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高選擇性負載型鈀催化劑制備及清潔高效回收技術 項目介紹：該項目催化劑制備技術應用物化方法對載體表面的改性，采用附著-沉淀工藝應用于制備負載型鈀催化劑，成功解決了活性組分鈀粒子在載體上吸附率低，鈀納米粒子團聚、粒徑大小、外形控制及負載催化劑活性金屬組分分布均勻及負載均勻性難控的難題，獲得2015年湖南省科學技術進步二等獎。

高比表面積二氧化鈦主要用于催化劑載體材料。針對脫硝催化劑用納米二氧化鈦，比表面積大，催化活性高，化學性質穩(wěn)定，使用壽命長，主要應用在處理氮氧化物，電廠、汽車尾氣等催化劑領域。同時納米二氧化鈦具有光催化活性，對治理霧霾有非常重要的作用。該技術的特點是比表面積可控、催化活性高、使用壽命長。開發(fā)了納米二氧化鈦的研制方法。采用硫酸法水解得到的偏鈦酸，通過加入控制劑、同時控制濃度、溫度、pH 等工藝參數，可以制備比表面積從 10~350m2/g，顆粒大小尺度可控的納米二氧化鈦。

隨著我國汽車工業(yè)的快速發(fā)展，汽車產量和保有量迅速增加，汽車尾氣排放給城市空氣造成的污染日益嚴重。控制汽車尾氣污染的最有效途徑是降低單車排放量，安裝汽車尾氣凈化催化劑是目前最有效的方法之一，其關鍵是高效汽車尾氣凈化催化劑的開發(fā)。根據汽車工業(yè)和燃油品質的發(fā)展趨勢，我們對汽車尾氣凈化的關鍵催化反應、凈化催化劑的組成、稀土與（非）貴金屬組分的相互作用等方面開展了廣泛的應用基礎研究，采用氧化共沉淀法、尿素水熱法、反相微乳液法等制備了高穩(wěn)定性與高儲放氧性能的稀土基儲氧材料；采用纖維素模板法和反相微乳液法等制備了大表面積和高熱穩(wěn)定性的氧化鋁基復合氧化物；為了降低凈化催化劑的成本，充分結合我國豐富的稀土資源，開展了"稀土－非貴金屬－微量貴金屬"的催化劑設計方案，使催化劑的成本明顯下降；發(fā)展了整體式催化劑的制備方法，形成了一次涂覆可制備出均質、穩(wěn)定的整體式催化劑的專有技術；解決了從實驗室研究到工業(yè)化生產的工程化問題，在多家企業(yè)實現了工業(yè)化生產，產生了顯著的經濟效益和社會效益。使用本技術生產的汽車尾氣三效催化凈化器后，汽車尾氣的排放可達到歐－Ⅳ排放標準，同時核心技術在工業(yè)源有毒有害污染物的催化凈化和天然氣催化燃燒中得到了廣泛應用，取得了很好的應用效果。

本成果針對燃料電池催化劑長時間運行過程中因碳載體腐蝕、Pt 溶解、遷移團聚長大及Pt中毒等原因而逐漸退化的技術難題，發(fā)展了多種提高 燃料電池催化劑穩(wěn)定性和活性的新方法、新技術，研制出了一系列低成本、高性 能、長壽命燃料電池催化劑。目前，該項目已經具有完全自主知識產權，所開發(fā)的燃料電池催化劑已經完全能夠滿足動力電池的性能要求，屬于國際一流國內領 軍的高科技技術。

若將氧化物變薄到乃至單層，其表面自由能受基底金屬的調制會向金屬表面自由能靠近（化學勢的混合），此時沉積在薄層氧化物上的金屬就有可能處于高分散狀態(tài)。研究人員在 Cu(110) 單晶表面生長單層 CuO 薄膜，再沉積鉑 (Pt) 金屬原子，得到 400 K 以上熱穩(wěn)定的 Pt 單原子模型催化劑。若將氧化物層厚度增加，相同沉積量的 Pt 原子則在室溫下便會團聚，形成金屬團簇。這種負載型金屬單原子模型催化體系的制備方法簡單易行，不需要通過吸附分子或者嵌入晶格來穩(wěn)定金屬單原子。

全球每年廢石油加氫催化劑的產量約 15~17 萬噸，其中富含鉬、鎢、鈷、鎳、釩等戰(zhàn)略金屬。本團隊研發(fā)了廢催化劑中油的高效脫除與回收技術，實現廢催化劑中高含量油的資源化利用。開發(fā)廢催化劑火法還原熔煉富集金屬-多金屬锍濕法提取技術，突破廢催化劑組分復雜、有價金屬難以提取的難題。基于元素的地球化學成礦原理，開發(fā)催化劑浸出液中鎢、鉬、釩的高效分離技術。通過上述技術的耦合，形成廢石油加氫催化劑資源化利用技術集成。通過本技術，廢加氫催化劑中油的脫除率大于 80%，并以有機油和可燃性氣體形式回收。催化劑中 Ni、Co、Mo、W、V 總回收率大于 90%，其中，鎳以硫酸鎳產出、鈷以硫酸鈷產出、釩以釩酸銨產出、鎢鉬以混合鹽產出。所產生的廢渣達到無害化標準，煙氣經處理后可達標排放。

簡介：本發(fā)明公開了一種固體酸催化劑，屬于化學催化劑領域。該固體酸催化劑活性組分是硫酸鋯納米粒子，該納米粒子分散性好，具有球形、橢球形或鴨梨形結構，粒子尺寸在30-900nm。本發(fā)明所制備出的硫酸鋯納米粒子可直接作為催化劑，用于催化游離脂肪酸合成生物柴油的酯化反應。上述酯化反應的最佳反應工藝是：所述游離脂肪酸和低碳醇的摩爾比為1∶40、固體酸催化劑與游離脂肪酸的質量比為0.2、反應溫度為95℃。采用本發(fā)明催化劑，用于由游離脂肪酸合成生物柴油的酯化反應，可以使脂肪酸的轉化率提高，催化劑與產物易分離；無腐蝕性，對環(huán)境無污染；催化效率高，用量少，副產物少等優(yōu)點。

我國聚醚每年產能74萬噸，年需求量70萬噸左右。它主要用于制備PU（聚氨酯）泡沫、PU粘合劑、PU彈性體、PU密封料、PU合成革、PU纖維，紡織整理劑、液壓油以及表面活性劑等領域。國內外制備聚醚多元醇多采用KOH為催化劑，以多元醇為起始劑，在KOH存在的情況下引發(fā)環(huán)氧丙烷的開環(huán)聚合而成。該工藝工序繁瑣，生產效率不高，影響產率的提高且能耗大，成本高，產

該催化劑屬專利技術，適用于在20~25℃條件下處理含酚廢水和焦化廢水。 含酚廢水是一種對人類危害十分嚴重而又普遍存在的工業(yè)廢水，酚類化合物，可使蛋白質凝固，對人類、水產生物及農作物都有極大危害。鋼鐵工業(yè)、煤氣化工業(yè)中的煉焦工藝是以煤為原料，在隔絕空氣條件下將煤加熱到960~1000℃，得到焦碳和一些化工產品，同時，在生產過程中產生大量難以生物降解的芳香族有機化合物、雜環(huán)及多環(huán)化合物，且酚含量較高，處理比較困難，這些污染物如果未經處理或處理不當隨廢水排放，將對水體產生嚴重污染。尋找高效、經濟、環(huán)境友好的處理方法一直是含酚廢水處理領域的研究熱點。 含酚廢水處理目前常用的方法有：生化法、Feton試劑氧化法、催化濕式氧化法等。華中科技大學環(huán)境科學與工程學院提到（華中科技大學學報22(2005，4)79~81）生化法對焦化廢水進行處理，處理后水的酚、氰含量基本達標，但生化處理后的廢水色度仍然很高，含有大量難降解有機物，其COD不能達到國家排放標準，在不改變主體生化法工藝的情況下，還需要對生化系統的外排水進行深度處理。Fenton試劑是Fe2+和H2O2的組合（Chem. Soc．65(1894)899~9lo），在酸性（2.5~4.0）條件下Fe2+能有效地催化H2O2產生OH—，OH— 具有極強的氧化能力，它可將有機污染物在短時間內氧化降解。由于Fe2+是溶解在溶液中的，Fe2+難與反應介質分離回收，易流失和引起二次污染。催化濕式氧化法是八十年代國際上發(fā)展起來的一種處理高濃度難生物降解有機廢水的處理技術（U S 4699720,1987）。它是在反應釜中，在催化劑作用下，于高溫高壓條件下用氧氣或空氣直接將污水中的有機物氧化成CO2、H2O等無害物，以達到凈化的目的。至今有多種過渡金屬氧化物被認為對濕式氧化有催化活性，大連化學物理研究所的杜鴻章、房廉清等人在（水處理技術23(1997，2)83-87）提到的貴金屬系列催化劑的活性高、壽命長，是催化濕式氧化法較有效的催化劑，但由于該方法所用的催化劑價格昂貴，污水處理所用的設備成本高，使其應用受到極大限制。 技術內容： 主要解決的技術問題是：提出一種價格低廉，可回收的，在20~25℃條件下處理含酚污水簡便易行的催化劑。 活性炭載氧化鐵催化劑，其組分和含量為： 氧化鐵重量百分比含量為1.0~10.0％，活性炭重量百分比含量為90.0~99.0％。 活性炭載氧化鐵催化劑處理含酚廢水的方法： 取含酚廢水或焦化廢水100mL放入250mL錐型瓶中，加入制備好的氧化鐵重量百分比含量為1.0％的活性炭載氧化鐵催化劑1.5g，調節(jié)溶液pH=5．0，于20-25℃攪拌20~30min，過濾，濾液即為處理過的含酚廢水。用氧化鐵重量百分比含量為2.0％或5.0％的活性炭載氧化鐵催化劑處理含酚廢水，具有與氧化鐵重量百分比含量為1.0％的活性炭載氧化鐵催化劑同樣的效果。 與現有技術相比所具有的優(yōu)點： 活性炭載氧化鐵催化劑制備方法簡便易行，價格低廉，可回收，在20~25℃條件下處理含酚污水簡便易行。活性炭載氧化鐵催化劑的制備是以三氯化鐵(FeCl3)和活性炭為原料，將鐵氧化物載到活性炭上，催化劑制備方法簡便、價格低廉、穩(wěn)定性好、易于回收、催化活性高。用該催化劑處理含酚廢水，可在pH=5.0的弱酸性條件下，在20~25℃的室溫條件下直接進行，不需要加熱，大大地節(jié)約了能源，活性炭載氧化鐵催化劑可直接處理污水，不需要加H2O2或通O2，易于操作，反應條件溫和，處理成本低廉，COD能達到國家排放標準(<150mg/L)，COD去除率高，可達到94％以上。

該技術利用催化燃燒和氣固換熱的原理，將通風瓦斯催化燃燒并將其熱能進行梯級利用，不僅對保障我國的能源安全以及環(huán)境保護起到不可忽視的作用，同時還能帶動我國相關產業(yè)技術的發(fā)展，具有重大的戰(zhàn)略意義。該技術可以廣泛適用于包括煤礦通風瓦斯，天然氣、沼氣、石油油層氣、高爐煤氣以及鋼鐵和石化生產中的可燃廢氣在內的超低濃度可燃氣體，具有廣泛的實用性和廣闊的市場應用前景。