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仿生高性能鉑催化劑
本項目通過使用仿生概念，制備出一種新型的具有籠狀結構的鉑催化劑。在該催化劑中，金屬鉑被包覆在有機物籠內，反應物可以自由進出籠內外，在鉑的催化作用下合成有機硅化合物，金屬鉑被困于籠內，可以有效地阻止團聚而失去活性，從而可以反復發揮其催化作用，使其同時具備高活性和高穩定性。該新型催化劑在全世界第一次實現了鉑催化劑在多次循環使用后，依然保持其極高的催化活性。 有機硅產品的制備過程中，硅氫加成反應是必不可少的一個環節，目前該反應主要使用卡斯特催化劑進行催化，若替換為本項目所研發出的新型催化劑，催化效率將實現指數級的提高。對于三烷氧基硅烷同己烯制備己烷偶聯劑這一最常見的氫硅化反應，如使用本項目所制備出的新型催化劑，其催化效率較卡斯特催化劑能夠提高1000倍以上。 該技術在國際上首次提出，目前已經在國際頂級期刊《SCIENCE》上投稿并獲得了審稿人的好評，審稿人認為該項目研究工作將很快在實際生產中得到應用。同時，該項目正在開展進行相關專利申請工作。
北京航空航天大學
2021-04-10
氮化碳光催化研究成果
福州大學化學學院/能源與環境光催化國家重點實驗室創新團隊的研究論文“Molecular-level insights on the reactive facet of carbon nitride single crystals photocatalysing overall water splitting”在國際頂級刊物《Nature Catalysis》在線發表。 氫氣由于其能量密度高，燃燒后生成水清潔無污染，是未來能源的理想載體。太陽能光催化分解水制氫氣被認為是獲取氫能源的理想途徑之一。開發高效廉價的光催化劑是光解水技術的核心。近年來，氮化碳光催化劑由于其制備工藝簡單，價格低廉，無毒無污染等優點，受到了廣泛的關注。 該工作以具有高結晶度的氮化碳光催化劑polytriazine imides（PTI）單晶為模型，研究了其在光催化全解水反應中的活性面。光催化全解水實驗表明，PTI的性能與其{10-10}/{0001}晶面的面積比呈近似線性關系，進一步證實了{10-10}晶面是光催化反應的活性面。此外，{10-10}晶面比例最大的光催化劑在全解水中的產氫與產氧速率分別達到了１８６μmol／h和９１μmol／h，在３６５ｎｍ單色光照下的量子效率達到了８％，高于之前報道的結果。該論文從分子尺度上研究了氮化碳光催化劑的反應活性面，為高性能氮化碳光催化劑的發展提供了重要的研究基礎。
福州大學
2021-02-01
連續式光催化反應裝置
哈爾濱工程大學
2021-04-10
非晶態合金加氫催化劑
非晶態合金是一類原子排列具有長程無序短程有序特點的材料，其具有優良的物理、化學和力學性能，已成為一種技術潛力很大的新型材料。非晶態合金作為催化劑的研究自二十世紀八十年代以來一直是催化學科研究的熱點問題之一，大量研究成果見諸于報道，但由于種種原因，其工業化進程一直比較緩慢；南開大學開發出了粉末誘導化學鍍法制備負載型非晶態合金催化劑的新方法，進而成功實現了催化劑生產的工業化，并在多個加氫領域中得到應用及試用。如，葡萄糖類加氫，硝基苯類加氫，烯烴，炔烴類加氫，肟基類加氫，腈類加氫等等。與常規的加氫催化劑
南開大學
2021-04-14
新型高熵合金催化劑
新型高熵合金催化劑可以直接代替原有的貴金屬催化體系，大大減少催化劑價格及成本，可廣泛應用于傳統化工催化及新能源電催化領域。
一、項目分類
關鍵核心技術突破
二、成果簡介
90%的化工品生產需要高性能催化劑，清潔能源汽車及燃料電池的商業化也離不開高性能催化劑。然而，現有商用催化劑一般為貴金屬（價格昂貴）或簡單合金（性能及穩定性差），無法實現高效、節能、環保的催化過程及清潔能源利用。
新型高熵合金催化劑可以直接代替原有的貴金屬催化體系，大大減少催化劑價格及成本，可廣泛應用于傳統化工催化及新能源電催化領域。
以化工催化中氨氣氧化制硝酸為例，工業界使用貴金屬PtPdRh催化劑網格，價格高昂，并且反應溫度為900℃。使用納米分散的高熵合金催化劑（PtPdRhCoCe）,整體貴金屬用量減小90%以上，且反應溫度降低200℃，可同時實現性能優異及高度穩定。
因此，通過針對不同反應進行高熵合金催化劑的開發，有望代替貴金屬催化劑，大大提升反應活性及能源效率及產品產出率等。
華中科技大學
2022-07-26
納米材料電催化性能研究
開發了多種結構的納米復合催化材料，用于高性能的電解水制氫電極材料。
上海理工大學
2021-01-12
生物催化生產半胱氨酸
L-半胱氨酸（L-CySH）是組成蛋白質的20多種氨基酸中唯一具有還原性基團巰基的氨基酸，為谷胱甘肽的組成成分之一。由于其分子中含有活性的巰基，具有許多重要的生理功能：
可以增強肝功能，用于治療肝炎、肝硬化與肝昏迷等癥狀；可以作為解毒劑，解除苯、萘等有毒芳香物質及藥物中毒；可用于治療因原子能輻射、X射線以及其它短光波所引起的放射性障礙和各種白血球減少癥；有抗過敏與消除過敏癥的作用；可用于蛋白質氨基酸制劑，解毒鎮痛劑、疲勞恢復劑、潰瘍治療劑，L-半胱氨酸還是特效的化痰劑；可促進毛發生長和防止食品氧化等。因此L-半胱氨酸已經廣泛應用于醫藥、食品、化妝品以及飼料工業。此外由L-半胱氨酸可以得到多種衍生物，有鎮痛、消炎、退燒、止痛以及抑制細菌和腫瘤生長的作用，目前也在得到不斷的開發和應用。
國內目前L-半胱氨酸的生產主要依靠人或動物的毛發經酸水解或堿水解提取L-半胱氨酸后，再經過電解還原制得L-半胱氨酸。該方法收率低，能耗高，水解過程產生大量刺激性氣體，廢酸處理困難，對環境污染嚴重。隨著L-半胱氨酸生產技術的發展，微生物轉化法制生產L-半胱氨酸逐漸取代了毛發水解制備L-半胱氨酸。微生物轉化法制備工藝以其反應條件溫和、專一性強、對環境友好等優點而日益受到重視。本課題組利用自行篩選的高效菌株，通過高密度培養獲得大量菌體，可以將底物D,L-2-氨基-Δ2-噻唑啉-4-羧酸（D,L-ATC）轉化為L-半胱氨酸，濃度為5.8g /L，轉化率92%，半胱氨酸得率78%。
華東理工大學
2021-04-13
高效納米催化劑的研制
(1)以表面活性劑-高分子復合體系在溶液中形成的軟物質團簇為模板，采用普通市售白熾燈為輻射源，在溫和條件制備納米鈀催化劑，已獲發明專利授權（授權號：ZL 201210262888.7）。
(2)以表面活性劑為模板，采用普通市售白熾燈為輻射源，在溫和條件下獲得有良好光學性質的鈀納米薄片材料。該制備方法條件溫和，制備得到的鈀納米薄片材料，發現在 340nm 附近出現等離子共振吸收峰，發明專利授權（專利號：ZL 201210210613.9）。
(3)以六角相溶致液晶為軟模版，分別在避光和可見光的條件下獲得納米 Pd電催化劑，適合用于作電催化劑。此項工作生產周期短，產物均勻性好，易于規模化生產。發明專利授權號：ZL 201210387737.4。
(4)以表面活性劑-高分子復合體系為軟模板，利用乙醇為還原劑，采用簡易加熱方式，首次合成了多面體納米鈀材料。發明專利授權號:ZL 201210403633.8。
(5)采用超聲波輻射技術，以表面活性劑-高分子復合體系構筑為軟模板，獲得一種具有菊花狀納米鈀聚集體材料。
安徽理工大學
2021-04-13
高效催化體系的構建與應用
催化劑是現代化學工業的基石，高效催化體系的構建對于實現化學反應的快速化、專一化和溫和反應具有決定性的作用，對于實現綠色化學、節能減排意義重大。本團隊在承擔了 3 項國家自然科學基金項目（20771046，20903048，21106054）的基礎上，針對催化酯化、催化環氧化、催化臭氧化等反應開發了多種不同的體系，包括固體酸、分子篩、離子液體、納米氧化物、金屬配合物等多個類型，其中部分催化環氧化和催化酯化體系已經應用于工業催化。
關鍵技術、指標及創新點
（1）開發了針對植物油脂的無羧酸環境下催化環氧化的新工藝。先后開發了以錸系配合物、HMS 分子篩、光催化及 SALEN 配合物為代表的催化體系；
（2）開發了針對酯化、酯交換反應的非質子酸新催化體系。先后開發了雜多酸、固體酸、離子液體、有機酸和納米氧化物為代表的催化體系；
（3）開發了針對有機物臭氧化降解的新催化體系。先后開發了納米氧化鋅、納米氧化鈰、分子篩和磁性納米結構為代表的催化體系。
江南大學
2021-04-13
農作物秸稈原料生產化工二元醇成套技術
乙二醇和丙二醇等化工二元醇主要用于聚酯樹脂、防凍液以及粘合劑、油漆溶劑、耐寒潤 滑劑和表面活性劑等的生產。目前絕大多數的化工二元醇是通過氫化裂解石油基底物或糧食基 葡萄糖得到的，面臨著化石原料的日益枯竭和糧食安全等重大戰略問題。利用豐富的、開再生 的農作物秸稈生產乙二醇和丙二醇等化工二元醇，是木質纖維素生物煉制的重要方向。本技術 的產業化實施將對傳統農業的可持續發展和產業更新換代具有重大的提升作用，并大幅減少因 秸稈焚燒帶來的霧霾等大氣污染因素。然而，高額生產成本嚴重阻礙了本技術的產業化進程。 秸稈化工醇的生產成本具體表現在過程的高能耗和高廢水排放上。 本項目的農作物秸稈原料生產乙二醇和丙二醇等化工二元醇成套技術采用華東理工大學研 發的干法生物煉制技術。該技術主要包括干法稀酸預處理、高固體含量酶促糖化和秸稈糖連續 加氫裂解等主要工序。其中，干法稀酸預處理技術使用新型的螺帶攪拌式預處理反應器，實現 了過程零廢水排放，新鮮水和蒸汽用量比典型的預處理技術降低80%以上；高固體含量酶促糖 化技術則通過自主研發的螺帶型反應器處理固含量達20%以上的秸稈底物酶解，可得到糖濃度 高于10%的秸稈糖化液；秸稈糖連續加氫裂解技術則實現了化工二元醇生產過程的連續化和催 化劑的循環利用。通過該成套技術可以得到不低于20%（w/w）濃度化工二元醇的裂解液，纖 維素轉化率達75%以上。本技術的實施將會大大降低纖維素化工醇的生產成本，為纖維素化工 醇的產業化奠定基礎
華東理工大學
2021-04-11