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二氧化氯因其高效、安全、不易產(chǎn)生氯代有機(jī)物等“三致”物質(zhì)的優(yōu)點而替代液氯廣泛應(yīng)用于飲用水、污水處理、醫(yī)療衛(wèi)生、食品加工等領(lǐng)域，被譽為第四代消毒劑，是世界衛(wèi)生組織和世界糧農(nóng)組織推薦的A1級廣譜、安全和高效消毒劑。 本項目在“國家科技支撐計劃項目”的支持下，通過先進(jìn)的復(fù)合還原催化技術(shù)、雙釜串聯(lián)及梯級反應(yīng)強化技術(shù)、反應(yīng)耦合分離技術(shù)、發(fā)生器結(jié)構(gòu)獨特設(shè)計等一系列自主創(chuàng)新，攻克了二氧化氯制備技術(shù)難題，開發(fā)了一種高純度二氧化氯綠色制備集成新技術(shù)，提高了二氧化氯的品質(zhì)與發(fā)生器的安全性，填補了國內(nèi)空白

成果完成人瞄準(zhǔn)1000MW超臨界二氧化碳燃煤（sCO2）發(fā)電系統(tǒng)，主持了國家重點研發(fā)計劃項目“超高參數(shù)高效二氧化碳燃煤發(fā)電基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)研究”。 本成果從系統(tǒng)和部件兩個層面進(jìn)行研究，被推薦為2020年度國家重點研發(fā)計劃重點科技成果，并在2021年1月27日科技日報上做了報導(dǎo)。具體成果如下： 1、sCO2鍋爐模塊化設(shè)計：sCO2循環(huán)流量是水蒸氣機(jī)組的6-8倍，導(dǎo)致S-CO2鍋爐嚴(yán)重堵塞，發(fā)現(xiàn)機(jī)組效率懲罰效應(yīng)。首次提出1/8分流減阻原理，在保持吸熱量及循環(huán)流量不變條件下，將壓降降低為傳統(tǒng)設(shè)計的1/8，由此提出模塊化鍋爐設(shè)計，將鍋爐壓降減小到與水蒸氣鍋爐相當(dāng)或更低水平，徹底解決大壓降難題。 2、煙氣熱量全溫區(qū)吸收：針對sCO2循環(huán)適合中高溫?zé)嵩矗瑔蝹€sCO2循環(huán)無法吸收煙氣全溫區(qū)熱量，提出頂?shù)蛷?fù)合循環(huán)，實現(xiàn)熱量全溫區(qū)吸收。提出能量復(fù)疊利用原理及設(shè)備共享，完全消除頂?shù)籽h(huán)效率差并簡化系統(tǒng)。1000MWe級燃煤sCO2發(fā)電效率達(dá)到～50%，比水蒸氣機(jī)組高3-4個百分點。 3、鍋側(cè)和爐側(cè)綜合調(diào)溫方法：針對sCO2進(jìn)入鍋爐溫度較高，抬高受熱面溫度，提出鍋側(cè)和爐側(cè)綜合調(diào)溫方法，發(fā)明“冷熱匹配、層級降溫”原理，提出“上大下小+雙爐膛+煙氣再循環(huán)”的創(chuàng)新型鍋爐設(shè)計。建成壓力達(dá)26MPa的超高參數(shù)sCO2傳熱系統(tǒng)，提出超臨界傳熱類沸騰理論，結(jié)合實驗數(shù)據(jù)，給出了鍋爐管發(fā)生傳熱惡化的臨界判據(jù)。誕生第一臺超臨界二氧化碳燃煤鍋爐原理樣機(jī)。 本成果闡明了能量復(fù)疊利用原理，是能量梯級利用的繼承和發(fā)展，消除了復(fù)合循環(huán)中頂循環(huán)和低循環(huán)的效率差，最大限度挖掘了sCO2燃煤發(fā)電系統(tǒng)的效率優(yōu)勢。并首次闡明超臨界流體分子尺度下的非均勻物質(zhì)結(jié)構(gòu)，顛覆了人類對超臨界流體物質(zhì)結(jié)構(gòu)的認(rèn)知，首次將亞臨界壓力下的多相流體理論體系引入到超臨界傳熱中，初步實現(xiàn)了亞臨界和超臨界壓力下能量傳遞與轉(zhuǎn)換理論的統(tǒng)一，達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

本發(fā)明涉及納米材料、催化及分析化學(xué)領(lǐng)域，具體包括一種基于多肽作生物模板合成二氧化錳納米片的制備方法及其在催化及分析化學(xué)方面的應(yīng)用。該方法利用多肽的納米結(jié)構(gòu)特征及其官能團(tuán)的性質(zhì)，將多肽與二價錳離子混合，加入氫氧化鈉后常溫反應(yīng)以使二氧化錳納米片在多肽的穩(wěn)定下生成。該材料具有仿酶催化特性，使其在分析化學(xué)、環(huán)境工程和催化領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。該方法以生物材料為模板，制備工藝簡單，反應(yīng)條件溫和環(huán)保，納米結(jié)構(gòu)易控。

項目簡介： 針對現(xiàn)有碳收集、儲存（CCS）方法中二氧化碳的壓縮、脫附過 程的高能耗問題，我們采用碳收集與利用（CCU）的策略，將二氧化 碳的捕集、活化與轉(zhuǎn)化利用相結(jié)合，為碳收集、儲存及其活化利用提 供新方法。設(shè)計并合成高效、可活化二氧化碳的吸附材料，以利于在 捕集時活化二氧化碳分子，將二氧化碳的分離技術(shù)與二氧化碳（即活 化的二氧化碳分子）的轉(zhuǎn)化反應(yīng)相耦合，避免能耗高的脫附過程，從 而實現(xiàn)低壓、溫和條件下將捕集的二氧化碳的原位催化氫化反應(yīng)，以 制備能源類產(chǎn)品甲酸、甲醇

化學(xué)二氧化錳又稱活性二氧化錳，主要用于高性能，大容量，長壽命的新型鋰鋁電池的去極化材料及陰極材料。活性二氧化錳為黑色正交晶格晶體或棕黑色粉末，相對密度5.026。其用途較廣泛，除用于干電池生產(chǎn)之外，還用于玻璃工業(yè)作良好的脫色劑，電子工業(yè)中制錳鋅鐵氧化體及磁性材料，煉鋼工業(yè)中作錳鐵合金材料，澆鑄工業(yè)中作增熱劑，防毒面具中作CO氣體吸附劑，化學(xué)工業(yè)作氧化劑，有機(jī)合成作催化劑，油漆和油墨的干燥劑，火柴生產(chǎn)中作助燃劑，陶瓷搪瓷的釉藥及高級錳鹽的原料；此外，還用于煙花，水的凈化除鐵，醫(yī)藥，肥料及紡織印染等生產(chǎn)中。 活性二氧化錳的生產(chǎn)方法較多，傳統(tǒng)的方法有硝酸錳法，碳酸錳法及天然錳礦活化法等，他們各有一定的優(yōu)缺點，但有一個共同的不足之處，就是制成的干電池連續(xù)放電時間較短，松裝密度較小，因而限制了它的應(yīng)用價值。制備高活性二氧化錳，必須是制備出優(yōu)質(zhì)的二價錳鹽溶液，再用強氧化劑將它迅速氧化為四價的錳，并轉(zhuǎn)化為Mn（OH）4，將后者進(jìn)行調(diào)節(jié)酸度，煮沸，漂洗，在合適的溫度下進(jìn)行干燥，并縮聚為塊狀產(chǎn)物，即得到活性二氧化錳產(chǎn)品。 年產(chǎn)5000噸的生產(chǎn)規(guī)模，建設(shè)總投資約為600萬元，年產(chǎn)值約7500萬元，生產(chǎn)成本約為5000萬元，年利稅為2500萬元。

CO2的大規(guī)模工業(yè)利用是目前國內(nèi)外研究的重要課題，提出了一種新的 CO2 化學(xué)利用技術(shù)路線，即通過 CO2 與氨反應(yīng)得到三聚氰酸等固體產(chǎn)品。這樣， 不僅可實現(xiàn) CO2的封存，而且能夠?qū)崿F(xiàn) CO2的高值有效利用。對 CO2的減排具 112 有重要意義。 CO2氨化反應(yīng)特點： CO2氨化礦化生成三聚氰酸所需原料用量少（一份重量的氨可固定 2.5 份 CO2）； 原料轉(zhuǎn)化率高,(轉(zhuǎn)化率達(dá) 95%以上)； 礦化反應(yīng)設(shè)備投資少，在現(xiàn)有煤化工裝置基礎(chǔ)上，添加部分設(shè)備，通過改 變反應(yīng)過程和目標(biāo)產(chǎn)品即可實現(xiàn) CO2的氨化礦化，礦化產(chǎn)品利用價值大。

聚氨酯是重要高分子合成材料，用于制造泡沫塑料、纖維、彈性體、合成革、涂料、膠黏 劑、鋪裝材料和醫(yī)用材料等，廣泛應(yīng)用于交通、建筑、輕工、紡織、機(jī)電、航空、醫(yī)療衛(wèi)生等 領(lǐng)域。目前，全世界生產(chǎn)聚氨酯都是采用光氣異氰酸酯路線，本項目首創(chuàng)的綠色生產(chǎn)技術(shù)，以 二氧化碳替代劇毒的光氣，與有機(jī)胺、多元醇、聚酯多元醇、聚醚多元醇等為原料，具有原料 成本低 (比光氣異氰酸酯路線低20～30％) 、轉(zhuǎn)化率高、過程清潔等特點，產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)異，優(yōu)級 品含量大于99.5％，經(jīng)濟(jì)性好，具有最強的國際市場競爭力。隨著環(huán)境保護(hù)、節(jié)能減排的日益 重視，該項目的開發(fā)，對于節(jié)約寶貴的能源、利用二氧化碳廢氣、促進(jìn)節(jié)能減排、經(jīng)濟(jì)社會和 諧發(fā)展具有非常重要的意義。 5萬噸/年HDI型聚氨酯，總投資26000萬元。

通過將酞菁銅（CuPc）分子與碳納米管復(fù)合，得到了高效的二氧化碳電催化劑。它可以在較低過電位下將二氧化碳高選擇性地還原為甲烷，其法拉第效率達(dá)到66%（圖3），是目前產(chǎn)甲烷的活性最高的電催化材料。不同于該課題組此前報道的單分散的CoPc/CNT催化劑（Nat. Commun. 2017,8,14675），CuPc分子晶體以堆積狀態(tài)分散于CNT之中（圖3b）。原位在線X射線吸收（XAS）研究發(fā)現(xiàn)，堆積狀態(tài)下的CuPc分子在催化工作電位下會自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)槌叽鐬?nm左右的銅納米團(tuán)簇，是高催化活性位點；當(dāng)停止催化反應(yīng)后，銅納米團(tuán)簇又會可逆地回到CuPc分子結(jié)構(gòu)（圖3c-e）。不同于CuPc，另外兩種銅配合物HKUST-1和[Cu(cyclam)]Cl2在催化反應(yīng)電位下都不可逆地轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘巽~微米枝晶，因此催化活性和選擇性遠(yuǎn)低于CuPc/CNT