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可再生能源電解水制氫催化劑制備及其應用
在“雙碳”目標的背景下，基于可再生能源電解水制氫是真正實現清潔氫氣來源的“綠氫”技術。然而，目前制約電解水制氫產業發展的瓶頸之一是貴金屬基電催化劑高昂的價格。近年來，研究者開發了多種廉價、高效的電解水陰極析氫非貴金屬電催化劑，其中硫化鉬（MoS2）基催化劑是迄今為止發現的析氫性能最好的非貴金屬催化劑之一，其具有類鉑活性。然而，這類高活性催化劑往往更易受到復雜催化反應環境因素的影響，導致催化劑表面發生重構并破壞其幾何/電子結構，造成催化劑失活。
基于此，本團隊提出了具有分子選擇性的柵欄工程，解決了高活性Co摻雜MoS2析氫反應催化劑活性與穩定性之間的權衡問題。這一策略為設計高效、穩定的非貴金屬基電催化劑的大規模應用提供了新思路。當將該MoS2基（Co-MoS2@CoS2）陰極催化材料與實驗室自制的高活性鈷鎳雙金屬硒化物析氧反應陽極配對用于實驗室自制的堿性電解水（AWE）雙電極電解系統時，在電流密度400 mA/cm2下持續分解500 h沒有明顯的衰減。
隨著我國進一步推進去碳化，電解水制氫有望成為能源變革的核心。在此背景下，只有大力推廣電解水制氫，才能滿足不斷增長的綠氫需求。為此，需要大幅擴大電解水制氫裝置規模，讓電解水制氫在國民經濟去碳化中發揮關鍵作用。
北京理工大學
2022-09-16
高功率密度金屬燃料電池催化劑及膜工藝技術
應急備用電源、便攜式動力電源市場。高活性高穩定性廉價催化劑與先進制膜工藝相結合，克服了傳統電池低功率密度，低壽命的問題。組裝的電池具有高功率密度， 高比能量和機械式快速換電的優勢，在能量密度上遠超鋰離子電池、鉛酸電池，有望應用于便攜式動力電源和應急備用市場。
中國科學技術大學
2021-04-14
一種催化氧化制備 5-甲基吡嗪-2-羧酸的方法
作為一種重要的醫藥中間體，5-甲基吡嗪-2-羧酸主要用來合成降 血糖藥物格列吡嗪及降血壓藥物阿昔莫司;同時，也可用于合成抗結 核藥物 5-甲基吡嗪-2-羧酸甲酯。采用高效、綠色、環保的方法大規 模合成 5-甲基吡嗪-2-羧酸意義重大。目前，5-甲基吡嗪-2-羧酸的工 業合成以 2,5-二甲基吡嗪為原料，其合成方法主要有如下幾種:(1) KMnO4 氧化法，但該方法中由于高錳酸鉀一般過量使用，容易氧化 生成較多副產物，產品收率低;且更容易生成大量含高錳
蘭州大學
2021-04-14
環境透射電鏡研究PtPb@Pt催化劑的相分離過程
研究催化劑在實際催化反應過程中的狀態對于理解催化劑的催化機理具有非常重要的意義。實際催化過程中，氣體分子會通過影響表面能進而對催化劑的表面結構進行調制。但受限于研究方法，在真實催化環境中，氣體分子如何重構催化劑表面仍然不清楚。此外，除了催化劑表面結構的變化，在催化反應過程中，催化劑顆粒整體的結構乃至物相也會發生變化。
南方科技大學
2021-04-14
鈷鎳基配位聚合物的構筑及電催化析氫性能研究
配位聚合物是由無機金屬中心與橋連的有機配體通過自組裝相互連接，形成的一類具有周期性網絡結構的晶態多孔材料。
一、項目進展
創意計劃階段
二、負責人及成員
姓名
學院/所學專業
入學/畢業時間
祝渙鈞
化學與化工學院應用化學專業
2019年9月至2023年6月
吳凌志
化學與化工學院應用化學專業
2019年9月至2023年6月
鄭毅
化學與化工學院應用化學專業
2019年9月至2023年6月
王梓
化學與化工學院應用化學專業
2019年9月至2023年6月
武辰禹
化學與化工學院應用化學專業
2019年9月至2023年6月
三、指導教師
姓名
學院/所學專業
職務/職稱
研究方向
覃玲
化學與化工學院
副教授
多功能配位聚合物材料的合成及應用研究
四、項目簡介
配位聚合物是由無機金屬中心與橋連的有機配體通過自組裝相互連接，形成的一類具有周期性網絡結構的晶態多孔材料。它具有多樣的拓撲結構，并且稀疏多孔，密度較低。這些特點使得它在吸附，催化，儲能的各個方面有著優良的效果。
本項目主要目的在于合成鈷/鎳基配位聚合物，選擇合適的有機配體與金屬離子鈷/鎳通過配位鍵構筑得到鈷鎳基配位聚合物，利用單晶衍射、元素分析、紅外光譜等方法對其結構及組成進行表征，或者通過合成和摻雜的方式，調控它的析氫性能，設計出高催化活性和穩定性、低成本的非貴金屬催化劑。
項目組成員通過設計選擇有機配體與金屬離子，通過溶劑熱方法合成了多種金屬有機框架材料，并將其熱解得到衍生材料。通過線性伏安掃描法等多種實驗方法測試了它們的電催化性能，其中化合物Ni-MOF的初始電位為-356mV，Tafel斜率127.3 mV⋅dec-1。Co-MOF通過摻雜Zn2+后，過電位降低到-307 mV，Tafel斜率150.2 mV⋅dec-1。我們還合成了一種對金屬離子（Fe3+）與抗生素（加替沙星）有明顯檢測效果的鋅基材料，可作為多功能探針檢測水中金屬離子和抗生素的殘余量。由于化合物沒有催化位點，我們通過摻雜鈷金屬的方式，改善了它的電催化析氫性能，使它具有較低的初始電位(-423 mV)、較低的Tafel效率(101.9 mV⋅dec-1)和較好的循環穩定性。
項目為研究高性能和穩定性的HER電催化劑及金屬離子和抗生素熒光探針材料的設計合成提供了可行的思路。
合肥工業大學
2022-07-27
一種微波輔助再生SCR脫硝催化劑的方法及其裝置
本發明公開了一種微波輔助再生SCR脫硝催化劑的方法。本發明包括（1）將中毒的SCR脫硝催化劑浸沒于去離子水中，用鼓泡的方法清洗SCR脫硝催化劑；（2）將SCR脫硝催化劑轉移至盛有復孔溶液的容器中浸泡處理；（3）將SCR脫硝催化劑轉移至微波裝置中，處理1-10分鐘；（4）將SCR脫硝催化劑轉移至有活化液的容器中，浸漬1-4小時；（5）將SCR脫硝催化劑微波干燥1-20分鐘；（6）將SCR脫硝催化劑在500-600℃條件下煅燒4-7小時。本發明原料易得、裝置和工藝簡單、節能，適用于工業規模化再生，經過本發明方法處理的催化劑孔道疏松，孔結構明顯優化，催化劑表面狀況顯著改善，具有活性高，經濟性好的特點。
浙江大學
2021-04-13
糖蜜基催化劑及其的制備方法和在合成生物柴油中的應用
本發明公開一種糖蜜基生物質磺化碳催化劑的制備方法，包括將固體糖蜜與氫氧化鈉研磨混合后，于惰性氣氛下，在500℃~650℃煅燒，得到活性炭，之后與濃硫酸進行磺化反應，得到所述催化劑。本本發明以制糖工業的副產品糖蜜為原料，碳源來源豐富且廉價易得、工藝簡單，催化劑具有較高比表面積和轉化率，可以使副產物高值化利用，具有一定的工業化實用價值。
南京工業大學
2021-01-12
一種催化氧化制備5-甲基吡嗪-2- 羧酸的方法
本發明公開一種催化氧化制備5甲基吡嗪2羧酸的方法.本發明是以MnWCo/硅藻土為催化劑,2,5二甲基吡嗪為原料,氧氣為氧化劑,經催化氧化合成5甲基吡嗪2羧酸.其方案如下:將MnWCo/硅藻土催化劑填裝入固定床反應器中,反應器溫度為200400℃,反應原料2,5二甲基吡嗪用高溫水蒸氣鼓泡引入填裝有MnWCo/硅藻土負載型催化劑的固定床反應管中,氧氣單獨一路通入反應管中,使2,5二甲基吡嗪在催化劑床層中發生催化氧化反應,生成5甲基吡嗪2羧酸,并被水蒸氣帶出反應管,冷凝,結晶,收集.本發明中,MnWCo/硅藻土催化劑制備方法簡單;采用固定床連續催化氧化制備5甲基吡嗪2羧酸的方法環保,無污染,操作簡單,易控制,5甲基吡嗪2羧酸收率高,易于工業化生產。
蘭州大學
2021-01-12
一種催化糠醛選擇性轉化為2-甲基呋喃的方法
本發明提供一種催化糠醛選擇性轉化為2?甲基呋喃的方法。該方法利用碳納米管負載型鉑基雙金屬催化劑（3Pt3Fe/MWNT），在溫和條件下高效催化糠醛轉化為2?甲基呋喃，具有高轉化率和高選擇性。其中3Pt3Fe/MWNT催化劑在固定床反應器常壓和200℃下，使用異丙醇為溶劑，糠醛轉化率超99%，2?MF的初始選擇性91%，穩定運行60小時后轉化率由99.8%降到90.41%。本發明催化劑制備過程簡單，成品穩定可靠，催化過程無需添加額外的助劑，無需額外分離催化劑和反應底物，催化劑具有高活性及穩定性。該技術不僅在能源和化工領域具有重要的應用價值，還在推動可持續發展和綠色化學方面發揮了積極作用。
南京工業大學
2021-01-12
面向硬巖開采用硬質合金截齒稀土催化低溫滲氮機理研究
截齒表面化學熱處理方法有滲氮、滲碳、碳氮共滲等。滲氮與其它表面化學熱處理工藝相比，主要優點在于其較低的熱處理溫度（500-600℃），理想溫度為580℃，可在完全調質與回火的條件下對零件進行滲氮，而不會對基體的組織及主要性能造成負面影響，是一個快速便捷、靈活方便、經濟高效、可控性強的工藝過程。低溫滲氮的另一個優點在于降低了產生變形的可能性。這樣，零件就可以通過機械加工得到最終的尺寸，而無須花費昂貴的精加工過程。因此，低溫滲氮的實用性和有效性, 一直受到國內外廣泛研究。
安徽理工大學
2021-04-11