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項目成果/簡介:南開大學(xué)李偉課題組與宜賓天原集團(tuán)股份有限公司、湖南新晃新中化工有限責(zé)任公司合作所開發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新型低汞觸媒各項性能指標(biāo)完全符合低汞觸媒行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) HG/T4192-2011 要求，工業(yè)運行情況穩(wěn)定，在轉(zhuǎn)化率、選擇性及使用壽命上具有優(yōu)勢，且其制備方法創(chuàng)新，制備工藝簡單，綠色環(huán)保，已通過中國石化聯(lián)合會組織的技術(shù)鑒定，具備向行業(yè)內(nèi)進(jìn)一步擴(kuò)大推廣優(yōu)勢，在國內(nèi)處于領(lǐng)先水平。應(yīng)用范圍:本項目開發(fā)的低汞催化劑反應(yīng)轉(zhuǎn)化率，選擇性均達(dá)到 99%以上，使用壽命超過 8000 小時，活性組分氯化汞質(zhì)量百分含量 6%以下，在萬噸級 PVC 工業(yè)裝備上已裝填催化劑 100 余噸，生產(chǎn)出合格產(chǎn)品 10萬余噸，創(chuàng)造產(chǎn)值近 7 億元。該技術(shù)催化劑量產(chǎn)投資規(guī)模為 5000 萬。 基于本技術(shù)的產(chǎn)品表觀密度可達(dá) 40-100Kg/m3，具有質(zhì)輕、價廉，優(yōu)良的保溫隔熱和隔音性能；優(yōu)良的阻燃性能（可達(dá) A 級或 B1 級）。本項目社會貢獻(xiàn)和經(jīng)濟(jì)效益在于優(yōu)質(zhì)的保溫材料是降低能耗改善大氣環(huán)境的重要環(huán)節(jié)，可以為減少城市霧霾作貢獻(xiàn)，需求量巨大，經(jīng)濟(jì)效益可觀。效益分析:選擇硅烷偶聯(lián)劑作為表面活性劑以及特殊金屬氯化物對煤質(zhì)炭進(jìn)行預(yù)處理，使活性炭表面羥基官能團(tuán)轉(zhuǎn)化為其他與特定金屬離子有強結(jié)合力的官能團(tuán)，大幅提升活性組分負(fù)載牢固度，提高觸媒抗積碳能力，同時也有效提高了活性組分的分散性，并有效做到降低汞用量，降低助劑金屬用量，增強汞負(fù)載穩(wěn)定性，提高低汞觸媒活性及選擇性，延長低汞觸媒使用壽命。該制備方法簡便易行，適合工業(yè)化大生產(chǎn)的需求。

南開大學(xué)李偉課題組與宜賓天原集團(tuán)股份有限公司、湖南新晃新中化工有限責(zé)任公司合作所開發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新型低汞觸媒各項性能指標(biāo)完全符合低汞觸媒行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) HG/T4192-2011 要求，工業(yè)運行情況穩(wěn)定，在轉(zhuǎn)化率、選擇性及使用壽命上具有優(yōu)勢，且其制備方法創(chuàng)新，制備工藝簡單，綠色環(huán)保，已通過中國石化聯(lián)合會組織的技術(shù)鑒定，具備向行業(yè)內(nèi)進(jìn)一步擴(kuò)大推廣優(yōu)勢，在國內(nèi)處于領(lǐng)先水平。

南開大學(xué)李偉課題組與宜賓天原集團(tuán)股份有限公司、湖南新晃新 中化工有限責(zé)任公司合作所開發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新型低汞觸 媒各項性能指標(biāo)完全符合低汞觸媒行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) HG/T4192-2011 要求，工 業(yè)運行情況穩(wěn)定，在轉(zhuǎn)化率、選擇性及使用壽命上具有優(yōu)勢，且其制 備方法創(chuàng)新，制備工藝簡單，綠色環(huán)保，已通過中國石化聯(lián)合會組織 的技術(shù)鑒定，具備向行業(yè)內(nèi)進(jìn)一步擴(kuò)大推廣優(yōu)勢，在國內(nèi)處于領(lǐng)先水 平。 項目特色： 選擇硅烷偶聯(lián)劑作為表面活性劑以及特殊金屬氯化物對煤質(zhì)炭 進(jìn)行預(yù)處理，使活性炭表面羥基官能團(tuán)轉(zhuǎn)化為其他與特定金屬離子有 強結(jié)合力的官能團(tuán)，大幅提升活性組分負(fù)載牢固度，提高觸媒抗積碳 能力，同時也有效提高了活性組分的分散性，并有效做到降低汞用量， 降低助劑金屬用量，增強汞負(fù)載穩(wěn)定性，提高低汞觸媒活性及選擇性， 延長低汞觸媒使用壽命。該制備方法簡便易行，適合工業(yè)化大生產(chǎn)的 需求。 市場應(yīng)用前景： 本項目開發(fā)的低汞催化劑反應(yīng)轉(zhuǎn)化率，選擇性均達(dá)到 99%以上， 使用壽命超過 8000 小時，活性組分氯化汞質(zhì)量百分含量 6%以下，在 萬噸級 PVC 工業(yè)裝備上已裝填催化劑 100 余噸，生產(chǎn)出合格產(chǎn)品 10 萬余噸，創(chuàng)造產(chǎn)值近 7 億元。該技術(shù)催化劑量產(chǎn)投資規(guī)模為 5000 萬。 基于本技術(shù)的產(chǎn)品表觀密度可達(dá) 40-100Kg/m3，具有質(zhì)輕、價廉， 優(yōu)良的保溫隔熱和隔音性能；優(yōu)良的阻燃性能（可達(dá) A 級或 B1 級）。 本項目社會貢獻(xiàn)和經(jīng)濟(jì)效益在于優(yōu)質(zhì)的保溫材料是降低能耗改善大 氣環(huán)境的重要環(huán)節(jié)，可以為減少城市霧霾作貢獻(xiàn)，需求量巨大，經(jīng)濟(jì) 效益可觀。

目前，乙炔法生產(chǎn)PVC的催化劑，幾乎全部采用氯化汞催化劑。大量使用汞觸媒帶來的結(jié)果，不僅是汞資源的迅速枯竭，更重要的是惡劣的環(huán)境污染，汞污染造成的連鎖反應(yīng)，對人類生活產(chǎn)生了極大的負(fù)面影響。 為確保我國乙炔法PVC和氯堿產(chǎn)業(yè)的安全發(fā)展，有序推進(jìn)汞減排，有關(guān)部門的對策是：2012 年，實現(xiàn)電石法PVC行業(yè)低汞觸媒普及率達(dá)到50%，并全部合理回收廢汞觸媒；到2015 年，全行業(yè)全部使用低汞觸媒，廢汞觸媒回收率達(dá)到100%。 南開大學(xué)與國內(nèi)重要PVC生產(chǎn)企業(yè)合作，工業(yè)放大制備的

一、項目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡介 中國是聚氯乙烯產(chǎn)量最大的國家，占世界總產(chǎn)能25%左右，2016年我國PVC產(chǎn)能約2250萬噸。生產(chǎn)中大多采用汞催化劑，但由于汞毒性大及國內(nèi)資源枯竭等問題使該產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展受到了嚴(yán)重挑戰(zhàn)。在此背景下，南開大學(xué)與新疆中泰集團(tuán)合作開發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新型綠色無汞催化劑技術(shù)實現(xiàn)對含汞有毒催化劑的徹底替代。經(jīng)過多年的實驗室研究及三年時間的中試側(cè)線評價試驗驗證，該技術(shù)已經(jīng)成熟，具備了大規(guī)模工業(yè)化推廣的基礎(chǔ)。與現(xiàn)用的汞催化劑相比具有無毒、環(huán)保、工藝先進(jìn)等優(yōu)點、與國、內(nèi)外其它新型無汞催化劑相比具有活性高、穩(wěn)定性好、成本低等優(yōu)勢。

項目簡介： 中國是聚氯乙烯產(chǎn)量最大的國家，占世界總產(chǎn)能 25%左右， 2016 年我國 PVC 產(chǎn)能約 2250 萬噸。生產(chǎn)中大多采用汞催化劑，但 由于汞毒性大及國內(nèi)資源枯竭等問題使該產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展受到了嚴(yán) 重挑戰(zhàn)。依靠科技的發(fā)展，創(chuàng)造出高效環(huán)保的無汞催化劑取代傳統(tǒng)的 氯化汞催化劑，以及創(chuàng)造出單位產(chǎn)品產(chǎn)污系數(shù)最低且能源消耗最少的 現(xiàn)金工藝是聚氯乙烯發(fā)展的必然之路。 在此背景下，南開大學(xué)與新疆中泰集團(tuán)合作開發(fā)的具有自主知識 產(chǎn)權(quán)的新型綠色無汞催化劑技術(shù)實現(xiàn)對含汞有毒催化劑的徹底替代。 經(jīng)過多年的實驗室研究及三年時間的中試側(cè)線評價試驗驗證，該技術(shù) 已經(jīng)成熟，具備了大規(guī)模工業(yè)化推廣的基礎(chǔ)。與現(xiàn)用的汞催化劑相比具有無毒、環(huán)保、工藝先進(jìn)等優(yōu)點、與國、內(nèi)外其它新型無汞催化劑 相比具有活性高、穩(wěn)定性好、成本低等優(yōu)勢。 項目特色： 本項目開發(fā)的綠色無汞催化劑在使用過程中反應(yīng)轉(zhuǎn)化率、選擇性 均達(dá)到 99%以上，單程使用壽命超過 8000 小時，并具備可再生潛力。 在新疆中泰化學(xué)的 PVC 中試側(cè)線評價裝置中完成了三年三期中試評 價試驗，使用效果良好。 市場應(yīng)用前景： 未來幾年間，中國 PVC 產(chǎn)能將保持快速增長，電石法生產(chǎn) PVC 催化劑需求量也將增加，實行 50%無汞催化劑替換，約有 43-68 億市 場空間。 

本發(fā)明公開了一種用于硝汞協(xié)同控制的催化劑及其制備方法，所述催化劑由以下質(zhì)量百分比計的組分制成：載體：TiO272-98.6％，活性組分：V2O50.1-5％、WO31-10％、Cr2O30.1-5％和Nb2O50.1-5％，助催化劑0.1-3％。本發(fā)明可用于煙氣中氮氧化物的還原同時將零價汞氧化成二價汞然后加以控制，具有較高脫硝性能的同時具備高的汞氧化性能，相比于目前商用SCR催化劑，很大程度上提高了催化劑的汞氧化率，可以適應(yīng)我國燃煤電廠中脫汞的要求，且SO2/SO3轉(zhuǎn)化率較低，并且有較好的抗中毒能力，是一種低成本、高性能的新型催化劑。

甲醇制烯烴(MTO)是最有希望替代傳統(tǒng)石油裂解制取烯烴路線的新興工藝,而MTOI藝的研究重點在于催化劑的開發(fā)。本技術(shù)以甲醇制烯烴反應(yīng)為對象,開展了SAPO-34分子篩催化劑的制備與性能評價,并基于篩選確定的最優(yōu)催化劑,完成了甲醇制烯烴本征動力學(xué)實驗研究,建立了與實驗數(shù)據(jù)良好相容的本征動力學(xué)模型。采用水熱法合成SAPO-34分子篩,晶化溫度為200℃,晶化時間為48h,動態(tài)晶化。在一定的原料配方下,通過性能評價和XRD、SEM和TPD等表征相結(jié)合的方式,考察了雙模板劑配比、硅鋁比、磷鋁比對SAPO-34分子篩性能的影響。結(jié)果表明,在實驗考察的雙模板劑配比范圍內(nèi)均能合成出SAPO-34分子篩,合成的分子篩具有相對最好的MTO催化性能,總低碳烯烴(乙烯+丙烯)收率達(dá)到87.7%。在雙模板劑下過低的硅鋁比會影響SAPO-34分子篩的晶相結(jié)構(gòu),導(dǎo)致SAPO-5混晶的生成,相對適宜的硅鋁比為0.4。磷鋁比影響分子篩合成的初始凝膠PH值,過高或過低均不利于SAPO-34分子篩MTO性能的提高,相對適宜磷鋁比為1.0。以原位合成法考察了La、Ce和Y三種稀土金屬離子對SAPO-34的改性作用。

電池高性能低鉑電催化劑研究首先合成含有高指數(shù)面的Pt3Fe 多級納米線，再通過煅燒得到含有兩個原子層厚的 Pt-skin結(jié)構(gòu)，并評估了該材料在酸性介質(zhì)中的氧還原和醇氧化催化性能，最后基于 DFT 理論計算結(jié)果證明含有高指數(shù)面的 Pt-skin表面對反應(yīng)中間體的吸附能優(yōu)化，有利于電催化反應(yīng)的進(jìn)行。該工作首次將 Pt-skin和高指數(shù)面結(jié)合，在催化劑活性和穩(wěn)定性方面有了很大提升，為高性能電催化材料的設(shè)計和開發(fā)指出了新方向。

電池高性能低鉑電催化劑研究首先合成含有高指數(shù)面的Pt3Fe 多級納米線，再通過煅燒得到含有兩個原子層厚的 Pt-skin結(jié)構(gòu)，并評估了該材料在酸性介質(zhì)中的氧還原和醇氧化催化性能，最后基于 DFT 理論計算結(jié)果證明含有高指數(shù)面的 Pt-skin表面對反應(yīng)中間體的吸附能優(yōu)化，有利于電催化反應(yīng)的進(jìn)行。該工作首次將 Pt-skin和高指數(shù)面結(jié)合，在催化劑活性和穩(wěn)定性方面有了很大提升，為高性能電催化材料的設(shè)計和開發(fā)指出了新方向。