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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)。

汽車行業(yè)發(fā)展迅猛，能源需求巨大，機(jī)動(dòng)車尾氣的排放造成的環(huán)境污染日趨 嚴(yán)重。氫-氧質(zhì)子交換膜動(dòng)力燃料電池（PEMFC）以其高效、潔凈、兼容可再生能 源技術(shù)等特點(diǎn)，被認(rèn)為是后石油時(shí)代解決移動(dòng)高性能動(dòng)力電池的理想方案。然而, 當(dāng)前PEMFC所使用的催化劑為貴金屬Pt基催化劑，其對(duì)Pt資源的需求巨大，成 本高昂，難以成功商業(yè)化推廣。因此，開發(fā)出符合動(dòng)力輸出性能的非鉗燃料電池 技術(shù)，契合我國對(duì)高效節(jié)能、環(huán)境友好的高性能動(dòng)力電池汽車的迫切需求。 以該項(xiàng)目為依托制備的非貴金屬燃料電池催化劑以可以使單電池的最大輸出 功率達(dá)到0. 6 W. cm-2,已經(jīng)完全達(dá)到貴金屬Pt基燃料電池的輸出性能，可以滿 足動(dòng)力輸入應(yīng)用要求。目前，該催化劑形成完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)，屬于國際 一流國內(nèi)領(lǐng)軍的高科技技術(shù)。該催化劑的成功推廣勢(shì)必將從根本上解決機(jī)動(dòng)汽車 尾氣對(duì)我國環(huán)境的污染問題，降低對(duì)石化能源的需求。 市場(chǎng)及經(jīng)濟(jì)效益分析： 全球范圍內(nèi)，燃料電池行業(yè)發(fā)展迅猛，行業(yè)總體步入正軌。2010年，燃料 電池堆的全球出貨量有23萬臺(tái)，而在2007年只有1. 1萬臺(tái)出貨量，2011年至 2012年的全球燃料電池的出貨量有85%的年增長速度。在2010年全球售出的燃 料電池中，便攜式燃料電池占到這一總數(shù)的95%,其中超過97%采用質(zhì)子交換 膜燃料電池技術(shù)。2007年至2010年間，燃料電池出貨量翻了 20倍。從應(yīng)用上 看便攜式小幅增長，交通運(yùn)輸應(yīng)用在近幾年大幅增長，而在電站的應(yīng)用則呈現(xiàn)平 穩(wěn)增長態(tài)勢(shì)。2012年，燃料電池行業(yè)的收入超過10億美元的全世界市值，并且 亞太國家運(yùn)送超過3/4的燃料電池系統(tǒng)到世界各地。2014年起，按每年22. 6% 的復(fù)合年增長率計(jì)算，全球燃料電池產(chǎn)能在2020年預(yù)計(jì)將達(dá)到664.5兆瓦。在 未來六年時(shí)間里，各國政府對(duì)加氫站及相關(guān)氫基礎(chǔ)設(shè)施的投入將成為這一增長的 推動(dòng)力量。隨著燃料電池技術(shù)在全世界范圍內(nèi)的廣泛應(yīng)用，作為其關(guān)鍵材料的催 化劑必將具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景和豐厚的利潤。 另外，制備該催化劑的原產(chǎn)料價(jià)格便宜、方法和工藝非常簡(jiǎn)單, 且生產(chǎn)過程中不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，很容易開展下一步工業(yè)生產(chǎn)。

本成果涉及的是一種全尺度危險(xiǎn)固體廢棄物連續(xù)熱解焚燒裝置及焚燒過程，屬于可燃危險(xiǎn)固體廢棄物處置及焚燒技術(shù)領(lǐng)域。該處置裝置及研究平臺(tái)的主要工藝設(shè)備，按照功能包括上料、熱解燃燒、余熱利用、煙氣凈化、煙氣排放、電器控制監(jiān)控系統(tǒng)和附件等七部分。 通過采用廢棄物熱解氣化原理，廢棄物在立式熱解爐內(nèi)欠氧條件下熱解、氣化，熱解爐內(nèi)氣體溫度控制在200-400℃左右，爐渣中心溫度可達(dá)800-1100℃左右，將有機(jī)廢棄物轉(zhuǎn)化成可燃燒的CO和CH4等可燃成分和無機(jī)水蒸汽、酸性氣體和爐渣，可燃?xì)怏w進(jìn)入混合室后，與切向進(jìn)入的空氣強(qiáng)烈混合后送入二次室燃燒，二次室出口煙氣溫度可達(dá)850-1100℃，煙氣停留時(shí)間2-5s，煙氣中有機(jī)物得以完全燃燒，同時(shí)抑制了不完全燃燒產(chǎn)物（焦油、煙炱和碳等）的產(chǎn)生，可達(dá)到減容的目的，也為煙氣凈化和灰渣回收創(chuàng)造成了條件；G-L換熱器可實(shí)現(xiàn)補(bǔ)充熱風(fēng)助燃，充分余熱利用；急冷塔霧化降溫系在升溫時(shí)、正常運(yùn)行時(shí)、殘燒時(shí)均能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行；布袋除塵器能實(shí)現(xiàn)有效自動(dòng)除去煙氣中小顆粒粉塵；活性炭噴射裝置能有效吸附煙氣中有害物質(zhì)；當(dāng)設(shè)備全部投入運(yùn)行時(shí)，煙囪無黑煙，可另外設(shè)計(jì)新型熱解、焚燒和煙氣處理等工藝模塊，并與已有設(shè)計(jì)模塊融合，能夠改造、升級(jí)和替換。 技術(shù)優(yōu)勢(shì)： 本成果將熱解和高溫焚燒技術(shù)優(yōu)化組合，把低溫氣體和高溫熔融結(jié)合起來，將廢棄物的焚燒分為熱解-預(yù)混-焚燒三步進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)熱解焚燒、能量回收和煙氣凈化綜合工藝流程和工藝條件，具有前瞻性，整體工藝無害化突出，減容性和資源化顯著，物料適用性廣泛，過程中不涉及危險(xiǎn)反應(yīng)介質(zhì)和有毒有害溶劑，可實(shí)現(xiàn)“本質(zhì)綠色化”。

本成果涉及的是一種全尺度危險(xiǎn)固體廢棄物連續(xù)熱解焚燒裝置及焚燒過程，屬于可燃危險(xiǎn)固體廢棄物處置及焚燒技術(shù)領(lǐng)域。該處置裝置及研究平臺(tái)的主要工藝設(shè)備，按照功能包括上料、熱解燃燒、余熱利用、煙氣凈化、煙氣排放、電器控制監(jiān)控系統(tǒng)和附件等七部分。 通過采用廢棄物熱解氣化原理，廢棄物在立式熱解爐內(nèi)欠氧條件下熱解、氣化，熱解爐內(nèi)氣體溫度控制在200-400℃左右，爐渣中心溫度可達(dá)800-1100℃左右，將有機(jī)廢棄物轉(zhuǎn)化成可燃燒的CO和CH4等可燃成分和無機(jī)水蒸汽、酸性氣體和爐渣，可燃?xì)怏w進(jìn)入混合室后，與切向進(jìn)入的空氣強(qiáng)烈混合后送入二次室燃燒，二次室出口煙氣溫度可達(dá)850-1100℃，煙氣停留時(shí)間2-5s，煙氣中有機(jī)物得以完全燃燒，同時(shí)抑制了不完全燃燒產(chǎn)物（焦油、煙炱和碳等）的產(chǎn)生，可達(dá)到減容的目的，也為煙氣凈化和灰渣回收創(chuàng)造成了條件；G-L換熱器可實(shí)現(xiàn)補(bǔ)充熱風(fēng)助燃，充分余熱利用；急冷塔霧化降溫系在升溫時(shí)、正常運(yùn)行時(shí)、殘燒時(shí)均能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行；布袋除塵器能實(shí)現(xiàn)有效自動(dòng)除去煙氣中小顆粒粉塵；活性炭噴射裝置能有效吸附煙氣中有害物質(zhì)；當(dāng)設(shè)備全部投入運(yùn)行時(shí)，煙囪無黑煙，可另外設(shè)計(jì)新型熱解、焚燒和煙氣處理等工藝模塊，并與已有設(shè)計(jì)模塊融合，能夠改造、升級(jí)和替換。 技術(shù)優(yōu)勢(shì)： 本成果將熱解和高溫焚燒技術(shù)優(yōu)化組合，把低溫氣體和高溫熔融結(jié)合起來，將廢棄物的焚燒分為熱解-預(yù)混-焚燒三步進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)熱解焚燒、能量回收和煙氣凈化綜合工藝流程和工藝條件，具有前瞻性，整體工藝無害化突出，減容性和資源化顯著，物料適用性廣泛，過程中不涉及危險(xiǎn)反應(yīng)介質(zhì)和有毒有害溶劑，可實(shí)現(xiàn)“本質(zhì)綠色化”。

本成果在世界上首次將"AIPO4" 、"TIO6"和"Si04"單元以規(guī)整結(jié)構(gòu)的形式引入柴油加氫精制催化劑載體中,使催化劑具有更加優(yōu)良的表面化學(xué)性質(zhì),促進(jìn)硫、氮、芳烴的同步脫除。成果從2010年陸續(xù)在大慶石化、烏魯木齊石化、遼陽石化柴油加氫精制裝置實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用,成功生產(chǎn)出符合國IV、國V柴油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的清潔柴油,為我國柴油的質(zhì)量升級(jí)提供了有力的技術(shù)支撐,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

項(xiàng)目簡(jiǎn)介： 手性醇是有機(jī)合成化學(xué)中非常重要的手性化合物，它是合成手性 藥物、天然有機(jī)化合物等的重要手性中間體。目前已有很多手性醇的不對(duì)稱合成方法。其中，酮的不對(duì)稱催化氫化是合成手性醇最高效、 最原子經(jīng)濟(jì)且環(huán)境友好的方法之一。本項(xiàng)目可依據(jù)需要提供多種類型 手性醇合成的新技術(shù)，特別是光學(xué)活性手性芳基烷基醇等公斤級(jí)以上 合成工藝技術(shù)。 項(xiàng)目特色： 利用具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的手性合成核心技術(shù)，為醫(yī)藥企業(yè)等提供 各種類型的光學(xué)活性芳基烷基醇等多樣性手性醇的不對(duì)稱氫化合成 工藝技術(shù)。相應(yīng)的合成工藝技術(shù)操作簡(jiǎn)單、條件溫和、安全、環(huán)保， 能給企業(yè)帶來效益。 提供的光學(xué)活性手性醇合成技術(shù)，具有原子經(jīng)濟(jì)、環(huán)境友好、效 率高、選擇性好的特點(diǎn)，不會(huì)給環(huán)境帶來污染。相應(yīng)的手性醇合成新 工藝技術(shù)面向醫(yī)藥企業(yè)，在能給企業(yè)帶來效益的同時(shí)，可促進(jìn)人類的 健康和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

南開大學(xué)蓖麻生物航油集成技術(shù)，是在“應(yīng)對(duì)氣候變化、綠色低碳發(fā)展”的前瞻理念下，集成南開十幾年蓖麻產(chǎn)業(yè)鏈開發(fā)基礎(chǔ)及化學(xué)化工科研優(yōu)勢(shì)，自主研發(fā)，現(xiàn)已取得階段性成果：建立了“生物航油基礎(chǔ)研發(fā)基地”，突破了催化劑關(guān)鍵技術(shù)，打通了工藝流程，產(chǎn)品全項(xiàng)達(dá)標(biāo)，成本在目前所有生物質(zhì)航油中最低，申請(qǐng)中國發(fā)明專利 7 項(xiàng)，列入國家發(fā)改委《戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)產(chǎn)品目錄》、《國家重點(diǎn)推廣的低碳技術(shù)項(xiàng)目指南》等，獲第四屆國家和天津市創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽獎(jiǎng)項(xiàng)，具有拉動(dòng)千億元綠色低碳產(chǎn)業(yè)鏈的巨大發(fā)展?jié)摿Α?生物航空煤油（生物航煤）就是以動(dòng)植物油脂或農(nóng)林廢棄物等生物質(zhì)為原料生產(chǎn)的航空煤油，可在航空煤油中大比例的添加使用（50%），且不需要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)做任何改進(jìn)。2012 年開始的歐盟航空碳稅之爭(zhēng)已迫使各國爭(zhēng)相開發(fā)生物航煤技術(shù)來實(shí)現(xiàn)航空業(yè)的碳減排。生物航煤的研發(fā)契合國家十三五發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，對(duì)我國航空業(yè)減排、根治霧霾、維護(hù)能源安全、以及拉動(dòng)三農(nóng)等都有重要作用，是國家大力支持的綠色低碳產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新增長點(diǎn)，是當(dāng)前國家急需解決的重大科學(xué)難題之一。目前，該項(xiàng)目的技術(shù)難題就是核心催化劑脫氧活性不佳、航煤選擇性低、穩(wěn)定性差。 南開大學(xué)李偉教授科研團(tuán)隊(duì)目前已開發(fā)出具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的蓖麻航油制備及配套催化劑關(guān)鍵技術(shù)，使原料油轉(zhuǎn)化率＞99%，蓖麻生物航油產(chǎn)品收率＞80%；經(jīng)中石化石科院按國際生物航煤最高標(biāo)準(zhǔn)的 ASTM D7566 和國家噴氣 3 號(hào)燃料（GB 6537-2006）等指標(biāo)檢測(cè)，全項(xiàng)達(dá)標(biāo)。相關(guān)研究?jī)?nèi)容在《Bioresource Technology》發(fā)表論文 1 片、申報(bào)中國發(fā)明專利 7 項(xiàng)、國際發(fā)明專利 2 項(xiàng)。相關(guān)技術(shù)受到國內(nèi)外高度重視及新聞媒體關(guān)注。在第四屆中國創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽中以天津賽區(qū)第一名成績(jī)進(jìn)入全國總決賽，最終以第 6 名榮獲“全國優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)”稱號(hào)。

南開大學(xué)蓖麻生物航油集成技術(shù)，是在“應(yīng)對(duì)氣候變化、綠色低 碳發(fā)展”的前瞻理念下，集成南開十幾年蓖麻產(chǎn)業(yè)鏈開發(fā)基礎(chǔ)及化學(xué) 化工科研優(yōu)勢(shì)，自主研發(fā)，現(xiàn)已取得階段性成果：建立了“生物航油基礎(chǔ)研發(fā)基地”，突破了催化劑關(guān)鍵技術(shù)，打通了工藝流程，產(chǎn)品全 項(xiàng)達(dá)標(biāo)，成本在目前所有生物質(zhì)航油中最低，申請(qǐng)中國發(fā)明專利 7 項(xiàng)， 列入國家發(fā)改委《戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)產(chǎn)品目錄》、《國家重點(diǎn)推廣的低 碳技術(shù)項(xiàng)目指南》等，獲第四屆國家和天津市創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽獎(jiǎng)項(xiàng)，具 有拉動(dòng)千億元綠色低碳產(chǎn)業(yè)鏈的巨大發(fā)展?jié)摿Α?生物航空煤油（生物航煤）就是以動(dòng)植物油脂或農(nóng)林廢棄物等生 物質(zhì)為原料生產(chǎn)的航空煤油，可在航空煤油中大比例的添加使用 （50%），且不需要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)做任何改進(jìn)。2012 年開始的歐盟航空碳 稅之爭(zhēng)已迫使各國爭(zhēng)相開發(fā)生物航煤技術(shù)來實(shí)現(xiàn)航空業(yè)的碳減排。生 物航煤的研發(fā)契合國家十三五發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，對(duì)我國航空業(yè)減排、根 治霧霾、維護(hù)能源安全、以及拉動(dòng)三農(nóng)等都有重要作用，是國家大力 支持的綠色低碳產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新增長點(diǎn)，是當(dāng)前國家急需解決的重大科學(xué)難 題之一。目前，該項(xiàng)目的技術(shù)難題就是核心催化劑脫氧活性不佳、航 煤選擇性低、穩(wěn)定性差。 南開大學(xué)李偉教授科研團(tuán)隊(duì)目前已開發(fā)出具有完全自主知識(shí)產(chǎn) 權(quán)的蓖麻航油制備及配套催化劑關(guān)鍵技術(shù)，使原料油轉(zhuǎn)化率＞99%， 蓖麻生物航油產(chǎn)品收率＞80%；經(jīng)中石化石科院按國際生物航煤最高 標(biāo)準(zhǔn)的 ASTM D7566 和國家噴氣 3 號(hào)燃料（GB 6537-2006）等指標(biāo) 檢測(cè)，全項(xiàng)達(dá)標(biāo)。相關(guān)研究?jī)?nèi)容在《Bioresource Technology》發(fā)表論 文 1 片、申報(bào)中國發(fā)明專利 7 項(xiàng)、國際發(fā)明專利 2 項(xiàng)。相關(guān)技術(shù)受到 國內(nèi)外高度重視及新聞媒體關(guān)注。在第四屆中國創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽中以天 津賽區(qū)第一名成績(jī)進(jìn)入全國總決賽，最終以第 6 名榮獲“全國優(yōu)秀團(tuán) 隊(duì)”稱號(hào)。 市場(chǎng)應(yīng)用前景： 生物航油市場(chǎng)需求巨大，據(jù)國際民航組織規(guī)定，2020 年中國航空燃油的 30%（約 1200 萬噸）要打上“生物質(zhì)標(biāo)簽”，如果按“50%生 物質(zhì)航油：50%化石航油”摻混，需要 600 萬噸“純”生物質(zhì)航油， 總產(chǎn)值達(dá)數(shù)千億元。但 2014 年全國生物航油產(chǎn)量不足 100 噸，離規(guī) 模化相差甚遠(yuǎn)。蓖麻航油具備占據(jù) 50%市場(chǎng)份額的可能性，按 5 年生 產(chǎn)蓖麻生物航油 300 萬噸計(jì)算，僅技術(shù)轉(zhuǎn)讓和催化劑銷售利潤就可達(dá) 5 億元以上。同時(shí)，使用生物航油可降低 50%以上的污染物排放，可 有效減排治霾，維護(hù)我們的環(huán)境安全。 擬開展合作方式： 現(xiàn)已申請(qǐng)中國發(fā)明專利 7 項(xiàng)，擬開展合作方式：建設(shè)年產(chǎn)萬噸級(jí)生物航油 及配套催化劑示范生產(chǎn)裝置，采用股權(quán)合作或?qū)嵤┰S可的方式合作。

（專利號(hào)：ZL 201410545691.3） 簡(jiǎn)介：本發(fā)明公開了一種偶氮類銅配合物水氧化催化劑，屬于化學(xué)催化劑技術(shù)領(lǐng)域。該水氧化催化劑為1?(2?吡啶偶氮)?2?萘酚(PAN)銅(Ⅱ)配合物，其為1?(2?吡啶偶氮)?2?萘酚與Cu2+配位形成的五配位化合物，含一個(gè)三氟甲基磺酸根配位，分子量為477.97。本發(fā)明合成的1?(2?吡啶偶氮)?2?萘酚(PAN)銅(Ⅱ)配合物水氧化催化劑，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、價(jià)格低廉。該催化劑在催化水氧化制備氧氣的反應(yīng)中效果良好，且在不同溶劑體系中，均具有良好的催化效果。

本發(fā)明公開了一種玻璃纖維基光催化濾網(wǎng)的制備方法。包括以下步驟：1)對(duì)玻璃纖維束施加外力，加工成玻璃纖維網(wǎng)，在玻璃纖維網(wǎng)表面涂覆膠黏劑，膠黏劑與玻璃纖維網(wǎng)的重量比為1∶2～50；2)將重量比為1∶10～40的光催化劑與有機(jī)溶劑混合，超聲分散10～45min；3)將步驟2)的混合液以噴濺的方式負(fù)載到步驟1)的涂覆有膠黏劑的玻璃纖維網(wǎng)表面，光催化劑與玻璃纖維網(wǎng)的重量比為0.01～1.5∶1，干燥，得到玻璃纖維基光催化濾網(wǎng)。本發(fā)明具有方法簡(jiǎn)便、無需煅燒，風(fēng)阻小、透光性好，負(fù)載的催化劑不易脫落、光催化活性高等優(yōu)點(diǎn)。所得組件適用于空氣凈化器等，可用于光催化凈化室內(nèi)氣態(tài)有機(jī)污染物。