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以酶類(lèi)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(zhuān)一活化氧氣的技術(shù)難 題，實(shí)現(xiàn)高附加值含氧有機(jī)化物的合成，并致力于實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)外技術(shù)空白，從本質(zhì) 上解決化工領(lǐng)域氧化過(guò)程的安全隱患。

微弧氧化(Micro-arc oxidation，MAO)技術(shù)是通過(guò)電解液與相應(yīng)電參數(shù)的組合，在鋁、鎂、鈦及其合金表面依靠弧光放電產(chǎn)生的瞬時(shí)高溫高壓作用，原位生長(zhǎng)出以基體金屬氧化物為主的陶瓷膜層。 微弧氧化工藝克服了硬質(zhì)陽(yáng)極氧化的缺陷，極大地提高了膜層的綜合性能。微弧氧化膜層與基體結(jié)合牢固，結(jié)構(gòu)致密，韌性高，具有良好的耐磨、耐腐蝕、耐高溫沖擊和電絕緣等特性。該技術(shù)具有操作簡(jiǎn)單和易于實(shí)現(xiàn)膜層功能調(diào)節(jié)的特點(diǎn)，而且工藝不復(fù)雜，無(wú)廢水廢氣排放，不造成環(huán)境污染，是一項(xiàng)全新的綠色環(huán)保型材料表面處

近日，清華大學(xué)化學(xué)系王定勝教授、李亞棟院士領(lǐng)導(dǎo)的課題組在甲酸電氧化領(lǐng)域取得突破，相關(guān)工作以“負(fù)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(shù)》（Nature Nanotechnology）發(fā)表。 燃料電池是一種理想的能量來(lái)源，它可以以環(huán)境友好的方式將化學(xué)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(jì)80年代就已經(jīng)得到了發(fā)展，近年來(lái)氫氧燃料電池在汽車(chē)上的應(yīng)用也有了突飛猛進(jìn)的提高。然而氫氧燃料電池需要用體積大且危險(xiǎn)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(diǎn)，被認(rèn)為是未來(lái)便攜式電子設(shè)備最有前途的電源之一。在之前的研究中，負(fù)載型納米級(jí)鈀和鉑通常被認(rèn)為是DFAFCs的陽(yáng)極反應(yīng)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(yáng)極材料的發(fā)展達(dá)到了一個(gè)瓶頸，極大地阻礙了其應(yīng)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(fù)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(duì)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(jìn)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(shí)驗(yàn)中，我們發(fā)現(xiàn)雖然納米級(jí)Rh催化劑對(duì)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(shuō)明SA-Rh/CN對(duì)CO毒化幾乎免疫。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期反應(yīng)的測(cè)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(cè)試或者20000圈ADT測(cè)試后活性幾乎沒(méi)有改變。在組裝電池的實(shí)驗(yàn)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(shuō)明了SA-Rh/CN在DFAFCs的應(yīng)用中具有很高的潛力。最后，研究者用密度泛函理論（DFT）計(jì)算了Rh單原子甲酸氧化的機(jī)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(duì)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(gè)數(shù)量級(jí)，并且很好地解決了傳統(tǒng)納米催化劑的CO毒化問(wèn)題。該發(fā)現(xiàn)有助于在燃料電池領(lǐng)域取得突破，并有望應(yīng)用于便攜式電子設(shè)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(xué)博士后熊禹是本文的第一作者。本研究受到國(guó)家自然科學(xué)基金委和科技部的經(jīng)費(fèi)資助。 論文鏈接： https://www.nature.com/articles/s41565-020-0665-x

氧化鎵襯底晶片● 大功率高能半導(dǎo)體器件：電磁軌道炮、艦載電磁彈射系統(tǒng)等● 日盲探測(cè)類(lèi)：大火監(jiān)測(cè)、雷達(dá)預(yù)警、近地空間通訊器件等● 高功率LED器件：高亮度、超大功率、科研考察探測(cè)設(shè)備等● 特高壓輸電、城市軌道及交通功率器件

黑加侖富含花青素、多酚等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，但酸度較高口感不佳，通過(guò)酵母篩選及工藝優(yōu)化，獲得了口感較佳的黑加侖果酒釀造技術(shù)。水蜜桃保藏時(shí)間極短，容易腐爛變質(zhì)，品相較差的果難以銷(xiāo)售，通過(guò)釀酒酵母及釀造工藝優(yōu)化，獲得了桃香味濃郁口感佳的水蜜桃果酒。楊梅富含花青素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，但酸度較高，不適合釀酒，通過(guò)降酸酵母篩選及工藝優(yōu)化，獲得了顏色亮麗口感佳的楊梅果酒。洋蔥葡萄酒具有眾多保健功能且效果顯著，但洋蔥浸泡葡萄酒，口感較差，有洋蔥腐爛味和刺激味，通過(guò)對(duì)洋蔥發(fā)酵處理，得到洋蔥發(fā)酵液，與葡萄酒勾兌具有較好的協(xié)調(diào)性，口感好，無(wú)洋蔥味，其洋蔥槲皮素含量高于浸泡，保健功效更為顯著。 

該技術(shù)以油代電、在移動(dòng)床中實(shí)現(xiàn)深度氧化和快速冷卻，設(shè)備密閉，過(guò)程連續(xù)，是生產(chǎn)顆粒氧化鉛的國(guó)際首創(chuàng)全新技術(shù)。東南大學(xué)在實(shí)驗(yàn)室研究、數(shù)學(xué)模型研究的基礎(chǔ)上，與江蘇天鵬化工集團(tuán)有限公司合作，開(kāi)發(fā)出顆粒氧化鉛移動(dòng)床深度氧化煅燒和快速冷卻新技術(shù)，設(shè)計(jì)了兩套年產(chǎn)各為1500噸的生產(chǎn)裝置，經(jīng)過(guò)調(diào)試，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。在此基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)工業(yè)試驗(yàn)和審慎的放大設(shè)計(jì)，2000年兩套年產(chǎn)各為15000噸的放大裝置相繼投入生產(chǎn)。

本發(fā)明公開(kāi)了一種高氧化度的天然高分子多糖的氧化方法，以還原性多糖為原料在氧化劑的作用下制取水凝膠，采用如下的工藝條件：以高碘酸鈉作為氧化劑，以至少一種以下物質(zhì)：鹽酸、硫酸、磷酸、醋酸、甲酸、檸檬酸、具有Lewis酸性質(zhì)的綠色溶劑離子液為催化劑；調(diào)節(jié)體系的pH在酸性范圍在室溫下避光反應(yīng)4小時(shí)，經(jīng)后處理得到不同氧化度的天然高分子多糖高強(qiáng)度水凝膠。本發(fā)明方法獲得的產(chǎn)品具有氧化度高，與其它反應(yīng)物之間的交聯(lián)更加容易，形成的化學(xué)鍵更加牢固的優(yōu)點(diǎn)，能形成高強(qiáng)度水凝膠，并且凝膠的降解速率可以得到控制，適合用于制備骨組織功能材料。

中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)城市群，特別是珠三角等地區(qū)，工業(yè)和人口密集。我國(guó)城市空氣污染呈現(xiàn)復(fù)合型特點(diǎn)， 除了人們熟知的大氣細(xì)顆粒物和臭氧污染等二次污染，還包括甲醛、甲苯等有毒揮發(fā)性有機(jī)物以及惡臭氣 體和細(xì)菌病毒等，而這些污染物往往毒性更大、危害更嚴(yán)重，嚴(yán)重破壞空氣環(huán)境和人體健康，極大制約了 經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展。復(fù)合污染物不僅存在大氣中，也廣泛存在于人類(lèi)活動(dòng)的各類(lèi)室內(nèi)環(huán)境。城市空氣污 染來(lái)源廣泛，包括汽車(chē)、燃煤、工業(yè)過(guò)程和生活源等排放的一次污染物，也包括二次污染。目前人們往往 更多關(guān)注霧霾和顆粒物污染，而往往忽視了我國(guó)大氣污染復(fù)合型的特點(diǎn)及其危害，特別忽視了城市建筑等 人類(lèi)活動(dòng)場(chǎng)所環(huán)境中空氣污染。

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