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        對于難降解工業(yè)廢水的處理，單獨催化臭氧氧化技術存在臭氧劑量大、氣體回收難、出水毒性高等問題，而單獨生物降解處理難降解有機廢水周期長、設備成本高。催化臭氧氧化與微生物降解近場耦合工藝則將按序進行的催化氧化裝置和生物掛膜裝置兩個處理單元合并，利用催化臭氧技術提高難降解有機廢水的可生化性，同時采用生物膜技術減少后續(xù)處理成本，能夠?qū)崿F(xiàn)低成本提高COD、色度和濁度去除率的效果，同時降低出水毒性，減少環(huán)境生物風險。

尿素下游精細化工產(chǎn)品包括：三聚氰酸、縮二脲、異丁叉二脲。三聚氰酸廣泛用于合成環(huán)氧樹脂、抗氧劑、涂料、黏合劑、農(nóng)藥除草劑、金屬氰化緩釋劑、高分子材料改性劑等。目前國內(nèi)生產(chǎn)三聚氰酸主要用固相法，收率低、質(zhì)量差。本課題組開發(fā)的先進液相法新工藝，原料價廉易得、易于回收，工藝控制簡單，投資省，成本低，產(chǎn)品收率可達90％，純度達99％。年產(chǎn)2000噸規(guī)模，設備投資：180-200萬元。縮二脲在工業(yè)上用作生產(chǎn)泡沫塑料和海綿橡膠的發(fā)泡劑，油漆、膠水、潤滑油的添加劑，紡織品、紙張的阻燃劑；在農(nóng)業(yè)上用作緩效肥料，是氮肥防結(jié)塊劑，是優(yōu)良的除莠劑之一；在醫(yī)藥上，縮二脲可用于制備鎮(zhèn)靜劑、降血壓藥等；在畜牧業(yè)，主要用作反芻動物的飼料添加劑。我國每年都從國外進口大量縮二脲，國內(nèi)的需求量很大。本項目開發(fā)的溶劑法制縮二脲技術，工藝具有較大的實用性和先進性。優(yōu)點是：尿素轉(zhuǎn)化率高，反應時間短，副產(chǎn)物少；能耗比固相法低；原料價廉易得，成本低。年產(chǎn)2500噸規(guī)模，投資僅160萬元。異丁叉二脲是一種優(yōu)良的反芻動物飼料添加劑和緩釋肥料。五十年代初日本就利用其緩釋性能應用于農(nóng)、林和園林藝術。用于反芻動物飼料添加劑，是目前世界上公認的最安全有效的飼料添加劑之一。年產(chǎn)?萬噸規(guī)模，設備投資400萬元。

尿素下游精細化工產(chǎn)品包括：三聚氰酸、縮二脲、異丁叉二脲。 三聚氰酸廣泛用于合成環(huán)氧樹脂、抗氧劑、涂料、黏合劑、農(nóng)藥除草劑、金屬氰化緩釋 劑、高分子材料改性劑等。目前國內(nèi)生產(chǎn)三聚氰酸主要用固相法，收率低、質(zhì)量差。本技術開 發(fā)的先進液相法新工藝，原料價廉易得、易于回收，工藝控制簡單，投資省，成本低，產(chǎn)品收 率可達90％，純度達99％。年產(chǎn)2000噸規(guī)模，設備投資：180-200萬元。 縮二脲在工業(yè)上用作生產(chǎn)泡沫塑料和海綿橡膠的發(fā)泡劑，油漆、膠水、潤滑油的添加劑， 紡織品、紙張的阻燃劑；在農(nóng)業(yè)上用作緩效肥料，是氮肥防結(jié)塊劑，是優(yōu)良的除莠劑之一；在 醫(yī)藥上，縮二脲可用于制備鎮(zhèn)靜劑、降血壓藥等；在畜牧業(yè)，主要用作反芻動物的飼料添加 劑。世界上美國、日本等均大量生產(chǎn)縮二脲，美國的生產(chǎn)能力最大，達100萬噸/年。我國每年 都從國外進口大量縮二脲。隨著國民經(jīng)濟發(fā)展，國內(nèi)的需求量將大大增加。本課題組開發(fā)的溶 劑法制縮二脲技術，工藝具有較大的實用性和先進性。優(yōu)點是：尿素轉(zhuǎn)化率高，反應時間短， 副產(chǎn)物少；能耗比固相法低；原料價廉易得，成本低。年產(chǎn)2500噸規(guī)模，投資僅160萬元。 異丁叉二脲是一種優(yōu)良的反芻動物飼料添加劑和緩釋肥料。五十年代初日本就利用其緩釋 性能應用于農(nóng)、林和園林藝術。用于反芻動物飼料添加劑，是目前世界上公認的最安全有效的 飼料添加劑之一。年產(chǎn)10000噸規(guī)模，設備投資400萬元。

基于上述挑戰(zhàn)，安徽大學材料科學與工程學院畢紅教授課題組首次采用金屬鎳摻雜碳點（Ni-CDs）作為尿素電氧化的催化劑。

氧化鋯纖維成果轉(zhuǎn)化 本項目涉及從原料的合成、纖維及其制品的制備以及相關設備等系列專利群，具有獨立自主知識產(chǎn)權(quán)，該發(fā)明專利群不僅在技術上處于國際領先水平，還可轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，形成具有高附加值的產(chǎn)品，產(chǎn)生經(jīng)濟價值和社會效益。本項目在國內(nèi)外沒有先例可借鑒，從工藝到設備大都是自主研發(fā)設計，投入的人力、物力和時間非常大。已在山東德艾普節(jié)能材料有限公司實施轉(zhuǎn)化。 由于氧化鋯纖維具有極低的高溫導熱系數(shù)和耐溫性，決定了氧化鋯纖維及其制品在超高溫隔熱領域具有及其廣泛的應用市場前景。主要應用包括高溫電爐、退火爐、單晶爐、中高頻感應爐以及氣氛爐等的高溫面的隔熱。1600度以上的保溫，每年具有幾千噸的市場需求，可產(chǎn)生上百億的經(jīng)濟價值。 《氧化鋁特種陶瓷材料及相關應用》成果轉(zhuǎn)化 該專利技術成果主要涉及的是氧化鋁微晶陶瓷磨料(S-G磨料)和氧化鋁基陶瓷纖維的“溶膠-凝膠”法制備及其相關應用等，已在山東東珩膠體材料有限公司實施轉(zhuǎn)化。 氧化鋁特種陶瓷材料及相關應用市場需求大，技術轉(zhuǎn)化條件成熟，具有良好的轉(zhuǎn)化前景。微晶陶瓷磨料(S-G磨料)和氧化鋁纖維在國際上已經(jīng)得到普遍的應用和推廣，尤其是在軍事材料、航空航天材料。目前國內(nèi)還是空白，但是以美日為首的西方發(fā)達國家對我國進行技術封鎖、材料禁止買賣，限制我國先進制造業(yè)、航空、航天等方面的發(fā)展，陳代榮教授團隊研究的氧化鋁特種陶瓷材料將會填補國內(nèi)空白，打破美日等國對我國的技術封鎖，實現(xiàn)氧化鋁陶瓷材料在軍事、航空、航天、人民生活用品等方面的廣泛應用。 碳纖維復合芯架空導線 碳纖維復合芯導線是一種新型節(jié)能型增容導線，具有質(zhì)輕，高強、耐腐、抗疲勞、弧垂變化小、安全節(jié)能等優(yōu)點，同時可以實現(xiàn)倍容輸電，并具有自融冰功能，可以減少輸電回路，提高架線土地利用率，降低線路改造成本，是原有鋼芯鋁絞線的最佳替代品。適用于高地質(zhì)災害、大跨越、城網(wǎng)改造升級、沿海等高腐蝕區(qū)域以及超高壓和特高壓輸電，有助于構(gòu)造安全、環(huán)保、高效節(jié)約型輸電網(wǎng)絡。 本產(chǎn)品以高性能碳纖維及山東大學自主研發(fā)的耐高溫特種樹脂為原料，具有獨特的防劈裂結(jié)構(gòu)設計，以先進的自動化拉擠機組為硬件保障，產(chǎn)品性能指標達到國際領先水平，六家合作企業(yè)掛網(wǎng)業(yè)績已達3萬公里。曾獲國家能源科技進步一等獎，山東省科技進步一等獎等獎項。 碳纖維系列成果還有碳纖維復合材料抽油桿、單兵防護、碳纖維復合材料高壓氣瓶、碳纖維復合材料三維編織體等，成熟度基本都可以量產(chǎn)。

深度“治水”關鍵技術——高級氧化 高級氧化技術：在高溫高壓、電、聲、光輻射、氧化劑、催化劑等條件下產(chǎn)生強氧化性•OH自由基，高效氧化大分子難降解有機物以及飲用水微量污染物的深度處理技術。 思普潤-HYRASAOR高級氧化系統(tǒng) 思普潤基于O3、H2O2、UV開發(fā)出HYRASAOR (Hydroxyl Radical Special Advanced Oxidation Reactor) 系列高級氧化系統(tǒng)，形成O3/ H2O2 /UV、O3/ H2O2 、UV/ H2O2 、UV/O3等系列高級氧化技術。可廣泛應用于工業(yè)污水廠達標排放、市政污水廠新建及提標改造、嗅味去除、微污染物降解及地下水修復等領域。

納米氧化物中的氧化鋁和氧化鈦粉體被廣泛應用于石油加工，制藥工業(yè)，復合材料制造，化肥工業(yè)，環(huán)境保護等領域，我們開發(fā)的作為綠色化工產(chǎn)品的氧化鋁纖維在納米催化技術和復合材料制備等方面性能比納米粉體更優(yōu)異，例如國內(nèi)權(quán)威機構(gòu)應用試驗其在高溫條件下仍保持高的比表面和孔容，是此類高溫高強催化劑載體換代產(chǎn)品，是耐熱復合增強材料的首選，已顯示在眾多領域的巨大應用價值和前景&

氧化鐵黑是一種帶有磁性的黑色顏料，由于性能優(yōu)異，應用廣泛，且深受商家的重視。在我國，此種產(chǎn)品研究和生產(chǎn)使用的歷史較短，隨著現(xiàn)代化科學技術的發(fā)展，現(xiàn)代化辦公用品的不斷更新，使帶磁性的黑色印刷，復印材料的迫切需要，使氧化鐵黑等黑色磁性顏料的開發(fā)研究及應用備受重視，研究和生產(chǎn)的商家看到這一不可多得的商機，紛紛上馬。由于新產(chǎn)品的技術含量較高，致使較多的生產(chǎn)廠家質(zhì)量或生產(chǎn)成本存在一定的缺陷，以致該產(chǎn)品上不去，產(chǎn)品市場供應較緊缺。 氧化鐵黑產(chǎn)品是黑色或黑紅色粉末，具有磁性，相對密度為5.18，熔點為1594℃。不溶于水及醇，但溶于濃鹽酸，耐光，耐候性良好，著色力和遮蓋力都很高，在有機溶劑中十分穩(wěn)定，耐堿性良好，但顆粒易被氧化變成紅色的氧化鐵，在200－300℃時灼燒則易形成γ－Fe2O3。

以酶類結(jié)構(gòu)的金屬卟啉為催化劑，模仿生物氧化歷程，突破溫和條件下高效、專一活化氧氣的技術難 題，實現(xiàn)高附加值含氧有機化物的合成，并致力于實現(xiàn)該技術的工業(yè)應用，填補國內(nèi)外技術空白，從本質(zhì) 上解決化工領域氧化過程的安全隱患。

近日，清華大學化學系王定勝教授、李亞棟院士領導的課題組在甲酸電氧化領域取得突破，相關工作以“負載在氮摻雜碳上的單原子Rh：一種甲酸氧化的電催化劑”（Single-atom Rh/N-doped carbon electrocatalyst for formic acid oxidation）為題在《自然·納米技術》（Nature Nanotechnology）發(fā)表。燃料電池是一種理想的能量來源，它可以以環(huán)境友好的方式將化學能轉(zhuǎn)換為電能。氫氧燃料電池作為航空飛船的主要燃料，在上世紀80年代就已經(jīng)得到了發(fā)展，近年來氫氧燃料電池在汽車上的應用也有了突飛猛進的提高。然而氫氧燃料電池需要用體積大且危險的高壓氫氣作為其燃料，這限制了氫氧燃料電池的發(fā)展。而直接甲酸燃料電池(DFAFCs)由于其體積小，毒性小，nafion@膜的穿透率低等優(yōu)點，被認為是未來便攜式電子設備最有前途的電源之一。在之前的研究中，負載型納米級鈀和鉑通常被認為是DFAFCs的陽極反應甲酸電氧化（FOR）中最有效的催化劑，并得到了深入的研究。然而，由于FOR催化劑質(zhì)量活性較低和一氧化碳抗毒性較差， DFAFCs陽極材料的發(fā)展達到了一個瓶頸，極大地阻礙了其應用。SA-Rh/CN的合成路徑示意圖及其表征在本工作中，研究人員使用主-客體合成策略成功地合成負載原子分散Rh的氮摻雜碳催化劑(SA-Rh/CN)，發(fā)現(xiàn)盡管Rh納米顆粒對甲酸氧化活性很低，但是SA-Rh/CN卻具有極好的電催化性能。與最先進的催化劑Pd/C和Pt/C相比，SA-Rh/CN的質(zhì)量活性分別提高了28倍和67倍。有趣的是，在CO剝離實驗中，我們發(fā)現(xiàn)雖然納米級Rh催化劑對CO毒性十分敏感，但是SA-Rh/CN很難吸附CO并且可以在很低的電壓下氧化CO，這說明SA-Rh/CN對CO毒化幾乎免疫。經(jīng)過長期反應的測試后，SA-Rh/CN中的Rh原子具有抗燒結(jié)的能力，并因此在30000s的CA測試或者20000圈ADT測試后活性幾乎沒有改變。在組裝電池的實驗中，SA-Rh/CN的質(zhì)量比能量密度在不同溫度下分別是商業(yè)鈀碳催化劑的8.8倍（30oC），14.8倍（60oC）和14.1倍（80oC）,這也說明了SA-Rh/CN在DFAFCs的應用中具有很高的潛力。最后，研究者用密度泛函理論（DFT）計算了Rh單原子甲酸氧化的機理。研究者發(fā)現(xiàn)在SA-Rh/CN上，甲酸根路線更為有利。和Rh納米顆粒具有較低的CO吸附能壘不一樣，SA-Rh/CN上的Rh單原子吸附CO能壘較高，以及與CO的相對不利的結(jié)合，使SA-Rh/CN具有極高的CO抗毒性。這一發(fā)現(xiàn)將傳統(tǒng)的甲酸電氧化催化劑的質(zhì)量比活性提高了一個數(shù)量級，并且很好地解決了傳統(tǒng)納米催化劑的CO毒化問題。該發(fā)現(xiàn)有助于在燃料電池領域取得突破，并有望應用于便攜式電子設備上。本論文的通訊作者是王定勝教授、李亞棟院士，清華大學博士后熊禹是本文的第一作者。本研究受到國家自然科學基金委和科技部的經(jīng)費資助。論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41565-020-0665-x