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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(duì)于實(shí)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(duì)于實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)、節(jié)能減排意義重大。本團(tuán)隊(duì)在承擔(dān)了 3 項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（20771046，20903048，21106054）的基礎(chǔ)上，針對(duì)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(gè)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(diǎn) （1）開發(fā)了針對(duì)植物油脂的無(wú)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(duì)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(jī)酸和納米氧化物為代表的催化體系； （3）開發(fā)了針對(duì)有機(jī)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。 

催化加氫過(guò)程是現(xiàn)代工業(yè)的重要過(guò)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(gè) 化學(xué)工業(yè)體系 中的占比 超過(guò) 3 0% 。 在 催化 加氫 工業(yè) 過(guò)程中， 雖然使用粗氫作為氫源 具有 工業(yè)裝置簡(jiǎn)單 、 更高的經(jīng)濟(jì)性 等特點(diǎn) ，但是粗氫中含有的少量一氧化碳 ( 從幾百到幾千ppm ) 會(huì)造成加氫催化劑很快失活。 這部分ppm 量 級(jí)的CO 由于 和貴金屬催化劑具有很強(qiáng)的相互作用 ，在催化反應(yīng)過(guò)程中占據(jù)催化活性位，從而使得反應(yīng)物分子無(wú)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(guò)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(duì) CO 耐受度， 甚至 直接利用粗氫進(jìn)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(guò)程包括：取碳納米管放入濃硝酸室溫下進(jìn)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(guò)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?dú)浠旌蠚夥罩懈邷剡€原，得到鉑負(fù)載量為1.0wt％的鉑/碳納米管催化劑。本發(fā)明方法工藝簡(jiǎn)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(duì)糠醛進(jìn)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(xiàng)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(fù)載在一維多孔碳材料中，制備保留金屬有機(jī)框架構(gòu)型的碳纖維催化材料。在制備過(guò)程中，通過(guò)調(diào)控MOFs材料特有的空間構(gòu)型達(dá)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(dá)到提高加氫催化材料性能的目的。該項(xiàng)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。

成果描述：針對(duì)我國(guó)磷石膏年處理量不足，且以生產(chǎn)低檔建材產(chǎn)品為產(chǎn)業(yè)鏈主體的利用現(xiàn)狀，建立大量化處理、低成本生產(chǎn)的磷石膏制酸技術(shù)體系是磷化工行業(yè)的迫切需求。該成果從解決現(xiàn)有磷石膏制酸技術(shù)的問(wèn)題（分解溫度高、能耗高、煙氣SO2濃度低、對(duì)磷石膏質(zhì)量要求高）入手，立足自主創(chuàng)新和集成創(chuàng)新，從關(guān)鍵技術(shù)研究、關(guān)鍵設(shè)備開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化示范三個(gè)層次來(lái)設(shè)立研發(fā)任務(wù)和研究?jī)?nèi)容，形成的主要成果包括：1 節(jié)能化煅燒beta半水石膏技術(shù)研究；2 硫磺低溫分解磷石膏制高濃SO2技術(shù)及關(guān)鍵設(shè)備研究；3 氧化鈣殘?jiān)苽滹暳霞?jí)磷酸氫鈣的高值化利用技術(shù)；4 萬(wàn)噸級(jí)硫磺分解磷石膏制酸裝置，全流程的“三廢”達(dá)標(biāo)排放，硫酸生產(chǎn)成本小于硫磺制酸生產(chǎn)成本。市場(chǎng)前景分析：應(yīng)用領(lǐng)域：磷石膏集中排放地、需要大量利用硫酸的企業(yè)，如云南云天化集團(tuán)等，同時(shí)也可擴(kuò)展到其它石膏品種，如氟石膏等。 市場(chǎng)需求分析：以硫磺代替焦炭分解磷石膏，制酸過(guò)程實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，為磷石膏制酸的新技術(shù)，此項(xiàng)技術(shù)填補(bǔ)了石膏制酸國(guó)際國(guó)內(nèi)空白。該技術(shù)磷石膏原料適用面廣，操作性強(qiáng)，為各大磷化工企業(yè)解決磷石膏問(wèn)題所急需，不僅實(shí)現(xiàn)企業(yè)硫循環(huán)，同時(shí)拓展鈣的高值化利用，經(jīng)濟(jì)成本較低使其具有廣闊的市場(chǎng)前景，同時(shí)為國(guó)家鼓勵(lì)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)工程。該技術(shù)規(guī)?；b置成功后可望使該技術(shù)在全國(guó)得到推廣，最終解決磷石膏污染的世界性難題。與同類成果相比的優(yōu)勢(shì)分析：硫磺分解磷石膏制硫酸裝置，半水石膏煅燒成本≤35kg標(biāo)煤/噸，磷石膏中硫脫除率≥95%，分解溫度≤1100℃，氣相SO2濃度≥10%，脫硫鈣渣可直接代替石灰用于飼料級(jí)磷酸氫鈣生產(chǎn)。全流程的“三廢”達(dá)標(biāo)排放，硫酸生產(chǎn)成本小于硫磺制酸成本（按硫磺1500元/噸計(jì)，則本技術(shù)生產(chǎn)成本應(yīng)≤500元/噸）。 國(guó)際先進(jìn)

針對(duì)生物質(zhì)體積密度低、熱值低，高值化利用中原料收集和運(yùn)輸成本高的問(wèn)題，開發(fā)了雙螺旋移動(dòng)式熱解制油裝置系統(tǒng)，將生物質(zhì)就地轉(zhuǎn)化為高能量密度、易于運(yùn)輸?shù)纳镉?。該系統(tǒng)包括快速熱解、燃燒供能、驟冷和智能化控制等單元，采用自主設(shè)計(jì)的雙螺旋內(nèi)混熱解反應(yīng)器，利用熱解氣燃燒供能，通過(guò)分段式加熱進(jìn)行反應(yīng)強(qiáng)化和能量品質(zhì)優(yōu)化匹配，實(shí)現(xiàn)裝置的小型化和緊湊化和移動(dòng)化。設(shè)計(jì)的緊湊式裝置系統(tǒng)在相同處理量下，體積只有傳統(tǒng)設(shè)備的1/5，生物油產(chǎn)率高達(dá)50%，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益。制備的生物油品質(zhì)較好，通過(guò)簡(jiǎn)單提質(zhì)后可與汽柴油混合使用，有望實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)“分散式制油-集中化煉制”模式。

成果與項(xiàng)目的背景及主要用途： 高溫煤焦油是煤焦化過(guò)程中得到的一種黑色或黑褐色粘稠狀液體，其組分非 常復(fù)雜，估計(jì)上萬(wàn)種，已被鑒定五百多種，并且高溫煤焦油是很多稠環(huán)化合物和 含氧、氮及硫的雜環(huán)化合物的重要來(lái)源。目前，煤焦油很大一部分作為燃料油直 接燃燒，這樣既是對(duì)資源的極大浪費(fèi)，又會(huì)造成環(huán)境的污染。 高溫煤焦油餾分較寬，同時(shí)加氫需要按最苛刻的反應(yīng)條件設(shè)計(jì)，而按餾分加 氫可根據(jù)原料中各餾分含量設(shè)計(jì)反應(yīng)條件，這樣既降低設(shè)備的及節(jié)省催化劑投資， 又能降低過(guò)程的能耗。 各餾分經(jīng)過(guò)加工可得到萘、α-甲基萘、β-甲基萘、喹啉、異喹啉、吲哚、聯(lián) 苯、苊、芴、蒽、咔唑、芘等多種產(chǎn)品，這些產(chǎn)品都是重要原料，用途廣泛。 技術(shù)原理與流程簡(jiǎn)介： （1）化學(xué)品提?。壕C合精餾、結(jié)晶、萃取等分離方法可得到符合下游廠家 要求的萘、α-甲基萘、β-甲基萘、喹啉、異喹啉、吲哚、聯(lián)苯、苊、芴、蒽、咔 唑、芘等多種產(chǎn)品； （2）剩余餾分加氫精制制備清潔燃料：提取化學(xué)品后剩余煤焦油的利用價(jià) 值較低，可通過(guò)加氫精制過(guò)程，進(jìn)行芳烴飽和、脫硫、脫氮，得到產(chǎn)品硫氮含量 符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的清潔燃料； （3）通過(guò)利用加氫過(guò)程的放熱，優(yōu)化工藝過(guò)程，實(shí)現(xiàn)能量的合理利用。 技術(shù)水平及專利與獲獎(jiǎng)情況： 在煤焦油加工方面，天津大學(xué)具有工業(yè)萘加工，洗油加工，蒽油加工的工業(yè) 化經(jīng)驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上開發(fā)的高溫煤焦油餾分加氫制清潔燃料油技術(shù)處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先 30天津大學(xué)科技成果選編 水平，該技術(shù)成套工藝包的開發(fā)正在進(jìn)行之中。 應(yīng)用前景分析以及效益預(yù)測(cè)： 根據(jù)當(dāng)前國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策，發(fā)展新型煤化工生產(chǎn)潔凈能源和可替代石油化工產(chǎn) 品必將成為國(guó)內(nèi)未來(lái)發(fā)展的主流方向。煤焦油寬餾分油中含有多種高附加值的化 工產(chǎn)品，在加氫之前首先加工提取這些化工產(chǎn)品，再對(duì)剩余的油品進(jìn)行加氫，既 不影響加氫原料油的質(zhì)量，又能進(jìn)一步提高焦油加工的效益。 應(yīng)用領(lǐng)域：高溫煤焦油深加工領(lǐng)域 技術(shù)轉(zhuǎn)化條件（包括：原料、設(shè)備、廠房面積的要求及投資規(guī)模）： 有穩(wěn)定的煤焦油來(lái)源；廉價(jià)的氫氣來(lái)源； 合作方式及條件：雙方共同協(xié)商

成果描述：該技術(shù)利用濕法磷酸經(jīng)初步脫除硫酸根、氟硅酸及有機(jī)色素后，再用鈣鹽進(jìn)一步除去硫酸根，經(jīng)固液分離后，用水不溶性萃取劑萃取磷酸，經(jīng)洗滌、深脫硫后，用軟水反萃有機(jī)相得到凈化稀磷酸，稀磷酸再經(jīng)濃縮得到工業(yè)級(jí)85 %磷酸，工業(yè)級(jí)磷酸再經(jīng)后處理得到食品級(jí)85 %磷酸，食品級(jí)磷酸再經(jīng)深度凈化可制得電子級(jí)磷酸。市場(chǎng)前景分析：工業(yè)磷酸可直接用作鋁材拋光劑、鋼鐵防銹劑、磷化劑、金屬清洗劑、有機(jī)合成催化劑、精密電鍍等；食品級(jí)磷酸可當(dāng)作酸性飲料的酸味劑，應(yīng)用于蔗糖精制；試劑級(jí)磷酸作化學(xué)試劑及電子行業(yè)用；藥品級(jí)磷酸用于醫(yī)藥品制造；多聚磷酸用于制造聚磷酸鹽、有機(jī)合成原料、金屬表面處理劑，也用作分析試劑。 近五年來(lái)，隨著我國(guó)食品級(jí)磷酸裝置產(chǎn)能的釋放，目前生產(chǎn)能力約250 萬(wàn)噸，生產(chǎn)廠家50 家左右。近幾年來(lái)，我國(guó)已成為國(guó)際市場(chǎng)上食品級(jí)磷酸凈出口國(guó)，2008 年以來(lái)，每年出口量在47 ～52 萬(wàn)噸。2012 年我國(guó)食品級(jí)磷酸產(chǎn)量約為105 萬(wàn)噸。預(yù)計(jì)國(guó)內(nèi)食品級(jí)磷酸消費(fèi)市場(chǎng)需求將以12 %的速度增長(zhǎng)。國(guó)外食品工業(yè)相對(duì)成熟，對(duì)食品級(jí)磷酸的需求將維持在50 萬(wàn)噸左右，預(yù)計(jì)到2017 年，全國(guó)食品級(jí)磷酸產(chǎn)量將達(dá)到152 萬(wàn)噸，磷酸生產(chǎn)量增長(zhǎng)率在5 %左右。與同類成果相比的優(yōu)勢(shì)分析：符合工業(yè)級(jí)磷酸企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)( Q/HF21- 2004)、熱法工業(yè)級(jí)磷酸國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)( GB/T2091-1992)、食品級(jí)磷酸企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)( Q/HF22- 2004)、熱法食品級(jí)磷酸國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)( GB3149- 1992)。產(chǎn)品利潤(rùn)在1000-1500元/噸P2O5。國(guó)際先進(jìn)。

成果描述：用濕法稀磷酸制備磷酸二氫鉀技術(shù)已完成5000 噸/年中試，現(xiàn)開始設(shè)計(jì)3萬(wàn)噸裝置。濕法磷酸先與氯化鉀反應(yīng)，然后用萃取劑萃取鹽酸，有機(jī)相經(jīng)洗滌，用氨反萃得到氯化銨，水相經(jīng)過(guò)濾、濃縮、結(jié)晶得到磷酸二氫鉀。本技術(shù)的P2O5萃取率高，原料酸中80 %的P2O5進(jìn)入到產(chǎn)品中。自動(dòng)化程度高、產(chǎn)品質(zhì)量好、可大規(guī)模工業(yè)化，適合大型磷肥企業(yè)，走肥鹽結(jié)合道路。市場(chǎng)前景分析：磷酸二氫鉀廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代化工、農(nóng)牧業(yè)、醫(yī)藥、食品、石油、造紙、日化等行業(yè)。目前國(guó)內(nèi)磷酸二氫鉀產(chǎn)品的年需求量約在100萬(wàn)噸上下，而出口量約15萬(wàn)噸，總需求量約在110萬(wàn)噸，從2008年至2012年平均23.45 %的高速增長(zhǎng)率體現(xiàn)了其巨大市場(chǎng)前景。與同類成果相比的優(yōu)勢(shì)分析：產(chǎn)品磷酸二氫鉀為無(wú)色四方晶體或白色結(jié)晶性粉末。KH2PO4含量為92 % - 98 %，相對(duì)密度2.338，熔點(diǎn)252.6 °C，易溶于水，1 %的磷酸二氫鉀溶液的pH值為4.6。國(guó)際先進(jìn)。