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[成果] 1800160021 湖北
TN3 应用技术 专用化学产品制造 公布年份:2018
成果简介:该项目属于特种功能无机非金属材料学科光催化材料和技术在解决能源和环境问题方面有着非常广阔的应用前景,是国际化学、材料、能源和环境等领域的研究热点,高性能光催化材料的设计制备是该领域的研究热点和难点,光催化活性低和难以被可见光激活是光催化领域亟待解决的关键科学难题。项目在国家973计划、国家自然科学基金等项目的持续支持下,围绕石墨烯基半导体光催化材料的设计、制备、结构调控与性能增强,在国际上率先开展了深入系统的研究工作,取得了若干创新性研究成果,形成了自己的研究特色,其主要科学发现如下: 1.发现石墨烯可以增强TiO2纳米片的产氢活性,进一步发现层状MoS2/graphene复合材料可以协同增强TiO2光分解水产氢性能,其表观产氢量子效率为9.7%,远远超过纯TiO2或MoS2与石墨烯单独复合TiO2的光分解水产氢性能。 2.首次报道了还原氧化石墨烯(RGO)-ZnxCd1-xS纳米复合光催化材料具有优异的太阳光光催化分解水产氢性能,其产氢量子效率达到23.4%,其产氢速率是纯Zn0.8Cd0.2S的4.5倍。 3.第一次设计制备了两种层状石墨烯/氮碳化物复合光催化材料,该光催化剂具有优异的可见光光催化产氢性能,两种二维材料耦合在一起,具有大的接触面积和高的光生载流子分离效率。 4.发展了一种分级大孔/介孔TiO2-石墨烯复合光催化材料制备方法,该复合材料在分解丙酮时表现出非常好的光催化活性,其活性是国际标准光催化剂P25的1.6倍。 项目发展了多种新的石墨烯基光催化材料制备方法和材料体系,制备出多种高效稳定的光催化材料,极大地推进了国际光催化材料的研究与应用化进程,研究工作发表在JACS、Angew Chem IntEd、Nano Lett、Chem Soc Rev等多种国际著名期刊上,成果受到国内外同行的广泛关注和认可,8篇代表论文被Science、Nature Review Chem、Nature Mater、Nature Chem、Narure Energy、ChemRev、Chem Soc Rev、Prog Mater Sci等学科顶级期刊SCI他引4662次,单篇最高SCI他引1324次,8篇代表论文均是ESI高被引论文。主要完成人余家国和向全军入选汤森路透全球高被引作者,余家国还入选汤森路透2012年度全球最热门科学研究人员21人名单。
[成果] 1800290121 上海
TN3 应用技术 专用化学产品制造 公布年份:2018
成果简介:基于第三代半导体材料(如GaN、GaAs等)的先进电子器件在诸多国计民生与国家重大战略安全领域具有重要价值。然而,随此类电子器件的功能性、集成度、功率密度的持续提高,原有利用金属本身高导热率的散热架构已难以解决高密度热源的散热问题,相比之下,热管技术基于相变介质在密闭的导热腔体内蒸发-传输-冷凝过程中高效的热吸收、热传递、热释放特性,透过热管表面将发热体的热量迅速传递到热源外,其导热能力远超金属,可为解决先进电子器件的散热提供有效途径。高导热率器件微尺度气液相变机理研究。高导热率器件微尺度传热传质性能研究。高导热率器件用复合材料的设计与制备科学研究。高导热率器件结构设计与优化机制研究。高导热率器件集成及应用基础研究。
[成果] 1800230129 河北
TQ42 应用技术 专用化学产品制造 公布年份:2018
成果简介:精细化学品广泛应用于医药、农药、功能材料等行业,在国民经济中占有重要地位。然而精细化学品生产中仍存在效率低、能耗高、污染重等问题,采用催化法代替传统的化学合成法是解决上述问题的有效途径,是精细化工发展的大势所趋。制约催化法应用的关键是如何制备高效催化剂,这正是该项目所力图解决的问题。该项目在国家自然科学基金和河北省自然科学基金的支持下,以构筑高效纳米催化剂为目标,经过十余年探索,突破了纳米催化剂制备的关键技术,制备出系列高效镍基、铜基纳米催化剂和固体酸催化剂,并与6家企业合作应用于15个精细化学品的绿色合成,建立了相关产品的绿色生产工艺,取得了如下自主创新成果: 1.突破了高效镍基纳米催化剂制备关键技术,实现了己二胺哌啶等精细化学品的清洁生产。针对不饱和化合物加氢反应中存在的贵金属催化剂价格昂贵,骨架镍催化剂易燃、不环保等问题,通过对催化剂结构、酸碱性等的调控,制备出同时具有高活性、高选择性和高稳定性的镍基纳米催化剂,建立了系列不饱和化合物的绿色加氢工艺,在赢创天大(辽阳)化学助剂有限公司等企业实现了己二胺哌啶等产品的清洁生产。 2.制备了系列高效铜基纳米催化剂,实现了烷基哌嗪等精细化学品的连续高效绿色合成与生产。针对以卤代烷烃等为原料的N-烷基哌嗪合成中存在的选择性差、产生大量高盐废水等问题,以醇为烷基化试剂,在国际上首次采用自主研发的超声溶胶-凝胶法,制备出系列高效铜基纳米催化剂,在绍兴兴欣化工有限公司实现了N-乙基哌嗪等烷基哌嗪的连续高效绿色合成与生产。 3.建立了基于高效固体酸催化剂的1,2-戊二醇等精细化学品的绿色生产工艺。针对液体酸催化存在的合成效率低、污染严重等问题,通过对催化剂酸中心数量和种类的调控,制备出高效固体酸催化剂。建立了1,2-戊二醇的绿色合成工艺,在新乡市巨晶化工有限责任公司成功投产,并实现出口创汇;建立了喹啉及其衍生物的绿色合成工艺,在邯郸惠达化工有限公司实现工业化生产。 该项目通过高效纳米催化剂制备关键技术的开发,取得了一系列创新性成果,获中国授权发明专利12项;相关基础研究发表学术论文38篇,其中被SCI检索32篇。已建成年产千吨的己二胺哌啶、烷基哌嗪和1,2-戊二醇生产装置,生产规模均为亚洲最大,产品累计销售额超过23.7亿元。近三年累计新增销售额146852.5万元,累计新增利润28101.7万元;同时减少了污染,改善了生产环境,保护了工人的身体健康,新增了就业岗位,并带动了下游医药、农药、表面活性剂、光稳定剂、化肥等产业的快速发展。大连理工大学彭孝军院士评价:“该成果为相关精细化学品的绿色高效生产提供了可靠的技术支持,提升了中国相关精细化工企业的国际竞争力”;中山大学长江学者、国家杰青纪红兵教授评价:“该成果推动了下游医药、农药、光稳定剂等产业的快速发展,符合国家节能环保的发展战略”。
[成果] 1800240166 江苏
TN3 应用技术 专用化学产品制造 公布年份:2018
成果简介:太阳能光伏发电是未来新能源的重要组成,其中晶硅太阳电池是光伏应用的主流。长期以来,采用传统酸制绒技术制备多晶硅微米绒面,光反射损失高达12%,是制约其电池光电转换效率提高的主要因素。常规黑硅技术可使光反射大幅下降,但电池电性能严重受损,一直未能在光伏行业应用。因此,光伏行业迫切需要高效率、低成本、可量产的纳米黑硅技术。该项目自2012年始,在国家自然科学基金、省科技计划、校企合作等项目支持下,针对常规黑硅导致电学性能降低问题,提出大幅降低纳米结构高宽比、从而减少器件表面光生载流子复合的新思路,自主研发了金属催化化学刻蚀(MCCE)湿法黑硅技术,达到显著提升电池性能的效果。该技术2012年开始在相关光伏企业进行试生产,并于2015年在世界上率先实现了产业化。 主要发明创新点如下: 1.发明了适合多晶硅太阳电池产业化生产的MCCE黑硅技术。在反应离子刻蚀干法、金属辅助刻蚀湿法黑硅技术的研究基础上,采用通过后修正刻蚀的方法调控纳米陷光结构的高宽比,在多晶硅表面实现了“开放型纳米绒面”,电池的光学和电学性能得到同步提升,首次报道超过产线效率。2014年在Adv. Funct. Mater.详细报道了该湿法多晶黑硅太阳电池技术,论文发表后他引38次,该技术同步申请中国和国际发明专利,并扩展到硅基光分解水领域。 2.发明了基于MCCE的金刚线切硅片“亚微米绒面”制备技术。针对金刚线切多晶硅片采用传统酸制绒反射率高、残留线痕明显、电池效率低的难题,提出应用MCCE在硅片表面引入“纳米人工缺陷”、再用常规酸制绒形成可匹配可见光波段的亚微米陷光绒面新思路。MCCE技术被光伏行业誉为打开金刚线切技术产业化的金钥匙,电池综合成本下降30%以上。 3.发明了基于MCCE的单面制绒技术。针对常规制绒技术形成正、背双面绒面(背面结构多余,需后续刻蚀去除),化学品用量大、废液处理成本高等问题,提出将抛光后硅片两两相叠,再利用MCCE仅在硅片外表面形成纳米绒面的新思路,实现了正面陷光、背面平整的单面制绒技术。该技术已在企业试生产,产能翻番,化学品用量下降近一半,制绒成本大幅降低近40%。 历经5年,团体成员解决了多晶硅电池制绒工艺中多个“痛点”问题,使得湿法黑硅技术从实验室成功走向产业化。该团队黑硅相关技术获授权发明专利10项,发表黑硅技术相关论文20余篇。在国内外光伏学术和行业大会做专题报告10余次,3次获大会优秀论文荣誉,并得到媒体广泛报道。 湿法纳米黑硅是中国光伏行业少有完全自主研发的高效电池技术,成本低、具有普适性,大大提升该省乃至中国在光伏领域的技术领先性和竞争力;该技术直接应用单位近两年产值达18.63亿,并引发光伏产业链如金刚线生产、金刚线切片机、切片、湿法黑硅制绒设备等企业的变革和崛起。2018年全行业湿法黑硅电池产能超过20GW,产值超千亿,社会和经济效益良好,应用前景广阔。
[成果] 1800220308 安徽
TQ42 应用技术 专用化学产品制造 公布年份:2018
成果简介:该项目属于物理化学学科催化研究领域,研究方向为光催化化学。光催化技术由于能够利用太阳光在光解水制氢、污染物去除、二氧化碳的还原、固氮及有机物的选择性转化等方面具有重大的应用前景,已成为化学、物理、材料等多学科领域研究的热点。光催化研究的前沿问题是设计制备出高量子效率的、能被长波光激发、性能稳定的光催化剂。本申报奖项目是在2项国家自然科学基金面上项目的资助下,瞄准光催化研究的前沿和热点,重点在复合半导体异质结光催化剂的设计、构建及其光生载流子的转移机制等方面开展深入、系统的研究工作,取得若干创新性研究成果,形成自己的研究特色,主要科学发现如下: (1)提出了光生电子和空穴全利用的新策略。实现同一体系中光生电子还原硝基苯为苯胺和空穴氧化芳香醇为芳香醛的两个独立反应的有机耦合,为有机物的选择性氧化和还原转化同步的进行提供了新的路径。同时该发现对有机物体系耦合产氢、二氧化碳与有机物体系耦合还原、与有机物体系耦合固氮等提供了新思路。 (2)发现了II型异质结两种载流子分离途径相互转换的新规律。揭示了具有II型能带结构的窄带隙异质结光催化剂载流子分离途径转换的新规律,即窄带隙半导体中一类导带位较负与另一类价带位较正组成的异质结光催化剂光生载流子的band-band和Z-scheme转移两种途径可以相互转换,建立了Z-scheme载流子转移机制模型,具有普遍指导意义,为设计高效的异质结光催化剂提供了新的思路。 (3)创建了I型到II型异质结能带结构转变的新方法。基于能带结构的调整实现了I型异质结向II型异质结的转变,揭示了I型异质结向II型异质结的转变的机制,为深入认识I型异质结具有的高效载流子分离效率提供了新的视角。该项目提出了光生电子和空穴全利用的新策略,拓展光催化研究的新体系;发现了II型异质结两种载流子分离途径相互转换的新规律,建立了Z-Scheme的理论模型;创建了I型到II型异质结能带结构转变的新方法。 该申报奖项目发表的8篇代表性论文包括(Appl. Catal. B: Environ., IF=9.45)论文3篇,(Chem. Eng. J., IF=6.22)论文2篇,(J. Hazard. Mater., IF=6.07)论文2篇,(Catal. Commun., IF=3.33)论文1篇。8篇代表性论文被SCI他人引用1064次,8篇论文中有6篇为ESI高被引论文。研究成果被学术期刊Chem. Rev.、J. Am. Chem. Soc.、Chem. Mater.等及专著Adv. Organomet. Chem.等引用和评述。多次在国内外学术会议上作交流及邀请报告。
[成果] 1800280011 重庆
TQ42 应用技术 专用化学产品制造 公布年份:2018
成果简介:1.主要研究内容电催化和光催化材料是解决能源短缺和环境污染的重要选择。该成果系统探索了AuPdPt-WC/C等新型光/电催化材料的制备工艺和条件,研究了制备方法对材料微观结构的影响及晶体生长机理,研究了其光/电催化性能与机制。该成果对设计开发绿色制备、低成本、性能优异的光/电催化材料具有重要的理论意义和实用价值。 2.科学发现点 (1)探索出简便环保、温和液相法制备光/电催化材料的多种新途径,发现CuS空心球的“四步骤”生长机理及Cu2O纳米方块的“形核-膨胀-收缩”尺寸控制机理;十六烷基三甲基溴化铵有利于促进钨酸铵水解形核和有机分子在表面的成膜碳化。 (2)首次提出将CuS空心球在碱性电解液中作为氧化还原反应的阴极催化剂;Pt-WC/C复合材料在室温下氧还原电催化性能良好;PtPd-WC/C和AuPdPt-WC/C催化材料具备优越的析氢电化学性能。 (3)发现量子限域效应对纳米材料的光吸收影响显著;除了半导体材料中电子-空穴对的复合能导致材料的发光外,其他的缺陷也能引起发光,可对调制材料的发光提供参考;半导体间的复合有利于半导体中非平衡载流子的分离,提高对电子/空穴的利用率。 3.科学价值该项目探索制备光/电催化材料的新途径,提出了新思想、建立了新方法,将丰富光/电催化材料的种类,拓宽对其光学和电学性能的认识,对材料科学、半导体科学、信息技术与纳米科技的融合与发展具有重要的科学意义和潜在的应用价值。 4.同行引用及评价该成果已在Nanotechnology, CrystEngComm, J. Electrochem. Soc., Electrochem. Commun., Adv. Mater., J. Phys. Chem. C等国际期刊发表主要论文20篇,SCI他引共计1030次。这些文章被Chem. Soc. Rev., Energy Environ. Sci., ACS Nano, Adv. Mater.,AppliedCatalysisB:Environmental,SensorsandActuatorsB:Chemical, Electrochimica Acta, Journal of Materials Chemistry A等高档次学术杂志所引用。获准发明专利1项。项目组成功立项国家自然科学基金、国家重大科学研究计划及重庆市自然科学重点基金等课题。
[成果] 1800280099 重庆
TQ42 应用技术 专用化学产品制造 公布年份:2018
成果简介:该项目属于材料合成与加工工艺领域,脱硝脱汞新型催化剂制备技术及应用符合国家环保政策及绿色发展战略。针对传统SCR脱硝催化剂难以适应中国高硫、高灰、高汞燃煤烟气而导致的催化剂失活、使用寿命缩短、脱硝成本增加等问题,以及实现燃煤烟气协同脱硝脱汞目标,在“国家科技支撑计划”、“国家863计划”等项目支持下,重庆大学与国家电投集团远达环保催化剂有限公司(原“重庆远达催化剂制造有限公司”)、国家电投集团远达环保工程有限公司(原“中电投远达环保工程有限公司”)通力合作,开发了具有完全自主知识产权、集多项核心技术于一体、适应中国恶劣燃煤烟气条件的脱硝脱汞催化剂配方及制备关键技术。 主要取得以下创新性成果: (1)开发了适应中国恶劣燃煤烟气条件的催化剂载体材料; (2)开发了适应中国高硫、高灰、高汞燃煤烟气的协同脱硝脱汞SCR催化剂配方; (3)建立了SCR催化剂设计方法及配方优化系统; (4)开发了新型脱硝脱汞催化剂制备的关键技术及工艺。 该项目开发的新型脱硝脱汞催化剂性能指标达到了国内领先水平,部分指标达到国际先进水平。与国内传统催化剂相比,该新型催化剂生产成本降低30%,脱硝效率提升10%以上,同时可以实现对燃煤烟气中汞的氧化脱除,脱汞效率达到70%以上,耐磨强度提升了30%,使用寿命达到24000h以上。该新型催化剂在抗压性能、耐磨性能、脱硝率、脱汞率以及SO2氧化率等主要技术指标方面达到国际先进水平。该项目已获得国家发明专利34项。在《Applied Catalysis B: Environmental》、《Chemical Engineering Journal》、《Catalysis Communications》、《燃料化学学报》等国内外权威期刊发表SCI、EI论文56篇。主持国家标准2项,参编行业标准8项。 该项目自实施以来,在全国范围内实现了大规模推广应用,取得了显著的经济效益。该新型催化剂已累计生产18.5万方,在江苏、上海、重庆、贵州、内蒙古等13个省的156个燃煤电厂实现了成功应用。该项目应用以来,累计产值达56.28亿元,新增利税9.57亿元,其中,近三年实现累计产值23.42亿元,新增利税3.97亿元。未来五年,预计将实现产值42亿元,推广应用前景光明。
[成果] 1800250194 山东
TQ41 应用技术 专用化学产品制造 公布年份:2018
成果简介:项目属精细化工领域。 对苯二甲酸二辛酯(DOTP)广泛用作高分子材料的增塑剂,由对苯二甲酸与异辛醇直接酯化制备,其生产存在以下弊端:原料对苯二甲酸难得且价高,生产成本难与DOP竞争;第二个羧基酯化困难,转化率低,升温后副反应明显增加;钛酸烷基酯等催化剂不能重复使用、三废处理量大。乙二醇是一种用途广泛的工业原料,由于聚酯工业需求强劲,国内市场对其需求保持快速增长态势,尽管中国先后有多套生产装置建成投产,但仍需大量进口。 聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一种性能优良、用途广泛的高分子材料,中国每年约产生500万吨废PET,主要采用切片、造粒等技术生产附加值较低的再生材料进行二次使用。这些材料使用后不能再循环利用,未能实现废PET真正意义上的资源化利用,并导致环境污染。废PET与异辛醇的酯交换反应可制备DOTP和乙二醇两种用途广泛的精细化工产品,该法不仅可以解决原料对苯二甲酸难得价高的问题,还可减少废PET污染,变废为宝,实现废PET的高值化利用。 项目组在国家自然科学基金项目、教育部和山东省科技计划项目的资助下,经过10余年的潜心研究,创新制备了B-L双酸中心可调控且兼有协同催化效应的新型双酸催化剂,并在废聚酯、废油脂、松香松节油等资源深加工中得到成功应用,获授权国家发明专利6件,发表SCI学术论文9篇。 基于上述工作,该项目将创制的具有B-L双酸活性中心的新一类双酸催化剂用于催化废PET与异辛醇的酯交换反应,采用先进的反应-萃取分离耦合技术,高效制备出DOTP和乙二醇两种用途广泛的高值精细化工产品。工艺技术优势如下:废PET原料来源丰富、价廉易得;B-L双酸催化剂兼备酸中心可调控和协同促进的催化性能,有效降低反应活化能,具有催化活性高、选择性好、反应时间短、反应温度低、后处理简单、三废少、可自动分离和循环回用等突出优点;采用先进的反应-分离耦合技术实现了乙二醇从反应体系的及时分离和高效回收,解决了乙二醇不能及时分离而发生脱水缩合副反应,降低产品收率和品质的技术难题。 该项目分别在山东朗晖石油化学股份有限公司和无棣永昕生物工程有限公司进行了推广应用,单套装置的DOTP生产能力达8万吨/年。主要技术和质量指标为:废PET转化率100%,产品DOTP收率大于98%、含量大于99.5%,乙二醇收率大于98%、含量大于99.0%。近3年已累计加工处理废PET8.8万吨,生产DOTP17.4万吨和乙二醇2.8万吨,实现销售收入18.75亿元,新增利润3.15亿元和利税1.84亿元,增加就业岗位人数246个,经济和社会效益十分显著,为废PET资源化高值利用提供了新的示范工艺,推动了中国增塑剂产业及相关行业的可持续发展。 经测试表明,产品各项质量与国外进口产品齐平或更佳,可替代进口产品,满足市场要求。2017年06月由第三方评价机构青岛中天智诚科技服务平台有限公司主持的青岛市科技成果标准化评价结果为:项目整体技术达到国际先进水平。
[成果] 1800250197 山东
TQ42 应用技术 专用化学产品制造 公布年份:2018
成果简介:该项目成果是以青岛科技大学承担的国家自然科学基金项目为基础,与华电青岛环保技术有限公司联合开发的新型宽温烟气脱硫脱硝催化剂的关键技术,旨在提高催化剂的低温脱硝脱硫效率和使用寿命,降低环境污染物排放及环保风险,为热电厂的清洁生产及节能减排提供保障。 一、所属科学技术领域:化工与环境科学。 二、主要技术内容: 燃煤电厂烟气作为大气污染物SO2和NOx的主要来源,严重影响人们的生存环境和生活质量。随着环保法规的日益严苛、人们环保意识的增强以及中国火电行业现状,对烟气脱硫脱硝关键技术—催化剂提出了更高的要求。国外引进的催化剂尽管能够保证质量,但不一定适应中国火电厂高灰、高硫等的恶劣条件,催化剂的使用寿命和实际脱硝效果得不到保障。因此,开发一种适宜于中国电厂烟气特点的高性能催化剂是实现电厂清洁生产的关键。 针对以上问题,青岛科技大学以承担的国家自然科学基金项目为基础,与华电青岛环保技术有限公司等产学研结合,开发出具有自主知识产权的新型宽温催化剂合成工艺,以具有大比表面和多酸性位的分子筛-活性炭改性的纳米TiO2作为新型复合载体,取代传统的进口钛基载体,实现了催化剂载体材料的自主创新;在此基础上,创新性的通过调整载体Zeta电位进行载体表面改性,采用特殊手段对前驱体进行剪切全混,浸渍固载离子液体制备了低温脱硫脱硝催化剂,极大地拓宽了催化剂的使用温度区间;与此同时,项目组自主研发的端面硬化活性水溶胶在催化剂成品的应用,有效的增加耐磨物质的负载量,硬化后的催化剂磨损率可降低至0.1‰,延长催化剂的使用寿命。经厂家试用证明项目研发产品与市场同类产品相比,稳定性与实用性更好,生产成本更低。该项目申报国家发明及实用新型专利16项,获得授权10项。发表高水平论文20余篇。 三、授权专利情况: 1、用于烟气选择性还原脱硫的活性炭基催化剂的制备,ZL201110259513.0; 2、烟气脱硝用催化剂及其制备工艺,ZL201110056859.0; 3、一种硅烷化改性分子筛的制备方法,ZL201410707091.2; 4、SCR脱硝催化剂端面硬化水凝胶及其制备方法,ZL201511015705.1; 5、铜基催化剂的制备方法,ZL201410310598.4; 6、铜基催化剂载体的制备方法,ZL201410309104.0; 7、用于柴油脱硫反应的催化剂、制备方法及应用,ZL201310291024.2; 8、烟气脱硝用蜂窝式催化剂,ZL201120060952.4; 9、SCR脱硝催化剂端面硬化装置,ZL201521119471.0; 10、SCR脱硝反应器,ZL201521119568.1。 四、技术经济指标: 主要技术指标:①脱硝效率%≥92,②出口Nox值≤50mg/Nm3③脱硫效率%≥90,④使用温度,220-450℃,⑤空速3000-6000h-1,⑥氨逃逸(标态,干基,6%O2)≤2.5mg/Nm3,⑦寿命≥28000小时。 产品经济指标:该产品的生产成本为1.133万元/m3,售价为2万元/m3,与市面上同类产品售价持平,但该产品使用寿命较同类产品高10%以上,因此性价比更高;产品利润率也位于同类产品前列。 五、应用推广及效益情况: 课题采用新工艺、新技术开发的新型催化剂,可替代同类进口产品用于电厂烟气净化改质,对保护环境、发展绿色清洁生产具有推动作用,满足热电行业节能减排的迫切需求。 近三年已累计生产销售该催化剂产品22566.8立方,实现相关产品销售收入3.98亿元,产生利税7111.2万元。
[成果] 1800180081 上海
TQ42 应用技术 专用化学产品制造 公布年份:2018
成果简介:该发明属于化工反应技术领域,涉及生物催化剂的定制和应用关键技术。高附加值手性化学品在医药、农药和食品香料等领域具有广泛的应用,但其工业生产大多采用金属有机催化剂,存在反应条件苛刻、重金属残留、环境污染等问题,因此亟需研发清洁高效的生物催化生产技术。但要真正实现其产业化应用,仍存在工业生物催化剂严重匮乏且研发周期长,酶促反应过程效率低、成本高,缺乏有效集成的酶-化学偶联反应与提取技术等技术瓶颈问题,因此制约了中国相关产业绿色转型升级的步伐和速度。 在国家自然科学基金重大、重点项目和973计划、863计划以及上海市重点科技攻关项目的持续支持下,经过十多年技术攻关,形成如下成果:1)针对(R)-硫辛酸等生产所需工业生物催化剂长期空白的技术难题,发明了高效羰基还原酶的快速定制和分子重构技术,将酶催化剂的研发周期由1-2年缩短至1-2周,并使其性能达到工业应用的要求,实现了工业生物催化剂“从无到有”的突破;2)针对手性醇等化学品生产所需辅酶成本高、底物溶解度低和酶稳定性差的问题,发明了辅酶原位高效再生技术、非水相酶反应技术和pH实时调控的羰基生物还原技术,实现了酶催化反应工艺“从有到优”的跨越;3)基于手性醇合成用酶快速定制、辅因子原位再生和反应系统的精准调控,发明了酶-化学偶联法合成(R)-硫辛酸的高效绿色生产工艺,突破了传统合成工艺步骤多、溶剂和能源消耗大、产品收率低等产业化技术难题,在全球率先实现了(R)-硫辛酸的绿色化学-酶法工业化清洁生产,替代了繁琐的全化学拆分工艺,使得反应步骤减少一半,(R)-硫辛酸总收率由25%提高至55%,能源消耗降低25%,综合成本降低27%。 该成果获发明专利授权26项,申请国际专利1项,发表相关SCI论文45篇,他引530次。该项目已经在苏州富士莱医药股份有限公司、江西科苑生物药业有限公司等企业推广应用,建成了10吨生物反应器规模的工业化生产线,(R)-硫辛酸年产能力50吨,其衍生物(R)-硫辛酸氨基丁三醇盐的年产能力20吨。三年累计为企业新增产值逾9.79亿元、利润1.82亿元,新增税收5935万元,出口创汇9673万美元。项目实施后合作企业相关产品的国内市场占有率由50%提高到75%,国际市场占有率达到65%。该项目的实施改变了中国手性化学品生产的行业格局,替代了步骤多、污染严重的落后生产工艺,在国际上率先实现了(R)-硫辛酸的清洁化学-酶法工业化生产,取得了显著的经济、环境和社会效益,对中国传统化工产业的绿色转型升级具有引领和示范作用。
[成果] 1700520381 北京
TQ42 应用技术 专用化学产品制造 公布年份:2018
成果简介:项目原创发明了一种新型复合离子液体,替代传统的氢氟酸/浓硫酸作为催化剂,开发成功出一项全新的绿色、安全、环保的碳四烷基化技术。其核心创新为:1)研制发明了高活性和选择性的复合离子液体催化剂;2)复合离子液体碳四烷基化新工艺;3)新型烷基化反应器、旋液分离器等专用设备。并建成世界首套10万吨/年复合离子液体碳四烷基化工业装置。三年长周期运行结果表明:烯烃转化率100%,烷基化油辛烷值RON稳定在95以上,最高可达98.5,吨烷基化油的催化剂当量消耗3公斤,能耗135kgEO。装置运行安全稳定,技术成熟可靠,总体技术处于国际领先水平,具有广阔的应用前景和推广价值。该技术克服了浓硫酸与氢氟酸烷基化工艺存在严重设备腐蚀及潜在环境污染与人身危害等问题,更加安全环保,为商品汽油的清洁化和全面质量升级,尤其是已颁布的国VI标准汽油的生产,提供了一种崭新的解决方案。该技术打破了国际石油公司清洁油品生产的技术垄断,具有良好的环境、社会和经济效益。
[成果] 1700520392 辽宁
TQ12 应用技术 专用化学产品制造 公布年份:2018
成果简介:该项目深入系统地开展了化学气相沉积(CVD)法和化学氧化剥离法制备高质量石墨烯材料及其在储能、光电和复合材料领域应用的基础研究,取得了多项原创性成果:提出了以多孔金属为生长基体的模板导向CVD方法,制备出高导电、柔性的石墨烯三维网络结构材料,并研制出基于该材料的高性能弹性导体和轻质高效的柔性电磁屏蔽材料,拓展了石墨烯的物性和应用。揭示了石墨烯边界依赖的生长动力学,率先制备出毫米级高质量单晶石墨烯,发明了普适的电化学气体鼓泡无损转移方法,为石墨烯在光/电子器件中的应用奠定了基础。结合石墨烯和高容量金属氧化物的结构性能特点,提出将两者复合的思路,制备出锂离子电池和超级电容器用高性能石墨烯锚固金属氧化物纳米颗粒复合电极材料,发现并阐明了两者之间的协同储能效应。提出了氢电弧快速加热膨胀解理与还原方法和高效、无损的氢碘酸还原方法,显著提高了还原氧化石墨烯材料的导电性,为石墨烯的规模制备和应用研究奠定了基础。该项目发表在Nature Materials等的8篇代表性论文在国内外产生了重要影响,得到了石墨烯发现者AK Geim教授等的高度评价和广泛引用,截至2017年2月共被SCI他引4464次,2篇SCI他引超过1100次,1篇入选“2006-2016年中国高被引论文中被引次数最高的10篇论文”,极大推动了石墨烯材料的制备科学和应用技术的发展。
[成果] 1800300247 北京
TQ31 应用技术 专用化学产品制造 公布年份:2018
成果简介:所属类别:重污染行业水污染控制技术技术来源:自主研发,申请1项国家发明专利。 适用范围:印染行业——废水处理基本原理: 铁盐和铝盐是常用的无机絮凝剂。研究表明,供筛选絮凝剂脱色能力顺序为:铝盐>聚铁>三价铁>二价铁,镁盐复配后,絮凝剂脱色效能提高。利用当地丰富的镁矿资源,采用热熔-复配二步工艺制备出聚合铝镁复合混凝剂。该絮凝剂在中性和较宽的碱性条件下,有良好的絮凝效果,适合于具有碱性的印染废水的脱色絮凝处理。利用当地丰富天然资源,制备了一种对碱性印染废水具有很好脱色效果的高效絮凝剂。 工艺流程: 制备流程:酸溶镁粉及铝土矿——压滤——镁铝混合液——赤泥调碱——制得成品应用流程:生化处理后经过二沉池的废水——调节pH——铝镁絮凝——沉淀——排放
[成果] 1700240167 广西
TQ35 应用技术 专用化学产品制造 公布年份:2017
成果简介:技术领域:该发明涉及醋酸丁酸/醋酸丙酸纤维素的方法,特别是一种采用机械活化强化法制备醋酸丁酸纤维素/醋酸丙酸纤维素的方法。背景技术:纤维素衍生物的开发由来已久,尤其是⒛世纪⒛年代以来,随着能源及石油资料有限性的认识,以及纤维素材料制品本身具有着其他合成高分子材料所不具备的特性,在高分子材料领域的研究和利用中,纤维素衍生物越来越受到重视。纤维素酯是其中一种重要的纤维素衍生物。CAB、CAP传统的制备方法:醋酸经高温裂解法制成醋酐。醋酐与丁酸以酸酐交换法制成丁酐。利用精制棉短绒以硫酸为触媒,醋酸、丁酸为溶剂与醋丁酐进行均相酯化反应即得粗制品,再经水解、中和、沉析、水洗、蒸煮、干燥得最终成品醋酸丁酸纤维素。传统方法中离子液体溶解纤维素方法需预处理过程(液相法需要预先活化纤维素:冰醋酸、乙酐浸泡12小时以上)及水解过程(液相法均需要水解与反应时间同等的时间),制备工艺过程耗时,效率低。CN2008101066.X,—种制备醋酸丙酸纤维素或醋酸丁酸纤维素的方法,该发明公开了方法包括以下步骤:a.将纤维素与能够溶解纤维素的离子液体混合,得到含有纤蛙素的离子液体溶液;b.将1)乙酰化和丙酰化试剂或乙酰化和丁酰化试剂加入含有纤维素的离子液体溶液中,在40-120℃反应1-24小时,优选1-12小时,得到反应混合液;c.向所述的反应混合液中加入C1-C3的低级脂肪醇,过滤含有低级脂肪醇的反应混合液。d.将过滤得到的固体干燥后,得到醋酸丙酸纤维素或醋酸丁酸纤维素。以上现有技术CAB和CAP的制备过程耗时长、工序复杂不易控制导致成本高,且纤维素具有高结晶度,可及度低,难以发生化学反应7粗品提纯过程要求严格,产品的酰化度不高造成产品理化性能差,难以满足环保、高品质涂料的需求。技术内容:该发明的目的是克服醋酸丁酸纤维素/醋酸丙酸纤维素制备方法存在制备过程耗时长、工序复杂不易控制导致成本高,且纤维素具有高结晶度,可及度低,难以发生化学反应,粗品提纯过程要求严格,产品的酰化度不高造成产品理化性能差,难以满足环保、高品质涂料的需求等问题,提供一种采用机械活化强化法制备醋酸丁酸纤维素/醋酸丙酸纤维素的方法。技术的创造性与先进性:(1)该发明以球磨机为反应器,采用机械活化强化的方法制备醋酸丁酸纤维素/醋酸丙酸纤维素,与现有的生产醋酸丁酸纤维素/醋酸丙酸纤维素的方法相比,具有工艺简单、无污染的特点。 (2)该发明在l-4h内完成纤维素的两种酯化,得到想要的纤维素混合酯。并且无需预处理过程(液相法需要预先活化纤维素:冰醋酸、乙酐/丙酐浸泡12小时以上)及水解过程(液相法均需要水解与反应时间同等的时间),且该方法采用机械活化强化反应改性技术,工艺简单,易操作,成本降低,生产过程无“三废”排放。(3)采用该发明方法,CAB中乙酰基含量为0-40%,丁酰基含量为0-40%;CAP中乙酰基含量为0-40%,丙酰基含量为0-40%。同时,通过对反应条件及酰化剂的量的控制,乙酰基和丁酰基/丙酰基取代纤维素上的羟基的比较可控,从而得到所需要物理化学性质的CAB/CAP。
[成果] 1700240170 广西
TQ43 应用技术 专用化学产品制造 公布年份:2017
成果简介:该发明属于中纤板用胶粘剂制备技术领域,涉及脲醛树脂胶粘剂的生产方法,尤其涉及防潮环保脲醛树脂胶粘剂及其生产方法。中国是世界上人造板生产大国,但是产量虽大,品种却不多,特别是功能性品种太少。2010年开始实施的中密度纤维板新国标GB/T11718-2009按不同的使用条件对中纤板进行分类,对潮湿状态下使用的中纤板不但提高了吸水厚度膨胀率的指标,还要求通过防潮性能测试,以保证在潮湿状态下使用的中纤板仍有相当的强度。一般说来,纤维板的物理力学性能指标及环保指标(甲醛释放量)均要依靠所采用的树脂胶粘剂来保证。脲醛树脂胶粘剂至今仍是人造板胶粘剂的主要胶种。但以普通脲醛胶压制的中纤板是无法通过防潮性能测试的。也就是说要达到防潮性能要求,故必须对脲醛胶进行改性。该发明提供一种新的三聚氰胺改性脲醛胶粘剂的生产工艺和复合助剂配方,即在传统的弱碱-弱酸-弱碱三步制备脲醛树脂胶粘剂工艺技术基础上,利用复合助剂中多组份的协同增效作用,提高耐水性、粘接强度并降低甲醛释放量。具体技术方案是甲醛(F)与尿素(U)的摩尔比为1.1-1.2,复合助剂添加量W为45-75g/kg(F+U);采用两次甲醛投料,三次终点控制,四次尿素投料的工艺,保证了以较少的三聚氰胺生产出防潮环保中纤板。以此胶制成的防潮环保中纤板,性能可达到国标GB/T 11718-2009所制订的相应要求。 该发明的创造性体现在开发出一种复合助剂,因而可采用通常制E2级人造板所采用的较高摩尔比(F/U=1.1-1.2),制出防潮E1级纤维板。避免低摩尔比所引起的物理力学性觖下降的情况。先进性体现在对传统的加料方式、次数和终点控制进行改变。如甲醛分两次投料(代替传统的一次投料),复合助剂分三次投料并进行三次终点控制(代替传统的一次终点控制),尿素分四次投料(代替传统的三次投料),从而解决了三聚氰胺引起的反应过快、胶的固化时间过长等问题。
[成果] 1700240171 广西
TQ43 应用技术 专用化学产品制造 公布年份:2017
成果简介:该发明属于刨花板用胶粘剂制备技术领域,涉及脲醛树脂胶粘剂的生产方法,尤其涉及防潮E0/E1级脲醛树脂胶粘剂及其生产方法。国内大多数刨花板生产厂家都只生产干燥条件下使用的家具及室内装修用刨花板。按照刨花板新国标GB/T4897-2003,对刨花板增加了在潮湿状态下使用的结构用板和在潮湿状态下使用的增强结构用板的要求,规定潮湿状态下使用的刨花板不但对吸水厚度膨胀率提高标准,还要求通过防潮性能测试,以保证在潮湿状态下使用的刨花板仍有相当的强度。尽管采用耐水性良好的酚醛树脂、三聚氰胺树脂或异氰酸酯作胶粘剂可以获得良好防潮及环保性能。但价格过高,市场较难接受。而脲醛树脂胶粘剂具有价格低、粘接强度高、水溶性好、颜色浅等优点,但以普通脲醛胶压制的刨花板无法达到防潮性能要求,故必须对脲醛胶进行改性。常规的三聚氰胺改性能提高耐水性,并降低甲醛释放量,但仍不具备防潮性能,而且三聚氰胺用量又太高,导致成本过高。为使市场更易接受,必须寻找在保证质量达标的前提下,开发新的脲醛树脂改性工艺以降低成本。该发明提供一种新的脲醛树脂胶粘剂改性的方法。该发明采用甲醛与尿素的摩尔比F/U=1.16-1.26,三聚氰胺添加量为65-75g/kg(甲醛与尿素的质量)。技术的关键点是加料方式的改变,在第一阶段(尿素与甲醛进行加成反应)时所加入的第一批三聚氰胺;当第一终点到达后,加入第二批甲醛、第2批三聚氰胺及少量助剂,在接近中性条件下进行反应;在树脂达到一定粘度后再加第二批尿素和第3批复合助剂,继续反应至树脂达到一定粘度后再加入第三批尿素,反应至第四终点(即反应终点)。技术的先进性体现在提出分四次控制终点的具体指标,使终点控制更精确并且简单明了,易于生产掌握。
[成果] 1700240173 广西
TQ43 应用技术 专用化学产品制造 公布年份:2017
成果简介:该发明属于混凝土模板用胶粘剂制备技术领域,涉及脲醛树脂胶粘剂的生产方法,尤其涉及混凝土模板用改性脲醛树脂胶粘剂及其生产方法。中国每年胶合板产量约5千万m<'3>,混凝土(建筑)模板又是胶合板的主要用途。混凝土(建筑)模板主要用于室外,不但要承重、还要经受住烈日曝晒及突降阵雨淋洗,不得开裂。同时混凝土(建筑)模板必须能多次拆装、反复使用,以降低基建施工成本和木材的消耗。为了检测其胶合强度,混凝土模板国家标准GB/T17656-2008采用了GB/T17657-1999中关于Ⅰ类胶合板的检测方法。即样品胶合强度必须通过由两次沸水煮四小时所组成的28小时煮烘循环法测试。采用耐水性良好的酚醛树脂可以获得良好 (湿)胶合强度,但酚醛胶价格较高,而且固化温度高,固化速度慢,对单板含水率又要求很严。因此市场上较多采用以高比例三聚氰胺改性的脲醛树脂胶粘剂。该发明旨在提供一种新的脲醛树脂胶粘剂改性的方法。该发明摒弃传统弱碱-弱酸-弱碱三个步骤(简称弱酸工艺),改用强酸-弱酸-弱碱三个步骤(简称强酸工艺)制胶。即首先在强酸(pH1.5-2.0)条件下反应,以改进脲醛树脂结构,让甲醛与尿素生成较多耐水性强的Uron环结构,通过控制强酸阶段的加料速度、加料时间与摩尔比,从而在既无需加阻聚剂也不用低温控制的情况下完成强酸工艺制胶,实现以较少三聚氰胺用量获得性能较佳的混凝土模板用改性脲醛树脂胶粘剂。该发明的先进性和创造性主要体现在解决了强酸(pH1.7-2.0) 条件下实现稳定制胶。甲醛与尿素在强酸条件下,反应速度极快而产生凝胶,使整锅物料报废。这就是企业不敢在生产中采用强酸工艺的主要原因。该发明针对强酸条件下反应物对摩尔比及停留时间非常敏感的特点,提出匀速加入尿素的操作方法及终点控制手段,工艺简单,操作方便。
[成果] 1700240181 广西
TQ64 应用技术 专用化学产品制造 公布年份:2017
成果简介:汽车防锈蜡(保护蜡)是采用溶剂和特种合成蜡等原料经特殊加工工艺制备而成。该产品具有稳定性高、粘度低、涂层干燥快、经适当擦拭后汽车非常光亮等特点。是新开发出的高科技产品,其最显著特点是集防锈、上光于一体。专门用于高档汽车防锈使用,避免了新车开蜡的繁重体力劳动。汽车涂层以保护其免受腐蚀。汽车防腐防锈蜡主要应用于汽车运输和暂时性储存过程如在成品库区中,在外界具有腐蚀性的环境下, 可以起到隔离、 防腐防锈作用。 即使在制造工场, 有烧焊等工艺进行,也需要有照明、 防火防爆装置及良好的通风设施, 这都要求车体表面防腐防锈蜡性能稳定,对保护漆膜等有机材料无影响,具有相当的容尘能力, 也可迅速清除。汽车防腐防锈蜡是一种高分子链状烷烃, 具有稳定、 触变性高、 耐热性好、 抗腐蚀和防锈能力强、 成膜附着力好、 自然干燥时间短等特性,对汽车其他部件如板材、 橡胶、 塑料、 漆面不会造成损伤。该发明公开了一种汽车车体表面防腐防锈蜡的组合物。其特征是由下列质量百分数的成分组成: 成膜剂6%-8%, 复合防锈剂2%-13%, 分散剂6%-8%, 流平剂1.5%-2.5%, 全精制石蜡3%-5%,200#白色溶剂油60%-70%, 复合抗氧剂1%-2%。性能特点 : 无毒、 无味、 较高的、 耐寒、 耐热、粘附性好、 低温不开裂, 具有防腐防锈效果。
[成果] 1700240182 广西
TQ64 应用技术 专用化学产品制造 公布年份:2017
成果简介:汽车底盘由传动系、行驶系、转向系和制动系四部分组成。底盘作用是支承、安装汽车发动机及其各部件、总成,成形汽车的整体造型,并接受发动机的动力,使汽车产生运动,保证正常行驶。汽车底盘防腐蜡的要求是蜡液性能稳定, 无结晶析出, 蜡膜为弹性硬膜, 滴点温度高, 蜡膜达到一定厚度仍无流体出现泪或滴落、 发花、 鼓泡、 龟裂现象。同时, 具有优良的粘附力和一定的弹力, 具有良好的高低温适应性, 能减轻路面的石渣碰及冲击所带来的损坏。其主要应用于汽车扭转梁总成、 车轿防护支架、 油箱隔热板、 副车架与带摆臂、 钢板弹簧连接缝隙、 前横向稳定杆吊杆组合件、 传动轴、 滑动罩、 后吊挂支座, 前后悬架及油箱处暴露的标准件。底盘喷涂工艺总成线在末端进行。喷蜡与内腔防腐要求相同。不仅轿车使用底盘防腐蜡, 而且载货车 (包括一类车、 二类车) 也使用, 其用量每台车在1.5-2.0kg。该发明公开了一种底盘防腐蜡组合物, 由下列质量百分数的成分组成 : 复合防锈剂1%-2%,高活性聚异丁烯3%-4%, 费托蜡2%-3%, 微晶蜡2%-4%, 沥青3%, 米糠蜡2%-3%, 脂松香1%-2%, 碳五石油树脂2%-4%, 铝粉3%, 煤油8%, 膨润土2%, 余量为200#白色溶剂油。该发明的汽车底盘防腐蜡组合物, 性能稳定、 无结晶析出、 蜡膜为弹性硬膜、滴定温度高、 蜡膜达到一定厚度仍无出现流体物质泪或滴落、 发花、 鼓泡、 龟裂现象、 高低温适应性强, 同时具有优良的粘附力和一定的弹力。
[成果] 1700240183 广西
TQ64 应用技术 专用化学产品制造 公布年份:2017
成果简介:汽车在人们的生产和生活中起着重要的作用,汽车车身等主要总成、零部件以金属材料为主,在使用过程中不可避免产生锈蚀问题。随着人们对腐蚀问题关注度的日益提高,环保和法规方面的要求也日益严苛,在一些发达国家和地区制定了相应的汽车腐蚀法规来要求在其市场销售车辆的防锈水平。汽车发动机表面防腐防锈蜡要求蜡液性能稳定, 特别是具有良好的耐高温性能,并且对汽车发动机的保护橡胶件、 塑料件及有色金属材料无影响, 不易粘附。汽车发动机表面喷涂工艺通常安排在与车体表面防腐防锈蜡在同一个岗位完成,岗位条件要求与汽车车体表面防锈防腐蜡相同。该发明要解决的技术问题是提供一种具有良好的耐高温性能、 并且对汽车发动机表面的保护橡胶件、 塑料件及有色金属材料无影响, 不易粘附的汽车发动机表面防腐防锈蜡组合物。该发明公开了一种汽车发动机表面防腐防锈蜡组合物,由下列质量百分数的成分组成:全精制70号石蜡5%-6%,脂松香2%,碳九石油树脂1%-2%,聚乙烯4%-3%,乙基纤维素2%-3%,乙烯-乙酸乙烯酯共聚物2%-2.5%,二氧化硅膨润土2%,煤油5%-7%,铝粉1%-2%,2.6-二叔丁基对甲酚0.5%-1%,200#白色溶剂油余量。该发明的汽车发动机表面防腐防锈蜡组合物,蜡液性能稳定,耐高温性能好,不影响汽车发动机的非钢保护件的性能和寿命,保证了发动机的高效率工作。
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