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一種新型多通道Ni/CM陶瓷催化膜的制備方法
本發(fā)明屬于陶瓷催化膜技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種新型多通道Ni/CM陶瓷催化膜的制備方法。將2?氨基對(duì)苯二甲酸加入N,N二甲基甲酰胺中并混合均勻，緩慢滴加入六水合硝酸鎳的水溶液中，并混合均勻。將膜管浸沒(méi)，進(jìn)行水熱合成反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后冷卻，洗滌并烘干，煅燒，冷卻，得到催化膜。將硼氫化鈉加入乙醇溶液并混合均勻，強(qiáng)制循環(huán)流動(dòng)經(jīng)過(guò)催化膜的膜孔，得到多通道Ni/CM陶瓷催化膜。本發(fā)明所提出的工藝能夠使Ni?MOF?NH<subgt;2</subgt;在膜孔內(nèi)充分生長(zhǎng)，增加活性組分，并且使得活性組分分布均勻，從而有效提高了金屬Ni的利用率。制備過(guò)程簡(jiǎn)單可控，催化膜活性高、穩(wěn)定性好，回收簡(jiǎn)單方便，適合大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用推廣。
南京工業(yè)大學(xué)
2021-01-12
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抗流失、抗酸蝕高活性貴金屬負(fù)載型催化劑開(kāi)發(fā)
貴金屬負(fù)載型催化劑在有機(jī)催化反應(yīng)被廣泛應(yīng)用。目前，常見(jiàn)的貴金屬負(fù)載型催化劑主要是將貴金屬（Pd、Pt、Ru等）納米顆粒負(fù)載于活性炭、樹(shù)脂、介孔硅、介孔碳、MOFs等載體材料表面，進(jìn)而被應(yīng)用于催化加氫、偶聯(lián)、氧化、N-烷基化等反應(yīng)。在實(shí)際的化工催化應(yīng)用、催化基礎(chǔ)研究中，這類負(fù)載型催化劑都具有較好的回收及重復(fù)使用性能。然而，由于貴金屬主要以納米顆粒的形式負(fù)載于上述載體的外表面；在催化反應(yīng)過(guò)程中，活性位點(diǎn)納米顆粒非常容易從催化劑載體表面流失，從而使得催化劑在重復(fù)使用過(guò)程中活性逐漸下降；更重要的是，造成了貴金屬資源的極大浪費(fèi)。
成果亮點(diǎn)
本項(xiàng)目開(kāi)發(fā)了一種可將貴金屬催化活性組分納米顆粒高分散負(fù)載于介孔中空載體空腔內(nèi)部的方法，從而有效地阻止貴金屬納米顆粒在催化反應(yīng)過(guò)程中的流失，催化劑經(jīng)過(guò)多次循環(huán)使用仍能保持較高催化活性。此外該類催化劑有較強(qiáng)的抗酸腐蝕性能，在酸性體系下使用，仍可長(zhǎng)時(shí)間多次套用。
蘭州大學(xué)
2021-01-12
一種多通道Co/CM催化膜減小Co粒徑的方法
本發(fā)明屬于膜催化技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種多通道Co/CM催化膜減小Co粒徑的方法。Co/CM催化膜表面涂覆聚多巴胺涂層后烘干、煅燒。本發(fā)明所提出的減小Co/CM催化膜中Co粒徑的方法，能夠有效減小Co的粒徑，使得催化膜中的活性組分Co進(jìn)行再分散，催化膜在對(duì)硝基苯酚催化加氫反應(yīng)中活性明顯提高。
南京工業(yè)大學(xué)
2021-01-12
一種新型傅克烷基化固體酸催化劑
Friedel-Crafts反應(yīng)是有機(jī)合成中經(jīng)典的對(duì)芳環(huán)上進(jìn)行衍生的反應(yīng)，包括烷基化和酰基化反應(yīng)。通常，F(xiàn)riedel-Crafts烷基化反應(yīng)所用溶劑為石油醚、苯、氯苯等有機(jī)溶劑，在Lewis酸或Brønsted酸的催化下進(jìn)行反應(yīng)。目前工業(yè)上仍普遍使用AlC13等傳統(tǒng)均相催化劑。但傳統(tǒng)的烷基化反應(yīng)，無(wú)論從催化劑還是到終產(chǎn)物都會(huì)產(chǎn)生酸性氣體HCl，不僅使得反應(yīng)的原子經(jīng)濟(jì)性低，而且嚴(yán)重腐蝕設(shè)備、污染環(huán)境，催化劑也會(huì)大量消耗、難以回收，從根源上使烷基化反應(yīng)綠色化的工藝開(kāi)發(fā)具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。
本成果采用固體酸綠色催化工藝，實(shí)現(xiàn)多種芳香化合物的傅克烷基化與酰基化反應(yīng)，催化劑為改性粘土類固體酸催化劑，催化效率高、重復(fù)性良好且成本低廉。
傳統(tǒng)AlC13等傳統(tǒng)均相催化劑，催化劑或產(chǎn)物中會(huì)有強(qiáng)腐蝕性HCl的生成，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重，不符合綠色化學(xué)的要求，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備造成腐蝕。本成果以固體酸催化能夠?qū)崿F(xiàn)多種傅克烷基化及酰基化反應(yīng)，產(chǎn)率高，催化劑易于回收且重復(fù)使用性良好。一烷基化產(chǎn)物收率達(dá)95%，可提供釜式反應(yīng)與固定床連續(xù)反應(yīng)兩種工藝參數(shù)。
南京工業(yè)大學(xué)
2021-01-12
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基于金屬氧化物的復(fù)合半導(dǎo)體光催化劑
將納米級(jí)尺寸石墨烯量子點(diǎn)修飾到超薄ZnO納米片表面，同樣可大大提高ZnO納米片的光催化性能，結(jié)果如下圖所示，這主要?dú)w因于石墨烯量子點(diǎn)與ZnO納米片形成p-n結(jié)，促進(jìn)光生載流子的分離效率。
此外，將 N 摻雜石墨烯量子點(diǎn)與 TiO2 納米片復(fù)合，構(gòu)筑高效可見(jiàn)光催化劑，
可
上海理工大學(xué)
2021-01-12
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高效生物催化合成煙酸關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化
煙酸又稱維生素 PP 或維生素 B3，是人體必需的 13 種維生素之一，作為藥物中間體及飼料或食品添加劑具有廣闊的國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)，全球煙酸市場(chǎng)在 8 萬(wàn)噸以上，目前主要采用化學(xué)法生產(chǎn)。
本項(xiàng)目打通了生物轉(zhuǎn)化 3-氰基吡啶制備煙酸的工藝路線，建成了國(guó)際上首條煙酸生物法生產(chǎn)線，技術(shù)水平達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先。項(xiàng)目獲得了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)菌種、建立了腈水解酶的高效表達(dá)和系統(tǒng)改造技術(shù)、構(gòu)建了固定化和高濃度轉(zhuǎn)化體系；腈水解酶發(fā)酵酶活及煙酸轉(zhuǎn)化產(chǎn)量均為目前國(guó)際報(bào)道的最高水平。已建成年產(chǎn)2000 噸煙酸生物法生產(chǎn)線，相比傳統(tǒng)化學(xué)合成工藝節(jié)約能耗 30%以上，降低污染物排放 70%以上。在 Catal Sci Tech，ChemCatChem，Crit Rev Biotechnol 等國(guó)內(nèi)外期刊發(fā)表論文 20 余篇，1 篇入選BioMed 數(shù)據(jù)庫(kù) Highly accessed 論文；213受邀合編英文專著 1 部；申報(bào)國(guó)家發(fā)明專利 15 項(xiàng)，其中已授權(quán) 9項(xiàng)。
江南大學(xué)
2021-04-13
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基于復(fù)雜煤質(zhì)條件的脫硝催化劑配方及制備技術(shù)
授權(quán)專利《一種添加SiO的脫硝催化劑及其制備方法》通過(guò)共沉淀法制備 TiO-SiO復(fù)合載體，一步浸漬法負(fù)載V0和W0,再經(jīng)過(guò)焙燒得到的催化劑具有低 溫脫硝率高、能夠明顯增加催化劑整體的機(jī)械強(qiáng)度和抗磨損性等特點(diǎn)，采用硅溶 膠作為SiO硅源不僅成本低廉，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中可以很好地改善其加工、擠出、 成型等工序的機(jī)械性能。
授權(quán)專利《一種具有抗硫氧化特性的脫硝催化劑及其制備方法》包括浸 漬液的制備、活性組分的負(fù)載和焙燒三個(gè)步驟；該發(fā)明中的脫硝催化劑由于加 入了 BaO改性，使該改性后的脫硝催化劑具有良好的孔隙結(jié)構(gòu)，酸性中心位置沒(méi) 有明顯變化,催化劑表面的S0的氧化反應(yīng)得到了抑制，并可保證N0的脫除率在 95%以上，該發(fā)明適用于我國(guó)燃煤含硫量高的特點(diǎn)，有利地提高了催化劑的使用 壽命,降低煙氣脫硝成本。
市場(chǎng)及經(jīng)濟(jì)效益分析：
以上兩項(xiàng)發(fā)明的原料價(jià)格低廉且來(lái)源豐富，生產(chǎn)制備工序簡(jiǎn)潔，批量生 產(chǎn)可行性高，具有一定的市場(chǎng)價(jià)值。
重慶大學(xué)
2021-04-11
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開(kāi)發(fā)基于MXene的新型光催化劑實(shí)現(xiàn)安全空氣消毒
新冠疫情的爆發(fā)，使人們對(duì)空氣消毒日益重視。其中，紫外輻射是一種常見(jiàn)的空氣消毒技術(shù)。然而，在實(shí)際的消毒過(guò)程中，微生物往往存在“復(fù)活”現(xiàn)象，從而大大影響了消毒效果。 近日，天津大學(xué)王燦教授團(tuán)隊(duì)提出了一種基于單層Ti3C2Tx（MXene）和暴露{001}晶面的TiO2的新型光催化劑，提高了光催化活性，取得了更高的消毒效率。該研究對(duì)前體MAX相蝕刻、插層、超聲剝層，制備單層Ti3C2Tx納米片，即MXene；通過(guò)水熱法并同時(shí)調(diào)控TiO2晶面，合成光催化劑MXene/{001}TiO2，浸漬涂覆于聚氨酯（PU）海綿。 在此基礎(chǔ)上，該研究將涂覆TiO2/MXene的PU海綿填充入連續(xù)流光催化反應(yīng)器，用于動(dòng)態(tài)的空氣消毒，發(fā)現(xiàn)相比于傳統(tǒng)的紫外消毒技術(shù)顯著提高了對(duì)空氣微生物的滅活效率。該研究進(jìn)一步探究了紫外/光催化消毒后的空氣微生物在有光（光復(fù)活）和無(wú)光（暗修復(fù)）條件下的復(fù)活情況，結(jié)果表明，與單獨(dú)紫外消毒相比，經(jīng)過(guò)光催化滅活的空氣微生物基本無(wú)暗修復(fù)現(xiàn)象，在可見(jiàn)光下細(xì)菌濃度甚至呈現(xiàn)持續(xù)下降趨勢(shì)。進(jìn)一步對(duì)滅活機(jī)理的研究發(fā)現(xiàn)，紫外線通過(guò)作用于細(xì)胞DNA生成嘧啶二聚體滅活細(xì)菌，該損傷可在一定波長(zhǎng)的可見(jiàn)光下被修復(fù)，細(xì)菌復(fù)活；而光催化的加入產(chǎn)生了活性氧自由基，對(duì)細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)造成了不可逆的損傷，這類損傷難以修復(fù)。因此，基于該研究中合成的新型光催化劑，可以達(dá)到更高的空氣消毒效率，同時(shí)實(shí)現(xiàn)更徹底的消毒效果。相關(guān)的技術(shù)成果可以應(yīng)用于因新冠疫情感染場(chǎng)所的空氣消毒。
天津大學(xué)
2021-02-01
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基于天然纖維素制備高效率氧氣還原催化劑
氧氣還原反應(yīng)是燃料電池中最常見(jiàn)的陰極反應(yīng)，即氧氣通過(guò)四電子過(guò)程結(jié)合電子和質(zhì)子轉(zhuǎn)化為水。
氧氣還原催化劑是燃料電池陰極至關(guān)重要的組成部分，其性能的好壞直接決定于最終電池的性能。鉑（Pt）是最常用的一種高效的氧氣還原反應(yīng)催化劑。然而，由于Pt的價(jià)格非常昂貴，給電池帶來(lái)非常高的成本。而近年來(lái)，開(kāi)發(fā)的基于雜元素?fù)诫s的碳納米材料，盡管成本比Pt低，但是其制備過(guò)程相對(duì)較復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。
而對(duì)于電池的發(fā)展，低成本和高性能是永恒追求的目標(biāo)。本成果提供了一種超低成本、高效率氧氣還原催化劑的制備方法。該方法以天然纖維素為原材料，具有成本低、制備簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，所制備的氧氣還原催化劑在0.1M KOH中的氧氣還原催化電流高于常用的20wt% Pt/C催化劑。
江西師范大學(xué)
2021-05-05
開(kāi)發(fā)基于MXene的新型光催化劑實(shí)現(xiàn)安全空氣消毒
項(xiàng)目成果/簡(jiǎn)介:新冠疫情的爆發(fā)，使人們對(duì)空氣消毒日益重視。其中，紫外輻射是一種常見(jiàn)的空氣消毒技術(shù)。然而，在實(shí)際的消毒過(guò)程中，微生物往往存在“復(fù)活”現(xiàn)象，從而大大影響了消毒效果。 近日，天津大學(xué)王燦教授團(tuán)隊(duì)提出了一種基于單層Ti3C2Tx（MXene）和暴露{001}晶面的TiO2的新型光催化劑，提高了光催化活性，取得了更高的消毒效率。該研究對(duì)前體MAX相蝕刻、插層、超聲剝層，制備單層Ti3C2Tx納米片，即MXene；通過(guò)水熱法并同時(shí)調(diào)控TiO2晶面，合成光催化劑MXene/{001}TiO2，浸漬涂覆于聚氨酯（PU）海綿。 在此基礎(chǔ)上，該研究將涂覆TiO2/MXene的PU海綿填充入連續(xù)流光催化反應(yīng)器，用于動(dòng)態(tài)的空氣消毒，發(fā)現(xiàn)相比于傳統(tǒng)的紫外消毒技術(shù)顯著提高了對(duì)空氣微生物的滅活效率。該研究進(jìn)一步探究了紫外/光催化消毒后的空氣微生物在有光（光復(fù)活）和無(wú)光（暗修復(fù)）條件下的復(fù)活情況，結(jié)果表明，與單獨(dú)紫外消毒相比，經(jīng)過(guò)光催化滅活的空氣微生物基本無(wú)暗修復(fù)現(xiàn)象，在可見(jiàn)光下細(xì)菌濃度甚至呈現(xiàn)持續(xù)下降趨勢(shì)。進(jìn)一步對(duì)滅活機(jī)理的研究發(fā)現(xiàn)，紫外線通過(guò)作用于細(xì)胞DNA生成嘧啶二聚體滅活細(xì)菌，該損傷可在一定波長(zhǎng)的可見(jiàn)光下被修復(fù)，細(xì)菌復(fù)活；而光催化的加入產(chǎn)生了活性氧自由基，對(duì)細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)造成了不可逆的損傷，這類損傷難以修復(fù)。因此，基于該研究中合成的新型光催化劑，可以達(dá)到更高的空氣消毒效率，同時(shí)實(shí)現(xiàn)更徹底的消毒效果。相關(guān)的技術(shù)成果可以應(yīng)用于因新冠疫情感染場(chǎng)所的空氣消毒。
天津大學(xué)
2021-04-11