研究方向

研究领域

1. 碳基工业气转化工业催化剂的设计与制备
        研究由COx(一氧化碳、二氧化碳)催化加氢直接生产高附加值化学品（烯烃、醇类等）催化反应过程，内容包括：催化剂制备、催化剂结构表征、反应动力学、反应机理模型、DFT计算、模型催化与真实催化反应的关联、催化剂再设计及催化剂工程化等。

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2. 原位表征技术
        研究尺寸和形貌可控的催化剂制备技术。 探讨催化剂宏量制备工艺，探讨具有新颖结构催化剂在低温催化氧化反应中的应用： 如一氧化碳氧化、甲烷和VOC低温燃烧、过氧化氢的合成等。 同时，通过反应动力学、DFT计算和各种原位表征技术，重点是通过现场原位技术（Operando Spectroscopy）， 研究催化剂结构在反应过程中的变化， 构建催化剂构-效关系， 为催化剂理性设计提供理论指导。

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3. 工业高难度有机废水治理新方法
         研究水中污染物如剧毒有机物、重金属离子等的清除方法。 这些污染物难以通过传统方法完全降解，对于人体健康危害极大。 通过发展固体Fenton催化系统，以过氧化氢为原料， 催化分解产生氢氧自由基深度氧化污染物种， 达到完全降解的目的， 且无二次污染。本方法也可大幅减低污水排放的COD， 使工业污水达到国家排放标准。

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研究兴趣

1. 工业催化剂制备及原位表征技术
贵金属催化剂如:Pt、Rh、Pd、Au及其合金催化剂的合成；
氧化锰（Mn2O3, MnO2）的合成；
Operando/in situ技术在催化剂表征中的应用 （Raman、DRIFT、UV-vis、 TPSR）。
2. 绿色氧化剂的合成及其应用技术开发
多相Fenton催化剂的制备及其在有毒有机废水处理中的应用;
多相Fenton体系在饮用水纯化中的应用；
有毒有机分子中C-C键、C-F键的断裂方法；
稀贵金属提炼。
3. 工业VOC的燃烧
低浓度甲醛、酚类气体的催化燃烧；
CO和甲烷的低温燃烧反应，及其在燃料电池中的应用；
煤矿瓦斯气的绿色能源转化。
4. 洁净能源的转化及C1-2化学
合成气高温转化直链α烯烃；
食品级CO2的生产。
5. 催化反应动力学、DFT计算及反应机理



研究应用

1. 燃气锅炉烟气SCR脱硝撬装设备
一、产品简介

        本设备采用郑州大学自主研发的烟气脱硝催化剂，实现了烟气低温工况下脱硝，同时设备采用撬装设计，有利于现场选址布置，可处理烟气量在4000-20000Nm3/h。撬装反应器内部采用了独特的烟气整流结构，烟气进入反应器实现最优流场分布；工艺设计具有前瞻性，充分考虑了环保越发严苛的现状，脱硝后指标可满足国家及行业所规定的超低排放要求。
        设备采用PLC进行仪表控制显示。通过设定固定摩尔比来控制还原剂流量，进而保证脱硝效果并限制氨逃逸。流量计与氨水计量泵电机频率形成控制回路，可根据脱硝情况及时调整氨水用量。同时设备采用全自动控制系统，可实现长周期无人运行，节约人力成本。
        针对局部区域（化工园区、居民生活区、高校等）内多点分散的锅炉、窑炉的末端尾气检测，本设备安装的基于物联网的远程监控系统可实时将对应多点分散的撬装脱硝设备尾气成分含量传输汇总至调度中控室，以实现在局部区域内对多台撬装设备的同时远程监测控制。
二、功能特点
         （1）采用低温高效SCR催化剂，可实现180-300oC下低温脱硝至超净排放； （2）主体撬装、布置节凑，占地空间小，易于运输、安装。 （3）流程简捷，操作简单方便。 （4）采用低浓度氨水作为还原剂，价廉易得，脱硝成本低。 （5）采用基于物联网的远程实时监控系统，可实现局部区域内对多台撬装设备的远程实时自动化监测控制。
三、典型应用
         可适合于非电行业的燃气锅炉、生物质或塑料、橡胶、油泥热解炉、垃圾焚烧炉、水泥或玻璃窑炉、轮船发动机的尾气脱硝处理。

2. 低COD废水高效处理撬装设备
一、产品简介
         过氧化氢（H2O2）在催化剂表面分解产生羟基自由基（·OH），其具有极强的氧化能力，氧化电位2.8V，是自然界中仅次于氟的氧化剂，可将废水中有机物氧化分解为CO2、H2O，以达到水净化的目的。
         生产废水经过管道加热器加热至50℃，然后进入混合罐；先将H2O2（30%）加入储存罐，通过计量泵（输送至混合罐。生产废水和H2O2在混合罐内经搅拌机搅拌均匀后通过提升泵输送至反应柱。反应柱内填充有催化剂，混合H2O2的生产废水在催化剂的作用下分解污染物，出水进入产水箱。本设备设置1套COD在线检测仪，用于检测产水箱内处理后的废水水质，当COD≤250mg/L时，经产水泵输送至后续处理单元进行进一步处理；当COD＞250mg/L时，经产水泵输送至废水池，重新进入流程处理。
二、功能特点
         本设备具有以下优点： 1、工艺简单，反应条件温和。 2、布置紧凑，占地面积小，设置有先进的仪表及控制系统，采用全自动控制，操作简单方便。 3、采用固体催化剂、易工程化、无铁污泥。 4、有效降解污染物，可达75%以上。
三、典型应用
         本设备可用于化工废水、生活废水的末端深度处理，亦可作为高COD废水的前端预处理，同时也可用于城市生活或办公区做纯净水的生产装置。



 
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