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技術(shù)簡介： 催化精餾技術(shù)在一個設(shè)備內(nèi)整合催化反應(yīng)與精餾分離，在催化反應(yīng)進(jìn)行的同 時，通過精餾過程把產(chǎn)物從體系中分離，推動反應(yīng)平衡向右移動。它適用于需要 催化劑進(jìn)行均相或非均相催化來提高反應(yīng)速率,且反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率和催化劑的選 擇性通常達(dá)不到 100%的情況。 天津大學(xué)開發(fā)的新型催化精餾規(guī)整填料技術(shù)，在實現(xiàn)催化精餾耦合過程的同 時，可有效提升設(shè)備的通量以及催化劑的裝填量，并降低壓降。相比于傳統(tǒng)的催 32天津大學(xué)科技成果選編 化精餾填料，可提升通量 50%以上。填料內(nèi)部的特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計可有效提升氣液固 三相的傳質(zhì)，促進(jìn)物料在催化劑內(nèi)部的擴散，大大提升了反應(yīng)效率和分離效率。 目前該技術(shù)已經(jīng)在石化行業(yè)中的輕汽油醚化，MTBE，叔丁醇脫水，碳四加氫異 構(gòu)化等工藝中得到了應(yīng)用。 應(yīng)用前景分析： 催化精餾最早應(yīng)用于甲基叔丁基醚(MTBE)和乙基叔丁基醚(ETBE)等合成工 藝中，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于包括酯化、醚化、異構(gòu)化、烷基化、疊合過程、烯烴選擇 性加氫、氧化脫氫、碳一化學(xué)、水解、酯交換和其他反應(yīng)過程等多種平衡反應(yīng)。 化工行業(yè)中有著巨大的市場需求，且由于催化劑的活性問題，每三年即需要更換 一次，因此該需求有較好的持續(xù)性。傳統(tǒng)捆扎包式催化精餾填料存在通量小，壓 降大，易發(fā)生偏流和短路，分離和反應(yīng)效率低等問題。新型崔化精餾規(guī)整填料技 術(shù)完美的解決了上述問題，目前，該填料已經(jīng)在多個工藝上成功工業(yè)化應(yīng)用，為 企業(yè)節(jié)約了大量的投資費用和操作成本，產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率等也有明顯提升。 經(jīng)濟效益預(yù)測： 相比于傳統(tǒng)的捆扎包式的催化精餾填料，該新型催化精餾填料技術(shù)可提升通 量 50%以上，節(jié)約固定設(shè)備初投資 30%以上，節(jié)約操作費用 30%以上。相比于 傳統(tǒng)的先反應(yīng)再分離的技術(shù)，可節(jié)約設(shè)備初投資 50%以上，節(jié)約操作費用 50% 以上。 技術(shù)成熟度:產(chǎn)業(yè)化項目

質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)具有能量轉(zhuǎn)換效率高和環(huán)境友好等優(yōu)點， 是電動汽車的理想動力源。但燃料電池電動汽車(FCV)的商業(yè)化，必須解決基 于碳載鉗(Pt/C)催化劑FCV的高成本問題。 自2009年美國科學(xué)家在Science雜志報道氮參雜碳納米管(NC)具有潛在 的氧還原(0RR)催化活性以來，化學(xué)家與材料科學(xué)家一直在探尋如何進(jìn)一步 提高NC材料的0RR催化活性的方法，以代替目前燃料電池發(fā)動機中的Pt/C催化劑。因此，我們的研究團隊基于氮參雜石墨烯(NG)材料，在國際上首次通過 “NG分子結(jié)構(gòu)一NG電導(dǎo)率一0RR催化活性”的關(guān)聯(lián)，找到了該科學(xué)難題的突破 點.我們在分子結(jié)構(gòu)模擬的基礎(chǔ)上，認(rèn)識到三種氮參雜NG材料中，既唳型和既 咯型具有二維平面結(jié)構(gòu)，使NG保持了石墨烯原有的平面共輾大兀鍵結(jié)構(gòu)，具 有良好的導(dǎo)電性，因而具有優(yōu)異的0RR催化活性；而丁基型NG為三維空間不 平整結(jié)構(gòu)，破壞了石墨烯原有的二維平面共巍大e鍵結(jié)構(gòu)，導(dǎo)電性差，因而0RR 催化活性低。因此，有效的氮參雜應(yīng)以唬唳型和唬咯型為主，盡可能減少甚至 杜絕丁基型NG的形成。我們利用層狀材料(LM)的層間限域效應(yīng)，通過調(diào)制LM 層間距，在LM層間插入苯胺單體，層間聚合，然后熱解的方法，獲得平面氮參雜 達(dá)90%以上的NG材料。其催化0RR的半波電位僅比Pt/C催化劑落后60mV,是傳 統(tǒng)方法下獲得的NG材料0RR催化活性的54倍，以該材料為正極催化劑的質(zhì)子 交換膜燃料電池的輸出功率達(dá)580mW/cm ,與Pt/C催化劑的0RR活性處于同一 個數(shù)量級，為世界領(lǐng)先水平。我們開發(fā)的此類新型NG材料已經(jīng)具備了在燃料 電池發(fā)動機中完全替代Pt/C催化劑的可能性。LM層間近乎封閉的扁平反應(yīng)空間 不僅克服了傳統(tǒng)開放體系下合成的NG以丁基型為主，導(dǎo)電性差，活性低的弊病， 而且也克服了開放體系下因摻N效率低而導(dǎo)致合成NG成本高的問題。該研究成 果意味著，長期困擾燃料電池實用化的高成本問題將不再是瓶頸問題。

成果簡介： 構(gòu)筑碳-碳鍵的烯烴鏈?zhǔn)骄酆虾蜕商?雜鍵的環(huán)狀單體開環(huán)聚合，有賴過渡金屬配合物催化的發(fā)現(xiàn)而取得卓越成就。然而，金屬催化大多基于路易斯酸（金屬原子空d軌道）作用。探索有機分子催化的聚合體系，可以拓展更多催化和聚合反應(yīng)模式，揭示涵蓋路易斯酸、堿，布朗斯特酸、堿，和氫鍵（及其他弱）作用的，多樣性和多功能協(xié)同的催化聚合新范式。發(fā)現(xiàn)新聚合反應(yīng)，創(chuàng)制新型

采用綠色氧化劑空氣、氧氣和雙氧水等，將芳甲基直接氧化物芳香醇、醛和酸，反應(yīng)具有較好的選擇性，催化劑價格便宜，容易回收。反應(yīng)條件簡單、容易控制。

該項目為“十五”國家 863 計劃課題成果。針對難降解工業(yè)廢水濃度高、色度大、 有毒有害的特點，開發(fā)出催化鐵、催化鋁等內(nèi)電解方法，經(jīng)處理后廢水的可生化性大大 改善、色度降低，且產(chǎn)生的鐵離子等起到混凝作用，強化了后續(xù)好氧生物處理工藝。對 一般化工區(qū)混合廢水采用該方法預(yù)處理、再經(jīng)通常的生物處理工藝，出水可以達(dá)到二級 排放標(biāo)準(zhǔn)。 

催化精餾技術(shù)在一個設(shè)備內(nèi)整合催化反應(yīng)與精餾分離，在催化反應(yīng)進(jìn)行的同時，通過精餾過程把產(chǎn)物從體系中分離，推動反應(yīng)平衡向右移動。它適用于需要催化劑進(jìn)行均相或非均相催化來提高反應(yīng)速率,且反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率和催化劑的選擇性通常達(dá)不到100%的情況。天津大學(xué)開發(fā)的新型催化精餾規(guī)整填料技術(shù)，在實現(xiàn)催化精餾耦合過程的同時，可有效提升設(shè)備的通量以及催化劑的裝填量，并降低壓降。相比于傳統(tǒng)的催化精餾填料，可提升通量50%以上。填料內(nèi)部的特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計可有效提升氣液固三相的傳質(zhì)，促進(jìn)物料在催化劑內(nèi)部的擴散，大大提升了反應(yīng)效率和分離效率。目前該技術(shù)已經(jīng)在石化行業(yè)中的輕汽油醚化，MTBE，叔丁醇脫水，碳四加氫異構(gòu)化等工藝中得到了應(yīng)用。

1、成果簡介：（500字以內(nèi)） 以鈦金屬為基體的帶有電催化涂層的電極最初由H. Beer在1965年發(fā)明，被稱為DSA?型RuO2-TiO2涂層陽極在意大利的Denora公司首先實現(xiàn)了工業(yè)化，商品名稱為尺寸穩(wěn)定陽極DSA? （Dimensionally Stable Anode）。DSA?陽極首先被用到氯堿工業(yè)，由于它的不溶性，氯過電

隨著科技的發(fā)展，單細(xì)胞綠藻在水產(chǎn)養(yǎng)殖，環(huán)境保護和人類保健品等眾多領(lǐng)域的研究與應(yīng)用正在不斷得到擴展，因此如何高效培養(yǎng)出超高細(xì)胞濃度小球藻來滿足各個應(yīng)用領(lǐng)域的需要是我國亟待解決的藻類生物技術(shù)關(guān)鍵課題。研究結(jié)果表明，某些綠藻不僅可以吸收利用無機碳通過光合作用來合成有機物，而且具備在無光照的情況下進(jìn)行有機營養(yǎng)生長的功能，這為大規(guī)模培養(yǎng)超高細(xì)胞濃度小球藻的工業(yè)化生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。 如果采用傳統(tǒng)光能自養(yǎng)培養(yǎng)小球藻，不僅所需培養(yǎng)時間長 (7天以上)，而且最終獲得的生物量也低 (細(xì)胞干重小于3 g/l)，如果采用異養(yǎng)培養(yǎng)小球藻的方式，可以在5天內(nèi)使培養(yǎng)出的藻生物量達(dá)到40 g/l左右，從而大大提高了生產(chǎn)效率，節(jié)約了成本。近二十年來，我們在藻類異養(yǎng)降解有機污染物研究的基礎(chǔ)上，終于成功篩選出了能夠進(jìn)行異養(yǎng)培養(yǎng)的1株小球藻。通過培養(yǎng)技術(shù)的研究，使培養(yǎng)出的小球藻細(xì)胞干重濃度達(dá)到了40 g/l，已達(dá)到了國內(nèi)外先進(jìn)水平，現(xiàn)將該技術(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)讓。 應(yīng)用范圍： 1、在水產(chǎn)養(yǎng)殖方面：小球藻不僅可以直接或間接作為對蝦和多種名貴經(jīng)濟魚類苗種的餌料，而且還具有去除水中銨氮和亞硝酸氮等含氮污染物的作用。我國在水產(chǎn)養(yǎng)殖育苗過程中都對小球藻有非常大的需求，但我國尚未有超高細(xì)胞濃度小球藻的生產(chǎn)廠家，因此目前只有靠從國外（韓國、日本等）進(jìn)口來滿足需要，這與中國作為水產(chǎn)養(yǎng)殖大國的身份極不相稱。本技術(shù)可以解決水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)對超高細(xì)胞濃度小球藻的需求。    2、環(huán)境保護方面：小球藻既可以降解去除有機污染物和銨氮等含氮化合物，同時可以吸附去除水中的重金屬，這在廢水處理和保證水生生態(tài)系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定方面都可以作為一種非常好的生物材料發(fā)揮重要作用。 3、保健食品方面：日本和中國臺灣首先將規(guī)模培養(yǎng)小球藻產(chǎn)業(yè)化，所獲得的藻細(xì)胞被制成小球藻片、小球藻色素提取物和其它保健食品，這些產(chǎn)品已占據(jù)市場多年，銷售價格一般在100到400美元/千克之間。因為小球藻含有多種增進(jìn)人體健康的生命活性物質(zhì)，作為人類健康食品是小球藻生產(chǎn)的一個重要發(fā)展方向。 4、生命活性物質(zhì)的生產(chǎn)：可以從小球藻細(xì)胞內(nèi)提取葉綠素、葉黃素、類葉黃素和類胡蘿卜素等高價值營養(yǎng)品，既可作為色素添加劑應(yīng)用于各種食品和化妝品的生產(chǎn)及加工，又可作為高生物活性藥品用于增進(jìn)人體健康和抵抗癌癥等多種疾病。

甲基氯化鎂是廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥化工行業(yè)的甲基化格式試劑，國外大公司一般采用氯甲烷氣體在四氫呋喃溶液中同金屬鎂作用來合成，市售濃度為4摩爾/升。因為其合成工藝難度大，國內(nèi)企業(yè)尚無該產(chǎn)品生產(chǎn),普遍采用甲基溴化鎂，即采用溴甲烷代替氯甲烷，但是由于生產(chǎn)工藝不過關(guān),目前產(chǎn)品存在著甲基溴化鎂濃度低,生產(chǎn)成本高,環(huán)境污染大等問題。實驗室歷經(jīng)300多次實驗,現(xiàn)已擁有了只有國外發(fā)達(dá)國家大公司掌握的核心技術(shù),氯甲烷氣體可以在四氫呋喃溶液中同金屬鎂平穩(wěn)的反應(yīng),生成的格式試劑濃度高于市售產(chǎn)品,生產(chǎn)工藝經(jīng)過逐級放大,目前可以在1000升的反應(yīng)釜中穩(wěn)定批量生產(chǎn)。

本技術(shù)采用自主開發(fā)的流場結(jié)構(gòu)化新型立式鼓泡塔式反應(yīng)器，通過特殊的內(nèi)構(gòu)件設(shè)計與 組合，實現(xiàn)反應(yīng)器內(nèi)氣 (醇) 液 (酸) 呈現(xiàn)鼓泡式逆向流動，反應(yīng)器內(nèi)局部與整體混合狀況均良 好，溫度分布、停留時間及壓降等操作條件可控，有效的耦合了聚酯多元醇或增塑劑生產(chǎn)過程 中酯化反應(yīng)過程和移走副產(chǎn)物小分子的精餾過程，強化了小分子副產(chǎn)物的分離效率，實現(xiàn)了傳 質(zhì)傳熱和反應(yīng)過程的耦合強化，使過程效率大幅提高。以PEA為例，生產(chǎn)周期可從傳統(tǒng)的20多 小時縮短至6個小時，酸值等即可達(dá)到指標(biāo)要求。該技術(shù)不但節(jié)能降耗，提高產(chǎn)品品質(zhì)，還可 滿足柔性化生產(chǎn)要求。其主要技術(shù)特點： 1. 流場結(jié)構(gòu)化新型立式鼓泡塔式反應(yīng)器中氣液呈鼓泡式逆向流動，反應(yīng)器內(nèi)局部和整體流 型可調(diào)控，無死區(qū)。 2. 新型立式鼓泡塔式反應(yīng)器采用多段組合的連接方式，拆裝方便，反應(yīng)器內(nèi)物料停留時 間、溫度分布等可調(diào)控，自動化程度高。 3. 連續(xù)化技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，酸值低，水含量低。 4. 該連續(xù)化生產(chǎn)技術(shù)可大幅縮短生產(chǎn)周期，大大減少能耗等。 5. 該連續(xù)化生產(chǎn)技術(shù)適應(yīng)性強，操作彈性大，適合多種聚酯多元醇和增塑劑的柔性化生 產(chǎn)。