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隨著我國(guó)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(yán)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(kāi)發(fā)。根據(jù)汽車工業(yè)和燃油品質(zhì)的發(fā)展趨勢(shì)，我們對(duì)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(kāi)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(chǔ)放氧性能的稀土基儲(chǔ)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(fù)合氧化物；為了降低凈化催化劑的成本，充分結(jié)合我國(guó)豐富的稀土資源，開(kāi)展了"稀土－非貴金屬－微量貴金屬"的催化劑設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)室研究到工業(yè)化生產(chǎn)的工程化問(wèn)題，在多家企業(yè)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)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(dá)到歐－Ⅳ排放標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)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(xiàng)目申請(qǐng)了10項(xiàng)中國(guó)發(fā)明專利（已授權(quán)6項(xiàng)）和2項(xiàng)國(guó)際發(fā)明專利，2005年獲第七屆上海國(guó)際工業(yè)博覽會(huì)創(chuàng)新獎(jiǎng)，2006年獲上海市技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)，2009年獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

開(kāi)發(fā)了一種新型層狀復(fù)合型加氫脫硫催化劑。將活性離子通過(guò)靜電相互作用均勻地分散到有機(jī)改性的層狀粘土材料的層狀結(jié)構(gòu)中，通過(guò)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(fù)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(fù)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(dá)99%以上，同時(shí)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。

環(huán)境污染和能源短缺已成為當(dāng)今世界面臨的最主要危機(jī)，人們不斷探究治理環(huán)境和開(kāi)發(fā)可再生能源的新方法。于1972年，F(xiàn)ujishima和Honda報(bào)道采用TiO2光電極和鉑電極組成光電化學(xué)體系使水分解為氫氣和氧氣，從而開(kāi)辟了半導(dǎo)體催化這一新的研究領(lǐng)域。近些年，將有機(jī)污染物降解已經(jīng)成為能源環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。該研究對(duì)于治理水污染，保護(hù)水環(huán)境具有重要的科學(xué)意義。 主要通過(guò)化學(xué)方法可控的調(diào)控可見(jiàn)光催化材料納米晶體的尺寸和形貌，合成具有規(guī)則形貌和特定裸露晶面的可見(jiàn)光催化材料（例如納米棒、納米帶、納米片、納米八面體和納米六面體等），并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化能級(jí)能帶結(jié)構(gòu),同時(shí)探究催化劑不同晶面上光生載流子的分離行為、氧化還原能力以及催化活性的選擇性等獨(dú)特性質(zhì)，深入結(jié)合理論模擬計(jì)算，研究不同形貌的催化劑的裸露晶面上光生載流子的行為和表面/界面微觀反應(yīng)機(jī)制。為了深入研究太陽(yáng)能-化學(xué)能轉(zhuǎn)化過(guò)程中的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，構(gòu)筑一種新型的具有特定結(jié)構(gòu)和功能的MnxV2O5+x（x=1、2或3）基可見(jiàn)光催化材料，在不添加任何貴金屬元素的情況下，Mn3V2O8修飾的V2O5/g-C3N4異質(zhì)結(jié)構(gòu)在可見(jiàn)光照射下表現(xiàn)出明顯的光催化活性，比V2O5/g-C3N4異質(zhì)結(jié)構(gòu)高出近3倍。由于V2O5和g-C3N4之間的Z-方案路徑促進(jìn)了載流子的分離，因此具有優(yōu)異的可見(jiàn)光催化活性。

（專利號(hào)：ZL 201510680435.X） 簡(jiǎn)介：本發(fā)明公開(kāi)了一種負(fù)載型Au?Pd/mpg?C3N4納米催化劑催化甲酸脫氫的方法，屬于化學(xué)化工技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明將制備好的負(fù)載型Au?Pd/mpg?C3N4納米催化劑置于反應(yīng)器中，將反應(yīng)器置于油浴中升至一定溫度，接著將甲酸和甲酸鈉混合液加入反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，生成的氫氣采用排水法收集。所述Au?Pd/mpg?C3N4納米催化劑是采用Au、Pd和去離子水按照一定摩爾比配置，將載體mpg?C3N4加入上述溶液中，向混合液中添加還原劑，經(jīng)過(guò)濾、干燥后制得。與傳統(tǒng)的負(fù)載型催化劑不同的是：根據(jù)本發(fā)明，調(diào)節(jié)催化劑中金屬金、鈀的含量及mpg?C3N4含量就可以制得用于甲酸脫氫制氫氣的高活性、高選擇性負(fù)載型Au?Pd/mpg?C3N4納米催化劑。

煤是一種廉價(jià)的、使用量最大的、短期內(nèi)無(wú)法替代的能源。隨著機(jī)械化采煤技術(shù)的普及，煤炭在開(kāi)采過(guò)程中的塊煤率降低，粉煤、末煤率卻高達(dá) 40~60% 以上。粉煤與塊煤的價(jià)格相差甚遠(yuǎn)，如不加以合理利用，會(huì)給煤炭企業(yè)帶來(lái)較大的經(jīng)濟(jì)損失。西安科技大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院周安寧教授帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)針對(duì)這一現(xiàn)狀及粉煤熱解加工利用難題，成功開(kāi)發(fā)了新型粉煤成型技術(shù)及連續(xù)式梯級(jí)熱解 - 活化耦合多聯(lián)產(chǎn)移動(dòng)床（自有專利技術(shù)），在實(shí)現(xiàn)粉煤熱解加工利用的同時(shí)，多聯(lián)產(chǎn)蘭炭（或高附加值的活性炭）和氫氣。相關(guān)的研究成果已申請(qǐng)發(fā)明專利 2 項(xiàng)，發(fā)表論文 10 余篇。目前該成果已進(jìn)入中試開(kāi)發(fā)階段。

亞氨基二乙酸(IDA)是生產(chǎn)除草劑草甘膦的重要中間體。它也被用于生產(chǎn)新型兩性鉻絡(luò)合 品紅染料、漂白活化劑、順鉑類抗癌藥物等。目前生產(chǎn)亞氨基二乙酸主要有化學(xué)合成法和生物 合成法。利用高效、高酶活、穩(wěn)定的產(chǎn)腈水解酶生產(chǎn)亞氨基二乙酸，符合綠色化學(xué)的發(fā)展方 向，有著化學(xué)方法無(wú)可比擬的優(yōu)越性。本項(xiàng)目篩選到一株高效、高酶活、穩(wěn)定的產(chǎn)腈水解酶的 菌株，一步水解得到所需的亞氨基二乙酸。 本項(xiàng)目通過(guò)篩選適合的菌株、對(duì)菌株發(fā)酵優(yōu)化以及整個(gè)催化過(guò)程的優(yōu)化，最后分離純化得 到亞氨基二乙酸。整個(gè)反應(yīng)過(guò)程條件溫和、操作簡(jiǎn)單、無(wú)副產(chǎn)物產(chǎn)生。

"本成果主要依托國(guó)家“863”計(jì)劃（課題名稱：固定源煙氣處理稀土催化材料的應(yīng)用與開(kāi)發(fā)，課題編號(hào)：2015AA03A401），由南京大學(xué)，石河子大學(xué)，新疆天富集團(tuán)有限責(zé)任公司三家單位共同研發(fā)完成。南京大學(xué)董林教授為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。 董林教授團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期以來(lái)致力于稀土基催化劑的制備科學(xué)和表面物理化學(xué)性質(zhì)研究以及有關(guān)大氣分子污染物的吸附、催化消除方面的應(yīng)用技術(shù)探索。基于前期相關(guān)工作積累，成功開(kāi)發(fā)出了低溫稀土鈰基催化劑配方。 經(jīng)石河子大學(xué)的工業(yè)放大及新疆天富南熱電有限公司的側(cè)線運(yùn)行，該配方可以滿足在100 ℃運(yùn)行3000 h以上的壽命及穩(wěn)定性測(cè)試，脫硝效率達(dá)55 %以上，并且通過(guò)了2000 m3/h級(jí)側(cè)線驗(yàn)證（圖1）。 該項(xiàng)技術(shù)的試驗(yàn)成功，填補(bǔ)了我國(guó)在超低溫（100 oC）脫硝領(lǐng)域的空白，為燃煤煙氣高效除塵脫硫脫硝提供了一條新的技術(shù)途徑。 同時(shí)，通過(guò)課題的實(shí)施，還達(dá)到了去除“白煙”的效果，實(shí)現(xiàn)了能源利用和環(huán)境保護(hù)“一體化”，滿足了國(guó)家對(duì)大氣環(huán)境保護(hù)的實(shí)際需要。 隨著燃煤電廠尾端煙氣脫硝工藝的實(shí)施，不僅解決了氮氧化物超低溫催化消除的問(wèn)題，而且符合國(guó)家當(dāng)前“超潔凈”排放的趨勢(shì)，有望在各大電廠及工業(yè)窯爐等推廣使用。 經(jīng)石河子大學(xué)的工業(yè)放大及新疆天富南熱電有限公司的側(cè)線運(yùn)行，該配方可以滿足在100 ℃運(yùn)行3000 h以上的壽命及穩(wěn)定性測(cè)試，脫硝效率達(dá)55 %以上，并且通過(guò)了2000 m3/h級(jí)側(cè)線驗(yàn)證。該項(xiàng)技術(shù)的試驗(yàn)成功，填補(bǔ)了我國(guó)在超低溫（100 oC）脫硝領(lǐng)域的空白，為燃煤煙氣高效除塵脫硫脫硝提供了一條新的技術(shù)途徑。 同時(shí)，通過(guò)課題的實(shí)施，還達(dá)到了去除“白煙”的效果，實(shí)現(xiàn)了能源利用和環(huán)境保護(hù)“一體化”，滿足了國(guó)家對(duì)大氣環(huán)境保護(hù)的實(shí)際需要。 隨著燃煤電廠尾端煙氣脫硝工藝的實(shí)施，不僅解決了氮氧化物超低溫催化消除的問(wèn)題，而且符合國(guó)家當(dāng)前“超潔凈”排放的趨勢(shì)，有望在各大電廠及工業(yè)窯爐等推廣使用。 經(jīng)過(guò)國(guó)家“十五”和“十一五”的多年攻關(guān)，我國(guó)除塵和脫硫技術(shù)已相對(duì)成熟，但是關(guān)于氮氧化物治理方面的研究工作起步較晚，目前仍面臨諸多挑戰(zhàn)，特別是超低溫條件（100-150 oC）下的脫硝技術(shù)。 基于國(guó)家當(dāng)前嚴(yán)峻的大氣環(huán)境污染現(xiàn)狀及燃煤電廠在現(xiàn)有煙氣處理運(yùn)行模式下遇到的種種問(wèn)題，我們創(chuàng)新性地提出了“除塵-脫硫-低溫脫硝”技術(shù)路線（圖2），即在電廠原有設(shè)備的尾端進(jìn)行煙氣脫硝處理。 與傳統(tǒng)脫硝技術(shù)路線相比，本項(xiàng)目的研究成果具有以下顯著特點(diǎn)： 1. 采用了新型工藝路線 傳統(tǒng)燃煤電廠煙氣處理多采用“脫硝-除塵-脫硫”的工藝路線（圖2上）。這一路線能夠很好地利用高溫?zé)煔猓呋瘎勖苤朴诜蹓m的沖刷，通常只能穩(wěn)定運(yùn)行2-3年。 本課題采用“除塵-脫硫-低溫脫硝”的技術(shù)路線（圖2下），即在電廠原有設(shè)備的尾端進(jìn)行煙氣脫硝處理，既可以作為氮氧化物“超潔凈”排放的有效保障，也可以作為脫硝工藝的新技術(shù)路線使用。 同時(shí)，由于煙氣經(jīng)過(guò)前期除塵和脫硫后，干擾組分（粉塵、SO2和堿重金屬等）極大減少，這有利于催化劑長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行。 2. 開(kāi)發(fā)低溫稀土基超低溫脫硝催化劑填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)外研究領(lǐng)域空白 目前，我們開(kāi)發(fā)的超低溫脫硝催化劑經(jīng)2000 m3/h級(jí)煙氣流量側(cè)線試驗(yàn)后，已連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行3000 h以上，脫硝效率保持在55 %以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于目前已有工業(yè)應(yīng)用報(bào)道的脫硝催化劑溫度（如，荷蘭殼牌公司生產(chǎn)的TiO2-V2O5催化劑工作溫度最低，為140 oC），進(jìn)一步拓展了脫硝催化劑的最低工作溫度區(qū)間（圖3）。

"氯乙烯(VCM)主要用于合成聚氯乙烯樹(shù)脂(PVC)。目前我國(guó)氯乙烯生產(chǎn)主要通過(guò)乙炔法生產(chǎn)。然而，乙炔法一直采用劇毒的氯化汞催化劑，嚴(yán)重制約著乙炔法的可持續(xù)發(fā)展。Au催化劑被眾多研究者認(rèn)為是最有可能工業(yè)化的非汞催化劑。本研究制備了一種促進(jìn)型Au基催化劑，結(jié)果表明該催化劑對(duì)Au活性物種的失活、催化劑載體表面的積碳消除作用有明顯的促進(jìn)效應(yīng)。穩(wěn)定性考評(píng)結(jié)果顯示，在工業(yè)條件下，氯乙烯選擇性為100%，預(yù)估壽命超過(guò)3000 h。相關(guān)研究結(jié)果已申請(qǐng)多項(xiàng)中國(guó)專利。 項(xiàng)目已完成實(shí)驗(yàn)室小試和催化劑組成，載體等參數(shù)的優(yōu)化和催化劑放大制備。擬應(yīng)用于全國(guó)層面的氯堿行業(yè)替代劇毒氯化汞催化劑，即煤基乙炔氫氯化合成氯乙烯單體過(guò)程中的關(guān)鍵催化劑，在不改變?cè)幸胰矚渎然I(yè)反應(yīng)條件前體下僅替換現(xiàn)有氯化汞催化劑即可，具有較好的社會(huì)效益。"

我國(guó)目前工業(yè)副產(chǎn)氯化氫總量達(dá)380萬(wàn)噸/年，隨著MDI、TDI、甲烷氯化物等涉氯產(chǎn)品的 大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)和氯堿行業(yè)的發(fā)展，預(yù)計(jì)未來(lái)5年內(nèi)副產(chǎn)氯化氫總量將達(dá)到500萬(wàn)噸/年，大量副產(chǎn) 氯化氫的循環(huán)利用問(wèn)題已成為制約聚氨酯、氯堿、有機(jī)氟行業(yè)、農(nóng)藥、醫(yī)藥化工等眾多行業(yè)發(fā) 展的共性難題。以氯化氫為原料生產(chǎn)氯氣，實(shí)現(xiàn)氯資源循環(huán)利用，能夠有效解決副產(chǎn)氯化氫問(wèn) 題，打破國(guó)外技術(shù)壟斷，促進(jìn)新興產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展和氯堿行業(yè)的優(yōu)化升級(jí)。我們開(kāi)發(fā)了具有自 主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高性能的銅基催化劑，在單管試驗(yàn)裝置上連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行9600小時(shí)的基礎(chǔ)上，建成 了國(guó)內(nèi)首套千噸級(jí)中試裝置，氯化氫的轉(zhuǎn)化率超過(guò)80%，為2016年在上海化工區(qū)建成10萬(wàn)噸級(jí) 生產(chǎn)裝置奠定了基礎(chǔ)，該項(xiàng)目已被列入上海市科技成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，將使我國(guó)成為全球 第二個(gè)擁有氯化氫催化氧化制氯氣技術(shù)的國(guó)家。

工業(yè)排放的揮發(fā)性有機(jī)污染物（VOCs）大多具有一定的環(huán)境毒性，VOCs的污染問(wèn)題一直是世界各國(guó)極為重視的環(huán)境問(wèn)題，并制定了相關(guān)排放法規(guī)。我國(guó)在生產(chǎn)和使用化學(xué)品過(guò)程中（如石化、制鞋業(yè)、皮革業(yè)、噴漆和涂料等行業(yè)），所產(chǎn)生的有機(jī)廢氣排放成為大氣污染的主要來(lái)源之一，國(guó)內(nèi)外實(shí)踐證明催化氧化是治理工業(yè)有機(jī)氣體污染物的最有效方法。本項(xiàng)目針對(duì)VOCs凈化催化劑開(kāi)發(fā)過(guò)程中要解決的兩個(gè)關(guān)鍵難題（低溫催化活性和高溫穩(wěn)定性；減少貴金屬用量以降低生產(chǎn)成本），運(yùn)用納米技術(shù)開(kāi)發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的凈化催化劑的關(guān)鍵材料－高性能與穩(wěn)定性有機(jī)結(jié)合的稀土儲(chǔ)氧材料、高溫穩(wěn)定的大比表面氧化鋁復(fù)合氧化物；在凈化催 化劑的組成設(shè)計(jì)方面，充分利用我國(guó)豐富的稀土資源，提出了“稀土－非貴金屬－微量貴金屬”的催化劑活性組分設(shè)計(jì)方案，降低了貴金屬用量，從而顯著降低了催化劑生產(chǎn)成本；運(yùn)用系統(tǒng)工程學(xué)原理解決了均質(zhì)、穩(wěn)定、高凈化效率的整體式催化劑的制備工藝（真空涂覆－負(fù)壓抽提技術(shù)）和基于納米組裝技術(shù)的活性組分一次性涂覆技術(shù)，從而制備了高性能的VOCs凈化催化劑。本項(xiàng)目在多家化工企業(yè)得到了推廣應(yīng)用，產(chǎn)生了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。