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石墨烯基多種納米復(fù)合材料的制備及用于光催化技術(shù)。

對(duì)氨基苯酚又名對(duì)羥基苯胺。是一種用途廣泛的有機(jī)合成中間體，主要用于染料、醫(yī)藥、橡膠領(lǐng)域。在醫(yī)藥工業(yè)中主要用于撲熱息痛和安諾明等藥物的生產(chǎn)。在橡膠行業(yè)，對(duì)氨基苯酚主要用于防老劑4010MA、4020、4030等的合成，這些產(chǎn)品是目前很有發(fā)展前途的子午輪胎產(chǎn)品的配套防老劑。國(guó)外對(duì)氨基酚生產(chǎn)能力約10萬(wàn)噸／年，生產(chǎn)主要集中在北美和西歐，日本有一定產(chǎn)量，巴西、土耳其、韓國(guó)以及我國(guó)臺(tái)灣也有少量生產(chǎn)。從全球總消費(fèi)量看，呈逐年上升勢(shì)頭，1994年全球共消費(fèi)對(duì)氨基苯酚約6．7萬(wàn)噸，1996年約消耗8．2萬(wàn)噸，2000年需求量約10萬(wàn)噸， 2005年需求量增加到近13萬(wàn)噸。目前，我國(guó)對(duì)氨基苯酚的生產(chǎn)廠家有30多家，總生產(chǎn)能力約為4.5萬(wàn)噸/年，產(chǎn)量約為3.0萬(wàn)噸/年。我國(guó)對(duì)氨基酚主要用于生產(chǎn)解熱鎮(zhèn)痛藥一撲熱息痛，占對(duì)氨基酚總產(chǎn)量的88％左右，出口量約占10％，根據(jù)預(yù)測(cè)，預(yù)計(jì)2008年國(guó)內(nèi)PAP需求量將達(dá)到約6.8萬(wàn)噸，而今后幾年我國(guó)內(nèi)子午輪胎比例將達(dá)到40%，這將大大刺激我國(guó)對(duì)氨基苯酚的發(fā)展。因此，總的說(shuō)來(lái)，對(duì)氨基酚的市場(chǎng)缺口較大，開(kāi)發(fā)利用前景十分廣闊。目前，對(duì)氨基酚的生產(chǎn)按原料路線分為對(duì)硝基酚法和硝基苯法，主要包括對(duì)硝基苯酚鐵粉還原法、對(duì)硝基苯酚加氫還原法、硝基苯催化氫化法和硝基苯電解還原法等。對(duì)硝基苯酚鐵粉還原法是對(duì)氨基苯酚生產(chǎn)最早采用的一種傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法，該方法以對(duì)硝基氯苯為原料，經(jīng)過(guò)水解及酸化得到對(duì)硝基酚，對(duì)硝基酚再經(jīng)鐵粉還原得到對(duì)氨基酚。該方法不僅PAP收率低，且生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)同時(shí)有大量的鐵泥和廢水生成，環(huán)境污染嚴(yán)重，在發(fā)達(dá)國(guó)家已被淘汰，我國(guó)的一些中小規(guī)模企業(yè)普遍采用該方法生產(chǎn)。對(duì)硝基苯酚加氫還原法同樣以對(duì)硝基氯苯為原料，采用與鐵粉還原法中一致的水解酸化工藝，所不同的是其還原工藝采用直接加氫，以R-Ni為催化劑，在水溶液中還原得到對(duì)氨基酚。該方法對(duì)氨基酚收率高，副產(chǎn)物少，且大大減少了廢液及廢渣的排放量，如美國(guó)孟山都、法國(guó)羅納普朗克、英國(guó)的斯特林公司和我國(guó)安徽八一化工集團(tuán)等均采用該工藝技術(shù)生產(chǎn)。以硝基苯為原料合成對(duì)氨基酚相對(duì)硝基酚法具有明顯的原料優(yōu)勢(shì)，按還原方法不同分為硝基苯催化氫化法和硝基苯電解還原法兩種工藝。這兩種工藝被普遍認(rèn)為是目前世界上對(duì)氨基苯酚最先進(jìn)、最有前途的生產(chǎn)工藝，美國(guó)、西歐、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)大都采用這兩種工藝，但在國(guó)內(nèi)，這兩種工藝均不成熟。其中硝基苯電解還原法操作簡(jiǎn)單，工藝流程短，產(chǎn)品純度高，環(huán)境污染小，但是設(shè)備復(fù)雜，耗電太多，對(duì)反應(yīng)器的設(shè)計(jì)及工藝條件控制有較高的技術(shù)要求；而硝基苯催化加氫還原法工藝流程短，能耗低，對(duì)氨基苯酚收率較高，產(chǎn)品質(zhì)量較好，被普遍認(rèn)為是未來(lái)發(fā)展的方向。硝基苯催化加氫合成對(duì)氨基苯酚通常以鉑、銠、鈀等貴金屬為催化劑，于稀硫酸介質(zhì)中進(jìn)行反應(yīng)。反應(yīng)中硝基苯首先加氫生成中間產(chǎn)物苯基羥胺，然后在酸性介質(zhì)中苯基羥胺重排為對(duì)氨基苯酚。目前國(guó)外工業(yè)生產(chǎn)中該工藝均是以Pt/AC為催化劑，于10~20%的硫酸水溶液中進(jìn)行。而在國(guó)內(nèi)，該工藝一直未能實(shí)現(xiàn)真正意義上的工業(yè)化生產(chǎn)，主要是存在以下問(wèn)題：（1）催化劑與產(chǎn)品分離困難。目前，該工藝所采用催化劑為Pt/C，所用載體為粉末狀活性炭。該催化劑不僅粒度小，而且比重較小，將催化劑從反應(yīng)后的混合物中分離出來(lái)極為困難，導(dǎo)致催化劑在回收過(guò)程中損失較為嚴(yán)重，生產(chǎn)成本上升，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力下降。（2）由于反應(yīng)過(guò)程中需要以硫酸為反應(yīng)介質(zhì)，一方面對(duì)設(shè)備材質(zhì)要求較高，另一方面，在反應(yīng)后處理過(guò)程中需要大量的氨水來(lái)中和反應(yīng)液，才能將產(chǎn)物PAP和副反應(yīng)產(chǎn)物苯胺從反應(yīng)液中分離出來(lái)，工藝復(fù)雜，同時(shí)副產(chǎn)大量的稀硫酸銨溶液，綜合治理費(fèi)用較高。本課題組針對(duì)現(xiàn)有工藝中存在的主要問(wèn)題，開(kāi)發(fā)了一種新的環(huán)境友好催化劑，獲得了較高的PAP收率。該催化劑不僅有效解決了金屬催化劑的分離問(wèn)題，同時(shí)由于反應(yīng)在近乎中性的水溶液中進(jìn)行，一方面有效解決了設(shè)備腐蝕問(wèn)題，另一方面，產(chǎn)品PAP及副反應(yīng)產(chǎn)物苯胺可通過(guò)簡(jiǎn)單的蒸餾、蒸發(fā)、冷卻、結(jié)晶等方式從反應(yīng)液中分離出來(lái)，無(wú)需中和處理，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，也避免了大量硫酸銨廢液的生成。目前該項(xiàng)目正在河北陽(yáng)煤正元化工集團(tuán)進(jìn)行中試放大研究，已取得階段性成果，PAP收率達(dá)到60%以上，催化劑回收率可完全滿足工業(yè)生產(chǎn)要求。

一、項(xiàng)目簡(jiǎn)介多相電催化技術(shù)是在傳統(tǒng)電催化技術(shù)基礎(chǔ)上結(jié)合三維電極技術(shù)研制而成的，通過(guò)添加經(jīng)過(guò)特殊處理的床體填料增大反應(yīng)器的有效工作空間，提高反應(yīng)效率，該填料可增加反應(yīng)器對(duì)污染物的降解能力，對(duì)部分高濃度有機(jī)廢水的COD去除率達(dá)到95%以上。該技術(shù)具有無(wú)需添加化學(xué)藥品,設(shè)備小,占地少，環(huán)境兼容性好，運(yùn)營(yíng)費(fèi)用低，便于聯(lián)合使用,無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)。二、市場(chǎng)前景高濃度有機(jī)廢水的處理方法一直是困擾環(huán)保領(lǐng)域的難點(diǎn)問(wèn)題。多相電催化技術(shù)也可用于高濃度有機(jī)廢水、中水回用、重金屬?gòu)U水處理、垃圾滲濾液等環(huán)境相關(guān)領(lǐng)域，同時(shí)在綠色有機(jī)電化學(xué)合成領(lǐng)域也能得到廣泛應(yīng)用。三、規(guī)模與投資可根據(jù)不同單位廢水排放量決定。四、生產(chǎn)設(shè)備多相電催化反應(yīng)器。五、效益分析可處理難降解有機(jī)廢水，節(jié)省環(huán)保支出，提高出水水質(zhì)。六、合作方式尋找中試及應(yīng)用合作伙伴。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：姚穎悟聯(lián)系電話： 13821152801，60200454

本發(fā)明公開(kāi)了一種用于硝汞協(xié)同控制的催化劑及其制備方法，所述催化劑由以下質(zhì)量百分比計(jì)的組分制成：載體：TiO272-98.6％，活性組分：V2O50.1-5％、WO31-10％、Cr2O30.1-5％和Nb2O50.1-5％，助催化劑0.1-3％。本發(fā)明可用于煙氣中氮氧化物的還原同時(shí)將零價(jià)汞氧化成二價(jià)汞然后加以控制，具有較高脫硝性能的同時(shí)具備高的汞氧化性能，相比于目前商用SCR催化劑，很大程度上提高了催化劑的汞氧化率，可以適應(yīng)我國(guó)燃煤電廠中脫汞的要求，且SO2/SO3轉(zhuǎn)化率較低，并且有較好的抗中毒能力，是一種低成本、高性能的新型催化劑。

本發(fā)明提供一種改性TiO2光催化劑的制備方法,該方法包括以下步驟:聚苯乙烯乳液的制備;Fe3O4顆粒的制備;溶膠-凝膠法制備聚苯乙烯(PS)改性TiO2;制備功能性TiO2。本發(fā)明的效果是該方法制備的多孔TiO2以聚苯乙烯為模板,對(duì)廢舊泡沫塑料進(jìn)行二次利用,制備出高比表面積的PS改性TiO2光催化劑,體現(xiàn)了資源的無(wú)害化處理方式,成本低廉、經(jīng)濟(jì),操作簡(jiǎn)單。在PS改性基礎(chǔ)上,通過(guò)引入Fe3O4,使得催化劑吸收波長(zhǎng)紅移,提高了太陽(yáng)光利用率。

小試階段/n本成果屬于燃料電池催化劑技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種摻雜型石墨烯負(fù)載PtRu合金納米電催化劑及其制備方法。直接甲醇燃料電池具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、低溫啟動(dòng)速度快、燃料廉價(jià)易得、清潔無(wú)污染、比能量高和能量轉(zhuǎn)換效率高等特點(diǎn)，有望成為未來(lái)便攜式電子產(chǎn)品以及電動(dòng)汽車(chē)、飛機(jī)等化石能源替代品。Pt是已知的對(duì)甲醇電氧化催化活性較好、使用較廣泛的催化劑，然而其存在成本過(guò)高易CO中毒等問(wèn)題。采用PtRu合金、以摻雜型石墨烯為載體作為直接甲醇燃料電池陽(yáng)極催化劑，能有效提高催化劑的活性和利用率。本成果克服了現(xiàn)有技術(shù)缺陷，提供

本發(fā)明公開(kāi)了一種納米 Pd 電催化劑的制備方法，包括六角相溶致液晶的制備、Pd 鹽 前驅(qū)體的還原和后處理各單元過(guò)程，通過(guò)反應(yīng)時(shí)間、光照強(qiáng)度等的改變對(duì)生成的納米 Pd 的 形貌進(jìn)行調(diào)控。本發(fā)明制備的納米 Pd 電催化劑的形貌和尺寸可控、可調(diào)，視反應(yīng)時(shí)間、燈 泡瓦數(shù)不同，獲得尺寸和形貌可控的納米 Pd 電催化劑，適合用于電催化甲醛等有機(jī)小分子 類(lèi)作電催化劑。本制備方法條件溫和，過(guò)程簡(jiǎn)單，生產(chǎn)周期短，產(chǎn)物均勻，易于規(guī)模化生產(chǎn)。

基于目前世界上亟需解決的環(huán)境污染和能源危機(jī)兩大問(wèn)題，開(kāi)發(fā)一種同時(shí)凈化環(huán)境與能源轉(zhuǎn)化的裝置將具有巨大的應(yīng)用潛力。因此對(duì)于水體環(huán)境污染處理和清潔能源生產(chǎn)本課題組已開(kāi)發(fā)出有效的技術(shù)——光電催化有機(jī)污染物降解協(xié)同產(chǎn)氫。開(kāi)發(fā)了新型金屬氧化物納米管陣列異質(zhì)結(jié)雜化光電催化體系,在電場(chǎng)誘導(dǎo)下，使光生電子與空穴分別于陰極和陽(yáng)極氧化降解有機(jī)污染物與析氫，實(shí)現(xiàn)光電催化同步去污與制氫。通過(guò)增強(qiáng)納米管陣列與基底相互作用，納米管本體結(jié)晶度提高或單晶化，納米管管壁表面形成異質(zhì)結(jié)光催化雜化體系和導(dǎo)電碳基材料的修飾等途徑，提高光生電子傳輸速率，促成電子與空穴有效分離，拓寬體系的光響應(yīng)范圍，提高光的吸收效率與量子效率。結(jié)合表征等手段及分析，闡明光電催化體系的構(gòu)效關(guān)系，設(shè)計(jì)出高效、穩(wěn)定的新型光電催化構(gòu)筑應(yīng)用于污水的資源化。通過(guò)兩個(gè)反應(yīng)過(guò)程的相互促進(jìn)，不僅提高了光催化效率，而且符合變“廢”為寶的綠色能源化學(xué)理念；構(gòu)建了新型光催化反應(yīng)器和高性能光電催化劑；發(fā)展了光電協(xié)同催化理論在同步去污-制氫反應(yīng)中的應(yīng)用。

項(xiàng)目主要包括以下兩大類(lèi)催化劑及催化反應(yīng)器：1、 柴油車(chē)尾氣凈化催化劑 該類(lèi)產(chǎn)品主要是指柴油車(chē)尾氣凈化用的SCR催化劑和DOC催化劑。2014年3月,產(chǎn)品在天津索克汽車(chē)試驗(yàn)有限公司通過(guò)了工業(yè)級(jí)柴油車(chē)尾氣凈化催化劑(蜂窩狀陶瓷催化劑)的國(guó)IV標(biāo)準(zhǔn)臺(tái)架測(cè)試，性能與進(jìn)口產(chǎn)品持平。其后在2015年5月，產(chǎn)品在朝陽(yáng)柴油機(jī)有限公司通過(guò)了國(guó)V標(biāo)準(zhǔn)的臺(tái)架測(cè)試。