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本研究設(shè)計并合成了無定型 Ag-Bi-S-O 修飾的 Bi 0 納米顆粒，將其應用于二氧化碳電還原反應中 （圖 1 ） 。 該研究工作首先通過溶劑熱法制備了 AgBiS 2 納米棒，并將其在空氣中煅燒處理，得到了組成為 Ag 0.95 BiS 0.75 O 3.1 的雙金屬硫氧復合物納米棒。在進一步電化學還原預處理后，該復合物被轉(zhuǎn)化為無定型 Ag-Bi-S-O 修飾的 Bi 0 納米顆粒。這種新型二氧化碳電還原催化劑在僅有 450 mV  的過電位下，實現(xiàn)了高達 94.3% 的甲酸法拉第效率和 12.52 m A/ cm 2 的甲酸部分電流密度。通過與 AgBiS 2 、 Bi 硫氧復合物及 Bi 2 S 3 參比樣品進行對比，發(fā)現(xiàn)在電化學還原預處理過程中，金屬硫化物中的 -2 價硫會轉(zhuǎn)化為 H 2 S 并離開電極表面，只有金屬硫氧復合物中被氧化為 +6 價的硫能保留在催化劑中。后續(xù)實驗表明 ，這一部分硫能促進水的解離，而甲酸形成過程中所需的 H + 正是來自于 H 2 O 。因此，甲酸的生成被極大程度地促進。另一方面， Ag-Bi-S-O 修飾 Bi 0 納米顆粒中的 Ag ，有利于電荷在電極中傳遞，提高了催化劑的電流密度。在過電位為 450 mV  時，更大的電流密度可以提高陰極附近的局域 pH ，而更大的局域 pH 能進一步提升硫促進水解離的效用，同時抑制氫析出反應的發(fā)生。因此，無定型 Ag-Bi-S-O 修飾的 Bi 0 納米顆粒可以在極低的過電位下將二氧化碳高活性、高選擇性地轉(zhuǎn)化為甲酸。

目前雙氧水生產(chǎn)主要采用蒽醌法，該方法中，活性氧化鋁在穩(wěn)定工作液組分和吸附過量堿液方面發(fā)揮了不可代替的作用。隨著各種資源類材料價格的大幅上漲以及對環(huán)境保護的日益重視，主要的工業(yè)發(fā)達國家已經(jīng)對雙氧水廠作了嚴格規(guī)定：所用活性氧化鋁必須回收再生利用。而我國雙氧水行業(yè)生產(chǎn)用活性氧化鋁一直都是一次性使用，基本都不進行再生利用，不但造成資源的大量浪費，污染了環(huán)境，而且生產(chǎn)成本難以大幅減低，其根本原因在于我們的再生技術(shù)一直沒有得到根本的解決。本項目針對國內(nèi)活性氧化鋁回收再生技術(shù)研究存在的技術(shù)難題，以及生產(chǎn)廠家的迫切需求，開展了一系列的系統(tǒng)性研究，打破了傳統(tǒng)的回收再生設(shè)備的構(gòu)造思路，在設(shè)備的內(nèi)部構(gòu)造、工藝控制手段方面進行了一系列的創(chuàng)新，取得了突破性的進展，工藝控制條件的穩(wěn)定性得到了極大的改善，回收過程中不產(chǎn)生新污染物，再生回收的綜合費用較低。目前已完成工業(yè)化試驗，裝置產(chǎn)能達到400t/a再生氧化鋁可以重新投入生產(chǎn)應用。與填埋或焚燒處理方法相比，本項目集環(huán)保、節(jié)能、資源再生利用于一體，符合國家產(chǎn)業(yè)政策及行業(yè)發(fā)展趨勢。

1、成果簡介：（500字以內(nèi)） 電化學水處理技術(shù)是20世紀80年代末、90年代初發(fā)展起來的能夠有效處理有毒難降解污染物的先進廢水無害化處理方法。該法的主要特點是能在常溫常壓下將不易降解的有機物質(zhì)完全燃燒或部分降解到可容易生物處理的程度而不帶來二次污染，具有處理效率高、操作簡便、與環(huán)境兼容等優(yōu)點。近二十年來，國內(nèi)外許多研究者進行了大量研究工作，取得了較大突破。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，電化學處理成本高主要是由于電耗高。對于低濃度有機廢水，如果提高電流效率，就會降低處理費用；對于高濃度廢水，如果將有機物部

本專利技術(shù)由二氧化碳和水為原料，KHCO3 作助劑，催化劑由配體功能化、金屬沉積和染料敏化的 TiO2-FTO 玻璃電極構(gòu)成的光陰極催化劑和 Co-Pi 修飾 W 參雜的 BiVO4 光陽極催化劑在光電池中模擬植 物光合作用制備出高純度的乙醇水溶液并放出氧氣。人工光合成電池的效率可以達到 0.3~0.6%，與大田農(nóng)作物相似。光電池在模擬太陽光或室外太陽光照射下均能實現(xiàn)合成乙醇，將太陽能轉(zhuǎn)化為碳基能源分子。電極催化劑制備簡單、成本低廉、污染很小；生產(chǎn)乙醇的過程中無廢水、廢氣和固體廢物產(chǎn)生。催化電極的壽

首先制備了 CeO2 納米線負載的 Ru 基單原子、納米團簇（約 1.2 nm ）和納米顆粒（約 4.0 nm ），并用于催化常壓 CO2 加氫反應。研究發(fā)現(xiàn)三種催化劑都表現(xiàn)出 98-100% 的甲烷選擇性，但納米團簇的反應活性高于單原子并遠高于納米顆粒。通過原位表征結(jié)合第一性原理計算，發(fā)現(xiàn)該催化劑上的 CO2 加氫反應經(jīng)歷 CO 中間體（即 CO 路徑），其活性位點為 Ru-CeO2 界面處的 Ce3+-OH 位點和 Ru 位點，分別負責 CO2 解離和羰基中間體活化。從單原子到納米團簇和納米顆粒， SMSI 逐漸減弱，促進了吸附在 Ru 位點上羰基中間體的活化；氫溢流效應逐漸增強，不利于表面 H2O 分子的脫附。 SMSI 和氫溢流效應在納米團簇上達到平衡，使催化劑在該粒徑尺度下表現(xiàn)出最好的常壓 CO2 加氫活性。

項目屬于化學工藝和能源高效轉(zhuǎn)化利用的交叉領(lǐng)域，先后列入國家“十一五”支撐計劃項 目、中國石油化工集團公司重點攻關(guān)項目、中國石油天然氣集團公司重點攻關(guān)項目。氣態(tài)烴非 催化部分氧化技術(shù)可廣泛應用于焦爐氣、煤層氣、天然氣、油田氣、煉廠氣等氣態(tài)烴化合物制 備合成氣，是能源化工領(lǐng)域的核心技術(shù)，應用前景廣闊。 項目系統(tǒng)研究了氣態(tài)烴非催化部分氧化技術(shù)，主要創(chuàng)新點在于： (1) 基于轉(zhuǎn)化過程為傳遞控制的原理，創(chuàng)新性地提出了新型氣態(tài)烴非催化部分氧化燒嘴。 (2) 基于燒嘴與流場匹配的思想，提出了新的轉(zhuǎn)化爐拱頂隔熱襯里設(shè)置結(jié)構(gòu)型式。 (3) 提出了氣態(tài)烴非催化部分氧化新的流程組織模式、自動控制及安全聯(lián)鎖保護系統(tǒng)的理 念，形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的氣態(tài)烴非催化部分氧化制合成氣成套工藝技術(shù)。該技術(shù)打破了 GE、Shell等跨國公司的壟斷，主要技術(shù)經(jīng)濟指標國際領(lǐng)先。

該材料具有良好的加工性，能制備成可注射溶液、薄膜、多孔支架、以及靜電紡絲纖維膜等多種產(chǎn)品。由于一氧化氮能夠可控按需釋放，CS-NO及其復合材料可用于治療糖尿病下肢缺血、皮膚損傷和心梗疾病。

項目屬于化學工藝和能源高效轉(zhuǎn)化利用的交叉領(lǐng)域，先后列入國家“十一五”支撐計劃項目、中國石油化工集團公司重點攻關(guān)項目、中國石油天然氣集團公司重點攻關(guān)項目。氣態(tài)烴非催化部分氧化技術(shù)可廣泛應用于焦爐氣、煤層氣、天然氣、油田氣、煉廠氣等氣態(tài)烴化合物制備合成氣，是能源化工領(lǐng)域的核心技術(shù)，應用前景廣闊。 項目系統(tǒng)研究了氣態(tài)烴非催化部分氧化技術(shù)，主要創(chuàng)新點在于：（1）基于轉(zhuǎn)化過程為傳遞控制的原理，創(chuàng)新性地提出了新型氣態(tài)烴非催化部分氧化燒嘴。（2）基于燒嘴與流場匹配的思想，提出了新的轉(zhuǎn)化爐拱頂隔熱襯里設(shè)置結(jié)構(gòu)型式。（3）提出了氣態(tài)烴非催化部分氧化新的流程組織模式、自動控制及安全聯(lián)鎖保護系統(tǒng)的理念，形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的氣態(tài)烴非催化部分氧化制合成氣成套工藝技術(shù)。該技術(shù)打破了GE、Shell等跨國公司的壟斷，主要技術(shù)經(jīng)濟指標國際領(lǐng)先。

本發(fā)明公開了一種鐵?銅?鋁氧化物復合催化劑的制備方法，包括：(1)將鋁鹽加入到甲酸/甲酸銨的緩沖溶液中，鋁鹽完全溶解后，加入介孔SBA?15，吸附完成后，烘干，焙燒得到鋁負載的SBA?15樣品；(2)將鋁負載的SBA?15樣品置于含有鐵離子和銅離子溶液中，浸漬完成后，烘干，可選擇的進行焙燒，得到鐵?銅?鋁氧化物復合催化劑。本發(fā)明還公開上述制備方法制備得到的催化劑和該催化劑的應用方法。本發(fā)明通過Al對介孔材料SBA?15進行修飾，獲得良好Al2O3納米層，繼續(xù)負載雙金屬組分Fe和Cu之后，活性組分繼續(xù)保持高度分散的納米層，在中性條件下，催化劑有著良好的降解去除，顯示出催化劑極高的催化活性。

1. 痛點問題 2020年我國VOCs 排放量將達到3000萬噸，催化氧化技術(shù)因具有適用范圍廣、起燃溫度低、能耗低、凈化效率高、無二次污染等優(yōu)點，已成為當前VOCs治理行業(yè)研究和應用的主流技術(shù)之一，而制備高效、穩(wěn)定、廉價的催化劑是催化氧化技術(shù)的核心。目前我國大中型企業(yè)VOCs催化氧化裝置所采用的催化劑仍以進口為主，價格昂貴，國產(chǎn)催化劑雖然價格低，但存在催化氧化活性低、穩(wěn)定性差、易中毒失活等缺點而難以滿足工業(yè)需求。國內(nèi)外學者從催化劑活性組成、結(jié)構(gòu)形態(tài)、氧化物間的協(xié)同作用以及氧化機理等基礎(chǔ)研究方面進行了廣泛而深入的探究，而在工業(yè)催化氧化催化劑研制與應用方面涉足較少，因此加快研發(fā)高效工業(yè)VOCs催化氧化催化劑已成為當前國內(nèi)相關(guān)研究者和工程技術(shù)人員的共識和當務(wù)之急。 2. 解決方案 該技術(shù)以蜂窩堇青石陶瓷為載體，通過原位生長方式在蜂窩陶瓷內(nèi)外表面引入復合金屬氧化物有序微/納米結(jié)構(gòu)，通過調(diào)控微/納米結(jié)構(gòu)的尺寸和形貌特征，系統(tǒng)研究微/納米結(jié)構(gòu)對催化劑催化氧化 VOCs的作用規(guī)律，建立了催化成分和微/納米結(jié)構(gòu)對催化氧化的影響規(guī)律。同時探究了摻雜元素和水蒸氣循環(huán)對阻止積炭形成和脫氯的作用機制，進一步提升催化劑穩(wěn)定性及抗氯中毒能力，為徹底解決催化氧化技術(shù)控制VOCs復雜問題提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。 合作需求 江蘇中創(chuàng)清源科技有限公司以清華大學團隊的核心技術(shù)為支撐，推進產(chǎn)業(yè)進程，打造國產(chǎn)催化劑高端技術(shù)品牌。以化工，石化，涂裝，印刷等VOCs治理行業(yè)大型環(huán)保工程公司為目標客戶，與環(huán)保工程公司進行優(yōu)勢互補，推動示范工程建設(shè)，進行技術(shù)的工程化應用，形成以點帶面效應，樹立品牌，聯(lián)合推廣項目技術(shù)和產(chǎn)品。