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全球每年廢石油加氫催化劑的產量約 15~17 萬噸，其中富含鉬、鎢、鈷、鎳、釩等戰略金屬。本團隊研發了廢催化劑中油的高效脫除與回收技術，實現廢催化劑中高含量油的資源化利用。開發廢催化劑火法還原熔煉富集金屬-多金屬锍濕法提取技術，突破廢催化劑組分復雜、有價金屬難以提取的難題。基于元素的地球化學成礦原理，開發催化劑浸出液中鎢、鉬、釩的高效分離技術。通過上述技術的耦合，形成廢石油加氫催化劑資源化利用技術集成。通過本技術，廢加氫催化劑中油的脫除率大于 80%，并以有機油和可燃性氣體形式回收。催化劑中 Ni、Co、Mo、W、V 總回收率大于 90%，其中，鎳以硫酸鎳產出、鈷以硫酸鈷產出、釩以釩酸銨產出、鎢鉬以混合鹽產出。所產生的廢渣達到無害化標準，煙氣經處理后可達標排放。

簡介：本發明公開了一種固體酸催化劑，屬于化學催化劑領域。該固體酸催化劑活性組分是硫酸鋯納米粒子，該納米粒子分散性好，具有球形、橢球形或鴨梨形結構，粒子尺寸在30-900nm。本發明所制備出的硫酸鋯納米粒子可直接作為催化劑，用于催化游離脂肪酸合成生物柴油的酯化反應。上述酯化反應的最佳反應工藝是：所述游離脂肪酸和低碳醇的摩爾比為1∶40、固體酸催化劑與游離脂肪酸的質量比為0.2、反應溫度為95℃。采用本發明催化劑，用于由游離脂肪酸合成生物柴油的酯化反應，可以使脂肪酸的轉化率提高，催化劑與產物易分離；無腐蝕性，對環境無污染；催化效率高，用量少，副產物少等優點。

該催化劑屬專利技術，適用于在20~25℃條件下處理含酚廢水和焦化廢水。 含酚廢水是一種對人類危害十分嚴重而又普遍存在的工業廢水，酚類化合物，可使蛋白質凝固，對人類、水產生物及農作物都有極大危害。鋼鐵工業、煤氣化工業中的煉焦工藝是以煤為原料，在隔絕空氣條件下將煤加熱到960~1000℃，得到焦碳和一些化工產品，同時，在生產過程中產生大量難以生物降解的芳香族有機化合物、雜環及多環化合物，且酚含量較高，處理比較困難，這些污染物如果未經處理或處理不當隨廢水排放，將對水體產生嚴重污染。尋找高效、經濟、環境友好的處理方法一直是含酚廢水處理領域的研究熱點。 含酚廢水處理目前常用的方法有：生化法、Feton試劑氧化法、催化濕式氧化法等。華中科技大學環境科學與工程學院提到（華中科技大學學報22(2005，4)79~81）生化法對焦化廢水進行處理，處理后水的酚、氰含量基本達標，但生化處理后的廢水色度仍然很高，含有大量難降解有機物，其COD不能達到國家排放標準，在不改變主體生化法工藝的情況下，還需要對生化系統的外排水進行深度處理。Fenton試劑是Fe2+和H2O2的組合（Chem. Soc．65(1894)899~9lo），在酸性（2.5~4.0）條件下Fe2+能有效地催化H2O2產生OH—，OH— 具有極強的氧化能力，它可將有機污染物在短時間內氧化降解。由于Fe2+是溶解在溶液中的，Fe2+難與反應介質分離回收，易流失和引起二次污染。催化濕式氧化法是八十年代國際上發展起來的一種處理高濃度難生物降解有機廢水的處理技術（U S 4699720,1987）。它是在反應釜中，在催化劑作用下，于高溫高壓條件下用氧氣或空氣直接將污水中的有機物氧化成CO2、H2O等無害物，以達到凈化的目的。至今有多種過渡金屬氧化物被認為對濕式氧化有催化活性，大連化學物理研究所的杜鴻章、房廉清等人在（水處理技術23(1997，2)83-87）提到的貴金屬系列催化劑的活性高、壽命長，是催化濕式氧化法較有效的催化劑，但由于該方法所用的催化劑價格昂貴，污水處理所用的設備成本高，使其應用受到極大限制。 技術內容： 主要解決的技術問題是：提出一種價格低廉，可回收的，在20~25℃條件下處理含酚污水簡便易行的催化劑。 活性炭載氧化鐵催化劑，其組分和含量為： 氧化鐵重量百分比含量為1.0~10.0％，活性炭重量百分比含量為90.0~99.0％。 活性炭載氧化鐵催化劑處理含酚廢水的方法： 取含酚廢水或焦化廢水100mL放入250mL錐型瓶中，加入制備好的氧化鐵重量百分比含量為1.0％的活性炭載氧化鐵催化劑1.5g，調節溶液pH=5．0，于20-25℃攪拌20~30min，過濾，濾液即為處理過的含酚廢水。用氧化鐵重量百分比含量為2.0％或5.0％的活性炭載氧化鐵催化劑處理含酚廢水，具有與氧化鐵重量百分比含量為1.0％的活性炭載氧化鐵催化劑同樣的效果。 與現有技術相比所具有的優點： 活性炭載氧化鐵催化劑制備方法簡便易行，價格低廉，可回收，在20~25℃條件下處理含酚污水簡便易行。活性炭載氧化鐵催化劑的制備是以三氯化鐵(FeCl3)和活性炭為原料，將鐵氧化物載到活性炭上，催化劑制備方法簡便、價格低廉、穩定性好、易于回收、催化活性高。用該催化劑處理含酚廢水，可在pH=5.0的弱酸性條件下，在20~25℃的室溫條件下直接進行，不需要加熱，大大地節約了能源，活性炭載氧化鐵催化劑可直接處理污水，不需要加H2O2或通O2，易于操作，反應條件溫和，處理成本低廉，COD能達到國家排放標準(<150mg/L)，COD去除率高，可達到94％以上。

該技術利用催化燃燒和氣固換熱的原理，將通風瓦斯催化燃燒并將其熱能進行梯級利用，不僅對保障我國的能源安全以及環境保護起到不可忽視的作用，同時還能帶動我國相關產業技術的發展，具有重大的戰略意義。該技術可以廣泛適用于包括煤礦通風瓦斯，天然氣、沼氣、石油油層氣、高爐煤氣以及鋼鐵和石化生產中的可燃廢氣在內的超低濃度可燃氣體，具有廣泛的實用性和廣闊的市場應用前景。

成果介紹2019年開始，中央環保督察組將用三年時間，完成全國第二輪督察，環保做為供給側改革重要抓手，洗牌行業格局，釋放廢水總量治理需求的存量空間，訂單數量和單價相應提升。針對 “重化圍江”現狀和化工園區的快速發展導致“三廢”排放量居高不下的窘境，東南大學納米低維凈化材料創新團隊以毒性減排為目標，重點攻關國家重大需求污染全過程除毒處理，研制的撬裝式無泥芬頓催化氧化設備，框架結構集成化、靈活機動、隨開隨用、全地形使用，非接觸式全封閉深度處理、避免交叉污染與擴散污染。適用于三高一低難降解水質的處理，也可適用于工業園區、醫藥、石油化工、煤化工等廢水處理。主要消減指標：對COD，色度有良好去除效果，去除率65-95[[%]]，B/C比提升到0.4以上，無二次污染，污泥零排放。工業水處理價值鏈包括建設階段的系統設計，設備集成，工程施工，以及運營階段的藥劑生產，解決方案，運營管理。我們可以提供系統設計，設備集成，藥劑生產，解決方案，等多層次優質服務。技術創新點及參數1.首創NSFO技術，NSFO技術耦合真空紫外光VUV的裝備化優勢，在大幅提升處理效果的基礎上避免了污泥二次污染的產生。2.精準治理：根據污染物組成、理化性質，定制催化劑與降解工藝；源頭處理，分質分流。3.環境友好：NSFO 產品日常運行基本無外排污泥，不產生異味、不影響周邊環境，可臨近居民區建設，基本消除“鄰避效應”。4.易選址：框架結構集成化，催化劑高效化，流程精簡化；整套設備高度集成于移動框架外殼中，可全地形部署，隨開隨用。5.智能化程度高、管理簡單：NSFO 產品控制系統智能化，通過自動控制系統使工況數據自動上傳，無需專人值守。6.成本優勢：投資省，占地省，人力省，出水總量省，自動化程度高，比傳統傳統芬頓法氧化工藝總成本減少30[[%]]以上市場前景1.入圍2019年南京創新周簽約項目2.入圍揚子江生態展陳，共建揚子江生態文明

針對我國對控制揮發性有機物（VOC）廢氣排放的高度重視，研發了一系列具有自主知識產權（近  30 項授權及國家發明專利）、高效凈化 VOC 的有序多孔金屬氧化物催化材料，有望應用于建筑裝飾、餐飲服務和服裝干洗、有機精細化工（包括涂料、油墨、膠粘劑、醫藥等）、涂裝、印刷、黏合、工業 清洗等行業中 VOC 的凈化處理工藝。

隨著我國汽車工業的快速發展，汽車產量和保有量迅速增加，汽車尾氣排放給城市空氣造成的污染日益嚴重。控制汽車尾氣污染的最有效途徑是降低單車排放量，安裝汽車尾氣凈化催化劑是目前最有效的方法之一，其關鍵是高效汽車尾氣凈化催化劑的開發。根據汽車工業和燃油品質的發展趨勢，我們對汽車尾氣凈化的關鍵催化反應、凈化催化劑的組成、稀土與（非）貴金屬組分的相互作用等方面開展了廣泛的應用基礎研究，采用氧化共沉淀法、尿素水熱法、反相微乳液法等制備了高穩定性與高儲放氧性能的稀土基儲氧材料；采用纖維素模板法和反相微乳液法等制備了大表面積和高熱穩定性的氧化鋁基復合氧化物；為了降低凈化催化劑的成本，充分結合我國豐富的稀土資源，開展了"稀土－非貴金屬－微量貴金屬"的催化劑設計方案，使催化劑的成本明顯下降；發展了整體式催化劑的制備方法，形成了一次涂覆可制備出均質、穩定的整體式催化劑的專有技術；解決了從實驗室研究到工業化生產的工程化問題，在多家企業實現了工業化生產，產生了顯著的經濟效益和社會效益。使用本技術生產的汽車尾氣三效催化凈化器后，汽車尾氣的排放可達到歐－Ⅳ排放標準，同時核心技術在工業源有毒有害污染物的催化凈化和天然氣催化燃燒中得到了廣泛應用，取得了很好的應用效果。本項目申請了10項中國發明專利（已授權6項）和2項國際發明專利，2005年獲第七屆上海國際工業博覽會創新獎，2006年獲上海市技術發明一等獎，2009年獲國家科技進步二等獎。

開發了一種新型層狀復合型加氫脫硫催化劑。將活性離子通過靜電相互作用均勻地分散到有機改性的層狀粘土材料的層狀結構中，通過吸附、浸漬、干燥、擠出成型，再經焙燒、硫化處理制備得到鎳鉬鎢復合硫化物納米顆粒均勻分散地在粘土的層狀結構中，形成層狀復合型加氫脫硫催化劑。該新型、高效的加氫脫硫催化劑，脫硫效率高達99%以上，同時具有很好的催化穩定性，特別適用于石油產品中硫的脫除。

γ-丁內酯是一種用途極其廣泛的重要化工原料，尤其近幾年國內外需求量呈上升趨勢。現階段合成γ-丁內酯主要有1,4-丁二醇脫氫法和順酐加氫法。順酐加氫法雖然原料成本較低，但由于原料對反應器有嚴重的腐蝕，并且氫氣耗量大，產物損失較多，生產效率低，所以已經逐漸被生產廠家淘汰。1,4-丁二醇脫氫法，為目前較為先進的生產方法，但生產中仍需引入氫氣，所以氫源問題限制了一部分企業的生產，并造成設備造價提高。我組經多年的研究開發，成功研制出了高效專用工業催化劑，即在非臨氫狀態下合成γ-丁內酯，在高空速、較低的反應溫

研究團隊發展并突破了Carothers建立的聚酯合成理論，提出了一種無催化劑縮聚的新機理，采用了一類能夠形成五元環或者六元環酸酐的二元羧酸作為單體。 一、項目分類 關鍵核心技術突破 二、技術分析 聚酯是僅次于聚烯烴的第二大類人工合成高分子材料，被廣泛應用于纖維、瓶材、薄膜等領域，與人們的生產生活密切相關。大多數商品化聚酯都是采用二元羧酸和二元醇在金屬化合物的催化下通過熔融縮聚合成的。銻系催化劑是目前綜合性能最好，應用最為廣泛的催化劑，殘留在聚酯中的金屬銻對人類健康和環境有潛在危害，亟待開發新型綠色聚酯合成新方法，消除聚酯中殘留催化劑的危害。 聚酯的工業生產一般分為兩步反應：（1）二元羧酸和二元醇通過酯化反應合成低分子量羥基封端齊聚物；（2）酯交換反應脫除二元醇獲得高分子量聚酯。其中第一步酯化反應不需要外加催化劑，通過二元羧酸單體自身的羧基自催化即可進行，而所謂的聚酯催化劑實質上是第二步反應的酯交換催化劑。只通過第一步酯化反應就有效提升聚酯分子量，避免第二步酯交換反應的進行，是無催化劑熔融縮聚合成高分子量聚酯唯一有效途徑。早在高分子學科創立之初的上世紀20年代末，Carothers就研究了二元羧酸與二元醇可在羧酸單體自催化下熔融酯化縮聚，以期得到聚酯材料，然而產物分子量僅有2-5 kDa，性能太差而無法應用。酯化反應的低平衡常數和高熔體黏度下排除副產物水的困難，被普遍認為是導致自催化方法無法獲得高分子量聚酯的原因。1941年，英國化學家Whinfield和Dickson受Carothers研究的啟發創造性地提出了酯交換策略，通過酯交換反應脫除過量的二元醇合成了分子量高、力學性能優異的聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET），并由英國ICI公司在1946年實現工業化生產。目前幾乎所有的商品化聚酯都是通過酯交換路線合成的，但是為了克服酯交換反應的能壘，催化劑的使用不可避免。Flory在1953年出版的《Princeples in Polymer Chemistry》上對此做了總結，認為自催化酯化縮聚合成高分子量聚酯是不可能實現的。 研究團隊通過對自催化酯化縮聚機理的深入研究，得出自催化方法無法獲得高分子量聚酯的原因僅僅在于反應過程中的官能團比例失衡，而非酯化反應的低平衡常數及副產物難以排出。研究團隊發展并突破了Carothers建立的聚酯合成理論，提出了一種無催化劑縮聚的新機理，采用了一類能夠形成五元環或者六元環酸酐的二元羧酸作為單體。過量的此類二元酸與伯二元醇酯化形成羧基封端的預聚物后，通過三步串聯的基元反應：質子轉移、酸酐形成和再次酯化反應，使得體系中的醇酸官能團比例不斷趨近于等摩爾比，從而在不需要外加催化劑的條件下獲得了高分子量的聚酯。該方法中聚酯產物分子量增長呈現出獨特的“加速”模式，從而在與傳統工藝相近的時間內，通過熔融縮聚獲得了一系列的高分子量無催化劑聚酯，包括聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、聚丁二酸乙二醇酯（PES）、聚（丁二酸丁二醇酯-共-己二酸丁二醇酯）（PBSA）和聚（丁二酸乙二醇酯-共-對苯二甲酸乙二醇酯）（PEST）等。研究團隊通過進一步深入研究聚合機理，優化聚合工藝，解決了無催化劑熔融縮聚合成聚酯的單體普適性問題，實現了PET、聚呋喃二甲酸乙二醇酯（PEF）等芳香族聚酯的無催化劑合成。 本成果解決了聚酯工業的百年難題，屬于國際首創，并擁有完全的知識產權，具有巨大的應用潛力。