该项目获得2010年国家科技进步二等奖。项目面向光降解、酯化缩聚反应、推进剂等三类反应,由南京理工大学、南通星辰合成材料有限公司等五个单位合作完成。
主要研究内容为:根据软化学原理,通过大量的实验研究和数据分析,创造性地设计出在较温和条件下制备超细氧化物催化剂的新工艺,具有能耗低、原材料利用率高等特点。如在100℃以下制备出粒径小(~4nm)、比表面积大(~320m2/g)的tio2,比传统方法低200℃左右;利用单元醇法、多元醇法,通过调节反应参数实现了对超细cuo(~5 nm, 134 m2/g)、cu2o(~4 nm)催化剂的形貌控制;采用自蔓延技术成功制备出系列钙钛矿型超细复合氧化物,催化剂的晶化温度比传统方法降低了200-300℃;采用改进的溶胶-凝胶技术合成出烧绿石结构的超细氧化物(~24 nm),反应温度较传统方法低200℃左右,比表面积(~24 m2/g)远大于传统方法的产物(2-5 m2/g)。成功将催化剂的设计和应用技术有机结合,实现集成创新并获得工程应用。采用复合技术,制成cuo-tio2以及tio2-烧绿石等催化体系,光降解印染废水效果明显,运行成本低,使印染废水处理流程大大缩短,相关印染企业采用该技术,废水处理后可循环使用。将改性的tio2超细催化剂成功用于酯化聚合反应,在瓶级pet聚酯切片的生产中替代有毒的锑盐催化剂,取得了良好的效果,具有安全无毒、活性高、用量少、产品质量优等特点;在pbt聚酯的生产中,催化性能优于原非耐水性催化剂,产品质量明显提高,附加值得到提升。将超细球状cuo、tio2催化剂用于纺织助剂的生产,降低了消耗,产品质量明显提高。采用表面改性技术,有效改善了钙钛矿型等超细复合氧化物与反应组分的相容性,工艺性能良好,对高氯酸铵(ap)热分解的催化活性和选择性都有明显提高,使某型推进剂的压强指数明显下降,同时燃速也有一定的提高,具有双效催化的效果。
tio2、cuo、烧绿石型复合氧化物等超细催化剂的生产和应用技术已在二十多家大中型企业实现了工业化。它的实施使企业降低了能耗、减少了污染、提高了劳动生产率,创造了良好的经济、社会和环境效益。近三年新增利税(直接)3.38亿元,创收外汇2997万美元,co2减排18800余吨,节电1644万度,节水492万吨,节支4152万元,业绩快速稳步增长。