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公开(公告)号：CN114512196A
公开(公告)日：2022-05-17
申请号：CN202210142453.2
申请日：2022-02-16
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 一种准确快速预测杂原子掺杂无定形碳催化活性位的方法，属于表面催化技术领域，所述方法包括以下步骤：构建杂原子掺杂芳香碳团簇模型并进行几何构型优化；采用密度泛函理论计算几何构型优化后的杂原子掺杂芳香碳团簇的Mulliken电负性χ；采用波函数分析方法计算杂原子掺杂芳香碳团簇内各碳原子的亲电福井函数值f‑；计算几何构型优化后的杂原子掺杂芳香碳团簇内各碳原子的亲电福井函数值与Mulliken电负性的比值f‑/χ；计算初筛的活性位点催化基元反应路径，根据计算结果获得决速步自由能垒，筛选具有高催化活性的位点。本发明提出了准确预测其催化活性的描述符，指导无定形碳基催化剂的设计构筑，直接描述了催化反应中电子动态转移的本质过程。
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公开(公告)号：CN114380290A
公开(公告)日：2022-04-22
申请号：CN202210038657.1
申请日：2022-01-13
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: C01B32/354 , B01J20/20 , B01J20/30
Abstract: 本发明公开了一种活性焦内强路易斯碱性含氧官能团定向构筑方法，所述方法通过机械球磨减小活性焦宏观颗粒尺度，同时在微观尺度裁剪碳微晶，发展边缘缺陷结构，为高密度含氧官能团的嫁接塑造格局；进一步，通过热诱导的初级含氧官能团酯化/脱水缩合和/或催化诱导的分子内环化反应，实现活性焦碳微晶边缘强路易斯碱性含氧官能团的定向构筑。本发明提供的活性焦表面催化活性位改性方法能够在不破坏活性焦孔隙结构的基础上，实现微晶边缘具有强路易斯碱性的含氧官能团的高含量、定向构筑，以SO2低温催化氧化为模型反应，经过本发明改性后的活性焦催化氧化活性显著优于常规液相氧化剂直接改性的活性焦催化剂。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN117125712A
公开(公告)日：2023-11-28
申请号：CN202310854542.4
申请日：2023-07-12
Applicant: 西安热工研究院有限公司 , 扎赉诺尔煤业有限责任公司 , 哈尔滨工业大学
IPC: C01B32/354 , C01B32/384 , C01B32/378 , C25B1/30 , C25B11/04
Abstract: 本申请提出一种煤基活性焦、结构定向调控方法及应用，本申请以成本较低的成型煤基活性焦为原料，通过粒径细化和还原处理得到氧含量降低的还原活性焦粉末，后通过空气气氛、氩气气氛或二氧化碳气氛下球磨处理，调控还原活性焦粉末的多尺度结构，本申请的调控方法可获得无定型碳晶格尺寸减小、富含边缘缺陷、不同氧掺杂浓度以及介孔结构发达的高性能碳基电催化剂，整体工艺流程操作简易，无废气废液产生，同时具备大尺度放大生产的潜力，商业化前景广阔；此外，本申请使用的原始材料为煤衍生的成型活性焦，不同类型煤种发展的活性焦均可以作为原材料，因此材料来源较为广泛且成本极低。
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公开(公告)号：CN114367193A
公开(公告)日：2022-04-19
申请号：CN202210082173.7
申请日：2022-01-24
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 一种基于活性焦功能分区的高效低温联合脱硫脱硝系统及方法，属于工业烟气治理领域。所述系统分别根据脱硫、脱硝与活性焦理化功能需求的匹配关系，其中脱硫过程采用具有氧官能团掺杂的分级孔活性焦；吸附脱除饱和的活性焦通过再生系统进行再生获得高浓度SO2/H2SO4资源化产品，然后与部分新鲜焦混合进入脱硫反应器循环；经过脱硫和脱水后的烟气进入脱硝环节，采用具有氮掺杂的微孔活性焦为催化剂，在喷入的NH3的作用下将烟气中的NOx还原为N2和H2O，实现NOx的高效脱除。该工艺通过区分脱硫、脱硝过程与活性焦理化功能结构之间的构效关系，同时实现了联合脱硫脱硝的高脱硫率和高脱硝率，简单易行，不增加设备和系统的复杂性，不增加过多投资和运行成本。
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公开(公告)号：CN114512196B
公开(公告)日：2023-03-24
申请号：CN202210142453.2
申请日：2022-02-16
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 一种准确快速预测杂原子掺杂无定形碳催化活性位的方法，属于表面催化技术领域，所述方法包括以下步骤：构建杂原子掺杂芳香碳团簇模型并进行几何构型优化；采用密度泛函理论计算几何构型优化后的杂原子掺杂芳香碳团簇的Mulliken电负性χ；采用波函数分析方法计算杂原子掺杂芳香碳团簇内各碳原子的亲电福井函数值f‑；计算几何构型优化后的杂原子掺杂芳香碳团簇内各碳原子的亲电福井函数值与Mulliken电负性的比值f‑/χ；计算初筛的活性位点催化基元反应路径，根据计算结果获得决速步自由能垒，筛选具有高催化活性的位点。本发明提出了准确预测其催化活性的描述符，指导无定形碳基催化剂的设计构筑，直接描述了催化反应中电子动态转移的本质过程。
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公开(公告)号：CN117018828A
公开(公告)日：2023-11-10
申请号：CN202310851505.8
申请日：2023-07-12
Applicant: 西安热工研究院有限公司 , 扎赉诺尔煤业有限责任公司 , 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明公开了基于胺基化煤基不定型焦的CO2捕集和转化系统及实施方法。本发明利用胺基修饰的煤基不定型焦具有的作为吸附剂和电催化剂的属性，将嫁接有机胺的煤基不定型焦填充在固定床的阴极填充段作为碳基吸附剂，直接从低浓度烟气气氛中捕获CO2分子，解决了低浓度CO2污染气体难富集的问题。本发明的系统使用纯H2O作为氢源，在通电情况下H2O和CO2分子发生电催化反应，利用胺基修饰的煤基不定型焦将CO2直接原位吸附转化为乙烯等高附加值产物，原料成本极低，且反应条件温和，只需0～‑2V的电压驱动反应即可发生，极大程度降低了设备成本和能耗。
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公开(公告)号：CN114380290B
公开(公告)日：2022-09-23
申请号：CN202210038657.1
申请日：2022-01-13
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: C01B32/354 , B01J20/20 , B01J20/30
Abstract: 本发明公开了一种活性焦内强路易斯碱性含氧官能团定向构筑方法，所述方法通过机械球磨减小活性焦宏观颗粒尺度，同时在微观尺度裁剪碳微晶，发展边缘缺陷结构，为高密度含氧官能团的嫁接塑造格局；进一步，通过热诱导的初级含氧官能团酯化/脱水缩合和/或催化诱导的分子内环化反应，实现活性焦碳微晶边缘强路易斯碱性含氧官能团的定向构筑。本发明提供的活性焦表面催化活性位改性方法能够在不破坏活性焦孔隙结构的基础上，实现微晶边缘具有强路易斯碱性的含氧官能团的高含量、定向构筑，以SO2低温催化氧化为模型反应，经过本发明改性后的活性焦催化氧化活性显著优于常规液相氧化剂直接改性的活性焦催化剂。
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