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氮化碳光催化研究成果
福州大學化學學院/能源與環(huán)境光催化國家重點實驗室創(chuàng)新團隊的研究論文“Molecular-level insights on the reactive facet of carbon nitride single crystals photocatalysing overall water splitting”在國際頂級刊物《Nature Catalysis》在線發(fā)表。 氫氣由于其能量密度高，燃燒后生成水清潔無污染，是未來能源的理想載體。太陽能光催化分解水制氫氣被認為是獲取氫能源的理想途徑之一。開發(fā)高效廉價的光催化劑是光解水技術的核心。近年來，氮化碳光催化劑由于其制備工藝簡單，價格低廉，無毒無污染等優(yōu)點，受到了廣泛的關注。 該工作以具有高結晶度的氮化碳光催化劑polytriazine imides（PTI）單晶為模型，研究了其在光催化全解水反應中的活性面。光催化全解水實驗表明，PTI的性能與其{10-10}/{0001}晶面的面積比呈近似線性關系，進一步證實了{10-10}晶面是光催化反應的活性面。此外，{10-10}晶面比例最大的光催化劑在全解水中的產氫與產氧速率分別達到了１８６μmol／h和９１μmol／h，在３６５ｎｍ單色光照下的量子效率達到了８％，高于之前報道的結果。該論文從分子尺度上研究了氮化碳光催化劑的反應活性面，為高性能氮化碳光催化劑的發(fā)展提供了重要的研究基礎。
福州大學
2021-02-01
連續(xù)式光催化反應裝置
哈爾濱工程大學
2021-04-10
非晶態(tài)合金加氫催化劑
非晶態(tài)合金是一類原子排列具有長程無序短程有序特點的材料，其具有優(yōu)良的物理、化學和力學性能，已成為一種技術潛力很大的新型材料。非晶態(tài)合金作為催化劑的研究自二十世紀八十年代以來一直是催化學科研究的熱點問題之一，大量研究成果見諸于報道，但由于種種原因，其工業(yè)化進程一直比較緩慢；南開大學開發(fā)出了粉末誘導化學鍍法制備負載型非晶態(tài)合金催化劑的新方法，進而成功實現(xiàn)了催化劑生產的工業(yè)化，并在多個加氫領域中得到應用及試用。如，葡萄糖類加氫，硝基苯類加氫，烯烴，炔烴類加氫，肟基類加氫，腈類加氫等等。與常規(guī)的加氫催化劑
南開大學
2021-04-14
新型高熵合金催化劑
新型高熵合金催化劑可以直接代替原有的貴金屬催化體系，大大減少催化劑價格及成本，可廣泛應用于傳統(tǒng)化工催化及新能源電催化領域。
一、項目分類
關鍵核心技術突破
二、成果簡介
90%的化工品生產需要高性能催化劑，清潔能源汽車及燃料電池的商業(yè)化也離不開高性能催化劑。然而，現(xiàn)有商用催化劑一般為貴金屬（價格昂貴）或簡單合金（性能及穩(wěn)定性差），無法實現(xiàn)高效、節(jié)能、環(huán)保的催化過程及清潔能源利用。
新型高熵合金催化劑可以直接代替原有的貴金屬催化體系，大大減少催化劑價格及成本，可廣泛應用于傳統(tǒng)化工催化及新能源電催化領域。
以化工催化中氨氣氧化制硝酸為例，工業(yè)界使用貴金屬PtPdRh催化劑網(wǎng)格，價格高昂，并且反應溫度為900℃。使用納米分散的高熵合金催化劑（PtPdRhCoCe）,整體貴金屬用量減小90%以上，且反應溫度降低200℃，可同時實現(xiàn)性能優(yōu)異及高度穩(wěn)定。
因此，通過針對不同反應進行高熵合金催化劑的開發(fā)，有望代替貴金屬催化劑，大大提升反應活性及能源效率及產品產出率等。
華中科技大學
2022-07-26
納米材料電催化性能研究
開發(fā)了多種結構的納米復合催化材料，用于高性能的電解水制氫電極材料。
上海理工大學
2021-01-12
生物催化生產半胱氨酸
L-半胱氨酸（L-CySH）是組成蛋白質的20多種氨基酸中唯一具有還原性基團巰基的氨基酸，為谷胱甘肽的組成成分之一。由于其分子中含有活性的巰基，具有許多重要的生理功能：
可以增強肝功能，用于治療肝炎、肝硬化與肝昏迷等癥狀；可以作為解毒劑，解除苯、萘等有毒芳香物質及藥物中毒；可用于治療因原子能輻射、X射線以及其它短光波所引起的放射性障礙和各種白血球減少癥；有抗過敏與消除過敏癥的作用；可用于蛋白質氨基酸制劑，解毒鎮(zhèn)痛劑、疲勞恢復劑、潰瘍治療劑，L-半胱氨酸還是特效的化痰劑；可促進毛發(fā)生長和防止食品氧化等。因此L-半胱氨酸已經廣泛應用于醫(yī)藥、食品、化妝品以及飼料工業(yè)。此外由L-半胱氨酸可以得到多種衍生物，有鎮(zhèn)痛、消炎、退燒、止痛以及抑制細菌和腫瘤生長的作用，目前也在得到不斷的開發(fā)和應用。
國內目前L-半胱氨酸的生產主要依靠人或動物的毛發(fā)經酸水解或堿水解提取L-半胱氨酸后，再經過電解還原制得L-半胱氨酸。該方法收率低，能耗高，水解過程產生大量刺激性氣體，廢酸處理困難，對環(huán)境污染嚴重。隨著L-半胱氨酸生產技術的發(fā)展，微生物轉化法制生產L-半胱氨酸逐漸取代了毛發(fā)水解制備L-半胱氨酸。微生物轉化法制備工藝以其反應條件溫和、專一性強、對環(huán)境友好等優(yōu)點而日益受到重視。本課題組利用自行篩選的高效菌株，通過高密度培養(yǎng)獲得大量菌體，可以將底物D,L-2-氨基-Δ2-噻唑啉-4-羧酸（D,L-ATC）轉化為L-半胱氨酸，濃度為5.8g /L，轉化率92%，半胱氨酸得率78%。
華東理工大學
2021-04-13
高效納米催化劑的研制
(1)以表面活性劑-高分子復合體系在溶液中形成的軟物質團簇為模板，采用普通市售白熾燈為輻射源，在溫和條件制備納米鈀催化劑，已獲發(fā)明專利授權（授權號：ZL 201210262888.7）。
(2)以表面活性劑為模板，采用普通市售白熾燈為輻射源，在溫和條件下獲得有良好光學性質的鈀納米薄片材料。該制備方法條件溫和，制備得到的鈀納米薄片材料，發(fā)現(xiàn)在 340nm 附近出現(xiàn)等離子共振吸收峰，發(fā)明專利授權（專利號：ZL 201210210613.9）。
(3)以六角相溶致液晶為軟模版，分別在避光和可見光的條件下獲得納米 Pd電催化劑，適合用于作電催化劑。此項工作生產周期短，產物均勻性好，易于規(guī)模化生產。發(fā)明專利授權號：ZL 201210387737.4。
(4)以表面活性劑-高分子復合體系為軟模板，利用乙醇為還原劑，采用簡易加熱方式，首次合成了多面體納米鈀材料。發(fā)明專利授權號:ZL 201210403633.8。
(5)采用超聲波輻射技術，以表面活性劑-高分子復合體系構筑為軟模板，獲得一種具有菊花狀納米鈀聚集體材料。
安徽理工大學
2021-04-13
PVC 低汞催化劑技術
南開大學李偉課題組與宜賓天原集團股份有限公司、湖南新晃新中化工有限責任公司合作所開發(fā)的具有自主知識產權的新型低汞觸媒各項性能指標完全符合低汞觸媒行業(yè)標準 HG/T4192-2011 要求，工業(yè)運行情況穩(wěn)定，在轉化率、選擇性及使用壽命上具有優(yōu)勢，且其制備方法創(chuàng)新，制備工藝簡單，綠色環(huán)保，已通過中國石化聯(lián)合會組織的技術鑒定，具備向行業(yè)內進一步擴大推廣優(yōu)勢，在國內處于領先水平。
項目特色：
選擇硅烷偶聯(lián)劑作為表面活性劑以及特殊金屬氯化物對煤質炭進行預處理，使活性炭表面羥基官能團轉化為其他與特定金屬離子有強結合力的官能團，大幅提升活性組分負載牢固度，提高觸媒抗積碳能力，同時也有效提高了活性組分的分散性，并有效做到降低汞用量，降低助劑金屬用量，增強汞負載穩(wěn)定性，提高低汞觸媒活性及選擇性，延長低汞觸媒使用壽命。該制備方法簡便易行，適合工業(yè)化大生產的需求。
市場應用前景：
本項目開發(fā)的低汞催化劑反應轉化率，選擇性均達到 99%以上，使用壽命超過 8000 小時，活性組分氯化汞質量百分含量 6%以下，在萬噸級 PVC 工業(yè)裝備上已裝填催化劑 100 余噸，生產出合格產品 10萬余噸，創(chuàng)造產值近 7 億元。該技術催化劑量產投資規(guī)模為 5000 萬。
基于本技術的產品表觀密度可達 40-100Kg/m3，具有質輕、價廉，優(yōu)良的保溫隔熱和隔音性能；優(yōu)良的阻燃性能（可達 A 級或 B1 級）。
本項目社會貢獻和經濟效益在于優(yōu)質的保溫材料是降低能耗改善大氣環(huán)境的重要環(huán)節(jié)，可以為減少城市霧霾作貢獻，需求量巨大，經濟效益可觀。
南開大學
2021-04-13
高效催化體系的構建與應用
催化劑是現(xiàn)代化學工業(yè)的基石，高效催化體系的構建對于實現(xiàn)化學反應的快速化、專一化和溫和反應具有決定性的作用，對于實現(xiàn)綠色化學、節(jié)能減排意義重大。本團隊在承擔了 3 項國家自然科學基金項目（20771046，20903048，21106054）的基礎上，針對催化酯化、催化環(huán)氧化、催化臭氧化等反應開發(fā)了多種不同的體系，包括固體酸、分子篩、離子液體、納米氧化物、金屬配合物等多個類型，其中部分催化環(huán)氧化和催化酯化體系已經應用于工業(yè)催化。
關鍵技術、指標及創(chuàng)新點
（1）開發(fā)了針對植物油脂的無羧酸環(huán)境下催化環(huán)氧化的新工藝。先后開發(fā)了以錸系配合物、HMS 分子篩、光催化及 SALEN 配合物為代表的催化體系；
（2）開發(fā)了針對酯化、酯交換反應的非質子酸新催化體系。先后開發(fā)了雜多酸、固體酸、離子液體、有機酸和納米氧化物為代表的催化體系；
（3）開發(fā)了針對有機物臭氧化降解的新催化體系。先后開發(fā)了納米氧化鋅、納米氧化鈰、分子篩和磁性納米結構為代表的催化體系。
江南大學
2021-04-13
新型手性Ir(III)催化劑誘導的分子內碳氫鍵氨基化反應-γ-內酰胺的高效構筑
基于前期關于雙齒導向基團輔助的C-H鍵活化策略，利用氨基酸作為母體結構，設計合成了一類含有8-氨基喹啉基團的新型手性配體（QAAligands），并制備了相應的手性Ir(III)催化劑。在該催化劑的作用下，可以精準調控二噁唑酮類化合物分子內的C(sp3)-H鍵胺化反應，以大于99%ee實現(xiàn)γ-內酰胺的高效不對稱合成。該類新型催化劑具有一定的類酶特性，可以容忍大量水的存在，并且水的存在對于特定底物具有明顯的促進效果。通過對催化劑的單晶結構進行分析，作者發(fā)現(xiàn)該類手性Ir(III)催化劑中的五甲基環(huán)戊二烯基(Cp*)，8-氨基喹啉（AQ）和鄰苯二甲酰胺（NPhth）組成了一個規(guī)則的溝狀手性空腔，金屬中心處于手性空腔的內部，從而使其具有優(yōu)異的立體控制能力。通過與韓國高等技術研究院的SukbokChang教授合作進行計算化學的研究發(fā)現(xiàn)手性控制的關鍵因素是底物中的C-H鍵與NPhth基團存在多個C-H/π弱相互作用。
南開大學
2021-04-10