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甲醇汽车尾气净化单原子Pd1/Ce1-xLaxO2催化剂的研究
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
学号
宋兆华
化学化工学院
2018.09-2022.06
201831045132
三、指导教师
姓名
学院/所学专业
职务/职称
研究方向
陈永东
化学化工学院
教授
能源催化，环境催化
四、项目简介
针对甲醇汽车尾气净化催化剂贵金属Pd用量大、甲醇深度氧化起燃温度高等问题，本项目拟以Ce1-xLaxO2为载体，采用光化学还原法制备Pd1/Ce1-xLaxO2单原子催化剂，并将其涂覆在蜂窝陶瓷上制成整体式催化剂，考察其甲醇深度氧化性能；并利用XRD、XPS、TEM、球差校正高角环形暗场扫描透射电镜（AC-HAADF-STEM）、X射线吸收精细结构（XAFS）等技术对载体及催化剂进行系统表征，揭示载体晶相、尺寸、形貌对Pd1/Ce1-xLaxO2界面结构的影响规律；结合动力学研究，建立Pd1/Ce1-xLaxO2界面结构—催化性能之间的构-效关系；为设计和开发新型高效低贵金属甲醇汽车尾气净化催化剂提供理论指导和实践基础。
西南石油大学
2023-07-20
共价有机框架材料可见光催化还原CO2的最新成果
CO2资源化利用不仅可以缓解温室效应引起的环境问题，而且还可以解决日益严峻的能源枯竭问题。以太阳光为直接驱动力的光催化还原CO2生成有机物是较为理想的途径之一，也是极具挑战性的前沿方向。含氮共价有机框架材料（COF）拥有良好吸光能力和电荷传输能力，具有高稳定性、高CO2吸附量、易于设计调控和修饰等优点，是一类非常有潜力的光催化固碳材料。我所通过胺醛缩合席夫碱反应合成了一系列具有相同结构不同官能团的酮胺基COF材料TpBD-X [X = -H2、-(CH3)2、-(OCH3)2和-(NO2)2]，并研究不同官能团对该类材料光催化还原CO2性能的影响。结果表明，官能团的引入会影响TpBD的可见光吸收能力，改变其能带结构；与吸电子基团相比，该COF材料中的给电子基团更有利于光催化还原CO2的进行，其活性顺序为-OCH3 > -CH3 > -H2> -NO2。结合各种表征技术，发现给电子基官能团可以增强该类材料的共轭效应，提高可见光吸收，加快光生电荷分离与迁移，进而提高光催化还原CO2活性。该研究不仅可以拓展COF材料的实际应用，还可以丰富光催化理论，对于CO2的固定转化具有重要的理论指导意义和实际应用价值。
浙江师范大学
2021-04-30
光催化技术处理有机废水技术
上海交通大学
2021-04-13
石墨烯复合光催化自清洁涂层
船舶在长期在干燥高盐、高腐蚀的还是环境中航行，油漆容易剥落，为了保养船舶延长船舶使用寿命。船舶上经常需要补刷油漆。光触媒是一种以纳米级二氧化钛为代表的具有光催化功能的光半导体材料的总称，它在紫外光及可见光的作用下，产生强烈催化降解功能：能有效地降解空气中有毒有害气体，还具备除甲醛、除臭、抗污、净化空气等功能。但是光触媒在发挥作用时需要较强光照来催化，这导致它在长年见不到阳光，只能依靠普通照明灯光的船舶内部船舱失去用武之地。
团队巧妙地应利用石墨烯和金颗粒的特点，在提升了光触媒的催化能力的同时，又降低了光触媒对光线强度的要求，有效解决了光触媒在船舱内难以发挥作用的问题。
技术成熟度
针对光触媒在光线较弱的地方效果不佳的问题，团队与海军某部共建实验室，面向海军舰艇特种涂层方面需求，开发了石墨烯-二氧化钛-金颗粒-纳米光催化剂的自清洁涂层材料，并拓展其在民用环保涂层应用。目前，本产品正在进行最后的测试和验证。
投产条件和预期经济效益
本产品以光触媒、石墨烯和少量金颗粒为原料，产品绿色环保，效果显著。随着行业技术水平的不断提升，市场不断规范，再加上人民的生活水平不断提升和对健康生活提出的新的要求，我国光触媒行业市场规模将不断扩大，规模增速保持在4%左右，预计到2025年将达到68亿元左右的市场规模。本产品在光强较弱且受到装修污染的场景里能有很好的应用，有望占领较大的市场份额。
厦门大学
2021-01-12
纳米光催化空气净化装置
本项目针对目前室内空气污染日益严重、对人体健康危害日益增加的问题，成功解决了纳米光催化技术的应用难题，将其应用于室内空气净化，并根据我国实际情况，开发出多种终端产品，包括用于家庭的光催化空气净化器，用于交通工具的车载空气净化器以及用于公共场所中央空调系统的光催化空气净化装置。该项目被认定为上海市高新技术成果转化项目，已具备年产2万台纳米光催化空气净化装置的生产能力。
经权威部门检测，纳米光催化空气净化装置对细菌杀灭率高达99.90%，对TVOC的脱除率为90%，对可吸入颗粒物的净化效率达国标的1.6倍，其综合技术总体上处于国内领先，在细菌杀灭率和脱除TVOC的功能上达到国际同类产品的先进水平。
目前中央空调用净化装置已在浦东星河湾酒店、兴业银行、中科院西安光机所等多家单位获得应用，其净化效果远优于普通的吸附、静电除尘等技术手段，获得用户的高度认可。
华东理工大学
2021-04-13
一种用于生物油催化重整制氢的催化剂及其制备方法
本发明公开了一种用于生物油催化重整制氢的催化剂,包括催化剂活性成分和催化剂载体,其中,催化剂载体为CexZr1-xO2,x=0.1～0.9;催化剂活性组分为镍,催化剂活性组分的含量为催化剂载体重量的5～20%;本发明还提供了此催化剂的制备方法,包括:(1)将镍、铈和锆的可溶性盐一起溶解于水中,可溶性盐的总浓度为0.05～1.5mol/l;(2)向上述水溶液中加入碱性沉淀剂,调节pH值为8～12,沉淀析出,沉淀陈化,过滤后得到滤饼经水洗、干燥,然后焙烧2～6小时,焙烧温度为600℃～900℃,得到催化剂Ni-CexZr1-xO2。本发明制备得到的催化剂催化活性较高,氢气产率高,适用于工业化的要求。
浙江大学
2021-04-11
Pt基催化剂抗一氧化碳中毒催化加氢过程
催化加氢过程是现代工业的重要过程， 是清洁 燃料和高阶化学品生产中 的关键步骤。 经估算 催化加氢在整个 化学工业体系 中的占比 超过 3 0% 。 在 催化 加氢 工业 过程中， 虽然使用粗氢作为氢源 具有 工业装置简单 、 更高的经济性 等特点 ，但是粗氢中含有的少量一氧化碳 ( 从几百到几千ppm ) 会造成加氢催化剂很快失活。 这部分ppm 量 级的CO 由于 和贵金属催化剂具有很强的相互作用 ，在催化反应过程中占据催化活性位，从而使得反应物分子无法在催化剂表面吸附而导致催化剂中毒失活。 所以，现代催化加氢过程一般使用更为昂贵而且工业装置更为复杂的 高纯氢 系统作为 氢源。 发展新型高效贵金属催化剂，提高贵 金属 催化剂 对 CO 耐受度， 甚至 直接利用粗氢进行 低温 催化加氢反应 ， 从而 降低加氢成本 和工业催化装置的复杂性 是该研究领域的重大挑战 。
北京大学
2021-04-11
铂/碳纳米管催化剂的制备及在糠醛催化加氢中的应用
本发明涉及糠醛催化加氢技术，旨在提供一种铂/碳纳米管催化剂的制备及在糠醛催化加氢中的应用。该催化剂的制备过程包括：取碳纳米管放入浓硝酸室温下进行超声和加热搅拌回流处理，冷却后取出浸泡、洗涤和抽滤，直至滤液中性；然后干燥备用；氯铂酸稀溶液中加入处理过的碳纳米管载体，在室温下等体积浸渍、静置后；磁力搅拌和温水浴条件下蒸干水分后干燥；在使用之前，将催化剂置于氮氢混合气氛中高温还原，得到铂负载量为1.0wt％的铂/碳纳米管催化剂。本发明方法工艺简单，操作方便，能耗低，反应中不需要加热，且所用氢气压力较低。能在室温条件下对糠醛进行加氢，转化率和选择性较高。催化剂多次使用后仍能保持高活性，且基本不积碳。
浙江大学
2021-04-13
碳纤维负载金属多孔框架催化剂在石油加氢催化中的应用技术
本项目创新性采用静电纺丝技术及热处理碳化技术将MOFs材料负载在一维多孔碳材料中，制备保留金属有机框架构型的碳纤维催化材料。在制备过程中，通过调控MOFs材料特有的空间构型达到调控所制备的催化材料中金属组分空间构型及金属组分之间的协同作用，最终达到提高加氢催化材料性能的目的。该项目的完成能够很好的解决困扰传统加氢催化材料中金属组分的分散性及协同作用调控这一大难题，有效提高加氢催化剂的活性、选择性，具有十分良好的应用前景。
兰州大学
2021-01-12
一种用于生物油催化重整制氢的催化剂及制备方法
本发明涉及一种用于生物油催化制氢的催化剂及制备方法，包括催化剂活性成分和催化剂载体，所述催化剂活性成分及重量百分含量分别为：Ni 为 10－15wt%；Mo 为 5－13wt%；Fe 为 5－10wt%；余分为凹凸棒土和海泡石混合黏土矿催化剂载体。本发明的优点在于采用比表面积较大，具有较强的吸附、助催化功能、廉价易得的凹凸棒土和海泡石黏土矿作为催化剂载体，催化活性组分为镍、钼和铁复合组分，使生物油分子裂解断链成低分子烃类和高含量氢气的优质合成气。该催化剂制备简单、强度大、催化活性强、可再生，不仅可用于生物油重整制氢，也可应用于生物质直接催化气化制氢。
安徽理工大学
2021-04-13