<p class="ql-block"><b>2.9 炔醛法合成</b></p><p class="ql-block"> 山西大學(xué)研發(fā)的炔醛法合成1，4-丁二醇加氫催化劑是針對(duì)國(guó)內(nèi)引進(jìn)炔醛法生產(chǎn)1，4-丁二醇工藝中核心技術(shù)——獲得了具有適宜孔道結(jié)構(gòu)與表面性質(zhì)，及高水熱穩(wěn)定的具有水解加氫雙功能的加氫催化劑，該項(xiàng)技術(shù)成果使我國(guó)成為世界上少數(shù)幾個(gè)掌握該類催化劑關(guān)鍵制備技術(shù)的國(guó)家之一。北京化工大學(xué)在層狀及超分子插層結(jié)構(gòu)催化材料研究中，充分利用層狀及層柱結(jié)構(gòu)的可設(shè)計(jì)性和調(diào)控性，創(chuàng)制了具有新型結(jié)構(gòu)的層狀固體酸酯化催化劑、層狀介孔固體堿催化劑、酶層柱催化材料；層狀結(jié)構(gòu)固體酸酯化催化劑已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，進(jìn)一步經(jīng)層狀前驅(qū)體的拓?fù)滢D(zhuǎn)變制備新型催化材料，獲得了分散度高、分散穩(wěn)定性好的高分散負(fù)載型金屬催化劑。</p><p class="ql-block"><b>2.10 長(zhǎng)鏈烷烴脫氫</b></p><p class="ql-block"> 大連化物所和原輕工部日用化學(xué)所、南京烷基苯廠等合作研發(fā)出正構(gòu)長(zhǎng)鏈烷烴(nC10-C13) NDC-2型 Pt-Sn-Li/Al2O3長(zhǎng)鏈烷烴脫氫催化劑，該催化劑表面具有Pt-SnO2-AL2O3夾心結(jié)構(gòu)的M2活性中心，對(duì)氫有高溫強(qiáng)吸附性能，能夠抑制積碳，從而顯著提高催化劑的穩(wěn)定性[2]。NDC型催化劑還出口印度，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。</p><p class="ql-block"><b>2.11 烯烴酯化</b></p><p class="ql-block"> 華南理工大學(xué)開(kāi)展羧酸與烯烴直接加成酯的研究，包括樹(shù)脂、雜多酸、分子篩系列催化劑，反應(yīng)包括乙酸與丙烯反應(yīng)合成乙酸異丙酯，乙酸與丁烯反應(yīng)合成乙酸仲丁酯，乙酸與乙烯反應(yīng)合成乙酸乙酯、水楊酸與丙烯反應(yīng)合成水楊酸異丙酯等成功用于工業(yè)生產(chǎn)，形成巨大經(jīng)濟(jì)效益。</p><p class="ql-block"><b style="font-size:20px;">3 合成氨催化劑</b></p><p class="ql-block"> 化肥工業(yè)是基本化學(xué)工業(yè)，我國(guó)化肥工業(yè)始于20世紀(jì)30年代。1980年全國(guó)化肥總產(chǎn)量（折純養(yǎng)份）為1 231.9萬(wàn)噸；2010年己達(dá)6 619.8萬(wàn)噸，30年增長(zhǎng)4.37倍。無(wú)論化肥總量抑或氮肥產(chǎn)量均列世界第一。化肥工業(yè)中使用催化劑的主要是用于氮肥的基本原料合成氨工藝過(guò)程。根據(jù)制氨原料采用煤、石腦油、重油、渣油、天然氣的不同， 使用不同品種的催化劑; 它包括有機(jī)硫加氫轉(zhuǎn)化、無(wú)機(jī)硫吸收、天然氣或石腦油一段與二段轉(zhuǎn)化、高溫與低溫變換、甲烷化及氨合成等8種催化劑。</p><p class="ql-block"> 福州大學(xué)研制的A110-3型、A201型、A202型氨合成催化劑活性、穩(wěn)定性適用于中小型廠；成功研制的B116型低鉻一氧化碳中溫變換催化劑和B121型無(wú)鉻一氧化碳高溫變換催化劑。浙江工業(yè)大學(xué)在Fritz Haber在20世紀(jì)初發(fā)明氨合成熔鐵催化劑70多年后，突破經(jīng)典的Fe3O4體系，發(fā)明了新一代Fe1-xO基氨合成催化劑，創(chuàng)立了以單相理論為核心的中國(guó)原創(chuàng)的Fe1-xO催化劑理論體系，技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。這是氨合成催化劑研究的重大突破，是中國(guó)獨(dú)創(chuàng)的擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的原始創(chuàng)新成果。</p><p class="ql-block"> 華南理工大學(xué)研究開(kāi)發(fā)成功HG-1稀土氨合成催化劑，顯著提高了氨合成催化劑的低溫活性、耐熱性和抗毒性；A203型稀土氨合成催化劑，在國(guó)內(nèi)合成氨廠廣泛使用，獲得巨大的經(jīng)濟(jì)效益。齊魯石化公司研究院成功開(kāi)發(fā)了適用于從天然氣到煉廠氣、LPG、石腦油等氣態(tài)、液態(tài)烴蒸汽轉(zhuǎn)化制氫和合成氣的系列化催化劑及相關(guān)應(yīng)用技術(shù)；分別開(kāi)發(fā)了QCS-01和QCS-04耐硫變換催化劑，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)引進(jìn)大化肥裝置耐硫變換催化劑的國(guó)產(chǎn)化。</p><p class="ql-block"><b style="font-size:20px;">4 環(huán)境凈化催化</b></p><p class="ql-block"> 催化科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展在給我們帶來(lái)極大的物質(zhì)生活利益的同時(shí)，也使得人類活動(dòng)對(duì)自然界和環(huán)境造成的巨大影響，因此環(huán)境催化應(yīng)運(yùn)而生。環(huán)境催化的使命——用催化的手段解決人類面臨的化學(xué)污染問(wèn)題，成為催化科學(xué)和技術(shù)發(fā)展所面臨的新挑戰(zhàn)。</p><p class="ql-block"><b>4.1 煙氣催化脫硫脫硝</b></p><p class="ql-block"> 以燃煤煙氣為代表的固定源SO2和NOx排放是造成我國(guó)大氣污染的兩種主要污染物，如何有效消除SO2和NOx是環(huán)境催化領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。針對(duì)SO2催化消除，可以采用催化氧化法將其氧化成SO3并制得硫酸，實(shí)現(xiàn)廢物資源化；也可采用催化還原法將其還原成單質(zhì)硫磺，加以回收利用。針對(duì)NOx催化消除，可以采用外加還原劑（如NH3）的方法在有催化劑作用下將其選擇性催化還原為N2（即NH3-SCR技術(shù)），脫硝效果顯著。我國(guó)在煙氣脫硫脫硝領(lǐng)域的研究起步較晚，早期（2000年前）所使用的煙氣后處理技術(shù)往往是通過(guò)“引進(jìn)-消化吸收-再創(chuàng)新”的模式，存在一定的知識(shí)產(chǎn)權(quán)壁壘。東南大學(xué)主持的“大型火電廠煙氣脫硫脫硝成套關(guān)鍵技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用”項(xiàng)目在SCR脫硝領(lǐng)域取得了重要進(jìn)展；大連化物所研發(fā)的電廠脫硫脫硝技術(shù)也已経完成工業(yè)化試驗(yàn)。</p><p class="ql-block"><b>4.2 機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣催化凈化</b></p><p class="ql-block"> 我國(guó)在2010年的汽車(chē)產(chǎn)量為1 700萬(wàn)輛左右，已成為世界第一大汽車(chē)生產(chǎn)國(guó)。摩托車(chē)產(chǎn)量的已達(dá)2 500多萬(wàn)輛，占世界40％以上。加上8 000多萬(wàn)輛在用汽車(chē)和11 000萬(wàn)輛的在用摩托車(chē)，我國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)污染物在城市污染物的分擔(dān)率為50%～80％，是主要的大氣污染源。在環(huán)境催化領(lǐng)域，汽車(chē)尾氣中的CO、碳?xì)浠衔铮℉C）、NOx和顆粒物（PM）均可通過(guò)催化結(jié)合顆粒物過(guò)濾的方法加以去除，所涉及的技術(shù)包括三效催化（TWC）、顆粒物過(guò)濾技術(shù)（DPF）、NOx選擇性催化還原技術(shù)（SCR）、NOx儲(chǔ)存還原技術(shù)（NSR）以及在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的組合凈化和四效催化技術(shù)。福州大學(xué)負(fù)責(zé)研制的FD型汽車(chē)尾氣催化凈化器性能達(dá)到歐Ⅳ、歐V排放限值，并實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。FD型催化凈化器在與壟斷我國(guó)歐IV排放限值凈化器市場(chǎng)的美、日、德等外企競(jìng)爭(zhēng)中進(jìn)入我國(guó)的一汽、長(zhǎng)豐等汽車(chē)制造廠推廣應(yīng)用；昆明貴金屬研究所和中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)合作完成的“汽車(chē)尾氣催化凈化器的關(guān)鍵技術(shù)研究及產(chǎn)業(yè)化”。 四川大學(xué)在汽油車(chē)，摩托車(chē)，壓縮天然氣車(chē)和柴油車(chē)尾氣凈化催化劑的制備科學(xué)和技術(shù)方取得了突破，在機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣凈化催化材料和催化劑領(lǐng)域取得了一系列重要的科學(xué)創(chuàng)新。在此基礎(chǔ)上，與四川中自科技有限公司合作成立了四川中自尾氣凈化有限公司。建立了高性能稀土儲(chǔ)氧材料生產(chǎn)線，耐高溫高比表面材料生產(chǎn)線和機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣凈化催化劑生產(chǎn)線。這是國(guó)內(nèi)少有的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，技術(shù)配套齊全，與國(guó)外公司處于同等水平的生產(chǎn)線。已批量向整車(chē)廠和主機(jī)廠提供汽油車(chē)，摩托車(chē)，壓縮天然氣汽車(chē)，柴油車(chē)和通機(jī)尾氣凈化催化劑，其中摩托車(chē)催化劑已得到鈴木，雅馬哈的大量使用。CNG車(chē)催化劑已成為國(guó)內(nèi)的主要供應(yīng)商。清華大學(xué)主持，華東理工大學(xué)、天津大學(xué)等多家單位合作完成了“稀土催化材料及在機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣凈化中的應(yīng)用”。</p><p class="ql-block"><b>4.3 室內(nèi)空氣催化凈化</b></p><p class="ql-block"> 化劑的活性比國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)光催化劑提高1~3倍；采用溶膠-凝膠、膜滲析及表面超強(qiáng)酸化等技術(shù)耦合的全新生產(chǎn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了納米固體超強(qiáng)酸光催化劑的工業(yè)生產(chǎn)；把固體超強(qiáng)酸高效光催化劑與臭氧氧化技術(shù)有效耦合，并與高壓靜電除塵技術(shù)和負(fù)離子技術(shù)結(jié)合，使研制生產(chǎn)的光催化空氣凈化器具有全方位空氣凈化效果。研制成功納米固體超強(qiáng)酸型高效光催化劑及其工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)，設(shè)計(jì)建成光催化劑生產(chǎn)線并投入工業(yè)生產(chǎn)。應(yīng)用該光催化劑研制開(kāi)發(fā)成功光催化空氣凈化器、光催化自清潔抗菌瓷磚等新產(chǎn)品及其工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。室溫催化氧化甲醛和催化殺菌技術(shù) 甲醛是我國(guó)室內(nèi)空氣中最典型、最嚴(yán)重的污染物之一，室內(nèi)空氣中還存在一些致病微生物的污染，這些污染物對(duì)人體健康構(gòu)成嚴(yán)重危害。中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心、過(guò)程工程研究所、北京亞都空氣污染治理技術(shù)有限公司發(fā)明了室溫條件下可催化氧化甲醛的新型高分散負(fù)載型貴金屬催化劑和室溫催化殺菌的系列載銀無(wú)機(jī)催化材料及其規(guī)模化制備技術(shù)，并在北京亞都空氣污染治理技術(shù)有限公司等合作單位實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。</p><p class="ql-block"><b>4.4 水處理過(guò)程中的催化</b></p><p class="ql-block"> 有毒難降解有機(jī)污染物光催化降解中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所在利用太陽(yáng)光催化降解有毒難降解有機(jī)污染物方面取得多項(xiàng)成果：①在可見(jiàn)光照射下成功實(shí)現(xiàn)染料污染物的TiO2光催化有效降解和礦化，提出了與紫外光光催化反應(yīng)不同的染料污染物可見(jiàn)光光催化降解機(jī)理；②設(shè)計(jì)并合成了一系列新型鐵氮配合物及其負(fù)載型可見(jiàn)光光催化劑，發(fā)現(xiàn)其可見(jiàn)光照射下可有效活化H2O2以及O2降解并礦化有毒有機(jī)污染物，并提出了相應(yīng)的可見(jiàn)光光催化反應(yīng)機(jī)理；③研制成功非金屬硼和氧化鎳二元協(xié)同改性的TiO2基可見(jiàn)光光催化劑，在可見(jiàn)光照射下可有效地活化O2降解多氯酚等有毒有機(jī)污染物，通過(guò)對(duì)TiO2表面和體相改性的系統(tǒng)而深入的研究，澄清了一些國(guó)際上十分關(guān)注而又有爭(zhēng)議的科學(xué)問(wèn)題。</p><p class="ql-block"> 臭氧催化氧化除污染技術(shù)我國(guó)城市水源中高穩(wěn)定性、難降解有機(jī)污染物成為影響水質(zhì)的關(guān)鍵污染物。哈爾濱工業(yè)大學(xué)發(fā)明了一系列臭氧多相催化氧化除污染方法，利用過(guò)渡金屬氧化物的某些表面特性催化臭氧轉(zhuǎn)化為具有強(qiáng)氧化能力的自由基，對(duì)高穩(wěn)定性有機(jī)污染物的分解效率比單純臭氧氧化提高2～4倍。臭氧催化氧化可有效地分解去除水中高穩(wěn)定性有機(jī)污染物，降低水的致突變活性，顯著提高出廠水的安全性。目前，哈爾濱工業(yè)大學(xué)發(fā)明的臭氧催化氧化除污染集成化技術(shù)已在我國(guó)一些水廠應(yīng)用，顯著地改善了水質(zhì)，將III、IV類等受污染水源水處理達(dá)到生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求。提高光催化環(huán)境污染控制過(guò)程能量效率的方法有毒有害污染物的高效處理一直是國(guó)際環(huán)境工程領(lǐng)域的難點(diǎn)，光催化被認(rèn)為是控制這類污染物最具發(fā)展前景的新技術(shù)之一，但能量效率低制約了該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。針對(duì)”如何提高能量效率”這一亟待解決的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，大連理工大學(xué)、清華大學(xué)開(kāi)展了提高光催化環(huán)境污染控制過(guò)程能量效率的方法及應(yīng)用基礎(chǔ)研究，取得了明顯的規(guī)律性創(chuàng)新結(jié)果。</p><p class="ql-block" style="text-align:center;">(未完待續(xù))</p>
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