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納米二氧化鈦氫氧焰燃燒中試制備技術(shù)
納米顆粒材料是最早研究開發(fā)和獲得應(yīng)用的納米材料產(chǎn)品之一，然而一種納米顆粒能否產(chǎn)業(yè)化，關(guān)鍵之一仍在于這一產(chǎn)品是否具有明確且具有一定數(shù)量的市場需求。不同于其它納米顆粒材料產(chǎn)品，氣相法制備的納米二氧化鈦顆粒材料具有明確的市場需求。世界范圍內(nèi)納米二氧化鈦的需求已超過2萬噸，產(chǎn)值達(dá)到5億美元以上。國內(nèi)目前納米二氧化鈦的市場已有相當(dāng)量的需求，估計在1000噸/年以上，主要從國外進(jìn)口，進(jìn)口價超過3萬美元/噸。隨汽車工業(yè)、化妝品等行業(yè)的發(fā)展，最近10年納米二氧化鈦的需求將保持高的增長率。納米二氧化鈦產(chǎn)業(yè)化的實施，對于促進(jìn)汽車工業(yè)、化妝品等行業(yè)的發(fā)展具有重要意義。 本項目開發(fā)了多重射流燃燒反應(yīng)器，利用預(yù)混火焰燃燒和擴(kuò)散火焰燃燒制備了粒度和晶型可控的納米二氧化鈦顆粒，該產(chǎn)品在紫外光和可見光區(qū)域都具有很高的光催化活性，在可見光輻照下對染料RhB的脫色率明顯優(yōu)于商用P25 TiO2。 利用氣相擴(kuò)散火焰燃燒制備了鋅和鐵摻雜的納米二氧化鈦顆粒，發(fā)現(xiàn)Zn主要富集在二氧化鈦納米晶表面，鐵摻雜導(dǎo)致二氧化鈦晶粒尺寸變小，Zn和Fe摻雜顯著提高了納米二氧化鈦的光催化活性。 設(shè)計開發(fā)了可供工業(yè)化應(yīng)用的多重射流燃燒反應(yīng)器等核心設(shè)備,建成了百噸/年規(guī)模的納米二氧化鈦顆粒的中試裝置，形成了氫氧焰燃燒合成過程中顆粒形態(tài)結(jié)構(gòu)可控的工業(yè)制備集成技術(shù)。 研究了納米二氧化鈦顆粒在空氣凈化中的應(yīng)用性能，發(fā)現(xiàn)氣相燃燒合成的納米二氧化鈦顆粒具有良好的光催化活性。通過酯化-縮聚及共混方法制備了納米二氧化鈦復(fù)合滌綸聚酯，顯著提高了滌綸聚脂的紫外線屏蔽功能。
華東理工大學(xué)
2021-02-01
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金屬卟啉仿生催化氧化合成含氧有機(jī)化學(xué)品
含氧有機(jī)產(chǎn)品如己內(nèi)酯、環(huán)氧環(huán)己烷均是重要的有機(jī)合成中間體。己內(nèi)酯主要用于合成聚己內(nèi)酯和與 其它酯類共聚或共混改性，其中聚己內(nèi)酯具有獨(dú)特的生物相容性、降解性以及良好的滲透性，在環(huán)保和醫(yī) 用材料方面具有廣泛的應(yīng)用。環(huán)氧環(huán)己烷開環(huán)反應(yīng)可制備大量中間體，是合成鹽酸苯海索、農(nóng)藥三環(huán)錫、 克螨特、1,2-環(huán)己二醇、聚碳酸酯等的重要原料，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)藥、固化劑、增塑劑等領(lǐng)域。由于 己內(nèi)酯和環(huán)氧環(huán)己烷的合成存在生產(chǎn)的安全性和產(chǎn)品的穩(wěn)定性等方面的難題，因此其合成技術(shù)難度大，目 前只有美、英、日等國的很少幾家公司在生產(chǎn)，而我國主要依靠進(jìn)口。 仿生催化氧化技術(shù)就是模擬血紅素的活性中心結(jié)構(gòu)，通過設(shè)計合成與酶結(jié)構(gòu)相似的化合物，模擬與酶 催化反應(yīng)相似的反應(yīng)歷程，實現(xiàn)溫和條件下的催化氧化過程。本技術(shù)以氧氣為氧化劑，以類酶結(jié)構(gòu)的化合 物為催化劑，實現(xiàn)在溫和條件下環(huán)己酮、環(huán)己烯高選擇性氧化制得己內(nèi)酯和環(huán)氧環(huán)己烷的仿生催化工藝。 本技術(shù)成果已申請國家發(fā)明專利，是我國擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的制備己內(nèi)酯和環(huán)氧環(huán)己烷新工藝，目前正處 在中試階段。本技術(shù)成果填補(bǔ)了目前氧氣氧化環(huán)己酮、環(huán)己烯制備己內(nèi)酯和環(huán)氧環(huán)己烷的國內(nèi)外技術(shù)空白。
中山大學(xué)
2021-04-10
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一種制備納米金屬氧化物及納米金屬粉的方法
本發(fā)明公開了一種制備納米金屬氧化物及納米金屬粉的方法，在二甲苯中使用納米硫酸鉀對金屬氧化物前驅(qū)體顆粒進(jìn)行分散并隔離，離心沉淀后，將烘干物進(jìn)行高溫煅燒分解，水洗后可得到分散的納米金屬氧化物。將煅燒產(chǎn)物在還原氣氛中二次煅燒，水洗后可得分散的納米金屬粉。本發(fā)明可以快速批量制備出分散性好、結(jié)晶完善的納米金屬氧化物或納米金屬粉。
東南大學(xué)
2021-04-11
一種異位活性氧化鎂碳化固化淤泥土方法
本發(fā)明公開了一種異位活性氧化鎂碳化固化淤泥土方法，屬于水利土木工程的領(lǐng)域。該方法包括淤泥預(yù)處理、固化劑均混、淤泥顆粒化、二氧化碳碳化、廢氣／廢液收集、資源化利用幾個步驟，通過實測含水率調(diào)節(jié)固化劑供給量，根據(jù)土性調(diào)節(jié)顆粒粒徑和二氧化碳壓力，實現(xiàn)了淤泥與固化劑的充分拌合以及氧化鎂固化淤泥顆粒的快速碳化。作業(yè)過程中吸收粉塵和二氧化碳，避免了二次污染。該方法安全簡捷、低碳環(huán)保、連續(xù)作業(yè)率高，解決了淤泥處理和工程應(yīng)用難題，淤泥碳化顆粒具有含水率低、硬度大、抗剪強(qiáng)度高和摩擦系數(shù)大等優(yōu)點(diǎn)，可用作路基、機(jī)場跑道、工程回填等填料，實現(xiàn)了淤泥／污泥和二氧化碳在工程上的再利用，具有巨大的工程建設(shè)意義。
東南大學(xué)
2021-04-11
超臨界二氧化碳中制備納米復(fù)合材料
近年來，材料的高性能化、多功能化一直是重要的研究方向，而采用蒙托土（MMT）改性聚合物是這一研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。這其中，兩相熔融插層復(fù)合法因為其環(huán)境友好以及與現(xiàn)行聚合物加工技術(shù)相容已成為最主要的聚合物基/MMT納米復(fù)合材料的制備方法之一，但加工過程中的高溫熔融易誘發(fā)基體大分子降解是該法存在的主要缺陷； 另外，已有大量研究工作采用原位聚合法制備聚合物基/MMT納米復(fù)合材料，但MMT含量高于3％時，常導(dǎo)致MMT的插層效果不均勻，體系中同時出現(xiàn)未插層、插層與剝離的情況，從而影響復(fù)合材料的性能。本項目提出了一種制備這類納米復(fù)合材料的新方法：以超臨界二氧化碳（SCCO2）作為介質(zhì)，原位分散聚合制備聚合物基/MMT納米復(fù)合材料。該全新聚合工藝有如下特點(diǎn)：反應(yīng)溫度較低（60℃左右），可避免加工過程中因高溫熔融使大分子鏈降解的弊病；另外，由于SCCO2的粘度低、傳質(zhì)快，易于制得MMT含量高、且插層效果均勻的聚合物基/MMT納米復(fù)合材料；SCCO2不燃、無毒、價廉，能替代眾多有機(jī)溶劑，避免環(huán)境污染；SCCO2對單體和聚合物的溶解能力可以通過溫度和壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，故通過減壓即可實現(xiàn)反應(yīng)－分離一體化，省卻了高能耗的脫溶劑過程，因此使用SCCO2作為聚合反應(yīng)的介質(zhì)符合可持續(xù)發(fā)展的要求。
華東理工大學(xué)
2021-04-11
PX氧化反應(yīng)過程性能指標(biāo)實時預(yù)測與工藝操作在線優(yōu)化
在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)和日益激烈的市場化競爭，使得企業(yè)越來越需要對整個生產(chǎn)過程進(jìn)行總體優(yōu)化操作，以得到最優(yōu)生產(chǎn)過程。因此，為了最大限度發(fā)揮過程系統(tǒng)的生產(chǎn)潛力，取得最大的經(jīng)濟(jì)效益，必須隨著實際操作環(huán)境和市場要求的變化及時地進(jìn)行操作條件的優(yōu)化，采用實時在線優(yōu)化技術(shù)將穩(wěn)態(tài)操作點(diǎn)逐漸移到相應(yīng)工況的最佳操作點(diǎn)區(qū)域。 對二甲苯（PX）氧化反應(yīng)單元在精對苯二甲酸（PTA）生產(chǎn)過程中處于核心地位，它直接關(guān)系到PTA產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量、醋酸燃燒損失以及PX單耗等。本項目基于PX氧化反應(yīng)動力學(xué)，結(jié)合人工智能方法建立了PX氧化反應(yīng)過程工藝機(jī)理數(shù)學(xué)模型，并依據(jù)工業(yè)裝置數(shù)據(jù)采用隨機(jī)搜索算法對該模型進(jìn)行了優(yōu)化校正，形成了能準(zhǔn)確描述生產(chǎn)裝置特性的機(jī)理模型；同時建立了PX與HAC的燃燒損失智能預(yù)測模型；建立了PX氧化過程的在線實時流程模擬系統(tǒng)，實現(xiàn)了關(guān)鍵性能指標(biāo)4-CBA濃度以及PX和HAC燃燒損失的在線實時預(yù)測；對PX氧化過程的工藝操作條件進(jìn)行了在線實時優(yōu)化，降低了PX和HAC的燃燒損失，確保生產(chǎn)裝置運(yùn)行在最佳狀態(tài)，產(chǎn)生了顯著經(jīng)濟(jì)效益。
華東理工大學(xué)
2021-02-01
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二氧化碳電還原反應(yīng)高效催化材料的研究
本研究設(shè)計并合成了無定型 Ag-Bi-S-O 修飾的 Bi 0 納米顆粒，將其應(yīng)用于二氧化碳電還原反應(yīng)中 （圖 1 ） 。 該研究工作首先通過溶劑熱法制備了 AgBiS 2 納米棒，并將其在空氣中煅燒處理，得到了組成為 Ag 0.95 BiS 0.75 O 3.1 的雙金屬硫氧復(fù)合物納米棒。在進(jìn)一步電化學(xué)還原預(yù)處理后，該復(fù)合物被轉(zhuǎn)化為無定型 Ag-Bi-S-O 修飾的 Bi 0 納米顆粒。這種新型二氧化碳電還原催化劑在僅有 450 mV 的過電位下，實現(xiàn)了高達(dá) 94.3% 的甲酸法拉第效率和 12.52 m A/ cm 2 的甲酸部分電流密度。通過與 AgBiS 2 、 Bi 硫氧復(fù)合物及 Bi 2 S 3 參比樣品進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)在電化學(xué)還原預(yù)處理過程中，金屬硫化物中的 -2 價硫會轉(zhuǎn)化為 H 2 S 并離開電極表面，只有金屬硫氧復(fù)合物中被氧化為 +6 價的硫能保留在催化劑中。后續(xù)實驗表明 ，這一部分硫能促進(jìn)水的解離，而甲酸形成過程中所需的 H + 正是來自于 H 2 O 。因此，甲酸的生成被極大程度地促進(jìn)。另一方面， Ag-Bi-S-O 修飾 Bi 0 納米顆粒中的 Ag ，有利于電荷在電極中傳遞，提高了催化劑的電流密度。在過電位為 450 mV 時，更大的電流密度可以提高陰極附近的局域 pH ，而更大的局域 pH 能進(jìn)一步提升硫促進(jìn)水解離的效用，同時抑制氫析出反應(yīng)的發(fā)生。因此，無定型 Ag-Bi-S-O 修飾的 Bi 0 納米顆粒可以在極低的過電位下將二氧化碳高活性、高選擇性地轉(zhuǎn)化為甲酸。
北京大學(xué)
2021-04-11
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苯乙烯空氣氧化生產(chǎn)環(huán)氧苯乙烷和苯甲醛
環(huán)氧苯乙烷是一種重要的有機(jī)中間體，主要用于香料、制藥工業(yè)、有機(jī)合成，可用作環(huán)氧樹脂稀釋劑、UV-吸收劑、增香劑。近年來，國內(nèi)外對β-苯乙醇和醫(yī)藥左旋咪唑需求量急劇增長，市場上環(huán)氧苯乙烷出現(xiàn)供不應(yīng)求的局面。
南京工業(yè)大學(xué)
2021-01-12
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一種高pH源水的氧化過濾除錳除鐵方法
本發(fā)明公開了一種高pH源水的氧化過濾除錳除鐵方法，適用于pH＞8.5的源水處理，所述方法的工藝步驟包括：源水→一級泵站→配水井→預(yù)氧化池→混凝劑混凝→高密度沉淀池→過濾池→消毒→清水池→二級泵站→用戶，其中，在一級泵站處投加ClO2進(jìn)行預(yù)氧化，在預(yù)氧化池中投加KMnO4進(jìn)行預(yù)氧化。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該方法采用先ClO2后KMnO4分段聯(lián)合預(yù)氧化方法，不僅可以有效去除錳鐵，減少色度、臭味、去除有機(jī)物和滅藻等，還能夠通過預(yù)氧化控制和削減消毒副產(chǎn)物產(chǎn)生。由于KMnO4藥劑投加量少，后續(xù)無需活性炭脫色，也無需
安徽建筑大學(xué)
2021-01-12
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采用無機(jī)鹽原料的金屬氧化物氣凝膠的制備方法
本發(fā)明公開了一種采用無機(jī)鹽原料的金屬氧化物氣凝膠的制備方法，它的步驟如下：1）將金屬無機(jī)鹽和檸檬酸分別溶于無水乙醇中，形成均勻溶液；2）將檸檬酸溶液加入到金屬無機(jī)鹽溶液中，加入添加劑，攪拌均勻，得到溶膠，將所得溶膠倒入模具中，形成濕凝膠；3）將濕凝膠浸入無水乙醇中進(jìn)行老化；4）將老化后所得濕凝膠經(jīng)超臨界干燥得到金屬氧化凝膠。本發(fā)明通過調(diào)節(jié)金屬無機(jī)鹽/檸檬酸的比例，可以調(diào)控氣凝膠的密度、比表面積、孔隙率等參數(shù)。該制備方法原料廉價，對人體無害，工藝簡單，反應(yīng)周期短，生產(chǎn)容易放大。所制備的氣凝膠可用于催化劑及催化劑載體、隔熱材料、鋰離子電池和超級電容器的電極材料等。
浙江大學(xué)
2021-04-13