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正丁腈是有機(jī)合成及醫(yī)藥中間體的關(guān)鍵原料。此前該產(chǎn)品的合成工藝為國(guó)內(nèi)生產(chǎn)空白，沒有成熟的合成工藝及工業(yè)催化劑。經(jīng)過多年研究，南開大學(xué)推出的正丁腈用催化劑技術(shù), 采用氣相法連續(xù)生產(chǎn)正丁腈新型催化反應(yīng)工藝與工程技術(shù)，生產(chǎn)的正丁腈純度高，可滿足產(chǎn)品出口的各項(xiàng)指標(biāo)要求。

二嗪磷又名二嗪農(nóng)、地亞農(nóng)，是一種廣譜、高效有機(jī)磷殺蟲殺螨劑，二嗪磷毒性較低，具有高效、低毒、低殘留等特點(diǎn)。它對(duì)鱗翅目、同翅目等多種害蟲均有較好的防治效果，適用于防治棉、水稻、小麥、蔬菜、花卉等作物的多種害蟲及螨類，亦可拌種防治作物的地下害蟲。 作為甲胺磷替代品種, 我國(guó)限于原料供應(yīng)、價(jià)格等原因之前一直未能投產(chǎn)。作為農(nóng)產(chǎn)品出口大國(guó)，異丁腈是合成農(nóng)藥二嗪磷的基礎(chǔ)原料, 一直依賴進(jìn)口,導(dǎo)致二嗪磷生產(chǎn)成本過高, 成為二嗪磷工業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)瓶頸, 制約了它的發(fā)展。南開大學(xué)推出的異丁腈用催化劑技術(shù)

一、項(xiàng)目進(jìn)展 創(chuàng)意計(jì)劃階段 二、負(fù)責(zé)人及成員 姓名 學(xué)院/所學(xué)專業(yè) 入學(xué)/畢業(yè)時(shí)間 學(xué)號(hào) 馬培培 化學(xué)化工學(xué)院/安全工程 2019.09/2023.06 201931045227 三、指導(dǎo)教師 姓名 學(xué)院/所學(xué)專業(yè) 職務(wù)/職稱 研究方向 陳永東 化學(xué)化工學(xué)院 博導(dǎo)/教授 能源與環(huán)境納米催化 四、項(xiàng)目簡(jiǎn)介 本團(tuán)隊(duì)針對(duì)輕型汽車在用車市場(chǎng)存在的三效催化劑低溫活性差、尾氣不達(dá)標(biāo)、壽命短等問題，順應(yīng)國(guó)家綠色環(huán)保發(fā)展的大背景，自主研發(fā)出一款活性好、耐高溫壽命長(zhǎng)、低成本的汽車尾氣三效催化劑及配套產(chǎn)品。它運(yùn)用了先進(jìn)的催化劑制備技術(shù)，“貴金屬合金化”有效提升了催化劑低溫活性，降低了成本。納米尺度調(diào)控催化劑穩(wěn)定性，使催化劑在長(zhǎng)時(shí)間高溫中表現(xiàn)出了極強(qiáng)的抗燒結(jié)能力，有效延長(zhǎng)了催化劑壽命；采用成熟的蜂窩陶瓷多層涂覆技術(shù)，有效避免了催化劑在使用過程中的脫落。基于核心技術(shù)，本團(tuán)隊(duì)發(fā)表SCI論文3篇、申請(qǐng)專利4項(xiàng)，確保產(chǎn)品在市場(chǎng)上的技術(shù)領(lǐng)先地位。 經(jīng)團(tuán)隊(duì)努力，三川催化劑實(shí)現(xiàn)了從實(shí)驗(yàn)室制造到尾氣市場(chǎng)應(yīng)用的產(chǎn)學(xué)研結(jié)合典范。目前，已與四川建安交通工程有限公司達(dá)成合作意向，同時(shí)與四川中自環(huán)保科技股份有限公司進(jìn)行聯(lián)合智能制造試生產(chǎn)，并獲得西南石油大學(xué)科技園學(xué)生創(chuàng)業(yè)補(bǔ)貼1萬元。團(tuán)隊(duì)采用TO-B運(yùn)營(yíng)模式，充分利用產(chǎn)品安全、環(huán)保的性能優(yōu)勢(shì)開展有效的新媒體宣傳推廣工作，采用外包合作的方式進(jìn)行機(jī)械生產(chǎn)，并在后續(xù)發(fā)展中不斷增加產(chǎn)品的研發(fā)投入。預(yù)計(jì)月銷售1000臺(tái)，均價(jià)800元/臺(tái)為例，一年可獲毛利482萬余元，毛利率達(dá)42.75%。

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(duì)人類生活產(chǎn)生了極大的負(fù)面影響。 為確保我國(guó)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(duì)策是：2012 年，實(shí)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(guó)內(nèi)重要PVC生產(chǎn)企業(yè)合作，工業(yè)放大制備的

目前，咔唑在工業(yè)上是從煤焦油中提取。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)咔唑的方法是以粗蒽為原料，方法是硫酸萃取，形成硫酸咔唑鹽溶液，然后用氨水反沖析出咔唑，參見：燃料與化工 2013，44（6）37-40。該方法在一定程度上易產(chǎn)生大量工業(yè)廢水。 中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng) CN 101993411A 公開一種合成咔唑的方法，該方法是用鄰氨基聯(lián)苯閉環(huán)脫氫，所用原料是氨或氯苯。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是原料易得，但其缺點(diǎn)是無市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，因?yàn)椋?1) 合成路線長(zhǎng)，反應(yīng)步驟多。每步反應(yīng)都需要復(fù)雜的前處理和后處理，分離

本技術(shù)為了提升陰極氧還原反應(yīng)速率，研發(fā)了一種金屬鈷為核、氮摻雜碳納米材料為殼的陰極電催化劑，其表現(xiàn)出出色的陰極催化氧還原活性和穩(wěn)定性，為鋅空氣電池及堿性燃料電池的大規(guī)模應(yīng)用提供支撐。 一、項(xiàng)目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡(jiǎn)介 隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展及環(huán)境污染問題日趨嚴(yán)峻，開發(fā)新型、綠色的和高容量的清潔能源引起了人們的廣泛關(guān)注。堿性電池由于其成本低廉、高的容量和安全性，在金屬空氣電池及堿性燃料電池中受到了廣泛關(guān)注，特別是一次鋅空氣電池，目前廣泛應(yīng)用于便攜式設(shè)備中，如助聽器等。因此，開發(fā)高效、價(jià)格低廉和穩(wěn)定性優(yōu)異的陰極氧還原電催化劑對(duì)于提升鋅空氣電池的效率至關(guān)重要。 本技術(shù)為了提升陰極氧還原反應(yīng)速率，研發(fā)了一種金屬鈷為核、氮摻雜碳納米材料為殼的陰極電催化劑，其表現(xiàn)出出色的陰極催化氧還原活性和穩(wěn)定性，為鋅空氣電池及堿性燃料電池的大規(guī)模應(yīng)用提供支撐。

一、技術(shù)背景 氮氧化物（NOx）是引起酸雨、光化學(xué)煙霧、溫室效應(yīng)和臭氧層空洞等一系列環(huán)境問題的主要污染物，對(duì)地球生態(tài)和人體健康產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響。 燃煤電廠與熱電廠所排放的NOx在人為固定污染源中占有很大的比例。因此，如何有效地消除電廠煙氣中的NOx，已成為目前環(huán)境保護(hù)中一個(gè)令人關(guān)注的重要課題。國(guó)家對(duì)氮氧化物的控制與治理也逐漸嚴(yán)格起來，氮氧化物的控制技術(shù)將成為環(huán)境領(lǐng)域的一個(gè)新

新一代環(huán)保型柴油添加劑甲縮醛（DMM）新工藝  甲縮醛，又名二甲氧基甲烷（簡(jiǎn)稱DMM）。因其毒性非常低可用于香料生產(chǎn)和藥品合成的溶劑，又是面廣量大的民用涂料的環(huán)保溶劑。DMM的另一個(gè)重要用途是合成聚甲醛。聚甲醛是一種重要的工程塑料，它機(jī)械強(qiáng)度高，可代替銅、鋁等金屬，在汽車工業(yè)方面有廣泛的應(yīng)用。DMM更重要的用途是作為柴油添加劑，它不僅可以代替部分柴油，減少原油進(jìn)口量，還可以改善柴油的燃燒性能，減少顆粒物及氮氧化合物的排放，可以說它是下一代的新型柴油添加劑。目前，工業(yè)

成功發(fā)展了Rh(I)-SegPhos-PCy3催化體系，首次實(shí)現(xiàn)1,6-聯(lián)烯-炔不對(duì)稱環(huán)異構(gòu)化反應(yīng)，該反應(yīng)通過新穎的5-exo-dig環(huán)化，可高效、高選擇性制備一類具有氮雜5/6環(huán)系產(chǎn)物。值得一提的是，該反應(yīng)也可適應(yīng)于聯(lián)烯末端含環(huán)狀片段的底物，可一步制備高度挑戰(zhàn)性的5/6/6或5/6/5環(huán)系產(chǎn)物，在復(fù)雜天然產(chǎn)物和藥物合成中具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。 在此基礎(chǔ)上，他們對(duì)該反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)的理論計(jì)算研究。結(jié)果表明，該反應(yīng)經(jīng)過一條不同尋常的環(huán)化途徑，即Rh正離子作為π酸活化炔基，經(jīng)5-exo-dig環(huán)化形成5/3并環(huán)Rh卡賓中間體，隨后經(jīng)一系列擴(kuò)環(huán)、Rh輔助的C-H鍵活化/烯基異構(gòu)化、C-C鍵活化、還原消除等過程完成催化循環(huán)，得到目標(biāo)產(chǎn)物。在該過程中C-H鍵活化/烯基異構(gòu)化過程是決速步驟，同位素標(biāo)記實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了這一點(diǎn)。該研究不僅首次實(shí)現(xiàn)了Rh（I）催化的不對(duì)稱聯(lián)烯-炔環(huán)異構(gòu)化反應(yīng)，展現(xiàn)了Rh（I）獨(dú)特的催化活性和應(yīng)用價(jià)值，理論計(jì)算研究也為此類反應(yīng)提供了新的認(rèn)識(shí)，為新的催化體系的設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。

本團(tuán)隊(duì)先后承擔(dān)了北京市自然科學(xué)基金項(xiàng)目二項(xiàng)、國(guó)家自然基金項(xiàng)目二項(xiàng)以及國(guó)際合作項(xiàng)目一項(xiàng)。針對(duì)氫燃料汽車的氫儲(chǔ)存問題，目前研發(fā)出了新型鎂基復(fù)合儲(chǔ)氫材料，其儲(chǔ)氫量（達(dá) 6.0wt.%以上）已經(jīng)超過美國(guó)能源部所要求的儲(chǔ)氫量指標(biāo)（5.5wt.%），具備了實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。在全固態(tài)鋰離子電池材料研究領(lǐng)域，本團(tuán)隊(duì)還與加拿大西安大略大學(xué)孫學(xué)良院士合作，開展新型全固態(tài)鋰離子電池材料研究。目前通過界面改性顯著提高了全固態(tài)鋰離子電池的高倍率放電性能及壽命，相關(guān)成果發(fā)表在《ACS AppliedMaterials & Interfaces》等期刊上。一種高容量?jī)?chǔ)氫材料；一種高容量長(zhǎng)壽命全固態(tài)鋰離子電池材料的改性技術(shù)。