制备技术领域。该制备方法是：将硫氰酸钠溶于水中，然后加入硫酸二甲酯，在室温下反应5～6h，反应结束后水油分层，收集的油层即为第一步的产物硫氰酸甲酯；然后将盐酸肼和水混合，升温至30～40℃时加入硫氰酸甲酯，保温反应4～5h后，抽滤后用冷水洗涤后干燥制得1,3-二氨基胍盐酸盐白色固体。本发明采用硫氰酸钠和盐酸肼为原料，水为溶剂

本发明涉及一种锆磷酸盐基弹性应力发光材料及其制备方法，本发明的优点在于：(1) 材料制备方法简单、易操作、设备要求低；(2) 制备的材料具有强的弹性应力发光，在黑暗环境下肉眼可直接观测，并具有较好的耐热性和耐水性，可加工性好，应用范围广；(3) 材料的基体原料均为地球上的富含元素，属于环境友好型材料。本发明的弹性应力发光材料，可广泛应用于压力传感器、机械应力可视化、人造皮肤、智能蒙皮、自诊断系统、超精密器件加工，生物体、建筑物和机器的应力分布检测、城市建筑物防灾以及减灾系统、预测地震产生、检测飞机和汽车的损害、研究人体疾病等。

（专利号：ZL 201410270520.4） 简介：本发明公开了一种环境友好型隔热保温涂料用纳米无机复合材料及其制备方法，属于纳米功能涂料技术领域。所述纳米无机复合材料，其以重量百分比计，包括：90～99wt％硅酸盐底物，1～10wt％ATO纳米粒子，所述硅酸盐底物为高炉渣、云母、粘土中一种或数种。本发明制备方法包括对底物进行表面改性、制备ATO纳米粒子、用纳米粒子对底物进行包裹三个步骤。本发明制备工艺简单、环境友好，所制备的ATO纳米

本发明公开了一种制备纳米金属氧化物及纳米金属粉的方法，在二甲苯中使用纳米硫酸钾对金属氧化物前驱体颗粒进行分散并隔离，离心沉淀后，将烘干物进行高温煅烧分解，水洗后可得到分散的纳米金属氧化物。将煅烧产物在还原气氛中二次煅烧，水洗后可得分散的纳米金属粉。本发明可以快速批量制备出分散性好、结晶完善的纳米金属氧化物或纳米金属粉。

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