一、项目进展 创意计划阶段 二、负责人及成员 姓名 学院/所学专业 入学/毕业时间 学号 马培培 化学化工学院/安全工程 2019.09/2023.06 201931045227 三、指导教师 姓名 学院/所学专业 职务/职称 研究方向 陈永东 化学化工学院 博导/教授 能源与环境纳米催化 四、项目简介 本团队针对轻型汽车在用车市场存在的三效催化剂低温活性差、尾气不达标、寿命短等问题，顺应国家绿色环保发展的大背景，自主研发出一款活性好、耐高温寿命长、低成本的汽车尾气三效催化剂及配套产品。它运用了先进的催化剂制备技术，“贵金属合金化”有效提升了催化剂低温活性，降低了成本。纳米尺度调控催化剂稳定性，使催化剂在长时间高温中表现出了极强的抗烧结能力，有效延长了催化剂寿命；采用成熟的蜂窝陶瓷多层涂覆技术，有效避免了催化剂在使用过程中的脱落。基于核心技术，本团队发表SCI论文3篇、申请专利4项，确保产品在市场上的技术领先地位。 经团队努力，三川催化剂实现了从实验室制造到尾气市场应用的产学研结合典范。目前，已与四川建安交通工程有限公司达成合作意向，同时与四川中自环保科技股份有限公司进行联合智能制造试生产，并获得西南石油大学科技园学生创业补贴1万元。团队采用TO-B运营模式，充分利用产品安全、环保的性能优势开展有效的新媒体宣传推广工作，采用外包合作的方式进行机械生产，并在后续发展中不断增加产品的研发投入。预计月销售1000台，均价800元/台为例，一年可获毛利482万余元，毛利率达42.75%。

目前，咔唑在工业上是从煤焦油中提取。国内生产咔唑的方法是以粗蒽为原料，方法是硫酸萃取，形成硫酸咔唑盐溶液，然后用氨水反冲析出咔唑，参见：燃料与化工 2013，44（6）37-40。该方法在一定程度上易产生大量工业废水。 中国发明专利申请 CN 101993411A 公开一种合成咔唑的方法，该方法是用邻氨基联苯闭环脱氢，所用原料是氨或氯苯。这种方法的优点是原料易得，但其缺点是无市场竞争力，因为：(1) 合成路线长，反应步骤多。每步反应都需要复杂的前处理和后处理，分离

揭示了沸石分子筛中硼中心的配位环境与催化丙烷脱氢性能的构效关系，率先提出双羟基硼物种作为丙烷脱氢的活性中心 一、项目分类 重大科学前沿创新 二、成果简介 开展沸石分子筛催化材料研究，阐明了惰性碳-氢键低温活化转化的机理，国际上率先提出分子围栏催化剂设计的新方法，克服了甲烷低温氧化中高甲烷转化率和高甲醇选择性不可兼得的领域难题，在70℃下突破性实现17.2%的甲烷转化率和92%的甲醇选择性；揭示了沸石分子筛中硼中心的配位环境与催化丙烷脱氢性能的构效关系，率先提出双羟基硼物种作为丙烷脱氢的活性中心，并在纯硅分子筛骨架中构筑具有此类硼中心开发出硼硅分子筛新材料，催化丙烷有氧脱氢中丙烷转化率达到41.6%，烯烃产物选择性超过80%（效率达到传统分子筛负载多聚硼材料的近十倍），为天然气和页岩气的高效利用提供了理论基础和技术支撑。 上述相关技术完成了实验室的小试研究，指标达到国际先进水平。准备进一步推进中。

一、技术背景 氮氧化物（NOx）是引起酸雨、光化学烟雾、温室效应和臭氧层空洞等一系列环境问题的主要污染物，对地球生态和人体健康产生了严重的影响。 燃煤电厂与热电厂所排放的NOx在人为固定污染源中占有很大的比例。因此，如何有效地消除电厂烟气中的NOx，已成为目前环境保护中一个令人关注的重要课题。国家对氮氧化物的控制与治理也逐渐严格起来，氮氧化物的控制技术将成为环境领域的一个新

新一代环保型柴油添加剂甲缩醛（DMM）新工艺  甲缩醛，又名二甲氧基甲烷（简称DMM）。因其毒性非常低可用于香料生产和药品合成的溶剂，又是面广量大的民用涂料的环保溶剂。DMM的另一个重要用途是合成聚甲醛。聚甲醛是一种重要的工程塑料，它机械强度高，可代替铜、铝等金属，在汽车工业方面有广泛的应用。DMM更重要的用途是作为柴油添加剂，它不仅可以代替部分柴油，减少原油进口量，还可以改善柴油的燃烧性能，减少颗粒物及氮氧化合物的排放，可以说它是下一代的新型柴油添加剂。目前，工业

成功发展了Rh(I)-SegPhos-PCy3催化体系，首次实现1,6-联烯-炔不对称环异构化反应，该反应通过新颖的5-exo-dig环化，可高效、高选择性制备一类具有氮杂5/6环系产物。值得一提的是，该反应也可适应于联烯末端含环状片段的底物，可一步制备高度挑战性的5/6/6或5/6/5环系产物，在复杂天然产物和药物合成中具有潜在的应用价值。 在此基础上，他们对该反应机理进行了系统的理论计算研究。结果表明，该反应经过一条不同寻常的环化途径，即Rh正离子作为π酸活化炔基，经5-exo-dig环化形成5/3并环Rh卡宾中间体，随后经一系列扩环、Rh辅助的C-H键活化/烯基异构化、C-C键活化、还原消除等过程完成催化循环，得到目标产物。在该过程中C-H键活化/烯基异构化过程是决速步骤，同位素标记实验也证实了这一点。该研究不仅首次实现了Rh（I）催化的不对称联烯-炔环异构化反应，展现了Rh（I）独特的催化活性和应用价值，理论计算研究也为此类反应提供了新的认识，为新的催化体系的设计提供了依据。

本发明公开了一种用于烯烃氧化的催化体系，属于有机催化领域，其为钯盐、非氧化还原活性金属盐溶于溶剂中形成的溶液，所述溶剂为有机溶剂和水形成的混合液；所述溶液中，钯盐与非氧化还原活性金属盐的摩尔比为1︰2～10，且钯盐的浓度为1毫摩尔/升～10毫摩尔/升。本发明还提供了采用如上所述的催化体系进行烯烃催化氧化的方法。本发明中催化体系能使反应体系简单、易于实现、原子利用率高、污染小，并且其反应效率高、成本低廉。

目前工业上生产丙酮酸乙酯的工艺是以乳酸乙酯为原料，经高锰酸钾氧化合成丙酮酸乙酯。该工艺虽然反应温度温和、成本低，但是该过程中高锰酸钾的使用量很大，高锰酸钾价格较贵，投加过量会引起出厂水色度升高，长期过量投加，反应产物水含二氧化锰易使滤料板结。且高锰酸钾与皮肤接触可腐蚀皮肤产生棕色染色，粉末散布于空气中有强烈刺激性，环境污染严重。现有专利技术则多采用氮氧化合物和碱催化乳酸乙酯制备丙酮酸乙酯。但这些方法催化剂会污染环境，含氯氧化剂有毒，难储存运输，对工业生产安全存在一定威胁且溶剂难于回收。 本成果采用负载型金属催化剂，分子氧为氧化剂，在低温、低压条件下即可实现乳酸乙酯到丙酮酸乙酯的高产率合成。 技术特点： 1．以氧气氧化实现乳酸乙酯到丙酮酸乙酯的有效转化； 2．乳酸乙酯来源广、价格低，是理想的原料； 3．氧气是最常见的气体，性质稳定，使用安全，易于控制，具有绿色化学优势，是氧化反应中最理想的氧源； 4．采用负载型金属催化剂，在优化反应条件下，乳酸乙酯的转化率100.0%，丙酮酸乙酯的选择性99%以上，催化剂与溶剂可重复使用。

C18饱和支链脂肪酸（异硬脂酸）是一种具有支链结构的长链饱和脂肪酸，分子式与硬脂酸相同，但是常温下呈液态。异硬脂酸及其酯在合成润滑油、液压油、燃料添加剂、高档化妆品、高分子材料、表面活性剂、纺织、涂料和医药等工农业生产的许多行业以及军事、航空等方面都有广泛的应用。异硬脂酸的生产只局限在欧洲的少数几个规模较大的油脂化工企业，如英国Corda、比利时 Oleon 等。在国内，一方面尚无企业掌握异硬脂酸生产技术，另一方面异硬脂酸产品需求逐年增长，2016 年我国进口异硬脂酸产品超过 10000吨。这样的局面造成异硬脂酸产品市场的供求严重失衡，价格居高不下。尤其在国内，该产品是典型的卖方市场，2019 年异硬脂酸国内的市场价格达到 6.5 万人民币/吨，利润惊人！ 近年来，江南大学自主研发了异硬脂酸合成工艺，以廉价的工业油酸为原料，经催化异构化、氢化合成异硬脂酸产品，可将异硬脂酸的生产成本控制在 1.5 万人民币/吨以内，同时产品质量达到 Corda 和 Oleon 的现有水平，发展前景广阔。 技术指标： 拥有低成本、高活性催化剂制备的核心技术； 掌握催化异构化、氢化关键技术参数； 掌握产品纯化分离技术； 催化合成异硬脂酸的收率超过 70%； 在小试基础上，开展 1000 倍工艺放大实验，效果良好。 项目成熟度： 1）小试成熟； 2）工艺放大：已经成功完成 1000 倍工艺放大实验； 3）产品成本：采用江南大学自主研发的合成工艺生产异硬脂酸，生产成本低于 1.5 万人民币/吨。 

成果内容：用仿细胞膜结构聚合物涂覆改性生物材料及器件可得到优异的血液相容性及组织相容性。研发的仿生涂层构建技术可简便地用于多种医疗管路、导管及器械表面改性，显著降低蛋白质吸附达90%、细菌粘附99%、凝血及补体激活均减少80%以上。相关研究连续获得6项国家自然科学基金项目资助；获授权发明专利20项；关键技术通过陕西省技术成果鉴定，发明的仿细胞膜结构聚合物涂层的构建及调控技术国际领先。 成果用途： （1）仿细胞膜人工肺（高端产品）。血液蛋白质吸附减少90%，血小板粘附减少96%，凝血及补体激活均减少80%以上。抗血栓形成时间延长10倍。 （2）对血液透析器涂覆改性后可获得具有仿细胞膜涂层的血液透析器。可以显著降低对血液蛋白质吸附、血小板粘、凝血及补体激活等不良反应，从而大大降低病人在血液透析过程中出现瘙痒、头晕、恶心、呕吐、不宁腿综合征等过敏性不适症。 （3）将仿细胞膜结构聚合物涂层构建在导尿管、人造血管等管路内、外表面，可获得高效抗菌、抗凝、润滑等性能优异的医用导管。 成果成熟度：中试产品阶段（已解决关键技术，需要合作进行产业化攻关） 转化方式：技术转让、合作开发 成果授权情况 专利号 专利名称 专利状态 ZL201110203771.7 利用RAFT聚合技术在材料表面构建仿细胞外层膜结构涂层的方法 授权 ZL201110205373.9 仿贻贝粘附蛋白和细胞膜结构共聚物及其制备方法和应用 授权 ZL200910219143.0 一种仿细胞外层膜结构修饰涂层制备的方法 授权 ZL201310469385.1 一种通过聚多巴胺涂层构建功能化表界面的方法 授权 ZL201510013872.6 含磷酰胆碱和聚乙二醇的功能聚合物及其抗污涂层的构建方法 授权 ZL201610120275.8 功能型仿细胞外层膜立体结构涂层的构建方法 授权 ZL201510014112.7 贻贝粘附和细胞膜抗污双仿生多臂PEG及其制备方法 授权 ZL201910027531.2 一种仿生聚合物及制作耐久性双仿生聚合物涂层的方法及应用 授权 202011156925.7 一种两性离子聚合物与肝素复合涂层和制备方法及其应用 受理 202010000137.2 一种交联稳定聚合物刷涂层的构建方法 受理