面向大尺寸高精度陶瓷及其复合材料复杂形状结构的成形，基于面曝光技术，开发了专用大尺寸陶瓷增材制造成形装备及相关工艺。 技术特征 基于面曝光技术的陶瓷预制体成形设备可成形ZrO2、Al2O3陶瓷预制体，利用微透镜阵列聚焦及光斑微偏移技术，分辨率可提升到37.5μm，结合收缩预测技术，大大提高陶瓷成形精度，成形尺寸达270mm×300mm×450mm，成形相对精度达到±1%，同时配套研发了无缺陷脱脂与烧结工艺，烧结样件致密度可达97%。

针对河湖水系水资源、水环境、水生态现状及需求，通过水资源调配增强水力流动性、水环境修复改善水质、水生态修复促进促进河湖水系生态系统构建，形成稳定健康河湖水系生态系统，保障河湖水质。

一、项目简介 水下目标检测与识别，是水下机器人等相关系统能够被高效应用的前提。然而现有系统难以应对水下图像能见度较低，对比度差，存在颜色漂移和边缘模糊等问题；另外，水下图像样本稀少且缺乏足够的变化性，使得相关基于机器学习的目标检测与识别系统由于缺乏训练样本而无法有效应用。 二、前期研究基础 项目利用深度学习等新的理论突破，提出两种解决方案，一种是通过结合水下成像原理与深度风格迁移、生成对抗网络等算法，由普通光学图像生成水下图像，构建水下图像目标检测与识别仿真库，该数据库一方面数据量大且具有较大的变化性，也即场景与目标均具有较大的变化性；另一方面，由于是由普通光学图像迁移获得，因而也可以直接应用普通光学图像自身的标签信息，无需再对其进行标注。另一种是研究基于水下退化图像处理算法的检测和识别系统，解决由水下图像的色彩漂移和细节丢失等退化现象带来的目标检测和识别问题。同时通过水下退化图像处理模块和检测识别系统的联合优化技术，可以实现退化图像的增强方法与检测识别系统的最佳匹配。在保证处理后的退化图像性能指标的前提下，进一步提升水下图像的目标检测识别性能。 三、应用技术成果 1）基于深度学习风格迁移的水下图像生成效果示例 a为自然场景图像中的目标检测结果；b为模拟生成的水下风格图像及其目标检测结果；c为图像增强后的目标检测结果。 四、合作企业 无

水是维系生态系统健康的重要因子，具有调节河川经流、发展灌溉、提供工业和饮用水源、繁衍水生生物、沟通航运、改善区域生态环境以及开发矿产等多种功能，在支撑经济社会发展和维持生态环境平衡中发挥了重要作用。水质监测是水资源保护中的基础性工作，对于污染源控制、环境规划具有重要意义和作用。我国一贯主张预防优先于治理的环境保护政策，在《国家中长期科学技术发展规划纲(2006-2020)》确定的16 个重大专项中，水专项是迄今为止我国资金投入总量最大的环境科研项目，投入逾百亿，旨在为中国水体污染控制与治理提供强有力的科技支撑。建立智能水质监测网络，加强水质监测能力，提升河湖管理水平，是水污染防治与水资源可持续利用的重要前提。 二、前期研究基础 项目组与联合环境技术（厦门）有限公司签署了合作课题“水环境远程监测云平台技术服务”，2017.9-2020.8，30万。利用无线网搭建水环境远程监测云平台，通过云端实时收集系统运行的过程数据，并进行统计分析，服务端和APP客户端实现实时查看数据和远程设备运行情况，并能远程控制设备启停等。 三、应用技术成果 项目组开发了膜系统远程监控维护系统（UE-MRTU），并于2017年12月部署应用在云南昆明的一个自来水厂。 四、合作企业 联合环境技术（厦门）有限公司于2006年6月成立，专业从事以膜法技术为核心的中水回用、固液分离、纯水制备、废水等项目的设计、研究与开发应用。作为中国最早的膜系统服务商，提供膜系统的设计、制造、安装；以及膜系统的污染检测、清洗维护、运营管理。联合环境技术公司的膜法水处理技术在工业、民用及商业领域得到广泛应用（如江苏某市政污水处理厂，福建某市政污水处理厂，外蒙古乌兰巴托某饮料厂污水处理项目和江苏某太阳能光电有限公司污水处理项目）。工业应用产品包括外压式中空纤维膜组件和浸入式膜组件，可应用于给水/污水处理、水回用、海水淡化、食品、制药、石油、化工、电力、生物分离及其它分离过程；家用/商用净水设备包括膜净水器或集成水净化系统；集装式一体式应急超滤设备等，成功运用于各个领域的水处理项目；扩展水生态系统综合项目，包括提供水生态修复、水环境监测及水务投资/运营。已获得十几项国家发明和实用新型专利授权，在远程监控方面也获得了多项软件著作权。

智能交通系统已经成为交通运输发展的重要支撑。2000 年左右我国正式从国家层面开展相关研究及示范工程，智能交通系统的发展已经成为各级交通相关部门的共识。 清华大学自 1996 年开展智能交通系统的研究及系统设计、开发工作，内容涵盖交通信 号控制系统、交通信息平台、指挥调度系统、应急交通指挥等方面，形成了一系列具有自主知识产权的理论与技术应用成果，其中包括智能交通系统规划与系统设计成套理论与技术、 智能交通控制系统、交通信息平台软件、交通安全辅助决策支持系统、交通信息社会化服务 系统等，获得软件著作权 8 项、发明专利 5 项。本技术可以为智能交通系统的发展提供良好的支撑，通过系统设计实施可以有效节省投资资金，同时可提高城市交通运行效率，提高平均通行速度 5~10%，降低事故发生率 5~10%。 4 合作方式

电，是现代文明之光。今天，人类对电能的依赖不亚于水和空气，电力传输正如我们的交通，为人类社会提供了持续的能源供给。特高压输电是电力传输的“高速公路”，经过多年的努力，在解决了众多技术难题后我国的特高压输电技术已处于世界领先的地位。 外绝缘设备是保证电力传输安全稳定不可缺少的重要组成部分，其中，绝缘子是最重要的一类外绝缘设备，目前广泛应用的绝缘子主要有瓷质、玻璃和复合绝缘子三类。由于出色的憎水性和憎水迁移特性，以及由此获得的优异耐污闪性能，以硅橡胶作为伞裙材料的复合绝缘子在我国电网中使用广泛，据不完全统计，目前全国挂网运行的复合绝缘子已超过800万支。 然而，由于造型工艺简单，复合绝缘子的生产制造厂家可以根据需求调整模具在相同的绝缘高度或爬电距离的要求下制造出多种具有不同伞形结构的产品。项目组前期的研究发现，具有不同伞形结构的复合绝缘子（包括悬式和支柱）将具有不同的外绝缘性能（污闪和雨闪性能）。因此，通过某种手段进行伞形结构的优化和选型，不但可以提升外绝缘设备的性能，保障电力供给的安全性，还可以通过节约原材料或绝缘距离有效提升工程设计和运行维护的经济性。 项目组与中国南方电网有限责任公司、清华大学具有长期的深度合作，本项目的试验研究均是在由上述两家单位合作共建的特高压工程技术（昆明、广州）国家工程实验室完成的。首先根据特高压输变电工程对于绝缘水平的要求，设计了三十余种具有不同伞裙结构参数的复合绝缘子试品；其次，复合绝缘子的生产制造厂家根据设计结果进行试品研制；第三，以试品为研究对象在实验室内开展一系列的大量实验研究，获得关键实验数据（闪络电压值），并采用多种方法对数据进行分析；最后，通过对比能够反映产品外绝缘性能的实验结果选出综合性能优异的试品，并以其伞裙结构参数作为优化设计的结果。 成果应用：乌东德电站送电广东广西特高压多端直流示范工程（简称昆柳龙直流工程）是国家特高压多端直流示范工程，也是国家西电东送部署、推动构建清洁低碳安全高效能源体系的世界级输电工程。该工程采用混合直流输电方式，直流额定输电容量8000MW，额定电压为±800kV，工程起点位于云南省昆明市禄劝县昆北换流站，直流落点分别为广西柳州市鹿寨县柳北换流站和广东省惠州市龙门县龙门换流站，线路长度约1452km。项目组成员参与了“换流站站址污秽调查和预测以及外绝缘研究”工程前期专题研究，同时根据在特高压工程技术（昆明）国家工程实验室的实验结果，给出了工程三个昆北、柳北和龙门换流站直流设备的外绝缘配置要求，并将伞裙优化结果直接应用于上述三个换流站直流设备的外绝缘设计中。

本项目将提供一款高品质的非晶 ZnTiSnO 微型半导体气体传感器，为一种具有纳米材料特征的薄膜型气体传感器，用于可燃性气体（特别是乙醇）的检测。该半导体气体传感器具有下述优点：灵敏度高、选择性好、响应快、稳定性好、抗干扰性强、可室温工作、易于微型化、与微电子系统兼容，而且制作工艺简单、组装成本低、价格低廉。 （1）半导体气体传感器件的核心材料为气敏层，即非晶ZnTiSnO 薄膜，该材料质量如何直接决定了器件的性能。通过前期预研究，我们设计并合成了具有表面微纳结构的绒面 a-ZnTiSnO 薄膜，如何进一步优化工艺参数，更加提升 a-ZnTiSnO 薄膜高质量，实现精确可控生长，依然是本项目拟解决的关键技术。 （2）气体传感器的实用性在于器件参数的确立，因而，通过系统研究，建立非晶 ZnTiSnO 气体传感器各气敏性能与气体参数之间的定量关系曲线，特别是室温工作条件下的定量关系，是本项目拟解决的关键技术。 （3）为使气体传感器获得广泛应用，器件良好的稳定性至关重要。通过工艺优化、器件设计和封装保护等措施，实现非晶ZnTiSnO 气体传感器的高稳定性和抗干扰性，使器件具有长的使用寿命，也是本项目拟解决的关键技术。制备出高质量非晶 ZnTiSnO 薄膜，具有均匀且均一的表面微纳结构，绒度大于35%；薄膜与衬底附着力大于 21N。非晶 ZnTiSnO气体传感器性能指标：气敏层尺寸 10~300μm，易于集成化；对可燃性气体有高选择性，其中对乙醇的敏感度最高；室温工作条件下，对 100ppm 乙醇的响应度不低于 30；响应时间小于 1.8s，恢复时间小于 1.5s；稳定性好，有效使用寿命不低于3 年。 理论与实验相结合，揭示出 a-ZnTiSnO 气体传感器室温气敏性能和稳定性机理，建立理论模型，阐明器件的耐候性规律。研制出具有实用价值的高品质 a-ZnTiSnO 半导体气体传感器，建立一套非晶 ZnTiSnO 材料生长和器件制备的完整工艺，关键技术拥有自主知识产权。 应用范围：  纳米氧化铜产品广泛应用于各类抗菌、抗紫外线、空气净化产品中，如抗菌保鲜膜、抗菌塑料、抗菌纤维、抗菌整理液、抗菌陶瓷、抗菌地板、抗菌纺织品、防嗮化妆品、室内甲醛治理等产品中。 纳米CuO应用前景 催化剂：主要用于国防领域，作为复合固体推进剂的重要成分，用来调节推进剂燃耗性能。 传感器：纳米氧化铜对外界环境的温度，光，湿气等十分敏感，并且可以提高传感器的响应速度，灵敏度和选择性。 在超导，陶瓷，电极活性材料等领域作为一种重要的无机材料有广泛的应用。 用作玻璃，瓷器的着色剂，光学玻璃磨光剂，有机合成的催化剂，油类的脱硫剂，氢化剂。 用于制造人造宝石及其它铜氧化物，用于人造丝的制造，以及气体分析和测定有机化合物等。 用于饲料中，提高铜的表观消化率。 用于抗菌剂，纳米氧化铜具有清洁，高效，能耗低，污染小，被广泛用于医药，纺织等领域。 用于粒子助力制冷器节能，提高热传递效率。 降低冷冻机油的粘度。 提高烟气脱硝性能。 应用范围： 橡胶工业中硫化活性剂，石油化工行业催化及添加剂，是汽车轮胎、飞机轮胎、工业电缆行业材料以及氧化锌陶瓷； 涂料油漆、透明橡胶、乳胶和塑料行业用，可增加产品强度和致密性、粘合性、光洁度； 抗菌抑菌和除臭材料、医药卫生用杀菌材料、玻璃陶瓷杀菌自洁材料、医药行业杀菌敷料； 电子工业和仪表工业、制造电器件、无线电、无线荧光灯、图像记录仪、变阻仪、荧光体； 军事工业：红外吸收材料。   五、纳米氧化锌分散液 项目 Item 标准 Standard 氧化锌(W/%) ZnO 4% 外观 Exterior 乳白略显黄色易流动液体 Milky white slightly yellow liquid PH 7.2   分散液氧化锌含量可以根据需要在30%以下定制

针对现阶段木竹材防腐处理技术对环境污染大、长期效果不佳等问题，研发的新型防腐技术具有高效、低毒、高渗透性、低流失性的优点，可广泛应用于木竹材防腐、防霉、防白蚁等领域，可满足木竹材防腐、人造板、木质包装等企业的相关需求,获国家发明专利授权4项。 季铵盐/硼酸盐复合防腐处理工艺。针对硼酸盐极易流失问题，开发了一种无机硼酸盐与季铵盐用两步法处理木材的复合防腐处理工艺。硼的流失率可从接近100%降至10%。处理材的耐腐性明显提高，对白蚁的毒性不强，具有环保特性。处理后物理力学特性及耐光老化性也得到提高。 有机微乳液型木竹材防腐防霉剂。以低毒、高效的有机杀菌剂为主要杀菌成分，用低挥发、高环保型有机溶剂替代高挥发性有机溶剂，制备微乳液型木竹材防腐防霉剂。可直接使用自来水进行稀释，采用常规防腐剂处理方法处理各种针阔叶材与竹材，防腐处理过程与防腐处理材均安全环保无污染。

成果描述：茄尼醇是一种存在与烟叶、马铃薯叶、桑叶中的具有消炎、杀菌、吸收紫外线、抗氧化功能的植物活性化学品，在其分子结构中含有九个非共轭双键的聚异戊二烯醇，其极性非常弱，亲水性差，亲酯性强，可以溶于大多数非极性有机溶剂中；其分子中的非共轭双键是其药理活性的结构源泉，也是其获得工业应用的结构依据。茄尼醇主要用于合成辅酶Q10、茄尼醇胺、茄尼醇酯等医药中间体，同时也直接用于化妆品中增强化妆品的保健功能。 市面上的茄尼醇通常分为含量20%左右的浸膏、70%左右的粗茄尼醇、90%左右的茄尼醇、以及98%以上的茄尼醇精品。含量越高，价格越高，且含量越高，技术难度越大。 传统技术想要得到含量90%以上的产品，通常需要柱层析工段来达到，相对溶剂量大，操作复杂，生产成本高。经过对茄尼醇中产品与杂质的深度分析和大量的实验，得到了能够溶解茄尼醇但不溶解杂质的混合溶剂。本项目成果可从70％的茄尼醇出发，不经过柱层析，仅利用混合溶剂法处理得到含量90%以上的产品，且混合溶剂可循环使用，最大限度地降低生产过程的成本。将90%的产品再经过柱层析，可得到99%的精品。该项目采用的生产过程属于无污染的绿色化工工艺过程。市场前景分析：项目产品茄尼醇，是一种具有很高技术含量和附加价值的精细化学品，主要用于药物（如辅酶Q10）以及其它一些医药中间体（如抗流感病毒茄尼醇脂肪酸酯、茄尼基脂肪胺）等的生产中，也可以直接用于抗氧化保健品和化妆品的生产过程；尤其是它是抗衰老和提高细胞活力、增强人体免疫力辅酶Q10的必须的原料（构成辅酶Q10的侧链），以及在抗流感病毒药物、抗肿瘤病毒药物、以及心血管疾病药物中应用，极大地刺激料茄尼醇的市场应用和技术的研究开发。 2002年底2003年年初，由于国外对辅酶Q10以及其它一些药物（如抗流感病毒药物、抗肿瘤病毒药物、高血压药物等）生产技术取得突破性进展，同时辅酶Q10作为增强肌体免疫能力、抗衰老、抗氧化功能成分在保健品、化妆品、日用化学品领域的应用得到实质性扩大，刺激了国外对高品质茄尼醇的需求；市场价格一度攀高，达到400万元/吨。由于世界上60％以上的茄尼醇原料在中国，也就刺激了当时国内涌现出一大批企业上马茄尼醇项目。因为当时产品售价较高，所以，很多企业不计成本也可以有一定的利润。但随着生产企业的增多，市场价格的下滑，在经历了2005年下半年的市场冲击后，许多企业因为技术不过关、设备不配套、以及资金等因素已经倒闭。 目前，日本年产辅酶Q10 100多吨，需要高纯度茄尼醇1500吨以上。欧洲、北美及其他地区豆油不同规模辅酶Q10生产，同样需要纯度高、价格低廉的茄尼醇。由此可见，茄尼醇的市场规模很大，且供不应求的局面将维持相当长的时间。与同类成果相比的优势分析：混合溶剂处理后茄尼醇含量≥90% 柱层析后茄尼醇含量≥99% 国际先进

从基本规律出发，深入研究液液两相流体流动特性进而指导工业放大设计是国内外化学工程界研究的热点。因此从塔内流场测量入手，研究流体流动特性及塔的放大效应，探讨影响塔操作的主要因素，运用计算流体力学方法进行流场的数学模拟，对改进现有转盘塔及建立新的转盘他优化设计方法都有十分重要的意义。清华大学萃取实验室长期从事转盘萃取塔的流体力学和传质研究。利用激光多谱勒仪测量了转盘萃取塔内在各种操作条件下单相流动（连续相）的速度场。结果发现，转盘萃取塔内的流型在有无流动状态下相差很大。同时也证实了影响转盘塔传质性能主要是级间的轴向返混和沟流这一推断。为了消除转盘塔内的级间返混，提高传质效率，清华大学萃取实验室发明了新型转盘萃取塔（NRDC）（一种装有级间转动挡板的转盘萃取塔，中国发明专利ZL99106151.9），即在转盘塔内的固定环平面增加筛孔挡板以抑制轴向返混，提高传质效率。从速度场的测量和计算流体力学模拟的结果来看，增加筛孔挡板后有效地抑制了级间的轴向返混，同时级内的混合强度增加，有利于转盘塔内两相间的传质。