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尿素下游精細(xì)化工產(chǎn)品包括：三聚氰酸、縮二脲、異丁叉二脲。 三聚氰酸廣泛用于合成環(huán)氧樹(shù)脂、抗氧劑、涂料、黏合劑、農(nóng)藥除草劑、金屬氰化緩釋劑、高分子材料改性劑等。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)三聚氰酸主要用固相法，收率低、質(zhì)量差。本技術(shù)開(kāi)發(fā)的先進(jìn)液相法新工藝，原料價(jià)廉易得、易于回收，工藝控制簡(jiǎn)單，投資省，成本低，產(chǎn)品收率可達(dá)90％，純度達(dá)99％。年產(chǎn)2000噸規(guī)模，設(shè)備投資：180-200萬(wàn)元。 縮二脲在工業(yè)上用作生產(chǎn)泡沫塑料和海綿橡膠的發(fā)泡劑，油漆、膠水、潤(rùn)滑油的添加劑，紡織品、紙張的阻燃劑；在農(nóng)業(yè)上用作緩效肥料，是氮肥防結(jié)塊劑，是優(yōu)良的除莠劑之一；在醫(yī)藥上，縮二脲可用于制備鎮(zhèn)靜劑、降血壓藥等；在畜牧業(yè)，主要用作反芻動(dòng)物的飼料添加劑。世界上美國(guó)、日本等均大量生產(chǎn)縮二脲，美國(guó)的生產(chǎn)能力最大，達(dá)100萬(wàn)噸/年。我國(guó)每年都從國(guó)外進(jìn)口大量縮二脲。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，國(guó)內(nèi)的需求量將大大增加。本課題組開(kāi)發(fā)的溶劑法制縮二脲技術(shù)，工藝具有較大的實(shí)用性和先進(jìn)性。優(yōu)點(diǎn)是：尿素轉(zhuǎn)化率高，反應(yīng)時(shí)間短，副產(chǎn)物少；能耗比固相法低；原料價(jià)廉易得，成本低。年產(chǎn)2500噸規(guī)模，投資僅160萬(wàn)元。 異丁叉二脲是一種優(yōu)良的反芻動(dòng)物飼料添加劑和緩釋肥料。五十年代初日本就利用其緩釋性能應(yīng)用于農(nóng)、林和園林藝術(shù)。用于反芻動(dòng)物飼料添加劑，是目前世界上公認(rèn)的最安全有效的飼料添加劑之一。年產(chǎn)10000噸規(guī)模，設(shè)備投資400萬(wàn)元。

尿素下游精細(xì)化工產(chǎn)品包括：三聚氰酸、縮二脲、異丁叉二脲。 三聚氰酸廣泛用于合成環(huán)氧樹(shù)脂、抗氧劑、涂料、黏合劑、農(nóng)藥除草劑、金屬氰化緩釋劑、高分子材料改性劑等。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)三聚氰酸主要用固相法，收率低、質(zhì)量差。本課題組開(kāi)發(fā)的先進(jìn)液相法新工藝，原料價(jià)廉易得、易于回收，工藝控制簡(jiǎn)單，投資省，成本低，產(chǎn)品收率可達(dá)90％，純度達(dá)99％。年產(chǎn)2000噸規(guī)模，設(shè)備投資：180-200萬(wàn)元。 縮二脲在工業(yè)上用作生產(chǎn)泡沫塑料和海綿橡膠的發(fā)泡劑，油漆、膠水、潤(rùn)滑油的添加劑，紡織品、紙張的阻燃劑；在農(nóng)業(yè)上用作緩效肥料，是氮肥防結(jié)塊劑，是優(yōu)良的除莠劑之一；在醫(yī)藥上，縮二脲可用于制備鎮(zhèn)靜劑、降血壓藥等；在畜牧業(yè)，主要用作反芻動(dòng)物的飼料添加劑。我國(guó)每年都從國(guó)外進(jìn)口大量縮二脲，國(guó)內(nèi)的需求量很大。本項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的溶劑法制縮二脲技術(shù)，工藝具有較大的實(shí)用性和先進(jìn)性。優(yōu)點(diǎn)是：尿素轉(zhuǎn)化率高，反應(yīng)時(shí)間短，副產(chǎn)物少；能耗比固相法低；原料價(jià)廉易得，成本低。年產(chǎn)2500噸規(guī)模，投資僅160萬(wàn)元。 異丁叉二脲是一種優(yōu)良的反芻動(dòng)物飼料添加劑和緩釋肥料。五十年代初日本就利用其緩釋性能應(yīng)用于農(nóng)、林和園林藝術(shù)。用于反芻動(dòng)物飼料添加劑，是目前世界上公認(rèn)的最安全有效的飼料添加劑之一。年產(chǎn)?萬(wàn)噸規(guī)模，設(shè)備投資400萬(wàn)元。

基于上述挑戰(zhàn)，安徽大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院畢紅教授課題組首次采用金屬鎳摻雜碳點(diǎn)（Ni-CDs）作為尿素電氧化的催化劑。

氧化鋯纖維成果轉(zhuǎn)化 本項(xiàng)目涉及從原料的合成、纖維及其制品的制備以及相關(guān)設(shè)備等系列專(zhuān)利群，具有獨(dú)立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，該發(fā)明專(zhuān)利群不僅在技術(shù)上處于國(guó)際領(lǐng)先水平，還可轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，形成具有高附加值的產(chǎn)品，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)效益。本項(xiàng)目在國(guó)內(nèi)外沒(méi)有先例可借鑒，從工藝到設(shè)備大都是自主研發(fā)設(shè)計(jì)，投入的人力、物力和時(shí)間非常大。已在山東德艾普節(jié)能材料有限公司實(shí)施轉(zhuǎn)化。 由于氧化鋯纖維具有極低的高溫導(dǎo)熱系數(shù)和耐溫性，決定了氧化鋯纖維及其制品在超高溫隔熱領(lǐng)域具有及其廣泛的應(yīng)用市場(chǎng)前景。主要應(yīng)用包括高溫電爐、退火爐、單晶爐、中高頻感應(yīng)爐以及氣氛爐等的高溫面的隔熱。1600度以上的保溫，每年具有幾千噸的市場(chǎng)需求，可產(chǎn)生上百億的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。 《氧化鋁特種陶瓷材料及相關(guān)應(yīng)用》成果轉(zhuǎn)化 該專(zhuān)利技術(shù)成果主要涉及的是氧化鋁微晶陶瓷磨料(S-G磨料)和氧化鋁基陶瓷纖維的“溶膠-凝膠”法制備及其相關(guān)應(yīng)用等，已在山東東珩膠體材料有限公司實(shí)施轉(zhuǎn)化。 氧化鋁特種陶瓷材料及相關(guān)應(yīng)用市場(chǎng)需求大，技術(shù)轉(zhuǎn)化條件成熟，具有良好的轉(zhuǎn)化前景。微晶陶瓷磨料(S-G磨料)和氧化鋁纖維在國(guó)際上已經(jīng)得到普遍的應(yīng)用和推廣，尤其是在軍事材料、航空航天材料。目前國(guó)內(nèi)還是空白，但是以美日為首的西方發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)我國(guó)進(jìn)行技術(shù)封鎖、材料禁止買(mǎi)賣(mài)，限制我國(guó)先進(jìn)制造業(yè)、航空、航天等方面的發(fā)展，陳代榮教授團(tuán)隊(duì)研究的氧化鋁特種陶瓷材料將會(huì)填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白，打破美日等國(guó)對(duì)我國(guó)的技術(shù)封鎖，實(shí)現(xiàn)氧化鋁陶瓷材料在軍事、航空、航天、人民生活用品等方面的廣泛應(yīng)用。 碳纖維復(fù)合芯架空導(dǎo)線(xiàn) 碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線(xiàn)是一種新型節(jié)能型增容導(dǎo)線(xiàn)，具有質(zhì)輕，高強(qiáng)、耐腐、抗疲勞、弧垂變化小、安全節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)倍容輸電，并具有自融冰功能，可以減少輸電回路，提高架線(xiàn)土地利用率，降低線(xiàn)路改造成本，是原有鋼芯鋁絞線(xiàn)的最佳替代品。適用于高地質(zhì)災(zāi)害、大跨越、城網(wǎng)改造升級(jí)、沿海等高腐蝕區(qū)域以及超高壓和特高壓輸電，有助于構(gòu)造安全、環(huán)保、高效節(jié)約型輸電網(wǎng)絡(luò)。 本產(chǎn)品以高性能碳纖維及山東大學(xué)自主研發(fā)的耐高溫特種樹(shù)脂為原料，具有獨(dú)特的防劈裂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以先進(jìn)的自動(dòng)化拉擠機(jī)組為硬件保障，產(chǎn)品性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，六家合作企業(yè)掛網(wǎng)業(yè)績(jī)已達(dá)3萬(wàn)公里。曾獲國(guó)家能源科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)，山東省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)。 碳纖維系列成果還有碳纖維復(fù)合材料抽油桿、單兵防護(hù)、碳纖維復(fù)合材料高壓氣瓶、碳纖維復(fù)合材料三維編織體等，成熟度基本都可以量產(chǎn)。

深度“治水”關(guān)鍵技術(shù)——高級(jí)氧化 高級(jí)氧化技術(shù)：在高溫高壓、電、聲、光輻射、氧化劑、催化劑等條件下產(chǎn)生強(qiáng)氧化性•OH自由基，高效氧化大分子難降解有機(jī)物以及飲用水微量污染物的深度處理技術(shù)。 思普潤(rùn)-HYRASAOR高級(jí)氧化系統(tǒng) 思普潤(rùn)基于O3、H2O2、UV開(kāi)發(fā)出HYRASAOR (Hydroxyl Radical Special Advanced Oxidation Reactor) 系列高級(jí)氧化系統(tǒng)，形成O3/ H2O2 /UV、O3/ H2O2 、UV/ H2O2 、UV/O3等系列高級(jí)氧化技術(shù)?？蓮V泛應(yīng)用于工業(yè)污水廠(chǎng)達(dá)標(biāo)排放、市政污水廠(chǎng)新建及提標(biāo)改造、嗅味去除、微污染物降解及地下水修復(fù)等領(lǐng)域。

        對(duì)于難降解工業(yè)廢水的處理，單獨(dú)催化臭氧氧化技術(shù)存在臭氧劑量大、氣體回收難、出水毒性高等問(wèn)題，而單獨(dú)生物降解處理難降解有機(jī)廢水周期長(zhǎng)、設(shè)備成本高。催化臭氧氧化與微生物降解近場(chǎng)耦合工藝則將按序進(jìn)行的催化氧化裝置和生物掛膜裝置兩個(gè)處理單元合并，利用催化臭氧技術(shù)提高難降解有機(jī)廢水的可生化性，同時(shí)采用生物膜技術(shù)減少后續(xù)處理成本，能夠?qū)崿F(xiàn)低成本提高COD、色度和濁度去除率的效果，同時(shí)降低出水毒性，減少環(huán)境生物風(fēng)險(xiǎn)。

納米氧化物中的氧化鋁和氧化鈦粉體被廣泛應(yīng)用于石油加工，制藥工業(yè)，復(fù)合材料制造，化肥工業(yè)，環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域，我們開(kāi)發(fā)的作為綠色化工產(chǎn)品的氧化鋁纖維在納米催化技術(shù)和復(fù)合材料制備等方面性能比納米粉體更優(yōu)異，例如國(guó)內(nèi)權(quán)威機(jī)構(gòu)應(yīng)用試驗(yàn)其在高溫條件下仍保持高的比表面和孔容，是此類(lèi)高溫高強(qiáng)催化劑載體換代產(chǎn)品，是耐熱復(fù)合增強(qiáng)材料的首選，已顯示在眾多領(lǐng)域的巨大應(yīng)用價(jià)值和前景&

氧化鐵黑是一種帶有磁性的黑色顏料，由于性能優(yōu)異，應(yīng)用廣泛，且深受商家的重視。在我國(guó)，此種產(chǎn)品研究和生產(chǎn)使用的歷史較短，隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代化辦公用品的不斷更新，使帶磁性的黑色印刷，復(fù)印材料的迫切需要，使氧化鐵黑等黑色磁性顏料的開(kāi)發(fā)研究及應(yīng)用備受重視，研究和生產(chǎn)的商家看到這一不可多得的商機(jī)，紛紛上馬。由于新產(chǎn)品的技術(shù)含量較高，致使較多的生產(chǎn)廠(chǎng)家質(zhì)量或生產(chǎn)成本存在一定的缺陷，以致該產(chǎn)品上不去，產(chǎn)品市場(chǎng)供應(yīng)較緊缺。 氧化鐵黑產(chǎn)品是黑色或黑紅色粉末，具有磁性，相對(duì)密度為5.18，熔點(diǎn)為1594℃。不溶于水及醇，但溶于濃鹽酸，耐光，耐候性良好，著色力和遮蓋力都很高，在有機(jī)溶劑中十分穩(wěn)定，耐堿性良好，但顆粒易被氧化變成紅色的氧化鐵，在200－300℃時(shí)灼燒則易形成γ－Fe2O3。

以酶類(lèi)結(jié)構(gòu)的金屬卟啉為催化劑，模仿生物氧化歷程，突破溫和條件下高效、專(zhuān)一活化氧氣的技術(shù)難 題，實(shí)現(xiàn)高附加值含氧有機(jī)化物的合成，并致力于實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)外技術(shù)空白，從本質(zhì) 上解決化工領(lǐng)域氧化過(guò)程的安全隱患。

近日，清華大學(xué)化學(xué)系王定勝教授、李亞棟院士領(lǐng)導(dǎo)的課題組在甲酸電氧化領(lǐng)域取得突破，相關(guān)工作以“負(fù)載在氮摻雜碳上的單原子Rh：一種甲酸氧化的電催化劑”（Single-atom Rh/N-doped carbon electrocatalyst for formic acid oxidation）為題在《自然·納米技術(shù)》（Nature Nanotechnology）發(fā)表。燃料電池是一種理想的能量來(lái)源，它可以以環(huán)境友好的方式將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能。氫氧燃料電池作為航空飛船的主要燃料，在上世紀(jì)80年代就已經(jīng)得到了發(fā)展，近年來(lái)氫氧燃料電池在汽車(chē)上的應(yīng)用也有了突飛猛進(jìn)的提高。然而氫氧燃料電池需要用體積大且危險(xiǎn)的高壓氫氣作為其燃料，這限制了氫氧燃料電池的發(fā)展。而直接甲酸燃料電池(DFAFCs)由于其體積小，毒性小，nafion@膜的穿透率低等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是未來(lái)便攜式電子設(shè)備最有前途的電源之一。在之前的研究中，負(fù)載型納米級(jí)鈀和鉑通常被認(rèn)為是DFAFCs的陽(yáng)極反應(yīng)甲酸電氧化（FOR）中最有效的催化劑，并得到了深入的研究。然而，由于FOR催化劑質(zhì)量活性較低和一氧化碳抗毒性較差， DFAFCs陽(yáng)極材料的發(fā)展達(dá)到了一個(gè)瓶頸，極大地阻礙了其應(yīng)用。SA-Rh/CN的合成路徑示意圖及其表征在本工作中，研究人員使用主-客體合成策略成功地合成負(fù)載原子分散Rh的氮摻雜碳催化劑(SA-Rh/CN)，發(fā)現(xiàn)盡管Rh納米顆粒對(duì)甲酸氧化活性很低，但是SA-Rh/CN卻具有極好的電催化性能。與最先進(jìn)的催化劑Pd/C和Pt/C相比，SA-Rh/CN的質(zhì)量活性分別提高了28倍和67倍。有趣的是，在CO剝離實(shí)驗(yàn)中，我們發(fā)現(xiàn)雖然納米級(jí)Rh催化劑對(duì)CO毒性十分敏感，但是SA-Rh/CN很難吸附CO并且可以在很低的電壓下氧化CO，這說(shuō)明SA-Rh/CN對(duì)CO毒化幾乎免疫。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期反應(yīng)的測(cè)試后，SA-Rh/CN中的Rh原子具有抗燒結(jié)的能力，并因此在30000s的CA測(cè)試或者20000圈ADT測(cè)試后活性幾乎沒(méi)有改變。在組裝電池的實(shí)驗(yàn)中，SA-Rh/CN的質(zhì)量比能量密度在不同溫度下分別是商業(yè)鈀碳催化劑的8.8倍（30oC），14.8倍（60oC）和14.1倍（80oC）,這也說(shuō)明了SA-Rh/CN在DFAFCs的應(yīng)用中具有很高的潛力。最后，研究者用密度泛函理論（DFT）計(jì)算了Rh單原子甲酸氧化的機(jī)理。研究者發(fā)現(xiàn)在SA-Rh/CN上，甲酸根路線(xiàn)更為有利。和Rh納米顆粒具有較低的CO吸附能壘不一樣，SA-Rh/CN上的Rh單原子吸附CO能壘較高，以及與CO的相對(duì)不利的結(jié)合，使SA-Rh/CN具有極高的CO抗毒性。這一發(fā)現(xiàn)將傳統(tǒng)的甲酸電氧化催化劑的質(zhì)量比活性提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)，并且很好地解決了傳統(tǒng)納米催化劑的CO毒化問(wèn)題。該發(fā)現(xiàn)有助于在燃料電池領(lǐng)域取得突破，并有望應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備上。本論文的通訊作者是王定勝教授、李亞棟院士，清華大學(xué)博士后熊禹是本文的第一作者。本研究受到國(guó)家自然科學(xué)基金委和科技部的經(jīng)費(fèi)資助。論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41565-020-0665-x