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中國科學技術大學研制出二氧化碳電還原高效催化劑
近日，中國科學技術大學高敏銳教授課題組和俞書宏院士團隊，設計了系列具有“富集”效應的納米催化劑，結合流動電解池的合理設計，成功實現了二氧化碳到目標產物的高選擇性轉化。相關工作在線發表于近期的《德國應用化學》和《美國化學會志》。二氧化碳轉化技術不僅能夠降低大氣中的二氧化碳濃度，同時還可以得到諸多高附加值的碳基燃料。在現有的各種二氧化碳轉化技術中，電催化二氧化碳還原技術具有可在常溫常壓下進行、能夠實現人為閉合碳循環等優點，成為一種具有應用前景的方法。當前，通過更高效催化劑的理性設計與可控合成，實現二氧化碳電還原技術走向工業化應用成為研究重點與難點。研究人員使用簡單的微波熱合成，通過反應參數調節，成功制備了3種具有不同尖端曲率半徑的硫化鎘納米結構。模擬表明這種半導體材料尖端曲率半徑減小會引起尖端附近的電場強度增大，從而增強鉀離子在電極附近的富集。流動電解池測試表明，這種催化劑性能大大優于其他過渡金屬硫屬化物電催化劑。除了利用納米多針尖的“近鄰效應”實現對目標離子的富集外，研究團隊進一步提出利用納米空腔的“限域效應”來富集反應中間體，實現二氧化碳到多碳燃料的高效率轉化。以上研究表明二氧化碳電還原反應中催化劑納米結構設計對催化性能的重要影響，納米尺度“富集效應”可有效增強關鍵中間體的吸附，從而推動反應高效率運行。這種新的設計理念為今后相關電催化劑的設計和高附加值碳基燃料的合成提供了新思路。相關論文信息：https://doi.org/10.1002/ange.201912348https://doi.org/10.1021/jacs.0c01699
中國科學技術大學
2021-04-11
一種球形二氧化硅基核殼結構吸附劑及其制備方法和應用
本發明公開了一種球形二氧化硅基核殼結構吸附劑及其制備方法和應用，將 MgCl2 水溶液和 SiO2微米球分別用表面活性劑進行改性，然后將改性后的 SiO2 分散液與 MgCl2 水溶液混合攪拌，同時滴加一定量的濃氨水，水浴條件下攪拌一定時間后停止，抽濾、洗滌、烘干最后于馬弗爐中煅燒即可得到球 形二氧化硅基核殼結構吸附劑。其比表面
武漢大學
2021-04-14
一種二氧化硅/納米纖維功能復合物修飾電極及其制備方法和應用
本發明公開了一種二氧化硅/納米纖維功能復合物修飾電極及其制備方法和應用。該電極由復合納米纖維PA6?GR修飾電極浸于TEOS溶液中制得；所述復合納米纖維PA6?GR修飾電極由聚酰胺6與石墨烯混合溶于間甲酚/甲酸/N，N?二甲基甲酰胺混合溶劑中形成前驅體紡絲溶液，通過靜電紡絲收集于裸電極表面制得。本發明制備得到二氧化硅/納米纖維功能復合物修飾電極穩定性
東南大學
2021-04-14
一種硫化銅與二氧化鈦納米管復合材料的制備方法
專利申請時，成果處于研發階段，技術處于國內空白。
西南交通大學
2016-06-28
一種小粒徑板鈦礦二氧化鈦納米粉體及其制備方法和用途
本發明公開了一種采用簡便的水熱法制備小粒徑板鈦礦二氧化鈦納米粉體的方法，所得產物以粒徑 約為 10 nm 的板鈦礦 TiO2 納米粒子為主體，還含有少量的長度約為 100 nm 的板鈦礦 TiO2 納米棒。該 產品不僅具有高的晶相純度和熱穩定性，而且具有比商品 TiO2 納米粒子（P25）更小的粒徑和更大的比 表面積。采用傳統方法以小粒徑板鈦礦 TiO2 納米粉體制備漿料和多孔膜光陽極，并以其構建的板鈦礦 TiO2 基 DSSCs 的最優光電轉
武漢大學
2021-04-14
可磁性分離回收的石墨烯復合二氧化鈦光催化劑及其制備方法
本發明涉及一種可磁性分離回收的石墨烯復合二氧化鈦光催化劑及其制備方法。通過兩步水熱法合成，首先將石墨烯與磁性顆粒復合制備成磁性石墨烯，再與水熱法合成的二氧化鈦納米顆粒復合，制備出三元復合光催化劑，該催化劑由石墨烯、二氧化鈦、納米磁性顆粒三部分組成，磁性納米顆粒負載于石墨烯片層上形成磁性石墨烯，具有較大的比表面積，同時具有磁性；金紅石型二氧化鈦具有三維有序納米結構，負載于磁性石墨烯片層上，形成磁性分離的石墨烯復合金紅石型二氧化鈦光催化劑，該催化劑具有大比表面積，納米顆粒具有磁性，可分離回收，具有高效催化性能。
浙江大學
2021-04-13
二氧化碳減排與資源化綠色利用的 關鍵技術開發及應用
CO2是引起地球溫室效應的罪魁禍首，極難與普通化合物發生反應，本項目是以CO 2 為原料，通過過程耦合和產品耦合等方法，開發了一系列產品清潔生產新工藝，形成了具有自主知識產權的創新成果：1）借用了環氧化合物生產二元醇過程浪費的活性和能量活化CO 2 ，發明了近臨界催化反應、熱循環節能和反應吸收耦合過程強化新技術，經碳酸丙（乙）烯酯，合成綠色化工原料碳酸二甲酯并聯產二元醇；2）在循環經濟和節能減排技術領域首先提出了原子有效利用率和社會資源有效利用率的環境友好的評價理論體系，開發了反應耦合過程特性多尺度模擬與優化及工程放大技術；3）從CO 2資源化綠色利用的角度，通過碳酸二甲酯間接實現CO 2 代替劇毒光氣，開發了原光氣為原料生產的碳酸酯系列產品等；4）發明了產品耦合、過程耦合、能量耦合與系統集成等多項過程強化關鍵技術和塔設備單元強化技術。
本項目推廣應用12家企業，與國外先進的甲醇氧化羰基化法相比節約投資75%以上，節能90%以上，投資少、成本低。本項目推廣應用后，碳酸酯系列產品從進口國變成了出口國。本項目是減排CO 2并實現資源化綠色化利用的節能、可持續發展、低碳技術。項目具有自主知識產權，掌握核心技術，已獲授權發明專利6項，被列為國家863計劃重點支持項目。
先后榮獲：省部級科技進步獎10余項，2010年中國石化行業協會技術發明一等獎，上海市技術發明一等獎。
華東理工大學
2021-04-13
富二氧化碳吸收劑溶液中空纖維膜接觸器減壓再生系統及方法
本發明公開了一種富二氧化碳吸收劑溶液中空纖維膜接觸器減壓再生系統及方法。它是將富二氧化碳吸收劑溶液經加熱器加熱,并通過增壓泵、液相流量計使增壓的富二氧化碳吸收劑溶液進入中空纖維膜接觸器的管程進行再生,再生后得到的吸收劑貧液從中空纖維膜接觸器的管程下端輸出;在真空泵的作用下,由吹掃蒸汽發生器產生的低溫吹掃蒸汽,由中空纖維膜接觸器的殼程下端進入進行協助再生,再生后的CO2在低溫蒸汽的吹掃和真空泵的抽吸作用下,經冷凝器除水后得到高濃度的CO2氣體。本發明通過在膜接觸器內降壓操作代替傳統加熱再生的方法,降低吸收劑富CO2溶液的再生能耗,可以解決化學吸收法分離燃煤煙氣中CO2的高能耗問題。
浙江大學
2021-04-11
超臨界二氧化碳大型循環流化床燃煤鍋爐及發電裝置與發電方法
本發明公開了一種超臨界二氧化碳大型循環流化床燃煤鍋爐及發電裝置與發電方法，鍋爐包括褲衩腿型單爐膛，爐膛兩側對稱布置至少兩組分離器，該分離器的上排氣口連接煙道，回料段設有外置換熱器；其中，爐膛內布置冷壁，爐膛外側設有與冷壁連通的集箱，煙道內沿煙氣流動方向設有低溫再熱器、上級省煤器、下級省煤器及空氣預熱器，外置換熱器內設有高溫加熱器以及高溫再熱器，循環工質為超臨界二氧化碳。本發明以超臨界二氧化碳為循環工質結合褲衩腿型單爐膛，得到大型化、高效、相對低排的循環流化床燃煤鍋爐，由其驅動的發電系統發電效率提高，配套的發電設備結構緊湊，體積小，材料初始經濟投入小。
東南大學
2021-04-11
利用新型介孔二氧化鈦晶體的釕原子單分散以及電化學高效析氫
一種獨特的仿生礦化刻蝕法，合成釕原子單分散的介孔單晶TiO 2 ，析氫性能極其優異。高分辨透射電子顯微鏡與元素面掃描測試結果表明，單個釕原子的均勻分散在具有介孔結構的TiO 2 晶體中。結合X射線光電子能譜與電子順磁共振測試結果，首次證實，釕表現出異常的+5高價態而非+4價，而晶格中的部分鈦原子接收來自釕的電子形成Ti 3+ 。在0.1 M KOH電解液中，Ru-TiO 2 的起始過電勢僅為82 mV，通過鋁還原調節樣品的電子結構，其析氫性能得到了進一步的加強，起始過電勢降低至45 mV，10 mA/cm 2 的電流密度下過電勢僅為150 mV。通過第一性原理的密度泛函計算證明，Ru 5+ 與Ti 3+ 協同作用降低了氫吸附能，使得其與氫吸附火山頂更為接近，從而獲得優異的電化學析氫性能。
北京大學
2021-04-11