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中国催化三十年发展 （征求修改意见稿）
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中国催化三十年发展 前 言 建国以来形成了以张大煜、蔡鎦生、蔡启瑞、余祖熙、闵恩泽等老一辈科学家为代表的中科院、高校和产业部门的研究院构成催化研究队伍的三个方面军，在文革期间遭到严重破坏：研究设备残缺陈旧、研究队伍断层、经费短缺。进入上世纪八十年代改革开放以来，为了发展，经过中科院、教委、科委精心策划先后筹建了以郭燮贤、辛勤、徐奕德、熊国兴等为学术带头人的催化基础国家重点实验室和林励吾、李文釗、王弘立、郑禄彬等化物所团队；以蔡启瑞、万惠霖、张鸿斌等为学术带头人的固体表靣物理化学国家重点实验室；以彭少逸、钟炳、陈诵英等为学术带头人的煤转化国家重点实验室；以李树本、殷元骐、王弘立、陈英武、沈师孔、寇元等为学术带头人的羰基合成和选择氧化国家重点实验室和中科院兰化所团队；吴越等长春应化所团队；邓景发、高滋、郑绳安、李全芝等复旦大学团队；厐礼、李宣文、谢有畅、林炳雄等北京大学团队；陈懿、须沁华、颜琪洁等南京大学团队；蔡鎦生、郑作光、丁莹茹、甄开吉、吴通好等吉林大学团队；金松寿、郑小明、沈之荃等淅江大学团队；张鎏、赵九生、秦永宁、钟顺和天津大学团队；李赫晅、項寿鹤、陶克毅等南开大学团队；王祥生、蔡天�?、何仁、金子林、杨锦宗等大连理工大学团队；刘化章等淅江工业大学团队；黄鈡涛、曾绍愧等华南理工和中山大学团队；汪仁、李承烈等华东理工大学团队；魏可镁等福州大学团队；闵恩泽、李大东、何呜元、汪燮卿、舒兴田等中石化北京石科院团队；张式、关兴亚、陈庆龄等上海石化院团队；韩崇仁、胡永康等抚顺石化院团队，从而形成以上述团队为代表的一批高素质的中国催化研究队伍。中国石化总公司、国家基金委的建立进一步促进了中国催化科学技术的发展。研究生制度的恢复促进了催化人才队伍的培养，造就了一批催化界的精英。在这样一批学术带头人的精心策划和努力下全方位的开展国际合作、大批人被选送出国学习、工作、吸收先进国家的科学技术（他们之中相当多的人成长为遍布世界各发迖国家的精英）。为使中国催化界走向国际催化学术舞台，积极参加和主办国际学术会议，先后主办了 “中日美催化会议-后?矸⒄钩煞禾窖蠊蚀呋嵋椤薄ⅰ肮室缌餮趸嵋椤薄ⅰ按呋湍た蒲Т蠡帷钡取Ｍ贫⑶┒┝酥疃嗤毡尽⑴分蕖⒚拦⒍砺匏沟乃撸啾叩鹊墓士萍己献飨钅俊＜谑妥试吹娜涨髫逊钗尼摰茸橹恕疤烊黄谩惫野宋寮苹钅俊Ｎ苏⊙芯拷U费、凝练学术命题和聚集人才，郭燮贤、蔡启瑞、彭少逸、闵恩泽、陈懿等人策划了 “煤、石油、天然气优化利用的科学基础”八五攀登项目得到中石化和国家基金委的资助。它是国家当时对催化领域最大支持项目，其命题也是中国在相当一段历史时期的永恒主题，后来的“九五”重大、重大基金、“973”、“863”等项目给催化科学技术的发展以极大的支持。在这期间创刊（复刊）了“催化学报”、“分子催化”、“燃料化学学报”、“天燃气化学”“石油学报、”“石油炼制”“工业催化”、“石油化工”等主流催化杂誌；恢复成立了催化委员会及常设秘书处；确立了每两年举办一次的全国催化会议现已开了14届参会人数从百余人发展至今1500余人，促进了学术、技术交流。目前，同在国际上主要催化大国、强国迠立了实质性的合作关系；在几乎所有催化国际主流杂志都有中国催化学者任编委和国际顾问；亚太催化委员会的秘书処常设在中国；蔡启瑞、郭燮贤、陈懿、何鸣元和李灿代表中国催化学会先后任国际催化理事会理事；2004年李灿当选国际催化理事会副主席、2008年升任主席，这是中国催化学者第一次当选国际催化理事会主席，表明中国催化受到国际催化界的重视。上述种种举措和老一代催化界精英们追求卓越的奋发努力和献身精神为造就现今中国催化界的辉煌奠定了基础。 一、催化基础研究 1. 催化基础 80年代科学春天的到来，我国催化领域的学者得益于改革开放政策的支持，通过国内外学术交流，接触国际催化理论的新思想，把注意力集中在催化新材料、新反应、新表征方法的开拓研究。自从张大煜先生提出“表面键”概念和在多年工业催化剂研发的基础上提出了“催化剂库”的概念,阐述了工业催化剂研发中催化剂移植的作用后，陈荣、郭燮贤发表了“化学吸附复盖度和动力学关系”认为空的活性中心对反应物分子的活化也起重要作用。继之，郭燮贤和日本的田丸谦一合作研究了吸附促进脱附机理，即“AAD机理”，进一步研究了吸附分子与活性中心之间的相互作用。蔡启瑞、万惠霖等对FT合成的中间物种和机理以及低碳烃氧化反应的氧物种开展了系统性的研究。彭少逸等则提出超细粒子催化剂对CO加氢的产品分布的解释及隋性气体脱氧剂的研制发挥了重要作用。闵恩泽指导开展新催化材料、催化新反应和新反应工程的导向性基础研究，包括：非晶态合金、纳米分子筛等，为炼油、石油化工催化剂制造技术奠定了基础；指导化纤单体己内酰胺成套绿色制造技术的开发；由于他对我国石油炼制、石油化工等的巨大贡献，荣获“中国催化成就奖”和2007年度“国家最高科学技术奖”，成为中国催化界的泰斗。林励吾等对多金属重整、加氢异构裂化、长链烷烃脱氢等工业过程催化剂的活性相及其调变规律的系统研究结果在工业上取得了成功的应用，继闵恩泽之后也获得“中国催化成就奖”。吴越、谢有畅、陈懿等对氧化物及复合氧化物催化剂的活性相结构进行了深入系统的研究。周望岳、尹元根、李树本等针对当时国家的需求开展了丁烯氧化脱氢制丁二烯新反应的研究。蔡启瑞、张鸿斌等开展了在固氮酶作用下和铁催化剂作用下固氮成氨以及碳纳米管合成的研究。袁权、吴华、朱葆琳等开展了催化剂颗粒的工程设计基础——活性非均匀分布催化剂颗粒的性能研究。唐有祺、谢有畅等在国际上首先发现表面单层分散现象，?K在催化剂、吸附剂和纳米材料研究中得到广泛应用。梁娟、李赫喧、须沁华、高滋、林炳雄、庞文琴等分别对分子筛多孔材料的结构、表面酸性及催化性能进行了深入研究。邓景发等对非晶态和银催化剂表面氧物种进行了深入研究。刘汉范进行了高分子稳定金属纳米簇的合成及催化研究。沈之荃等进行了稀土催化剂在高分子合成中的应用研究。欧阳均、沈之荃、王佛松等进行了稀土催化剂定向聚合研究，提出用稀土化合物做双烯烃定向聚合催化剂的组分，发展了Z-N催化合成顺丁橡胶三元镍系催化剂，成为中国万吨级顺丁橡胶聚合工艺的基础。将稀土络合催化聚合研究推进到炔烃、环氧烷烃、环硫烷烃、交脂内脂和极性单体等聚合以及固定二氧化碳制备聚碳酸酯等新领域。辛勤等在直接醇类燃料电池电极催化剂研究中率先将多壁碳纳米管用于电催化剂载体，发展了制备高含量多金属催化剂的EG方法系统深入研究了纳米粒子大小、微区组成、形貌对电催化剂性能的影响规律。这是催化技术与燃料电池电极交叉研究的创新成果，相关论文引起大量引用。包信和、傅强等利用纳米合成技术（如碳纳米管的剪裁、碳纳米管内组装金属催化剂、Pt/FeO催化剂制备和调控技术…）、超高分辨分析电镜等新技术研究了纳米粒子的大小、形貌、微区组成、微环境对催化剂催化性能的影响规律，?K同宻度泛函等计算化学方法相结合，提出“限域效应”的概念较好的解释实验结果。申文杰等人合成晶面择优取向的Co3O4、发展了氧化物催化剂的形貌控制技术；张涛团队联合刘景月、李隽利用超高分辨率电镜监控以及DFT计算，首次制备氧化铁上担载单原子铂的催化剂，并以CO氧化反应为探针测定单原子铂催化剂与纳米铂、纳米金催化剂的活性对比。结果发现单原子分布的催化剂TOF比纳米催化剂高2-3倍。?K对单原子催化剂的活性中心结构和反应机理进行了清晰地表征。 2. 催化剂表征新方法的建立和应用 催化理论的深化是同现代表征技术、计算化学、材料科学尤其是九十年代发展起?淼哪擅卓蒲s切相关。所以，中国催化界同仁始终十分重视新表征技术的发展：辛勤等利用双分子探针的原位红外光谱方法研究硫化态Co-Mo/Al2O3催化剂活性中心相互作用，实验发现了Co-Mo活性相之间的氢溢流作用，可有效地研究活性相间的相互作用；他们发展了系列原位分子光谱方法先后被国内外百余实验室采用，编撰了三本专著，举办了多次全国讲座、学习、研讨班促进了催化原位表征技术在国內的普及推广。李灿等人研发紫外拉曼光谱技术?K将其应用于催化材料研究，发现紫外拉曼光谱是探测金属氧化物表面层物相的一种灵敏技术，建立了鉴定杂原子分子筛活性中心的紫外共振拉曼光谱表征新方法，发展了分子筛合成过程原位紫外拉曼光谱技术，并将紫外拉曼光谱仪推向产业化，使我国拉曼光谱的催化表征研究处于国际领先水平。韩秀文、包信和、贺鹤勇等发展的原位固态NMR技术方法应用于催化剂和催化反应研究（多孔材料的酸性表征、中间物种识别…）取得了新进展。丁莹茹；林励吾、章素、沈俭一等发展了原位的穆斯堡尔谱并用于催化剂的原位表征。利用国产深紫外激器做光源，包信和、傅强研发了深紫外光电子能谱仪；李灿、冯兆池研发了深紫外拉曼光谱仪为催化剂表征提供了新手段。目前，国内催化界主流实验室已能在较高层次上掌握了原位X-光衍射、能谱、分子光谱、磁共振、和超高分辫分析电镜等催化剂表征技术；计算化学在催化研究中也得到广泛应用，水平有了实质性的提高。 3.上世纪八十年代以?砜⒌男麓呋从� 在国内外热衷于发展甲烷氧化偶联制烯烃的热潮中，王林胜、徐奕德等人首先发现甲烷在无氧条件下可在分子筛担载的催化剂上芳构化取得芳烃和氢气，引起国内外催化界的重视，进一步与包信和、林励吾等合作对其进行了系统深入研究，初步确认与分子筛骨架发生交换作用的双核钼物种为该反应的活性中心?K提出反应机理。寇元等提出了多相催化剂液相负载的新设计思想： “将纳米粒子催化剂“固定”在离子液体中而不是负载在固体表面上以创造出三维的多相催化剂”， 费托合成是煤制液体燃料的关键技术，但催化剂效率低，采用此方法制备的金属纳米粒子催化剂，在水相反应条件下，反应温度降低100度反应效率却提高了十多倍。该成果已技术转让给企业。徐杰等在开展烃类选择氧化催化剂活性相结构、催化剂表靣有机修饰效应、设计有机含氮非金属系列催化体系的研究基础上，成功进行了山梨醇制乙二醇、环已烷氧化制环已酮、对二甲苯氧化（PX）制对苯二甲酸（PTA）等过程的工业应用研究。其中利用醌类化合物为电子转移助剂与N-羟基邻苯二甲酰亚胺（NHPI）组成非金属有机催化体系，这是第一个不使用计量还原剂和自由基引发剂的用于温和条件下烃类氧化反应的有机催化体系。继而利用邻菲罗啉、吖啶黄、甲基紫、甲基蓝等的含氮正离子，在NHPI（或少量NaBr、Br2）的存在下，实现烃类氧化过程中的氧化-还原循环。所开发的非金属催化体系在环己烷氧化制环己酮关键技术开发上取得进展，成功完成7万吨/年规模的工业化应用试验。杨维慎、熊国兴、林励吾在国际上较早的开展了无机膜催化分离一体化的规律性研究，?K将其用扵醇水分离已経成功地向产业转化。奚祖威团队于2001年发现了用双氧水丙烯环氧化 “反应控制相转移催化过程”，发明了一类兼有均相催化与多相催化优点的杂多酸催化剂，为解决均相催化剂难以分离的关键问题提供了一条新途径。相关技术正在工业开发中。进入2000年，为发展未来可再生能源，李灿等启动太阳能光催化制氢和转化二氧化碳的研究，在基础研究方面取得进展，并牵头组织中国科学院太阳能行动计划。 4．催化新材料应用和开发 闵恩泽、宗保宁等研发的“非晶态合金催化剂和磁稳定床反应工艺的创新与集成”包括非晶态合金催化剂和磁稳定床反应工艺。将晶态催化剂的结构非晶化，使广泛应用的雷尼镍催化剂加氢性能产生质的飞跃。通过加入原子半径大的稀土提高晶化势能垒和碱抽提铝，突破了非晶态合金作为实用催化材料热稳定性差、比表面积小的限制。开发关键生产设备、优化生产工艺，建成百吨级非晶态镍生产装置。实现了高效链式操作状态的控制和均匀磁场的放大，提出了不同反应所适用的工艺流程。非晶态镍已用于己内酰胺加氢精制过程替代进口雷尼镍；用于改造国外己内酰胺氧化精制技术为加氢精制；部分替代Pd/C催化剂用于苯甲酸加氢过程；还用于多家药物中间体和葡萄糖加氢的生产企业。丁奎岭等进行了基于组合方法与组装策略的新型手性催化剂研究。李灿、杨启华等在国内较早开展多相手性催化方面取得重要研究进展：分别在纳米粒子表面，乳液催化体系和纳米反应器中的手性催化方面取得新进展，特别是利用纳米孔道的空间限阈效应及孔道微环境的修饰使纳米孔道内的手性催化剂表现出比均相催化剂更高的对映选择性和活性，实现了纳米反应器中的手性催化，在国际催化学术界产生重要影响。谢有畅等根据发现的自发单层分散原理，广泛应用在催化剂、吸附剂和纳米材料研究中：将CuCl单层分散在分子筛表面，制得一氧化碳高效吸附剂开发成功变压吸附分离一氧化碳装置，使我国变压吸附分离一氧化碳技术跃居世界领先水平；进一步开发出空分制氧高效吸附剂，此吸附剂用于大型变压吸附空分制氧使我国变压吸附空分制氧技术达国际先进水平。何鸣元等开发成功ZRP-1分子筛，系采用REY分子筛作晶种，异晶导向直接合成晶体内含稀土元素和磷元素的，具有Pentasil结构的ZRP-1分子筛。稀土元素在分子筛晶格内起到稳定骨架结构的作用，使分子筛在水热条件下保持晶格结构的完整性，从而抑制或减缓分子筛的脱铝失活过程。稀土元素的引入使ZRP-1分子筛的孔径比HZSM-5分子筛更窄，并具有孔径约为4nm的二次中孔体系。孔径较大的二次孔为裂化原料油中的大分子烃类提供一定的裂解空间，从而提高了重质油转化能力。杨宝山、周业慎、张涛等历时四十年研制成功的航天系列肼分解催化剂，解决了航天飞行器姿态和轨道控制的难题，是航天技术的一大飞跃。先后获国家科技进步特等奖一次；国家发明二等奖四次；国家科技进步二等奖一次；省部级奖多次。张涛等针对金属催化剂易被氧化、中毒和烧结等问题，他们采用复合氧化物取代金属催化剂，通过氧化物组分之间的协同效应，获得了高浓度过氧化氢分解的高效催化剂。拓展了航天航空催化技术应用的新领域，利用过氧化氢催化分解作为化学激光引射气源，发明了耐高温氧化的过氧化氢复合氧化物催化剂和环式薄层催化分解反应器，解决了大规模工程应用中反应物床层均匀分布和热管理的问题，实现了无毒催化分解技术的首次工程应用，为我国化学激光发展做出重要贡献。李赫晅、项寿鹤等发明了不用有机胺模板剂合成NKF分子筛(ZSM-5)的新合成方法大大降低了原料成本(约为一般有机胺法的1／9)，并解决了使用有机胺所带来的环境污染问题用该法生产的分子筛开发了多种工业催化剂：如FCC助剂（增产丙烯）、临氢降凝、重柴油非临氢降凝、芳构化、甲醇制汽油、甲醇制二甲醚、柴油车尾气净化、环氧乙烷制乙二醇醚类、乙醇、异丙醇脱水制乙烯和异丙醚、乙苯和乙醇反应生产对二乙苯催化剂等已在生产中使用。肖丰收等利用沸石分子筛的结构单元与表面活性剂的自组装，系统地合成了具有无序微孔与有序介孔复合的催化材料，对大分子的催化转化显示出了优异的催化性能。进一步，他们又成功地在无模板条件下合成出了Beta沸石，这可以大幅度地降低Beta沸石催化材料的成本，同时也大大降低了Beta沸石合成过程中的污染物的排放。王祥生、郭洪臣等研究了高硅择形沸石的研制及其在烃转化中的应用发现用氨水体系合成的ZSM-5沸石具有合适的酸强度和孔道弯曲度，适于作为选择烷基化催化剂的基质；混合稀土能调节择形性，降低烧炭温度；超细粒子ZSM-5沸石的晶间孔是积炭优先生成的部位。从分子水平上阐述了四丙基铵离子在导向合成钛硅沸石中的关键作用。首创了以混合稀土为主的组合改性方法，用于氨水法合成ZSM-5的改性并制成合成高纯度（98%）对二乙苯催化剂，创建了乙苯-乙烯合成对二乙苯工业技术。赵东元、唐颐等在研究有序排列的纳米多孔材料的组装合成和功能化中基于纳米和分子组装化学、模板导向化学、表面活性剂化学，研究和建立了微孔、介孔和多级有序分子筛材料的构筑方法，在材料形貌、孔结构和孔内活性位等几个层次上，提出了“酸碱对”和电荷匹配理论，发明了适合微介孔材料的造孔工程方法，提出了低维纳米材料有序排列和组装概念，发展了层叠层、电泳沉积、微纳米浇注和再生长等多种纳米沸石组装技术。合成了数十种新型介孔、微孔、金属有机配合物的纳米孔材料，大孔-微孔沸石材料和沸石仿生材料，可控介观结构的纳米管等阵列。 近三十年是中国的催化基础研究从打基础到走向国际学术舞台的过程。在这期间催化学术界队伍从几千人扩大到2万余人（工程师以上人员）；在国內催化主流期刊上发表了13000余篇论文、在国际催化主流刊物上发表3000余篇论文（约占国际上发表论文总数的百分之五；单篇引用率超过100次的有50余篇。中国学者在Science杂志发表6篇；Nature 1篇。出版了100余部催化方面的专著, 其中国外专著10余部。1982-2010年间国家发布自然科学奖914项催化界获19项；科技发明奖2762项催化界获64项；科技进步奖10139项催化界获121项。 二、 三十年?砉ひ祷卮蟪晒� 1、炼油催化技术 我国炼油工业催化剂研发始于上世纪六十年代进入八十年代，炼油逐步走出“引进仿制”阶段，使我国炼油工业得到新的、更快的发展，炼油能力、产品品种、产品质量均得到很大的提高。这个时期是我国炼油催化技术从仿制为主到自主创新的转变时期。此时，我们必须提到石化领域的侯祥麟的贡献，他长期负责石油工业的科研组织领导工作，主持研究解决了影响国产航空煤油自给的关键?K与当时大连化物所研制成功的重油加氢裂化生产低冰点航空煤油工芸一起解决了国家急需的喷気燃料的生产和应用问题；组织国内相关单位共同研究开发成功被誉为“五朵金花”的催化裂化、铂重整等炼油系列新技术；还主持研制开发成功数十种特殊润滑材料，及时满足了我国国防工业的需要；积极建议和推动“用好１亿吨油”，为发展我国的石油加工和石油化学工业作出了突出贡献。 20世纪90年代，单项技术开发转向成套技术开发，不仅能大部分满足国内需要，而且自主开发的炼油技术走向国际市场。炼油厂成套技术出口，实现了“零的突破”，一批批技术和产品陆续进入东南亚、中东和欧美市场，显示了我国石化技术在国际上的竞争力。 进入新世纪，世界原油劣质化趋势明显，硫含量、金属含量越来越高，加工难度越来越大；重油深度加工与高效转化生产轻质油品、产品的清洁化和生产过程的清洁化；炼油与化工一体化以及形成替代燃料的生产是炼油工业的发展趋势，炼油能力跃居世界第二位，我国炼油能力突破5亿吨。目前，中国炼油技术已经形成完整的体系，能采用自主技术建设现代化的千万吨级炼油厂。炼油工艺主要技术催化裂化系列技术、加氢系列技术、重整催化剂已经达到世界先进水平。 催化裂化及加氢裂化 北京石油化工科学研究院研发的 中压加氢裂化技术（RMC）|采用一段串联一次通过或循环的工艺流程，以高加氢脱氮活性RN系列精制催化剂，与裂化活性高、选择性好、抗氮能力强的RT系列加氢裂化催化剂组合，两种催化剂串联装填在一个反应器或两个反应器中。RMC技术所使用的催化剂具有活性高、选择性好，反应温度低、空速高、氢油比低，液体产品收率高，气体产品少，产品质量好等特点；“重质组分催化裂解制取低碳烯烃工艺及催化剂（DCC技术）”以重质馏分油为原料，采用提升管加床层的方式，应用CHP -1 固体酸催化剂，在相匹配的工艺技术条件下，制取丙烯为主的气体烯烃的新技术；“重油转化的加氢处理及与催化裂化新型组合技术”在世界上首次开发并工业实施了轻质油收率更高的重油加氢与催化裂化双向组合技术(RICP)，开发了沥青质高效转化和运转周期更长的重油加氢技术；“多产异构烷烃的催化裂化工艺（MIP）”从催化裂化过程的化学反应机理出发，独创性地提出了裂化和转化（异构化、氢转移、烷基化）两个反应区的新概念，由此设计出具有两个反应区的串联提升管新型反应器，并形成了相应的工程技术。 抚顺石油化工研究院开发的“缓和加氢裂化催化剂（3882）“两剂串联工艺流程处理减压馏分油，可生产优质的蒸汽裂解制乙烯原料，并联产部分柴油和石脑油。工业应用结果表明，采用缓和加氢裂化技术处理VGO，其尾油作为蒸汽裂解制乙烯原料，乙烯和三烯产率都有了大幅度的提高；“MCI催化柴油加氢转化技术“是一种可大幅度提高柴油十六烷值的柴油加氢处理技术。其主要特点是通过选择特殊的工艺条件组合将反应控制在使柴油中的多环芳烃饱和、开环而不断链的阶段，从而既可大幅度提高柴油的十六烷值、降低密度，使硫含量符合欧V标准，是国际首创的技术。 加氢、加氢精制 北京石油化工科学研究院研发的“RN-1加氢精制催化剂“以Ni-W为活性组分，具有高加氢脱氮、加氢脱硫和加氢脱芳烃活性，同时具有好的活性稳定性和对各种原料的广泛的适应性。 RN-1适用于高氮高硫原油的直馏馏分油和高氮、高硫原油的二次加工馏分油的加氢精制，也可用于中、高压加氢裂化或中压加氢改质工艺过程中精制段原料的加氢脱氮和芳烃饱和；“石脑油催化重整成套技术”连续重整的主要目的是提供高辛烷值汽油调合组分或芳烃和氢气，直接关系到我国石油炼制与石油化工行业技术的进步与竞争力。在催化剂方面，开发了低积炭高收率连续重整系列催化剂PS-Ⅵ和PS-Ⅶ；集成催化剂、工艺、控制系统和专用设备等多项核心技术，开发了"国产连续重整成套技术"。抚顺石油化工研究院开发的“渣油加氢脱硫、氮、系列催化剂“其中脱硫和脱氮催化剂加氢产品作为催化裂化装置进料，大幅度提高了催化裂化装置产品质量和目的产品的收率，FZC系列催化剂整体水平达到了国外同类催化剂的先进水平。开发出了S-RHT渣油加氢处理成套技术，实现了含硫原油加工技术的重大突破；“加氢精制催化剂”包括：使W-Mo-Ni-Co在催化剂中形成Mo-Co活性相与W-Ni活性相；引入纳米级SiO2改善催化剂活性金属分散度提高活性中心数量等制备了用于柴油馏分加氢精制的FH-DS催化剂和用于加氢裂化预处理工艺的FF-16催化剂；“馏分油临氢降凝催化剂“临氢降凝是一种用于降低喷气燃料的冰点、柴油的凝固点和润滑油的倾点炼油技术。3881催化剂采用了无胺法合成ZSM-5分子筛为基质的工艺路线，应用改性和纯化处理等技术制备。广泛应用于其它柴油临氢降凝以及润滑油基础油脱蜡等装置。大连化物所与大庆石化公司联合开发的“润滑油基础油加氢异构脱蜡催化剂“润滑油基础油加氢异构脱蜡催化剂（PIC 802）及工艺在中国石油大庆炼化分公司每年20万吨高压加氢装置实现工业应用。研制出活性高、重质基础油收率高的新型异构脱蜡催化剂PIC 802。该催化剂在大庆石化炼厂工业应用，和引进催化剂相比，润滑油收率、产品质量，催化剂寿命都胜过原有引进催化剂。 重整催化剂及工艺 抚顺石油化工研究院开发的“铂-铼-钛（CB-5）重整催化剂“CB-5催化剂是为提高我国重整技术而开发的半再生铂-铼-钛重整催化剂。第三种金属——钛的合理引入也进一步增强了双金属催化剂的选择性和稳定性。该催化剂活性与国外同类催化剂相当，而选择性更优。该催化剂使我国铂-铼系催化剂提高到一个新的水平。北京石油化工科学研究院研发的石脑油催化重整成套技术连续重整的主要目的是提供高辛烷值汽油调合组分或芳烃和氢气，直接关系到我国石油炼制与石油化工行业技术的进步与竞争力。在催化剂方面，开发了低积炭高收率连续重整系列催化剂PS-Ⅵ和PS-Ⅶ；集成催化剂、工艺、控制系统和专用设备等多项核心技术，开发了"国产连续重整成套技术"。 炼厂气综合利用 大连化物所和抚顺石化院开发的“催化裂化干气制乙苯系列技术“1993年第一代技术在抚顺石油二厂完成3万吨/年工业化试验。开拓了干气利用的先河。针对先期技术反应温度高、催化剂寿命短等问题，发明新型高性能烷基化催化剂（ZSM-5/ZSM-11共晶分子筛）和液相烷基转移催化剂（超细β分子筛）开发成功气相烷基化与液相烷基转移组合成套（第三代）新技术，解决利用干气生产优质乙苯关键技术难题，有效提高石油资源利用率，降低乙苯生产能耗和成本。目前已有17家企业成功应用，年产乙苯上百万吨。 大连理工大学和大连化物所分别开发的“液化气芳构化技术“我国石化工业快速发展，其副产的碳四碳五资源迅速增加，但有效利用率远低于发达国家＞60%利用率。该技术的开发对液化气等低碳烃资源的优化利用、大宗化学品的清洁化生产具有重要意义，成功的在我国工业化生产。 齐鲁石化研究院研制的“系列硫磺回收催化剂“研制的氧化铝基催化剂：LS-971脱漏氧保护型硫磺回收催化剂、LS-981多功能硫磺回收催化剂、LS-951 Claus尾气加氢催化剂、LS-951T Claus尾气加氢催化剂、LS-951Q Claus尾气加氢催化剂、LSH-02低温型Claus尾气加氢催化剂、LSH-03低温耐氧型Claus尾气加氢催化剂等LS系列硫磺回收及尾气加氢催化剂已成功应用于中石化齐鲁分公司、燕山分公司、等100余套硫回收装置。 2、石油化工、精细化工 石油化工、精细化工同人类生活中的吃、穿、用…宻切相关，三十年?淼姆⒄固逑衷冢河n决重有机原料乙烯、丙烯、甲醇、苯、乙苯、对二甲苯、对进口的依存度；填补关键产品、中间体的空白；提高催化过程的效率?K降低污染使其绿色化。 合成纤维单体制备：北京石油化工科学研究院开发了“单釜连续淤浆床环己酮氨肟化合成环己酮肟成套新技术“以具有空心结构的钛硅分子筛(HTS)为催化剂，开发了催化反应-微孔膜过滤分离组合新工艺，实现了0.2mm细颗粒分子筛催化剂的分离与循环使用，在世界上首次实现微孔膜过滤技术在石化大规模连续生产中的应用，并解决了膜堵塞的技术难题，实现长周期稳定运转，为具有高活性的亚微米级固体催化材料提供了一条直接应用的新途径。选择加氢裂解：大连化物所与长春大成集团公司合作开发出“葡萄糖-山梨醇转化制低碳醇的催化新材料及其工业应用新技术“，形成具有自主知识产权的非石油路线制乙二醇和丙二醇新方法。已在20万吨/年工业装置上运转多年现已扩产至100万吨/年，它是现今唯一由生物质制多元醇工业生产线。合成纤维单体制备：上海石油化工研究院研发的“MB-86丙烯腈催化剂“研究及工业应用深入研究丙烯氨氧化反应机理，探讨了催化剂晶格氧、催化剂阳离子空位和催化剂的电荷平衡等因素的作用及其相互影响，并结合工业应用开发的经验，完成了MB系列催化剂的组成设计及催化剂工业放大制备，开发出适用于较高压力和较高负荷下操作的MB－86催化剂，获得了工业应用成功；“甲苯与重质芳烃歧化与烷基转移成套技术及催化剂“以丝光沸石为主催化剂，以甲苯、C9A、C10A及其以上芳烃为原料进行歧化与烷基转移制苯和二甲苯，在一个反应器内完成甲苯歧化与烷基转移过程的同时一并实现 C 10A及其以上重芳烃轻质化过程。HAT-096催化剂成功应用于国内上海石化股份公司、天津石化公司、齐鲁石化公司、扬子石化公司（亚洲最大歧化装置）、辽阳石化公司、乌鲁木齐石化总厂、吉化公司、抚顺石化公司的工业装置，装置总处理量380万吨/年，占国内总处理量的90％。催化氧化：大连化物所开发了“对二甲苯氧化制对苯二甲酸新方法和新工艺“，在10万吨/年规模的工业装置上稳定运行超过30个月，催化效率显著提高，溴的用量大幅度降低，减少腐蚀和环境污染，现正在厦门进行165万吨/年规模工业应用实验；醛-氨合成：乙醛-甲醛-氨合成吡啶新型催化剂及成套技术用扵工业化生产提升了我国农药、医药等化工产业创新水平和竞争能力，加速具有国际竞争?摿Φ闹鞯寂┮┢分旨按笞诠丶ぶ屑涮宓牟祷际醯姆⒄埂保涣偾獍被阂掖及妨偾獍被埔叶饭ひ导际酢耙砸掖及泛桶蔽仙叶罚梢栽诮匣汉偷墓ひ仗跫禄竦媒细叩牟费≡裥裕⒘诜浅＝羧钡亩蚁┤泛瓦哙海屎显诠谕乒悖⒌某商准际踔胁捎梅潜酵阉粒眉际跏歉繁Ｇ褰嗟募际酢Ｒ冶酵亚猓荷虾Ｊ突ぱ芯吭骸⒒砉ご笱У妊蟹⒌谋揭蚁┕丶际�-新型径向流反应器和脱氢催化剂及工业应用苯乙烯单体是重要的有机化工原料，可用于生产合成树脂和橡胶。开发了新型乙苯脱氢制苯乙烯催化剂和乙苯脱氢径向流反应器，并通过整体技术耦合，形成了负压脱氢制苯乙烯成套技术，实现了整套装置的国产化。合成纤维单体制备：上海石油化工研究院、齐鲁石化公司等研发的自主创新的丙烯腈成套技术，通过对丙烯腈生产中各个关键单项技术的协力攻关，形成了具有自主知识产权的专利或专有技术，将已在不同装置上应用成功的单项关键技术集成在一起，包括MB－98丙烯腈催化剂、新型空气分布板和丙烯－氨分布器、新型高效旋风分离器、复合萃取分离技术、负压脱氰塔、新型气液分离器和导向浮阀等技术。上海石油化工研究院、上海石化股份公司研发的对苯二甲酸加氢精制催化剂及工艺技术精对苯二甲酸是重要的基本有机化工原料，主要用于生产聚酯（PET）及后续产品。在国际上首次创制了一种性能特别优异的新型粗对苯二甲酸（TA）精制催化剂和高负荷、长周期稳定运行的加氢技术，解决了PTA生产或扩能改造的技术瓶颈，实现了PTA核心技术的国产化（芳烃歧化）。炔醛法合成：山西大学研发的炔醛法合成1,4-丁二醇加氢催化剂是针对国内引进炔醛法生产1,4-丁二醇工艺中核心技术——获得了具有适宜孔道结构与表面性质，及高水热稳定的具有水解加氢双功能的加氢催化剂该项技术成果使我国成为世界上少数几个掌握该类催化剂关键制备技术的国家之一。北京化工大学在层状及超分子插层结构催化材料研究中，充分利用层状及层柱结构的可设计性和调控性，创制了具有新型结构的层状固体酸酯化催化剂、层状介孔固体碱催化剂、酶层柱催化材料；层状结构固体酸酯化催化剂已广泛应用于工业生产，进一步经层状前驱体的拓扑转变制备新型催化材料，获得了分散度高、分散稳定性好的高分散负载型金属催化剂。长链烷烃脱氢：大连化物所和轻工部日用化学所、南京烷基苯厂合作研发的正构长链烷烃(nC10-C13) NDC-2型 Pt-Sn-Li/AL2O3长链烷烃脱氢催化剂。该催化剂表面具有Pt-SnO2-AL2O3夹心结构的M2活性中心，对氢有高温强吸附性能，能够抑制积碳，从而显著提高催化剂的稳定性[2]。NDC型催化剂还出口印度，创造了巨大的经济效益。烯烃酯化：华南理工大学开展羧酸与烯烃直接加成酯的研究，包括树脂、杂多酸、分子筛系列催化剂，反应包括乙酸与丙烯反应合成乙酸异丙酯，乙酸与丁烯反应合成乙酸仲丁酯，乙酸与乙烯反应合成乙酸乙酯、水杨酸与丙烯反应合成水杨酸异丙酯等成功的用于工业生产形成巨大经济效益。 3、合成氨催化剂 化肥工业是基本化学工业，我国化肥工业始于上世纪三十年代。1980年全国化肥总产量（折纯养份）为1231.9万吨；2010年己达6619.8万吨,30年增长4.37倍。无论化肥总量抑或氮肥产量均列世界笫一。化肥工业中使用催化剂的主要是用于氮肥的基本原料合成氨工艺过程。根据制氨原料采用煤、石脑油、重油、渣油、天然气的不同, 使用不同品种的催化剂; 它包括有机硫加氢转化、无机硫吸收、天然气或石脑油一段与二段转化、高溫与低温变换、甲烷化及氨合成等8种催化剂。 福州大学研制的A110-3型、A201型、A202型氨合成催化剂活性、稳定性适用于中小型厂；成功研制的B116型低铬一氧化碳中温变换催化剂和B121型无铬一氧化碳高温变换催化剂。浙江工业大学在Fritz Haber在20世纪初发明氨合成熔铁催化剂70多年后，突破经典的Fe3O4体系，发明了新一代Fe1-xO基氨合成催化剂，创立了以单相理论为核心的中国原创的Fe1-xO催化剂理论体系，技术达到国际领先水平。这是氨合成催化剂研究的重大突破，是中国独创的拥有自主知识产权的原始创新成果。 华南理工大学研究开发成功HG—1稀土氨合成催化剂，显著提高了氨合成催化剂的低温活性、耐热性和抗毒性； A203型稀土氨合成催化剂，在国内合成氨厂广泛使用，获得巨大的经济效益。齐鲁石化公司研究院成功开发了适用于从天然气到炼厂气、LPG、石脑油等气态、液态烃蒸汽转化制氢和合成气的系列化催化剂及相关应用技术；分别开发了QCS-01和QCS-04耐硫变换催化剂，实现了我国引进大化肥装置耐硫变换催化剂的国产化。 4、环境净化催化 催化科学和技术的发展在给我们带来极大的物质生活利益的同时，也使得人类活动对自然界和环境造成的巨大影响，因此环境催化应运而生。环境催化的使命——用催化的手段解决人类面临的化学污染问题，成为催化科学和技术发展所面临的新挑战。 固定源污染物催化消除： 烟气催化脱硫脱硝---以燃煤烟气为代表的固定源SO2和NOx排放是造成我国大气污染的两种主要污染物，如何有效消除SO2和NOx是环境催化领域的研究热点。针对SO2催化消除，可以采用催化氧化法将其氧化成SO3并制得硫酸，实现废物资源化；也可采用催化还原法将其还原成单质硫磺，加以回收利用。针对NOx催化消除，可以采用外加还原剂（如NH3）的方法在有催化剂作用下将其选择性催化还原为N2（即NH3-SCR技术），脱硝效果显著。我国在烟气脱硫脱硝领域的研究起步较晚，早期（2000年前）所使用的烟气后处理技术往往是通过“引进-消化吸收-再创新”的模式，存在一定的知识产权壁垒。东南大学主持的“大型火电厂烟气脱硫脱硝成套关键技术的开发与应用”项目在SCR脱硝领域取得了重要进展；大连化物所研发的电厂脱硫脱硝技术也已経完成工业化试验。 机动车尾气催化净化---我国在2010年的汽车产量为1700万辆左右，已成为世界第一大汽车生产国。摩托车产量的已达2500多万辆，占世界40％以上。加上8000多万辆在用汽车和11000万辆的在用摩托车，我国机动车污染物在城市污染物的分担率为50－80％，是主要的大气污染源。在环境催化领域，汽车尾气中的CO、碳氢化合物（HC）、NOx和颗粒物（PM）均可通过催化结合颗粒物过滤的方法加以去除，所涉及的技术包括三效催化（TWC）、颗粒物过滤技术（DPF）、NOx选择性催化还原技术（SCR）、NOx储存还原技术（NSR）以及在此基础上开发的组合净化和四效催化技术。福州大学负责研制的FD型汽车尾气催化净化器性能达到欧Ⅳ、欧V排放限值，并实现工业化生产。FD型催化净化器在与垄断我国欧IV排放限值净化器市场的美、日、德等外企竞争中进入我国的一汽、长丰等汽车制造厂推广应用；昆明贵金属研究所和中国有色金属工业协会合作完成的“汽车尾气催化净化器的关键技术研究及产业化”。 四川大学在汽油车，摩托车，压缩天然气车和柴油车尾气净化催化剂的制备科学和技术方取得了突破，在机动车尾气净化催化材料和催化剂领域取得了一系列重要的科学创新。在此基础上，与四川中自科技有限公司合作成立了四川中自尾气净化有限公司。建立了高性能稀土储氧材料生产线，耐高温高比表面材料生产线和机动车尾气净化催化剂生产线。这是国内少有的具有自主知识产权，技术配套齐全，与国外公司处于同等水平的生产线。已批量向整车厂和主机厂提供汽油车，摩托车，压缩天然气汽车，柴油车和通机尾气净化催化剂，其中摩托车催化剂已得到铃木，雅马哈的大量使用。CNG车催化剂已成为国内的主要供应商。清华大学主持，华东理工大学、天津大学等多家单位合作完成了“稀土催化材料及在机动车尾气净化中的应用”。 室内空气催化净化---固体超强酸型光催化剂福州大学通过表面酸性的增强和半导体纳米粒子的量子尺寸效应使固体超强酸光催化剂的活性比国际标准光催化剂提高1~3倍；采用溶胶-凝胶、膜渗析及表面超强酸化等技术耦合的全新生产技术实现了纳米固体超强酸光催化剂的工业生产；把固体超强酸高效光催化剂与臭氧氧化技术有效耦合，并与高压静电除尘技术和负离子技术结合，使研制生产的光催化空气净化器具有全方位空气净化效果。研制成功纳米固体超强酸型高效光催化剂及其工业生产技术，设计建成光催化剂生产线并投入工业生产。应用该光催化剂研制开发成功光催化空气净化器、光催化自清洁抗菌瓷砖等新产品及其工业生产技术，实现了产业化。室温催化氧化甲醛和催化杀菌技术 甲醛是我国室内空气中最典型、最严重的污染物之一，室内空气中还存在一些致病微生物的污染，这些污染物对人体健康构成严重危害。中科院生态环境研究中心、过程工程研究所、北京亚都空气污染治理技术有限公司发明了室温条件下可催化氧化甲醛的新型高分散负载型贵金属催化剂和室温催化杀菌的系列载银无机催化材料及其规模化制备技术，并在北京亚都空气污染治理技术有限公司等合作单位实现了本发明技术的产业化应用，取得了良好的社会效益和经济效益。 水处理过程中的催化---有毒难降解有机污染物光催化降解中科院化学研究所在利用太阳光催化降解有毒难降解有机污染物方面取得多项成果：（1）在可见光照射下成功实现染料污染物的TiO2光催化有效降解和矿化，提出了与紫外光光催化反应不同的染料污染物可见光光催化降解机理；（2）设计并合成了一系列新型铁氮配合物及其负载型可见光光催化剂，发现其可见光照射下可有效活化H2O2以及O2降解并矿化有毒有机污染物，并提出了相应的可见光光催化反应机理；（3）研制成功非金属硼和氧化镍二元协同改性的TiO2基可见光光催化剂，在可见光照射下可有效地活化O2降解多氯酚等有毒有机污染物，通过对TiO2表面和体相改性的系统而深入的研究，澄清了一些国际上十分关注而又有争议的科学问题。臭氧催化氧化除污染技术我国城市水源中高稳定性、难降解有机污染物成为影响水质的关键污染物。哈尔滨工业大学发明了一系列臭氧多相催化氧化除污染方法，利用过渡金属氧化物的某些表面特性催化臭氧转化为具有强氧化能力的自由基，对高稳定性有机污染物的分解效率比单纯臭氧氧化提高2～4倍。臭氧催化氧化可有效地分解去除水中高稳定性有机污染物，降低水的致突变活性，显著提高出厂水的安全性。目前，哈尔滨工业大学发明的臭氧催化氧化除污染集成化技术已在我国一些水厂应用，显著地改善了水质，将III、IV类等受污染水源水处理达到生活饮用水水质标准要求。提高光催化环境污染控制过程能量效率的方法有毒有害污染物的高效处理一直是国际环境工程领域的难点，光催化被认为是控制这类污染物最具发展前景的新技术之一，但能量效率低制约了该技术的实际应用。针对"如何提高能量效率"这一亟待解决的关键科学问题，大连理工大学、清华大学开展了提高光催化环境污染控制过程能量效率的方法及应用基础研究，取得了明显的规律性创新结果。 5、煤基合成气化学 煤基合成气化学是指以煤和合成气为原材料的化学工业，通过对煤进行深加工，不断延长其产业链，通过催化剂的开发，可以开发出数百种乃至上千种化工产品和燃料油，具有产业链长、增值空间大、关联程度高、规模效益显著的特点发展前景广阔，三十年?砣〉昧酥匾埂� 甲醇制取低碳烯烃 (MTO)：大连化物所在上世纪八十年代初开展了由甲醇或二甲醚制烯烃催化剂及工艺技术研究，成功开发了磷硅铝（SAPO-34）分子筛廉价合成技术、微球催化剂制备技术和流化床反应工艺技术，在九十年代中期完成了中试规模放大。在基础研究和催化剂的性能改进工作基础上，开发了新一代甲醇或二甲醚制低碳烯烃的催化剂，进一步提高了烯烃选择性。该催化剂反应性能指标达到甲醇转化率100%，乙烯＋丙烯收率＞90%。大连化物所与陕西省新兴煤化工科技发展公司、中石化洛阳石化工程公司合作在世界上首次完成了万吨级规模甲醇制烯烃工业性试验，并命名为DMTO技术，其项目规模和各项指标已达到世界领先水平。神华（包头）世界首套180万吨/年甲醇制烯烃工业化装置投料试车成功，正式进入商业化运营阶段。这是世界上以煤炭取代石油大规模生产乙烯、丙烯等大宗石化原料的成套技术。 煤制油催化剂：早在1953年大连化物所进行了3000吨/年循环流化床合成油中试试验，因天然石油的大量开采，合成油的研究暂时退出舞台。 1980年代初，山西煤化所重新恢复了煤制油技术的研究与开发，先后経过固定床两段合成工艺；浆态床合成油技术；适合低温浆态床费托合成的微球形Fe-Cu-K/SiO2 (20-150m)催化剂；高温浆态床微球型(30-150m)铁基费托合成催化剂催化剂等的技术进步，其时空产率可达到1.2-1.5g油品/g催化剂，催化剂产油能力达到1500-1800吨油/吨催化剂，活性是传统固定床费托合成催化剂的10倍以上，是低温浆态床费托合成催化剂的4-5倍。2006年后成立了中科合成油技术有限公司，形成了我国煤制油产业发展的技术支撑实体。在伊泰、潞安和神华建成三个16-20万吨/年合成油示范厂并通过了中国国际工程咨询公司的考核验收，这标志着我国已完全掌握了先进高效的煤制油工业技术。2010年中科合成油公司开始进行360-540万吨/年煤碳间接液化商业厂的规划设计工作。2006年，浙江工业大学与神华集团签订了《合作框架协议》，承担煤制油关键催化剂开发。与中国神华煤制油有限公司合作，突破制约沉淀铁浆态床费托催化剂性能的关键因素，成功地开发了我国拥有自主知识产权的催化剂和制备工艺。 合成气完全甲烷化制替代天然气技术(SNG)：大连化物所在常压水煤气部分甲烷化催化剂及技术工业化应用的基础上，全面开展了煤制天然气高温高压催化剂及工艺技术的研究和开发，研发了系列的完全甲烷化催化剂，并进行了长时间（8000h）的催化剂性能测试；工业性试验验证了催化剂的各项指标和工艺技术的可行性，并编制完成了日产12万立方米SNG工业装置的成套工艺技术软件包；并集成了合成气完全甲烷化催化剂生产线，实现了催化剂的批量生产，该技术已经具备了进行工业化应用的条件。 煤制乙二醇：福建物质结构研究所与企业联手合作，成功开发了“万吨级CO气相催化合成草酸酯和草酸酯催化加氢合成乙二醇”（简称“煤制乙二醇”）成套技术。中科院福建物构所和上海金煤化工新技术有限公司已将全部煤制乙二醇技术入股通辽金煤化工有限公司，在内蒙古通辽市建设全球首套年产20万吨煤制乙二醇示范装置。但是，工芸过程仍存在技术瓶颈，経过刻苦攻关有望成为国内最大的乙二醇生产企业。 天然气干法脱硫：大连化物所针对天然气、油田伴生气、煤制气、炼厂气及含H2S的工业气体，从H2S传质入手研究开发成功了高硫容干法催化氧化脱硫剂。催化氧化脱硫剂的成功推广应用，在节约脱硫净化成本的同时，减少了脱硫过程对环境的二次污染，目前已在我国四大油田同时使用。 参考文献 1, 中国化学五十年：1932-1982---中国化学会编辑委员会，科学出版社，1985。 2, A brief overview of catalytic R & D in China Hongli Wang and Qin Xin Applied Catalysis A : General 4 416 (1998) 1-11 3, Interface-Confined Ferrous Centers for Catalytic Oxidation Qiang Fu, Weixue Li, Xinhe Bao et. al Science Vol.328 28 May 2010 4, Low-temperature oxidation of CO catalysed by Co3O4 nanorods Xiaowei Xie, Yong Li, Wenjie Shen et.al. Nature 458 (2009) 746-749. 5， Ionic Liquid: Applications in catalysis Dongbin Zhao , Yuan Kou et.al Catal. Today 2002 74 157. 6, Biomimetic Catalytic System Driven by Electron Transfer for Selective Oxygenation of Hydrocarbon Guanyu Yang, Jie Xu et.al J. Am. Chem. Soc., 2004 126, 10542-10543. 7, Asymmetric Catalysis with Metal Complexes in Nanoreactors Chemistry Qihua Yang ,Can Li et.al Chemistry-An Asian Journal 2008, 3, 1214-1229. 8，Reaction-Controlled Phase-Transfer Catalysis for Propylene Epoxidation to Propylene Oxide Xi Zuwei, et al. Science 292, 1139 (2001); 9，《当代中国科学技术总览》，梁清诲等人编，1992年，中国科学技术出版社; 国家三大奖目录（年度目?牐�--- 国家科学技术奖励工作办公室资料、科技部网站. [ Last edited by popsheng on 2011-12-21 at 15:20 ] |
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辛苦啦各位4楼2011-12-19 08:09:07
6楼2011-12-19 10:59:10
7楼2011-12-19 11:09:18
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xbhan198812楼
2011-12-19 19:06
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