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常温常压水相电催化合成氨的研究
合成氨工业对国民经济与社会发展具有举足轻重的作用。目前，每年全球氨产量已超过亿吨，其中大部分用于农业生产以解决粮食与温饱问题，其它部分用作重要的工业原料。此外，氨还具有含氢量高（质量比达17.6%）、易液化等优点，有望成为重要的清洁储氢与储能材料，具有广阔的应用前景。然而，由于氮气分子非常稳定且难以活化，温和条件下合成氨反应难以迅速进行。工业上广泛采用的Haber-Bosch方法通过高温高压（300–500摄氏度，100–200个大气压）等苛刻条件来促使高纯氢气和氮气在铁基催化剂表面进行反应生成氨，其能量和氢气都来自于化石燃料（如甲烷等），表现出高能耗、高化石燃料消耗和高二氧化碳排放等缺点。合成氨工业消耗全球每年3–5%的甲烷与1–2%的能源供给，并产生1.6%的二氧化碳排放。寻找合适的绿色替代方案，在温和条件下实现高效、低能耗、低排放合成氨，成为亟待解决的科学挑战。 电催化氮还原反应（总反应为N2 + 3H2O 2NH3 + 1.5O2）提供了一种可持续合成氨的新路径。该反应在常温常压下即可进行，以大量易得的水与氮气（空气）作为反应原料，以可持续能源（太阳能，风能等）产生的电能作为能量来源，即可实现“零排放”合成氨。因此，不论是作为传统Haber-Bosch方法的潜在替代者还是作为新型清洁能源体系的重要组成部分，电化学合成氨技术都具有极大的发展潜力与广阔的应用前景。 然而，电化学合成氨技术仍面临重大挑战，其发展严重受制于现有催化剂非常低下的选择性与活性。若要将该技术实用化，就必须同时大幅提升催化剂的选择性与活性。然而，现有研究经验与理论表明，该反应催化剂普遍面临严重的“选择性-活性”两难问题：具有理论高活性的催化剂通常会导致激烈的析氢副反应，从而表现出低的反应选择性；而可能具有高选择性的催化剂对氮的吸附又过强，导致产物难以脱附，表现出过低的反应活性。因此，为取得电催化合成氨研究进展，大幅提高催化剂的选择性与活性，就必须突破现有理论，发展新型催化剂与催化体系。
北京大学
2021-04-11
解析氨酰tRNA合成酶新型剪接异构体结构
分析报道了人类AARS家族成员之一，Tyrosyl-tRNA合成酶 (TyrRS)中的两个新型剪接异构体。这两个剪接异构体分别去除了第2-4个和第2-3个外显子，导致其蛋白产物丧失了原始TyrRS中的催化核心和二聚体相互作用界面部分。但是，随后的生化分析表明，这两个剪接异构体仍能够形成两个具有不同构象的稳定结构。进一步的研究发现，其中一个剪接异构体由于剪接位点而形成了一个全新的Coiled-coil区域，用来形成一个新的二聚体相互作用界面；与此相反，另一个剪接异构体，由于其剪接位点导致的抑制效果，从而趋向形成单体。与大多数TyrRS在各组织细胞中均匀分布不同，这两种新的剪接异构体显示出明显的组织偏好性，其中分别在淋巴细胞中和肺中富集表达，表明它们可能由于聚合状态的差异而具有不同的生物学特性。 该研究结果阐释了人类TyrRS具有复杂的结构可塑性，在不同组织中具有不同的结构重组功能，这为今后研究AARS剪接异构体全新的生物学功能和潜在的疾病医疗效用提供了重要的参考价值。目前，aTyr制药（美国NASDAQ上市公司）正在利用相关研究成果进行转化医学研究，开发新型药物。
南方科技大学
2021-04-13
从合成革废水中回收DMF技术
在湿法聚氨酯合成革生产过程中，产生大量的合成革废水，其中含有约10～15%的二甲基 甲酰胺（DMF）。目前国内大都采用精馏法回收废水中的DMF，即以蒸发大量的水分的方法回收DMF。采用精馏法回收DMF耗能高，以精馏15m3/h的处理量，需耗标准煤约1.1吨。由于耗煤量高，由此产生的二氧化碳及二氧化硫的排放量也大，同时在回收过程中，由于DMF的水解会产生二甲氨臭味。 从合成革废水回收DMF技术采用萃取-精馏以及吸附-热解析方法，并采用高效新型的萃取设备，常压萃取，精馏分离溶剂及DMF，并以吸附-热解析处理使水得到重新利用。选择了具有较低汽化潜热的溶剂作为萃取剂，设计高效新型的涡轮萃取塔，使DMF的回收率达到98%以上，DMF的纯度达到99.5%；采用吸附-热解析使废水重新得到利用。 技术先进性： 1、萃取-精馏法能耗低，仅为单塔精馏的25%。可大大减少煤耗、二氧化碳及二氧化硫的排放； 2、萃取-精馏法不产生二甲氨臭味； 3、废水充分得到循环利用； 4、不产生新的污染。 技术创新点： 1、采用高效新型的萃取设备，使萃取效率大大提高，且能耗可降低60%以上； 2、回收的DMF纯度高，可循环使用； 3、废水经处理后可回收利用。 该技术可广泛用于湿法聚氨酯生产合成革领域。
华东理工大学
2021-02-01
微波协同有机膨润土处理有机废水方法
本发明公开了一种微波协同有机膨润土处理有机废水方法。它是将粒径为40-200目有机膨润土与有机废水混合,其固-液质量比为1∶500-1∶5000,然后流入一个微波反应器中,施加200-5000W的微波功率辐照10s-30min进行脱色与净化处理,再进行固-液两相分离,废水得到净化处理后排放。本发明优点是:1)废水净化处理时间大大缩短;2)污染物去除效率提高。如对酸性大红染料废水的处理,经微波辐照处理一定时间后,CPC有机膨润土的脱色率可达99%以上,而常规吸附处理的去除率仅60%左右;3)操作工艺简便。使用微波辐照处理,不需搅拌,可简化操作工艺,扩大有机膨润土的应用前景。
浙江大学
2021-04-11
泡沫分离法处理染料废水工艺
项目简介染料工业是世界主要化学工业之一，染料生产过程和使用过程中产生大量的废水，已经成为最重要的污染源。目前工业化生产和研究的染料废水处理方法主要是吸附、化学降解、电解、膜分离和生物法等，这些方法中有的成本高、有的工艺复杂、有的产生二次污染。泡沫分离技术是近些年发展比较快的分离技术，泡沫分离技术具有设备简单、投资少、能耗低和不产生污染而越来越受到更多研究者的重视。本工艺是用泡沫分离法处理染料废水，因此成本低、工艺简单和不产生二次污染且能在废水处理的同时能得到染料产品。二、市场前景目前,我国合成染料年产量位居世界。这些染料是芳香族化合物，结构复杂，难降解，具有潜在毒性。染料废水直接排放，一方面造成染料的浪费，另一方面更重要的是将对环境造成严重污染，并可能通过食物链直接或间接影响人们的身体健康。因此利用泡沫分离技术具有设备简单、投资少、能耗低和不产生污染的特性，探索成本低、工艺简单和不产生二次污染且能在废水处理的同时得到染料产品的新的染料废水处理方法和工艺—泡沫分离法处理染料废水工艺具有广阔的应用前景。三、规模与投资 日处理100吨印染废水，投资30万元。四、生产设备 主要生产设备是泡沫分离塔和鼓风机。五、合作方式 共同开发和技术服务。项目负责人：吴兆亮联系电话： 022-26564304
河北工业大学
2021-04-13
湿法烟气脱硫废水零排放技术
石灰石/石膏湿法烟气脱硫工艺因技术成熟、脱硫效率高、运行稳定等优点 在燃煤机组得到了广泛的应用，是燃煤电厂主要脱硫方式。该脱硫系统采用石 灰石浆液洗涤烟气，由于燃煤及工艺水中含有微量元素氯，因此在脱硫系统运 行过程中会在吸收塔中产生氯离子富集的现象，当氯离子富集到一定浓度时会 将一部分脱硫废水排出吸收塔外，以达到控制循环浆液中 Cl－浓度的目的。脱 硫废水主要特点是：酸性较大，悬浮物含量很高，汞离子、Cl－ 浓度很高。 目前国内脱硫废水的化学水处理系统，能耗大、运行费用高、占地面积大。 对这些废水进行经济有效地处理以及对有效成分加以回收利用，对我国燃煤电 厂脱硫系统经济运行具有重要意义。 本项目技术在国家自然基金资助课题深入研究基础上，开发了一种经济、 高效的脱硫废水处理工艺，能够实现脱硫废水零排放。本技术的创新点：（1） 101 利用废水中有效成分，实现烟气中汞的氧化，并对其进行深度固定，协同实现 烟气中汞达标排放，使电厂无须再增加汞控制系统；（2）利用喷雾干燥原理， 将脱硫废水蒸发并全部循环利用，减少脱硫系统工艺水耗量；（3）在将脱硫废 水循环利用过程中，实现静电除尘器的除尘增效，并提高烟气中细颗粒物的脱 除率。
山东大学
2021-04-13
造纸废水—黑液综合利用工程（技术）
成果简介：国内企业广泛采用草浆造纸工艺，由于缺乏综合利用造纸黑液的 工程技术，将大量生产黑液废水简单地排入环境中，对河流及区域环境造成了很大的污染。根据“资源化”的思想，设计研究制浆造纸废液的资源化利 用技术，即利用造纸制浆废液中的生物质资源—木质素去人造板广泛使用的 改性脲醛胶的制备工艺，进而降低脲醛胶的制备成本，同时又降低脲醛胶中 游离甲醛的含量，在保证其性能不下降的前提下使之成为新一代性能优越、 廉价的环
北京理工大学
2021-04-14
矿化降解有机废水的方法和设备
Ø 矿化处理有机废水技术利用添加剂产生高能量物质破坏污染物分子的化学键，使污染物分子由大变小，最终可以把污染物分子中的碳转化为二氧化碳，从而消除有机物污染物，提高水质。该技术具有以下特点：不产生淤泥和二次污染物；可以处理含有较高盐浓度的有机废水；气温的变化对该技术的处理效果影响较小，炎热的夏天和寒冷的冬季都可以降解废水中的有机物；几乎可以降解废水中的各种有机物，尤其是高浓度的有机废水；该方法工艺性能稳定，设备简单，操作方便。工艺流程短, 处理单元少，具有实用性。芳香硝基化合物在自然资界中难
北京理工大学
2021-01-12
高COD高盐废水处理技术
上海交通大学
2021-04-13
陶瓷膜用于退浆废水回用技术
本技术采用耐高温、酸碱等苛刻条件的陶瓷膜分离技术对退浆废水进行处理达到回用的目的。工艺包括：废水储槽、10倍浓缩膜设备、20倍浓缩膜设备、浓水处理系统等。该工艺水回收率能够达到95%以上，回用水中主要含有烧碱、分散剂和精炼剂。浓水通过与酸反应沉淀经泥水分离器和带式压滤机进行分离处理，滤饼进行燃烧发电处理。该工艺达到了废水的近零排放，降低了废水处理成本，能够产生显著的经济效益和社会效益。
专利情况：已授权专利2项
成熟度：量产
合作方式：技术开发，技术服务
创新要点：本技术具有处理高COD负荷、强碱有机废水的能力，并能有效回收废水中的可利用物质，膜过滤系统抗有机污染及再生能力强，系统整体维护成本低，使用寿命长等特点。
南京工业大学
2021-01-12