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成果介紹2019年開始，中央環(huán)保督察組將用三年時間，完成全國第二輪督察，環(huán)保做為供給側(cè)改革重要抓手，洗牌行業(yè)格局，釋放廢水總量治理需求的存量空間，訂單數(shù)量和單價相應(yīng)提升。針對 “重化圍江”現(xiàn)狀和化工園區(qū)的快速發(fā)展導致“三廢”排放量居高不下的窘境，東南大學納米低維凈化材料創(chuàng)新團隊以毒性減排為目標，重點攻關(guān)國家重大需求污染全過程除毒處理，研制的撬裝式無泥芬頓催化氧化設(shè)備，框架結(jié)構(gòu)集成化、靈活機動、隨開隨用、全地形使用，非接觸式全封閉深度處理、避免交叉污染與擴散污染。適用于三高一低難降解水質(zhì)的處理，也可適用于工業(yè)園區(qū)、醫(yī)藥、石油化工、煤化工等廢水處理。主要消減指標：對COD，色度有良好去除效果，去除率65-95[[%]]，B/C比提升到0.4以上，無二次污染，污泥零排放。工業(yè)水處理價值鏈包括建設(shè)階段的系統(tǒng)設(shè)計，設(shè)備集成，工程施工，以及運營階段的藥劑生產(chǎn)，解決方案，運營管理。我們可以提供系統(tǒng)設(shè)計，設(shè)備集成，藥劑生產(chǎn)，解決方案，等多層次優(yōu)質(zhì)服務(wù)。技術(shù)創(chuàng)新點及參數(shù)1.首創(chuàng)NSFO技術(shù)，NSFO技術(shù)耦合真空紫外光VUV的裝備化優(yōu)勢，在大幅提升處理效果的基礎(chǔ)上避免了污泥二次污染的產(chǎn)生。2.精準治理：根據(jù)污染物組成、理化性質(zhì)，定制催化劑與降解工藝；源頭處理，分質(zhì)分流。3.環(huán)境友好：NSFO 產(chǎn)品日常運行基本無外排污泥，不產(chǎn)生異味、不影響周邊環(huán)境，可臨近居民區(qū)建設(shè)，基本消除“鄰避效應(yīng)”。4.易選址：框架結(jié)構(gòu)集成化，催化劑高效化，流程精簡化；整套設(shè)備高度集成于移動框架外殼中，可全地形部署，隨開隨用。5.智能化程度高、管理簡單：NSFO 產(chǎn)品控制系統(tǒng)智能化，通過自動控制系統(tǒng)使工況數(shù)據(jù)自動上傳，無需專人值守。6.成本優(yōu)勢：投資省，占地省，人力省，出水總量省，自動化程度高，比傳統(tǒng)傳統(tǒng)芬頓法氧化工藝總成本減少30[[%]]以上市場前景1.入圍2019年南京創(chuàng)新周簽約項目2.入圍揚子江生態(tài)展陳，共建揚子江生態(tài)文明

針對我國對控制揮發(fā)性有機物（VOC）廢氣排放的高度重視，研發(fā)了一系列具有自主知識產(chǎn)權(quán)（近  30 項授權(quán)及國家發(fā)明專利）、高效凈化 VOC 的有序多孔金屬氧化物催化材料，有望應(yīng)用于建筑裝飾、餐飲服務(wù)和服裝干洗、有機精細化工（包括涂料、油墨、膠粘劑、醫(yī)藥等）、涂裝、印刷、黏合、工業(yè) 清洗等行業(yè)中 VOC 的凈化處理工藝。

隨著我國汽車工業(yè)的快速發(fā)展，汽車產(chǎn)量和保有量迅速增加，汽車尾氣排放給城市空氣造成的污染日益嚴重。控制汽車尾氣污染的最有效途徑是降低單車排放量，安裝汽車尾氣凈化催化劑是目前最有效的方法之一，其關(guān)鍵是高效汽車尾氣凈化催化劑的開發(fā)。根據(jù)汽車工業(yè)和燃油品質(zhì)的發(fā)展趨勢，我們對汽車尾氣凈化的關(guān)鍵催化反應(yīng)、凈化催化劑的組成、稀土與（非）貴金屬組分的相互作用等方面開展了廣泛的應(yīng)用基礎(chǔ)研究，采用氧化共沉淀法、尿素水熱法、反相微乳液法等制備了高穩(wěn)定性與高儲放氧性能的稀土基儲氧材料；采用纖維素模板法和反相微乳液法等制備了大表面積和高熱穩(wěn)定性的氧化鋁基復合氧化物；為了降低凈化催化劑的成本，充分結(jié)合我國豐富的稀土資源，開展了"稀土－非貴金屬－微量貴金屬"的催化劑設(shè)計方案，使催化劑的成本明顯下降；發(fā)展了整體式催化劑的制備方法，形成了一次涂覆可制備出均質(zhì)、穩(wěn)定的整體式催化劑的專有技術(shù)；解決了從實驗室研究到工業(yè)化生產(chǎn)的工程化問題，在多家企業(yè)實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。使用本技術(shù)生產(chǎn)的汽車尾氣三效催化凈化器后，汽車尾氣的排放可達到歐－Ⅳ排放標準，同時核心技術(shù)在工業(yè)源有毒有害污染物的催化凈化和天然氣催化燃燒中得到了廣泛應(yīng)用，取得了很好的應(yīng)用效果。本項目申請了10項中國發(fā)明專利（已授權(quán)6項）和2項國際發(fā)明專利，2005年獲第七屆上海國際工業(yè)博覽會創(chuàng)新獎，2006年獲上海市技術(shù)發(fā)明一等獎，2009年獲國家科技進步二等獎。

小試階段/n本發(fā)明解決磷石膏分解溫度高、能耗大、尾渣成分單一、附加值不高、直接經(jīng)濟效益不明顯的技術(shù)問題。本發(fā)明不僅能有效降低反應(yīng)溫度、加快反應(yīng)速度、減少能耗和降低生產(chǎn)成本，且能實現(xiàn)對固體產(chǎn)物成分的精確控制。本發(fā)明處于待轉(zhuǎn)化階段，應(yīng)用范圍廣闊，市場前景可觀，預(yù)期經(jīng)濟效益優(yōu)異。

開發(fā)了一種新型層狀復合型加氫脫硫催化劑。將活性離子通過靜電相互作用均勻地分散到有機改性的層狀粘土材料的層狀結(jié)構(gòu)中，通過吸附、浸漬、干燥、擠出成型，再經(jīng)焙燒、硫化處理制備得到鎳鉬鎢復合硫化物納米顆粒均勻分散地在粘土的層狀結(jié)構(gòu)中，形成層狀復合型加氫脫硫催化劑。該新型、高效的加氫脫硫催化劑，脫硫效率高達99%以上，同時具有很好的催化穩(wěn)定性，特別適用于石油產(chǎn)品中硫的脫除。

本發(fā)明公開的一種流化催化分解石膏的方法，將石膏與金屬氧化物分子篩催化劑混合均勻加入到流化反應(yīng)器中，硫磺氣從流化反應(yīng)器底部進入與固體物料接觸，反應(yīng)分解石膏。反應(yīng)得到的固相用蒸汽洗滌，洗滌后固相為金屬氧化物分子篩催化劑，干燥后循環(huán)使用。洗滌后的氣相冷凝得到Ca(OH)2懸濁液用于制備鈣鹽。未冷凝的氣相可單獨或與石膏分解反應(yīng)后的氣相產(chǎn)物中的SO2按克勞斯反應(yīng)制備硫磺，作為還原劑循環(huán)使用。石膏分解反應(yīng)得到的氣相經(jīng)過除塵，降溫，經(jīng)分離制備不溶性硫磺，可溶性硫磺作為還原劑循環(huán)使用。剩余的氣相可與H2S制備硫磺再作為還原劑循環(huán)使用，或生產(chǎn)硫酸。本發(fā)明石膏分解能耗低，分解速率快，產(chǎn)品附加值高，工藝環(huán)保先進。

γ-丁內(nèi)酯是一種用途極其廣泛的重要化工原料，尤其近幾年國內(nèi)外需求量呈上升趨勢。現(xiàn)階段合成γ-丁內(nèi)酯主要有1,4-丁二醇脫氫法和順酐加氫法。順酐加氫法雖然原料成本較低，但由于原料對反應(yīng)器有嚴重的腐蝕，并且氫氣耗量大，產(chǎn)物損失較多，生產(chǎn)效率低，所以已經(jīng)逐漸被生產(chǎn)廠家淘汰。1,4-丁二醇脫氫法，為目前較為先進的生產(chǎn)方法，但生產(chǎn)中仍需引入氫氣，所以氫源問題限制了一部分企業(yè)的生產(chǎn)，并造成設(shè)備造價提高。我組經(jīng)多年的研究開發(fā)，成功研制出了高效專用工業(yè)催化劑，即在非臨氫狀態(tài)下合成γ-丁內(nèi)酯，在高空速、較低的反應(yīng)溫

研究團隊發(fā)展并突破了Carothers建立的聚酯合成理論，提出了一種無催化劑縮聚的新機理，采用了一類能夠形成五元環(huán)或者六元環(huán)酸酐的二元羧酸作為單體。 一、項目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、技術(shù)分析 聚酯是僅次于聚烯烴的第二大類人工合成高分子材料，被廣泛應(yīng)用于纖維、瓶材、薄膜等領(lǐng)域，與人們的生產(chǎn)生活密切相關(guān)。大多數(shù)商品化聚酯都是采用二元羧酸和二元醇在金屬化合物的催化下通過熔融縮聚合成的。銻系催化劑是目前綜合性能最好，應(yīng)用最為廣泛的催化劑，殘留在聚酯中的金屬銻對人類健康和環(huán)境有潛在危害，亟待開發(fā)新型綠色聚酯合成新方法，消除聚酯中殘留催化劑的危害。 聚酯的工業(yè)生產(chǎn)一般分為兩步反應(yīng)：（1）二元羧酸和二元醇通過酯化反應(yīng)合成低分子量羥基封端齊聚物；（2）酯交換反應(yīng)脫除二元醇獲得高分子量聚酯。其中第一步酯化反應(yīng)不需要外加催化劑，通過二元羧酸單體自身的羧基自催化即可進行，而所謂的聚酯催化劑實質(zhì)上是第二步反應(yīng)的酯交換催化劑。只通過第一步酯化反應(yīng)就有效提升聚酯分子量，避免第二步酯交換反應(yīng)的進行，是無催化劑熔融縮聚合成高分子量聚酯唯一有效途徑。早在高分子學科創(chuàng)立之初的上世紀20年代末，Carothers就研究了二元羧酸與二元醇可在羧酸單體自催化下熔融酯化縮聚，以期得到聚酯材料，然而產(chǎn)物分子量僅有2-5 kDa，性能太差而無法應(yīng)用。酯化反應(yīng)的低平衡常數(shù)和高熔體黏度下排除副產(chǎn)物水的困難，被普遍認為是導致自催化方法無法獲得高分子量聚酯的原因。1941年，英國化學家Whinfield和Dickson受Carothers研究的啟發(fā)創(chuàng)造性地提出了酯交換策略，通過酯交換反應(yīng)脫除過量的二元醇合成了分子量高、力學性能優(yōu)異的聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET），并由英國ICI公司在1946年實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。目前幾乎所有的商品化聚酯都是通過酯交換路線合成的，但是為了克服酯交換反應(yīng)的能壘，催化劑的使用不可避免。Flory在1953年出版的《Princeples in Polymer Chemistry》上對此做了總結(jié)，認為自催化酯化縮聚合成高分子量聚酯是不可能實現(xiàn)的。 研究團隊通過對自催化酯化縮聚機理的深入研究，得出自催化方法無法獲得高分子量聚酯的原因僅僅在于反應(yīng)過程中的官能團比例失衡，而非酯化反應(yīng)的低平衡常數(shù)及副產(chǎn)物難以排出。研究團隊發(fā)展并突破了Carothers建立的聚酯合成理論，提出了一種無催化劑縮聚的新機理，采用了一類能夠形成五元環(huán)或者六元環(huán)酸酐的二元羧酸作為單體。過量的此類二元酸與伯二元醇酯化形成羧基封端的預(yù)聚物后，通過三步串聯(lián)的基元反應(yīng)：質(zhì)子轉(zhuǎn)移、酸酐形成和再次酯化反應(yīng)，使得體系中的醇酸官能團比例不斷趨近于等摩爾比，從而在不需要外加催化劑的條件下獲得了高分子量的聚酯。該方法中聚酯產(chǎn)物分子量增長呈現(xiàn)出獨特的“加速”模式，從而在與傳統(tǒng)工藝相近的時間內(nèi)，通過熔融縮聚獲得了一系列的高分子量無催化劑聚酯，包括聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、聚丁二酸乙二醇酯（PES）、聚（丁二酸丁二醇酯-共-己二酸丁二醇酯）（PBSA）和聚（丁二酸乙二醇酯-共-對苯二甲酸乙二醇酯）（PEST）等。研究團隊通過進一步深入研究聚合機理，優(yōu)化聚合工藝，解決了無催化劑熔融縮聚合成聚酯的單體普適性問題，實現(xiàn)了PET、聚呋喃二甲酸乙二醇酯（PEF）等芳香族聚酯的無催化劑合成。 本成果解決了聚酯工業(yè)的百年難題，屬于國際首創(chuàng)，并擁有完全的知識產(chǎn)權(quán)，具有巨大的應(yīng)用潛力。

成果簡介羧酸和醇的酯化是一類經(jīng)典的有機合成反應(yīng)， 羧酸酯在藥品、 食品防腐劑、溶劑、 化妝品和生物燃料等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。 目前， 工業(yè)上酯化反應(yīng)通常使用硫酸為催化劑， 但硫酸腐蝕強， 化學性質(zhì)活潑， 酯化過程不可避免發(fā)生碳化、 聚合等多種副反應(yīng)， 后處理程序復雜， 且產(chǎn)生大量廢酸造成環(huán)境污染。本項目采用固體超強酸作為催化劑， 除了可避免液體無機酸存在的設(shè)備腐蝕和副產(chǎn)物多問題外， 還可在氣固相反應(yīng)體系中連續(xù)進行酯化反應(yīng)， 具有反應(yīng)速度快、 催化活性高、 易于與產(chǎn)物分離、

納米石墨烯是經(jīng)由有機合成路線制備的稠合苯環(huán)組成的納米片狀材料，其結(jié)構(gòu)可以在有機合成過程中精確控制，并通過碳譜、氫譜等手段表征。研究團隊以自制的納米石墨烯、商業(yè)化的含氮化合物、鐵鹽和二維石墨烯為前驅(qū)體，經(jīng)過高溫焙燒和酸洗處理，最終得到了高效的酸性氧還原催化劑。催化劑合成過程中，高溫條件下三聚氰胺提供的氮原子傾向于取代納米石墨烯的邊緣碳原子，并以此錨定