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1. 高品質(zhì)納米鈦白粉的研究及結構化成型納米二氧化鈦由于具有良好的化學穩(wěn)定性、高比表面積、熱穩(wěn)定性、無毒性等特點，并易于與負載金屬間產(chǎn)生SMSI效應，在催化工業(yè)中得到了廣泛應用，諸如：火電廠尾氣脫硝處理、VOCs(揮發(fā)性有機化合物)催化燃燒處理、柴油車尾氣排放控制等。以火電廠的煙氣脫硝SCR催化劑為例，納米級鈦白粉作為催化劑載體，占催化劑粉體的80?90%，總成本的40?50%，是SCR脫硝催化劑的重要組成。但是目前全球只有日本和歐洲的少數(shù)廠家可以生產(chǎn)高品級納米鈦白粉。在我國，目前應用于催化劑工業(yè)的納米鈦白粉尚未完全國產(chǎn)化，這是煙氣SCR脫硝催化劑等環(huán)保催化劑的價格居高不下的主要原因之一。大多數(shù)國內(nèi)SCR脫硝催化劑是通過引進技術、設備和納米鈦白粉粉體等原料，其后自行壓縮制作蜂窩式、板式等催化劑，并沒有完全掌握催化劑中所有成分的制作及依據(jù)不同燃料尾氣進行配比的技術經(jīng)驗和訣竅。總體上說，SCR脫硝催化劑在國內(nèi)基本還處于“來料加工”的狀態(tài)(即使是國內(nèi)市場份額較大的東方凱特瑞、無錫龍源等企業(yè))。我們研究室通過探索鈦白粉的物化性質(zhì)、成型性及催化性能三者之間的關系，嘗試從科學角度去構建適用于SCR脫硝催化劑等環(huán)保催化劑的納米鈦白粉的制備關鍵技術。進而在此基礎上，制備高品級的納米鈦白粉，包括鎢鈦，硅鈦，釩鈦等一系列產(chǎn)品，達到國外同類產(chǎn)品技術水平。同時通過探討不同因素在蜂窩狀脫硝催化劑成型過程中的影響，制備工業(yè)級別的蜂窩狀催化劑，從而最終改變目前國內(nèi)煙道氣脫硝催化劑尚處于的“來料加工”狀態(tài)，掌握完全自主的知識產(chǎn)權。在研究中，我們采用改進的水熱合成法，在較為溫和的條件下(< 100°c的低溫、常壓下)，以偏鈦酸為原料出發(fā)，制備具有高比表面積和良好耐熱穩(wěn)定性的納米鈦白粉(圖-1)。同時在制備鈦白粉的過程中，充分考察漿料的ph值、雜質(zhì)含量、助劑(鎢、硅)等的添加、煅燒溫度等對最終產(chǎn)品的影響。另一方面，在催化劑成型中，我們對添加劑種類、加入順序、加入量和操作條件等對催化劑機械性能和活性等的影響進行了徹底的研究。在充分考慮泥團的酸堿，硬度，塑性等多種指標的前提下，采用獨自的多段攪拌技術制備了蜂窩狀催化劑(圖-2)。在納米鈦白粉粉體及成型性研究的同時，我們對其作為載體或催化劑在脫硝、脫臭及光化學催化中的應用也開展了研究，例如電廠、大型鍋爐、垃圾焚燒廠、船舶(新型輕質(zhì)波紋板催化劑)等大型設備的煙氣SCR脫硝催化劑、VOCs(揮發(fā)性有機化合物)催化燃燒催化劑等，以及小型工廠、自動車、民用等SCR脫硝、VOCs催化燃燒等。圖-3為納米氧化鈦在VOCs催化燃燒中的應用，圖-4為工業(yè)級火電廠脫硝用納米氧化鈦擠出型蜂窩狀SCR催化劑，圖-5為工業(yè)級柴油車尾氣脫硝用涂層式蜂窩狀催化劑。與商業(yè)鈦白粉的耐熱性對比(900°C 9 h in air)    不同摻雜物質(zhì)對納米氧化鈦比表面積的影響圖-1 高比表面積和良好耐熱穩(wěn)定性的新型納米鈦白粉2. 新型金屬整體式催化劑載體(PCT專利WO2005/089939A1，日本專利2011-31162) 催化劑的活性組份、結構化載體和反應器三者集成化的思想，已成為當前催化領域重要的且被逐漸接受的新思維。從宏觀尺度出發(fā)研制的具有結構化的整體式催化劑，由于糅合了催化劑設計和反應器設計，從而具有傳質(zhì)傳熱好、床層壓降低、緊湊小型、工程放大簡單等優(yōu)點，有利于提高催化反應的活性和選擇性等。在大氣環(huán)保和催化燃燒等氣固相反應中已得到廣泛應用，在多相反應中也顯示了巨大的潛力。但傳統(tǒng)的涂層式整體式催化劑，因活性組分涂層與基材物性(堇青石或金屬合金)的較大差異，使得涂層的粘附穩(wěn)定性不高，易剝離的問題尚未得到完善解決。針對傳統(tǒng)涂覆法制備的金屬基體整體式催化劑(MMC)的活性涂層易剝離的瓶頸，以及近年來發(fā)展的非涂覆式MMC的比表面積小、孔道難以調(diào)控的缺點，我們利用多孔陽極氧化鋁材料(PAA)的金屬自生長氧化鋁膜與金屬基體間具有高度粘附性的特點，在保持其有序孔骨架結構的前提下，通過“陽極氧化-擴孔-水熱反應-焙燒”的方法，對其孔道結構和化學特性進行改性修飾，制備一種具有大比表面積的新型非涂覆式MMC。在材料合成過程中，結合陽極氧化和擴孔處理對多孔膜的幾何參數(shù)的調(diào)變，解析水熱反應中擬薄水鋁石層的形成機制以及由此帶來的封孔效應，創(chuàng)新性地利用金屬自生長和原位相變技術在MMC上實現(xiàn)大范圍尺度可調(diào)的規(guī)則雙孔道結構。在此基礎之上，我們通過探索PAA催化劑的構效關系，獲得既利于分散和反應又有利于擴散傳質(zhì)的孔道特征，發(fā)展了一套面向具體反應可控合成MMC的新方法。改性PAA膜與金屬基材間緊密的一體化構造，實現(xiàn)了反應場上熱量的快速供給與轉(zhuǎn)移。高度可塑性的金屬基材使得催化劑可以具有復雜的立體結構，確保了裝置的低壓損和小型化(圖-6)。采用Al/Fe–Cr–Ni Alloy/Al覆層鋁材制備的高溫型PAA載體，實現(xiàn)了快速通電加熱，從室溫到1000°C僅需數(shù)秒，大幅提升了系統(tǒng)啟動性和響應性(圖-7)。另外，開發(fā)了金屬中間擴散層技術和微小龜裂技術用于改善PAA膜在劇烈機械或熱沖擊下的韌性和穩(wěn)定性，在40000次通電加熱1000°C – 室溫急冷的循環(huán)測試中，未發(fā)現(xiàn)PAA膜的剝落。在研究PAA載體的同時，對其在環(huán)保和新能源領域，尤其是對系統(tǒng)壓損、啟動性、熱應答性/熱耦合、輕質(zhì)化及小型化等具有嚴格要求的體系中的應用，均開展了長期的研究，例如自動車尾氣脫硝處理，VOCs/CO/NH3的催化燃燒，甲烷/甲醇/乙醇/DME/煤油的重整制氫等等。3. 貴金屬替代型高效催化燃燒(含尾氣污染的催化燃燒治理)目前在工業(yè)催化燃燒中，主要以貴金屬為活性組分，多使用顆粒狀充填反應器或堇青石蜂窩狀反應器。主要問題是：① 貴金屬催化劑性能優(yōu)異，但價格昂貴；② 設備較為龐大，能量利用率低和運轉(zhuǎn)費用過高，從而嚴重限制了向中小型企業(yè)的普及應用。貴金屬替代催化劑和高效節(jié)能的緊湊型反應器的開發(fā)成為該領域的主要發(fā)展趨勢。我們對于有機揮發(fā)性氣體VOCs、CO及NH3的催化燃燒凈化，使用多種類型的催化劑進行了研究。主要包括：傳統(tǒng)的粒狀負載催化劑、負載型改性PAA整體式催化劑、Bulk型復合金屬氧化物催化劑、改性TiO2催化劑、含碳素的非貴金屬催化劑等。目前為止，所開發(fā)的Bulk型Cu-Co系、Cu-Mn系、Fe-Mn系等催化劑，在芳香族(苯、甲苯、二甲苯)的燃燒上接近貴金屬催化劑。在CO、NH3、乙酸乙酯、己烷等的燃燒上達到或超越貴金屬催化劑(表-1)。當前，我們在整合PAA改性修飾技術和復合金屬氧化物技術的基礎之上，正在從事負載非貴金屬的PAA催化燃燒催化劑的開發(fā)，并把它用于化工供熱源及大氣污染的燃燒治理(VOC、NH3、CO、HC等)。充分利用金屬整體式催化劑在可塑性和傳熱性上的優(yōu)異性能，通過合理的催化劑成型及反應器設計，提高放/吸熱耦合性，實現(xiàn)高效節(jié)能和小型化的目的(諸如采用Multi-tube型、Wall-type型、多層同心圓等反應器設計，在平板狀催化劑的兩側(cè)分別設置燃燒反應和換熱介質(zhì))。同時，在結合金屬整體式催化劑特性的基礎之上，根據(jù)具體的用途對反應體系進行合理的工藝設計。例如對于低濃度大風量尾氣的處理，采用“濃縮–燃燒”一體化設計，并在反應啟動階段采用通電啟動催化反應(圖-8)。圖-8 大中小型VOCs催化氧化處理系統(tǒng)4. 多功能型重整制氫催化劑的研究 (日本專利2011-31162) 碳氫化合物的重整制氫主要用途為PEFC燃料電池的制氫及H2和CO化工原料的制備。但是由于重整制氫多為強吸熱反應，反應體系對吸/放熱的耦合有嚴格要求，另外PEFC制氫的啟動性和小型化等也被較多地關注。2004年起，我們啟動了多功能重整制氫催化劑的開發(fā)(甲烷、DME、甲醇、乙醇、煤油等)，為降低催化劑成本，使用低價Ni為主要活性成分(圖-9)。為解決鎳催化劑中常出現(xiàn)的鎳氧化、結焦、燒結等失活問題，在孔道控制的基礎之上，通過Nickel Aluminate中間層及痕跡量貴金屬添加等技術的開發(fā)，制備了具有較高壽命并且可以自活化?自復活的AAO鎳催化劑。在與商業(yè)催化劑（SüD–CHEMIE的RUA和FCR-4，新日本石油的RUA-2）的對比測試中，該催化劑表現(xiàn)出更加優(yōu)異的性能。使用都市煤氣13A為原料，3000h靜態(tài)壽命測試及500回DSS模式測試(Daily startup and shutdown)均取得良好結果(圖-10)。基于板式通電加熱型PAA催化劑的水蒸氣重整制氫的測試結果表明，采用階段式通電加熱，系統(tǒng)啟動時間可從傳統(tǒng)的外加熱式的1h縮短為10min，從而為實現(xiàn)PEFC的快速啟動提供了有力的技術保障。多用途是該催化劑的重要特點。除天然氣的水蒸氣重整之外，在甲醇、乙醇、燈油的水蒸氣重整，甲烷直接部分氧化重整，甲烷二氧化碳重整等體系中均取得了良好結果。迄今為止，在非貴金屬催化劑中，多功能型重整催化劑尚未見報道。目前的主要工作是：1) 催化劑的進一步改良優(yōu)化；2) 以流程集成化和強化傳熱為目的，進行Multi-tube或Wall-type型反應器的設計(重整–燃燒一體化) (圖-11)；3) 整合非平衡式“CO2吸附–重整”一體化設計，超越CO的SHIFT反應的平衡限制，例如采用CO2吸附技術，或催化膜反應器等；3) 生物質(zhì)原料(生物質(zhì)甲醇、乙醇、甲烷等)的重整制氫，及CO2的重整等研究；5. 整體式催化劑的新用途在上述研究的基礎之上，我們根植于材料化學工程國家重點實驗室和化學工程與技術國家一級重點學科，進行跨專業(yè)跨學科的合作，充分發(fā)揮整體式催化劑的特點，逐步拓展其在能源和環(huán)保等領域中的應用，例如：1) 金屬基催化劑的放電電極和催化反應效果的疊加2) 再生式環(huán)控生保系統(tǒng)二氧化碳的Sabatier反應3) 加氫、裂解、C1及C2合成4) 水污染治理上的應用5) 傳統(tǒng)化工領域的技術革新，例如，在催化精餾中實現(xiàn)流道設計用的塔填料與反應用的催化劑的一體化構造，用以實現(xiàn)裝置的小型化、降低床層壓降以及解決催化精餾常出現(xiàn)的液泛等問題。

NOx 選擇性催化還原（SCR）技術在電力和玻璃等行業(yè)得到了大規(guī)模的推廣應用，但是，傳統(tǒng)的SCR 催化劑需要在 300℃ 運行，難以應用于焦化、冶金化工、酸洗和中小工業(yè)鍋爐等行業(yè)煙氣脫硝工程。北京工業(yè)大學對低溫 SCR 催化劑和低溫 SCR 脫硝工藝進行了長達 10 年的研究，成功地開發(fā)出反應溫度為180—400℃的低溫 SCR 催化劑，并將低溫 SCR 催化劑應用于草酸、催化劑和金屬板材酸洗等行業(yè)的脫硝工程，也在焦化和玻璃行業(yè)進行了煙氣脫硝應用示范工程和工業(yè)側(cè)線實驗，從而形成了低溫 SCR 催化脫硝技術，為我國解決霧霾污染提供了技術支持。該技術主要創(chuàng)新點是利用離子修飾和摻雜技術提   高了 SCR 催化劑的低溫活性，拓展了 SCR 脫硝技術應用范圍，使低溫煙氣（低于 300℃）催化脫硝成為可能，該項技術處于國內(nèi)外領先地位。

環(huán)境友好型聚酯用鈦系催化劑系列產(chǎn)品包括PET（聚對苯二甲酸乙二醇酯）、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€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、不屬易燃易爆危險品等優(yōu)點，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)品由超細粉末國家工程研究中心自主開發(fā)，均已實現(xiàn)批量生產(chǎn)，并在大型聚酯生產(chǎn)裝置（20萬噸/年PET裝置、1萬噸/年PBS裝置等）成功得到應用。

本發(fā)明提供一種太陽光自動跟蹤光熱催化-膜分離反應系統(tǒng)，旨在提供一種高效光熱催化反應系統(tǒng)，它包括光熱催化反應區(qū)、膜分離區(qū)、太陽光自動跟蹤儀、系統(tǒng)控制區(qū)、太陽能發(fā)電區(qū)。通過曝氣混合驅(qū)動方式將TiO2催化劑與污染物充分混合，促使混合液循環(huán)流動進行光熱催化反應。本系統(tǒng)在太陽光自動跟蹤儀的帶動下能全天候跟蹤太陽光，具有很高的光能利用率和傳質(zhì)效率，太陽光自動跟蹤儀的設置大大提高了光熱催化反應去除污染物的效率，使得光能利用率達到最大化；太陽能發(fā)電區(qū)所提供的電能能夠滿足整個系統(tǒng)所需電量，使本系統(tǒng)擺脫外接電源的束縛，

為解決復雜農(nóng)藥、化工廢水濃度高、毒性大，傳統(tǒng)工藝難以有效處理這一技術難題，研究開發(fā)了多元協(xié)同催化氧化強化預處理技術，實現(xiàn)對溶解態(tài)、高濃度、難降解、多組分有機有毒廢水的高效降解，大大降低廢水的生物毒性，提高廢水可生化性，保障了后續(xù)生化系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，實現(xiàn)大幅度節(jié)水減排；同時，面向許多園區(qū)和企業(yè)污水系統(tǒng)提標升級改造的迫切技術需求，研究開發(fā)了以高效低耗臭氧催化氧化為核心的深度處理技術，解決工業(yè)廢水提標改造難題。

本發(fā)明涉及一種用于生物油催化提質(zhì)的催化劑及制備方法，包括催化劑活性成分和 催化劑載體，其特征在于，按質(zhì)量百分比計，所述催化劑活性成分及催化劑載體的組成為： NiO 為 10-32wt％；MoO3 為 5-18wt％；CoO 為 5-15wt％；余分為白云石催化劑載體。本發(fā)明 的優(yōu)點在于采用廉價易得的白云石作為催化劑載體，催化活性組分為鎳、鈷和鉬復合組分， 使生物油酸性減弱、含氧量降低。該催化劑制備簡單、強度大、催化活性強、可再生，不僅 可用于生物質(zhì)制備優(yōu)質(zhì)生物油，也可應用于生物油催化重整制氫。

C18飽和支鏈脂肪酸（異硬脂酸）是一種具有支鏈結構的長鏈飽和脂肪酸，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用。 異硬脂酸的生產(chǎn)只局限在歐洲的少數(shù)幾個規(guī)模較大的油脂化工企業(yè)，如英國 Corda、比利時 Oleon 等。在國內(nèi)，一方面尚無企業(yè)掌握異硬脂酸生產(chǎn)技術，另 一方面異硬脂酸產(chǎn)品需求逐年增長，2016 年我國進口異硬脂酸產(chǎn)品超過 10000 噸。這樣的局面造成異硬脂酸產(chǎn)品市場的供求嚴重失衡，價格居高不下。尤其在 國內(nèi)，該產(chǎn)品是典型的賣方市場，2019 年異硬脂酸國內(nèi)的市場價格達到 6.5 萬 人民幣/噸，利潤驚人！ 近年來，江南大學自主研發(fā)了異硬脂酸合成工藝，以廉價的工業(yè)油酸為原料， 經(jīng)催化異構化、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 人民幣/噸以內(nèi)，同時產(chǎn)品質(zhì)量達到 Corda 和 Oleon 的現(xiàn)有水平，發(fā)展前景廣闊。 2 技術指標： ? 擁有低成本、高活性催化劑制備的核心技術； ? 掌握催化異構化、氫化關鍵技術參數(shù)；285 ? 掌握產(chǎn)品純化分離技術； ? 催化合成異硬脂酸的收率超過 70%； ? 在小試基礎上，開展 1000 倍工藝放大實驗，效果良好。 3 項目成熟度： 1）小試成熟； 2）工藝放大：已經(jīng)成功完成 1000 倍工藝放大實驗； 3）產(chǎn)品成本：采用江南大學自主研發(fā)的合成工藝生產(chǎn)異硬脂酸，生產(chǎn)成本 低于 1.5 萬人民幣/噸。 

正丁腈是有機合成及醫(yī)藥中間體的關鍵原料。此前該產(chǎn)品的合成工藝為國內(nèi)生產(chǎn)空白，沒有成熟的合成工藝及工業(yè)催化劑。經(jīng)過多年研究，南開大學推出的正丁腈用催化劑技術, 采用氣相法連續(xù)生產(chǎn)正丁腈新型催化反應工藝與工程技術，生產(chǎn)的正丁腈純度高，可滿足產(chǎn)品出口的各項指標要求。

二嗪磷又名二嗪農(nóng)、地亞農(nóng)，是一種廣譜、高效有機磷殺蟲殺螨劑，二嗪磷毒性較低，具有高效、低毒、低殘留等特點。它對鱗翅目、同翅目等多種害蟲均有較好的防治效果，適用于防治棉、水稻、小麥、蔬菜、花卉等作物的多種害蟲及螨類，亦可拌種防治作物的地下害蟲。 作為甲胺磷替代品種, 我國限于原料供應、價格等原因之前一直未能投產(chǎn)。作為農(nóng)產(chǎn)品出口大國，異丁腈是合成農(nóng)藥二嗪磷的基礎原料, 一直依賴進口,導致二嗪磷生產(chǎn)成本過高, 成為二嗪磷工業(yè)生產(chǎn)的技術瓶頸, 制約了它的發(fā)展。南開大學推出的異丁腈用催化劑技術