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新型高熵合金催化劑可以直接代替原有的貴金屬催化體系，大大減少催化劑價格及成本，可廣泛應(yīng)用于傳統(tǒng)化工催化及新能源電催化領(lǐng)域。 一、項目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡介 90%的化工品生產(chǎn)需要高性能催化劑，清潔能源汽車及燃料電池的商業(yè)化也離不開高性能催化劑。然而，現(xiàn)有商用催化劑一般為貴金屬（價格昂貴）或簡單合金（性能及穩(wěn)定性差），無法實現(xiàn)高效、節(jié)能、環(huán)保的催化過程及清潔能源利用。 新型高熵合金催化劑可以直接代替原有的貴金屬催化體系，大大減少催化劑價格及成本，可廣泛應(yīng)用于傳統(tǒng)化工催化及新能源電催化領(lǐng)域。 以化工催化中氨氣氧化制硝酸為例，工業(yè)界使用貴金屬PtPdRh催化劑網(wǎng)格，價格高昂，并且反應(yīng)溫度為900℃。使用納米分散的高熵合金催化劑（PtPdRhCoCe）,整體貴金屬用量減小90%以上，且反應(yīng)溫度降低200℃，可同時實現(xiàn)性能優(yōu)異及高度穩(wěn)定。 因此，通過針對不同反應(yīng)進行高熵合金催化劑的開發(fā)，有望代替貴金屬催化劑，大大提升反應(yīng)活性及能源效率及產(chǎn)品產(chǎn)出率等。

開發(fā)了多種結(jié)構(gòu)的納米復(fù)合催化材料，用于高性能的電解水制氫電極材料。

催化劑是現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的基石，高效催化體系的構(gòu)建對于實現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)的快速化、專一化和溫和反應(yīng)具有決定性的作用，對于實現(xiàn)綠色化學(xué)、節(jié)能減排意義重大。本團隊在承擔(dān)了 3 項國家自然科學(xué)基金項目（20771046，20903048，21106054）的基礎(chǔ)上，針對催化酯化、催化環(huán)氧化、催化臭氧化等反應(yīng)開發(fā)了多種不同的體系，包括固體酸、分子篩、離子液體、納米氧化物、金屬配合物等多個類型，其中部分催化環(huán)氧化和催化酯化體系已經(jīng)應(yīng)用于工業(yè)催化。關(guān)鍵技術(shù)、指標(biāo)及創(chuàng)新點 （1）開發(fā)了針對植物油脂的無羧酸環(huán)境下催化環(huán)氧化的新工藝。先后開發(fā)了以錸系配合物、HMS 分子篩、光催化及 SALEN 配合物為代表的催化體系； （2）開發(fā)了針對酯化、酯交換反應(yīng)的非質(zhì)子酸新催化體系。先后開發(fā)了雜多酸、固體酸、離子液體、有機酸和納米氧化物為代表的催化體系； （3）開發(fā)了針對有機物臭氧化降解的新催化體系。先后開發(fā)了納米氧化鋅、納米氧化鈰、分子篩和磁性納米結(jié)構(gòu)為代表的催化體系。 

南開大學(xué)李偉課題組與宜賓天原集團股份有限公司、湖南新晃新 中化工有限責(zé)任公司合作所開發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新型低汞觸 媒各項性能指標(biāo)完全符合低汞觸媒行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) HG/T4192-2011 要求，工 業(yè)運行情況穩(wěn)定，在轉(zhuǎn)化率、選擇性及使用壽命上具有優(yōu)勢，且其制 備方法創(chuàng)新，制備工藝簡單，綠色環(huán)保，已通過中國石化聯(lián)合會組織 的技術(shù)鑒定，具備向行業(yè)內(nèi)進一步擴大推廣優(yōu)勢，在國內(nèi)處于領(lǐng)先水 平。 項目特色： 選擇硅烷偶聯(lián)劑作為表面活性劑以及特殊金屬氯化物對煤質(zhì)炭 進行預(yù)處理，使活性炭表面羥基官能團轉(zhuǎn)化為其他與特定金屬離子有 強結(jié)合力的官能團，大幅提升活性組分負載牢固度，提高觸媒抗積碳 能力，同時也有效提高了活性組分的分散性，并有效做到降低汞用量， 降低助劑金屬用量，增強汞負載穩(wěn)定性，提高低汞觸媒活性及選擇性， 延長低汞觸媒使用壽命。該制備方法簡便易行，適合工業(yè)化大生產(chǎn)的 需求。 市場應(yīng)用前景： 本項目開發(fā)的低汞催化劑反應(yīng)轉(zhuǎn)化率，選擇性均達到 99%以上， 使用壽命超過 8000 小時，活性組分氯化汞質(zhì)量百分含量 6%以下，在 萬噸級 PVC 工業(yè)裝備上已裝填催化劑 100 余噸，生產(chǎn)出合格產(chǎn)品 10 萬余噸，創(chuàng)造產(chǎn)值近 7 億元。該技術(shù)催化劑量產(chǎn)投資規(guī)模為 5000 萬。 基于本技術(shù)的產(chǎn)品表觀密度可達 40-100Kg/m3，具有質(zhì)輕、價廉， 優(yōu)良的保溫隔熱和隔音性能；優(yōu)良的阻燃性能（可達 A 級或 B1 級）。 本項目社會貢獻和經(jīng)濟效益在于優(yōu)質(zhì)的保溫材料是降低能耗改善大 氣環(huán)境的重要環(huán)節(jié)，可以為減少城市霧霾作貢獻，需求量巨大，經(jīng)濟 效益可觀。

本發(fā)明公開了一種用于生物油催化重整制氫的催化劑,包括催化劑活性成分和催化劑載體,其中,催化劑載體為CexZr1-xO2,x=0.1～0.9;催化劑活性組分為鎳,催化劑活性組分的含量為催化劑載體重量的5～20%;本發(fā)明還提供了此催化劑的制備方法,包括:(1)將鎳、鈰和鋯的可溶性鹽一起溶解于水中,可溶性鹽的總濃度為0.05～1.5mol/l;(2)向上述水溶液中加入堿性沉淀劑,調(diào)節(jié)pH值為8～12,沉淀析出,沉淀陳化,過濾后得到濾餅經(jīng)水洗、干燥,然后焙燒2～6小時,焙燒溫度為600℃～900℃,得到催化劑Ni-CexZr1-xO2。本發(fā)明制備得到的催化劑催化活性較高,氫氣產(chǎn)率高,適用于工業(yè)化的要求。

催化加氫過程是現(xiàn)代工業(yè)的重要過程， 是清潔 燃料和高階化學(xué)品生產(chǎn)中 的關(guān)鍵步驟。 經(jīng)估算 催化加氫在整個 化學(xué)工業(yè)體系 中的占比 超過 3 0% 。 在 催化 加氫 工業(yè) 過程中， 雖然使用粗氫作為氫源 具有 工業(yè)裝置簡單 、 更高的經(jīng)濟性 等特點 ，但是粗氫中含有的少量一氧化碳 ( 從幾百到幾千ppm ) 會造成加氫催化劑很快失活。 這部分ppm 量 級的CO 由于 和貴金屬催化劑具有很強的相互作用 ，在催化反應(yīng)過程中占據(jù)催化活性位，從而使得反應(yīng)物分子無法在催化劑表面吸附而導(dǎo)致催化劑中毒失活。 所以，現(xiàn)代催化加氫過程一般使用更為昂貴而且工業(yè)裝置更為復(fù)雜的 高純氫 系統(tǒng)作為 氫源。 發(fā)展新型高效貴金屬催化劑，提高貴 金屬 催化劑 對 CO 耐受度， 甚至 直接利用粗氫進行 低溫 催化加氫反應(yīng) ， 從而 降低加氫成本 和工業(yè)催化裝置的復(fù)雜性 是該研究領(lǐng)域的重大挑戰(zhàn) 。

本發(fā)明涉及糠醛催化加氫技術(shù)，旨在提供一種鉑/碳納米管催化劑的制備及在糠醛催化加氫中的應(yīng)用。該催化劑的制備過程包括：取碳納米管放入濃硝酸室溫下進行超聲和加熱攪拌回流處理，冷卻后取出浸泡、洗滌和抽濾，直至濾液中性；然后干燥備用；氯鉑酸稀溶液中加入處理過的碳納米管載體，在室溫下等體積浸漬、靜置后；磁力攪拌和溫水浴條件下蒸干水分后干燥；在使用之前，將催化劑置于氮氫混合氣氛中高溫還原，得到鉑負載量為1.0wt％的鉑/碳納米管催化劑。本發(fā)明方法工藝簡單，操作方便，能耗低，反應(yīng)中不需要加熱，且所用氫氣壓力較低。能在室溫條件下對糠醛進行加氫，轉(zhuǎn)化率和選擇性較高。催化劑多次使用后仍能保持高活性，且基本不積碳。

本項目創(chuàng)新性采用靜電紡絲技術(shù)及熱處理碳化技術(shù)將 MOFs 材料 負載在一維多孔碳材料中，制備保留金屬有機框架構(gòu)型的碳纖維催化材料。在制備過程中，通過調(diào)控 MOFs 材料特有的空間構(gòu)型達到調(diào)控所制備的催化材料中金屬組分空間構(gòu)型及金屬組分之間的協(xié)同作用， 最終達到提高加氫催化材料性能的目的。該項目的完成能夠很好的解決困擾傳統(tǒng)加氫催化材料中金屬組分的分散性及協(xié)同作用調(diào)控這一 大難題，有效提高加氫催化劑的活性、選擇性，具有十分良好的應(yīng)用前景。技術(shù)特點：將 MOFs 材料應(yīng)用于加氫催化材料領(lǐng)域，突破原有材料的

本發(fā)明涉及一種用于生物油催化制氫的催化劑及制備方法，包括催化劑活性成分和催化劑載體，所述催化劑活性成分及重量百分含量分別為：Ni 為 10－15wt%；Mo 為 5－13wt%；Fe 為 5－10wt%；余分為凹凸棒土和海泡石混合黏土礦催化劑載體。本發(fā)明的優(yōu)點在于采用比表面積較大，具有較強的吸附、助催化功能、廉價易得的凹凸棒土和海泡石黏土礦作為催化劑載體，催化活性組分為鎳、鉬和鐵復(fù)合組分，使生物油分子裂解斷鏈成低分子烴類和高含量氫氣的優(yōu)質(zhì)合成氣。該催化劑制備簡單、強度大、催化活性強、可再生，不僅可用于生物油重整制氫，也可應(yīng)用于生物質(zhì)直接催化氣化制氫。

本發(fā)明公開了一種燒結(jié)金屬纖維束催化劑的制備方法，包括：(1)通過陽極氧化法對燒結(jié)金屬纖維束進行表面處理，通過控制電解條件得到的表面帶有附載孔隙的燒結(jié)金屬纖維束，將制備得到的表面帶有附載孔隙的燒結(jié)金屬纖維束浸漬到含有金屬催化劑的水溶液中至少30分鐘，負載完成后，經(jīng)煅燒得到燒結(jié)金屬纖維束催化劑。本發(fā)明還提高了由該方法制備得到的催化劑以及利用該催化劑用于治理廢氣的等離子體催化的裝置。本發(fā)明采用燒結(jié)金屬纖維束(SMF)催化劑與介質(zhì)阻擋放電技術(shù)相結(jié)合，在降低能耗的同時，提高了降解廢氣中VOCs的去除率。