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配位聚合物是由無機金屬中心與橋連的有機配體通過自組裝相互連接，形成的一類具有周期性網(wǎng)絡結構的晶態(tài)多孔材料。 一、項目進展 創(chuàng)意計劃階段 二、負責人及成員 姓名 學院/所學專業(yè) 入學/畢業(yè)時間 祝渙鈞 化學與化工學院應用化學專業(yè) 2019年9月至2023年6月 吳凌志 化學與化工學院應用化學專業(yè) 2019年9月至2023年6月 鄭毅 化學與化工學院應用化學專業(yè) 2019年9月至2023年6月 王梓 化學與化工學院應用化學專業(yè) 2019年9月至2023年6月 武辰禹 化學與化工學院應用化學專業(yè) 2019年9月至2023年6月 三、指導教師 姓名 學院/所學專業(yè) 職務/職稱 研究方向 覃玲 化學與化工學院 副教授 多功能配位聚合物材料的合成及應用研究 四、項目簡介 配位聚合物是由無機金屬中心與橋連的有機配體通過自組裝相互連接，形成的一類具有周期性網(wǎng)絡結構的晶態(tài)多孔材料。它具有多樣的拓撲結構，并且稀疏多孔，密度較低。這些特點使得它在吸附，催化，儲能的各個方面有著優(yōu)良的效果。 本項目主要目的在于合成鈷/鎳基配位聚合物，選擇合適的有機配體與金屬離子鈷/鎳通過配位鍵構筑得到鈷鎳基配位聚合物，利用單晶衍射、元素分析、紅外光譜等方法對其結構及組成進行表征，或者通過合成和摻雜的方式，調控它的析氫性能，設計出高催化活性和穩(wěn)定性、低成本的非貴金屬催化劑。 項目組成員通過設計選擇有機配體與金屬離子，通過溶劑熱方法合成了多種金屬有機框架材料，并將其熱解得到衍生材料。通過線性伏安掃描法等多種實驗方法測試了它們的電催化性能，其中化合物Ni-MOF的初始電位為-356mV，Tafel斜率127.3 mV⋅dec-1。Co-MOF通過摻雜Zn2+后，過電位降低到-307 mV，Tafel斜率150.2 mV⋅dec-1。我們還合成了一種對金屬離子（Fe3+）與抗生素（加替沙星）有明顯檢測效果的鋅基材料，可作為多功能探針檢測水中金屬離子和抗生素的殘余量。由于化合物沒有催化位點，我們通過摻雜鈷金屬的方式，改善了它的電催化析氫性能，使它具有較低的初始電位(-423 mV)、較低的Tafel效率(101.9 mV⋅dec-1)和較好的循環(huán)穩(wěn)定性。 項目為研究高性能和穩(wěn)定性的HER電催化劑及金屬離子和抗生素熒光探針材料的設計合成提供了可行的思路。

本發(fā)明涉及一種鉻基催化劑，特別涉及一種利用溶膠-凝膠自燃燒法制備高比表面鉻基氟化催化劑的方法。

本團隊采用獨特的從“0 到 1”的原創(chuàng)水相體系制備技術路線，實現(xiàn)鉑載量從 30-60%不同系列鉑碳催化劑的小規(guī)模批量制備。以典型的50%鉑碳催化劑為例，催化劑粒徑 2.5nm，均勻分布，BET 面 積 260m2/g，電化學活性面積 80 m2/g，初始質量活性 0.25 A/mg@0.9V；按照 DOE 測試標準，3 萬圈循環(huán)，電化學活性面積衰減30%，質量活性衰減 35%。小規(guī)模量產(chǎn)的鉑碳催化劑一致性偏差小于5%，且制備過程環(huán)保、成本低、性價比優(yōu)良。以此鉑碳催化劑制備的膜電極功率密度大于 1.1W/cm2@0.65V。 鉑基合金催化劑包括鉑鎳碳和鉑鈷碳，催化劑中活性組分含量大于45%，平均粒徑 3.6nm，BET面積305 m2/g，電化學活性面積 65 m2/g，初始質量活性 0.55 A/mg@0.9V；按照DOE測試標準，3萬圈循環(huán)，電化學活性面積衰減30%，質量活性衰減30%。    

手性二芳基甲醇是重要的手性藥物合成前體，比如 (R)-新苯海 拉明、(R)-鄰甲苯海明，(S)-卡比沙明、(R,R)-氯馬斯汀等手性藥物就 是由光學活性二芳基甲醇合成得到，尚有一些具有明顯抗腫瘤前景的 化合物也是由手性二芳基甲醇合成的。本技術使用容易合成且價格低 廉的格氏試劑在不對稱催化的條件下與芳香醛加成，使用四異丙醇鈦 和 N,N,N′,N′-四甲基二氨基乙醚為添加劑，使用 10 mol% 光學活性 H8-BINOL 為手性配體，產(chǎn)物產(chǎn)

本發(fā)明公開了一種鈷基過渡金屬氧還原催化劑及其制備方法和 應用，該方法包括如下步驟：將鈷鹽和含氮有機配體分別加入到乙醇 中，使兩者充分反應形成鈷絡合物溶液；向上述溶液中加入碳材料， 在油浴中回流反應，使鈷絡合物均勻吸附在碳材料表面；蒸發(fā)除去乙 醇，將剩余物質研磨均勻，得到黑色粉末；將該黑色粉末在惰性氣體 環(huán)境下，在 600～900℃下熱處理 0.5～3 小時，即可得到所述鈷基過渡 金屬氧還原催化劑。該催化劑摒棄了貴金屬

手性二芳基甲醇是重要的手性藥物合成前體，比如 (R)-新苯海 拉明、(R)-鄰甲苯海明，(S)-卡比沙明、(R,R)-氯馬斯汀等手性藥物 就是由光學活性二芳基甲醇合成得到，尚有一些具有明顯抗腫瘤前景 的化合物也是由手性二芳基甲醇合成的。本技術使用容易合成且價格 低廉的格氏試劑在不對稱催化的條件下與芳香醛加成，使用四異丙醇 鈦和 N,N,N′,N′-四甲基二氨基乙醚為添加劑，使用 10 mol% 光學 活性 H8-BINOL 為手性配體，產(chǎn)物產(chǎn)率為 90 ~ 97%，光學活性在 90 ~ >99

本發(fā)明提供一種用于合成氣制甲醇的負載型銅基催化劑，在納米SiO2表面，通過多層負載，得到以CuO為主要活性組分、MgO為催化劑助劑的催化劑。本發(fā)明還提供一種上述催化劑的制備方法，1.在混合均勻的體系中加入含沉淀劑的醇溶液，完成第一層負載；2.滴加含沉淀劑的醇溶液，完成第二層負載；3.滴加含沉淀劑的醇溶液，完成第三層負載；4.進行多次的離心、再分散、洗滌，然后干燥，焙燒得到催化劑。本發(fā)明采用載體表面的吸附層作為反應場所，限制了負載粒子的長大，并通過對負載過程的調控，控制前驅體的晶體結構，從而制備得到粒徑小、分散性高的負載型納米催化劑，并且在較小的負載量下就能實現(xiàn)催化劑的高活性。

已有樣品/n本項目建立了從葡萄糖生產(chǎn)戊二胺完整的工藝包。創(chuàng)新了自有知識產(chǎn)權的賴氨酸生產(chǎn)菌種，糖酸轉化率達到75%，是報道最高水平；通過蛋白質工程手段獲得了耐受高溫、高pH且具有高活性的賴氨酸脫羧酶突變體，其酶學性能處于已報道的最高水平；通過調整酶的生產(chǎn)工藝和賴氨酸催化工藝，利用該酶進行戊二胺轉化，1噸發(fā)酵罐上6h內可以獲得218g/L的戊二胺，摩爾轉化率大于98%；打通了戊二胺提取路線。經(jīng)過初步核算，戊二胺的生產(chǎn)成本可以控制在1.4萬每噸左右，遠遠低于己二胺（2.5萬每噸）。該成果已申請4項中國發(fā)明

為電解水領域展示了一種以廉價的不銹鋼網(wǎng)衍生出的能夠在堿性條件下高效分解水的電極材料。通過將普通商用的304型柔性不銹鋼網(wǎng)進行酸腐蝕剝離并在高溫利用氨氣以及磷化氫氣體活化處理，分別制備出了性能媲美金屬鉑和氧化銥電極性能的陽極和陰極電極。這種電極具有以下優(yōu)點：       （1）成本低廉：304型柔性不銹鋼網(wǎng)每平方米售價40美元，而其他常用的非貴金屬替代電極材料如鎳網(wǎng)每平方米100美元，碳布每平方米875美元。金屬鉑和二氧化銥就更加昂貴得多。       （2）活性優(yōu)異：得益于表面的腐蝕剝離增加的活性比表面積以及高溫氨氣或磷化氫氣體的燒灼引入的氮或磷原子，制備的氮摻雜活化電極析氫活性與金屬鉑相近，磷摻雜活化電極析氧活性較二氧化銥高。電解水整體體系性能比傳統(tǒng)組合金屬鉑-二氧化銥系統(tǒng)的超電勢還要小。       （3）性能穩(wěn)定：整個體系將近6天不間斷工作時間之內性能未觀察到任何衰減。

利用前手性或內消旋的烯基1,3-二醇為原料，三氟甲基碘試劑或氟烷基磺酰氯為氟烷基自由基前體，在Cu(I)和手性磷酸協(xié)同催化下首次實現(xiàn)了去對稱化不對稱自由基反應。該反應具有很好的非對映選擇性和對映選擇性，同時反應條件溫和，底物適用范圍廣泛，為具有多個手性中心的四氫呋喃骨架化合物的合成提供了一條新的途徑