开发了一种新颖的无机氧化物或金属纳米粒子的制备技术，利用该技术可以规模制备无机氧化物和纳米金属粒子，该方法已申请了中国专利和美国专利。利用该技术制备了 CeZrO2 纳米储氧材料，其粒度为 4—6nm, 其储放氧性能比常规的储氧材料提高 25％以上，利用该材料制备的三效催化剂具有起燃温度低、工作窗口宽等特点。该专利技术可以制备 Ag、Au、Pt、Pd 和 Rh 等纳米金属粒子， 其粒子的粒径在 2—10nm, 具有很好的单分散性质。该技术的创新点是：（1）将化学法合成纳米材料体系改成流动体系，可以精确地控制反应条件，从而控制纳米粒子粒径；（2）利用管式反应器提高了纳米粒子制备产量，可以  规模制备纳米粒子，尤其是可以制备高分散的贵金属纳米粒子。

二氧化氯因其高效、安全、不易产生氯代有机物等“三致”物质的优点而替代液氯广泛应用于饮用水、污水处理、医疗卫生、食品加工等领域，被誉为第四代消毒剂，是世界卫生组织和世界粮农组织推荐的A1级广谱、安全和高效消毒剂。 本项目在“国家科技支撑计划项目”的支持下，通过先进的复合还原催化技术、双釜串联及梯级反应强化技术、反应耦合分离技术、发生器结构独特设计等一系列自主创新，攻克了二氧化氯制备技术难题，开发了一种高纯度二氧化氯绿色制备集成新技术，提高了二氧化氯的品质与发生器的安全性，填补了国内空白

成果完成人瞄准1000MW超临界二氧化碳燃煤（sCO2）发电系统，主持了国家重点研发计划项目“超高参数高效二氧化碳燃煤发电基础理论与关键技术研究”。 本成果从系统和部件两个层面进行研究，被推荐为2020年度国家重点研发计划重点科技成果，并在2021年1月27日科技日报上做了报导。具体成果如下： 1、sCO2锅炉模块化设计：sCO2循环流量是水蒸气机组的6-8倍，导致S-CO2锅炉严重堵塞，发现机组效率惩罚效应。首次提出1/8分流减阻原理，在保持吸热量及循环流量不变条件下，将压降降低为传统设计的1/8，由此提出模块化锅炉设计，将锅炉压降减小到与水蒸气锅炉相当或更低水平，彻底解决大压降难题。 2、烟气热量全温区吸收：针对sCO2循环适合中高温热源，单个sCO2循环无法吸收烟气全温区热量，提出顶低复合循环，实现热量全温区吸收。提出能量复叠利用原理及设备共享，完全消除顶底循环效率差并简化系统。1000MWe级燃煤sCO2发电效率达到～50%，比水蒸气机组高3-4个百分点。 3、锅侧和炉侧综合调温方法：针对sCO2进入锅炉温度较高，抬高受热面温度，提出锅侧和炉侧综合调温方法，发明“冷热匹配、层级降温”原理，提出“上大下小+双炉膛+烟气再循环”的创新型锅炉设计。建成压力达26MPa的超高参数sCO2传热系统，提出超临界传热类沸腾理论，结合实验数据，给出了锅炉管发生传热恶化的临界判据。诞生第一台超临界二氧化碳燃煤锅炉原理样机。 本成果阐明了能量复叠利用原理，是能量梯级利用的继承和发展，消除了复合循环中顶循环和低循环的效率差，最大限度挖掘了sCO2燃煤发电系统的效率优势。并首次阐明超临界流体分子尺度下的非均匀物质结构，颠覆了人类对超临界流体物质结构的认知，首次将亚临界压力下的多相流体理论体系引入到超临界传热中，初步实现了亚临界和超临界压力下能量传递与转换理论的统一，达到国际领先水平。

技术分析(创新性、先进性、独占性) 为了充分利用先进的人工智能的新技术，提高医疗影像辅助诊断的水平，使得智能医疗诊断技术提高临床诊断的质量和效率，使其尽快走入家挺、社区，满足人们的医疗健康的需要。研究临床医学影像的2D病灶精细分割和三维跨模态的影像三维重建技术。首先，通过建立多层感知的神经网路，对医学影像的特征进行充分学习，得到影像的几何映射的关系，从而实现对医学影像的三维重建，克服了现有的三维重建技术中度量关键问题，关键技术对于医学影像的精准度量，具有现实意义:其次，在2D病灶分割中，利用半监督学习技术，实现少标签情况下的分割技术，半监督学习技术可以有效解决医学影像中标签难以获取的问题。技术的研究成果的特点是医学影像跨模态辅助诊断技术，对于超声、CT以及核磁共振等影像都有效，并且攻克的神经网络过于复杂的关键问题，所研究技术适用于临床快速便捷辅助诊断。此外，在医学度量方面的关键技术中，突破了人体腹腔及皮下脂肪的精细分割技术的关键技术，可以用于临床辅助诊断中，在关键技术探索中，实现对腔内脂肪特征的精细学习，该技术仅需要少量的影像标准数据，就可以实现皮下脂肪的准确分割，并证明了关键技术的有效性。

1998.9--2002.7 

1.痛点问题 物联网技术是工业4.0和数字经济智慧化时代的标准性特征技术，是人工智能、云计算机、大数据等核心技术的底层技术基础。物联网技术的本意是希望实现万物直接互联，并能主动协同工作，但目前尚没有一项技术可以达到上述目的。 目前现有的物联网系统架构种类很多，主要集中在物联网的顶层软件设计方面，软件研究较多也做得很好，但其面临的共同问题是各种底层设备(包括不同厂家生产的各种传感器和执行器等功能部件)如何联接？在目前现有的各种物联网技术方案不仅系统结构复杂，也只能实现万物间接互联和被动协同工作，而无法实现物联网所需的万物直接互联和主动协同工作。 2.解决方案 本成果所涉的核心技术是IPT（InformationPipeTechnology）信息管道技术及基于IPT信息管道技术的DMCS（DistributedMeasurement&ControlSystem）智能物联分布式测控系统集成方法，以下简称DMCS/IPT。 在基于IPT信息管道技术的DMCS智能物联分布式测控系统中，所有节点均具有完全平等的地位(“去中心化”)，也无需通过任何指令进行协同工作（“去指令”），所有节点及其联接的底层设备均可直接通过在信息管道中自动交互的测控信息的驱动来实现系统预期的各种测控功能，而若想改变系统功能，也只需改变系统中联接各分布式智能测控节点虚拟的信息管道联接关系即可，多数情况下，无需编程即可实现分布式智能测控系统的快速集成及其功能重构。DMCS/IPT及其所衍生的IPT云/IPT雾智能物联系统架构，能完美实现物联网所需的万物直接互联和主动协同工作。IPT雾是一种可以弥散到工业现场任何一个角落的DMCS/IPT智能测控网络，整个网络只需一条线缆（有线或无线物理链路）即可位于工业现场不同位置的底层设备及其对应的IPT节点彼此联接起来，不仅可通过信息管道实现“去中心化”和“去指令”的智能协同工作，而且可在IPT雾网络中任意位置接入的IPT远程智能联接节点联接至IPT云网络，或者直接联接至任意指定的普通云服务器，并与云端现有的各种物联网专业软件实现对接。IPT云网络则是架构在IPT雾网络之上的DMCS/IPT智能测控网络，可进一步联接不同的IPT雾网络，并通过信息管道解决不同IPT雾网络之间的测控任务协同，以形成更大规模的智能物联网。IPT云网络同样具有“去中心化”和“去指令”等明显技术特征，也能在IPT云网络中任意位置通过接入一个IPT远程智能联接节点，将整个系统联接至任意指定的普通云服务器，并与云端现有的各种物联网专业软件实现对接。 合作需求 1、合作企业现有产品需在某行业或某领域已占有较大的市场份额，且非常熟悉所在行业或领域的业务流程，并深度了解客户的痛点和需求； 2、合作企业需有良好的信誉记录，并需要有足够的资金来支持DMCS/IPT新产品的研发，且需要有一定数量和质量的技术人才来完善相关产品； 3、合作企业需有愿意跟其他非竞争性企业一起联手打造智能物联网生态圈的愿望。 具备以上合作条件的企业可联系清华技术转移院，通过专利普通许可方式开展各自领域的新产品研发及其推广应用，聚集多方力量，以合作共赢的方式共同打造一个可满足数字经济新时代需求的、造福于国家和社会的、国产化的智能物联技术产品生态圈。

厚板焊接作为我国核电、船舶、石化等领域重大装备的关键制造技术，对低热输入、高效率、高质量的新型焊接方法升级需求极其迫切。窄间隙焊接技术因采用窄且深的坡口，在厚板焊接时具有效率高、填充量少、热输入小、变形小等优势，在提高焊接效率和焊接质量等方面具有重要应用前景。目前，该类技术在国外核电、船舶等行业广泛应用，技术较为成熟。而我国窄间隙焊接技术研究起步较晚，在大厚板核心焊接设备、工艺及材料均受制于人，尤其针对我国国防重点企业，存在“卡脖子”风险。高端焊接装备依赖于进口，价格高昂。国外主要生产厂家包括法国宝利苏迪、日本日立公司、美国电弧机器等，国内生产厂家华恒、唐山开元等依赖于国外企业的专利授权。 国际和国内现有技术一般采用钨极摆动、陶瓷片约束、横向交变磁场等控制电弧周期性地在两侧壁之间燃烧，存在装置复杂、母材被磁化或间隙较大等缺点。为解决窄间隙焊接侧壁熔合的难题，课题组另辟蹊径，创新性地提出了一种具有完全自主知识产权的“厚板超窄间隙旋转电弧焊接技术及成套装备”新技术。该技术突破了现有窄间隙钨极氩弧焊接（NG-GTAW，narrow-gap gas tungsten arc welding）工艺的局限性，已实现壁厚50 mm超窄间隙焊接，能够更为可靠、简便地解决侧壁未熔合缺陷问题。相对于国内外的现有技术，该技术形成的旋转电弧能够有效改善电弧热量及压力的均匀性，在保证熔敷金属质量均匀的同时避免熔深过大，具备高质量、高效率的突出优势，达到国际先进水平，已在国防、核电、QT等工业领域推广应用。同时，研究团队自主设计研发了面向核电、石化、船舶等装备的大厚板非轴对称旋转钨极超窄间隙GTAW成套装备（图1），可实现板厚超过150 mm、窄间隙5 mm——9 mm的厚壁材料高质量自动化焊接。 图1 大厚板非轴对称旋转钨极超窄间隙GTAW成套装备 该设备特别适用于厚壁不锈钢焊接、钛合金、980高强钢、9Ni钢等特种材料，在核电、军工、石化等领域具有广泛的应用前景。目前处于国际先进水平的宝利苏迪公司生产的单套设备售价高达380万元，国产设备售价也达到150——200万元水平。而自主设计研发的设备单套成本仅约30万元，能够产生巨大的经济效益。

1. 项目概述常用的水处理技术有物理吸附法、化学氧化法和生物氧化法三类。其中以生物膜方式进行的生物处理过程能有效去除原水中可生物降解有机物、氨氮和铁锰等污染物，使出水更安全可靠，在当前的水处理工程中得到了最为广泛的应用，然而该方法主要适用于CODcr为100乃至200以上的“高”污染水，而对CODcr处于100以下的低营养度废水处理效率低下，故并不适用于低浓度生活污水、工业中水和富营养化地表饮用水的处理。综合利用生物膜，物理过滤和化学反应、沉积等过程处理污染水源的人工湿地净化技术作为一种经济有效、运行稳定的新型生态工程，近年来已成为备受关注的焦点。但该项技术占地大，处理时间长，对水质变化的适应性差，季节性差异显著，且生物量后续处理困难，极易形成滞后累积污染，无法大规模高效率应用于水质的处理。本项目针对为150以下的低浓度废水或富营养化地表水，将固定床生物膜处理、人工湿地生物预处理和微氧水处理技术引入富营养化饮用水源预处理过程，充分发挥其物理吸附、生物膜处理和植物效应的多级复合处理功能，结合多单元连续操作方式提高系统处理效率和可操作性，开发具有良好的水质适应性、耐候性，低能耗且无二次污染的高效生物复合床净化技术。项目成果形成自主的知识产权。具有广阔的工程应用前景。2. 技术优势（1）基于多孔介质填料固定床的生物膜强化水处理体系；（2）基于小风量曝气的高效微氧水处理系统；（3）单元化和模块化的生物复合床系统。以富营养化水源地的劣V类水（CODcr为50至100）为例，采用新型生物复合床技术，综合采用物理吸附与截留、微生物降解、植物吸附与吸收等手段，其出水可稳定保持在Ⅲ类乃至更优水平。

1 成果简介利用生物方法进行污水处理，已经经历了一个多世纪的发展。但是，在活性污泥法的应用中，仍然存在以下主要缺点：曝气池占地面积很大，曝气后气体排放造成二次污染；曝气过程中活性污泥、空气和污水三相混合不均匀，氧传递速率较慢，氧气利用率不高，使得曝气效率低；剩余污泥排放量大。本研究室基于多年来对环流反应器流体力学特性和工程应用的研究，提出了采用多级环流装置作为活性污泥曝气的新方式，并经过 10 多年的基础、应用以及工业化研究，形成了一套高效的活性污泥的处理污水的新工艺—多级环流曝气工艺。该工艺可改善氧的传质，增加氧的利用率，从而减少动力消耗；该工艺还可减少生物处理过程中剩余污泥的产量，减轻处理污泥的负担；同时，该工艺的生物处理构筑物占地面积显著减小，可节约投资。该工艺已经完成了 20 吨/天的工业中试，通过了专家鉴定；并在处理印 染污水等方面已经建成了工业应用装置，目前运行良好。 在多级环流曝气工艺的基础上，针对含有中低浓度难降解有机物的污水，本研究室又开发了厌氧-好氧耦合环流曝气污水生物处理技术，以提高难降解有机物的处理效率。通过在多级环流塔内的悬浮污泥中添加具有特殊孔隙结构和尺度的载体材料，利用氧的传递阻力在载体内部形成厌氧菌生存的环境，构成专性厌氧菌生长区。通过被动扩散和流体的冲刷作用，有机物可以扩散进入载体内部，并被厌氧菌降解，同时载体内部的厌氧降解产物也可进入流化床主体，实现厌氧生物降解和好氧生物降解的耦合。该工艺具有高效的好氧降解过程和厌氧降解过程， 且将厌氧和好像过程结合在一个装置中进行，高度集成化，设备投资小、处理效率高、占地面积小。该工艺已经在含酚废水、 PTA 废水、炼油废水方面已经开展了大量的工艺开发和工业模拟实验，取得了理想的处理效果。2 技术指标（ 1） 多级环流曝气：溶解氧浓度可达到 6mg/L 以上，较廊道式曝气池，占地面积可减小 80% 以上，处理时间可缩短 50%以上。 （ 2） 厌氧-好氧耦合环流曝气： COD 的容积负荷可达到 7g/L∙d 以上，对 COD 浓度小于2500 mg/L 的含酚废水、 PTA 废水等废水， COD 去除率达到 95％以上。3 应用说明该技术主要针对各类石化、化工及其他含有难降解有机物废水的处理，小规模现场集成式污水处理（如机场、远郊住宅小区等）以及污水的点源治理。 多级环流曝气应用包括两种方式：① 以环流曝气塔式设备替换现有的曝气池、初沉池；② 在现有的深度在 4m 以上的廊道式曝气池进行改造。多级环流曝气塔为新型塔式曝气处理设备为专利设备，具有处理效率高，占地面积小等显著优势。 20 吨/天的工业中试结果（乙烯综合废水， COD 约为 1000 mg/L，）显示，和该厂现有的廊道式曝气池相比，占地面积可减小 80% 以上，处理时间可缩短 50%以上， 出口废水稳 COD 定在 60 mg/L 以内，特别适合于土地资源紧张、处理效率要求高的生产、生活部门。多级环流曝气塔顶部还有集成的泥水分离器，可将出水中的污泥分离，在污泥沉降良好的情况下，可直接排放，不需要初沉和二沉设备，使设备投资、能耗以及占地面积大幅度降低；即使对沉降性能不佳的污泥，也可达到初沉的作用，节省初沉设备和运行费用。 通过对现有的深度在 4m 以上的廊道式曝气池进行改造，也可实现多级环流曝气，方法是在曝气池内改造曝气系统，加装多级导流筒内构件。其改造简单，投资小，但对废水处理的效果有显著的提高。采用多级环流曝气后，曝气池内的溶解氧浓度提高 50% （可达到 6 mg/L以上）以上，悬浮污泥浓度提高 30%以上，在达到相同处理效果的前提下，水力停留时间可减小 50%以上，处理负荷提高 50%以上，特别适合于对现有装置增容的技术改造。由于溶解氧浓度高，剩余污泥的产量也显著降低。 厌氧-好氧耦合环流曝气工艺，通过在多级环流曝气塔中添加高孔隙率的聚合物填料，在填料内部形成的缺氧环境，可发生水解-酸化反应，通过水解-酸化将难降解有机物降解为挥发性脂肪酸，进一步由装置中主体的悬浮污泥进行好氧代谢，实现了厌氧—好氧生物降解的耦合，提高了难降解有机物的降解效率。工业模拟装置的研究表明，对 COD 浓度达到 3500mg/L 的含酚废水，采用厌氧-好氧耦合环流曝气工艺， 24h 内 COD 可降解至 100 mg/L 以下；对 COD 浓度达到 2500 mg/L 的 PTA 废水，采用厌氧-好氧耦合环流曝气工艺， 16 h 内 COD可降解至 100 mg/L 以下；对 COD 达到 2000 mg/L， BOD/COD<0.1 的炼油废水，采用厌氧-好氧耦合环流曝气工艺， 24 h 内 COD 可降解至 60 mg/L 以下。上述处理效果，均优于传统的 A/O 或者 A/A/O 续批式联合工艺，占地面积低于这些工艺的 1/8。4 合作方式商谈。