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環境污染和能源短缺已成為當今世界面臨的最主要危機，人們不斷探究治理環境和開發可再生能源的新方法。于1972年，Fujishima和Honda報道采用TiO2光電極和鉑電極組成光電化學體系使水分解為氫氣和氧氣，從而開辟了半導體催化這一新的研究領域。近些年，將有機污染物降解已經成為能源環境科學領域的研究熱點。該研究對于治理水污染，保護水環境具有重要的科學意義。 主要通過化學方法可控的調控可見光催化材料納米晶體的尺寸和形貌，合成具有規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），并在此基礎上進一步優化能級能帶結構,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，深入結合理論模擬計算，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/界面微觀反應機制。為了深入研究太陽能-化學能轉化過程中的關鍵科學問題，構筑一種新型的具有特定結構和功能的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異質結構在可見光照射下表現出明顯的光催化活性，比V2O5/g-C3N4異質結構高出近3倍。由于V2O5和g-C3N4之間的Z-方案路徑促進了載流子的分離，因此具有優異的可見光催化活性。

（專利號：ZL 201510680435.X） 簡介：本發明公開了一種負載型Au?Pd/mpg?C3N4納米催化劑催化甲酸脫氫的方法，屬于化學化工技術領域。本發明將制備好的負載型Au?Pd/mpg?C3N4納米催化劑置于反應器中，將反應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器中進行反應，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，經過濾、干燥后制得。與傳統的負載型催化劑不同的是：根據本發明，調節催化劑中金屬金、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、高選擇性負載型Au?Pd/mpg?C3N4納米催化劑。

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

亞氨基二乙酸(IDA)是生產除草劑草甘膦的重要中間體。它也被用于生產新型兩性鉻絡合 品紅染料、漂白活化劑、順鉑類抗癌藥物等。目前生產亞氨基二乙酸主要有化學合成法和生物 合成法。利用高效、高酶活、穩定的產腈水解酶生產亞氨基二乙酸，符合綠色化學的發展方 向，有著化學方法無可比擬的優越性。本項目篩選到一株高效、高酶活、穩定的產腈水解酶的 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、對菌株發酵優化以及整個催化過程的優化，最后分離純化得 到亞氨基二乙酸。整個反應過程條件溫和、操作簡單、無副產物產生。

"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用與開發，課題編號：2015AA03A401），由南京大學，石河子大學，新疆天富集團有限責任公司三家單位共同研發完成。南京大學董林教授為項目負責人。 董林教授團隊長期以來致力于稀土基催化劑的制備科學和表面物理化學性質研究以及有關大氣分子污染物的吸附、催化消除方面的應用技術探索。基于前期相關工作積累，成功開發出了低溫稀土鈰基催化劑配方。 經石河子大學的工業放大及新疆天富南熱電有限公司的側線運行，該配方可以滿足在100 ℃運行3000 h以上的壽命及穩定性測試，脫硝效率達55 %以上，并且通過了2000 m3/h級側線驗證（圖1）。 該項技術的試驗成功，填補了我國在超低溫（100 oC）脫硝領域的空白，為燃煤煙氣高效除塵脫硫脫硝提供了一條新的技術途徑。 同時，通過課題的實施，還達到了去除“白煙”的效果，實現了能源利用和環境保護“一體化”，滿足了國家對大氣環境保護的實際需要。 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，而且符合國家當前“超潔凈”排放的趨勢，有望在各大電廠及工業窯爐等推廣使用。 經石河子大學的工業放大及新疆天富南熱電有限公司的側線運行，該配方可以滿足在100 ℃運行3000 h以上的壽命及穩定性測試，脫硝效率達55 %以上，并且通過了2000 m3/h級側線驗證。該項技術的試驗成功，填補了我國在超低溫（100 oC）脫硝領域的空白，為燃煤煙氣高效除塵脫硫脫硝提供了一條新的技術途徑。 同時，通過課題的實施，還達到了去除“白煙”的效果，實現了能源利用和環境保護“一體化”，滿足了國家對大氣環境保護的實際需要。 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，而且符合國家當前“超潔凈”排放的趨勢，有望在各大電廠及工業窯爐等推廣使用。 經過國家“十五”和“十一五”的多年攻關，我國除塵和脫硫技術已相對成熟，但是關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，特別是超低溫條件（100-150 oC）下的脫硝技術。 基于國家當前嚴峻的大氣環境污染現狀及燃煤電廠在現有煙氣處理運行模式下遇到的種種問題，我們創新性地提出了“除塵-脫硫-低溫脫硝”技術路線（圖2），即在電廠原有設備的尾端進行煙氣脫硝處理。 與傳統脫硝技術路線相比，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煙氣，但催化劑壽命受制于粉塵的沖刷，通常只能穩定運行2-3年。 本課題采用“除塵-脫硫-低溫脫硝”的技術路線（圖2下），即在電廠原有設備的尾端進行煙氣脫硝處理，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路線使用。 同時，由于煙氣經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定運行。 2. 開發低溫稀土基超低溫脫硝催化劑填補了國內外研究領域空白 目前，我們開發的超低溫脫硝催化劑經2000 m3/h級煙氣流量側線試驗后，已連續穩定運行3000 h以上，脫硝效率保持在55 %以上，遠遠低于目前已有工業應用報道的脫硝催化劑溫度（如，荷蘭殼牌公司生產的TiO2-V2O5催化劑工作溫度最低，為140 oC），進一步拓展了脫硝催化劑的最低工作溫度區間（圖3）。

"氯乙烯(VCM)主要用于合成聚氯乙烯樹脂(PVC)。目前我國氯乙烯生產主要通過乙炔法生產。然而，乙炔法一直采用劇毒的氯化汞催化劑，嚴重制約著乙炔法的可持續發展。Au催化劑被眾多研究者認為是最有可能工業化的非汞催化劑。本研究制備了一種促進型Au基催化劑，結果表明該催化劑對Au活性物種的失活、催化劑載體表面的積碳消除作用有明顯的促進效應。穩定性考評結果顯示，在工業條件下，氯乙烯選擇性為100%，預估壽命超過3000 h。相關研究結果已申請多項中國專利。 項目已完成實驗室小試和催化劑組成，載體等參數的優化和催化劑放大制備。擬應用于全國層面的氯堿行業替代劇毒氯化汞催化劑，即煤基乙炔氫氯化合成氯乙烯單體過程中的關鍵催化劑，在不改變原有乙炔氫氯化工業反應條件前體下僅替換現有氯化汞催化劑即可，具有較好的社會效益。"

我國目前工業副產氯化氫總量達380萬噸/年，隨著MDI、TDI、甲烷氯化物等涉氯產品的 大規模擴產和氯堿行業的發展，預計未來5年內副產氯化氫總量將達到500萬噸/年，大量副產 氯化氫的循環利用問題已成為制約聚氨酯、氯堿、有機氟行業、農藥、醫藥化工等眾多行業發 展的共性難題。以氯化氫為原料生產氯氣，實現氯資源循環利用，能夠有效解決副產氯化氫問 題，打破國外技術壟斷，促進新興產業的健康發展和氯堿行業的優化升級。我們開發了具有自 主知識產權的高性能的銅基催化劑，在單管試驗裝置上連續穩定運行9600小時的基礎上，建成 了國內首套千噸級中試裝置，氯化氫的轉化率超過80%，為2016年在上海化工區建成10萬噸級 生產裝置奠定了基礎，該項目已被列入上海市科技成果轉化和產業化項目，將使我國成為全球 第二個擁有氯化氫催化氧化制氯氣技術的國家。

工業排放的揮發性有機污染物（VOCs）大多具有一定的環境毒性，VOCs的污染問題一直是世界各國極為重視的環境問題，并制定了相關排放法規。我國在生產和使用化學品過程中（如石化、制鞋業、皮革業、噴漆和涂料等行業），所產生的有機廢氣排放成為大氣污染的主要來源之一，國內外實踐證明催化氧化是治理工業有機氣體污染物的最有效方法。本項目針對VOCs凈化催化劑開發過程中要解決的兩個關鍵難題（低溫催化活性和高溫穩定性；減少貴金屬用量以降低生產成本），運用納米技術開發了具有自主知識產權的凈化催化劑的關鍵材料－高性能與穩定性有機結合的稀土儲氧材料、高溫穩定的大比表面氧化鋁復合氧化物；在凈化催 化劑的組成設計方面，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計方案，降低了貴金屬用量，從而顯著降低了催化劑生產成本；運用系統工程學原理解決了均質、穩定、高凈化效率的整體式催化劑的制備工藝（真空涂覆－負壓抽提技術）和基于納米組裝技術的活性組分一次性涂覆技術，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得到了推廣應用，產生了明顯的經濟效益和社會效益。

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分離器排出的煙氣介質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行在線實時監測，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測系統，根據先進的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，可實時地獲得顆粒的粒徑分布和濃度數據。系統功能如下 1．能實現非接觸連續測量。 催化劑檢測范圍：粒度：0.1微米—20微米；濃度：20—1000mg/m3。 2．系統使用開放式的數據庫管理技術，采用樹狀管理結構。保證了系統的易擴展性和數據的易維護性，同時為用戶提供了方便、開放、靈活的系統設置和組態功能。 3．采用兩種數據保存方式：數據文件和數據庫的形式，大容量的存儲空間可以保留長期的監測數據。 4．查詢催化劑監測數據。 5．報警： ①可以設置濃度報警限值 ②可以設置平均粒徑報警限值 6．采樣時間間隔設置：可以任意設置（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分離器排出的煙氣介質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行在線實時監測，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測系統，根據先進的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，可實時地獲得顆粒的粒徑分布和濃度數據。

利用 外源化學 手段 實現 生物大分子的功能 調控 ，一直以來都是化學生物學 的重要研究方向之一。陳鵬課題組長期致力于 “ 活細胞上的化學 反應 ” 的開發與應用 ， 提出 并發展 了 “ 生物正交斷鍵反應（ Bioorthogonal  c leavage reaction ） ”  這一 新反應類型 ，突破了在活體內研究蛋白質功能的技術瓶頸，實現了一系列原始創新 （ Nat. Chem.   2014,  6 , 352-61 ;  Nat. Chem. Biol.  2016,  12 , 129-37 ;   Nature  201 9,   569 , 509-13 ） 。