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近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)高敏銳教授課題組和俞書宏院士團(tuán)隊(duì)，設(shè)計(jì)了系列具有“富集”效應(yīng)的納米催化劑，結(jié)合流動(dòng)電解池的合理設(shè)計(jì)，成功實(shí)現(xiàn)了二氧化碳到目標(biāo)產(chǎn)物的高選擇性轉(zhuǎn)化。相關(guān)工作在線發(fā)表于近期的《德國應(yīng)用化學(xué)》和《美國化學(xué)會(huì)志》。二氧化碳轉(zhuǎn)化技術(shù)不僅能夠降低大氣中的二氧化碳濃度，同時(shí)還可以得到諸多高附加值的碳基燃料。在現(xiàn)有的各種二氧化碳轉(zhuǎn)化技術(shù)中，電催化二氧化碳還原技術(shù)具有可在常溫常壓下進(jìn)行、能夠?qū)崿F(xiàn)人為閉合碳循環(huán)等優(yōu)點(diǎn)，成為一種具有應(yīng)用前景的方法。當(dāng)前，通過更高效催化劑的理性設(shè)計(jì)與可控合成，實(shí)現(xiàn)二氧化碳電還原技術(shù)走向工業(yè)化應(yīng)用成為研究重點(diǎn)與難點(diǎn)。研究人員使用簡單的微波熱合成，通過反應(yīng)參數(shù)調(diào)節(jié)，成功制備了3種具有不同尖端曲率半徑的硫化鎘納米結(jié)構(gòu)。模擬表明這種半導(dǎo)體材料尖端曲率半徑減小會(huì)引起尖端附近的電場強(qiáng)度增大，從而增強(qiáng)鉀離子在電極附近的富集。流動(dòng)電解池測試表明，這種催化劑性能大大優(yōu)于其他過渡金屬硫?qū)倩镫姶呋瘎３死眉{米多針尖的“近鄰效應(yīng)”實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)離子的富集外，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步提出利用納米空腔的“限域效應(yīng)”來富集反應(yīng)中間體，實(shí)現(xiàn)二氧化碳到多碳燃料的高效率轉(zhuǎn)化。以上研究表明二氧化碳電還原反應(yīng)中催化劑納米結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對催化性能的重要影響，納米尺度“富集效應(yīng)”可有效增強(qiáng)關(guān)鍵中間體的吸附，從而推動(dòng)反應(yīng)高效率運(yùn)行。這種新的設(shè)計(jì)理念為今后相關(guān)電催化劑的設(shè)計(jì)和高附加值碳基燃料的合成提供了新思路。相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1002/ange.201912348https://doi.org/10.1021/jacs.0c01699

本發(fā)明公開了一種球形二氧化硅基核殼結(jié)構(gòu)吸附劑及其制備方法和應(yīng)用，將 MgCl2 水溶液和 SiO2微米球分別用表面活性劑進(jìn)行改性，然后將改性后的 SiO2 分散液與 MgCl2 水溶液混合攪拌，同時(shí)滴加一定量的濃氨水，水浴條件下攪拌一定時(shí)間后停止，抽濾、洗滌、烘干最后于馬弗爐中煅燒即可得到球 形二氧化硅基核殼結(jié)構(gòu)吸附劑。其比表面

本發(fā)明公開了一種二氧化硅/納米纖維功能復(fù)合物修飾電極及其制備方法和應(yīng)用。該電極由復(fù)合納米纖維PA6?GR修飾電極浸于TEOS溶液中制得；所述復(fù)合納米纖維PA6?GR修飾電極由聚酰胺6與石墨烯混合溶于間甲酚/甲酸/N，N?二甲基甲酰胺混合溶劑中形成前驅(qū)體紡絲溶液，通過靜電紡絲收集于裸電極表面制得。本發(fā)明制備得到二氧化硅/納米纖維功能復(fù)合物修飾電極穩(wěn)定性

專利申請時(shí)，成果處于研發(fā)階段，技術(shù)處于國內(nèi)空白。

本發(fā)明公開了一種采用簡便的水熱法制備小粒徑板鈦礦二氧化鈦納米粉體的方法，所得產(chǎn)物以粒徑 約為 10 nm 的板鈦礦 TiO2 納米粒子為主體，還含有少量的長度約為 100 nm 的板鈦礦 TiO2 納米棒。該 產(chǎn)品不僅具有高的晶相純度和熱穩(wěn)定性，而且具有比商品 TiO2 納米粒子（P25）更小的粒徑和更大的比 表面積。采用傳統(tǒng)方法以小粒徑板鈦礦 TiO2 納米粉體制備漿料和多孔膜光陽極，并以其構(gòu)建的板鈦礦 TiO2 基 DSSCs 的最優(yōu)光電轉(zhuǎn)

本發(fā)明涉及一種可磁性分離回收的石墨烯復(fù)合二氧化鈦光催化劑及其制備方法。通過兩步水熱法合成，首先將石墨烯與磁性顆粒復(fù)合制備成磁性石墨烯，再與水熱法合成的二氧化鈦納米顆粒復(fù)合，制備出三元復(fù)合光催化劑，該催化劑由石墨烯、二氧化鈦、納米磁性顆粒三部分組成，磁性納米顆粒負(fù)載于石墨烯片層上形成磁性石墨烯，具有較大的比表面積，同時(shí)具有磁性；金紅石型二氧化鈦具有三維有序納米結(jié)構(gòu)，負(fù)載于磁性石墨烯片層上，形成磁性分離的石墨烯復(fù)合金紅石型二氧化鈦光催化劑，該催化劑具有大比表面積，納米顆粒具有磁性，可分離回收，具有高效催化性能。

CO2是引起地球溫室效應(yīng)的罪魁禍?zhǔn)祝瑯O難與普通化合物發(fā)生反應(yīng)，本項(xiàng)目是以CO 2 為原料，通過過程耦合和產(chǎn)品耦合等方法，開發(fā)了一系列產(chǎn)品清潔生產(chǎn)新工藝，形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新成果：1）借用了環(huán)氧化合物生產(chǎn)二元醇過程浪費(fèi)的活性和能量活化CO 2 ，發(fā)明了近臨界催化反應(yīng)、熱循環(huán)節(jié)能和反應(yīng)吸收耦合過程強(qiáng)化新技術(shù)，經(jīng)碳酸丙（乙）烯酯，合成綠色化工原料碳酸二甲酯并聯(lián)產(chǎn)二元醇；2）在循環(huán)經(jīng)濟(jì)和節(jié)能減排技術(shù)領(lǐng)域首先提出了原子有效利用率和社會(huì)資源有效利用率的環(huán)境友好的評價(jià)理論體系，開發(fā)了反應(yīng)耦合過程特性多尺度模擬與優(yōu)化及工程放大技術(shù)；3）從CO 2資源化綠色利用的角度，通過碳酸二甲酯間接實(shí)現(xiàn)CO 2 代替劇毒光氣，開發(fā)了原光氣為原料生產(chǎn)的碳酸酯系列產(chǎn)品等；4）發(fā)明了產(chǎn)品耦合、過程耦合、能量耦合與系統(tǒng)集成等多項(xiàng)過程強(qiáng)化關(guān)鍵技術(shù)和塔設(shè)備單元強(qiáng)化技術(shù)。 本項(xiàng)目推廣應(yīng)用12家企業(yè)，與國外先進(jìn)的甲醇氧化羰基化法相比節(jié)約投資75%以上，節(jié)能90%以上，投資少、成本低。本項(xiàng)目推廣應(yīng)用后，碳酸酯系列產(chǎn)品從進(jìn)口國變成了出口國。本項(xiàng)目是減排CO 2并實(shí)現(xiàn)資源化綠色化利用的節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展、低碳技術(shù)。項(xiàng)目具有自主知識產(chǎn)權(quán)，掌握核心技術(shù)，已獲授權(quán)發(fā)明專利6項(xiàng)，被列為國家863計(jì)劃重點(diǎn)支持項(xiàng)目。 先后榮獲：省部級科技進(jìn)步獎(jiǎng)10余項(xiàng)，2010年中國石化行業(yè)協(xié)會(huì)技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)，上海市技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)。

本發(fā)明公開了一種富二氧化碳吸收劑溶液中空纖維膜接觸器減壓再生系統(tǒng)及方法。它是將富二氧化碳吸收劑溶液經(jīng)加熱器加熱,并通過增壓泵、液相流量計(jì)使增壓的富二氧化碳吸收劑溶液進(jìn)入中空纖維膜接觸器的管程進(jìn)行再生,再生后得到的吸收劑貧液從中空纖維膜接觸器的管程下端輸出;在真空泵的作用下,由吹掃蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的低溫吹掃蒸汽,由中空纖維膜接觸器的殼程下端進(jìn)入進(jìn)行協(xié)助再生,再生后的CO2在低溫蒸汽的吹掃和真空泵的抽吸作用下,經(jīng)冷凝器除水后得到高濃度的CO2氣體。本發(fā)明通過在膜接觸器內(nèi)降壓操作代替?zhèn)鹘y(tǒng)加熱再生的方法,降低吸收劑富CO2溶液的再生能耗,可以解決化學(xué)吸收法分離燃煤煙氣中CO2的高能耗問題。

本發(fā)明公開了一種超臨界二氧化碳大型循環(huán)流化床燃煤鍋爐及發(fā)電裝置與發(fā)電方法，鍋爐包括褲衩腿型單爐膛，爐膛兩側(cè)對稱布置至少兩組分離器，該分離器的上排氣口連接煙道，回料段設(shè)有外置換熱器；其中，爐膛內(nèi)布置冷壁，爐膛外側(cè)設(shè)有與冷壁連通的集箱，煙道內(nèi)沿?zé)煔饬鲃?dòng)方向設(shè)有低溫再熱器、上級省煤器、下級省煤器及空氣預(yù)熱器，外置換熱器內(nèi)設(shè)有高溫加熱器以及高溫再熱器，循環(huán)工質(zhì)為超臨界二氧化碳。本發(fā)明以超臨界二氧化碳為循環(huán)工質(zhì)結(jié)合褲衩腿型單爐膛，得到大型化、高效、相對低排的循環(huán)流化床燃煤鍋爐，由其驅(qū)動(dòng)的發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電效率提高，配套的發(fā)電設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，材料初始經(jīng)濟(jì)投入小。

一種獨(dú)特的仿生礦化刻蝕法，合成釕原子單分散的介孔單晶TiO 2 ，析氫性能極其優(yōu)異。高分辨透射電子顯微鏡與元素面掃描測試結(jié)果表明，單個(gè)釕原子的均勻分散在具有介孔結(jié)構(gòu)的TiO 2 晶體中。結(jié)合X射線光電子能譜與電子順磁共振測試結(jié)果，首次證實(shí)，釕表現(xiàn)出異常的+5高價(jià)態(tài)而非+4價(jià)，而晶格中的部分鈦原子接收來自釕的電子形成Ti 3+ 。在0.1 M KOH電解液中，Ru-TiO 2 的起始過電勢僅為82 mV，通過鋁還原調(diào)節(jié)樣品的電子結(jié)構(gòu)，其析氫性能得到了進(jìn)一步的加強(qiáng)，起始過電勢降低至45 mV，10 mA/cm 2 的電流密度下過電勢僅為150 mV。通過第一性原理的密度泛函計(jì)算證明，Ru 5+ 與Ti 3+ 協(xié)同作用降低了氫吸附能，使得其與氫吸附火山頂更為接近，從而獲得優(yōu)異的電化學(xué)析氫性能。