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金屬醇鹽是制備納米材料的前驅(qū)體，主要用于Sol-Gel工藝和VCD工藝制備鐵電陶瓷薄膜、傳感器材料、電容器材料、高溫超導(dǎo)材料、納米材料特種玻璃材料、計(jì)算機(jī)儲(chǔ)存器材料等功能材料。這些材料是中國(guó)的新材料領(lǐng)域的重點(diǎn)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目。本技術(shù)開(kāi)發(fā)的金屬醇鹽制備是應(yīng)用電化學(xué)合成、化學(xué)物理提純、分析檢測(cè)、封裝等技術(shù)。經(jīng)過(guò)多年的研制，實(shí)現(xiàn)了金屬醇鹽特別是稀有金屬的醇鹽零突破。目前中國(guó)用Sol-Gel工藝制備鐵電薄膜、壓電薄膜功能材料、傳感器薄膜材料正逐漸產(chǎn)業(yè)化、商品化，對(duì)高純烷氧基化合物的需求預(yù)計(jì)可達(dá)到工業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模；另外下一代計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器的開(kāi)發(fā)已接近工業(yè)化水平，這使金屬醇鹽有更大的應(yīng)用市場(chǎng)。

課題組專(zhuān)注于利用低電壓掃描透射電鏡（TEM/STEM）和第一性原理計(jì)算作為研究工具，致力于實(shí)驗(yàn)與理論相結(jié)合的手段，研究新型二維材料中原子結(jié)構(gòu)與材料性能之間的關(guān)聯(lián)。在這一工作中，新加坡國(guó)立大學(xué)?ZYILMAZ教授課題組利用激光輔助CVD方法低溫生長(zhǎng)出單原子層厚度的非晶碳薄膜，為解讀二維非晶材料的原子結(jié)構(gòu)模型提供了材料基礎(chǔ)。林君浩課題組利用低電壓球差矯

成果描述：聚合級(jí)高純DAR單體，即二氨基間苯二酚類(lèi)物質(zhì)，是指一類(lèi)用于合成高強(qiáng)高模新型功能聚合物材料PBZ如聚對(duì)苯基苯并二噁唑PBO、聚對(duì)苯撐苯并噻唑、聚對(duì)苯撐吡啶并咪唑等合成的功能性單體原料。 聚對(duì)苯撐苯并唑類(lèi)聚合物，是一種高性能的熱塑性液晶聚合物材料，因其高強(qiáng)度、高模量、高熱穩(wěn)定性、以及高耐化學(xué)腐蝕性、高耐溶劑性能等在航空航天、電子信息、汽車(chē)零配件、精密機(jī)械、消防等諸多領(lǐng)域具有非常廣闊的應(yīng)用前景。但此類(lèi)聚合物技術(shù)難度大，尤其是高純度的單體原料DAR的合成技術(shù)難度較大，直接影響了功能材料的產(chǎn)業(yè)化。DAR是有機(jī)酚胺，具有極強(qiáng)的還原性，容易被氧化變質(zhì)，因此對(duì)于合成反應(yīng)、分離純化、以及儲(chǔ)存和運(yùn)輸均提出了非常高的要求。 聚合級(jí)高純DAR的合成，主要是從TCB（連三氯苯-1,2,3）出發(fā)，經(jīng)過(guò)硝化、水解、加氫還原、重結(jié)晶過(guò)程得到高純度DAR。該技術(shù)成果經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的開(kāi)發(fā)研究，主要是運(yùn)用循環(huán)套用法減少了硝化步驟的廢液排放量，改變水解與加氫步驟中的傳統(tǒng)合成體系，提高了第二步中間產(chǎn)物和產(chǎn)品的收率與純度，并實(shí)現(xiàn)了加氫催化劑的循環(huán)使用，降低了最終產(chǎn)物的合成成本。同時(shí)還開(kāi)發(fā)出一種新型的光催化劑，催化氧化水解步驟產(chǎn)生的廢水，得到一個(gè)綠色環(huán)保的合成工藝。市場(chǎng)前景分析：聚合級(jí)高純DAR單體，是指一類(lèi)用于合成高強(qiáng)高模新型功能聚合物材料PBZ如聚對(duì)苯基苯并二噁唑PBO、聚對(duì)苯撐苯并噻唑、聚對(duì)苯撐吡啶并咪唑等的功能性單體原料。 聚對(duì)苯撐苯并唑類(lèi)聚合物，是一種高性能的熱塑性液晶聚合物材料，因其高強(qiáng)度、高模量、高熱穩(wěn)定性、以及高耐化學(xué)腐蝕性、高耐溶劑性能等在航空航天、電子信息、汽車(chē)零配件、精密機(jī)械、消防等諸多領(lǐng)域具有非常廣闊的應(yīng)用前景。 在聚苯并唑類(lèi)聚合物材料中最引人關(guān)注的是聚對(duì)苯基苯并噁唑功能聚合物材料，簡(jiǎn)稱(chēng)PBO聚合物。PBO功能聚合物具有非常高的強(qiáng)度，達(dá)到5.2GPa，模量高達(dá)180GPa，是化學(xué)纖維中最高的；其耐熱溫度高達(dá)600℃；具有非常好的阻燃能力，極限氧指數(shù)高達(dá)68，在火焰中不燃燒、不收縮；耐熱性和耐燃性高于其他一切有機(jī)纖維。PBO被譽(yù)為二十一世紀(jì)新型功能材料。 目前DAR單體原料，國(guó)內(nèi)無(wú)產(chǎn)業(yè)化裝置，國(guó)內(nèi)PBO實(shí)驗(yàn)裝置、放大裝置以及正在建設(shè)的產(chǎn)業(yè)化裝置，均主要從國(guó)外進(jìn)口少批量的原料，滿足實(shí)驗(yàn)所需。DAR外購(gòu)的價(jià)格大約1450~1600元/kg。由于DAR單體原料本身的性質(zhì)，不適合大批量購(gòu)買(mǎi)和存儲(chǔ)，因此在國(guó)內(nèi)建設(shè)DAR單體原料的生產(chǎn)裝置，是PBZ類(lèi)功能聚合物產(chǎn)業(yè)化的必然要求。與同類(lèi)成果相比的優(yōu)勢(shì)分析：以1000噸/年高純單體原料DAR鹽項(xiàng)目進(jìn)行粗略估算，總投資約為7000萬(wàn)元（不包括土建費(fèi)用），產(chǎn)品的噸綜合成本為142萬(wàn)元。按照DAR鹽的平均市價(jià)160萬(wàn)元/噸計(jì)算，年企業(yè)利稅可達(dá)到1億元。國(guó)際先進(jìn)。

高酸值松香是用于微電子集成電路焊接的必需優(yōu)秀助焊劑關(guān)鍵材料，可以十分有效的去除微電子線路板表面的金屬氧化薄層材料，而又極少腐蝕機(jī)體材料，微電子原件焊接無(wú)虛焊的優(yōu)秀松香材料。我國(guó)無(wú)生產(chǎn)，只有依靠進(jìn)口。本項(xiàng)目依據(jù)我國(guó)馬尾松松香分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，采用Diels-Alder合成反應(yīng)，進(jìn)行松香分子的結(jié)構(gòu)改性、精制等工藝方法，獲得酸值在300mgKOH/g的高品質(zhì)的高酸價(jià)松香。這種松香分子內(nèi)有三個(gè)羧基，比普通松香多出兩個(gè)，酸值、軟化點(diǎn)及化學(xué)活性較普通松香都有了顯著的提高。可應(yīng)用于制備：要求極高的微電子工業(yè)級(jí)專(zhuān)用助焊劑、高級(jí)油墨樹(shù)脂、高級(jí)施膠劑、表面活性劑等精細(xì)化工產(chǎn)品。

烯烴作為化工領(lǐng)域的核心分子，是合成纖維橡膠塑料等重要材料的單體，屬于一類(lèi)重要的高附加值化工原料。工業(yè)上的烯烴主要來(lái)源于石腦油的裂解。近年來(lái)，隨著石油資源的日益減少和C1化學(xué)的迅速發(fā)展，開(kāi)發(fā)從合成氣直接制備烯烴的反應(yīng)路徑來(lái)替代傳統(tǒng)的石化路線具有十分重要的意義。 傳統(tǒng)合成氣轉(zhuǎn)化路徑中約50%CO轉(zhuǎn)化成了CO2和CH4等溫室氣體副產(chǎn)物，碳原子利用效率低下，嚴(yán)重降低了該路徑的能源和經(jīng)濟(jì)效益。如何高效降低該過(guò)程中CO2和CH4副產(chǎn)物的生成、提高特定燃料產(chǎn)品的選擇性在國(guó)際能源化工界一直是巨大挑戰(zhàn)。 武漢大學(xué)定明月教授團(tuán)隊(duì)通過(guò)將碳化鐵納米晶體包裹在疏水性無(wú)定形SiO2殼中，開(kāi)發(fā)出一種具有優(yōu)異疏水性的核-殼型FeMn@Si催化劑。通過(guò)給催化劑包裹一層“疏水鎧甲”，從而實(shí)現(xiàn)了56%的高CO轉(zhuǎn)化率和13%的低CO2選擇性，烯烴收率高達(dá)36.6%。核層碳化鐵活性相與殼層疏水基團(tuán)的高效協(xié)同，將能拓展出一系列新型的復(fù)合催化劑，通過(guò)抑制高耗能的水煤氣變換反應(yīng)，大幅度降低合成氣轉(zhuǎn)化過(guò)程中的CO2排放，顯著提高碳原子利用效率，有望實(shí)現(xiàn)合成氣更高效、更經(jīng)濟(jì)制取烯烴、汽油、芳烴、航油等各種高附加值化學(xué)品。該研究成果發(fā)表在《Science》期刊上，同期《Science》期刊發(fā)表了亮點(diǎn)評(píng)論文章，高度評(píng)價(jià)了該工作，認(rèn)為該工作對(duì)于實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)提供了新的解決方案。 合成氣在疏水性FeMn@Si催化劑上高效制取C2+烯烴

項(xiàng)目成果/簡(jiǎn)介:烯烴作為化工領(lǐng)域的核心分子，是合成纖維橡膠塑料等重要材料的單體，屬于一類(lèi)重要的高附加值化工原料。工業(yè)上的烯烴主要來(lái)源于石腦油的裂解。近年來(lái)，隨著石油資源的日益減少和C1化學(xué)的迅速發(fā)展，開(kāi)發(fā)從合成氣直接制備烯烴的反應(yīng)路徑來(lái)替代傳統(tǒng)的石化路線具有十分重要的意義。傳統(tǒng)合成氣轉(zhuǎn)化路徑中約50%CO轉(zhuǎn)化成了CO2和CH4等溫室氣體副產(chǎn)

成果描述：生物柴油是一種極具應(yīng)用前景的生物質(zhì)潔凈能源，世界各國(guó)都極其重視其發(fā)展，并在政策和稅收等方面給予了極大的扶持。由于需以精制后的動(dòng)植物油為原料，其生產(chǎn)成本過(guò)高而導(dǎo)致生物柴油的推廣應(yīng)用受阻。若以煎炸費(fèi)油、地溝油等為原料制備生物柴油，則可以大大降低生產(chǎn)成本。但由于煎炸廢油、地溝油等原料的酸值很高，必須經(jīng)過(guò)硫酸催化預(yù)酯化降低酸值后，才能采用傳統(tǒng)的堿催化酯交換方法制備生物柴油。這個(gè)工藝同時(shí)存在著硫酸對(duì)反應(yīng)器的腐蝕、大量含酸廢水排放污染水環(huán)境、催化劑與產(chǎn)物分離困難、催化劑不可重復(fù)使用等弊端。采用非均相固體酸催化劑則可以克服這些問(wèn)題，并且是一種綠色環(huán)保的工藝。 采用酸改性的固體酸催化劑，對(duì)高酸值棕櫚油酯化反應(yīng)制備生物柴油表現(xiàn)出很好的催化活性。固體酸在醇油比9:1、催化劑用量7 wt%、65 oC條件下，催化棕櫚油的甲酯化反應(yīng)時(shí)間2 h，產(chǎn)物的甲酯含量和甲酯收率分別可達(dá)96.3%和93.2%。制備了有添加劑的SZMN型固體酸，對(duì)脂肪酸的酯化反應(yīng)表現(xiàn)出高活性和高穩(wěn)定性。在65 °C、醇酸比9/1、催化劑用量10 wt.%、反應(yīng)時(shí)間4h，油酸轉(zhuǎn)化率可達(dá)98.5%。最優(yōu)反應(yīng)條件下，SZMN固體酸在重復(fù)使用6次后認(rèn)可保持約96%的油酸轉(zhuǎn)化率。市場(chǎng)前景分析：該項(xiàng)技術(shù)可應(yīng)用于生物柴油生產(chǎn)企業(yè)，尤其適用于從低成本高酸值油脂原料（如煎炸廢油、地溝油、棕櫚油等）生產(chǎn)生物柴油。使用該項(xiàng)技術(shù)，可以降低用于處理含酸、堿廢水的成本，使生產(chǎn)過(guò)程更容易達(dá)到環(huán)評(píng)要求。與同類(lèi)成果相比的優(yōu)勢(shì)分析：催化劑活性評(píng)價(jià)： 65 °C、醇酸比9:1、催化劑用量7~10 wt.%、反應(yīng)時(shí)間2~4h，脂肪酸轉(zhuǎn)化率 > 90 %。 催化劑穩(wěn)定性評(píng)價(jià)： 65 °C、醇酸比9:1、催化劑用量7~10 wt.%、反應(yīng)時(shí)間2~4h，重復(fù)使用6次，仍可保持 > 90 %的脂肪酸轉(zhuǎn)化率。 生物柴油產(chǎn)品評(píng)價(jià)： 產(chǎn)品酸值 < 1 mgKOH/g。

成果描述：生物柴油是一種極具應(yīng)用前景的生物質(zhì)潔凈能源，世界各國(guó)都極其重視其發(fā)展，并在政策和稅收等方面給予了極大的扶持。由于需以精制后的動(dòng)植物油為原料，其生產(chǎn)成本過(guò)高而導(dǎo)致生物柴油的推廣應(yīng)用受阻。若以煎炸費(fèi)油、地溝油等為原料制備生物柴油，則可以大大降低生產(chǎn)成本。但由于煎炸廢油、地溝油等原料的酸值很高，必須經(jīng)過(guò)硫酸催化預(yù)酯化降低酸值后，才能采用傳統(tǒng)的堿催化酯交換方法制備生物柴油。這個(gè)工藝同時(shí)存在著硫酸對(duì)反應(yīng)器的腐蝕、大量含酸廢水排放污染水環(huán)境、催化劑與產(chǎn)物分離困難、催化劑不可重復(fù)使用等弊端。采用非均相固體酸催化劑則可以克服這些問(wèn)題，并且是一種綠色環(huán)保的工藝。 采用酸改性的固體酸催化劑，對(duì)高酸值棕櫚油酯化反應(yīng)制備生物柴油表現(xiàn)出很好的催化活性。固體酸在醇油比9:1、催化劑用量7 wt%、65 oC條件下，催化棕櫚油的甲酯化反應(yīng)時(shí)間2 h，產(chǎn)物的甲酯含量和甲酯收率分別可達(dá)96.3%和93.2%。制備了有添加劑的SZMN型固體酸，對(duì)脂肪酸的酯化反應(yīng)表現(xiàn)出高活性和高穩(wěn)定性。在65 °C、醇酸比9/1、催化劑用量10 wt.%、反應(yīng)時(shí)間4h，油酸轉(zhuǎn)化率可達(dá)98.5%。最優(yōu)反應(yīng)條件下，SZMN固體酸在重復(fù)使用6次后認(rèn)可保持約96%的油酸轉(zhuǎn)化率。市場(chǎng)前景分析：該項(xiàng)技術(shù)可應(yīng)用于生物柴油生產(chǎn)企業(yè)，尤其適用于從低成本高酸值油脂原料（如煎炸廢油、地溝油、棕櫚油等）生產(chǎn)生物柴油。使用該項(xiàng)技術(shù)，可以降低用于處理含酸、堿廢水的成本，使生產(chǎn)過(guò)程更容易達(dá)到環(huán)評(píng)要求。與同類(lèi)成果相比的優(yōu)勢(shì)分析：催化劑活性評(píng)價(jià)： 65 °C、醇酸比9:1、催化劑用量7~10 wt.%、反應(yīng)時(shí)間2~4h，脂肪酸轉(zhuǎn)化率 > 90 %。 催化劑穩(wěn)定性評(píng)價(jià)： 65 °C、醇酸比9:1、催化劑用量7~10 wt.%、反應(yīng)時(shí)間2~4h，重復(fù)使用6次，仍可保持 > 90 %的脂肪酸轉(zhuǎn)化率。 國(guó)內(nèi)先進(jìn)。

生物柴油是一種極具應(yīng)用前景的生物質(zhì)潔凈能源，世界各國(guó)都極其重視其發(fā)展，并在政策和稅收等方面給予了極大的扶持。由于需以精制后的動(dòng)植物油為原料，其生產(chǎn)成本過(guò)高而導(dǎo)致生物柴油的推廣應(yīng)用受阻。若以煎炸費(fèi)油、地溝油等為原料制備生物柴油，則可以大大降低生產(chǎn)成本。但由于煎炸廢油、地溝油等原料的酸值很高，必須經(jīng)過(guò)硫酸催化預(yù)酯化降低酸值后，才能采用傳統(tǒng)的堿催化酯交換方法制備生物柴油。這個(gè)工藝同時(shí)存在著硫酸對(duì)反應(yīng)器的腐蝕、大量含酸廢水排放污染水環(huán)境、催化劑與產(chǎn)物分離困難、催化劑不可重復(fù)使用等弊端。采用非均相固體酸催化劑則可以克服這些問(wèn)題，并且是一種綠色環(huán)保的工藝。 采用酸改性的固體酸催化劑，對(duì)高酸值棕櫚油酯化反應(yīng)制備生物柴油表現(xiàn)出很好的催化活性。固體酸在醇油比9:1、催化劑用量7 wt%、65 oC條件下，催化棕櫚油的甲酯化反應(yīng)時(shí)間2 h，產(chǎn)物的甲酯含量和甲酯收率分別可達(dá)96.3%和93.2%。制備了有添加劑的SZMN型固體酸，對(duì)脂肪酸的酯化反應(yīng)表現(xiàn)出高活性和高穩(wěn)定性。在65 °C、醇酸比9/1、催化劑用量10 wt.%、反應(yīng)時(shí)間4h，油酸轉(zhuǎn)化率可達(dá)98.5%。最優(yōu)反應(yīng)條件下，SZMN固體酸在重復(fù)使用6次后認(rèn)可保持約96%的油酸轉(zhuǎn)化率。

PVC是最常用的通用塑料。目前，在PVC制品中大量使用的增塑劑ESO（環(huán)氧大豆油）的 關(guān)鍵指標(biāo)環(huán)氧值為5.9～6.1。使添加量只能在10%以下。而環(huán)氧值>6.5則稱(chēng)為高環(huán)氧值ESO，具 有相容性好、輔助穩(wěn)定效果好、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，該類(lèi)ESO國(guó)內(nèi)尚無(wú)企業(yè)生產(chǎn)。基本為進(jìn)口或 外資產(chǎn)品，售價(jià)比普通ESO高60%以上。 本工藝除了能夠生產(chǎn)高環(huán)氧值ESO產(chǎn)品以外，另一個(gè)特點(diǎn)就是生產(chǎn)過(guò)程中同時(shí)副產(chǎn)一種化 工原料，完全沒(méi)有常規(guī)ESO生產(chǎn)中的大量廢水排放，工藝無(wú)污染并提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。