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在研究物質的性質時，經常需要知道微粉顆粒的比表面積大小。在橡膠工業中常用的補強劑為固體分散顆粒炭黑，它的比表面積對所填充的橡膠的物理性能產生很大的影響；在催化領域，催化劑的比表面積是表征催化劑化學物理性能的一個重要參數；在冶金、建筑材料等方面的生產和研究中也經常需要知道微粉顆粒的比表面積，所以，微粉顆粒比表面積的測量被許多科學技術領域所關注。本項技術為一種微粉表面積動態氮吸附測量方法及測量儀器，儀器具有良好的測量準確性和重復性，并且操作方法簡單，測量速度高。 微粉比表面積測量儀由氣路系統、測量電路系統和液氮杯（或溫水杯）自動升降機械結構三個功能部分組成。在測量過程中，標準樣品和三種待測樣品分別裝在不同的玻璃管中，通入氮-氦混合氣，同時浸入液氮中，進行吸附，吸附飽和后，分別對各樣品進行脫附，在脫附過程中，計算機采集信號，根據四種樣品的質量、電壓信號積分值以及標準樣品的比表面積計算三種待測樣品的比表面積，并自動生成測量結果報告。其主要技術指標為:可同時測量3個樣品；測量精度:2%；3個試樣測量時間 <10分鐘。

吸附樹脂是一類多孔性的高分子合成材料，由于合成過程中單體、交聯劑、致孔劑等結構的變化以及合成控制方法的不同，使得吸附樹脂的孔結構可有目的的調控，可以適應很多方面的應用要求。 南開大學形成了可對吸附樹脂的結構進行設計及合成高選擇性吸附樹脂生產的產業化技術和應用技術： 1.天然植物有效成分及單體分離純化產業化技術 在樹脂骨架上引入特殊的功能基團，對天然植物中不同結構的有效成分具有高的吸附選擇性。 用于黃酮類、生物堿類、皂甙類、內酯類、多酚類等提取

吸附樹脂是一類多孔性的高分子合成材料，由于合成過程中單體、 交聯劑、致孔劑等結構的變化以及合成控制方法的不同，使得吸附樹脂的孔結構可有目的的調控，可以適應很多方面的應用要求。 針對分離純化的目標產物分子結構特點，設計合成高選擇性大孔 吸附樹脂，彌補現有商品化樹脂的不足，所制備的提取物純度可控， 且可以制備高純度提取物。 來自天然植物且具有顯著生理活性等有效成分，是目前藥用研究 和開發的重要原料來源，特別是對于結構復雜而精妙的天然產物活性 成分，從天然植物提純化仍是其唯一有效的途徑。因此建立合適的分 離純化工藝、開發高效的分離材料就具有重要的意義。此研究成果不 僅豐富了現有吸附樹脂的品種，也為天然的藥用研究提供了重要的實 驗樣品，其具有廣泛的社會價值和經濟效益。 南開大學形成了可對吸附樹脂的結構進行設計及合成高選擇性 吸附樹脂生產的產業化技術和應用技術： 1）天然植物有效成分及單體分離純化產業化技術 在樹脂骨架上引入特殊的功能基團，對天然植物中不同結構的有 效成分具有高的吸附選擇性。 用于黃酮類、生物堿類、皂甙類、內酯類、多酚類等提取和純化。 已工業化的有銀杏葉黃酮、甜菊糖、人參皂甙、三七皂甙、長春 堿等提取技術。 建立了銀杏葉提取物中黃酮和內酯的樹脂法分離工藝，并進了銀 杏內酯凍干粉針劑的開發； 分離了漢防己總生物堿中的兩種單體生物堿－漢防己甲素和漢 防己乙素，開發了漢防己甲素凍干粉針劑，并已取得國家食品藥品監 督管理局頒發的生產批件。 2）中藥提取物農藥殘留及重金屬的去除技術 改變了樹脂的傳統致孔方法，合成了一類孔徑較小且均勻的納米級孔結構吸附樹脂，既保持傳統吸附樹脂高吸附容量，又具備按照分 子尺寸進行精確篩分的能力，用于分子尺寸較大的天然產物有效成分 中分子較小的農藥或重金屬去除。 3）抗生素、維生素中間體的純化技術 合成的高孔隙率、孔徑均勻的高比表面聚苯乙烯吸附樹脂，明顯 改善了樹脂的傳質性能，吸附速度比現有的商品化樹脂提高 2-3 倍， 解吸率高于 90%，樹脂壽命大大延長。 技術優點：純化工藝簡單、高效、環境友好，避免了大量有毒、 低沸點有機溶劑的使用。 4）新型脫色樹脂技術 通過樹脂孔結構、骨架結構、脫色基團等的調控，合成了一類脫 色容量大、再生容易的新型脫色樹脂，效果良好。 用于天然產物提取、抗生素、維生素等生產。 5）載體樹脂（固定化酶載體樹脂、納米簇金屬催化劑載體樹脂）生 產技術 通過致孔劑、聚合單體、交聯劑的調控，合成了一類高環氧基含 量、高使用強度的固定化酶載體樹脂。該技術的樹脂生產成本遠低于 國外進口樹脂。已完成了工業化放大和工藝優化。用于固載青霉素酰 化酶，催化青霉素 G 和頭孢菌素 G 水解，制備半合成 β－內酰胺類 抗生素所需的中間體 6-PAP 和 7-ADCA。 合成的一類大孔徑、高比表面積的新型孔結構的聚苯乙烯吸附樹 脂，加載了納米簇金屬催化劑的載體樹脂，用于負載納米級的金屬催 化劑，在重氫提取及放射性廢水處理中有重要的應用。 6）高容量新型孔結構吸附樹脂生產及其處理有機廢水技術 具有超高吸附容量、良好的吸附動力學行為等特點。樹脂的比表面積達到 1000m2/g 以上。 用于廢水中有機物的處理。 7）新型螯合型吸附樹脂生產及其陰陽離子選擇性吸附技術 對水中不同價態金屬離子及陰離子酸根具有選擇性吸附能力。 在高鹽體系中可吸附水中的多種重金屬，而對 Na、K 等離子沒 有結合能力，用于海水中重金屬的富集或檢測。 利用帶有交換基團的吸附樹脂與陰離子酸根（如 AsO43-等）發 生離子交換達到富集的目的。用于水中有害物質凈化處理。 8）耐高溫堿性離子交換樹脂技術 改變季銨基與樹脂骨架的連接方式，合成了耐高溫的堿性離子交 換樹脂，可在較高的使用溫度下穩定使用，大大拓展了堿樹脂的應用 范圍。 

技術簡介： 催化精餾技術在一個設備內整合催化反應與精餾分離，在催化反應進行的同 時，通過精餾過程把產物從體系中分離，推動反應平衡向右移動。它適用于需要 催化劑進行均相或非均相催化來提高反應速率,且反應物的轉化率和催化劑的選 擇性通常達不到 100%的情況。 天津大學開發的新型催化精餾規整填料技術，在實現催化精餾耦合過程的同 時，可有效提升設備的通量以及催化劑的裝填量，并降低壓降。相比于傳統的催 32天津大學科技成果選編 化精餾填料，可提升通量 50%以上。填料內部的特殊結構設計可有效提升氣液固 三相的傳質，促進物料在催化劑內部的擴散，大大提升了反應效率和分離效率。 目前該技術已經在石化行業中的輕汽油醚化，MTBE，叔丁醇脫水，碳四加氫異 構化等工藝中得到了應用。 應用前景分析： 催化精餾最早應用于甲基叔丁基醚(MTBE)和乙基叔丁基醚(ETBE)等合成工 藝中，現已廣泛應用于包括酯化、醚化、異構化、烷基化、疊合過程、烯烴選擇 性加氫、氧化脫氫、碳一化學、水解、酯交換和其他反應過程等多種平衡反應。 化工行業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性。傳統捆扎包式催化精餾填料存在通量小，壓 降大，易發生偏流和短路，分離和反應效率低等問題。新型崔化精餾規整填料技 術完美的解決了上述問題，目前，該填料已經在多個工藝上成功工業化應用，為 企業節約了大量的投資費用和操作成本，產品轉化率等也有明顯提升。 經濟效益預測： 相比于傳統的捆扎包式的催化精餾填料，該新型催化精餾填料技術可提升通 量 50%以上，節約固定設備初投資 30%以上，節約操作費用 30%以上。相比于 傳統的先反應再分離的技術，可節約設備初投資 50%以上，節約操作費用 50% 以上。 技術成熟度:產業化項目

質子交換膜燃料電池(PEMFC)具有能量轉換效率高和環境友好等優點， 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，化學家與材料科學家一直在探尋如何進一步 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分子結構一NG電導率一0RR催化活性”的關聯，找到了該科學難題的突破 點.我們在分子結構模擬的基礎上，認識到三種氮參雜NG材料中，既唳型和既 咯型具有二維平面結構，使NG保持了石墨烯原有的平面共輾大兀鍵結構，具 有良好的導電性，因而具有優異的0RR催化活性；而丁基型NG為三維空間不 平整結構，破壞了石墨烯原有的二維平面共巍大e鍵結構，導電性差，因而0RR 催化活性低。因此，有效的氮參雜應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，通過調制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子 交換膜燃料電池的輸出功率達580mW/cm ,與Pt/C催化劑的0RR活性處于同一 個數量級，為世界領先水平。我們開發的此類新型NG材料已經具備了在燃料 電池發動機中完全替代Pt/C催化劑的可能性。LM層間近乎封閉的扁平反應空間 不僅克服了傳統開放體系下合成的NG以丁基型為主，導電性差，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： 構筑碳-碳鍵的烯烴鏈式聚合和生成碳-雜鍵的環狀單體開環聚合，有賴過渡金屬配合物催化的發現而取得卓越成就。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，多樣性和多功能協同的催化聚合新范式。發現新聚合反應，創制新型

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，反應具有較好的選擇性，催化劑價格便宜，容易回收。反應條件簡單、容易控制。

該項目為“十五”國家 863 計劃課題成果。針對難降解工業廢水濃度高、色度大、 有毒有害的特點，開發出催化鐵、催化鋁等內電解方法，經處理后廢水的可生化性大大 改善、色度降低，且產生的鐵離子等起到混凝作用，強化了后續好氧生物處理工藝。對 一般化工區混合廢水采用該方法預處理、再經通常的生物處理工藝，出水可以達到二級 排放標準。 

催化精餾技術在一個設備內整合催化反應與精餾分離，在催化反應進行的同時，通過精餾過程把產物從體系中分離，推動反應平衡向右移動。它適用于需要催化劑進行均相或非均相催化來提高反應速率,且反應物的轉化率和催化劑的選擇性通常達不到100%的情況。天津大學開發的新型催化精餾規整填料技術，在實現催化精餾耦合過程的同時，可有效提升設備的通量以及催化劑的裝填量，并降低壓降。相比于傳統的催化精餾填料，可提升通量50%以上。填料內部的特殊結構設計可有效提升氣液固三相的傳質，促進物料在催化劑內部的擴散，大大提升了反應效率和分離效率。目前該技術已經在石化行業中的輕汽油醚化，MTBE，叔丁醇脫水，碳四加氫異構化等工藝中得到了應用。

1、成果簡介：（500字以內） 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年發明，被稱為DSA?型RuO2-TiO2涂層陽極在意大利的Denora公司首先實現了工業化，商品名稱為尺寸穩定陽極DSA? （Dimensionally Stable Anode）。DSA?陽極首先被用到氯堿工業，由于它的不溶性，氯過電