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[发明专利]电催化生物质多羟基化合物制备甲酸和氢气的方法-CN202010498832.6有效
发明人： 段昊泓;栗振华;周华;李晓帆;孔祥贵 -专利权人：清华大学;北京化工大学
申请日： 2020-06-04 - 公布日： 2023-08-11 - 主分类号： C25B3/07 文献下载
摘要：本发明涉及一种电催化生物质多羟基化合物制备甲酸和氢气的方法，具体步骤包括：步骤1，将阳极催化剂、阴极催化剂与溶解有多羟基化合物的电解液组装成电解池；步骤2，在0.5V至50V的电压条件下进行电催化，所述多羟基化合物在阳极发生碳‑碳键氧化裂解生成甲酸，水在阴极还原生成氢气，其中，所述阳极催化剂包括：钴的化合物和钴与其它过渡金属的化合物。
电催化生物羟基化合物制备甲酸氢气方法

[发明专利]电催化制备环己酮肟的方法-CN202210551806.4有效
发明人：栗振华;李玲秀;周华;孔祥贵;邵明飞;段昊泓;段雪 -专利权人：北京化工大学;清华大学
申请日： 2022-05-20 - 公布日： 2023-07-28 - 主分类号： C25B3/09 文献下载
摘要：本发明公开了一种电催化制备环己酮肟的方法，包括(Ⅰ)组装电解池和(Ⅱ)电催化反应步骤。本发明以廉价的硝酸根、亚硝酸根等作为氮源，通过绿色温和的电催化方法与环己酮反应制备环己酮肟，避免了羟胺等昂贵且不稳定反应原料的使用，可大幅度降低原料使用成本；与传统环己酮肟合成方法相比，本发明电催化方法反应条件温和、制备工艺简便，为环己酮肟的绿色廉价制备提供了新的思路和方法。
电催化制备环己酮方法

[发明专利]光电催化环己烷制备环己酮的方法-CN202210563345.2有效
发明人：栗振华;罗兰;孔祥贵;邵明飞;段昊泓;段雪 -专利权人：北京化工大学;清华大学
申请日： 2022-05-20 - 公布日： 2023-07-28 - 主分类号： C25B3/07 文献下载
摘要：本发明公开了一种光电催化环己烷制备环己酮的方法，包括((Ⅰ)组装光电解池和(Ⅱ)光电催化反应等步骤。本发明以廉价的卤盐作为卤源，通过绿色温和的光电催化方法与环己烷反应制备环己酮，避免了苯酚、环己醇、环己烯等昂贵反应原料的使用，可大幅度降低原料使用成本，与传统环己烷氧化合成环己酮方法相比，本发明中所使用的光电催化方法反应条件温和、制备工艺简便且对环己酮选择性高，为环己酮的绿色制备提供了新的思路和方法。
光电催化环己烷制备环己酮方法

[发明专利]电催化多元醇制备甲酸耦合产氢的方法-CN202310128848.1在审
发明人： 段昊泓;王烨 -专利权人：清华大学;物质绿色创造与制造海河实验室
申请日： 2023-02-16 - 公布日： 2023-07-07 - 主分类号： C25B3/23 文献下载
摘要：本发明公开了一种电催化多元醇制备甲酸耦合产氢的方法。该方法以负载阳极催化剂非贵金属氧化物或氢氧化物的导电基底作为阳极、以阴极催化剂作为阴极、与电解液组装成电解池，在电解液中加入多元醇，在恒电压条件下，多元醇在阳极被氧化生成甲酸，水在阴极还原生成氢气。本发明构筑非贵金属氧化物或氢氧化物作为阳极催化剂，以水中氢原子/氧原子作为氧化还原反应中[H]/[O]来源，促进非贵金属氧化物或氢氧化物表面羟基生成或重构形成氢氧化物/羟基氧化物实现多元醇中羟基/醛基的选择性氧化以及碳–碳键断裂，提高电流密度，使其达到工业生产需求，同时水在阴极被还原为氢气，进一步提高其工业应用潜力。
电催化多元制备甲酸耦合方法

[发明专利]一种光电催化废旧PE塑料联产氢气、乙烯和己二酸的方法-CN202310125370.7在审
发明人： 段昊泓;施秋锦 -专利权人：清华大学;物质绿色创造与制造海河实验室
申请日： 2023-02-16 - 公布日： 2023-07-04 - 主分类号： C25B1/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种光电催化废旧PE塑料联产氢气、乙烯和己二酸的方法，包括以下步骤：(1)将废旧PE塑料溶解在酸性水溶液中，得到包含丁二酸的水性电解液；(2)将光阳极、阴极和步骤(1)得到的包含丁二酸的水性电解液组装成光电反应池；(3)向步骤(2)组装成的光电反应池施加光照和偏压来进行光电催化反应，所述水性电解液中的水在阴极发生还原反应生成氢气，丁二酸在光阳极发生氧化反应生成乙烯和己二酸。本发明利用PE塑料与光电解水的耦合提高光电催化过程的产氢速率和能量转化效率，有效降低光电解水制氢成本。PE转化为易于分离的气态乙烯，可再用于高价值产物环氧乙烷及原始PE的生产，同时己二酸也是一种重要的化工原料。
一种光电催化废旧 pe 塑料联产氢气乙烯己二酸方法

[发明专利]电催化氧化环醇/环酮制备二元羧酸耦合产氢的方法-CN202010499294.2有效
发明人： 段昊泓;栗振华;周华;李晓帆;孔祥贵 -专利权人：清华大学;北京化工大学
申请日： 2020-06-04 - 公布日： 2023-06-30 - 主分类号： C25B3/23 文献下载
摘要：本发明涉及一种电催化氧化环醇/环酮制备二元羧酸耦合产氢的方法，具体步骤包括：使用过渡金属磷化物纳米电催化剂分别作为阴极催化剂和阳极催化剂，并且将环醇/环酮加入到电解质水溶液中，组装成电解池；在0.3V至10V的电压下，恒电压反应1小时至20小时。与传统硝酸氧化环醇/环酮制备二元羧酸工艺相比，本发明使用通过简单方法制备的过渡金属磷化物纳米电催化剂作为阳极和阴极，在室温和常压下施加恒定电压直接合成二元羧酸，不仅不产生N2O等有毒有害气体，还实现联产氢气，同时本发明还拓宽了过渡金属磷化物类电极材料在电催化有机合成领域的应用范围。
电催化氧化制备二元羧酸耦合方法

[发明专利]一种可充放电的生物质电池-CN202310127753.8在审
发明人： 段昊泓;李敬 -专利权人：清华大学;物质绿色创造与制造海河实验室
申请日： 2023-02-16 - 公布日： 2023-06-27 - 主分类号： H01M8/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种可充放电的生物质电池。该电池是由负极集流体、负极催化剂、隔膜、正极、正极集流体依次组装而成，负极电解液和正极电解液由液泵分别导入负极室和正极室，并导入负极储罐和正极储罐进行循环。该系统特征在于将Ni2+/Ni3+氧化还原储能机制与生物质醛的电催化氧化还原反应耦合在一个器件中。充电时，负极发生醛的电催化还原反应生成醇，同时正极Ni2+氧化至Ni3+；放电时，负极发生醛的电催化氧化反应生成酸，正极Ni3+可逆还原至Ni2+。与传统的电合成系统相比，该系统有效集成了电化学储能特征，可用于可再生电能的存储与释放，并同时实现廉价生物质的高值转化，提高电子经济性，降低生产能耗和成本。
一种放电生物电池

[发明专利]通过电催化由废旧PET塑料联产氢气、甲酸和对苯二甲酸的方法-CN202010499309.5有效
发明人： 段昊泓;周华;栗振华;任悦;孔祥贵 -专利权人：清华大学;北京化工大学
申请日： 2020-06-04 - 公布日： 2023-05-02 - 主分类号： C25B1/04 文献下载
摘要：本发明涉及一种通过电催化由废旧PET塑料联产氢气、甲酸和对苯二甲酸的方法，包括以下步骤：(1)将废旧PET塑料溶解在碱性水溶液中，得到包含乙二醇和对苯二甲酸盐的水性电解液；(2)将阳极、阴极和在步骤(1)中得到的包含乙二醇和对苯二甲酸盐的水性电解液组装成电解池；和(3)向在步骤(2)中组装的所述电解池施加电压来进行电解，所述水性电解液中的水在阴极发生还原反应生成氢气，乙二醇在阳极发生氧化反应生成甲酸。本发明利用PET塑料与电解水的耦合提高电解过程的产氢速率和能量转化效率，有效降低电解水制氢成本。PET转化为对苯二甲酸盐和甲酸盐，分离得到高纯度对苯二甲酸，可用于PET生产，同时甲酸也是一种重要的化工原料。
通过电催化废旧 pet 塑料联产氢气甲酸对苯二甲酸方法

[发明专利]金属掺杂铋层状氧化物的制备方法及其在电催化还原CO2-CN202010511805.8有效
发明人： 段昊泓;栗振华;周华;郭新月;孔祥贵 -专利权人：清华大学;北京化工大学
申请日： 2020-06-08 - 公布日： 2023-05-02 - 主分类号： B01J23/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种金属掺杂铋层状氧化物的制备方法。该方法包括：将导电基底在铋前驱体溶液中浸泡并干燥，得到修饰有氧化铋种子层的导电基底；将修饰有氧化铋种子层的导电基底浸泡在含杂原子的铋前驱体溶液中，通过水热法在导电基底上合成具有纳米片阵列结构的金属掺杂铋层状氧化物。本发明还公开了该金属掺杂铋层状氧化物在电催化还原CO2中的应用。本发明制备的金属掺杂铋层状氧化物结构和性能更加稳定，具有蜂窝状纳米片阵列结构，能够提供大的电化学活性面积，作为阴极催化剂用于电催化还原CO2的反应中，可促进CO2在电极表面的富集还原，提高电流密度。
金属掺杂层状氧化物制备方法及其电催化还原 co base sub

[发明专利]制备对氨基苯甲酸的方法及系统-CN202010511804.3有效
发明人： 段昊泓;栗振华;周华;闫一凡;孔祥贵 -专利权人：清华大学;北京化工大学
申请日： 2020-06-08 - 公布日： 2023-04-14 - 主分类号： C25B3/23 文献下载
摘要：本发明公开了一种制备对氨基苯甲酸的方法及系统。其中，方法包括：采用反应物和水相电解液配制混合电解质溶液，搭建制备对氨基苯甲酸的系统，形成连续流动相的电解池；设置电催化反应的恒定电压和混合电解质溶液的流速，驱动所述混合电解质溶液进行电催化反应，反应过程中，水作为氢源和氧源，硝基苯的对位取代物先在阳极发生氧化反应生成对硝基苯甲酸，进一步在阴极发生硝基加氢还原生成对氨基苯甲酸。本发明通过构建具有连续流动相的电解池，利用水中氧和氢，控制混合电解质溶液在阳极发生氧化反应后在阴极发生还原反应，得到对氨基苯甲酸，该方法可实现室温常压下连续高效规模化地生产对氨基苯甲酸。
制备氨基苯甲酸方法系统

[发明专利]光电催化芳香胺制备芳香族偶氮化合物的方法-CN202210551549.4在审
发明人：栗振华;罗兰;刘玉广;孔祥贵;邵明飞;段昊泓;段雪 -专利权人：北京化工大学;清华大学
申请日： 2022-05-20 - 公布日： 2023-04-07 - 主分类号： C25B3/09 文献下载
摘要：本发明公开了一种光电催化芳香胺制备芳香族偶氮化合物的方法，包括(Ⅰ)组装光电解池和(Ⅱ)光电催化反应等步骤。本发明以廉价的芳香胺为原料，通过绿色温和的光电催化方法制备芳香族偶氮化合物，避免了锰盐、铅盐及汞盐等污染、昂贵试剂的使用，可大幅度降低成本；与常规的热催化芳香胺氧化偶联合成芳香族偶氮化合物方法相比，本发明光电催化方法反应条件温和、制备工艺简便且催化剂可以循环利用，为芳香族偶氮化合物的绿色制备提供了新的思路和方法。
光电催化芳香制备芳香族偶氮化合物方法

[发明专利]电催化多元醇制备多元醇酸耦合产氢的方法-CN202211229372.2在审
发明人：栗振华;闫一凡;邵明飞;段昊泓;段雪 -专利权人：北京化工大学;清华大学
申请日： 2022-10-08 - 公布日： 2023-04-04 - 主分类号： C25B3/07 文献下载
摘要：本发明公开了一种电催化多元醇制备多元醇酸耦合产氢的方法，以负载阳极催化剂贵金属/氢氧化物的导电基底作为阳极、以阴极催化剂作为阴极、与电解液组装成电解池，在电解液中加入多元醇，在电压条件下，多元醇在阳极被氧化生成多元醇酸，水在阴极还原生成氢气。本发明构筑贵金属/氢氧化物作为阳极催化剂，以水中氢原子/氧原子作为氧化还原反应中[H]/[O]来源，利用氢氧化物表面羟基和多元醇羟基之间的氢键作用，在催化剂表面吸附富集多元醇，提高反应物局部浓度从而提高电流密度，使其达到工业生产需求，同时水在阴极被还原为氢气，进一步提高其工业应用潜力。
电催化多元制备耦合方法

[发明专利]醇或醛选择性氧化耦合产氢的方法-CN202010511821.7有效
发明人： 段昊泓;栗振华;周华;闫一凡;孔祥贵 -专利权人：清华大学;北京化工大学
申请日： 2020-06-08 - 公布日： 2023-03-31 - 主分类号： C25B1/02 文献下载
摘要：本发明公开一种醇或醛选择性氧化耦合产氢的方法。包括制备电催化剂，所述电催化剂为负载一种或多种贵金属的过渡金属氢氧化物复合纳米电催化剂；对电催化剂进行电化学活化得到活化后的电催化剂；以活化后的电催化剂为阳极，构建电解池，加入醇或醛类分子，通过两段式电压循环控制策略，阳极选择性氧化得到酸或酮类产物，阴极产出氢气。该方法采用活化后的电催化剂作为阳极，利用两段式电压循环控制策略实现了对醇或醛类分子的活化富集和高效地催化转化，强化了醇或醛类分子的选择性电催化氧化性能，提高了电催化转化速率，可快速制得酸和酮等高附加值化学品，同时大幅度提升阴极水分解产氢速率。
选择性氧化耦合方法

[实用新型]一种用于生物质衍生物电催化氧化的装置-CN202222604392.5有效
发明人： 段昊泓;周华;任悦;赵雅婷;张保国;代德维 -专利权人：清华大学;北京化工大学;江苏天海特种装备有限公司
申请日： 2022-09-30 - 公布日： 2023-02-28 - 主分类号： C25B9/60 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种用于生物质衍生物电催化氧化的装置，包括原料机构和连续反应机构；原料机构包括分别与连续反应机构连通的电解液储槽和反应底物储槽；连续反应机构包括外壳、至少一个电极单元、设置于外壳与电极单元之间的密封垫以及直流电源，电极单元包括阳极单元和阴极单元，以及设置于两者之间的垫片，阳极单元通过阳极电线与直流电源正极连接，阴极单元通过阴极电线与直流电源负极连接。本实用新型实现反应体系扩大，快速将反应底物转化为目标产物，降低非法拉第产物的生成，提高产物选择性，实现高收率，连续化生产；多电极模块形成的电堆，实现大电流长时间稳定运行，为生物质衍生物电催化氧化工艺的工业化提供了可能。
一种用于生物衍生物电催化氧化装置

[发明专利]一种用于治理镍污染的超稳矿化剂及其在含镍废水处理和镍污染土壤修复中的应用-CN202011044094.4有效
发明人：孔祥贵;毛方琪;段昊泓;段雪 -专利权人：北京化工大学;清华大学
申请日： 2020-09-28 - 公布日： 2022-12-06 - 主分类号： B09C1/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于治理镍污染的超稳矿化剂及其在含镍废水处理和镍污染土壤修复中的应用。所述的超稳矿化剂为钙基水滑石，其中的钙原子游离后形成金属空位，通过同晶取代或溶解‑重构的方式，可以将镍离子锚定在钙基水滑石层板的晶格中，这样就能够快速的将废水和土壤中的镍离子矿化形成具有更为稳定结构的含镍水滑石。在多重化学键的作用下，类水滑石材料的稳定性远超氢氧化物和碳酸盐，使得镍离子难以游离出来，切断了其由土壤借助根系向农作物传输的途径，表现出优异的超稳矿化特性。此外，由于离子半径匹配规则，钙基水滑石还表现出良好的选择性，在土壤重金属污染原位修复中具有非常好的效果，且经济环保，极具应用前景。
一种用于治理污染超稳矿化剂及其废水处理土壤修复中的应用

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