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[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] 1700520067 上海
TQ42 应用技术 专用化学产品制造 公布年份:2017
成果简介:该成果属于石油化工领域。聚烯烃是世界上产量最大,发展速度最快的通用高分子材料,其产业发展直接影响国民经济走势及国民消费水平的提高。中国高端聚烯烃专用料依赖进口,供需结构严重失衡。开发聚烯烃高性能化关键技术对于中国聚烯烃乃至石化行业实现产业升级具有重要意义。该项目聚焦聚合与成核过程中聚烯烃分子量分布及短支链分布、球晶形态及尺寸调控等关键问题,经过15年持续攻关,突破了聚烯烃高性能化的技术瓶颈,创制了一系列新型高效的催化剂和成核剂,取得了以下三方面的创新成果:1.发明了聚合活性均衡和聚合动力学行为可调的新型镁钛系SLC-B催化剂,解决了串联多反应器工艺中聚乙烯分子量分布和短支链分布按需调控的关键问题,实现了耐高压及耐应力开裂的双峰分子量分布PE100管材国产化,相比单峰PE80管材,耐压性能提高25%,耐慢速裂纹增长增加2倍。2.开发了有机镁改性铬催化活性中心和“分别负载-共同煅烧”的钛改性铬系催化剂新技术,解决了聚乙烯产品分子量分布和反应动力学调控技术难题,引发时间从≥4小时缩短到1小时以下,大幅提高了聚合活性,在国内首次应用于冷凝深度17%以上的气相超冷凝态工艺,实现了大型中空容器专用料的国产化。3.开发了取代芳基磷酸盐类α晶型成核剂“一步法”的制备新工艺和高压气流粉碎法超细化技术;发明了一类高效的聚丙烯β晶型成核剂;开发了α/β晶型成核剂复合调控的关键技术,突破了国外专利壁垒,解决了行业内聚丙烯刚性和韧性不能同时提高的难题,实现了加工过程中聚丙烯的高性能化。该成果已广泛应用于大型石油化工企业,取得了突出的经济效益和显著的社会效益,提升了中国聚烯烃行业的技术进步和国际竞争力。主要包括:(1)SLC-B催化剂、SLH和NTR铬系催化剂在上海立得催化剂有限公司实现产业化。(2)SLC-B催化剂应用在上海石化25万吨/年串联多反应器工艺中生产了PE100管道专用料,获得国际PE100+协会认证,达到国际先进水平。(3)铬系催化剂应用在茂名石化35万吨/年高密度聚乙烯装置上实现了大型吨桶和高性能汽车油箱专用料的生产。(4)铬系催化剂国内首次在上海赛科30万吨/年气相超冷凝工艺上稳定应用,开发了中空成型专用料。(5)NA-40、NA-S20系列成核剂由上海晟磐新材料科技有限公司等2家企业投入工业化生产,质量达到国际先进水平,产品在中石化企业稳定应用并出口美国、欧洲、东南亚及中国台湾地区。该成果近三年技术推广应用实现新增产值65.3亿元,增加利润3.33亿元,节约外汇1063.2万美元,为中国聚烯烃行业进步做出了重要贡献。该成果获中国、美国授权发明专利15项。发表SCI收录期刊论文26篇,单篇最高他引105次,专著2本。获得上海市技术发明奖一等奖、上海市科技进步奖一等奖、中国石化集团科技进步奖一等奖等四项一等奖。
[成果] 1700520091 新疆
TN3 应用技术 专用化学产品制造 公布年份:2017
成果简介:多晶硅是光伏产业、电子信息产业重要的关键基础材料,高纯晶体硅(电子级多晶硅)的高质量、低成本、低能耗、连续稳定的绿色生产技术工艺,是多晶硅行业共性需求。新特能源股份有限公司依托多晶硅材料国家地方联合工程研究中心、光伏材料制备与应用技术重点实验室,联合天津大学(精馏技术国家工程研究中心)、清华大学(化学工程联合国家重点实验室)、西安隆基硅材料股份有限公司(全球最大的晶硅产品制造商)等成立协同创新团队,以“智能制造”、“绿色制造”为指导思想,联合攻关实施了“高纯晶体硅绿色生产关键技术自主创新与产业化”项目,提出尾气零排放、副产物100%回收利用等绿色生产循环经济解决方案,建成了系列化主辅配套的高纯晶体硅生产工艺技术体系,系统三年多的连续稳定运行表明,实现了副产物四氯化硅100%循环利用、氯硅烷尾气的零排放、余热梯级利用、生产成本降低50%、能耗降低38%、多晶硅纯度由6N提高到11N及以上的目标。主要研发创新如下:(1)创新开发出深化冷氢化工艺及系列化主辅工艺配套的高效流化床四氯化硅循环处理技术;建成了世界单体规模最大的3×12万吨/年四氯化硅转化为三氯氢硅的成套装置。解决了多晶硅行业四氯化硅的排放及污染的共性难题,四氯化硅100%循环利用、多晶硅生产成本降低2.88亿元/年。(2)研发出多晶硅生产氢气净化及还原炉尾气回收利用技术:攻关开发出由合成分子筛+改性硅胶配伍的核心吸附剂,开发了氢气深度净化连续回收处理技术、全工艺热量梯级回收利用等关键技术。(3)在国内研发出48对棒还原炉多晶硅生产系统工艺技术包并率先实现产业化;研发出48对棒及以上大型多晶硅还原炉运行自动控制系列技术;自动化多晶硅棒拆装转运流程工艺;采用先进的PolySim3D/PolySimlD等分析技术,模拟CVD还原炉流场分布,优化了生产工艺参数、供电方案等。(4)在国内率先研发出大规模电子级多晶硅生产的系列化配套工艺技术体系,并实现电子级多晶硅量产与国产化。创新差压耦合精馏、反应歧化精馏、高压脉冲破碎等技术。太阳能级提升至电子级的改良西门子法得到升级换代。近三年采用创新成果生产高纯多晶硅6万吨以上、装机容量达3.6GW以上、实现新增综合产值375亿元。产品服务于“一带一路”国家战略,2014年新特能源公司在巴基斯坦建成旁遮普省承建了100MW单体最大的国际光伏工程,国家主席习近平亲临剪彩,提高了国际影响力和“一带一路”国家战略地位。项目获得科技部国家重点新产品1项;中国专利优秀奖2项;新疆科技进步一、二等奖各1项;专利一等奖2项、优秀新产品一等奖1项;授权专利:发明42项、实用新型22项;参与制修订国际标准3项、国家及行业标准24项;发表论文14篇,SCI收录5篇。在德国和美国建立两个海外研发实验室,获颁国家“智能制造试点示范-高纯晶体硅智能工厂”、“工业产品生态(绿色)设计试点企业”、“国家知识产权优势企业”。
[成果] 1800120454 辽宁
TQ42 应用技术 专用化学产品制造 公布年份:2017
成果简介:该项目将通过研究纳米结构及表界面效应等对表面催化反应的调控规律,揭示上述反应过程对催化剂活性结构的具体要求,创新金属复合催化剂、氧化物催化剂和纳米孔结构催化剂的可控制备的基础理论和应用技术,在纳米、亚纳米甚至单原子尺度上实现对催化活性中心的精准构筑,创制多功能纳米催化剂,实现对资源小分子转化典型反应中C-C键偶联以及C-O/C-H键活化等的精准控制。该项目还将通过调控OXZEO双功能纳米复合催化剂中分子筛的结构和性质,开发3~5个合成气高选择性一步反应分别合成低碳烯烃、芳烃、醇和液体燃料等化工资源高效利用新催化过程,显著提高目的产品的精细化率。实现多功能纳米催化剂的吨级规模宏量制备,建立工业催化剂生产线。并与企业合作,进行二氧化碳甲烷重整及OX-ZEO专用反应器的研发,开展二氧化碳甲烷重整制合成气及合成气高选择性一步反应制低碳烯烃、芳烃、醇和液体燃料等2~3个过程的工业化实验示范,提供可大规模工业化技术设计软件包。
[成果] 1800120460 北京
TQ42 应用技术 专用化学产品制造 公布年份:2017
成果简介:该项目是围绕石化产业中分子筛催化剂生产的高能、高排放环节,开展高性能膜材料制备与应用技术研究。其主要目标是面向石化行业分子筛催化剂清洁生产需求,研究适应腐蚀性环境的高性能低成本膜材料、高装填密度和高电流效率膜组件,开发膜法分子筛催化剂清洁生产新工艺,建成千吨级催化剂生产示范,实现水回用率>95%。项目下设5个专题,其中专题1为单多价离子选择性均相阴阳离子交换膜制备技术研发,通过调控膜主体微观结构及膜表面修饰等技术,提高离子交换膜的物理、化学稳定性,及单多价离子交换膜的选择性,形成规模化生产能力;专题2为耐有机碱双极膜制造技术开发,重点解决聚苯乙烯含浸膜的磺化、氯甲基化和季铵化过程的不均匀性问题;专题3为高装填密度和高电流效率膜组器的开发,旨在解决现有膜组器的电流效率低、安装均相膜后不防外漏与内漏、不耐酸碱、阻力大、易漏电等问题,以满足分子筛催化剂清洁生产用电渗析器在腐蚀性条件下使用的要求;专题4为双极膜电渗析分子筛脱钠工艺研究,开发进入膜组器的分子筛滤液预处理技术,实现膜组器长周期稳定运转,以及过程产物资源化利用技术,达到基于膜技术的分子筛催化剂生产过程清洁化的目标;专题5为1000吨/年择形分子筛催化剂(ZHP)的清洁生产示范装置建设。通过专题1、2对膜性能的研究和制备技术的提升,以及专题3膜组器制造技术的提高,为膜技术分子筛催化剂无废水排放清洁生产新工艺(专题4)奠定基础,并通过1000吨/年ZHP分子筛清洁生产工业示范(专题5)的实施,对整个工艺进行性能验证,实现工艺绿色化及资源的循环再利用,并最终走向产业化。
[成果] 1800120132 福建
TQ42 应用技术 专用化学产品制造 公布年份:2017
成果简介:通过催化剂纳米化研究,揭示了催化剂的晶面效应、尺寸效应、协同效应、载体效应,突破了一代煤制乙二醇催化剂的制备技术,开拓了系列专利制备技术,实现了贵金属高效利用与替代。在强化催化性能的同时,脱氢净化催化剂贵金属负载量从一代技术的2.5%降低至0.9%,同时开发了镍基甲烷化脱氢工艺,实现了贵金属的替代;CO氧化偶联催化剂贵金属负载量从一代技术的2%降低至0.13%;酯加氢催化剂由一代技术的铜铬催化剂升级为绿色铜硅催化剂。
[成果] 1800120168 北京
TN3 应用技术 专用化学产品制造 公布年份:2017
成果简介:随着晶体管尺寸的持续缩小,不断增加的晶体管密度与工作频率造成集成电路散热量急剧增大,互连寄生效应成为影响芯片功耗与速度的关键因素,应变硅沟道日益逼近极限,在硅基平台上引入更高迁移率的非硅沟道材料来提升CMOS的性能已成为10纳米节点以下高性能逻辑技术的重要发展方向。该课题针对最具应用前景的InP基CMOS技术,围绕InP基半导体材料的生长动力学与迁移率控制和高K介质材料的集成生长与界面控制两个急需解决的核心科学问题进行探索性研究:通过研究化合物半导体材料组分、应力应变、界面散射、能带结构等对载流子输运规律的影响,提出具有高电子迁移率、高空穴迁移率特征的n型与p型MOS器件沟道材料的解决方案;通过研究InP基含铟化合物半导体与含锑的化合物半导体的载流子输运规律,并采用应变工程提高载流子的迁移率,在InP衬底上同时实现高迁移率n型与p型CMOS器件材料;通过研究化合物半导体表面态及钝化机理,探索热力学稳定的高k栅介质材料并解决其等效氧化层厚度表征问题,解决金属栅功函数的调制、沟道迁移率的下降、高k栅介质的可靠性等相关问题;通过研究低电阻源漏结构、电场分布、短沟道效应与电极寄生效应对频率性能的影响,提出限制器件频率特性的关键因数,建立有效的集成技术途径与解决方案;培养和建立一支学术水平高、创新能力强的科研队伍,获得一系列在国际上有影响的原创性成果,形成一套从材料生长到器件制备、具有完全自主知识产权的化合物CMOS器件的核心技术。
[成果] 1700520014 北京
TE6 应用技术 专用化学产品制造 公布年份:2017
成果简介:催化裂化(FCC)是中国生产轻质油品的主要手段,承担了约70%车用汽油组分的生产任务,烧焦再生过程每年排放CO2约5000万吨,是炼厂最大的碳排放源。增加高辛烷值FCC汽油收率的同时降低碳排放,不仅是油品结构调整、汽油质量升级和环境保护的重大国家需求,而且也是制约炼油工业发展的重大技术难题,解决问题的关键是FCC催化剂的技术进步。该项目针对油气大分子在FCC催化剂的扩散控制和选择性转化等科学问题,在Y沸石高度介孔化和中大孔载体材料B酸化等技术方面取得突破,营造了有利于原料油大分子向汽油分子可控转化的反应环境,成功开发出高汽油收率低碳排放系列催化剂,在国内外实现大规模工业应用,为中国炼油工业可持续发展提供了关键技术支撑。1.发明了高活性介微孔Y沸石活性组分材料,解决了高汽油收率与低焦炭产率之间相互制约的技术难题。开发了高硅铝比NaY沸石,提高了关键基础材料的结构稳定性;在国内外首创了基于缺陷诱导方法的NaY后改性技术,产生了独特含铝羟基窝缺陷,诱导形成了有利于油气大分子转化的10-30nm可调的丰富介孔;发明了稀土离子在Y沸石方钠石笼的选择性定位新技术。合成了高活性介微孔超稳Y沸石活性组分材料,活性同比提高10个百分点,介孔体积相对增加67%,促进了汽油分子的快速扩散,减少了二次转化和氢转移反应,在焦炭产率相对降低5%的同时,汽油收率同比提高1.45个百分点。2.首创了富含B酸的中大孔硅铝载体材料,解决了高转化率与低焦炭产率的突出矛盾。合成了具有中大孔结构的富硅型硅铝材料,首创了可产生具有四配位结构硅铝单元的微晶一体化技术,制备了富含B酸特征的中大孔硅铝载体材料,突破了在载体上难以创造丰富B酸的技术难题。孔体积和孔径分别同比提高3倍和10倍以上,在国际上首次实现了B/L酸大于1,强化了B酸主导的催化裂化反应,促进了原料油大分子的传输和选择性预裂化,减少了焦炭生成,为高转化率条件下减少焦炭生成创造了有利环境,在转化率同比提高1.45个百分点的同时,焦炭产率相对降低8.4%。3.设计开发了高汽油收率低碳排放系列FCC催化剂,在国内外成功实现了大规模工业应用。研究并揭示了高活性介微孔Y沸石、富含B酸的中大孔材料之间的协同催化作用,结合发明的可显著提高汽油辛烷值的ZSM-5沸石合成与改性等技术,开发了可适应不同原料特点的系列FCC催化剂。国内外工业应用数据表明:在不改变工艺和增加投入的前提下,依靠催化剂的技术进步,FCC装置汽油收率平均提高2个百分点,辛烷值平均提高1个单位,焦炭和CO2排放相对降低5-10%。获国内外授权发明专利35件,形成技术秘密21项,2009年实现工业化以来系列催化剂已累计产销17.35万吨,成功在中国、美国、新加坡、印度、澳大利亚、加拿大等11个国家的29套装置实现规模化工业应用,加工量达到5670万吨/年,近三年催化剂生产和国内应用新增经济效益23.98亿元,进一步提升了中国炼化技术国际竞争力,降低了中国汽油全生命周期的CO2排放,产生了巨大的社会和经济效益,具有广阔的市场推广和应用前景。
[成果] 1700510217 河南
TQ42 应用技术 专用化学产品制造 公布年份:2017
成果简介:该项目属催化剂工程、材料化学、油脂科学与工程等学科的前沿交叉领域。生物油脂与低碳醇的酯交换反应是制取生物燃料的重要化学反应,对于发展石油替代能源和能源多元化有重要意义。该项目从可持续发展和清洁生产基本概念出发,围绕油脂酯交换多相固体催化剂的创制和催化性能调控开展系列研究工作,取得系统性原创成果。一是研究了系列多相固体碱催化剂,采用浸渍、共沉淀或共价结合方法将无机强碱和有机强碱(有机胍和碱性离子液体等)固载到特定结构和不同尺度的多孔载体上,制备出功能可调、结构可控的多尺度新型催化材料,研究表面物质种类、结构和性质对催化性能影响,进而探讨该类催化剂的催化原理,揭示多相催化剂活性中心结构和性质与表观催化性能的关系,发现多相催化剂性能为多因素和多尺度结构相互匹配和协调的结果,引领了该领域后续研究。二是将高价过渡金属氧化物或有机磺酸等固载到多孔载体上制得固体酸催化剂,重点研究制备组装机理,探讨催化作用机制,阐明介尺度结构及其作用,实现了酸碱活性中心在多孔材料表面的可控组装和功能化设计,在分子层面上提出构效关系,创制了酸碱双功能多相催化剂,为制备功能复合化多相催化剂奠定了基础,处于绿色催化和清洁生产研究前沿。三是合成系列磁性固定化脂肪酶,尤其是将脂肪酶共价固载到核壳型磁性高分子材料上,既克服了固定化酶在高粘度体系中难分离问题,也解决了磁性脂肪酶的团聚和难分散问题,并且对固定化机制和催化机理进行了深入研究。该项目以现代催化理论和先进载体材料的前沿为基础,结合油脂酯交换体系的高粘度和强极性特点,从多尺度和介尺度结构角度,设计和构建大量具有优良催化性能的有序纳米材料、纳米介孔材料、有机-无机杂化材料和纳米磁性固定化酶材料,发挥了该类催化材料的比表面积大、结构可控、功能可调、稳定性好等优点,完善多相固体催化剂的作用机制,尤其是揭示了介尺度结构对催化活性和稳定性的影响规律,在绿色催化和清洁生产研究方面具有优势和特色,得到了国际同行的关注和肯定。该项目得到二项国家自然科学基金面上项目、河南省科技创新杰出人才项目、河南省高校科技创新团队项目和河南省高校创新人才项目的资助。8篇代表论文被SCI正面他引1359次,SCI他引超100次6篇,单篇最高SCI他引338次。20篇主要SCI论文(其中中科院一区7篇)被SCI正面他引1808次,分别发表在Bioresource Technol.(4篇)、Chem.Eng.J.(1篇)、Energy Convers.Manage.(2篇)、Biomass Bioenergy(2篇)、Ind.Eng.Chem.Res.(2篇)和Energy Fuels(1篇)等该领域国际主流期刊上。一篇论文被Elsevier公司授予高被引论文奖,五篇论文(其中中科院一区2篇)为ESI高被引论文(该领域全球前1%)。有三项该项目成果通过了河南省科技厅鉴定,其中二项鉴定结论为国际先进水平,一项鉴定结论为国内领先水平。以该项目发表高水平论文为基础,主持人连续入选Elsevier2014、2015和2016年中国高被引学者榜单。依托该项目培养研究生28人,在国际学术会议被邀请报告六次,依托该项目主持人成长为河南省优秀专家、省政府特殊津贴专家等有重要影响的专家学者。
[成果] 1800120686 天津
TQ42 应用技术 专用化学产品制造 公布年份:2017
成果简介:生物表面活性剂是由微生物代谢过程中分泌出的具有一定生物活性的次级代谢产物。生物表面活性剂除具有降低表面活性、稳定乳化液和增加泡沫的作用外,还具有一般化学合成表面活性剂所不具备的无毒,能生物降解,无污染,具有良好的选择性和专一性,生物相容性好等优点,从而在医药、食品、化妆品、环境保护等众多工业领域展示了其独特的应用前景,尤其适合于石油工业和环境工程,如生物降黏性,提高原油采收率,重油污染土壤的生物修复等。随着人类社会的进步发展和人们环保意识的增强,生物表面活性剂将有更加广阔的前景,并有可能成为化学合成表面活性剂的替代品或升级换代品。成果创新性:(1)通过代谢工程和蛋白质工程组合策略生产新的微生物代谢产物。(2)采用自行设计的发酵-消泡串联发酵体系进行发酵并通过调节发酵生产过程中的通气量、溶氧(DO)与罐压等参数解决了鼠李糖脂生产过程中起泡逃液的问题。(3)开发了新型的复配驱油剂配方,提高了油井驱油效率。本课题申请三项相关专利,有其中一项获得授权。成果独占性:该项目建立了利用相对低廉的棕榈油原料通过酶法转化的方法生产鼠李糖脂的工艺路线,通过调节发酵生产过程工艺参数,产量可达到60g/L以上,转化率达到80%以上,目前原料转化率处于国际领先水平。成果盈利性:开发了新型的复配驱油剂配方,提高了油井驱油效率。通过对乳化剂和糖脂按不同比例复配,得到了一系列复配驱油剂,驱油剂复配后对三采油井原油作用结果,与单独作用对比,对原油的乳化活性呈现了指数级的上升,使原油开采量由0.03吨/天提高到0.36吨/天。随着人类社会的进步发展和人们环保意识的增强,生物表面活性剂将有更加广阔的前景,并有可能成为化学合成表面活性剂的替代品或升级换代品。成果持续性:项目组开发的利用微生物生产生物表面活性剂是洁净的、可持续发展的生产工艺,初步形成了具有我国自主知识产权、从廉价的可再生的生物质资源通过微生物细胞工厂生产生物表面活性剂的生物制造工艺。初步成本分析表明,该生物制造工艺的产业化不仅有很大的经济价值,也可解决当前化学表面活性剂所带来的生态环境污染问题,有助于国家安全、稳定和可持续发展。成果先进性:随着现代生物技术和工程技术的突破,以微生物为基础的国际生物技术产业发展迅猛,在世界经济产业链中的比重逐渐增加,成为继石油工业、IT产业之后新的经济增长点。我国必须大力发展以生物表面活性剂,特别是鼠李糖酯为龙头的具有我国特色的生物技术产业,实现国家的可持续发展的战略目标,带动国家经济发展。大力发展生物表面活性剂研究及其产业化应用,将成功的带动石油,医药、洗涤用品等相关领域的全面发展,促进社会进步和经济发展,使我国拥有自主知识产权,提高国际竞争力。
[成果] 1700510351 河南
TQ35 应用技术 专用化学产品制造 公布年份:2017
成果简介:该项目属于复合材料领域。主要目标为完成超细纤维素纳米纤维和纤维素纳米晶的高效制备,实现纳米纤维素基功能复合材料的可控制备及应用。该项目就纤维素纳米纤维以及纤维素纳米晶体的高效制备技术以及在生物医学分子成像,SERS基底材料以及新型电化学传感器等方面的应用进行了深入研究,对于减少石化能源的消耗,发展新型高性能、功能化复合材料以及提高生物质基材料特别是纤维素材料的产品附加值具有积极的意义。该项目针对纤维素纳米材料在制备方面的不足和在应用领域方面的欠缺,首次创建了以漂白针叶木浆为原料的“预分散-超微研磨-高压均质-酸水解-高压均质”一体化工艺,实现了纤维素纳米纤维和纤维素纳米晶体的高效制备;首次制备了纳米纤维素晶体/四氧化三铁/纳米二氧化硅的复合核壳纳米棒材料,实现了核壳材料首次应用于生物医学分子成像领域的创新。首次进行了纳米纤维素同聚丙烯腈、银纳米颗粒、硅纳米颗粒混合静电纺的制备研究,利用原料中加入的Si纳米颗粒,静电纺丝后对所形成的膜采用原位化学刻蚀,形成更多的银纳米颗粒,将其材料应用在表面增强拉曼光谱基底材料的应用体系。首次研究了金属纳米粒子/纳米纤维素复合物的自组装-原位还原法制备工艺体系,实现了金属纳米粒子的尺寸可控以及对葡萄糖高灵敏性电化学检测。该项目研究成果:(1)采用“预分散-超微研磨-高压均质”工艺制备纤维素纳米纤维的平均直径为20nm,长度为4μm左右,整体收率在90%以上;(2)采用“预分散-超微研磨-高压均质-酸水解-高压均质”工艺制备纤维素纳米晶的平均直径为10nm,长度为50-200nm;(3)以纳米纤维素晶体CNC为模板,以其分散合成的Fe3O4/CNC为核,以氨基化的二氧化硅为壳层合成核壳结构的纳米棒,其壳层厚度约9-18nm,起始分解温度提高135℃,N含量达2.48%。(4)以纳米纤维素晶体,聚丙烯腈和银纳米颗粒静电纺丝形成纳米纤维,其直径约为237±11nm,该纳米纤维作为SERS增强基底对p-ATP的增强因子为3.9×103。(5)采用自组装-原位还原法制备金属纳米粒子/纳米纤维素复合物,金属纳米粒子的负载量可控(1wt%-7wt%),金属纳米粒子粒径可控(3.5nm-8.4nm);(6)纳米纤维素负载金纳米粒子复合物具有最优异的葡萄糖电化学检测性能,检测限为2.4μM(S/N=3),灵敏度为62.8μA mM-1cm-2,检测线性区间为0.004mM-6.5mM。项目经过三年的研究,取得了一系列的成果,河南省科技厅成果鉴定意见为:项目在新型高性能纳米材料的制备工艺和和纳米纤维素基新型功能材料的制备及在电化学生物传感器应用方面具有创新性,整体达到国际先进水平。发表相关SCI收录论文8篇,其中JCR分区1区2篇,2区2篇。
[成果] 1800120227 山东
TQ31 应用技术 专用化学产品制造 公布年份:2017
成果简介:课题组就致力于研究AKD施胶机理以及立熟型AKD乳液的开发。用高分子聚合物的结构可设计性,采用溶液聚合或者乳液聚合的方式,设计合成出即具有亲油基团,可以与AKD分子相容;又具有亲水基团,可与水相相容;还具有阳离子基团,能够给予聚合物以高阳电荷密度。采用该阳离子聚合物来乳化AKD,以加强乳液粒子在纤维上的留着,提高AKD乳液的施胶效率。为了提高这种新型高电荷密度乳液的稳定性,必须降低乳液的界面张力,通过合成表面张力较小的乳化剂或者加入固体粉末提高油水界面膜的弹性与强度,这样乳液才能够长期保存,不出现分层现象。主要技术内容及特色:(1)高电荷密度AKD乳液的制备。(2)高电荷密度立熟型AKD乳液稳定性的研究。(3)固体乳化剂的筛选及对AKD乳化性能的研究。
[成果] 1800120279 北京
TN3 应用技术 专用化学产品制造 公布年份:2017
成果简介:中国科学院半导体研究所受包头山晟新能源公司委托,经过多年的实验研究和理论分析,提出了以冷坩埚技术为基础的多晶硅提纯工艺路线,创立了一种新型低成本、环境友好、高效的多晶硅提纯技术和整套工艺规范,实现批量生产。硅提纯工艺其产品直接就是多晶铸锭,使提纯与定向凝固有机整合成了一个工艺环节,缩短了工艺流程,降低了产品成本;另一方面,该工艺使用的坩埚是可以重复使用的水冷铜坩埚,提纯过程没有使用价格昂贵的高纯石英及石墨。
[成果] 1700680187 福建
TN3 应用技术 专用化学产品制造 公布年份:2017
成果简介:半导体固态光源光效高、寿命长、环境友好,已成为高新产业增长点。以氮化物为代表的化合物半导体量子结构是实现半导体固态光源的核心。该项目在国家973、863计划等课题资助下,开展密切的产学研合作,在半导体量子结构关键技术开发中,率先联合调控化学势场、光场、极化场以及电场等,取得重大突破,形成四大创新技术:化学势场调控:创新开发了分层生长技术,调控晶体生长表面化学势场,解决了氮化物MOVPE非平衡生长过程中预反应强、原子表面迁移率低、材料二维生长难于精准控制等难题,率先实现单分子层量子阱的外延。创新开发了调制表面工程技术,突破了宽带隙半导体内严格的杂质溶解度制约,在Al0.99Ga0.01N中,Mg替位浓度可达传统掺杂技术的5倍;创新设计了掺杂量子结构,调控电子化学势,提高杂质激活效率,使空穴浓度比传统结构提高约10倍。光场调控:创新开发了轨道工程结构材料增进正面出射光跃迁的技术,实现光学各向异性材料向光学各向同性的转变,突破了高Al组分氮化物以侧向出光为主的局限。率先引入了金属Al表面等离子激元量子能量转换和双层荧光透明基板背射光场转换光增强机制,调控氮化物光传播方向,提高器件的出光效率。极化场调控:创新采用了共格应变窄量子阱结构,调控氮化物量子结构极化场,避免极化场诱导的量子能级填充效应,提高辐射复合几率和发光波长稳定性。创新提出了选择载流子的阻挡量子结构,在有效阻挡电子的同时提高了空穴注入效率,极大地缓解大电流下的能效衰减。电场联合调控:创新研制了铜纳米丝透明电极,利用纳米金属丝周边功函数的局域变化,实现与n型和p型GaN导电层的欧姆接触,并在全波段范围内呈现良好透光性。创新设计了穿过分布式布拉格反射结构进入p型氮化物以接近量子阱的小面积金属接触复合三维电极结构,利用铜纳米金属丝激发表面等离子激元,并与量子阱中激子光辐射耦合,提高辐射发光效率、电流传导速率、分布均匀性乃至器件的外量子效率。基于多场调控化合物量子结构关键技术及其在固态光源的规模化应用,生产出超高光效GaN基白光LED产品,其中43×43mil2倒装白光LED在50和350mA注入电流下光效分别可达258lm/W和229lm/W;17×34mil2正装白光LED在18.7和130mA注入电流下光效分别可达266lm/W和207lm/W。项目原创性显著,已发表论文百余篇,其中半数以上为JCR一、二区论文;受到国内外同行高度评价,合计他引近600次,单篇最高120余次。申请发明专利20余项,授权中国发明专利12项。技术推广应用近三年实现23.6亿销售收入,利润近2亿,效益重大。产品在中国多家半导体照明终端企业实现应用,社会效益突出。经郑有炓院士等专家认定,项目成果技术指标在国际同类产品中处于领先水平。
[成果] 1800120002 江苏
TQ51 应用技术 专用化学产品制造 公布年份:2017
成果简介:针对生物质热化学转化(液体)产物升级成本高、效率低、不能实现分级转化以及全组分利用等主要问题,通过两条催化转化工艺路线,突破生物质制备清洁液体燃料中的关键共性技术,并实现系统耦合集成与工程示范。课题主要包括以下几个方面的关键技术:(1)以已有的生物质快速热裂解上游工艺为技术基础和出发点,对获得的生物油进行水相与油相(非水溶相)分离;油相生物油进入化学链制氢系统,在还原反应器中被载氧体氧化后,生成高温气体以及高温的金属还原体,而金属还原体在蒸汽制氢反应器中被氧化成低价金属氧化物的同时,释放出较纯的氢气,低价金属氧化物进入空气反应器再生后循环使用;而还原反应器中的释放的高温气体以及蒸汽制氢反应器中制备的高纯度氢气,用来提供(中温与低温)浆态床水相生物油催化加氢过程所需的热量和“氢源”,从而实现生物油催化加氢转化的“氢源自给”,催化加氢后的固液产物通过挥发器进行分离,固相催化剂进入再生系统实现多次循环利用,液体产物通过分馏提纯工艺获得(低碳链异构多元醇类)含氧液体燃料。通过建立相关的物理模型以及相关计算,完成整套系统中不同反应器的参数设计与运行参数优化,最终实现整套系统的集成以及千吨级生物质制备含氧液体燃料的中试装置的建设与调试,实现生物质制备含氧液体燃料的连续性生产。(2)生物油提质制备航空燃油技术,主要包括两部分内容:①从废弃油脂转化制得生物柴油后经电解脱氧技术获得直链烷烃,然后经加氢异构化获得航空生物燃料的烷烃组分;②从秸秆类生物质资源经过热解气化制取生物油,然后经过生物法处理、多级萃取提取出芳烃成分,经加氢重整制得航空生物燃料的芳烃组分。最后通过调和两种组分的比例,获得能替代常规航空燃料的生物质基航空燃油。取得的具体成果:(1)完成了生物油油相化学链制氢研究,并搭建了生物油水相小试加氢系统,设计了化学链制氢三联床联合运行动力学冷模和生物油制氢热态实验平台,对载氧体性能和运行工况进行了优化研究,获得了适合水相生物油加氢要求的“氢源”,制氢量超过加氢需求量;针对生物油水相小试加氢提出采用酯化-加氢的转化思路,并对加氢催化剂的设计与制备、水相生物油及其典型组分的酯化-加氢特性进行了系统的研究,最终在理想工况下多元醇类的选择性达到96%。(2)完成了千吨级含氧液体燃料中试系统总体物料和能量的衡算,确定了系统总体和各子单元的设计方案,并形成了工艺软件包,并完成了系统集成工程示范系统的搭建和调试工作,完成了72小时连续运行实验,所得多元醇选择性经第三方评价达到87%,含氧液体燃料产率达到5.54吨生物质制1吨多元醇类液体燃料,生物油总碳利用率达到89.3%。(3)建立了百吨级航空生物燃料示范装置,开发出生物质制备航空生物燃油新工艺及关键装备,并进行了72小时连续实验研究,结果经第三方检测,数据如下:芳烃收率64.2%,合成生物柴油油品转化率95.3%,生物柴油电解脱氧率93.3%,催化裂化异构化转化率为96.3%,精制萃取后生物油合成芳烃组分75.2%。(4)该课题共发表论文20篇,培养博士生8人、硕士生17人,此外,撰写专著1部,培养长江学者特聘教授2人,入选百千万人才工程1人,入选国家科技创新人才推进计划中青年科技创新领军人才1人。
[成果] 1800120003 江苏
TQ31 应用技术 专用化学产品制造 公布年份:2017
成果简介:消防安全是关系到人民生命和财产安全的重要问题之一,防火阻燃是建筑装修行业普遍面临的难以解决的问题。中国人口密集,历史文物、建筑众多,对中国的消防建设提出了更高的要求。对火灾,中国古代就总结出“防为上,救次之,戒为下”的经验,当下课题组增强消防安全意识的同时,也迫切地需要开发创新环保的新型阻燃产品,从根源上阻止火灾。因此,控制火灾的根本途径是对各类引燃物进行防火阻燃处理,使被处理的物品达到难燃级(B1级),甚至不燃级(A级),这样就可以从源头上降低火灾的发生率,甚至杜绝火灾的发生。在该背景下,苏州萃智新技术开发有限公司与河南江雨实业有限公司合作开展了该项研究,研究了国内外同类技术和产品现状,成功开发了符合新环保要求的新型防火阻燃材料。主要创新点:(1)项目以磷酸脂盐作阻燃剂,以四羟甲基硫酸磷作阻燃杀菌防腐剂,以锌离子为配位中心的络合物作防迁移剂,复配获得水基型环保阻燃液,产品兼具阻燃和防腐的效果。(2)项目以含磷无机化合物为阻燃组分,胺类化合物中和至pH值为5~7,有机溶剂洗涤、过滤,将滤渣烘干,制备出漆用环保复合阻燃剂。(3)经国家防火建筑材料质量监督检验中心、贵州省消防产品质量监督检验站、江苏省质量技术监督消防器材产品质量检验站检测,按国标GB8624-2012和国家公安GA 159-2011综合评判,质量合格,燃烧级别达到耐燃级(B1级),在耐燃方面达到耐燃级(B1级)。(4)通过两种项目产品的使用,使木材的阻燃应用到更广阔的领域,经过5年的实际应用实践,产品能使木质建筑及其饰物达到难燃级别。(5)该项目具有自主技术,已获2件发明专利授权,其中环保无卤阻燃液及其制备技术达到先进水平。知识产权情况:专利商标保护:相关产品获得了10件国家授权专利,形成了“专利池”“专利网”的保护,分别注册了九大类的“燃必克”“防火强”两个商标。
[成果] 1800120022 甘肃
TE6 应用技术 专用化学产品制造 公布年份:2017
成果简介:催化裂化是炼厂重油轻质化和炼化一体化主要手段,在炼油工业发挥着不可替代的作用。催化裂化催化剂是催化裂化技术的核心,因此,提升催化剂性能是催化裂化优化运行、提质增效和技术进步的关键。现代催化裂化催化剂一般由基质和活性组分两部分组成,要提高催化剂的重油转化能力,好的办法是进一步提高催化剂的中大孔结构的比例和基质的活性。催化剂的基质组分中主要包括粘结剂、惰性高岭土填料和活性拟薄水铝石,由基质的组成就不难看出,提高基质活性的最简便途径就是对惰性基质组分进行“活化”改性,进而提高催化剂的整体活性。该项目通过对惰性高岭土组成和反应特性的研究,开发了一种高岭土“活化”改性技术,形成了一种新型多孔基质材料,成功在催化裂化催化剂中实现了大范围推广和应用。主要技术内容:该项目主要研究:①反应温度、反应时间、改性物质等因素对新型材料孔结构和活性的影响;②改性工艺对新型材料颗粒度及稳定性的影响;③优化了新型多孔基质材料的制备改性工艺,并且创造性的提出了这种材料的“液固一体化”使用技术;④考察了新型多孔基质材料对催化剂理化性质和反应性能的影响。
[成果] 1700510507 河南
TQ56 应用技术 专用化学产品制造 公布年份:2017
成果简介:国内对粉状乳化炸药不合格品的回收、处理方法大致有两种。第一种方法是掺入法。即将不合格品按一定比例掺入到合格产品中;第二种方法是销毁法,即将严重结块、吸潮及破乳的不合格产品燃烧销毁。上述两种处理方法都存在一定的局限性或制约因素。第一种废药回收方法要求回收待处理的不合格品不吸湿结块、破乳,药粉具有一定的流散性,物理状态良好,含水量一般不宜超过3.0%,且加入量受诸多限制。同时,此加入方式有可能给产品质量带来潜在的不可靠性。第二种销毁法,不但污染环境,而且废药的处理成本高,大批量的销毁还存在严重的安全隐患。因此,该公司研发人员走出原有的思路,从废药的内在成分或药粉破乳的原理出发,开发出一种新的思路和方法,实现粉状乳化炸药不合格品的回收利用。该公司专门成立了科技攻关小组,针对粉状乳化炸药不合格品回收技术进行研发,经过研发人员对粉状乳化炸药不合格品的无数次分析实验,终于研究出一种粉状乳化炸药不合格品回收的新技术;该公司研发人员通过研究分析了粉状乳化炸药常用返工方法存在的局限性和制约因素,提出了高温条件下机械搅拌迫使粉状乳化炸药破乳的新技术,再运用分液的原理将密度不同、互不相溶的硝酸铵过饱和溶液与复合油相分离开来,最后分离得到的硝酸铵饱和溶液作为工业炸药原材料使用。该项目技术安全可靠,降低了生产成本,用分离的液态硝酸铵生产的产品性能符合产品批准。该项目推广应用以来,得到了客户的一致好评。
[成果] 1700240489 广西
TQ43 应用技术 专用化学产品制造 公布年份:2017
成果简介:任务来源及背景:该项目为南宁市科学研究与技术开发计划项目,由南宁市科技局直接管理项目。合同编号:201102101G,起止时间:2011年6月-2013年6月。该项目由南宁胜利胶水有限责任公司和广西大学共同承担。人造板的物理力学性能指标和环保持标(甲醛释放量),均要依靠所采用的树脂胶粘剂来保证。功能性人造板的创新(阻燃、防霉、防幅射)也必须依靠胶粘剂的创新而实现,因而胶粘剂是人造板的核心。脲醛树脂胶(UF)是木材工业中应用最为广泛的人造板粘结剂之一,具有原料价格低廉、来源丰富,胶合能力强等优点,估计在相当长的时间内仍会保持垄断地位。据统计胶粘剂生产已形成总产值约650亿元的庞大产业群。而广西是人造板生产大省,2012年人造板产量达2099万立方米,占全国第三位,脲醛胶的用量已达到了125万吨(以100%计)。近年来人们对人造板环保、抗水等各种特殊功能的要求不断提升,脲醛胶制造工艺和技术仍有很大的完善和改良空间。市场上的脲醛树脂90%以上为传统的碱-酸-碱工艺制得,脲醛树脂固化后仍存在着大量的游离甲醛和一些不稳定结构,导致UF树脂在使用过程中会释放出大量的甲醛气体,会恶化人们生活环境。而在传统的碱酸碱工艺中胶合强度与甲醛释放量存在着不可调和的矛盾,而使用其他助剂又因成本问题市场无法接受。为此,寻找一种为市场所接受的低成本环保型UF树脂的合成工艺,具有非常大的显示意义和经济价值,对于推动中国人造板工业健康发展有很大帮助。技术原理和主要指标:为了改善脲醛树脂耐水性能差及甲醛释放量高等问题,该项目利用强酸工艺来合成低甲醛释放量和具有一定耐水性能的树脂胶黏剂,通过改进脲醛树脂本身的结构以提高胶粘剂的粘结性、耐水性以及环保性能(降低甲醛释放量)等质量指标,比传统弱酸工艺通过添加高能耗的化学品或采用其它昂贵胶粘剂等策略,会产生更高的经济效益。强酸工艺大致可分为以下几个阶段:第一次缩聚反应阶段:在强酸(pH<3)介质中,尿素与甲醛迅速发生缩聚反应羟基化反应阶段:调节反应液pH值至弱碱性,加入第二批尿素,尿素在弱碱环境下与甲醛发生羟甲基化反应。第二次缩聚反应阶段:调节反应液pH值至弱酸性,羟甲基尿素在弱酸环境下发生缩聚反应;降温阶段:调节反应液pH至弱碱性,加入最后一批尿素,降低UF树脂最终摩尔比,尿素与剩下的甲醛反应降低UF树脂中游离甲醛含量,降至室温得到UF树脂的初期缩合液。其中如何控制反应速度是关键。共开发出强酸工艺制备三种人造板新胶粘剂新产品的生产方法,分别为强酸工艺建筑模板用脲醛胶、强酸工艺Ⅱ类胶合板用脲醛胶和、E0级地板基材用胶等系列产品,并实现工业化生产,形成年产1000吨的生产线,产品成本与现有弱酸方法相比,降低15%左右。申请发明专利5项,其中授权4项,发表论文8篇。成果的创造性与先进性创新性:体现在解决了强酸工艺工业化中最易出现的凝胶问题。在强酸工艺中,由于初期pH值已调至1~2,反应物在该环境下会立即产生凝胶,这也是多年来企业很少采用强酸工艺的原因。该研究通过系列试验发现控制尿素加入速率便可安全地完成强酸缩聚反应,既无需加入阻聚剂,也不用采取额外的冷却、冷冻措施,操作简便、成本降低。已申请专利,并在工厂生产中得到印证,解决了强酸工艺的安全性与可探性,完善了强酸工艺的理论。先进性体现在采用强酸工艺开发了三种产品,与弱酸工艺相比,建筑模板用胶的制胶成本降低12%,胶合板胶合强度提高10%,甲醛释放量达到E1级;防潮型胶合板用胶甲醛释放量达到E1级,成本7.38%,吨胶综合能耗降低8.1%;低甲醛释放(E0级) 胶合板用胶成本下降518.65元/t(市场价3600元/吨),吨胶综合能耗也降低17.68%。技术的成熟程度:项目已经完成强酸工艺制胶技术的工业化,在企业运行成功,尤其是开发出新的尿素加料方式及装置,通过无级调速旋转阀的作用对尿素进行均匀加料,同时可以根据反应体系的温度而调控尿素加料的速度,从而解决了强酸工艺存在的易产生凝胶、反应过于激烈等问题。广西是人造板生产大省,2012年人造板产量达2099万立方米,占全国第三位。脲醛树脂胶(UF)是木材工业中应用最为广泛的人造板粘结剂之一。 强酸工艺是一种有别于传统碱酸碱工艺的新的脲醛树脂生产工艺,由于尿素与甲醛在强酸环境下会生成一些与弱酸环境不同的特殊的结构,这些结构对脲醛树脂个方面性能都有较大影响。该项目开发出的强酸工艺无论在产品质量还是生产成本和能耗方面都比现有生产工艺具有一定的优势。因此具有非常好的应用前景。已在区内外企业进行生产,并连续正常生产三年以上。
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