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采用化學催化和材料科學協同創新，研制出的環保型無釩稀土基脫硝催化劑，對脫硝催化劑體系創建、支撐體開發及失效再生等形成了完整的自主知識產權，“填補了國內外工業煙氣脫硝無毒催化劑技術的空白，技術性能達到了國際領先水平”。該技術成果已在電力、化工、玻璃及水泥等行業130多個脫硝工程成功應用。先后入選《國家鼓勵發展的重大環保技術裝備目錄（2014年版）》、《中國制造2025》標志性產品（2016年）》、《國家鼓勵的有毒有害原料（產品）替代品目錄（2016年版）》、《環保技術國際智匯平臺百強環保技術（2016

人類在發展過程中目前面臨能源危機和環境污染雙重壓力。在能源消費方面，目前世界能源消耗91%的是一次性礦物燃料能源，但礦物燃料是有限的，不可能成為人類的永久性能源。因此尋找可替代化石能源的新能源是人類可持續發展的必由之路。 據估計，全世界每年由光合作用而固定的碳達2×1011 噸，含能量達3×1018 千焦，可開發的能源約相當于全世界每年耗能量的10 倍；生成的可利用干生物質約為1700 億噸，而目前將其作為能源來利用的僅為13 億噸，約占其總產量的0.76％，生物質資源開發利用潛力巨大。據測算，我國擁有的生物質能資源為50 億噸左右，是我國目前總能耗的4 倍左右[5]。生物質資源雖然豐富，但由于保存和轉化的技術落后導致生物質資源浪費嚴重，如秸稈等農業廢棄物在田間焚燒，林業產品加工產生的木屑、鋸末等被直接丟棄，食品加工的殼、皮等被當作垃圾填埋，這不僅污染了環境，還造成了生物質資源的巨大浪費 利用生物質制備炭材料，在能源領域利用可以直接作為燃料使用，可以避免生物質原料本身能量密度低、體積龐大難于運輸等弊端，同時相對于燃煤可以減少硫排放，從而減少對環境的污染，但目前制造成本高，只有在特定的場合才使用，目前生物質炭在能源方面主要作為高端的燃料電池正極材料。另一方面生物質炭本身的多孔性致使它具有巨大的比表面積、發達的孔隙結構以及較好的化學穩定性和機械強度，在環保領域對重金屬良好的吸附性能，因此對重金屬廢水處理及土壤恢復與改良具有巨大的應用潛力[8-14]。 由于傳統工藝制造活性炭成本高，因此限制了其應用范圍。如何最大限度降低制造成本是科研工作必須努力的方向。 生物質炭的制備方法主要分為：熱分解法，微波炭化法，水熱炭化法。熱分解炭化法是目前制備生物質炭的主要方法，熱分解制備生物質炭是在隔絕空氣條件下生物質的高溫裂解成炭，一般需要炭化與活化兩個過程且二者可分步或同步進行。首先炭化過程是在300 –1000 0C下使生物質中分子鏈中C-O、C-C鍵斷裂成炭，隨著溫度的升高, 生物質炭的產量降低, 含碳量逐漸增加。活化的目的是利用氣體或化學物質改變炭化料的內部結構, 擴大孔體積, 增加活性炭的吸附性能。物理活化采用如水蒸氣、空氣、CO2進行活化；化學活化則采用化學物質如NaOH，ZnCl2，KOH, K2CO3等在600~11000C下活化，得到活性生物質炭產品。熱分解法的缺點在于反應時間長，反應耗能大，傳熱效率低和反應原料加熱不均勻等。微波炭化法則是通過被加熱體內部偶極分子的高頻往復運動，使分子間相互碰撞產生大量摩擦熱量，繼而使物料內外部同時快速均勻升溫從而達到裂解及炭化的目的。微波加熱具有操作簡單、升溫速率快、反應效率高、可選擇性均勻加熱等優點。生物質通過微波炭化處理其活性炭得率較高(一般達到40%左右)且表面積大。但微波炭化的不足在于物料的反應溫度不能精確控制，過量的微波輻射將對人體健康有損害且工業化放大過程比較困難。水熱炭化法是在一定溫度(一般200 ℃)和壓強（下將水熱反應釜內的生物質( 碳水化合物、有機分子和廢棄生物質等) 、催化劑和水進行加熱，實現對生物質炭化的過程。水熱炭化一般制得的生物質表面積小一般500m2/g以下，同時反應時間長，因此生產成本較高。 總之制備生物質炭材料具有豐富的原料來源，同時在能源及環境方面具有廣闊的應用前景，尤其在重金屬污染治理及土壤恢復及改良前景更為廣闊。但目前生物質轉化為炭流程長，分解溫度高，造成生產成本高而致使生物質的利用率低。如何更高效、成本更低廉實現生物質的炭轉化，無論對于人類能源結構優化及環境保護均有十分重要的現實意義。 本項目提出了一種酸催化裂解炭化生物質原料的方法，采用酸催化直接將生物質分解及炭化，并在低溫下(2000C左右)加速炭化及活化(6000C以下) 過程，吸收炭化及活化過程蒸發的酸及液態有機物，酸進行循環利用，實現生物質炭材料綠色制備。由此可以制備出生物質炭材料比表面在1000m2/g以上，得率達到50%以上，從而降低生物質炭的制造成本，拓寬其應用范圍。二．技術路線酸催化生產技術路線見下圖，生物質粉碎后，采用一定酸浸濕潤，干燥后進行炭化及活化，控制在4000C下炭化完全冷卻，炭化活化過程進行酸回收并返回使用，炭化完全后冷卻，加粘結劑壓塊便得到生物質炭。  圖1 酸催化制備生物質炭工藝流程三．技術開發內容及指標技術開發內容生物質原料的篩選及酸種類的篩選溫度、時間工藝參數的優化；粘結劑的選擇與添加工藝確定日處理1噸中試放大設備選擇與設計；技術指標生物質炭得率大于50%；生物質炭的碳含量高于80%；生物質炭燃燒后的灰分小于5%；生物質炭材料比表面在1000m2/g以上。四．經濟效益初步分析生物質炭售價按3000元/噸計算，原材料及處理成本約1500元/噸；按年生產1萬噸計算，年效益為=（3000-1500）x10000=1500萬元。 本項目作為生物質炭新工藝相對于傳統工藝，大幅度提高了生物質炭的轉化效率及降低了生產成本，因此經濟效益非常顯著，如果作為活性炭使用效益更加顯著。同時具有很好的推廣前景。

（專利號：ZL 201510680435.X） 簡介：本發明公開了一種負載型Au?Pd/mpg?C3N4納米催化劑催化甲酸脫氫的方法，屬于化學化工技術領域。本發明將制備好的負載型Au?Pd/mpg?C3N4納米催化劑置于反應器中，將反應器置于油浴中升至一定溫度，接著將甲酸和甲酸鈉混合液加入反應器中進行反應，生成的氫氣采用排水法收集。所述Au?Pd/mpg?C3N4納米催化劑是采用Au、Pd和去離子水按照一定摩爾比配置，將載體mpg?C3N4加入上述溶液中，向混合液中添加還原劑，經過濾、干燥后制得。與傳統的負載型催化劑不同的是：根據本發明，調節催化劑中金屬金、鈀的含量及mpg?C3N4含量就可以制得用于甲酸脫氫制氫氣的高活性、高選擇性負載型Au?Pd/mpg?C3N4納米催化劑。

煤是一種廉價的、使用量最大的、短期內無法替代的能源。隨著機械化采煤技術的普及，煤炭在開采過程中的塊煤率降低，粉煤、末煤率卻高達 40~60% 以上。粉煤與塊煤的價格相差甚遠，如不加以合理利用，會給煤炭企業帶來較大的經濟損失。西安科技大學化學與化工學院周安寧教授帶領的科研團隊針對這一現狀及粉煤熱解加工利用難題，成功開發了新型粉煤成型技術及連續式梯級熱解 - 活化耦合多聯產移動床（自有專利技術），在實現粉煤熱解加工利用的同時，多聯產蘭炭（或高附加值的活性炭）和氫氣。相關的研究成果已申請發明專利 2 項，發表論文 10 余篇。目前該成果已進入中試開發階段。

亞氨基二乙酸(IDA)是生產除草劑草甘膦的重要中間體。它也被用于生產新型兩性鉻絡合 品紅染料、漂白活化劑、順鉑類抗癌藥物等。目前生產亞氨基二乙酸主要有化學合成法和生物 合成法。利用高效、高酶活、穩定的產腈水解酶生產亞氨基二乙酸，符合綠色化學的發展方 向，有著化學方法無可比擬的優越性。本項目篩選到一株高效、高酶活、穩定的產腈水解酶的 菌株，一步水解得到所需的亞氨基二乙酸。 本項目通過篩選適合的菌株、對菌株發酵優化以及整個催化過程的優化，最后分離純化得 到亞氨基二乙酸。整個反應過程條件溫和、操作簡單、無副產物產生。

"本成果主要依托國家“863”計劃（課題名稱：固定源煙氣處理稀土催化材料的應用與開發，課題編號：2015AA03A401），由南京大學，石河子大學，新疆天富集團有限責任公司三家單位共同研發完成。南京大學董林教授為項目負責人。 董林教授團隊長期以來致力于稀土基催化劑的制備科學和表面物理化學性質研究以及有關大氣分子污染物的吸附、催化消除方面的應用技術探索。基于前期相關工作積累，成功開發出了低溫稀土鈰基催化劑配方。 經石河子大學的工業放大及新疆天富南熱電有限公司的側線運行，該配方可以滿足在100 ℃運行3000 h以上的壽命及穩定性測試，脫硝效率達55 %以上，并且通過了2000 m3/h級側線驗證（圖1）。 該項技術的試驗成功，填補了我國在超低溫（100 oC）脫硝領域的空白，為燃煤煙氣高效除塵脫硫脫硝提供了一條新的技術途徑。 同時，通過課題的實施，還達到了去除“白煙”的效果，實現了能源利用和環境保護“一體化”，滿足了國家對大氣環境保護的實際需要。 隨著燃煤電廠尾端煙氣脫硝工藝的實施，不僅解決了氮氧化物超低溫催化消除的問題，而且符合國家當前“超潔凈”排放的趨勢，有望在各大電廠及工業窯爐等推廣使用。 經石河子大學的工業放大及新疆天富南熱電有限公司的側線運行，該配方可以滿足在100 ℃運行3000 h以上的壽命及穩定性測試，脫硝效率達55 %以上，并且通過了2000 m3/h級側線驗證。該項技術的試驗成功，填補了我國在超低溫（100 oC）脫硝領域的空白，為燃煤煙氣高效除塵脫硫脫硝提供了一條新的技術途徑。 同時，通過課題的實施，還達到了去除“白煙”的效果，實現了能源利用和環境保護“一體化”，滿足了國家對大氣環境保護的實際需要。 隨著燃煤電廠尾端煙氣脫硝工藝的實施，不僅解決了氮氧化物超低溫催化消除的問題，而且符合國家當前“超潔凈”排放的趨勢，有望在各大電廠及工業窯爐等推廣使用。 經過國家“十五”和“十一五”的多年攻關，我國除塵和脫硫技術已相對成熟，但是關于氮氧化物治理方面的研究工作起步較晚，目前仍面臨諸多挑戰，特別是超低溫條件（100-150 oC）下的脫硝技術。 基于國家當前嚴峻的大氣環境污染現狀及燃煤電廠在現有煙氣處理運行模式下遇到的種種問題，我們創新性地提出了“除塵-脫硫-低溫脫硝”技術路線（圖2），即在電廠原有設備的尾端進行煙氣脫硝處理。 與傳統脫硝技術路線相比，本項目的研究成果具有以下顯著特點： 1. 采用了新型工藝路線 傳統燃煤電廠煙氣處理多采用“脫硝-除塵-脫硫”的工藝路線（圖2上）。這一路線能夠很好地利用高溫煙氣，但催化劑壽命受制于粉塵的沖刷，通常只能穩定運行2-3年。 本課題采用“除塵-脫硫-低溫脫硝”的技術路線（圖2下），即在電廠原有設備的尾端進行煙氣脫硝處理，既可以作為氮氧化物“超潔凈”排放的有效保障，也可以作為脫硝工藝的新技術路線使用。 同時，由于煙氣經過前期除塵和脫硫后，干擾組分（粉塵、SO2和堿重金屬等）極大減少，這有利于催化劑長時間穩定運行。 2. 開發低溫稀土基超低溫脫硝催化劑填補了國內外研究領域空白 目前，我們開發的超低溫脫硝催化劑經2000 m3/h級煙氣流量側線試驗后，已連續穩定運行3000 h以上，脫硝效率保持在55 %以上，遠遠低于目前已有工業應用報道的脫硝催化劑溫度（如，荷蘭殼牌公司生產的TiO2-V2O5催化劑工作溫度最低，為140 oC），進一步拓展了脫硝催化劑的最低工作溫度區間（圖3）。

"氯乙烯(VCM)主要用于合成聚氯乙烯樹脂(PVC)。目前我國氯乙烯生產主要通過乙炔法生產。然而，乙炔法一直采用劇毒的氯化汞催化劑，嚴重制約著乙炔法的可持續發展。Au催化劑被眾多研究者認為是最有可能工業化的非汞催化劑。本研究制備了一種促進型Au基催化劑，結果表明該催化劑對Au活性物種的失活、催化劑載體表面的積碳消除作用有明顯的促進效應。穩定性考評結果顯示，在工業條件下，氯乙烯選擇性為100%，預估壽命超過3000 h。相關研究結果已申請多項中國專利。 項目已完成實驗室小試和催化劑組成，載體等參數的優化和催化劑放大制備。擬應用于全國層面的氯堿行業替代劇毒氯化汞催化劑，即煤基乙炔氫氯化合成氯乙烯單體過程中的關鍵催化劑，在不改變原有乙炔氫氯化工業反應條件前體下僅替換現有氯化汞催化劑即可，具有較好的社會效益。"

我國目前工業副產氯化氫總量達380萬噸/年，隨著MDI、TDI、甲烷氯化物等涉氯產品的 大規模擴產和氯堿行業的發展，預計未來5年內副產氯化氫總量將達到500萬噸/年，大量副產 氯化氫的循環利用問題已成為制約聚氨酯、氯堿、有機氟行業、農藥、醫藥化工等眾多行業發 展的共性難題。以氯化氫為原料生產氯氣，實現氯資源循環利用，能夠有效解決副產氯化氫問 題，打破國外技術壟斷，促進新興產業的健康發展和氯堿行業的優化升級。我們開發了具有自 主知識產權的高性能的銅基催化劑，在單管試驗裝置上連續穩定運行9600小時的基礎上，建成 了國內首套千噸級中試裝置，氯化氫的轉化率超過80%，為2016年在上海化工區建成10萬噸級 生產裝置奠定了基礎，該項目已被列入上海市科技成果轉化和產業化項目，將使我國成為全球 第二個擁有氯化氫催化氧化制氯氣技術的國家。

工業排放的揮發性有機污染物（VOCs）大多具有一定的環境毒性，VOCs的污染問題一直是世界各國極為重視的環境問題，并制定了相關排放法規。我國在生產和使用化學品過程中（如石化、制鞋業、皮革業、噴漆和涂料等行業），所產生的有機廢氣排放成為大氣污染的主要來源之一，國內外實踐證明催化氧化是治理工業有機氣體污染物的最有效方法。本項目針對VOCs凈化催化劑開發過程中要解決的兩個關鍵難題（低溫催化活性和高溫穩定性；減少貴金屬用量以降低生產成本），運用納米技術開發了具有自主知識產權的凈化催化劑的關鍵材料－高性能與穩定性有機結合的稀土儲氧材料、高溫穩定的大比表面氧化鋁復合氧化物；在凈化催 化劑的組成設計方面，充分利用我國豐富的稀土資源，提出了“稀土－非貴金屬－微量貴金屬”的催化劑活性組分設計方案，降低了貴金屬用量，從而顯著降低了催化劑生產成本；運用系統工程學原理解決了均質、穩定、高凈化效率的整體式催化劑的制備工藝（真空涂覆－負壓抽提技術）和基于納米組裝技術的活性組分一次性涂覆技術，從而制備了高性能的VOCs凈化催化劑。本項目在多家化工企業得到了推廣應用，產生了明顯的經濟效益和社會效益。

眾所周知，煉油廠催化裂化裝置中煙氣輪機的安全運行和使用壽命在很大程度上取決于第三級旋風分離器排出的煙氣介質中所含催化劑濃度和顆粒度的大小。為保證煙氣輪機得以安全長期運行，有必要對煙氣輪機入口的煙氣進行在線實時監測，以及時了解煙氣中含催化劑的濃度和粒度大小以及變化，并采取相應的控制措施。 我校最新研制的全自動TSM-2顆粒濃度和粒度在線監測系統，根據先進的Mie光散射理論，針對催化煙氣的工藝特點和粒徑范圍，采用全散射原理和多波長消光測粒技術，可實時地獲得顆粒的粒徑分布和濃度數據。系統功能如下 1．能實現非接觸連續測量。 催化劑檢測范圍：粒度：0.1微米—20微米；濃度：20—1000mg/m3。 2．系統使用開放式的數據庫管理技術，采用樹狀管理結構。保證了系統的易擴展性和數據的易維護性，同時為用戶提供了方便、開放、靈活的系統設置和組態功能。 3．采用兩種數據保存方式：數據文件和數據庫的形式，大容量的存儲空間可以保留長期的監測數據。 4．查詢催化劑監測數據。 5．報警： ①可以設置濃度報警限值 ②可以設置平均粒徑報警限值 6．采樣時間間隔設置：可以任意設置（大于１分鐘），最快的采樣時間間隔為５秒鐘。 眾所周知，煉油廠催化裂化裝置中煙氣輪機的安全運行和使用壽命在很大程度上取決于第三級旋風分離器排出的煙氣介質中所含催化劑濃度和顆粒度的大小。為保證煙氣輪機得以安全長期運行，有必要對煙氣輪機入口的煙氣進行在線實時監測，以及時了解煙氣中含催化劑的濃度和粒度大小以及變化，并采取相應的控制措施。 我校最新研制的全自動TSM-2顆粒濃度和粒度在線監測系統，根據先進的Mie光散射理論，針對催化煙氣的工藝特點和粒徑范圍，采用全散射原理和多波長消光測粒技術，可實時地獲得顆粒的粒徑分布和濃度數據。