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本技術(shù)為了提升陰極氧還原反應(yīng)速率，研發(fā)了一種金屬鈷為核、氮摻雜碳納米材料為殼的陰極電催化劑，其表現(xiàn)出出色的陰極催化氧還原活性和穩(wěn)定性，為鋅空氣電池及堿性燃料電池的大規(guī)模應(yīng)用提供支撐。 一、項(xiàng)目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡(jiǎn)介 隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展及環(huán)境污染問(wèn)題日趨嚴(yán)峻，開(kāi)發(fā)新型、綠色的和高容量的清潔能源引起了人們的廣泛關(guān)注。堿性電池由于其成本低廉、高的容量和安全性，在金屬空氣電池及堿性燃料電池中受到了廣泛關(guān)注，特別是一次鋅空氣電池，目前廣泛應(yīng)用于便攜式設(shè)備中，如助聽(tīng)器等。因此，開(kāi)發(fā)高效、價(jià)格低廉和穩(wěn)定性優(yōu)異的陰極氧還原電催化劑對(duì)于提升鋅空氣電池的效率至關(guān)重要。 本技術(shù)為了提升陰極氧還原反應(yīng)速率，研發(fā)了一種金屬鈷為核、氮摻雜碳納米材料為殼的陰極電催化劑，其表現(xiàn)出出色的陰極催化氧還原活性和穩(wěn)定性，為鋅空氣電池及堿性燃料電池的大規(guī)模應(yīng)用提供支撐。

一、技術(shù)背景 氮氧化物（NOx）是引起酸雨、光化學(xué)煙霧、溫室效應(yīng)和臭氧層空洞等一系列環(huán)境問(wèn)題的主要污染物，對(duì)地球生態(tài)和人體健康產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響。 燃煤電廠與熱電廠所排放的NOx在人為固定污染源中占有很大的比例。因此，如何有效地消除電廠煙氣中的NOx，已成為目前環(huán)境保護(hù)中一個(gè)令人關(guān)注的重要課題。國(guó)家對(duì)氮氧化物的控制與治理也逐漸嚴(yán)格起來(lái)，氮氧化物的控制技術(shù)將成為環(huán)境領(lǐng)域的一個(gè)新

本發(fā)明涉及一種仿生有機(jī)胍催化劑合成醫(yī)用生物降解材料的工藝方法，特別是醫(yī)用生物降解性聚酯類聚合物合成的新工藝方法，其特點(diǎn)是使用無(wú)毒、無(wú)金屬的仿生醋酸六丁基胍和醋酸四甲基二丁基胍為催化劑進(jìn)行環(huán)酯類單體(L-丙交酯，D，L-丙交酯，乙交酯，ε-己內(nèi)酯)的開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)，從而合成高度生物體安全性醫(yī)用生物降解材料。這一新工藝方法避免了使用目前廣泛使用的具有細(xì)胞毒性的辛酸亞錫類催化劑。本工藝采用本體聚合法，聚合反應(yīng)具有受控、活性聚合反應(yīng)特點(diǎn)，不僅可合成均聚物，并且能用于合成具受控組成的嵌段共聚物。本工藝無(wú)三廢污

新一代環(huán)保型柴油添加劑甲縮醛（DMM）新工藝  甲縮醛，又名二甲氧基甲烷（簡(jiǎn)稱DMM）。因其毒性非常低可用于香料生產(chǎn)和藥品合成的溶劑，又是面廣量大的民用涂料的環(huán)保溶劑。DMM的另一個(gè)重要用途是合成聚甲醛。聚甲醛是一種重要的工程塑料，它機(jī)械強(qiáng)度高，可代替銅、鋁等金屬，在汽車工業(yè)方面有廣泛的應(yīng)用。DMM更重要的用途是作為柴油添加劑，它不僅可以代替部分柴油，減少原油進(jìn)口量，還可以改善柴油的燃燒性能，減少顆粒物及氮氧化合物的排放，可以說(shuō)它是下一代的新型柴油添加劑。目前，工業(yè)

成功發(fā)展了Rh(I)-SegPhos-PCy3催化體系，首次實(shí)現(xiàn)1,6-聯(lián)烯-炔不對(duì)稱環(huán)異構(gòu)化反應(yīng)，該反應(yīng)通過(guò)新穎的5-exo-dig環(huán)化，可高效、高選擇性制備一類具有氮雜5/6環(huán)系產(chǎn)物。值得一提的是，該反應(yīng)也可適應(yīng)于聯(lián)烯末端含環(huán)狀片段的底物，可一步制備高度挑戰(zhàn)性的5/6/6或5/6/5環(huán)系產(chǎn)物，在復(fù)雜天然產(chǎn)物和藥物合成中具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。 在此基礎(chǔ)上，他們對(duì)該反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)的理論計(jì)算研究。結(jié)果表明，該反應(yīng)經(jīng)過(guò)一條不同尋常的環(huán)化途徑，即Rh正離子作為π酸活化炔基，經(jīng)5-exo-dig環(huán)化形成5/3并環(huán)Rh卡賓中間體，隨后經(jīng)一系列擴(kuò)環(huán)、Rh輔助的C-H鍵活化/烯基異構(gòu)化、C-C鍵活化、還原消除等過(guò)程完成催化循環(huán)，得到目標(biāo)產(chǎn)物。在該過(guò)程中C-H鍵活化/烯基異構(gòu)化過(guò)程是決速步驟，同位素標(biāo)記實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了這一點(diǎn)。該研究不僅首次實(shí)現(xiàn)了Rh（I）催化的不對(duì)稱聯(lián)烯-炔環(huán)異構(gòu)化反應(yīng)，展現(xiàn)了Rh（I）獨(dú)特的催化活性和應(yīng)用價(jià)值，理論計(jì)算研究也為此類反應(yīng)提供了新的認(rèn)識(shí)，為新的催化體系的設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。

本發(fā)明公開(kāi)了一種用于烯烴氧化的催化體系，屬于有機(jī)催化領(lǐng)域，其為鈀鹽、非氧化還原活性金屬鹽溶于溶劑中形成的溶液，所述溶劑為有機(jī)溶劑和水形成的混合液；所述溶液中，鈀鹽與非氧化還原活性金屬鹽的摩爾比為1︰2～10，且鈀鹽的濃度為1毫摩爾/升～10毫摩爾/升。本發(fā)明還提供了采用如上所述的催化體系進(jìn)行烯烴催化氧化的方法。本發(fā)明中催化體系能使反應(yīng)體系簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)、原子利用率高、污染小，并且其反應(yīng)效率高、成本低廉。

環(huán)境友好型聚酯用鈦系催化劑系列產(chǎn)品包括PET（聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯）、PBS（聚丁二酸丁二醇酯）、聚酯多元醇（己二酸或?qū)Ρ蕉姿峄⒎勰┩苛嫌镁埘サ榷鄠€(gè)聚酯品種生產(chǎn)所需的催化劑。上述鈦系催化劑外觀均為淺黃色至無(wú)色透明液體，具有常溫不水解、不含重金屬元素、活性高、選擇性高、添加量少、使用成本低、不屬易燃易爆危險(xiǎn)品等優(yōu)點(diǎn)，是取代現(xiàn)有重金屬（銻系和錫系）催化劑以及鈦酸酯類催化劑的新一代環(huán)境友好型催化劑。該系列鈦系催化劑產(chǎn)品由超細(xì)粉末國(guó)家工程研究中心自主開(kāi)發(fā)，均已實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，并在大型聚酯生產(chǎn)裝置（20萬(wàn)噸/年P(guān)ET裝置、1萬(wàn)噸/年P(guān)BS裝置等）成功得到應(yīng)用。

目前工業(yè)上生產(chǎn)丙酮酸乙酯的工藝是以乳酸乙酯為原料，經(jīng)高錳酸鉀氧化合成丙酮酸乙酯。該工藝雖然反應(yīng)溫度溫和、成本低，但是該過(guò)程中高錳酸鉀的使用量很大，高錳酸鉀價(jià)格較貴，投加過(guò)量會(huì)引起出廠水色度升高，長(zhǎng)期過(guò)量投加，反應(yīng)產(chǎn)物水含二氧化錳易使濾料板結(jié)。且高錳酸鉀與皮膚接觸可腐蝕皮膚產(chǎn)生棕色染色，粉末散布于空氣中有強(qiáng)烈刺激性，環(huán)境污染嚴(yán)重。現(xiàn)有專利技術(shù)則多采用氮氧化合物和堿催化乳酸乙酯制備丙酮酸乙酯。但這些方法催化劑會(huì)污染環(huán)境，含氯氧化劑有毒，難儲(chǔ)存運(yùn)輸，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)安全存在一定威脅且溶劑難于回收。 本成果采用負(fù)載型金屬催化劑，分子氧為氧化劑，在低溫、低壓條件下即可實(shí)現(xiàn)乳酸乙酯到丙酮酸乙酯的高產(chǎn)率合成。 技術(shù)特點(diǎn)： 1．以氧氣氧化實(shí)現(xiàn)乳酸乙酯到丙酮酸乙酯的有效轉(zhuǎn)化； 2．乳酸乙酯來(lái)源廣、價(jià)格低，是理想的原料； 3．氧氣是最常見(jiàn)的氣體，性質(zhì)穩(wěn)定，使用安全，易于控制，具有綠色化學(xué)優(yōu)勢(shì)，是氧化反應(yīng)中最理想的氧源； 4．采用負(fù)載型金屬催化劑，在優(yōu)化反應(yīng)條件下，乳酸乙酯的轉(zhuǎn)化率100.0%，丙酮酸乙酯的選擇性99%以上，催化劑與溶劑可重復(fù)使用。

C18飽和支鏈脂肪酸（異硬脂酸）是一種具有支鏈結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)鏈飽和脂肪酸，分子式與硬脂酸相同，但是常溫下呈液態(tài)。異硬脂酸及其酯在合成潤(rùn)滑油、液壓油、燃料添加劑、高檔化妝品、高分子材料、表面活性劑、紡織、涂料和醫(yī)藥等工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的許多行業(yè)以及軍事、航空等方面都有廣泛的應(yīng)用。異硬脂酸的生產(chǎn)只局限在歐洲的少數(shù)幾個(gè)規(guī)模較大的油脂化工企業(yè)，如英國(guó)Corda、比利時(shí) Oleon 等。在國(guó)內(nèi)，一方面尚無(wú)企業(yè)掌握異硬脂酸生產(chǎn)技術(shù)，另一方面異硬脂酸產(chǎn)品需求逐年增長(zhǎng)，2016 年我國(guó)進(jìn)口異硬脂酸產(chǎn)品超過(guò) 10000噸。這樣的局面造成異硬脂酸產(chǎn)品市場(chǎng)的供求嚴(yán)重失衡，價(jià)格居高不下。尤其在國(guó)內(nèi)，該產(chǎn)品是典型的賣方市場(chǎng)，2019 年異硬脂酸國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)價(jià)格達(dá)到 6.5 萬(wàn)人民幣/噸，利潤(rùn)驚人！ 近年來(lái)，江南大學(xué)自主研發(fā)了異硬脂酸合成工藝，以廉價(jià)的工業(yè)油酸為原料，經(jīng)催化異構(gòu)化、氫化合成異硬脂酸產(chǎn)品，可將異硬脂酸的生產(chǎn)成本控制在 1.5 萬(wàn)人民幣/噸以內(nèi)，同時(shí)產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到 Corda 和 Oleon 的現(xiàn)有水平，發(fā)展前景廣闊。 技術(shù)指標(biāo)： 擁有低成本、高活性催化劑制備的核心技術(shù)； 掌握催化異構(gòu)化、氫化關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)； 掌握產(chǎn)品純化分離技術(shù)； 催化合成異硬脂酸的收率超過(guò) 70%； 在小試基礎(chǔ)上，開(kāi)展 1000 倍工藝放大實(shí)驗(yàn)，效果良好。 項(xiàng)目成熟度： 1）小試成熟； 2）工藝放大：已經(jīng)成功完成 1000 倍工藝放大實(shí)驗(yàn)； 3）產(chǎn)品成本：采用江南大學(xué)自主研發(fā)的合成工藝生產(chǎn)異硬脂酸，生產(chǎn)成本低于 1.5 萬(wàn)人民幣/噸。