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一種具備三維多孔結構的納米二氧化鈦-石墨烯復合材料制備方法及其產品
本發明公開了一種用于制備納米二氧化鈦-石墨烯復合材料的方法，包括：（a）向濃度為1-4mg/mL的氧化石墨烯溶液中加入二氧化鈦納米顆粒，其中氧化石墨烯與二氧化鈦之間的重量比控制為10:1～1:10，并獲得分散液；（b）將所獲得的分散液置入反應釜中，在120-200℃的條件下執行水熱反應2-12小時，然后經過冷凍干燥處理即得到具備三維多孔結構的納米二氧化鈦-石墨烯復合材料產品。本發明還公開了相應的復合材料產品及其特定用途。通過本發明，能夠以簡單、易于操作并適合大規模生產的方式來制備納米二氧化鈦-石墨烯復合材料產品，且其所制得的產品具備比表面積大的三維多孔結構，并尤其適用于制作超級電容器或用于執行環境污染處理。
華中科技大學
2021-01-12
涂附于彩鋼板表面的納米二氧化鈦功能性膜 規模化制備關鍵技術研究
本項目制備了具有低溫固化性能的納米二氧化鈦溶膠，利用現代涂布技術，在彩鋼板表面涂附具有分解有害物質、抗菌、殺菌、防污、自清潔功能的納米二氧化鈦涂層，使傳統的彩鋼板具有更廣泛的用途和更優異的特性。
納米二氧化鈦光催化劑具有兩個最顯著的特性：在紫外光照射下具有光催化活性和超親水性。光催化活性可以分解吸附在表面的一些有機物、有害氣體和生物體。超親水性具有易洗、防污、抗污的能力。如果在彩鋼板的表面涂附上具有光催化活性和超親水性的納米二氧化鈦涂層后，可防止真菌、微生物、霉菌及細菌在鋼板表面繁殖，分解吸附在表面的任何有機物，還具有防污，自清潔作用，將適應于電子工業廠房、特殊醫用檢查室（X射線、磁共振、超聲波等），無菌病房和實驗室以及一些凈化和家電設備，填補了國內空白。這些具有特殊功能的高檔次彩鋼板在中國的潛在市場很大，很有發展前景。
本研究項目的關鍵技術和創新點在于如何解決低溫固化納米二氧化鈦溶膠的制備、納米二氧化鈦涂層和彩鋼板固有涂層之間的結合牢度、膜透明性以及光催化活性之間的矛盾。中試規模的納米二氧化鈦溶膠經過鼎升金屬材料有限公司和山東陵縣江南凈化彩板有限公司在彩鋼板上涂布使用后，反應良好。涂布納米二氧化鈦功能膜的彩鋼板經過吳江市東吳機械有限責任公司使用后，肯定了本項目所制備的彩鋼板具有分解有機物、抗菌、防污、自清潔功能。
華東理工大學
2021-04-13
一種對于二氧化碳 (CO2) 還原反應具有高選擇性和活性的電催化劑
開發出了一種基于鈷酞菁（CoPc）分子的高性能CO 2 還原電催化劑材料。在納米尺度上，CoPc分子通過強π-π相互作用均勻的附著在碳納米管(CNT)外壁上，形成CoPc/CNT復合物。與CoPc分子相比，該復合物電催化劑顯著提高了CO 2 還原為一氧化碳（CO，一種在大規模化工產品制造中廣泛應用的重要工業氣體）反應的電流密度并有效改善了催化劑的選擇性以及穩定性。在0.1 M 碳酸氫鉀 (KHCO 3 ) 電解質中進行電催化CO 2 還原時，CoPc/CNT復合催化劑能夠在0.52 V的過電勢下穩定地維持10mA cm -2 左右電流密度10小時以上，并且CO的法拉第效率始終保持在90%以上。在分子水平上，通過在CoPc分子上引入氰基（CN）,得到的CoPc-CN/CNT復合物電催化劑在0.1M KHCO 3 水相電解質中催化CO 2 還原為CO的法拉第效率在研究的電勢區間內都達到95%以上。該CoPc-CN/CNT電催化劑能夠在0.52V過電勢下進一步提高CO 2 還原的電流密度至15mAcm -2 ，轉化頻率（Turnover Frequency, TOF）為4.1s -1 。該復合催化劑在電催化CO 2 還原中能夠實現較高的電極電流密度(可媲美當前最好的非均相電催化劑)，同時維持單個催化位點的高活性(可媲美當前最好的分子體系電催化劑)。該項研究表明這種分子/納米碳復合材料是一類非常誘人的能夠轉換過剩排放CO 2 為可再生燃料的電催化劑材料。
南方科技大學
2021-04-13
鈰氮氟共摻雜二氧化鈦光催化劑及 在可見光降解有機污染物中的應用
本發明涉及鈰氮氟共摻雜二氧化鈦光催化劑及其在可見光降解有機污染物中的應用。采用的技術方案是：鈰氮氟共摻雜二氧化鈦光催化劑，其制備方法如下：將鈦酸丁酯在攪拌下緩慢滴入乙醇和冰乙酸混合溶液中，攪拌均勻后，逐滴加入氫氟酸溶液，攪拌形成透明混合溶液A；將氨水與乙醇混合，加入硝酸鈰，調節pH至2，配成溶液B；將溶液B緩慢滴入溶液A中，得到均勻透明溶膠；在空氣中放置陳化，得到固體凝膠；干燥后研磨成粉末，置于馬弗爐中400～500℃，焙燒40 min～1.5 h，得到鈰氮氟共摻雜二氧化鈦光催化劑。合成方法簡單的，穩定的，形成催化效率高的非金屬和金屬三摻雜二氧化鈦光催化劑。多元素共摻雜催化劑得到的產物在粒徑、形貌上與對比單摻雜或雙摻雜有較大的不同，多元素共摻雜能大幅度提高催化劑的催化活性，給催化劑的物理性質帶來很多優點，如粒徑變小，表面積增大，表面具有特殊結構。本發明的目的是為了擴大TiO2的可見光響應范圍，減小電子和空穴的復合，從而提高TiO2對太陽能的利用率，提高其可見光催化活性，因此本發明對TiO2表面進行修飾，提供一種在可見光作用下，光催化效果好的鈰氮氟共摻雜二氧化鈦光催化劑及其制備方法。采用鈰氮氟共摻雜二氧化鈦光催化照射的方法處理雙酚A廢水，使其降解率達到99%以上，不完全降解率低于0.5%。
遼寧大學
2021-04-11
南京大學地理學科最新成果： 全球陸地生態系統二氧化碳施肥效應時空變化格局
南京大學國際地球系統科學研究所和地理與海洋科學學院張永光教授、居為民教授和陳鏡明院士團隊在全球變化和陸地碳循環領域取得重要進展。未來全球變暖的速率及陸地生態系統對全球變暖的響應是《Science》雜志列出的未來25年需要解決的125個重大科學問題之一。工業革命以來，人類活動造成大氣中二氧化碳（CO2）的濃度持續上升。CO2濃度的不斷增加，在通過溫室效應導致全球變暖的同時，也提高了植被的光合作用速率（即CO2施肥效應），增加陸地生態系統吸收大氣CO2的能力（即碳匯能力），從而減緩全球變暖的速率。研究表明，大氣CO2施肥效應是造成近幾十年來全球陸地生態系統碳匯顯著增加的決定性因素，也是全球變綠的主要驅動因子之一。因此，在全球尺度定量化評估CO2施肥效應，并分析其時空變化格局，有助于準確評估全球陸地生態系統的固碳能力以及其變化趨勢、降低未來氣候變化預測的不確定性十分重要。 盡管基于控制實驗可以在葉片和冠層尺度對CO2施肥效應的機理進行了的研究，但控制實驗的數量、空間分布和物種代表性有限，全球尺度CO2施肥效應的時空變化得定量評估尚不清楚。長時間序列遙感觀測為全球CO2施肥效應研究提供了數據基礎。因此，該研究首先基于系列衛星傳感器的觀測數據，研制了1982-2015年全球新型植被指數（NIRv）數據，驗證其作為全球植被光合作用（總初級生產力，GPP）指示器的可行性；在此基礎上，構建了準確評估全球CO2施肥效應的檢測-歸因模型，揭示了近四十年全球CO2施肥效應的時空變化特征，評價了結果的可能不確定性；最后，結合歐洲ICP Forests等機構提供的歐洲地區葉片氮磷觀測和全球陸地水儲量等遙感數據，揭示了全球CO2施肥效應時空變化的可能原因。 研究表明，全球CO2施肥效應在近四十年呈現顯著的下降的趨勢；2001-2015年的全球CO2施肥效應比1982-1996年顯著降低。全球超過70-80%的陸地植被區域CO2施肥效應呈現下降的趨勢，歐洲、西伯利亞、南美洲和非洲大部以及澳大利亞西部地區尤為明顯；在少部分地區CO2施肥效應存在著上升的趨勢，例如東南亞部分地區和澳大利亞東部地區。多個生態系統模型同樣能夠模擬出全球CO2施肥效應的下降趨勢，但顯著低于基于遙感數據的結果。
南京大學
2021-02-01
電子級磨料三氧化二鉻
利用鉻酐為原料，采用低溫燃燒技術，制備納米級的氧化鉻粉體。工藝簡單，易于工業生產，先將鉻酐溶于含表面活性劑和助表面活性劑的水溶液中，低溫干燥，也可采用工業上噴霧干燥方法。表面活性劑可有效防止鉻酸在焙燒中形成大顆粒，助表面活性劑能有效地降低鉻酸粘稠度，易于干燥且不會黏附在設備上；干燥后的鉻酸在特定溫度下焙燒，即得到蓬松的氧化鉻的粉末。本制備方法的特點主要有：① 焙燒后產品粒徑小，通過掃描電鏡觀察顆粒為小于100納米的球形；② 并且可顯著降低焙燒溫度，有利于節約能源；③ 焙燒后的產品易于粉碎。
武漢工程大學
2021-04-11
甘油氧化合成二羥基丙酮
本發明公開了一種用于甘油氧化合成二羥基丙酮的固體催化劑，屬于催化和精細有機化工技術領域。本發明采用鉍鹽、有機前驅體、氮源通過機械混合?焙燒的方法制備出一種鉍修飾多孔碳載體，再負載貴金屬，得到固體催化劑，本發的優點在于，催化劑制備方法簡便易于操作，生產成本低廉，甘油轉化率(>90％)和甘油選擇性高(>90％)，反應體系反應條件溫和，且催化劑可回收和重復使用，可望成為極具競爭力的甘油轉化合成二羥基丙酮的工業化生產路線。
江南大學
2021-04-13
苯酚氧化羰基化法合成碳酸二苯酯
一、項目簡介碳酸二苯酯（DPC）是一種毒性小、無污染的重要工程塑料中間體，可用于合成許多重要的有機化合物及高分子材料，如聚碳酸酯、對羥基苯甲酸甲酯、單異氰酸酯、二異氰酸酯等；還可作為聚酰胺和聚酯的增塑劑、溶劑和熱載體等。近年來，隨著對環境友好的以DPC和雙酚A為原料合成高品質聚碳酸酯（PC）新工藝的開發，使DPC成為引人注目的化合物，世界范圍內對DPC的需求也日益增大。采用苯酚氧化羰基化法合成碳酸二苯酯的主要原料為苯酚、CO和O2，較之目前工業上采用的光氣法，不僅可降低成本，而且在生產過程中原料及中間體無劇毒，不腐蝕設備，對環境保護具有重要意義。目前，針對苯酚氧化羰基化法合成DPC過程開發出了一種新型高效負載型催化劑PdCl2-Cu(OAc)2/HZSM-5，DPC收率達到40%。二、市場前景 隨著PC清潔生產技術在國際上推廣應用，以及我國引進技術自行開發的大型PC裝置的建成投產，DPC的市場需求量將迅速增加，使得清潔生產DPC的技術成為國內外化學化工界關注和研究開發的熱點之一。目前生產DPC的工業方法是以光氣和苯酚為原料，但是光氣的劇毒和強腐蝕性以及相當數量的無機鹽的生成，使該法對生產安全、環境保護都十分不利，而且此法的生產規模小，成本較高，產品質量難以滿足電子信息等朝陽行業的要求，面臨著被淘汰的局面。苯酚氧化羰化法合成DPC為簡單的一步反應，此方法與其它方法相比，具有無污染、無有毒鹽生成的優點。它不僅克服了光氣法存在的缺點，而且與酯交換法相比，原料為初級化工產品，可降低消耗成本。該方法工藝簡單、流程短，具有廣闊的市場前景。三、合作方式尋求中試合作。
河北工業大學
2021-04-13
液相羰基催化氧化法一步合成碳酸二苯酯
本課題組在非均相氧化羰基化法一步碳酸二苯酯的進展 本課題組2000年就提出非均相一步合成DPC且在此方面作了大量的工作首先對催化劑載體的制備方法進行了研究，現在其收率可達到26％、選擇性能達到99％。發表有關論文13篇，其中SCI收錄5篇、EI收錄兩篇，發明專利1項。申報并獲得授權的與之相關的項目有：國家自然基金2項，省項目2項，武漢市科委重大攻關項目1項。所以本課題組的實驗室小試成果在國內外文獻報道中尚處于先進水平。
武漢工程大學
2021-04-11
甲醇氣相氧化羰基化法合成碳酸二甲酯
項目簡介碳酸二甲酯（DMC）是正在崛起的化工原料新產品，1992年歐洲登記為非毒性化學品。主要原料為CO、O、甲醇。利用自行開發的高效固相催化劑促進甲醇氣相氧化羰基化法合成碳酸二甲酯，取代當前使用的光氣法，不僅可降低成本，而且在生產過程中原料及中間體無劇毒，不腐蝕設備，無三廢處理問題，對環境保護有著重要意義，被譽為21世紀的“綠色化學品”，應用它還可開發一系列新穎的化工產品，可實現綠色化工過程，小試已完成。針對CO、O和甲醇氣—固相催化合成DMC，經過多年的實驗研究，開發出一種性能較好的合成DMC固體催化劑，在常壓下DMC時空收率達到350g/l-cat.h，壽命已超過100小時，達到零排放。小試已鑒定，該指標在國內外同類方法中處于先進水平。二、市場前景DMC可用于制備聚氨酯、聚碳酸酯、醫藥、農藥、香料等；可代替硫酸二甲酯作羰基化劑、甲基化劑和甲脂化劑；還可作高新烷值汽油增進劑，是近年來石油化工熱門產品，并可衍生一系列新的化工產品，被譽為有機合成的新基塊。以甲醇氧化羰基化合成DMC，原料來源、市場需求和化工產品系列化方面皆具有明顯的優勢；并且是21世紀極有吸引力的基本化工原料。特別是石油資源貧乏的地區，DMC對當地化工生產將起到重要作用。三、投資與規模建設生產規模500噸/年的中試裝置，投資約800萬元。四、生產設備 固定床反應器、精餾塔等。五、合作方式尋找中試伙伴。
河北工業大學
2021-04-13