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一、項(xiàng)目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡(jiǎn)介 中國(guó)是聚氯乙烯產(chǎn)量最大的國(guó)家，占世界總產(chǎn)能25%左右，2016年我國(guó)PVC產(chǎn)能約2250萬(wàn)噸。生產(chǎn)中大多采用汞催化劑，但由于汞毒性大及國(guó)內(nèi)資源枯竭等問(wèn)題使該產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展受到了嚴(yán)重挑戰(zhàn)。在此背景下，南開(kāi)大學(xué)與新疆中泰集團(tuán)合作開(kāi)發(fā)的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新型綠色無(wú)汞催化劑技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)含汞有毒催化劑的徹底替代。經(jīng)過(guò)多年的實(shí)驗(yàn)室研究及三年時(shí)間的中試側(cè)線評(píng)價(jià)試驗(yàn)驗(yàn)證，該技術(shù)已經(jīng)成熟，具備了大規(guī)模工業(yè)化推廣的基礎(chǔ)。與現(xiàn)用的汞催化劑相比具有無(wú)毒、環(huán)保、工藝先進(jìn)等優(yōu)點(diǎn)、與國(guó)、內(nèi)外其它新型無(wú)汞催化劑相比具有活性高、穩(wěn)定性好、成本低等優(yōu)勢(shì)。

船舶在長(zhǎng)期在干燥高鹽、高腐蝕的還是環(huán)境中航行，油漆容易剝落，為了保養(yǎng)船舶延長(zhǎng)船舶使用壽命。船舶上經(jīng)常需要補(bǔ)刷油漆。光觸媒是一種以納米級(jí)二氧化鈦為代表的具有光催化功能的光半導(dǎo)體材料的總稱，它在紫外光及可見(jiàn)光的作用下，產(chǎn)生強(qiáng)烈催化降解功能：能有效地降解空氣中有毒有害氣體，還具備除甲醛、除臭、抗污、凈化空氣等功能。但是光觸媒在發(fā)揮作用時(shí)需要較強(qiáng)光照來(lái)催化，這導(dǎo)致它在長(zhǎng)年見(jiàn)不到陽(yáng)光，只能依靠普通照明燈光的船舶內(nèi)部船艙失去用武之地。 團(tuán)隊(duì)巧妙地應(yīng)利用石墨烯和金顆粒的特點(diǎn)，在提升了光觸媒的催化能力的同時(shí)，又降低了光觸媒對(duì)光線強(qiáng)度的要求，有效解決了光觸媒在船艙內(nèi)難以發(fā)揮作用的問(wèn)題。 技術(shù)成熟度 針對(duì)光觸媒在光線較弱的地方效果不佳的問(wèn)題，團(tuán)隊(duì)與海軍某部共建實(shí)驗(yàn)室，面向海軍艦艇特種涂層方面需求，開(kāi)發(fā)了石墨烯-二氧化鈦-金顆粒-納米光催化劑的自清潔涂層材料，并拓展其在民用環(huán)保涂層應(yīng)用。目前，本產(chǎn)品正在進(jìn)行最后的測(cè)試和驗(yàn)證。 投產(chǎn)條件和預(yù)期經(jīng)濟(jì)效益 本產(chǎn)品以光觸媒、石墨烯和少量金顆粒為原料，產(chǎn)品綠色環(huán)保，效果顯著。隨著行業(yè)技術(shù)水平的不斷提升，市場(chǎng)不斷規(guī)范，再加上人民的生活水平不斷提升和對(duì)健康生活提出的新的要求，我國(guó)光觸媒行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模將不斷擴(kuò)大，規(guī)模增速保持在4%左右，預(yù)計(jì)到2025年將達(dá)到68億元左右的市場(chǎng)規(guī)模。本產(chǎn)品在光強(qiáng)較弱且受到裝修污染的場(chǎng)景里能有很好的應(yīng)用，有望占領(lǐng)較大的市場(chǎng)份額。

間苯二酚主要用于橡膠粘合劑、合成樹(shù)脂、防腐劑等主面。間苯二酚可通過(guò)加氫烷基化，不同的條件下催化烷基化可得到不同的化合物，通過(guò)定位加氫烷基化可以生成1，3-環(huán)己二酮（1,3-Cyclohexanedione; ?,?-Dioxocyclohexane），防止環(huán)己二醇的生成。 1，3一環(huán)己二酮在醫(yī)藥、農(nóng)藥及化工合成中應(yīng)用十分廣泛，是一種非常重要的藥物和農(nóng)藥合成中間體。可以制備抗心律不齊藥物、抗血栓藥物、抗腫瘤藥物、鎮(zhèn)痛藥、殺病毒劑、5一HT拮抗藥等多種醫(yī)藥。也可用于合成農(nóng)藥，如農(nóng)用殺蟲(chóng)劑、驅(qū)避劑、各種除草劑如除草劑甲基磺草酮、殺菌及植物生長(zhǎng)性調(diào)節(jié)活性化合物等的原料。由于環(huán)己二酮類化合物具有其良好的親水親油特點(diǎn)，弱酸性，便于植物吸收等原因，被廣泛應(yīng)用于具有生物活性物質(zhì)的合成，而且這類化合物的環(huán)境相容性很好，在新農(nóng)藥的研發(fā)中有著良好發(fā)展前景。

本項(xiàng)目針對(duì)目前室內(nèi)空氣污染日益嚴(yán)重、對(duì)人體健康危害日益增加的問(wèn)題，成功解決了納米光催化技術(shù)的應(yīng)用難題，將其應(yīng)用于室內(nèi)空氣凈化，并根據(jù)我國(guó)實(shí)際情況，開(kāi)發(fā)出多種終端產(chǎn)品，包括用于家庭的光催化空氣凈化器，用于交通工具的車載空氣凈化器以及用于公共場(chǎng)所中央空調(diào)系統(tǒng)的光催化空氣凈化裝置。該項(xiàng)目被認(rèn)定為上海市高新技術(shù)成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目，已具備年產(chǎn)2萬(wàn)臺(tái)納米光催化空氣凈化裝置的生產(chǎn)能力。 經(jīng)權(quán)威部門檢測(cè)，納米光催化空氣凈化裝置對(duì)細(xì)菌殺滅率高達(dá)99.90%，對(duì)TVOC的脫除率為90%，對(duì)可吸入顆粒物的凈化效率達(dá)國(guó)標(biāo)的1.6倍，其綜合技術(shù)總體上處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先，在細(xì)菌殺滅率和脫除TVOC的功能上達(dá)到國(guó)際同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平。 目前中央空調(diào)用凈化裝置已在浦東星河灣酒店、興業(yè)銀行、中科院西安光機(jī)所等多家單位獲得應(yīng)用，其凈化效果遠(yuǎn)優(yōu)于普通的吸附、靜電除塵等技術(shù)手段，獲得用戶的高度認(rèn)可。

中國(guó)是聚氯乙烯產(chǎn)量最大的國(guó)家，占世界總產(chǎn)能 25%左右，2016 年我國(guó) PVC 產(chǎn)能約 2250 萬(wàn)噸。生產(chǎn)中大多采用汞催化劑，但由于汞毒性大及國(guó)內(nèi)資源枯竭等問(wèn)題使該產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展受到了嚴(yán)重挑戰(zhàn)。依靠科技的發(fā)展，創(chuàng)造出高效環(huán)保的無(wú)汞催化劑取代傳統(tǒng)的氯化汞催化劑，以及創(chuàng)造出單位產(chǎn)品產(chǎn)污系數(shù)最低且能源消耗最少的現(xiàn)金工藝是聚氯乙烯發(fā)展的必然之路。 在此背景下，南開(kāi)大學(xué)與新疆中泰集團(tuán)合作開(kāi)發(fā)的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新型綠色無(wú)汞催化劑技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)含汞有毒催化劑的徹底替代。經(jīng)過(guò)多年的實(shí)驗(yàn)室研究及三年時(shí)間的中試側(cè)線評(píng)價(jià)試驗(yàn)驗(yàn)證，該技術(shù)已經(jīng)成熟，具備了大規(guī)模工業(yè)化推廣的基礎(chǔ)。與現(xiàn)用的汞催化劑相比具有無(wú)毒、環(huán)保、工藝先進(jìn)等優(yōu)點(diǎn)、與國(guó)、內(nèi)外其它新型無(wú)汞催化劑相比具有活性高、穩(wěn)定性好、成本低等優(yōu)勢(shì)。 項(xiàng)目特色： 本項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的綠色無(wú)汞催化劑在使用過(guò)程中反應(yīng)轉(zhuǎn)化率、選擇性均達(dá)到 99%以上，單程使用壽命超過(guò) 8000 小時(shí)，并具備可再生潛力。在新疆中泰化學(xué)的 PVC 中試側(cè)線評(píng)價(jià)裝置中完成了三年三期中試評(píng)價(jià)試驗(yàn)，使用效果良好。 市場(chǎng)應(yīng)用前景： 未來(lái)幾年間，中國(guó) PVC 產(chǎn)能將保持快速增長(zhǎng)，電石法生產(chǎn) PVC催化劑需求量也將增加，實(shí)行 50%無(wú)汞催化劑替換，約有 43-68 億市場(chǎng)空間。 

光催化劑的實(shí)用化研究一直受到人們的廣泛重視，目前的研究熱點(diǎn)主要集中在探索新型光催化材料，將凹凸棒土的高吸附特性和光催化技術(shù)結(jié)合起來(lái)，將活性光催化劑負(fù)載在凹凸棒土表面，可以解決光催化劑的固定化問(wèn)題，明顯提高催化劑的光催化性能；同時(shí)，由于凹凸棒土的特殊棒晶狀結(jié)構(gòu)，使光催化劑易于沉降、分離，重復(fù)利用，解決了催化劑的重復(fù)利用問(wèn)題，具有突出的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)。 成果亮點(diǎn) 技術(shù)特點(diǎn)：一種CO2轉(zhuǎn)化為環(huán)碳酸酯的高效納米催化劑及其制備方法，通過(guò)將天然凹凸棒礦石粉碎篩選，去除雜質(zhì)，得到凹凸棒粉末后分散到第一溶劑中，加入改性劑，攪拌反應(yīng)，接著離心、洗滌、干燥處理，即得高效納米催化劑。這種CO2轉(zhuǎn)化為環(huán)碳酸酯的高效納米催化劑的制備方法，得到的高效納米催化劑作為一種高效催化CO2合成環(huán)碳酸酯的催化劑，具有催化劑原料易得、成本低廉，還具有選擇性好、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的特點(diǎn)；制備得到的高效納米催化劑在進(jìn)行催化反應(yīng)時(shí)，具有不使用溶劑，催化條件溫和、底物適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，有潛在的工業(yè)化利用價(jià)值。

腈水解酶、腈水合酶在高值精細(xì)化工產(chǎn)品的綠色合成中有較高的利用價(jià)值。應(yīng)用代謝工程育種和高通量篩選等技術(shù)選育高效生產(chǎn)菌種，提高酶的發(fā)酵產(chǎn)量及催化效率；解決腈水解酶的催化效率、穩(wěn)定性與實(shí)用性的共性關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，改造或構(gòu)建高效的工程菌株；研究腈水解酶規(guī)模化生產(chǎn)的發(fā)酵與分離純化技術(shù)，研究腈水解酶的固定化等應(yīng)用工程技術(shù)，實(shí)現(xiàn)該酶在化工、醫(yī)藥、飼料等工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用。

其他成果/n本發(fā)明公開(kāi)了一種LNG-柴油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣重整裝置，包括外殼、中心隔板、兩個(gè)端蓋和兩塊螺旋板。所述兩個(gè)端蓋可拆卸地連接在所述外殼的兩端，所述端蓋與外殼之間設(shè)置有密封墊片。所述兩個(gè)端蓋的中心設(shè)置有中心換熱管口和中心重整管口。所述兩塊螺旋板位于螺旋中心的一邊分別固定在中心隔板的兩側(cè)，且同向環(huán)繞后形成螺旋形的換熱通道和重整通道，所述重整通道的壁面上設(shè)置有催化劑層。所述換熱通道、重整通道在螺旋中心處分別與中心換熱管口、中心重整管口相連；所述換熱通道、重整通道在其最外側(cè)縮小形成的管狀接口上分別設(shè)置有外側(cè)換熱管口、外側(cè)重整管口。該裝置占用空間小、催化效果好，有效提高了燃料利用率。

其他成果/n本發(fā)明公開(kāi)了一種車載含水乙醇低溫重整制氫方法及其裝置和應(yīng)用系統(tǒng)，該方法是利用汽車發(fā)動(dòng)機(jī)余熱將含水乙醇經(jīng)過(guò)兩級(jí)催化重整為富氫氣體，再將富氫氣體通入汽車發(fā)動(dòng)機(jī)與燃油進(jìn)行混合燃燒的過(guò)程，其裝置和應(yīng)用系統(tǒng)利用兩級(jí)蜂窩鈦網(wǎng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的催化劑接觸表面積，有利于重整制氫裝置的小型化，使車載在線產(chǎn)氫成為可能；兩級(jí)催化的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了催化劑的相互協(xié)同作用，解決了使用單一催化劑乙醇轉(zhuǎn)化效率和氫氣選擇性較低等問(wèn)題；在低溫環(huán)境下通過(guò)堿性催化劑的相互協(xié)同作用，解決了催化劑的燒結(jié)和積炭問(wèn)題，提高了催化劑的使用壽命。本發(fā)明利用汽車尾氣余熱，實(shí)現(xiàn)了汽車在線摻氫的目的以及提高化石燃料的燃燒效率，降低了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)有害物質(zhì)的排放量。

針對(duì)水和甲醇液相制氫反應(yīng)的特點(diǎn)，采用 鉑-碳化鉬雙功能催化劑 （其中鉑以原子水平分散于立方相碳化鉬納米顆粒表面），在 低溫下（150~190 ℃）無(wú)需強(qiáng)堿即可實(shí)現(xiàn)對(duì)水和甲醇的高效活化和催化重整 。在190 °C時(shí)，催化速率高達(dá)18,046 mol H2 /(mol Pt *h)，活性較傳統(tǒng)鉑基催化劑提升了兩個(gè)數(shù)量級(jí)。首先比較了立方相碳化鉬（α-MoC）和六方相碳化鉬（β-Mo 2 C）在載體碳化鉬中的不同比例對(duì)負(fù)載金屬鉑的結(jié)構(gòu)和甲醇水液相重整制氫活性的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)隨著載體中立方相結(jié)構(gòu)α-MoC比例的增長(zhǎng)，甲醇重整活性急劇增加，Pt負(fù)載于純?chǔ)?MoC上（Pt/α-MoC）表現(xiàn)出了最高的甲醇重整活性。利用X-射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)譜和單原子分辨率的球差校正電鏡對(duì)催化劑進(jìn)行系統(tǒng)研究表征，證明在2 wt% Pt/α-MoC催化劑上存在著高密度原子級(jí)分散的鉑。將Pt負(fù)載量降至0.2 wt%時(shí)，可實(shí)現(xiàn)所有負(fù)載金屬鉑呈原子級(jí)分散，極大提高了貴金屬鉑的原子利用率，TOF達(dá)到了18,046  mol H2 /(mol Pt *h) 。據(jù)估算，僅需含有6克金屬鉑的催化劑即可使產(chǎn)氫速率達(dá)到1 kg H2 /h，已基本達(dá)到商用車載燃料電池組的需求。而且，Pt/α-MoC具有較高的催化穩(wěn)定性，經(jīng)歷了11次模擬類真實(shí)情況的“啟動(dòng)-停止-啟動(dòng)”循環(huán)反應(yīng)仍維持原子級(jí)分散形貌和較高的催化活性。