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1 成果簡介燃料電池應用于軍事、汽車、移動設備和家庭等領域。對于新生產的燃料電池堆，或在用的燃料電池堆，常需要了解電池堆內各節燃料電池的一致性和膜電極情況，但是國內外一直缺少檢測燃料電池堆膜電極的技術和測量裝置。 課題組研究出一種可方便檢測燃料電池堆膜電極狀況參數的方法和儀器。該測量儀具有如下功能和特點：可同步測量膜電極的催化劑有效活性面積、雙電層電容、氫滲透電流和阻抗；數據自動采樣，結果自動處理；可用于測量燃料電池單體和燃料電池堆，解決了以往即使檢測燃料電池單體膜電極也需要多臺測試儀器的問題，填補了燃料電池堆膜電極檢測儀器的空白。測量儀可用于科研中對燃料電池內部不一致性的檢查和原因辨析，可用于對各種場合的燃料電池堆進行現場檢查和老化診斷，可用作燃料電池堆初裝過程中的成組選配檢測工具。查新表明，國內外目前尚未發現有相似原理的儀器，具有較大的推廣使用空間。測量儀包括硬件部分和軟件部分。研究組已開發出測量儀的初級版，參見下圖。初級版的測試軟件基于 Labview 編寫，界面簡單易操作，通過配合電腦完成測量。研究組現在正進行開發測量儀器的升級版，期望其能夠脫離電腦單獨測量，更美觀，更實用。  上圖 初級版電池堆膜電極檢測儀2 應用說明研究組應用該方法和測量儀進行了多次測量和研究，成果在國際國內會議的宣傳推廣中得到了許多同行的好評，并表示有購買意向。

項目簡介： 碳酸二甲酯(DMC)是近年來受到國內外廣泛關注的綠色化工產 品。1992 年在歐洲通過了非毒性化學品(Non toxic substance)的注冊登 記，屬于無毒或微毒化工產品。由于其分子中含有多種官能團，因而 具有良好的反應活性；一方面碳酸二甲酯有望在諸多領域替代光氣、硫酸二甲酯(DMS)、氯甲烷及氯甲酸甲酯等劇毒或致癌物進行羰基化、 甲基化、甲酯化及酯交換等反應生成多種重要化工產品；另一方面， 以它為原料可以開發、制備多種高附加值的精細化學品，在醫藥、農 藥、合成材料、染料、潤滑油添加劑、食品增香劑、電子化學品等領 域獲得廣泛應用；如用于合成環丙沙星、碳酸二苯酯（DPC）、甲基二 異氰酸酯（TDI）、二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI）、MPAN、苯甲醚、 聚碳酸酯（PC）、聚碳酸酯二醇（PCD）、ADC 透明樹脂、甲胺基甲 酸鈉酯（西維因）、四甲基醇銨（TMAH）。第三，其非反應性用途： 溶劑、溶媒和汽油添加劑。如作藥物制備的溶媒介質，特種快干油漆 的溶劑、噴霧劑的溶劑等。所以，碳酸二甲酯被譽為 21 世紀有機合 成的一個“新基塊”，其發展將對我國的煤化工、石油化工、甲醇化工、 C1 化工起到巨大的推動作用。 DMC 是性能優良的溶劑、溶煤，具有如下優點：(1)與其他有機 物相溶性好；(2)微毒且蒸發速度快；(3)脫酯能力比較高。所以有可能 在下述領域得到廣泛應用：(a)是半導體工業使用的對大氣臭氧層有破 壞作用的清洗劑 CFC 和三氯乙烷的替代品之一；(b)在清洗劑和特殊 涂料(油漆、油墨)、醫藥化學品等的生產中用作溶劑、溶媒；(c)作為 CO2的載體，應用于噴霧方面。 產品市場分析： 碳酸二甲酯及其相關的丙二醇等產品，被中國列入“九五”重點開 發的 50 個精細化工品種范圍。為了防止大氣污染，提高汽油的含氧 率，國外用甲基叔丁醚取代四已基鉛作石油添加劑，實現汽油無鉛化， 但汽油含氧率仍不理想，DMC 除了分子含氧率高達 53%，具有提高 汽油辛烷值的功能，因此可作添加劑，提高汽油的含氧率，如能實用 化，汽油將成為 DMC 的最大用戶，其市場前景更加寬闊。據了解，在國際市場，碳酸二甲酯的年需求量約 15 萬～20 萬噸。特別是近幾 年來，由于下游產品聚碳酸酯、聚氨酯、汽車添加劑、高能電池電解 液等市場發展迅速，國際市場對碳酸二甲酯的需求更是與日俱增，市 場容量將達到 30 萬噸左右。遠遠大于國際市場的供應能力。目前， 國際上碳酸二甲酯年產能力僅 6 萬～8.6 萬噸。在國際市場上，歐盟 每年需進口 1 萬噸以上，印度也需進口 5000 噸以上。 目前，我國的碳酸二甲酯生產能力有限，與市場之間缺口很大， 生產工藝也較為落后，產品含量低，質量不穩定。目前國內年需求量 達數萬噸，生產能力僅數千噸，預計到 2005 年需求量將高達 10 萬 噸。 本工藝所得另一產物丙二醇，用作不飽和聚酯樹脂的原料，也是 增塑劑、表面活性劑、乳化劑和破乳劑的原料，可用作防腐劑、水果 催熟劑、防霉劑、防凍劑及煙草保溫劑，是大宗化工原料，國內年需 求量在 10 萬噸以上。 工藝技術： 反應原料：碳酸丙烯酯 和 甲醇；產物：碳酸二甲酯和 1，2-丙 二醇；反應所需壓力：10 至 30 大氣壓。碳酸丙烯酯的轉化率 58.5%， 對碳酸二甲酯的選擇性 96.9%，對 1，2-丙二醇的選擇性 99.9%；甲醇 的轉化率為 29.5%。固定床流程碳酸二甲酯的收率 20.0%，原料循環 使用。 本合成碳酸二甲酯的技術，原料易得，操作安全，不存在劇毒、 易燃、易爆等危險。催化劑制造方便，穩定性好，生產成本低。反應 所需壓力：10 至 30 大氣壓。無需特殊設備。 產品成本分析： 碳酸二甲酯 1.0～1.2 萬/噸，1，2－丙二醇 0.8 萬／噸。原料：碳酸丙稀酯 0.8 萬／噸，甲醇 0.23 萬元／噸。 原料成本 4.34 元/千克。 特點： 高活性催化劑的成功開發；碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯和與之配套 的下游產品如碳酸二苯酯、聚碳酸酯的應用開發研究以及理論研究。 

產品簡介 碳酸二甲酯(DMC)是近年來受到國內外廣泛關注的綠色化工產品。1992年在歐洲通過了非毒性化學品(Non toxic substance)的注冊登記，屬于無毒或微毒化工產品。由于其分子中含有多種官能團，因而具有良好的反應活性；一方面碳酸二甲酯有望在諸多領域替代光氣、硫酸二甲酯(DMS)、氯甲烷及氯甲酸甲酯等劇毒或致癌物進行羰基化、甲基化、甲酯化及酯交換等反應生成多種重要化工產品；另一方面，以它為原料可以開發、制備多種高附加值的精細化學品，在醫

本技術成果研發了一種微波輔助提取-高速逆流色譜聯用方法及其裝置。首先采用微波輔助提取模式 本技術成果研發了一種適于裝載分子印跡攪拌棒的解吸池，包括一上部池體及一下部池體。上部池體 提取物料；然后提取液濃縮預分離；最后通過高速逆流色譜純化制備得到目標組分或分析天然產物提取液 的底部連接于下部池體的頂部且兩者內部形成一上下貫通的解吸腔，上部池體頂部設有一液流出口，下部 中的目標組分；上述步驟通過接口及轉換控制實現微波輔助提取、分離、純化、高速逆流色譜制備或分析 池體下部圓周對稱地均布有三個液流入口，液流出口及液流入口與所述解吸腔連通；還包括一分子印跡攪 于一體，可直接從天然產物中提取得到毫克級高純度對照品，具有快速高效、高選擇性的特點，實現天然 拌棒，放置于所述解吸腔中；還包括一密封圈，密封所述上部池體及下部池體的連接部。上述解吸池配以 產物快速高效的在線提取分離、純化制備或分析。“天然物質提取分離純化的實驗室制備微波裝置”集微 微量注射泵可實現對分子印跡攪拌棒的高效流動加熱解吸。另外在該解吸池的基礎上，通過與高效液相色 波輔助提取快速高效分離的優勢和高速逆流色譜高效純化、制備

"碳酸二甲酯（DMC）和甲酸甲酯（MF）是重要的綠色化工產品，受到國內外研究者的廣泛關注。DMC可以代替氯甲烷、硫酸二甲酯、光氣等劇毒物質進行甲基化、酯交換、羰基化等反應，在精細化學品、醫藥、農藥合成領域具有廣泛應用。DMC屬于低毒或無毒的化工產品，具有較高的氧含量（53%），因此可以作為汽油添加劑提高汽油的辛烷值。MF是一種重要的C1化學品，在醫藥和有機化工合成產品中應用廣泛。近年來，通過甲醇羰基化制備DMC常用的催化劑主要是負載型的Cu基催化劑，常用的載體主要是分子篩和活性碳，但是這些催化劑存在穩定性差和DMC的選擇性低等問題; 而甲醇羰基化制備MF的用催化劑是甲醇鈉、甲醇鉀等強堿性有機化合物和一系列金屬羰基化物。該類催化劑的優點是制備簡單，缺點是催化劑腐蝕性強，對原料要求極高，產物與催化劑分離困難。 為了解決現有的問題，對于甲醇羰基化制備DMC的反應，已成功地設計了一類N雜碳材料負載型的Cu基催化劑，在微反應器評價裝置，0~1.0 MPa，100~130 ?C，6390~127800 mL/g/h的反應條件下，DMC的選擇性保持在97%以上，產率可達70%以上，催化劑穩定性考核

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，產物產

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，產物產率為 90 ~ 97%，光學活性在 90 ~ >99

利用豐富的、開再生的玉米秸稈、麥稈、稻草等農作物秸稈原料生產燃料乙醇，是當前世 界生物能源產業的前沿技術領域，是未來替代石油能源的主要技術路線。本技術的產業化實施 可以高效率進行農作物廢棄物的資源化利用，對傳統農業的可持續發展和產業更新換代具有重 大的提升作用，并大幅減少因秸稈焚燒帶來的霧霾等大氣污染因素。然而，高額生產成本嚴重 阻礙了本技術的產業化進程。目前，秸稈燃料乙醇的生產成本具體表現在過程的高能耗、大量 廢水排放、纖維素酶成本等環節上。 本項目的農作物秸稈原料生產燃料乙醇成套技術采用華東理工大學研發的干法生物煉制技 術。該技術主要包括干法稀酸預處理、固態生物脫毒、高固體含量糖化與發酵等主要工序。其 中，干法稀酸預處理技術使用新型的螺帶攪拌式預處理反應器，實現了過程零廢水排放，新鮮 水和蒸汽用量比典型的預處理技術降低80%以上；固態生物脫毒則采用生物降解方法脫除預處 理原料中所含的各種有毒物質，實現過程的零水耗和零能耗；高固體含量糖化與發酵技術則通 過自主研發的螺帶型反應器處理固體含量達40%以上的纖維素底物進行同步糖化與發酵生產乙 醇，與常規發酵反應器相比，電耗可以降低80%以上，纖維素酶用量大幅降低。整個農作物秸 稈原料生產燃料乙醇成套技術可以得到不低于8% (v/v) 的高濃度乙醇發酵液，纖維素轉化率可 達75%以上。本技術的采用將會大大降低纖維素乙醇的生產成本或環境成本，為即將商業化運 作的燃料乙醇工廠中的技改提供技術儲備。

空氣壓縮機為燃料電池提供電化學反應所需要的氧氣。將空氣壓縮到一定壓 力（通常在 1.3~3.2bar 范圍內），有助于提高電堆的功率密度，是燃料電池汽 車降低成本、實現輕量化的重要技術手段。為了滿足燃料電池最高功率，空氣壓 縮機應保證足夠的流量，根據估算，100 kW 的電堆功率大約需要 300 Nm3·h-1 的空氣。除了保證一定的壓力和流量外，燃料電池車用空氣壓縮機還需要滿足其 他要求，包括壓縮氣體絕對無油，以防止催化劑中毒；壓縮效率高，減少壓縮氣 體需要的額外能耗；能對啟停、加速、剎車、制冷、供熱等各種工況變化做出準 確、快速響應，具有良好的工況適應性；在極端工況和氣候條件下，具有良好的 可靠性和長久的壽命，且維護簡便；結構緊湊，體積小，重量輕。對效率、可靠 性、工況與環境的適應性、體積與重量等指標的綜合要求，特別是對壓縮氣體絕 對無油的嚴格限制，使得燃料電池車用空氣壓縮機的產品研發及其產業化存在不 可忽視的技術挑戰。