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1 成果簡介燃料電池應(yīng)用于軍事、汽車、移動(dòng)設(shè)備和家庭等領(lǐng)域。對于新生產(chǎn)的燃料電池堆，或在用的燃料電池堆，常需要了解電池堆內(nèi)各節(jié)燃料電池的一致性和膜電極情況，但是國內(nèi)外一直缺少檢測燃料電池堆膜電極的技術(shù)和測量裝置。 課題組研究出一種可方便檢測燃料電池堆膜電極狀況參數(shù)的方法和儀器。該測量儀具有如下功能和特點(diǎn)：可同步測量膜電極的催化劑有效活性面積、雙電層電容、氫滲透電流和阻抗；數(shù)據(jù)自動(dòng)采樣，結(jié)果自動(dòng)處理；可用于測量燃料電池單體和燃料電池堆，解決了以往即使檢測燃料電池單體膜電極也需要多臺(tái)測試儀器的問題，填補(bǔ)了燃料電池堆膜電極檢測儀器的空白。測量儀可用于科研中對燃料電池內(nèi)部不一致性的檢查和原因辨析，可用于對各種場合的燃料電池堆進(jìn)行現(xiàn)場檢查和老化診斷，可用作燃料電池堆初裝過程中的成組選配檢測工具。查新表明，國內(nèi)外目前尚未發(fā)現(xiàn)有相似原理的儀器，具有較大的推廣使用空間。測量儀包括硬件部分和軟件部分。研究組已開發(fā)出測量儀的初級版，參見下圖。初級版的測試軟件基于 Labview 編寫，界面簡單易操作，通過配合電腦完成測量。研究組現(xiàn)在正進(jìn)行開發(fā)測量儀器的升級版，期望其能夠脫離電腦單獨(dú)測量，更美觀，更實(shí)用。  上圖 初級版電池堆膜電極檢測儀2 應(yīng)用說明研究組應(yīng)用該方法和測量儀進(jìn)行了多次測量和研究，成果在國際國內(nèi)會(huì)議的宣傳推廣中得到了許多同行的好評，并表示有購買意向。

項(xiàng)目簡介： 碳酸二甲酯(DMC)是近年來受到國內(nèi)外廣泛關(guān)注的綠色化工產(chǎn) 品。1992 年在歐洲通過了非毒性化學(xué)品(Non toxic substance)的注冊登 記，屬于無毒或微毒化工產(chǎn)品。由于其分子中含有多種官能團(tuán)，因而 具有良好的反應(yīng)活性；一方面碳酸二甲酯有望在諸多領(lǐng)域替代光氣、硫酸二甲酯(DMS)、氯甲烷及氯甲酸甲酯等劇毒或致癌物進(jìn)行羰基化、 甲基化、甲酯化及酯交換等反應(yīng)生成多種重要化工產(chǎn)品；另一方面， 以它為原料可以開發(fā)、制備多種高附加值的精細(xì)化學(xué)品，在醫(yī)藥、農(nóng) 藥、合成材料、染料、潤滑油添加劑、食品增香劑、電子化學(xué)品等領(lǐng) 域獲得廣泛應(yīng)用；如用于合成環(huán)丙沙星、碳酸二苯酯（DPC）、甲基二 異氰酸酯（TDI）、二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI）、MPAN、苯甲醚、 聚碳酸酯（PC）、聚碳酸酯二醇（PCD）、ADC 透明樹脂、甲胺基甲 酸鈉酯（西維因）、四甲基醇銨（TMAH）。第三，其非反應(yīng)性用途： 溶劑、溶媒和汽油添加劑。如作藥物制備的溶媒介質(zhì)，特種快干油漆 的溶劑、噴霧劑的溶劑等。所以，碳酸二甲酯被譽(yù)為 21 世紀(jì)有機(jī)合 成的一個(gè)“新基塊”，其發(fā)展將對我國的煤化工、石油化工、甲醇化工、 C1 化工起到巨大的推動(dòng)作用。 DMC 是性能優(yōu)良的溶劑、溶煤，具有如下優(yōu)點(diǎn)：(1)與其他有機(jī) 物相溶性好；(2)微毒且蒸發(fā)速度快；(3)脫酯能力比較高。所以有可能 在下述領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用：(a)是半導(dǎo)體工業(yè)使用的對大氣臭氧層有破 壞作用的清洗劑 CFC 和三氯乙烷的替代品之一；(b)在清洗劑和特殊 涂料(油漆、油墨)、醫(yī)藥化學(xué)品等的生產(chǎn)中用作溶劑、溶媒；(c)作為 CO2的載體，應(yīng)用于噴霧方面。 產(chǎn)品市場分析： 碳酸二甲酯及其相關(guān)的丙二醇等產(chǎn)品，被中國列入“九五”重點(diǎn)開 發(fā)的 50 個(gè)精細(xì)化工品種范圍。為了防止大氣污染，提高汽油的含氧 率，國外用甲基叔丁醚取代四已基鉛作石油添加劑，實(shí)現(xiàn)汽油無鉛化， 但汽油含氧率仍不理想，DMC 除了分子含氧率高達(dá) 53%，具有提高 汽油辛烷值的功能，因此可作添加劑，提高汽油的含氧率，如能實(shí)用 化，汽油將成為 DMC 的最大用戶，其市場前景更加寬闊。據(jù)了解，在國際市場，碳酸二甲酯的年需求量約 15 萬～20 萬噸。特別是近幾 年來，由于下游產(chǎn)品聚碳酸酯、聚氨酯、汽車添加劑、高能電池電解 液等市場發(fā)展迅速，國際市場對碳酸二甲酯的需求更是與日俱增，市 場容量將達(dá)到 30 萬噸左右。遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于國際市場的供應(yīng)能力。目前， 國際上碳酸二甲酯年產(chǎn)能力僅 6 萬～8.6 萬噸。在國際市場上，歐盟 每年需進(jìn)口 1 萬噸以上，印度也需進(jìn)口 5000 噸以上。 目前，我國的碳酸二甲酯生產(chǎn)能力有限，與市場之間缺口很大， 生產(chǎn)工藝也較為落后，產(chǎn)品含量低，質(zhì)量不穩(wěn)定。目前國內(nèi)年需求量 達(dá)數(shù)萬噸，生產(chǎn)能力僅數(shù)千噸，預(yù)計(jì)到 2005 年需求量將高達(dá) 10 萬 噸。 本工藝所得另一產(chǎn)物丙二醇，用作不飽和聚酯樹脂的原料，也是 增塑劑、表面活性劑、乳化劑和破乳劑的原料，可用作防腐劑、水果 催熟劑、防霉劑、防凍劑及煙草保溫劑，是大宗化工原料，國內(nèi)年需 求量在 10 萬噸以上。 工藝技術(shù)： 反應(yīng)原料：碳酸丙烯酯 和 甲醇；產(chǎn)物：碳酸二甲酯和 1，2-丙 二醇；反應(yīng)所需壓力：10 至 30 大氣壓。碳酸丙烯酯的轉(zhuǎn)化率 58.5%， 對碳酸二甲酯的選擇性 96.9%，對 1，2-丙二醇的選擇性 99.9%；甲醇 的轉(zhuǎn)化率為 29.5%。固定床流程碳酸二甲酯的收率 20.0%，原料循環(huán) 使用。 本合成碳酸二甲酯的技術(shù)，原料易得，操作安全，不存在劇毒、 易燃、易爆等危險(xiǎn)。催化劑制造方便，穩(wěn)定性好，生產(chǎn)成本低。反應(yīng) 所需壓力：10 至 30 大氣壓。無需特殊設(shè)備。 產(chǎn)品成本分析： 碳酸二甲酯 1.0～1.2 萬/噸，1，2－丙二醇 0.8 萬／噸。原料：碳酸丙稀酯 0.8 萬／噸，甲醇 0.23 萬元／噸。 原料成本 4.34 元/千克。 特點(diǎn)： 高活性催化劑的成功開發(fā)；碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯和與之配套 的下游產(chǎn)品如碳酸二苯酯、聚碳酸酯的應(yīng)用開發(fā)研究以及理論研究。 

產(chǎn)品簡介 碳酸二甲酯(DMC)是近年來受到國內(nèi)外廣泛關(guān)注的綠色化工產(chǎn)品。1992年在歐洲通過了非毒性化學(xué)品(Non toxic substance)的注冊登記，屬于無毒或微毒化工產(chǎn)品。由于其分子中含有多種官能團(tuán)，因而具有良好的反應(yīng)活性；一方面碳酸二甲酯有望在諸多領(lǐng)域替代光氣、硫酸二甲酯(DMS)、氯甲烷及氯甲酸甲酯等劇毒或致癌物進(jìn)行羰基化、甲基化、甲酯化及酯交換等反應(yīng)生成多種重要化工產(chǎn)品；另一方面，以它為原料可以開發(fā)、制備多種高附加值的精細(xì)化學(xué)品，在醫(yī)

本技術(shù)成果研發(fā)了一種微波輔助提取-高速逆流色譜聯(lián)用方法及其裝置。首先采用微波輔助提取模式 本技術(shù)成果研發(fā)了一種適于裝載分子印跡攪拌棒的解吸池，包括一上部池體及一下部池體。上部池體 提取物料；然后提取液濃縮預(yù)分離；最后通過高速逆流色譜純化制備得到目標(biāo)組分或分析天然產(chǎn)物提取液 的底部連接于下部池體的頂部且兩者內(nèi)部形成一上下貫通的解吸腔，上部池體頂部設(shè)有一液流出口，下部 中的目標(biāo)組分；上述步驟通過接口及轉(zhuǎn)換控制實(shí)現(xiàn)微波輔助提取、分離、純化、高速逆流色譜制備或分析 池體下部圓周對稱地均布有三個(gè)液流入口，液流出口及液流入口與所述解吸腔連通；還包括一分子印跡攪 于一體，可直接從天然產(chǎn)物中提取得到毫克級高純度對照品，具有快速高效、高選擇性的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)天然 拌棒，放置于所述解吸腔中；還包括一密封圈，密封所述上部池體及下部池體的連接部。上述解吸池配以 產(chǎn)物快速高效的在線提取分離、純化制備或分析。“天然物質(zhì)提取分離純化的實(shí)驗(yàn)室制備微波裝置”集微 微量注射泵可實(shí)現(xiàn)對分子印跡攪拌棒的高效流動(dòng)加熱解吸。另外在該解吸池的基礎(chǔ)上，通過與高效液相色 波輔助提取快速高效分離的優(yōu)勢和高速逆流色譜高效純化、制備

"碳酸二甲酯（DMC）和甲酸甲酯（MF）是重要的綠色化工產(chǎn)品，受到國內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注。DMC可以代替氯甲烷、硫酸二甲酯、光氣等劇毒物質(zhì)進(jìn)行甲基化、酯交換、羰基化等反應(yīng)，在精細(xì)化學(xué)品、醫(yī)藥、農(nóng)藥合成領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。DMC屬于低毒或無毒的化工產(chǎn)品，具有較高的氧含量（53%），因此可以作為汽油添加劑提高汽油的辛烷值。MF是一種重要的C1化學(xué)品，在醫(yī)藥和有機(jī)化工合成產(chǎn)品中應(yīng)用廣泛。近年來，通過甲醇羰基化制備DMC常用的催化劑主要是負(fù)載型的Cu基催化劑，常用的載體主要是分子篩和活性碳，但是這些催化劑存在穩(wěn)定性差和DMC的選擇性低等問題; 而甲醇羰基化制備MF的用催化劑是甲醇鈉、甲醇鉀等強(qiáng)堿性有機(jī)化合物和一系列金屬羰基化物。該類催化劑的優(yōu)點(diǎn)是制備簡單，缺點(diǎn)是催化劑腐蝕性強(qiáng)，對原料要求極高，產(chǎn)物與催化劑分離困難。 為了解決現(xiàn)有的問題，對于甲醇羰基化制備DMC的反應(yīng)，已成功地設(shè)計(jì)了一類N雜碳材料負(fù)載型的Cu基催化劑，在微反應(yīng)器評價(jià)裝置，0~1.0 MPa，100~130 ?C，6390~127800 mL/g/h的反應(yīng)條件下，DMC的選擇性保持在97%以上，產(chǎn)率可達(dá)70%以上，催化劑穩(wěn)定性考核

手性二芳基甲醇是重要的手性藥物合成前體，比如 (R)-新苯海 拉明、(R)-鄰甲苯海明，(S)-卡比沙明、(R,R)-氯馬斯汀等手性藥物就 是由光學(xué)活性二芳基甲醇合成得到，尚有一些具有明顯抗腫瘤前景的 化合物也是由手性二芳基甲醇合成的。本技術(shù)使用容易合成且價(jià)格低 廉的格氏試劑在不對稱催化的條件下與芳香醛加成，使用四異丙醇鈦 和 N,N,N′,N′-四甲基二氨基乙醚為添加劑，使用 10 mol% 光學(xué)活性 H8-BINOL 為手性配體，產(chǎn)物產(chǎn)

手性二芳基甲醇是重要的手性藥物合成前體，比如 (R)-新苯海 拉明、(R)-鄰甲苯海明，(S)-卡比沙明、(R,R)-氯馬斯汀等手性藥物 就是由光學(xué)活性二芳基甲醇合成得到，尚有一些具有明顯抗腫瘤前景 的化合物也是由手性二芳基甲醇合成的。本技術(shù)使用容易合成且價(jià)格 低廉的格氏試劑在不對稱催化的條件下與芳香醛加成，使用四異丙醇 鈦和 N,N,N′,N′-四甲基二氨基乙醚為添加劑，使用 10 mol% 光學(xué) 活性 H8-BINOL 為手性配體，產(chǎn)物產(chǎn)率為 90 ~ 97%，光學(xué)活性在 90 ~ >99

利用豐富的、開再生的玉米秸稈、麥稈、稻草等農(nóng)作物秸稈原料生產(chǎn)燃料乙醇，是當(dāng)前世 界生物能源產(chǎn)業(yè)的前沿技術(shù)領(lǐng)域，是未來替代石油能源的主要技術(shù)路線。本技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化實(shí)施 可以高效率進(jìn)行農(nóng)作物廢棄物的資源化利用，對傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)更新?lián)Q代具有重 大的提升作用，并大幅減少因秸稈焚燒帶來的霧霾等大氣污染因素。然而，高額生產(chǎn)成本嚴(yán)重 阻礙了本技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。目前，秸稈燃料乙醇的生產(chǎn)成本具體表現(xiàn)在過程的高能耗、大量 廢水排放、纖維素酶成本等環(huán)節(jié)上。 本項(xiàng)目的農(nóng)作物秸稈原料生產(chǎn)燃料乙醇成套技術(shù)采用華東理工大學(xué)研發(fā)的干法生物煉制技 術(shù)。該技術(shù)主要包括干法稀酸預(yù)處理、固態(tài)生物脫毒、高固體含量糖化與發(fā)酵等主要工序。其 中，干法稀酸預(yù)處理技術(shù)使用新型的螺帶攪拌式預(yù)處理反應(yīng)器，實(shí)現(xiàn)了過程零廢水排放，新鮮 水和蒸汽用量比典型的預(yù)處理技術(shù)降低80%以上；固態(tài)生物脫毒則采用生物降解方法脫除預(yù)處 理原料中所含的各種有毒物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)過程的零水耗和零能耗；高固體含量糖化與發(fā)酵技術(shù)則通 過自主研發(fā)的螺帶型反應(yīng)器處理固體含量達(dá)40%以上的纖維素底物進(jìn)行同步糖化與發(fā)酵生產(chǎn)乙 醇，與常規(guī)發(fā)酵反應(yīng)器相比，電耗可以降低80%以上，纖維素酶用量大幅降低。整個(gè)農(nóng)作物秸 稈原料生產(chǎn)燃料乙醇成套技術(shù)可以得到不低于8% (v/v) 的高濃度乙醇發(fā)酵液，纖維素轉(zhuǎn)化率可 達(dá)75%以上。本技術(shù)的采用將會(huì)大大降低纖維素乙醇的生產(chǎn)成本或環(huán)境成本，為即將商業(yè)化運(yùn) 作的燃料乙醇工廠中的技改提供技術(shù)儲(chǔ)備。

空氣壓縮機(jī)為燃料電池提供電化學(xué)反應(yīng)所需要的氧氣。將空氣壓縮到一定壓 力（通常在 1.3~3.2bar 范圍內(nèi)），有助于提高電堆的功率密度，是燃料電池汽 車降低成本、實(shí)現(xiàn)輕量化的重要技術(shù)手段。為了滿足燃料電池最高功率，空氣壓 縮機(jī)應(yīng)保證足夠的流量，根據(jù)估算，100 kW 的電堆功率大約需要 300 Nm3·h-1 的空氣。除了保證一定的壓力和流量外，燃料電池車用空氣壓縮機(jī)還需要滿足其 他要求，包括壓縮氣體絕對無油，以防止催化劑中毒；壓縮效率高，減少壓縮氣 體需要的額外能耗；能對啟停、加速、剎車、制冷、供熱等各種工況變化做出準(zhǔn) 確、快速響應(yīng)，具有良好的工況適應(yīng)性；在極端工況和氣候條件下，具有良好的 可靠性和長久的壽命，且維護(hù)簡便；結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕。對效率、可靠 性、工況與環(huán)境的適應(yīng)性、體積與重量等指標(biāo)的綜合要求，特別是對壓縮氣體絕 對無油的嚴(yán)格限制，使得燃料電池車用空氣壓縮機(jī)的產(chǎn)品研發(fā)及其產(chǎn)業(yè)化存在不 可忽視的技術(shù)挑戰(zhàn)。