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可再生能源電解水制氫催化劑制備及其應用
在“雙碳”目標的背景下，基于可再生能源電解水制氫是真正實現清潔氫氣來源的“綠氫”技術。然而，目前制約電解水制氫產業發展的瓶頸之一是貴金屬基電催化劑高昂的價格。近年來，研究者開發了多種廉價、高效的電解水陰極析氫非貴金屬電催化劑，其中硫化鉬（MoS2）基催化劑是迄今為止發現的析氫性能最好的非貴金屬催化劑之一，其具有類鉑活性。然而，這類高活性催化劑往往更易受到復雜催化反應環境因素的影響，導致催化劑表面發生重構并破壞其幾何/電子結構，造成催化劑失活。
基于此，本團隊提出了具有分子選擇性的柵欄工程，解決了高活性Co摻雜MoS2析氫反應催化劑活性與穩定性之間的權衡問題。這一策略為設計高效、穩定的非貴金屬基電催化劑的大規模應用提供了新思路。當將該MoS2基（Co-MoS2@CoS2）陰極催化材料與實驗室自制的高活性鈷鎳雙金屬硒化物析氧反應陽極配對用于實驗室自制的堿性電解水（AWE）雙電極電解系統時，在電流密度400 mA/cm2下持續分解500 h沒有明顯的衰減。
隨著我國進一步推進去碳化，電解水制氫有望成為能源變革的核心。在此背景下，只有大力推廣電解水制氫，才能滿足不斷增長的綠氫需求。為此，需要大幅擴大電解水制氫裝置規模，讓電解水制氫在國民經濟去碳化中發揮關鍵作用。
北京理工大學
2022-09-16
高功率密度金屬燃料電池催化劑及膜工藝技術
應急備用電源、便攜式動力電源市場。高活性高穩定性廉價催化劑與先進制膜工藝相結合，克服了傳統電池低功率密度，低壽命的問題。組裝的電池具有高功率密度， 高比能量和機械式快速換電的優勢，在能量密度上遠超鋰離子電池、鉛酸電池，有望應用于便攜式動力電源和應急備用市場。
中國科學技術大學
2021-04-14
一種催化氧化制備 5-甲基吡嗪-2-羧酸的方法
作為一種重要的醫藥中間體，5-甲基吡嗪-2-羧酸主要用來合成降 血糖藥物格列吡嗪及降血壓藥物阿昔莫司;同時，也可用于合成抗結 核藥物 5-甲基吡嗪-2-羧酸甲酯。采用高效、綠色、環保的方法大規 模合成 5-甲基吡嗪-2-羧酸意義重大。目前，5-甲基吡嗪-2-羧酸的工 業合成以 2,5-二甲基吡嗪為原料，其合成方法主要有如下幾種:(1) KMnO4 氧化法，但該方法中由于高錳酸鉀一般過量使用，容易氧化 生成較多副產物，產品收率低;且更容易生成大量含高錳
蘭州大學
2021-04-14
環境透射電鏡研究PtPb@Pt催化劑的相分離過程
研究催化劑在實際催化反應過程中的狀態對于理解催化劑的催化機理具有非常重要的意義。實際催化過程中，氣體分子會通過影響表面能進而對催化劑的表面結構進行調制。但受限于研究方法，在真實催化環境中，氣體分子如何重構催化劑表面仍然不清楚。此外，除了催化劑表面結構的變化，在催化反應過程中，催化劑顆粒整體的結構乃至物相也會發生變化。
南方科技大學
2021-04-14
鈷鎳基配位聚合物的構筑及電催化析氫性能研究
配位聚合物是由無機金屬中心與橋連的有機配體通過自組裝相互連接，形成的一類具有周期性網絡結構的晶態多孔材料。
一、項目進展
創意計劃階段
二、負責人及成員
姓名
學院/所學專業
入學/畢業時間
祝渙鈞
化學與化工學院應用化學專業
2019年9月至2023年6月
吳凌志
化學與化工學院應用化學專業
2019年9月至2023年6月
鄭毅
化學與化工學院應用化學專業
2019年9月至2023年6月
王梓
化學與化工學院應用化學專業
2019年9月至2023年6月
武辰禹
化學與化工學院應用化學專業
2019年9月至2023年6月
三、指導教師
姓名
學院/所學專業
職務/職稱
研究方向
覃玲
化學與化工學院
副教授
多功能配位聚合物材料的合成及應用研究
四、項目簡介
配位聚合物是由無機金屬中心與橋連的有機配體通過自組裝相互連接，形成的一類具有周期性網絡結構的晶態多孔材料。它具有多樣的拓撲結構，并且稀疏多孔，密度較低。這些特點使得它在吸附，催化，儲能的各個方面有著優良的效果。
本項目主要目的在于合成鈷/鎳基配位聚合物，選擇合適的有機配體與金屬離子鈷/鎳通過配位鍵構筑得到鈷鎳基配位聚合物，利用單晶衍射、元素分析、紅外光譜等方法對其結構及組成進行表征，或者通過合成和摻雜的方式，調控它的析氫性能，設計出高催化活性和穩定性、低成本的非貴金屬催化劑。
項目組成員通過設計選擇有機配體與金屬離子，通過溶劑熱方法合成了多種金屬有機框架材料，并將其熱解得到衍生材料。通過線性伏安掃描法等多種實驗方法測試了它們的電催化性能，其中化合物Ni-MOF的初始電位為-356mV，Tafel斜率127.3 mV⋅dec-1。Co-MOF通過摻雜Zn2+后，過電位降低到-307 mV，Tafel斜率150.2 mV⋅dec-1。我們還合成了一種對金屬離子（Fe3+）與抗生素（加替沙星）有明顯檢測效果的鋅基材料，可作為多功能探針檢測水中金屬離子和抗生素的殘余量。由于化合物沒有催化位點，我們通過摻雜鈷金屬的方式，改善了它的電催化析氫性能，使它具有較低的初始電位(-423 mV)、較低的Tafel效率(101.9 mV⋅dec-1)和較好的循環穩定性。
項目為研究高性能和穩定性的HER電催化劑及金屬離子和抗生素熒光探針材料的設計合成提供了可行的思路。
合肥工業大學
2022-07-27
一種催化氧化制備5-甲基吡嗪-2- 羧酸的方法
作為一種重要的醫藥中間體，5-甲基吡嗪-2-羧酸主要用來合成 降血糖藥物格列吡嗪及降血壓藥物阿昔莫司；同時，也可用于合成抗結核藥物 5-甲基吡嗪-2-羧酸甲酯。采用高效、綠色、環保的方法大規模合成 5-甲基吡嗪-2-羧酸意義重大。目前，5-甲基吡嗪-2-羧酸 的工業合成以 2,5-二甲基吡嗪為原料，其合成方法主要有如下幾種：（1）KMnO4 氧化法，但該方法中由于高錳酸鉀一般過量使用，容易 氧化生成較多副產物，產品收率低；且更容易生成大量含高錳酸鉀及金屬離子的廢水，環境危害大，不符合環保、綠色化學要
蘭州大學
2021-01-12
一種微波輔助再生SCR脫硝催化劑的方法及其裝置
本發明公開了一種微波輔助再生SCR脫硝催化劑的方法。本發明包括（1）將中毒的SCR脫硝催化劑浸沒于去離子水中，用鼓泡的方法清洗SCR脫硝催化劑；（2）將SCR脫硝催化劑轉移至盛有復孔溶液的容器中浸泡處理；（3）將SCR脫硝催化劑轉移至微波裝置中，處理1-10分鐘；（4）將SCR脫硝催化劑轉移至有活化液的容器中，浸漬1-4小時；（5）將SCR脫硝催化劑微波干燥1-20分鐘；（6）將SCR脫硝催化劑在500-600℃條件下煅燒4-7小時。本發明原料易得、裝置和工藝簡單、節能，適用于工業規模化再生，經過本發明方法處理的催化劑孔道疏松，孔結構明顯優化，催化劑表面狀況顯著改善，具有活性高，經濟性好的特點。
浙江大學
2021-04-13
一株對灰霉病菌有抑制作用的洋蔥假單胞菌菌株QBA-3及其應用
本發明公開了一株對灰霉病菌有抑制作用的洋蔥假單胞菌菌株QBA-3及其應用，本發明通過篩選獲得的QBA-3其分類命名為洋蔥假單胞菌Pseudomonas?cepacia，保藏于中國典型培養物保藏中心，其保藏編號為CCTCC?M2015402。本發明經過對灰霉病菌孢子萌發、芽管伸長和離體葉片的實驗，證明本發明獲得的菌株QBA-3具有對灰霉病菌的強抑制作用，可以將其制備成防治灰霉病菌的生防制劑，具有良好的市場應用前景。
青島農業大學
2021-04-11
面向硬巖開采用硬質合金截齒稀土催化低溫滲氮機理研究
截齒表面化學熱處理方法有滲氮、滲碳、碳氮共滲等。滲氮與其它表面化學熱處理工藝相比，主要優點在于其較低的熱處理溫度（500-600℃），理想溫度為580℃，可在完全調質與回火的條件下對零件進行滲氮，而不會對基體的組織及主要性能造成負面影響，是一個快速便捷、靈活方便、經濟高效、可控性強的工藝過程。低溫滲氮的另一個優點在于降低了產生變形的可能性。這樣，零件就可以通過機械加工得到最終的尺寸，而無須花費昂貴的精加工過程。因此，低溫滲氮的實用性和有效性, 一直受到國內外廣泛研究。
安徽理工大學
2021-04-11
固態酸催化NaBH4/NH3BH3水解制氫復合物
成果描述：本課題組首次將固態儲氫的兩種熱點材料SB和AB用高能球磨的方法復合，并采用廉價的固態酸作為一次高效催化劑直接添加在SB-AB復合物中以實現復合物在溫和條件下的快速有效放氫，不僅克服上述中金屬類催化劑失活和成本的問題，更具有明顯的市場優勢和應用價值。此復合水解體系還具有放氫量高，動力學性能好等優勢，產氫速率和有效放氫量可根據實際供氫需求調控。制氫純度高，與水接觸就能放氫，制備工藝簡單，大大降低了制氫成本，減少環境限制，滿足隨時隨地的取用。市場前景分析：1. 氫燃料電池：氫燃料電池能量轉換率高，裝置可大可小，非常靈活，無污染無噪音，具有廣闊的應用領域。本產品所提供的氫源可直接應用于氫燃料電池。 2.便攜式移動電源：可為手機、筆記本電腦、MP3/MP4等電子設備隨時隨地地充電，不需要其他外接電源，無需補充電量，方便快捷，具有非常可觀的市場需求。 3. 氫能發電機：可以適用于野外作業，只要有水的環境就能使用，副產物對環境友好可直接排放，靈活機動。在救災搶險、工程作業等方面有著很大的優勢。 4.氫氣球：大型氫氣球廣泛見于飄浮廣告條幅，高空探測等，是日常生活中最為常見的氫應用實例。本產品可以實現移動式充氫，即使在氣球升空后仍能不斷地補充氫氣，確保氫氣球高空作業的穩定性和耐久性。與同類成果相比的優勢分析：理論放氫量：2127ml/g（20wt%酸添加量） 反應1h實際放氫量(產氫率) 初始反應10min內放氫量(產氫率) 0 ℃----- 775ml/g (36.4%) 608ml/g (28.6%) 25℃----- 1545ml/g （72.6%） 992ml/g (46.6%) 50℃----- 2112ml/g （99.3%） 1710ml/g (80.4%)
四川大學
2021-04-10