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一種獨特的仿生礦化刻蝕法，合成釕原子單分散的介孔單晶TiO 2 ，析氫性能極其優(yōu)異。高分辨透射電子顯微鏡與元素面掃描測試結(jié)果表明，單個釕原子的均勻分散在具有介孔結(jié)構(gòu)的TiO 2 晶體中。結(jié)合X射線光電子能譜與電子順磁共振測試結(jié)果，首次證實，釕表現(xiàn)出異常的+5高價態(tài)而非+4價，而晶格中的部分鈦原子接收來自釕的電子形成Ti 3+ 。在0.1 M KOH電解液中，Ru-TiO 2 的起始過電勢僅為82 mV，通過鋁還原調(diào)節(jié)樣品的電子結(jié)構(gòu)，其析氫性能得到了進(jìn)一步的加強(qiáng)，起始過電勢降低至45 mV，10 mA/cm 2 的電流密度下過電勢僅為150 mV。通過第一性原理的密度泛函計算證明，Ru 5+ 與Ti 3+ 協(xié)同作用降低了氫吸附能，使得其與氫吸附火山頂更為接近，從而獲得優(yōu)異的電化學(xué)析氫性能。

（專利號：ZL 201410460926.9） 簡介：本發(fā)明公開了一種高效催化合成喹啉類衍生物的方法，屬于有機(jī)合成技術(shù)領(lǐng)域。該合成反應(yīng)中活潑α-甲基或亞甲基羰基化合物與2-氨基苯乙酮的摩爾比為1∶1，多磺酸根酸性離子液體催化劑的摩爾量是所用2-氨基苯乙酮的7～10％，反應(yīng)溶劑75％乙醇水溶液的體積量(ml)為2-氨基苯乙酮摩爾量(mmol)的3～5倍，回流反應(yīng)時間為5～25min，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，過濾，所得濾渣真空干燥得到純喹啉類衍

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內(nèi)外市場，全球煙酸市場在 8 萬噸以上，目前主要采用化學(xué)法生產(chǎn)。 本項目打通了生物轉(zhuǎn)化 3-氰基吡啶制備煙酸的工藝路線，建成了國際上首條煙酸生物法生產(chǎn)線，技術(shù)水平達(dá)到國際領(lǐng)先。項目獲得了自主知識產(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)量均為目前國際報道的最高水平。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 等國內(nèi)外期刊發(fā)表論文 20 余篇，1 篇入選BioMed 數(shù)據(jù)庫 Highly accessed 論文；213受邀合編英文專著 1 部；申報國家發(fā)明專利 15 項，其中已授權(quán) 9項。 

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脈搏血氧儀是一種無創(chuàng)傷、連續(xù)監(jiān)測人體動脈血氧飽和度的新型醫(yī)學(xué)儀器，國外于八十年代中期投入臨床使用。我國從九十年代初期引進(jìn)該儀器，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于臨床。我們研制的便攜式脈搏血氧儀和脈搏血氧監(jiān)護(hù)模塊完全系我們自行設(shè)計，達(dá)到國外八十年代末、九十年代初的水平，在國內(nèi)屬領(lǐng)先。脈搏血氧監(jiān)測是八十年代中期國際上新開展的監(jiān)護(hù)項目。目前已列為臨床術(shù)中麻醉監(jiān)護(hù)、危重病人術(shù)后監(jiān)護(hù)

氧氣還原反應(yīng)是燃料電池中最常見的陰極反應(yīng)，即氧氣通過四電子過程結(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的價格非常昂貴，給電池帶來非常高的成本。而近年來，開發(fā)的基于雜元素?fù)诫s的碳納米材料，盡管成本比Pt低，但是其制備過程相對較復(fù)雜，難以實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。 而對于電池的發(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、制備簡單等優(yōu)點，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。

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(yīng)用于二氧化碳電還原反應(yīng)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(fù)合物納米棒。在進(jìn)一步電化學(xué)還原預(yù)處理后，該復(fù)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(dá) 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(fù)合物及 Bi 2 S 3 參比樣品進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)在電化學(xué)還原預(yù)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(fù)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(jìn)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(jìn)。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(jìn)一步提升硫促進(jìn)水解離的效用，同時抑制氫析出反應(yīng)的發(fā)生。因此，無定型 Ag-Bi-S-O 修飾的 Bi 0 納米顆?？梢栽跇O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。

一、項目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡介 隨著工業(yè)化的快速發(fā)展，環(huán)境污染問題日益突出?；前奉惪股?、酚類等持久性有機(jī)污染物引起的水體污染，二氧化碳與氮氧化物的大量排放產(chǎn)生的氣候變暖與大氣污染，成為當(dāng)前社會可持續(xù)發(fā)展面臨的重大問題。光催化技術(shù)由于可以直接利用可持續(xù)的太陽能驅(qū)動化學(xué)反應(yīng)，而成為水/氣環(huán)境凈化和清潔能源利用的理想途徑之一。因此，開發(fā)高性能的光催化劑意義重大。

成果與項目的背景及主要用途： 我國對天然氣等清潔能源的需求量逐年增加。天然氣在井口剛剛開采出來時 被稱作凝析天然氣，是濕氣的一種，濕氣首先要經(jīng)過測量，然后再進(jìn)入處理廠。 濕氣為氣多液少的特殊的氣液兩相流，流動型態(tài)包括分層、波狀、環(huán)狀、霧狀等 多種形態(tài)，因此檢測難度很大。 國際市場，因技術(shù)門檻兒高，只有極少數(shù)幾家公司（FMC\SolartronISA\Roxar） 掌握此項技術(shù)。因大多采用射線技術(shù)，產(chǎn)品價格高昂。國內(nèi)市場采用“單相流量 計量儀表”或大型“計量站”，不是無法滿足氣液兩相測量，就是建設(shè)數(shù)千平方米 的集氣計量站，耗資巨大。 68天津大學(xué)科技成果選編 凝析天然氣兩相流量計旨在解決油氣田井口濕天然氣的氣、液兩相的在線不 分離計量問題。對于及時、準(zhǔn)確、長期地掌握單井、井區(qū)、氣藏、氣田的生產(chǎn)動 態(tài)信息，判斷氣井/氣藏的生產(chǎn)變化和水侵狀況、優(yōu)化生產(chǎn)采氣工藝、延長氣井 生產(chǎn)壽命，并最終提高氣田的采收率具有重大的現(xiàn)實意義。 技術(shù)原理與工藝流程簡介： 雙節(jié)流計量管由 V 錐流量傳感器和文丘里流量傳感器串聯(lián)構(gòu)成。從天然氣 井中采出的凝析天然氣體（即濕氣）先后流過 V 錐和文丘里，分別產(chǎn)生壓差△ P1 和△P2。 △P1=K1QG+K2QL △P2=K3QG+K4QL 69天津大學(xué)科技成果選編 70 QG、QL 分別為氣相和液相的體積流量；K1、K2、K3、K4 是工況壓力、溫度、 干度、氣相密度 ρG、液相密度 ρL、節(jié)流形式、節(jié)流比 β、長度 L、氣相弗勞德數(shù) Frg、液相雷諾數(shù) Re 等相關(guān)函數(shù)。遠(yuǎn)程平臺以高性能嵌入式工控機(jī)為核心，配以工業(yè)寬溫電子硬盤、16 路高 精度數(shù)據(jù)采集卡、12 寸工業(yè)寬溫液晶屏、工業(yè)寬溫全金屬防水鍵盤、充電鋰電 池等，可實現(xiàn)信號的采集、氣液兩相流量的計算/顯示/存儲等。鋰電池供電、220 供電和蓄電池+太陽能供電 3 種工作方式。內(nèi)部供電可待機(jī) 16 小時，低功耗模式 20 小時以上。 技術(shù)水平及專利與獲獎情況： 技術(shù)水平： 1）產(chǎn)品不依賴射線技術(shù)、分離器技術(shù)。 2）適用范圍廣，海洋、陸地油氣田均可適用。 3）結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、低功耗、互換性好及多參數(shù)動態(tài)測量。獲獎情況： “凝析天然氣多參數(shù)動態(tài)測量技術(shù)研究與應(yīng)用”獲得 2013 中國計量測試學(xué)會 科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎”一等獎。已授權(quán)專利 10 項，并成功產(chǎn)業(yè)化，制定了相應(yīng)的企業(yè) 標(biāo)準(zhǔn)，通過了第三方的形式評價，取得了中華人民共和國制造計量器具許可證。 應(yīng)用前景分析及效益預(yù)測： 該流量計占地面積約 1 平方米，價格僅為適用于陸上氣田的國外同類產(chǎn)品價 格的幾分之一甚至十分之一，可取代進(jìn)口，大幅降低一次性基礎(chǔ)設(shè)施投入成本和 人力、管理成本。 國內(nèi)客戶：中石油、中石化、中海油 國際客戶：國際石油公司 目前已取得了顯著經(jīng)濟(jì)效益，如為中石油西南油氣田分公司川中油氣礦節(jié)約 氣液分離存儲等工藝設(shè)備、場站用地、值守人員人工成本等累積 8700 萬元。 應(yīng)用領(lǐng)域：天津大學(xué)科技成果選編 72 應(yīng)用領(lǐng)域涉及陸地油氣田、采油平臺、海下氣田、非常規(guī)氣田（頁巖氣田、 煤層氣）等多種天然氣上游生產(chǎn)計量領(lǐng)域。