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項(xiàng)目屬于化學(xué)工藝和能源高效轉(zhuǎn)化利用的交叉領(lǐng)域，先后列入國(guó)家“十一五”支撐計(jì)劃項(xiàng) 目、中國(guó)石油化工集團(tuán)公司重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目、中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目。氣態(tài)烴非 催化部分氧化技術(shù)可廣泛應(yīng)用于焦?fàn)t氣、煤層氣、天然氣、油田氣、煉廠氣等氣態(tài)烴化合物制 備合成氣，是能源化工領(lǐng)域的核心技術(shù)，應(yīng)用前景廣闊。 項(xiàng)目系統(tǒng)研究了氣態(tài)烴非催化部分氧化技術(shù)，主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)在于： (1) 基于轉(zhuǎn)化過(guò)程為傳遞控制的原理，創(chuàng)新性地提出了新型氣態(tài)烴非催化部分氧化燒嘴。 (2) 基于燒嘴與流場(chǎng)匹配的思想，提出了新的轉(zhuǎn)化爐拱頂隔熱襯里設(shè)置結(jié)構(gòu)型式。 (3) 提出了氣態(tài)烴非催化部分氧化新的流程組織模式、自動(dòng)控制及安全聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)的理 念，形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的氣態(tài)烴非催化部分氧化制合成氣成套工藝技術(shù)。該技術(shù)打破了 GE、Shell等跨國(guó)公司的壟斷，主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)國(guó)際領(lǐng)先。

項(xiàng)目屬于化學(xué)工藝和能源高效轉(zhuǎn)化利用的交叉領(lǐng)域，先后列入國(guó)家“十一五”支撐計(jì)劃項(xiàng)目、中國(guó)石油化工集團(tuán)公司重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目、中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目。氣態(tài)烴非催化部分氧化技術(shù)可廣泛應(yīng)用于焦?fàn)t氣、煤層氣、天然氣、油田氣、煉廠氣等氣態(tài)烴化合物制備合成氣，是能源化工領(lǐng)域的核心技術(shù)，應(yīng)用前景廣闊。 項(xiàng)目系統(tǒng)研究了氣態(tài)烴非催化部分氧化技術(shù)，主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)在于：（1）基于轉(zhuǎn)化過(guò)程為傳遞控制的原理，創(chuàng)新性地提出了新型氣態(tài)烴非催化部分氧化燒嘴。（2）基于燒嘴與流場(chǎng)匹配的思想，提出了新的轉(zhuǎn)化爐拱頂隔熱襯里設(shè)置結(jié)構(gòu)型式。（3）提出了氣態(tài)烴非催化部分氧化新的流程組織模式、自動(dòng)控制及安全聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)的理念，形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的氣態(tài)烴非催化部分氧化制合成氣成套工藝技術(shù)。該技術(shù)打破了GE、Shell等跨國(guó)公司的壟斷，主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)國(guó)際領(lǐng)先。

研究還表明,氮氧化鉻(CrO0.66N0.56)納米顆粒具有優(yōu)異的氮?dú)膺€原催化活性。在自制的質(zhì)子交換膜電解池裝置中，氨氣生成速率在2V時(shí)可達(dá)8.9×10-11 mol s-1 cm-2 和15.56μg h-1 mg-1，其最高庫(kù)倫效率在1.8V時(shí)達(dá)到了6.7%。在相同測(cè)試條件下，氮氧化鉻催化性能遠(yuǎn)優(yōu)于氮化鉻（CrN）。研究發(fā)現(xiàn)，氮化物的部分氧化使得氮氧化鉻催化劑表面的電子特性發(fā)生變化，從而提高氮還原的催化活

我國(guó)的化石能源結(jié)構(gòu)是以煤為主、石油和天然氣為輔，這是由于各種化石能源的貯藏量的不同而造成的。目前為止，已探明的煤炭?jī)?chǔ)量為1.5萬(wàn)億噸，按年采20億噸，可開(kāi)采750年，而石油儲(chǔ)量為16000萬(wàn)噸，僅占世界總量的3%左右，可開(kāi)采年限只有20.6年；天然氣的消費(fèi)僅占2.1%。煤的利用主要是利用其燃燒熱，一般用于直接燃燒，因此熱值較低的煤，如裼煤等，其利用途徑受到較大的限制；另一方面，煤炭在燃燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化碳、二氧化硫等氣體。二氧化硫會(huì)導(dǎo)致酸雨，進(jìn)而污染環(huán)境，是要嚴(yán)格控制排放的對(duì)象；二氧化碳是最主要的溫室氣體，也需對(duì)其排放進(jìn)行控制。因此，以煤作為燃料的利用方式存在有很大的不足。而甲烷（CH4，天然氣的主要組成）是一種高能值、零排放的清潔燃料和化工原料，其利用過(guò)程具有高效性和環(huán)境友好性，是未來(lái)能源發(fā)展的主要方向之一。到目前為止，我國(guó)天然氣的開(kāi)發(fā)與利用在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中所占的比重較小，而且儲(chǔ)量也不富足，但我國(guó)生物質(zhì)的貯量相當(dāng)巨大，作為潛在的物質(zhì)資源寶庫(kù)是人類未來(lái)的能量、食物和化學(xué)原料的重要來(lái)源。隨著石油、煤炭等化石資源的日益枯竭，在當(dāng)前大力發(fā)展多元能源的形勢(shì)下，如何利用以碳和氫為主要成分的煤和生物質(zhì)制取CH4替代天然氣和作為化工原料，改變我國(guó)當(dāng)前的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，既有效利用資源，又發(fā)展?jié)崈裟茉矗瑢?shí)現(xiàn)能源的有效替代并同時(shí)解決環(huán)境問(wèn)題，是當(dāng)前的研究重點(diǎn)和熱點(diǎn)。超臨界水部分氧化制技術(shù)以生物質(zhì)或劣質(zhì)煤為原料，采用超臨界水部分氧化技術(shù)，通過(guò)發(fā)生一系列的氧化還原反應(yīng)生成氫氣或甲烷，可以實(shí)現(xiàn)部分替代天然氣。目前，本技術(shù)已申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利多項(xiàng)。

以酶類結(jié)構(gòu)的金屬卟啉為催化劑，模仿生物氧化歷程，突破溫和條件下高效、專一活化氧氣的技術(shù)難 題，實(shí)現(xiàn)高附加值含氧有機(jī)化物的合成，并致力于實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)外技術(shù)空白，從本質(zhì) 上解決化工領(lǐng)域氧化過(guò)程的安全隱患。

本課題首先對(duì)常規(guī)的芬頓技術(shù)進(jìn)行了探討分析，研究合成所要的非均相芬頓催化劑。采用St?ber法制備Fe3O4@ SiO2復(fù)合粒子，復(fù)合合成膨潤(rùn)土/Fe3O4/Fe0催化劑，對(duì)催化劑的制備因素進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探討，分析得到催化性能最優(yōu)的合成條件，結(jié)合對(duì)兩種催化劑進(jìn)行表征分析，得到合成的最佳催化劑。其次，使用備Fe3O4@ SiO2復(fù)合粒子做為催化劑處理亞甲基藍(lán)模擬廢水，使用膨潤(rùn)土/Fe3O4/Fe0復(fù)合催化劑處理高效氟氯氰菊酯模擬廢水，分別對(duì)其處理的廢水的pH值、H2O2用量

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(yīng)具有較好的選擇性，催化劑價(jià)格便宜，容易回收。反應(yīng)條件簡(jiǎn)單、容易控制。

低溫燃料電池能有效地將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，是一種高效、低污染的能源轉(zhuǎn)化裝置，是汽車動(dòng)力系統(tǒng)、家庭熱電聯(lián)用系統(tǒng)甚至航天航空等領(lǐng)域的可選綠色能源。氧氣還原反應(yīng)是低溫燃料電池的重要組成單元，由于反應(yīng)過(guò)程極為緩慢，需在較高的過(guò)電位下進(jìn)行，制約燃料電池的實(shí)際應(yīng)用。學(xué)界普遍認(rèn)為鉑基材料能有效催化氧氣還原，但這類貴金屬的稀缺性和低 抗毒化能力使低溫燃料電池的商業(yè)化應(yīng)用仍面臨巨大挑戰(zhàn)。 在非貴金屬催化劑研究領(lǐng)域，南京大學(xué)近年來(lái)提出了以氧化石墨烯和三聚氰胺為前驅(qū)體，利用固相反應(yīng)制備氮摻雜石墨烯，制備的催

        對(duì)于難降解工業(yè)廢水的處理，單獨(dú)催化臭氧氧化技術(shù)存在臭氧劑量大、氣體回收難、出水毒性高等問(wèn)題，而單獨(dú)生物降解處理難降解有機(jī)廢水周期長(zhǎng)、設(shè)備成本高。催化臭氧氧化與微生物降解近場(chǎng)耦合工藝則將按序進(jìn)行的催化氧化裝置和生物掛膜裝置兩個(gè)處理單元合并，利用催化臭氧技術(shù)提高難降解有機(jī)廢水的可生化性，同時(shí)采用生物膜技術(shù)減少后續(xù)處理成本，能夠?qū)崿F(xiàn)低成本提高COD、色度和濁度去除率的效果，同時(shí)降低出水毒性，減少環(huán)境生物風(fēng)險(xiǎn)。