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石墨烯基多種納米復合材料的制備及用于光催化技術。

汽車行業發展迅猛，能源需求巨大，機動車尾氣的排放造成的環境污染日趨 嚴重。氫-氧質子交換膜動力燃料電池（PEMFC）以其高效、潔凈、兼容可再生能 源技術等特點，被認為是后石油時代解決移動高性能動力電池的理想方案。然而, 當前PEMFC所使用的催化劑為貴金屬Pt基催化劑，其對Pt資源的需求巨大，成 本高昂，難以成功商業化推廣。因此，開發出符合動力輸出性能的非鉗燃料電池 技術，契合我國對高效節能、環境友好的高性能動力電池汽車的迫切需求。 以該項目為依托制備的非貴金屬燃料電池催化劑以可以使單電池的最大輸出 功率達到0. 6 W. cm-2,已經完全達到貴金屬Pt基燃料電池的輸出性能，可以滿 足動力輸入應用要求。目前，該催化劑形成完全自主知識產權的技術，屬于國際 一流國內領軍的高科技技術。該催化劑的成功推廣勢必將從根本上解決機動汽車 尾氣對我國環境的污染問題，降低對石化能源的需求。 市場及經濟效益分析： 全球范圍內，燃料電池行業發展迅猛，行業總體步入正軌。2010年，燃料 電池堆的全球出貨量有23萬臺，而在2007年只有1. 1萬臺出貨量，2011年至 2012年的全球燃料電池的出貨量有85%的年增長速度。在2010年全球售出的燃 料電池中，便攜式燃料電池占到這一總數的95%,其中超過97%采用質子交換 膜燃料電池技術。2007年至2010年間，燃料電池出貨量翻了 20倍。從應用上 看便攜式小幅增長，交通運輸應用在近幾年大幅增長，而在電站的應用則呈現平 穩增長態勢。2012年，燃料電池行業的收入超過10億美元的全世界市值，并且 亞太國家運送超過3/4的燃料電池系統到世界各地。2014年起，按每年22. 6% 的復合年增長率計算，全球燃料電池產能在2020年預計將達到664.5兆瓦。在 未來六年時間里，各國政府對加氫站及相關氫基礎設施的投入將成為這一增長的 推動力量。隨著燃料電池技術在全世界范圍內的廣泛應用，作為其關鍵材料的催 化劑必將具有廣闊的市場應用前景和豐厚的利潤。 另外，制備該催化劑的原產料價格便宜、方法和工藝非常簡單, 且生產過程中不會對環境造成污染，很容易開展下一步工業生產。

本成果在世界上首次將"AIPO4" 、"TIO6"和"Si04"單元以規整結構的形式引入柴油加氫精制催化劑載體中,使催化劑具有更加優良的表面化學性質,促進硫、氮、芳烴的同步脫除。成果從2010年陸續在大慶石化、烏魯木齊石化、遼陽石化柴油加氫精制裝置實現工業應用,成功生產出符合國IV、國V柴油質量標準的清潔柴油,為我國柴油的質量升級提供了有力的技術支撐,取得了良好的經濟效益和社會效益。

項目簡介： 手性醇是有機合成化學中非常重要的手性化合物，它是合成手性 藥物、天然有機化合物等的重要手性中間體。目前已有很多手性醇的不對稱合成方法。其中，酮的不對稱催化氫化是合成手性醇最高效、 最原子經濟且環境友好的方法之一。本項目可依據需要提供多種類型 手性醇合成的新技術，特別是光學活性手性芳基烷基醇等公斤級以上 合成工藝技術。 項目特色： 利用具有自主知識產權的手性合成核心技術，為醫藥企業等提供 各種類型的光學活性芳基烷基醇等多樣性手性醇的不對稱氫化合成 工藝技術。相應的合成工藝技術操作簡單、條件溫和、安全、環保， 能給企業帶來效益。 提供的光學活性手性醇合成技術，具有原子經濟、環境友好、效 率高、選擇性好的特點，不會給環境帶來污染。相應的手性醇合成新 工藝技術面向醫藥企業，在能給企業帶來效益的同時，可促進人類的 健康和社會的可持續發展。

南開大學蓖麻生物航油集成技術，是在“應對氣候變化、綠色低碳發展”的前瞻理念下，集成南開十幾年蓖麻產業鏈開發基礎及化學化工科研優勢，自主研發，現已取得階段性成果：建立了“生物航油基礎研發基地”，突破了催化劑關鍵技術，打通了工藝流程，產品全項達標，成本在目前所有生物質航油中最低，申請中國發明專利 7 項，列入國家發改委《戰略新興產業重點產品目錄》、《國家重點推廣的低碳技術項目指南》等，獲第四屆國家和天津市創新創業大賽獎項，具有拉動千億元綠色低碳產業鏈的巨大發展潛力。 生物航空煤油（生物航煤）就是以動植物油脂或農林廢棄物等生物質為原料生產的航空煤油，可在航空煤油中大比例的添加使用（50%），且不需要對發動機做任何改進。2012 年開始的歐盟航空碳稅之爭已迫使各國爭相開發生物航煤技術來實現航空業的碳減排。生物航煤的研發契合國家十三五發展戰略規劃，對我國航空業減排、根治霧霾、維護能源安全、以及拉動三農等都有重要作用，是國家大力支持的綠色低碳產業創新增長點，是當前國家急需解決的重大科學難題之一。目前，該項目的技術難題就是核心催化劑脫氧活性不佳、航煤選擇性低、穩定性差。 南開大學李偉教授科研團隊目前已開發出具有完全自主知識產權的蓖麻航油制備及配套催化劑關鍵技術，使原料油轉化率＞99%，蓖麻生物航油產品收率＞80%；經中石化石科院按國際生物航煤最高標準的 ASTM D7566 和國家噴氣 3 號燃料（GB 6537-2006）等指標檢測，全項達標。相關研究內容在《Bioresource Technology》發表論文 1 片、申報中國發明專利 7 項、國際發明專利 2 項。相關技術受到國內外高度重視及新聞媒體關注。在第四屆中國創新創業大賽中以天津賽區第一名成績進入全國總決賽，最終以第 6 名榮獲“全國優秀團隊”稱號。

南開大學蓖麻生物航油集成技術，是在“應對氣候變化、綠色低 碳發展”的前瞻理念下，集成南開十幾年蓖麻產業鏈開發基礎及化學 化工科研優勢，自主研發，現已取得階段性成果：建立了“生物航油基礎研發基地”，突破了催化劑關鍵技術，打通了工藝流程，產品全 項達標，成本在目前所有生物質航油中最低，申請中國發明專利 7 項， 列入國家發改委《戰略新興產業重點產品目錄》、《國家重點推廣的低 碳技術項目指南》等，獲第四屆國家和天津市創新創業大賽獎項，具 有拉動千億元綠色低碳產業鏈的巨大發展潛力。 生物航空煤油（生物航煤）就是以動植物油脂或農林廢棄物等生 物質為原料生產的航空煤油，可在航空煤油中大比例的添加使用 （50%），且不需要對發動機做任何改進。2012 年開始的歐盟航空碳 稅之爭已迫使各國爭相開發生物航煤技術來實現航空業的碳減排。生 物航煤的研發契合國家十三五發展戰略規劃，對我國航空業減排、根 治霧霾、維護能源安全、以及拉動三農等都有重要作用，是國家大力 支持的綠色低碳產業創新增長點，是當前國家急需解決的重大科學難 題之一。目前，該項目的技術難題就是核心催化劑脫氧活性不佳、航 煤選擇性低、穩定性差。 南開大學李偉教授科研團隊目前已開發出具有完全自主知識產 權的蓖麻航油制備及配套催化劑關鍵技術，使原料油轉化率＞99%， 蓖麻生物航油產品收率＞80%；經中石化石科院按國際生物航煤最高 標準的 ASTM D7566 和國家噴氣 3 號燃料（GB 6537-2006）等指標 檢測，全項達標。相關研究內容在《Bioresource Technology》發表論 文 1 片、申報中國發明專利 7 項、國際發明專利 2 項。相關技術受到 國內外高度重視及新聞媒體關注。在第四屆中國創新創業大賽中以天 津賽區第一名成績進入全國總決賽，最終以第 6 名榮獲“全國優秀團 隊”稱號。 市場應用前景： 生物航油市場需求巨大，據國際民航組織規定，2020 年中國航空燃油的 30%（約 1200 萬噸）要打上“生物質標簽”，如果按“50%生 物質航油：50%化石航油”摻混，需要 600 萬噸“純”生物質航油， 總產值達數千億元。但 2014 年全國生物航油產量不足 100 噸，離規 模化相差甚遠。蓖麻航油具備占據 50%市場份額的可能性，按 5 年生 產蓖麻生物航油 300 萬噸計算，僅技術轉讓和催化劑銷售利潤就可達 5 億元以上。同時，使用生物航油可降低 50%以上的污染物排放，可 有效減排治霾，維護我們的環境安全。 擬開展合作方式： 現已申請中國發明專利 7 項，擬開展合作方式：建設年產萬噸級生物航油 及配套催化劑示范生產裝置，采用股權合作或實施許可的方式合作。

（專利號：ZL 201410545691.3） 簡介：本發明公開了一種偶氮類銅配合物水氧化催化劑，屬于化學催化劑技術領域。該水氧化催化劑為1?(2?吡啶偶氮)?2?萘酚(PAN)銅(Ⅱ)配合物，其為1?(2?吡啶偶氮)?2?萘酚與Cu2+配位形成的五配位化合物，含一個三氟甲基磺酸根配位，分子量為477.97。本發明合成的1?(2?吡啶偶氮)?2?萘酚(PAN)銅(Ⅱ)配合物水氧化催化劑，其結構穩定、價格低廉。該催化劑在催化水氧化制備氧氣的反應中效果良好，且在不同溶劑體系中，均具有良好的催化效果。

本發明公開了一種玻璃纖維基光催化濾網的制備方法。包括以下步驟：1)對玻璃纖維束施加外力，加工成玻璃纖維網，在玻璃纖維網表面涂覆膠黏劑，膠黏劑與玻璃纖維網的重量比為1∶2～50；2)將重量比為1∶10～40的光催化劑與有機溶劑混合，超聲分散10～45min；3)將步驟2)的混合液以噴濺的方式負載到步驟1)的涂覆有膠黏劑的玻璃纖維網表面，光催化劑與玻璃纖維網的重量比為0.01～1.5∶1，干燥，得到玻璃纖維基光催化濾網。本發明具有方法簡便、無需煅燒，風阻小、透光性好，負載的催化劑不易脫落、光催化活性高等優點。所得組件適用于空氣凈化器等，可用于光催化凈化室內氣態有機污染物。

在二氧化碳綠色溶劑中低溫一步法實現納米金屬顆粒的控制性合成；2. 合成后直接得到大量的固體催化劑，無需高溫高壓，無需使用任何的有機或無機溶劑；3 . 生物質固體廢物碳中性是可再生的低碳能源，實現生物質廢物能源化的價值；4. 液體燃料高選擇性（接近100%）高產率合成。

1 成果簡介鈦白粉有比表面積大、 催化活性高、 化學性質穩定、 使用壽命長等優勢，作為 SCR 脫硝催化劑用的載體材料，主要是處理氮氧化物，專門為垃圾焚燒電廠和化工、 煉油、 煉焦、玻璃制造廠煙氣治理以及汽車、輪船尾氣處理所需脫硝催化劑的制造。此產品具有親水性高、吸附力強、 比表面積大、 催化活性高、 500℃高溫燒結后比表面積穩定、 不產生二次污染等特點。產品主要用于脫硝， 在 100%煙氣條件下，脫硝率 95%以上。對環境保護起著非常重要的作用。2 技術指標3 關鍵技術（ 1） 開發了脫硝催化劑（ SCR）用納米鈦白，采用硫酸法水解得到的偏鈦酸，通過加入控制劑、同時控制濃度、溫度、 pH 等工藝參數， 可控得到比表面積從 80-300 m2/g 的不同納米尺度的二氧化鈦粉體。 （ 2） 鈦白粉后處理工藝研究：詳細研究了 SiO2、 Al2O3、 ZrO2 無機包膜的機理，并獲得最優化條件，包膜條件包括分散條件、包膜溫度、包覆時間、包覆 pH、攪拌強度、熟化時間等工藝條件。得到了非常好的包覆膜。 研究了鈦白在油漆、涂料（水性）、塑料、造紙等不同應用領域中應用，并獲得提高鈦白應用性能的表面處理工藝。  脫硝催化多孔納米二氧化鈦 鈦白粉包覆均勻致密膜 上圖 鈦白粉高分辨率透射電鏡照片 （ 3） 分析測試方法： 利用 TEM， SEM， XRD， XRF， IR， BET 等現代分析手段研究鈦白粉的結構和理論。 采用物理、化學等檢測方法，詳細研究分析了美國杜邦公司 R902、R706、日本石原公司 R930 等產品的包膜工藝， 包括：無機包膜順序、可能的無機包膜劑、可能的 pH 調節劑、有機包膜劑等。4 應用領域電廠和化工、 煉油、 煉焦、 玻璃制造廠里面鍋爐脫硝，煙氣治理以及汽車、 輪船尾氣處理所需脫硝催化劑的制造。5 效益分析目前國內外基本上都是采用具有特定比表面積的納米二氧化鈦作為脫硝催化劑 SCR 的載體， 應用市場廣泛。可以控制工藝生產不同粒徑、形狀， 不同比表面積的二氧化鈦顆粒，應用在不同的催化劑領域，也可以研制具有高附加值的活性納米催化用二氧化鈦，利潤在20-50%左右。6 合作方式合作開發。7 項目所屬行業領域能源環境。