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產(chǎn)品詳細(xì)介紹

環(huán)境污染和能源短缺已成為當(dāng)今世界面臨的最主要危機，人們不斷探究治理環(huán)境和開發(fā)可再生能源的新方法。于1972年，F(xiàn)ujishima和Honda報道采用TiO2光電極和鉑電極組成光電化學(xué)體系使水分解為氫氣和氧氣，從而開辟了半導(dǎo)體催化這一新的研究領(lǐng)域。近些年，將有機污染物降解已經(jīng)成為能源環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點。該研究對于治理水污染，保護(hù)水環(huán)境具有重要的科學(xué)意義。 主要通過化學(xué)方法可控的調(diào)控可見光催化材料納米晶體的尺寸和形貌，合成具有規(guī)則形貌和特定裸露晶面的可見光催化材料（例如納米棒、納米帶、納米片、納米八面體和納米六面體等），并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化能級能帶結(jié)構(gòu),同時探究催化劑不同晶面上光生載流子的分離行為、氧化還原能力以及催化活性的選擇性等獨特性質(zhì)，深入結(jié)合理論模擬計算，研究不同形貌的催化劑的裸露晶面上光生載流子的行為和表面/界面微觀反應(yīng)機制。為了深入研究太陽能-化學(xué)能轉(zhuǎn)化過程中的關(guān)鍵科學(xué)問題，構(gòu)筑一種新型的具有特定結(jié)構(gòu)和功能的MnxV2O5+x（x=1、2或3）基可見光催化材料，在不添加任何貴金屬元素的情況下，Mn3V2O8修飾的V2O5/g-C3N4異質(zhì)結(jié)構(gòu)在可見光照射下表現(xiàn)出明顯的光催化活性，比V2O5/g-C3N4異質(zhì)結(jié)構(gòu)高出近3倍。由于V2O5和g-C3N4之間的Z-方案路徑促進(jìn)了載流子的分離，因此具有優(yōu)異的可見光催化活性。

（專利號：ZL 201510680435.X） 簡介：本發(fā)明公開了一種負(fù)載型Au?Pd/mpg?C3N4納米催化劑催化甲酸脫氫的方法，屬于化學(xué)化工技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明將制備好的負(fù)載型Au?Pd/mpg?C3N4納米催化劑置于反應(yīng)器中，將反應(yīng)器置于油浴中升至一定溫度，接著將甲酸和甲酸鈉混合液加入反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，生成的氫氣采用排水法收集。所述Au?Pd/mpg?C3N4納米催化劑是采用Au、Pd和去離子水按照一定摩爾比配置，將載體mpg?C3N4加入上述溶液中，向混合液中添加還原劑，經(jīng)過濾、干燥后制得。與傳統(tǒng)的負(fù)載型催化劑不同的是：根據(jù)本發(fā)明，調(diào)節(jié)催化劑中金屬金、鈀的含量及mpg?C3N4含量就可以制得用于甲酸脫氫制氫氣的高活性、高選擇性負(fù)載型Au?Pd/mpg?C3N4納米催化劑。

項目成果/簡介:我校物理與材料科學(xué)學(xué)院林志博士和復(fù)旦大學(xué)物理系/應(yīng)用表面物理國家重點實驗室陳焱課題組，通過Floquet 設(shè)計研究光晶格中雙分量超冷原子體系，構(gòu)造出可以看成“兩粒子躍遷過程”的新型兩體相互作用，即在體系的“人工維度”上引入新奇的人工配對躍遷相互作用，用于研究傳統(tǒng)凝聚態(tài)體系中難以實現(xiàn)的新奇量子多體效應(yīng)。 當(dāng)前人們主要研究人工維度上的人工規(guī)范勢，對于更一般的相互作用——人工配對躍遷相互作用還沒被研究過。林志博士和陳焱教授課題組發(fā)現(xiàn)該奇異的相互作用導(dǎo)致了體系中會出現(xiàn)兩種新奇的量子物質(zhì)態(tài)，即分子超流態(tài)和非整數(shù)莫特絕緣體態(tài)。這里的非整數(shù)莫特絕緣體態(tài)作為一種新奇的量子莫特絕緣體態(tài)被首次揭示，其特性是：保持每個格點上總粒子數(shù)是整數(shù)，而各自分量的粒子數(shù)是非整數(shù)的莫特絕緣體態(tài)。 該項研究代表了超冷量子氣體研究領(lǐng)域中的實質(zhì)性進(jìn)展，將會促進(jìn)進(jìn)一步的理論研究和實驗研究。

我校物理與材料科學(xué)學(xué)院林志博士和復(fù)旦大學(xué)物理系/應(yīng)用表面物理國家重點實驗室陳焱課題組，通過Floquet 設(shè)計研究光晶格中雙分量超冷原子體系，構(gòu)造出可以看成“兩粒子躍遷過程”的新型兩體相互作用，即在體系的“人工維度”上引入新奇的人工配對躍遷相互作用，用于研究傳統(tǒng)凝聚態(tài)體系中難以實現(xiàn)的新奇量子多體效應(yīng)。 當(dāng)前人們主要研究人工維度上的人工規(guī)范勢，對于更一般的相互作用——人工配對躍遷相互作用還沒被研究過。林志博士和陳焱教授課題組發(fā)現(xiàn)該奇異的相互作用導(dǎo)致了體系中會出現(xiàn)兩種新奇的量子物質(zhì)態(tài)，即分子超流態(tài)和非整數(shù)莫特絕緣體態(tài)。這里的非整數(shù)莫特絕緣體態(tài)作為一種新奇的量子莫特絕緣體態(tài)被首次揭示，其特性是：保持每個格點上總粒子數(shù)是整數(shù)，而各自分量的粒子數(shù)是非整數(shù)的莫特絕緣體態(tài)。 該項研究代表了超冷量子氣體研究領(lǐng)域中的實質(zhì)性進(jìn)展，將會促進(jìn)進(jìn)一步的理論研究和實驗研究。

煤是一種廉價的、使用量最大的、短期內(nèi)無法替代的能源。隨著機械化采煤技術(shù)的普及，煤炭在開采過程中的塊煤率降低，粉煤、末煤率卻高達(dá) 40~60% 以上。粉煤與塊煤的價格相差甚遠(yuǎn)，如不加以合理利用，會給煤炭企業(yè)帶來較大的經(jīng)濟(jì)損失。西安科技大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院周安寧教授帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊針對這一現(xiàn)狀及粉煤熱解加工利用難題，成功開發(fā)了新型粉煤成型技術(shù)及連續(xù)式梯級熱解 - 活化耦合多聯(lián)產(chǎn)移動床（自有專利技術(shù)），在實現(xiàn)粉煤熱解加工利用的同時，多聯(lián)產(chǎn)蘭炭（或高附加值的活性炭）和氫氣。相關(guān)的研究成果已申請發(fā)明專利 2 項，發(fā)表論文 10 余篇。目前該成果已進(jìn)入中試開發(fā)階段。

亞氨基二乙酸(IDA)是生產(chǎn)除草劑草甘膦的重要中間體。它也被用于生產(chǎn)新型兩性鉻絡(luò)合 品紅染料、漂白活化劑、順鉑類抗癌藥物等。目前生產(chǎn)亞氨基二乙酸主要有化學(xué)合成法和生物 合成法。利用高效、高酶活、穩(wěn)定的產(chǎn)腈水解酶生產(chǎn)亞氨基二乙酸，符合綠色化學(xué)的發(fā)展方 向，有著化學(xué)方法無可比擬的優(yōu)越性。本項目篩選到一株高效、高酶活、穩(wěn)定的產(chǎn)腈水解酶的 菌株，一步水解得到所需的亞氨基二乙酸。 本項目通過篩選適合的菌株、對菌株發(fā)酵優(yōu)化以及整個催化過程的優(yōu)化，最后分離純化得 到亞氨基二乙酸。整個反應(yīng)過程條件溫和、操作簡單、無副產(chǎn)物產(chǎn)生。

"本成果主要依托國家“863”計劃（課題名稱：固定源煙氣處理稀土催化材料的應(yīng)用與開發(fā)，課題編號：2015AA03A401），由南京大學(xué)，石河子大學(xué)，新疆天富集團(tuán)有限責(zé)任公司三家單位共同研發(fā)完成。南京大學(xué)董林教授為項目負(fù)責(zé)人。 董林教授團(tuán)隊長期以來致力于稀土基催化劑的制備科學(xué)和表面物理化學(xué)性質(zhì)研究以及有關(guān)大氣分子污染物的吸附、催化消除方面的應(yīng)用技術(shù)探索。基于前期相關(guān)工作積累，成功開發(fā)出了低溫稀土鈰基催化劑配方。 經(jīng)石河子大學(xué)的工業(yè)放大及新疆天富南熱電有限公司的側(cè)線運行，該配方可以滿足在100 ℃運行3000 h以上的壽命及穩(wěn)定性測試，脫硝效率達(dá)55 %以上，并且通過了2000 m3/h級側(cè)線驗證（圖1）。 該項技術(shù)的試驗成功，填補了我國在超低溫（100 oC）脫硝領(lǐng)域的空白，為燃煤煙氣高效除塵脫硫脫硝提供了一條新的技術(shù)途徑。 同時，通過課題的實施，還達(dá)到了去除“白煙”的效果，實現(xiàn)了能源利用和環(huán)境保護(hù)“一體化”，滿足了國家對大氣環(huán)境保護(hù)的實際需要。 隨著燃煤電廠尾端煙氣脫硝工藝的實施，不僅解決了氮氧化物超低溫催化消除的問題，而且符合國家當(dāng)前“超潔凈”排放的趨勢，有望在各大電廠及工業(yè)窯爐等推廣使用。 經(jīng)石河子大學(xué)的工業(yè)放大及新疆天富南熱電有限公司的側(cè)線運行，該配方可以滿足在100 ℃運行3000 h以上的壽命及穩(wěn)定性測試，脫硝效率達(dá)55 %以上，并且通過了2000 m3/h級側(cè)線驗證。該項技術(shù)的試驗成功，填補了我國在超低溫（100 oC）脫硝領(lǐng)域的空白，為燃煤煙氣高效除塵脫硫脫硝提供了一條新的技術(shù)途徑。 同時，通過課題的實施，還達(dá)到了去除“白煙”的效果，實現(xiàn)了能源利用和環(huán)境保護(hù)“一體化”，滿足了國家對大氣環(huán)境保護(hù)的實際需要。 隨著燃煤電廠尾端煙氣脫硝工藝的實施，不僅解決了氮氧化物超低溫催化消除的問題，而且符合國家當(dāng)前“超潔凈”排放的趨勢，有望在各大電廠及工業(yè)窯爐等推廣使用。 經(jīng)過國家“十五”和“十一五”的多年攻關(guān)，我國除塵和脫硫技術(shù)已相對成熟，但是關(guān)于氮氧化物治理方面的研究工作起步較晚，目前仍面臨諸多挑戰(zhàn)，特別是超低溫條件（100-150 oC）下的脫硝技術(shù)。 基于國家當(dāng)前嚴(yán)峻的大氣環(huán)境污染現(xiàn)狀及燃煤電廠在現(xiàn)有煙氣處理運行模式下遇到的種種問題，我們創(chuàng)新性地提出了“除塵-脫硫-低溫脫硝”技術(shù)路線（圖2），即在電廠原有設(shè)備的尾端進(jìn)行煙氣脫硝處理。 與傳統(tǒng)脫硝技術(shù)路線相比，本項目的研究成果具有以下顯著特點： 1. 采用了新型工藝路線 傳統(tǒng)燃煤電廠煙氣處理多采用“脫硝-除塵-脫硫”的工藝路線（圖2上）。這一路線能夠很好地利用高溫?zé)煔猓呋瘎勖苤朴诜蹓m的沖刷，通常只能穩(wěn)定運行2-3年。 本課題采用“除塵-脫硫-低溫脫硝”的技術(shù)路線（圖2下），即在電廠原有設(shè)備的尾端進(jìn)行煙氣脫硝處理，既可以作為氮氧化物“超潔凈”排放的有效保障，也可以作為脫硝工藝的新技術(shù)路線使用。 同時，由于煙氣經(jīng)過前期除塵和脫硫后，干擾組分（粉塵、SO2和堿重金屬等）極大減少，這有利于催化劑長時間穩(wěn)定運行。 2. 開發(fā)低溫稀土基超低溫脫硝催化劑填補了國內(nèi)外研究領(lǐng)域空白 目前，我們開發(fā)的超低溫脫硝催化劑經(jīng)2000 m3/h級煙氣流量側(cè)線試驗后，已連續(xù)穩(wěn)定運行3000 h以上，脫硝效率保持在55 %以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于目前已有工業(yè)應(yīng)用報道的脫硝催化劑溫度（如，荷蘭殼牌公司生產(chǎn)的TiO2-V2O5催化劑工作溫度最低，為140 oC），進(jìn)一步拓展了脫硝催化劑的最低工作溫度區(qū)間（圖3）。

工業(yè)排放的揮發(fā)性有機污染物（VOCs）大多具有一定的環(huán)境毒性，VOCs的污染問題一直是世界各國極為重視的環(huán)境問題，并制定了相關(guān)排放法規(guī)。我國在生產(chǎn)和使用化學(xué)品過程中（如石化、制鞋業(yè)、皮革業(yè)、噴漆和涂料等行業(yè)），所產(chǎn)生的有機廢氣排放成為大氣污染的主要來源之一，國內(nèi)外實踐證明催化氧化是治理工業(yè)有機氣體污染物的最有效方法。本項目針對VOCs凈化催化劑開發(fā)過程中要解決的兩個關(guān)鍵難題（低溫催化活性和高溫穩(wěn)定性；減少貴金屬用量以降低生產(chǎn)成本），運用納米技術(shù)開發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的凈化催化劑的關(guān)鍵材料－高性能與穩(wěn)定性有機結(jié)合的稀土儲氧材料、高溫穩(wěn)定的大比表面氧化鋁復(fù)合氧化物；在凈化催 化劑的組成設(shè)計方面，充分利用我國豐富的稀土資源，提出了“稀土－非貴金屬－微量貴金屬”的催化劑活性組分設(shè)計方案，降低了貴金屬用量，從而顯著降低了催化劑生產(chǎn)成本；運用系統(tǒng)工程學(xué)原理解決了均質(zhì)、穩(wěn)定、高凈化效率的整體式催化劑的制備工藝（真空涂覆－負(fù)壓抽提技術(shù)）和基于納米組裝技術(shù)的活性組分一次性涂覆技術(shù)，從而制備了高性能的VOCs凈化催化劑。本項目在多家化工企業(yè)得到了推廣應(yīng)用，產(chǎn)生了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

眾所周知，煉油廠催化裂化裝置中煙氣輪機的安全運行和使用壽命在很大程度上取決于第三級旋風(fēng)分離器排出的煙氣介質(zhì)中所含催化劑濃度和顆粒度的大小。為保證煙氣輪機得以安全長期運行，有必要對煙氣輪機入口的煙氣進(jìn)行在線實時監(jiān)測，以及時了解煙氣中含催化劑的濃度和粒度大小以及變化，并采取相應(yīng)的控制措施。 我校最新研制的全自動TSM-2顆粒濃度和粒度在線監(jiān)測系統(tǒng)，根據(jù)先進(jìn)的Mie光散射理論，針對催化煙氣的工藝特點和粒徑范圍，采用全散射原理和多波長消光測粒技術(shù)，可實時地獲得顆粒的粒徑分布和濃度數(shù)據(jù)。系統(tǒng)功能如下 1．能實現(xiàn)非接觸連續(xù)測量。 催化劑檢測范圍：粒度：0.1微米—20微米；濃度：20—1000mg/m3。 2．系統(tǒng)使用開放式的數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)，采用樹狀管理結(jié)構(gòu)。保證了系統(tǒng)的易擴展性和數(shù)據(jù)的易維護(hù)性，同時為用戶提供了方便、開放、靈活的系統(tǒng)設(shè)置和組態(tài)功能。 3．采用兩種數(shù)據(jù)保存方式：數(shù)據(jù)文件和數(shù)據(jù)庫的形式，大容量的存儲空間可以保留長期的監(jiān)測數(shù)據(jù)。 4．查詢催化劑監(jiān)測數(shù)據(jù)。 5．報警： ①可以設(shè)置濃度報警限值 ②可以設(shè)置平均粒徑報警限值 6．采樣時間間隔設(shè)置：可以任意設(shè)置（大于１分鐘），最快的采樣時間間隔為５秒鐘。 眾所周知，煉油廠催化裂化裝置中煙氣輪機的安全運行和使用壽命在很大程度上取決于第三級旋風(fēng)分離器排出的煙氣介質(zhì)中所含催化劑濃度和顆粒度的大小。為保證煙氣輪機得以安全長期運行，有必要對煙氣輪機入口的煙氣進(jìn)行在線實時監(jiān)測，以及時了解煙氣中含催化劑的濃度和粒度大小以及變化，并采取相應(yīng)的控制措施。 我校最新研制的全自動TSM-2顆粒濃度和粒度在線監(jiān)測系統(tǒng)，根據(jù)先進(jìn)的Mie光散射理論，針對催化煙氣的工藝特點和粒徑范圍，采用全散射原理和多波長消光測粒技術(shù)，可實時地獲得顆粒的粒徑分布和濃度數(shù)據(jù)。