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化工前沿技術(shù)進(jìn)展演講人:日期:目錄CONTENTS02智能材料合成綠色化學(xué)工藝01生物催化技術(shù)03過程強(qiáng)化技術(shù)05能源轉(zhuǎn)化與存儲(chǔ)廢棄物資源化0406PART綠色化學(xué)工藝01原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)開發(fā)6px6px6px通過改進(jìn)催化劑的性能,提高反應(yīng)的選擇性和產(chǎn)率,減少副產(chǎn)物的生成。催化劑的優(yōu)化降低反應(yīng)溫度和壓力,減少能源消耗和排放。反應(yīng)條件的優(yōu)化優(yōu)先選擇無(wú)毒、可再生和可降解的原料,降低對(duì)環(huán)境的污染。原料的選擇010302設(shè)計(jì)高效的反應(yīng)路線,最大限度地利用原料和能源。反應(yīng)路線的優(yōu)化04生物基原料替代技術(shù)淀粉基材料開發(fā)以淀粉為主要原料的生物基材料,減少對(duì)石油等化石資源的依賴。01生物質(zhì)轉(zhuǎn)化技術(shù)將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為化學(xué)品和燃料,如通過發(fā)酵過程生產(chǎn)乙醇和乳酸等。02生物基聚合物開發(fā)可降解的生物基聚合物,用于包裝、醫(yī)療和其他領(lǐng)域。03微生物發(fā)酵技術(shù)利用微生物發(fā)酵生產(chǎn)化學(xué)品和材料,減少化學(xué)合成過程中的污染。04低能耗分離純化方案膜分離技術(shù)吸附分離技術(shù)結(jié)晶分離技術(shù)萃取分離技術(shù)利用膜的選擇性滲透性,實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的分離和提純,減少能源消耗。利用吸附劑對(duì)目標(biāo)物質(zhì)的選擇性吸附,實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的分離和富集。通過結(jié)晶過程實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的分離和提純,提高產(chǎn)品的純度和質(zhì)量。利用溶劑對(duì)目標(biāo)物質(zhì)的選擇性溶解,實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的分離和提純。PART智能材料合成02原理利用高分子鏈的交聯(lián)和可逆化學(xué)鍵,在材料受損時(shí)自動(dòng)修復(fù)裂紋和損傷。應(yīng)用領(lǐng)域涂料、塑料、橡膠、纖維等,提高材料的使用壽命和安全性。優(yōu)點(diǎn)自修復(fù)能力強(qiáng)、成本低、環(huán)境友好。研究重點(diǎn)探索新型可逆化學(xué)鍵、提高修復(fù)效率、拓展應(yīng)用領(lǐng)域。自修復(fù)高分子材料響應(yīng)性納米復(fù)合材料原理優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域研究重點(diǎn)將納米級(jí)的功能性顆粒與基體材料復(fù)合,賦予材料對(duì)溫度、濕度、光照等外界刺激的響應(yīng)性。智能傳感器、藥物控釋、智能紡織品等,實(shí)現(xiàn)材料的功能化、智能化。響應(yīng)速度快、靈敏度高、可調(diào)節(jié)性強(qiáng)。提高納米顆粒的分散性和穩(wěn)定性、探索新型響應(yīng)性材料、優(yōu)化復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。通過涂層技術(shù),在材料表面制備具有多種功能的涂層,實(shí)現(xiàn)防腐、防污、耐磨、抗老化等多種功能。汽車、航空航天、建筑、電子等,提高產(chǎn)品的耐久性和附加值。功能多樣、適應(yīng)性強(qiáng)、易于制備。開發(fā)新型涂層材料、優(yōu)化涂層結(jié)構(gòu)、提高涂層與基材的結(jié)合力。多功能涂層設(shè)計(jì)原理應(yīng)用領(lǐng)域優(yōu)點(diǎn)研究重點(diǎn)PART生物催化技術(shù)03酶工程定向改造蛋白質(zhì)工程通過基因工程技術(shù)對(duì)酶蛋白進(jìn)行改造,以提高其催化活性、穩(wěn)定性和選擇性。01定向進(jìn)化技術(shù)通過模擬自然進(jìn)化過程,在實(shí)驗(yàn)室中快速篩選出具有優(yōu)良催化性能的酶變體。02理性設(shè)計(jì)基于酶的結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系,通過計(jì)算機(jī)模擬和預(yù)測(cè),設(shè)計(jì)并優(yōu)化酶的催化性能。03微生物合成路徑優(yōu)化通過基因工程技術(shù)改造微生物代謝途徑,提高目標(biāo)產(chǎn)物的產(chǎn)量和純度。代謝工程發(fā)酵過程優(yōu)化微生物基因組編輯對(duì)微生物的發(fā)酵過程進(jìn)行優(yōu)化,包括培養(yǎng)基配方、培養(yǎng)條件、溶氧控制等,以提高目標(biāo)產(chǎn)物的產(chǎn)量。利用基因編輯技術(shù),如CRISPR-Cas9,對(duì)微生物基因組進(jìn)行精確編輯,實(shí)現(xiàn)高效合成目標(biāo)產(chǎn)物。細(xì)胞工廠規(guī)?;瘧?yīng)用細(xì)胞工廠模塊化設(shè)計(jì)將細(xì)胞工廠的不同功能模塊進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì),便于靈活組合和調(diào)整,以適應(yīng)不同產(chǎn)品的生產(chǎn)需求。03將細(xì)胞固定在載體上,實(shí)現(xiàn)連續(xù)發(fā)酵和產(chǎn)物分離,提高生產(chǎn)效率。02固定化細(xì)胞技術(shù)高密度培養(yǎng)技術(shù)通過優(yōu)化培養(yǎng)條件,提高細(xì)胞密度和單位體積產(chǎn)量,降低生產(chǎn)成本。01PART能源轉(zhuǎn)化與存儲(chǔ)04高效電解水制氫系統(tǒng)質(zhì)子交換膜技術(shù)質(zhì)子交換膜是電解水制氫系統(tǒng)的核心部件,其性能直接影響制氫效率和使用壽命。催化劑技術(shù)電解槽設(shè)計(jì)催化劑能夠降低電解水反應(yīng)的活化能,提高反應(yīng)速率,是電解水制氫系統(tǒng)的重要組成部分。電解槽是電解水制氫系統(tǒng)的關(guān)鍵部件,其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)電解效率、能耗和氫氣純度都有重要影響。123CO?電催化轉(zhuǎn)化需要高效穩(wěn)定的電催化劑,以降低反應(yīng)過電位和提高CO?轉(zhuǎn)化率。CO?電催化轉(zhuǎn)化裝置電催化劑電解質(zhì)在CO?電催化轉(zhuǎn)化過程中起著傳遞離子和傳導(dǎo)電流的作用,其選擇對(duì)反應(yīng)效率和穩(wěn)定性至關(guān)重要。電解質(zhì)選擇反應(yīng)器需具備良好的傳質(zhì)、傳熱和導(dǎo)電性能,同時(shí)保證CO?氣體的有效捕集和轉(zhuǎn)化。反應(yīng)器設(shè)計(jì)固態(tài)電池電解質(zhì)突破固態(tài)電解質(zhì)材料具有高離子電導(dǎo)率、低電子電導(dǎo)率和良好的機(jī)械性能,是固態(tài)電池的關(guān)鍵材料。固態(tài)電解質(zhì)材料界面相容性制備工藝固態(tài)電解質(zhì)與電極材料之間的界面相容性直接影響電池的性能和穩(wěn)定性,需通過材料設(shè)計(jì)和優(yōu)化來(lái)提高界面相容性。固態(tài)電池的制備工藝對(duì)電池的性能和成本具有重要影響,需開發(fā)高效、低成本、可規(guī)?;闹苽涔に?。PART過程強(qiáng)化技術(shù)05微界面反應(yīng)器創(chuàng)新微界面反應(yīng)器結(jié)構(gòu)反應(yīng)器形式多樣精確控制反應(yīng)條件廣泛適用性采用微米級(jí)或納米級(jí)界面,大幅提高反應(yīng)速率和效率。微界面反應(yīng)器可精確控制反應(yīng)溫度、壓力、反應(yīng)物配比等條件,實(shí)現(xiàn)高效催化。可根據(jù)反應(yīng)特性和需求,設(shè)計(jì)不同結(jié)構(gòu)的微界面反應(yīng)器,如微通道反應(yīng)器、微混合器等。微界面反應(yīng)器適用于氣液、液液、氣固等多相反應(yīng),具有廣泛的工業(yè)應(yīng)用前景。連續(xù)流工藝集成高效混合與分離連續(xù)流工藝通過優(yōu)化混合與分離過程,提高產(chǎn)品質(zhì)量和收率。01精確控制反應(yīng)路徑通過連續(xù)流工藝,可精確控制反應(yīng)路徑,減少副產(chǎn)物生成。02自動(dòng)化程度高連續(xù)流工藝易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和智能化控制,提高生產(chǎn)效率。03節(jié)能環(huán)保連續(xù)流工藝可顯著降低能耗和廢物排放,符合綠色化工發(fā)展趨勢(shì)。04超臨界流體技術(shù)應(yīng)用高效萃取與分離超臨界流體具有優(yōu)異的溶解性能,可實(shí)現(xiàn)高效萃取與分離過程。02040301結(jié)晶與沉淀控制超臨界流體技術(shù)可用于控制結(jié)晶和沉淀過程,獲得高純度的產(chǎn)品。粒度可控的微粒制備通過調(diào)節(jié)超臨界流體的壓力、溫度等參數(shù),可制備粒度可控的微粒產(chǎn)品。環(huán)境友好超臨界流體技術(shù)使用環(huán)保的溶劑和工藝,對(duì)環(huán)境無(wú)污染。PART廢棄物資源化06塑料化學(xué)回收新路徑利用催化劑對(duì)塑料進(jìn)行裂解,獲得高價(jià)值的燃料和化學(xué)品。催化裂解技術(shù)通過氧化反應(yīng)將塑料分解成可再利用的小分子物質(zhì)。高效氧化降解技術(shù)利用生物酶對(duì)塑料進(jìn)行降解,實(shí)現(xiàn)塑料的生物循環(huán)利用。生物酶解技術(shù)將塑料裂解產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為高價(jià)值的材料或化學(xué)品,如用于制造高性能塑料、溶劑等。塑料裂解產(chǎn)物的高值化利用工業(yè)廢氣深度凈化高效除塵技術(shù)吸附分離技術(shù)催化氧化技術(shù)廢氣中有用物質(zhì)的回收利用通過靜電除塵、袋式除塵等技術(shù),有效去除廢氣中的顆粒物。利用催化劑將廢氣中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)或低毒物質(zhì)。采用吸附劑對(duì)廢氣中的有害物質(zhì)進(jìn)行吸附分離,達(dá)到凈化目的。將廢氣中的有用物質(zhì)進(jìn)行回收利用,如將有機(jī)廢氣轉(zhuǎn)化為燃料或化學(xué)品。危廢無(wú)害化處理體系焚燒處理技術(shù)
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