[01508821]模拟酶催化剂的制备技术及控制氧化应用开发

1、项目所属科学技术领域：催化工程与催化剂;专项化学用品制造技术;化学合成技术;清洁能源。 2、主要内容： 发明了具有支撑的面-面结构卟啉、酞菁配合物类催化剂的制备及应用,支撑体用刚性或非刚性有机基团（授权发明专利：ZL02135326.3）、二茂铁基团（授权发明专利：ZL200710015079.5）或活性碳授权发明专利：ZL200310114579.6),卟啉（或酞菁）环与支撑体之间键连方式可以是共轭,也可以为非共轭方式。催化剂可用于有机化合物的控制氧化反应、脱硫或燃料电池等领域。 发明了平面聚合卟啉、酞菁配合物类催化剂的制备方法及应用。包括,聚合酞菁类催化剂（授权发明专利：ZL200310114576.2,可控孔径平面聚合卟啉类催化剂（授权发明专利：ZL200810160562.7）和平面聚合卟啉、酞菁类催化剂。催化剂可用于有机化合物的控制氧化反应、脱硫或燃料电池等领域。 发明了新型卟啉配合物类催化剂制备技术（授权发明专利：ZL02135327.1）,催化剂可用于有机化合物的控制氧化反应、脱硫或燃料电池等领域。发明了新型燃料电池系统（授权发明专利：ZL200510104716.7）。 本项目催化剂的应用包括两部分：其一,是用于催化对甲酚控制氧化工艺改造制备对羟基苯甲醛;其二,是用于直接甲醇燃料电池（DMFC）阴极催化剂。 研究了桥连卟啉、聚合酞菁类等催化剂的制备技术进行生产和推广应用,该类催化剂用于对甲酚控制氧化工艺改造制备对羟基苯甲醛,进行了中试开发研究。该类催化剂用于对羟基苯甲醛工艺改造替代钛硅分子筛（TS-1）及中试、推广产生,取得了很好的经济效益。 研究了该类催化剂用于燃料电池膜阴极催化剂,测试了电池性能。研制的的DMFC电池堆样机通过了权威部门的检测,工作情况良好,达到了设计要求。说明,催化剂的催化性能良好。 该成果分别在2003年11月和2008年12月通过了2项山东省科技厅鉴定,均达到国际先进水平。 3、项目特点 1） 本发明的催化剂具有原料来源广泛、制备工艺简单、成本低、可大规模生产和推广等特点。自制催化剂比铂系催化剂的成本降低20%-50%。该类催化剂为非铂系催化剂,可替代铂系催化剂。可解决贵金属价格昂贵、资源不足问题。 2) 发明的催化剂应用于对甲酚控制氧化反应制备对羟基苯甲醛的工艺改造。结果表明,该类催化剂不但催化活性高、选择性好、副产物少、与反应物易于分离、可多次重复使用,而且无污染、不腐蚀设备,是清洁化工生产工艺。 3) 本发明的催化剂催化活性高、选择性好、寿命长。与铂系催化剂比,在DMFC环境,催化剂催化活性优于美国E-Tak公司的铂/碳催化剂。催化O2还原,选择性为最佳的4e还原路径。 4) 发明的催化剂的耐久性是国内外同类催化剂（单环卟啉、酞菁类）的3-10倍。该类催化剂为燃料电池的产业化提供了物质基础。 5) 该类催化剂不但可用于控制氧化（如,烯烃环氧化、取代甲苯制备芳香醛、芳烃控制氧化制备苯酚等化工领域）,而且可用于干、湿法脱硫,有机污染物及汽车尾气无害化处理等环保领域。应用领域非常广阔,市场前景很好。