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南開大學(xué)蓖麻生物航油集成技術(shù)，是在“應(yīng)對氣候變化、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，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)大賽獎項(xiàng)，具 有拉動千億元綠色低碳產(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%），且不需要對發(fā)動機(jī)做任何改進(jìn)。2012 年開始的歐盟航空碳 稅之爭已迫使各國爭相開發(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，對我國航空業(yè)減排、根 治霧霾、維護(hù)能源安全、以及拉動三農(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 號燃料（GB 6537-2006）等指標(biāo) 檢測，全項(xiàng)達(dá)標(biāo)。相關(guān)研究內(nèi)容在《Bioresource Technology》發(fā)表論 文 1 片、申報中國發(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。 市場應(yīng)用前景： 生物航油市場需求巨大，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%市場份額的可能性，按 5 年生 產(chǎn)蓖麻生物航油 300 萬噸計算，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，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：ZL 201410545691.3） 簡介：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。

本項(xiàng)目從白酒大曲中分離篩選出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高效脂肪酶生產(chǎn)菌華根霉，建立了利用華根霉全細(xì)胞脂肪酶在非水相中催化合成以己酸乙酯為代表的短鏈芳香酯技術(shù)體系，并實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。此方法反應(yīng)條件溫和、反應(yīng)特異性強(qiáng)、有毒副產(chǎn)物少、反應(yīng)效率更高；轉(zhuǎn)化產(chǎn)物品質(zhì)高，合成的短鏈的脂肪酸酯主要包 括己酸乙酯、戊酸乙酯、庚酸乙酯、辛酸乙酯等，屬于天然等同生物香料，具有巨大的市場需求和商業(yè)價值。相關(guān)技術(shù)成果 2006 年獲江蘇省科技進(jìn)步一等獎，2003 年獲教育部提名國家技術(shù)進(jìn)步二等獎

(1）針對氧化還原酶在對映選擇性和催化活性等方面的適用局限性問題，建立分子改造與基因組挖掘技術(shù)平臺。通過理性設(shè)計改造野生型酶，改善和強(qiáng)化酶的催化特性與功能，獲得具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高活性、高立體選擇性制備芳基手性醇的重組氧化還原酶及新基因，拓展了酶的適用性，并為進(jìn)一步認(rèn)識酶分子催 化機(jī)制奠定基礎(chǔ)； （2）建立了高效穩(wěn)定全細(xì)胞催化的(S)-苯基乙二醇公斤級制備體系，在 100L 罐中，將底物濃度從 15 g/L 提高到 25 g/L，獲得了生產(chǎn)規(guī)模放大和產(chǎn)物的高效提取與精制等重要研究成果。產(chǎn)物光學(xué)純度和產(chǎn)率分別達(dá)到 99%和 93%。最終產(chǎn)物收率為 85%； （3）以數(shù)種手性醇酸化合物(R)-苯基乙二醇、(S)-間氯苯基乙二醇、(R)- 扁桃酸、(R)-2-辛醇為模型產(chǎn)物，通過生物催化劑篩選、理性設(shè)計催化過程、合理修飾底物和采用原位分離策略等，大大提高微生物不對稱還原潛手性化合物的效率，為手性化合物的制備提供了高效、安全的生物途徑； 

在二氧化碳綠色溶劑中低溫一步法實(shí)現(xiàn)納米金屬顆粒的控制性合成；2. 合成后直接得到大量的固體催化劑，無需高溫高壓，無需使用任何的有機(jī)或無機(jī)溶劑；3 . 生物質(zhì)固體廢物碳中性是可再生的低碳能源，實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)廢物能源化的價值；4. 液體燃料高選擇性（接近100%）高產(chǎn)率合成。

1 成果簡介鈦白粉有比表面積大、 催化活性高、 化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、 使用壽命長等優(yōu)勢，作為 SCR 脫硝催化劑用的載體材料，主要是處理氮氧化物，專門為垃圾焚燒電廠和化工、 煉油、 煉焦、玻璃制造廠煙氣治理以及汽車、輪船尾氣處理所需脫硝催化劑的制造。此產(chǎn)品具有親水性高、吸附力強(qiáng)、 比表面積大、 催化活性高、 500℃高溫?zé)Y(jié)后比表面積穩(wěn)定、 不產(chǎn)生二次污染等特點(diǎn)。產(chǎn)品主要用于脫硝， 在 100%煙氣條件下，脫硝率 95%以上。對環(huán)境保護(hù)起著非常重要的作用。2 技術(shù)指標(biāo)3 關(guān)鍵技術(shù)（ 1） 開發(fā)了脫硝催化劑（ SCR）用納米鈦白，采用硫酸法水解得到的偏鈦酸，通過加入控制劑、同時控制濃度、溫度、 pH 等工藝參數(shù)， 可控得到比表面積從 80-300 m2/g 的不同納米尺度的二氧化鈦粉體。 （ 2） 鈦白粉后處理工藝研究：詳細(xì)研究了 SiO2、 Al2O3、 ZrO2 無機(jī)包膜的機(jī)理，并獲得最優(yōu)化條件，包膜條件包括分散條件、包膜溫度、包覆時間、包覆 pH、攪拌強(qiáng)度、熟化時間等工藝條件。得到了非常好的包覆膜。 研究了鈦白在油漆、涂料（水性）、塑料、造紙等不同應(yīng)用領(lǐng)域中應(yīng)用，并獲得提高鈦白應(yīng)用性能的表面處理工藝。  脫硝催化多孔納米二氧化鈦 鈦白粉包覆均勻致密膜 上圖 鈦白粉高分辨率透射電鏡照片 （ 3） 分析測試方法： 利用 TEM， SEM， XRD， XRF， IR， BET 等現(xiàn)代分析手段研究鈦白粉的結(jié)構(gòu)和理論。 采用物理、化學(xué)等檢測方法，詳細(xì)研究分析了美國杜邦公司 R902、R706、日本石原公司 R930 等產(chǎn)品的包膜工藝， 包括：無機(jī)包膜順序、可能的無機(jī)包膜劑、可能的 pH 調(diào)節(jié)劑、有機(jī)包膜劑等。4 應(yīng)用領(lǐng)域電廠和化工、 煉油、 煉焦、 玻璃制造廠里面鍋爐脫硝，煙氣治理以及汽車、 輪船尾氣處理所需脫硝催化劑的制造。5 效益分析目前國內(nèi)外基本上都是采用具有特定比表面積的納米二氧化鈦?zhàn)鳛槊撓醮呋瘎?SCR 的載體， 應(yīng)用市場廣泛。可以控制工藝生產(chǎn)不同粒徑、形狀， 不同比表面積的二氧化鈦顆粒，應(yīng)用在不同的催化劑領(lǐng)域，也可以研制具有高附加值的活性納米催化用二氧化鈦，利潤在20-50%左右。6 合作方式合作開發(fā)。7 項(xiàng)目所屬行業(yè)領(lǐng)域能源環(huán)境。

所屬領(lǐng)域：新能源與節(jié)能環(huán)保成果介紹：針對化工行業(yè)高毒性、低閾值VOCs，研發(fā)新型光電催化氧化技術(shù)，大大提高VOCs的去除效率，減少污染物的排放。

近日，南方科技大學(xué)材料科學(xué)與工程系副教授谷猛課題組、物理系副教授徐虎課題組聯(lián)合俄勒岡大學(xué)教授馮振興團(tuán)隊(duì)在單原子催化領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，相關(guān)研究成果在國際頂級學(xué)術(shù)期刊《美國化學(xué)會志》（Journal of the American Chemical Society）上在線發(fā)表，并被選為封面論文。論文題目為“高銥單原子負(fù)載氧化鎳用于高效電催化析氧（Ultrahigh-loading of Ir single atoms on NiO matrix to dramatically enhance oxygen evolution reaction）”。谷猛介紹，負(fù)載量難以提高是目前單原子催化劑發(fā)展的主要瓶頸之一，而這項(xiàng)研究不僅將單原子負(fù)載質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高至18%，獲得了目前同類材料報道中的最高負(fù)載量，還能使催化劑維持較高的活性和穩(wěn)定性。另外，谷猛課題組博士后王琦通過這種方法，進(jìn)一步獲得了高負(fù)載量的Mn、Fe、Co、Ru、Ir、Pt等單原子摻雜NiO，驗(yàn)證了該制備方法的普適性，為單原子催化劑的研究提供了更實(shí)用且可靠的研究思路。

合成氨工業(yè)對國民經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展具有舉足輕重的作用。目前，每年全球氨產(chǎn)量已超過億噸，其中大部分用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以解決糧食與溫飽問題，其它部分用作重要的工業(yè)原料。此外，氨還具有含氫量高（質(zhì)量比達(dá)17.6%）、易液化等優(yōu)點(diǎn)，有望成為重要的清潔儲氫與儲能材料，具有廣闊的應(yīng)用前景。然而，由于氮?dú)夥肿臃浅７€(wěn)定且難以活化，溫和條件下合成氨反應(yīng)難以迅速進(jìn)行。工業(yè)上廣泛采用的Haber-Bosch方法通過高溫高壓（300–500攝氏度，100–200個大氣壓）等苛刻條件來促使高純氫氣和氮?dú)庠阼F基催化劑表面進(jìn)行反應(yīng)生成氨，其能量和氫氣都來自于化石燃料（如甲烷等），表現(xiàn)出高能耗、高化石燃料消耗和高二氧化碳排放等缺點(diǎn)。合成氨工業(yè)消耗全球每年3–5%的甲烷與1–2%的能源供給，并產(chǎn)生1.6%的二氧化碳排放。尋找合適的綠色替代方案，在溫和條件下實(shí)現(xiàn)高效、低能耗、低排放合成氨，成為亟待解決的科學(xué)挑戰(zhàn)。 電催化氮還原反應(yīng)（總反應(yīng)為N2 + 3H2O ? 2NH3 + 1.5O2）提供了一種可持續(xù)合成氨的新路徑。該反應(yīng)在常溫常壓下即可進(jìn)行，以大量易得的水與氮?dú)猓諝猓┳鳛榉磻?yīng)原料，以可持續(xù)能源（太陽能，風(fēng)能等）產(chǎn)生的電能作為能量來源，即可實(shí)現(xiàn)“零排放”合成氨。因此，不論是作為傳統(tǒng)Haber-Bosch方法的潛在替代者還是作為新型清潔能源體系的重要組成部分，電化學(xué)合成氨技術(shù)都具有極大的發(fā)展?jié)摿εc廣闊的應(yīng)用前景。 然而，電化學(xué)合成氨技術(shù)仍面臨重大挑戰(zhàn)，其發(fā)展嚴(yán)重受制于現(xiàn)有催化劑非常低下的選擇性與活性。若要將該技術(shù)實(shí)用化，就必須同時大幅提升催化劑的選擇性與活性。然而，現(xiàn)有研究經(jīng)驗(yàn)與理論表明，該反應(yīng)催化劑普遍面臨嚴(yán)重的“選擇性-活性”兩難問題：具有理論高活性的催化劑通常會導(dǎo)致激烈的析氫副反應(yīng)，從而表現(xiàn)出低的反應(yīng)選擇性；而可能具有高選擇性的催化劑對氮的吸附又過強(qiáng)，導(dǎo)致產(chǎn)物難以脫附，表現(xiàn)出過低的反應(yīng)活性。因此，為取得電催化合成氨研究進(jìn)展，大幅提高催化劑的選擇性與活性，就必須突破現(xiàn)有理論，發(fā)展新型催化劑與催化體系。