近日，我校化工学院催化反应工程团队在机理驱动的乙炔选择性加氢催化剂活性位点设计领域取得新进展。

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。

本发明公开了一种用于一氧化氮氧化的催化剂，其特征在于， 所述催化剂为莫来石型复合氧化物，化学通式为 A1-xA'xB2-yB'yO5， 其中，A 和 A'各自独立地为稀土金属或碱土金属元素中的一种，B 和 B'各自独立地为过渡族金属元素中的一种，且 0≤x≤1，0≤y≤2。该 催化剂可以在较宽的温度范围内高效地将一氧化氮催化氧化为二氧化 氮，且成本低，具有很好的热稳定性，能长时间保持较高的催化活性， 明显提高汽车尾气

柴油车后尾气处理装置“铜基分子筛催化剂”的研发专家

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。

一、项目简介全球性的原油变重变劣，使原油硫含量增加；目前对满足环保要求的汽油硫含量指标日益严格，汽油深度脱硫日益重要。国内外汽油产品大部分来源于流化催化裂化（FCC），国外占三分之一，国内约占80%，造成我国汽油硫含量普遍偏高。研究和开发FCC汽油深度脱硫技术，降低汽油硫含量，是我国炼油、化工行业的一项紧迫任务。常规深度加氢脱硫（HDS）技术存在明显不足：汽油收率低、汽油质量差（辛烷值低）、投资费用和操作成本高。解决途径：开发新的深度加氢脱硫技术、开发各种非加氢脱硫技术、或开发非加氢脱硫技术与加氢脱硫结合的技术。在各种非加氢脱硫技术（吸附脱硫、微生物脱硫、萃取/萃取精馏等）中，汽油萃取精馏脱硫具有显著的优势。与FCC汽油全馏分深度加氢脱硫工艺相比，FCC汽油轻中馏分萃取精馏脱硫-萃取相与重馏分加氢脱硫组合工艺的投资成本与操作成本明显低于前者，此项技术具有普遍的推广意义。本项目为此组合工艺的非加氢脱硫部分。二、市场前景汽油萃取脱硫、萃取精馏脱硫技术具有设备投资低、不耗氢、操作费用低等优点，若与现有的加氢脱硫工艺结合则会实现低操作成本和极小的辛烷值损失的FCC汽油深度脱硫的目的，这样就更进一步地拓展了该类技术的发展空间和应用前景。因此，该类技术已成为清洁燃料生产领域的重点研究方向之一。主要经济技术指标：1）脱硫汽油残硫含量小于30ppm；2）溶剂损耗与目前芳烃抽提工艺的持平；3）最终产品汽油RON损失＜1，芳烃含量基本与原料中相同，烯烃含量减少约为3%，烷烃含量增加约为3%；优化FCC汽油切割馏分萃取精馏脱硫过程条件。实验结果表明，在回流比一定的条件下改变剂油比，随着剂油比的增加脱硫率增加，剂油比达到0.55时脱硫率为95%，当剂油比为0.765时脱硫率为96%，剂油比在0.55-0.765时脱硫率变化缓慢，兼顾经济效益和产品质量，剂油比0.55为宜。该操作条件下硫含量低于30ppm。溶剂热稳定性能好、沸点高，回收后萃取剂的脱硫效果很好，可以重复使用。中重馏分汽油、复配油的加氢脱硫处理结果表明，在适当的加氢条件下，可以使硫含量降到10ppm以下；调和汽油的辛烷值测量结果表明，萃取精馏+加氢深度脱硫组合工艺生产的调和汽油辛烷值基本不变。该组合工艺，实现FCC汽油馏分深度脱硫与溶剂循环使用优化操作。三、规模与投资（萃取精馏部分）萃取精馏装置年处理量50-100万吨， 设备总投资约2000万元。四、生产设备主设备为萃取精馏塔。FCC汽油预分馏塔（也可对催化分馏系统稳定塔进行适当改造）；溶剂回收塔；相应的泵、储罐等。五、效益分析通过对FCC汽油分馏、萃取精馏，低硫汽油的收率在70-80%，其余馏分与重馏分一起进行加氢脱硫，使得加氢装置的处理能力（与全馏分加氢比）降低50%以上。同时汽油调和后，辛烷值基本不损失。六、合作方式技术转让或技术合作。

陶瓷材料具有耐高温、抗氧化、耐腐蚀、电绝缘等一系列优点。但是，其质地脆硬，难以机械切削加工。利用纳米复合技术，在氧化铝、碳化硅、氮化硅等陶瓷基体中，原位添加形成纳米可切削相，制备出纳米复相可加工陶瓷，能够用普通刀具车削、铣削、钻孔，制造形状复杂、尺寸精密的陶瓷部件。 近年来，在国家863项目支持下，本课题组致力于高性能可加工陶瓷材料的研发工作，采用湿化学方法，结合热压或常压烧结，制备出多种可加工陶瓷材料及部件，保持了陶瓷材材的耐高温、抗氧化、耐腐蚀和电绝缘性能，同时，能够机械加工出复

项目简介陶瓷材料具有耐高温、抗氧化、耐腐蚀、电绝缘等一系列优点。但是，其质地脆硬，难以机械切削加工。利用纳米复合技术，在氧化铝、碳化硅、氮化硅等陶瓷基体中，原位添加形成纳米可切削相，制备出纳米复相可加工陶瓷，能够用普通刀具车削、铣削、钻孔，制造形状复杂、尺寸精密的陶瓷部件。近年来，在国家 863 项目支持下，本课题组致力于高性能可加工陶瓷材料的研发工作，采用湿化学方法，结合热压或常压烧结，制备出多种可加工陶瓷材料及部件，保持了陶瓷材材的耐高温、抗氧化、耐腐蚀和电绝缘性能，

基于前期关于双齿导向基团辅助的C-H键活化策略，利用氨基酸作为母体结构，设计合成了一类含有8-氨基喹啉基团的新型手性配体（QAAligands），并制备了相应的手性Ir(III)催化剂。在该催化剂的作用下，可以精准调控二噁唑酮类化合物分子内的C(sp3)-H键胺化反应，以大于99%ee实现γ-内酰胺的高效不对称合成。该类新型催化剂具有一定的类酶特性，可以容忍大量水的存在，并且水的存在对于特定底物具有明显的促进效果。通过对催化剂的单晶结构进行分析，作者发现该类手性Ir(III)催化剂中的五甲基环戊二烯基(Cp*)，8-氨基喹啉（AQ）和邻苯二甲酰胺（NPhth）组成了一个规则的沟状手性空腔，金属中心处于手性空腔的内部，从而使其具有优异的立体控制能力。通过与韩国高等技术研究院的SukbokChang教授合作进行计算化学的研究发现手性控制的关键因素是底物中的C-H键与NPhth基团存在多个C-H/π弱相互作用。

近日，中国科学技术大学高敏锐教授课题组和俞书宏院士团队，设计了系列具有“富集”效应的纳米催化剂，结合流动电解池的合理设计，成功实现了二氧化碳到目标产物的高选择性转化。相关工作在线发表于近期的《德国应用化学》和《美国化学会志》。二氧化碳转化技术不仅能够降低大气中的二氧化碳浓度，同时还可以得到诸多高附加值的碳基燃料。在现有的各种二氧化碳转化技术中，电催化二氧化碳还原技术具有可在常温常压下进行、能够实现人为闭合碳循环等优点，成为一种具有应用前景的方法。当前，通过更高效催化剂的理性设计与可控合成，实现二氧化碳电还原技术走向工业化应用成为研究重点与难点。研究人员使用简单的微波热合成，通过反应参数调节，成功制备了3种具有不同尖端曲率半径的硫化镉纳米结构。模拟表明这种半导体材料尖端曲率半径减小会引起尖端附近的电场强度增大，从而增强钾离子在电极附近的富集。流动电解池测试表明，这种催化剂性能大大优于其他过渡金属硫属化物电催化剂。除了利用纳米多针尖的“近邻效应”实现对目标离子的富集外，研究团队进一步提出利用纳米空腔的“限域效应”来富集反应中间体，实现二氧化碳到多碳燃料的高效率转化。以上研究表明二氧化碳电还原反应中催化剂纳米结构设计对催化性能的重要影响，纳米尺度“富集效应”可有效增强关键中间体的吸附，从而推动反应高效率运行。这种新的设计理念为今后相关电催化剂的设计和高附加值碳基燃料的合成提供了新思路。相关论文信息：https://doi.org/10.1002/ange.201912348https://doi.org/10.1021/jacs.0c01699