新能源学院赵学波教授领衔的氢能团队在具有工业应用前景的丙烷氧化脱氢制丙烯高性能催化剂研究方面取得新进展，相关论文《含硼金属有机框架化合物衍生的球形超结构氮化硼纳米片》（A Spherical Superstructure of Boron Nitride Nanosheets Derived from Boron-Contained Metal-Organic Frameworks）在国际化学领域顶级期刊Journal of the American Chemical Society发表。我校2016级博士生曹磊、新能源学院代鹏程副教授为该论文共同第一作者，新能源学院赵学波教授、代鹏程副教授、昆士兰大学Yusuke Yamauchi教授为共同通讯作者，中国石油大学（华东）为第一署名单位。 丙烯是极为重要的大宗化工基础原料，后续衍生出的众多有机化工产品在建筑、汽车、包装纺织等领域有广泛应用。近年来随着丙烯下游产业规模的迅速扩张，传统的丙烯来源已无法满足市场需求，因而亟需开发新的丙烯来源。丙烷氧化脱氢制丙烯具有底物转化率高、工艺能耗低和无积碳不易失活等优势，极具工业应用前景。但是由于产物丙烯容易与氧化剂发生过度氧化，降低了目标产物的选择性，从而让丙烷氧化脱氢工艺一直无法达到工业化的要求。因此，开发一种高效催化剂，抑制过度氧化，提升产物中丙烯的选择性是推动丙烷氧化脱氢发展最直接有效的手段。 氮化硼是目前烯烃选择性最高的丙烷氧化脱氢催化剂，但是单程烯烃收率离工业化需求仍有一定差距。通过可控合成提高活性物种在氮化硼表面的含量和分散度是一种提升催化性能的有效途径。构建分层的三维结构，尤其是基于二维氮化硼纳米片为基本单元的球状三维结构，有助于提高边缘活性物种的含量。除丰富的边缘活性位点外，特殊的三维球状结构促使反应混合气沿着球面进行有效地扩散并充分与活性位接触，提高催化剂的催化活性。然而迄今为止，如何控制氮化硼纳米片自组装形成三维球状超结构仍是一个充满挑战性的工作。 针对上述问题，研究人员以金属有机框架化合物（MOFs）为前驱体，通过溶剂热转换的方式制备了三维球形超结构MOFs纳米片（SS-MOFNSs），并进一步以SS-MOFNSs为自牺牲模板，制备了球形超结构氮化硼纳米片（SS-BNNSs）催化剂。 SS-BNNSs在丙烷氧化脱氢反应中表现出了优异的催化性能，510 ºC的操作温度下，产物中烯烃的收率达到了40.2%（丙烯，27.8%；乙烯，12.4%），远超商业化的氮化硼纳米片（丙烯，23.8%；乙烯，8.6%）和高比表面积的氮化硼纤维（丙烯，20.7%；乙烯，10.2%）。通过系统的表征可以发现，SS-BNNSs表面富含B-OH，让催化剂无须活化就可以直接催化反应进行，同时特殊的结构优势提高了活性物种的分散度，利于反应气与活性位点快速接触和产物丙烯的迅速脱附，提升了产物丙烯的单程收率。SS-BNNSs自组装的构造过程和结构优势带来的性能提升拓宽了催化剂的设计思路。 该研究成果获得审稿专家充分肯定，审稿专家一致认为该工作提出的含硼MOFs衍生三维超结构氮化硼纳米片具有很好的创新性，其作为丙烷氧化脱氢催化剂表现出的高烯烃收率在工业应用方面具有较大潜力，为丙烷氧化脱氢催化剂的研究提供了新的参考。

项目研究背景及内容 ：由于我国水资源短缺的加剧和环保意识的觉 醒，我国水处理用聚丙烯酰（ PAM）市场年增长率达到 15%。而目前聚丙 烯酰胺的生产主要采用水相聚合工艺， 产品的质量和品种无法满足废水资 源化市场对高质量聚丙烯酰胺产品的需求。该项目通过相迁移体系的建 立、聚合参数的优化、反应器的放大设计和工艺参数控制，建立了相迁移 体系中生产聚丙烯酰胺产品中试工艺路线。并进而以污泥脱水过程

项目成果/简介:压电驻极体是具有强压电效应的柔性驻极体材料，因其表现出“类铁电性”和，也称为铁电驻极体，是一类新型的人工智能和新能源材料。它的压电性源于双极性空间电荷在聚合物基体上的取向排列，以及材料特殊的微孔结构。压电驻极体膜是具有强压电效应的新型柔性压电功能膜，与传统压电材料的压电效应起源有本质区别。 与压电陶瓷和传统的铁电聚合物（例如聚偏氟乙烯PVDF及其共聚物）相比较，压电驻极体具有一些独特的性能：压电驻极体在提高压电活性的同时还拥有聚合物的高柔韧性、薄膜型（厚度可低至40µm）、超轻（体密度可低至330kg/m3）、低成本、低电容率、可大面积成形，以及低声阻抗（0.03MRayl）等特点。经过特殊工艺制备的压电驻极体薄膜的准静态压电系数d33高达1000pC/N，这一数值远远高于PVDF（约25 pC/N）及其共聚物P(VDF/TrFE)。因此，压电驻极体组合了压电陶瓷和铁电聚合物薄膜各自的优点，在国防、医疗、航空航天、绿色能源（例如宽频带振动能量采集器、生物运动能量采集、海浪发电等）、控制、通讯（例如自供能微型无线传感网络）、智能结构、电声换能器、空气耦合超声换能器等领域有广阔的应用前景。应用范围:柔性薄膜传感器、结构健康监测、人体健康监测、无损检测、触觉传感器、电子肌肤、声呐、空气耦合超声波换能器、微能量采集器等多个领域。项目阶段:小规模生产效益分析:目前芬兰的Emfit公司是唯一能够大批量生产聚丙烯（PP）压电驻极体功能膜的生产商，采用的技术主要由两部分构成：微孔结构薄膜制备和电极化处理。在微孔 薄膜制备阶段，首先将聚丙烯树脂与无机矿物颗粒（例如CaCO3和TiO2）熔融共混，然后挤出成聚丙烯-矿物颗粒复合薄板，最后双向拉伸形成微孔结构的薄膜。在电极化处理阶段采用电晕极化方式。而我们拟采用的技术是：以低廉价格的商品聚丙烯包装材料为原材料，采用具有自主知识产权的多次压缩气体膨化工艺调控薄膜微结构和机电性能，获得高活性聚丙烯压电驻极体膜。利用该技术生产出功能薄膜的活性远高于芬兰商品膜，最高可达50倍。

成果描述：本实用新型公开了基于物联网的智能杀虫灯,其包括灯杆、杀虫灯、控制箱和与蓄电池电连接的太阳能电池板,太阳能电池板一侧端部通过连接杆固定安装在灯杆上,其中部放置于灯杆的顶端；太阳能电池板处于水平状态时,杀虫灯位于太阳能电池板的正投影下；灯杆上设置有与太阳能电池板中部接触,用于使太阳能电池板与水平面呈一夹角的动力装置；动力装置包括安装在灯杆上与蓄电池电连接的电动机,电动机的输出轴延伸至灯杆内部与一蜗杆连接；灯杆内壁上通过轴承安装有一转轴,转轴上固定安装有与太阳能电池板接触的凸轮和与蜗杆配合的涡轮；控制箱内设置有控制模块和与控制模块连接、并通过物联网与外部控制终端进行通信的通信模块。市场前景分析：本实用新型公开了基于物联网的智能杀虫灯,其包括灯杆、杀虫灯、控制箱和与蓄电池电连接的太阳能电池板,太阳能电池板一侧端部通过连接杆固定安装在灯杆上,其中部放置于灯杆的顶端；太阳能电池板处于水平状态时,杀虫灯位于太阳能电池板的正投影下；灯杆上设置有与太阳能电池板中部接触,用于使太阳能电池板与水平面呈一夹角的动力装置；动力装置包括安装在灯杆上与蓄电池电连接的电动机,电动机的输出轴延伸至灯杆内部与一蜗杆连接；灯杆内壁上通过轴承安装有一转轴,转轴上固定安装有与太阳能电池板接触的凸轮和与蜗杆配合的涡轮；控制箱内设置有控制模块和与控制模块连接、并通过物联网与外部控制终端进行通信的通信模块。与同类成果相比的优势分析：国内领先

物联网大棚远程监控系统，在大棚内设置多个采集点，每个采集点通过各种传感器 采集大棚内空气、土壤、光照等信息，借助无线方式发给大棚内的中继站，中继站之间 通过接力传输将信息传递给中控计算机，根据系统智能决策，实现大棚内各个受控设备 从而控制空气温湿度、土壤水肥情况和光照的自动控制。整个系统包括感知执行点子系 统、中继控制子系统和中控监视子系统，每个子系统有多个模块组成，模块间、子系统 间以不同的通信方式建立连接。该技术传感器6个：棚内温度、湿度、光照，棚外温度、 土壤温度、湿度、CO2浓度、土壤PH值，节点最大连接数：6个；传输距离3000m，功耗： 小于300W。2014年到2015年期间该技术在莱西市店埠镇蔬菜基地成功转化，目前该成果 已经在青岛市莱西店埠国家现代农业示范园进行了大面积的推广和应用，建设了2000068 平独栋现代物联网大棚，并实现了周边拱棚物联网改造160栋，建设了3000平的智能监 控中心和物联网大棚技术中心，本项目成果有力的提高了温室大棚的自动化程度，推动 了设施农业的发展，有效的节水、节肥、节能，保护了生态环境，有效的提高了农民朋 友的生活水平。

压电驻极体是具有强压电效应的柔性驻极体材料，因其表现出“类铁电性”和，也称为铁电驻极体，是一类新型的人工智能和新能源材料。它的压电性源于双极性空间电荷在聚合物基体上的取向排列，以及材料特殊的微孔结构。压电驻极体膜是具有强压电效应的新型柔性压电功能膜，与传统压电材料的压电效应起源有本质区别。 与压电陶瓷和传统的铁电聚合物（例如聚偏氟乙烯PVDF及其共聚物）相比较，压电驻极体具有一些独特的性能：压电驻极体在提高压电活性的同时还拥有聚合物的高柔韧性、薄膜型（厚度可低至40µm）、超轻（体密度可低至330kg/m3）、低成本、低电容率、可大面积成形，以及低声阻抗（0.03MRayl）等特点。经过特殊工艺制备的压电驻极体薄膜的准静态压电系数d33高达1000pC/N，这一数值远远高于PVDF（约25 pC/N）及其共聚物P(VDF/TrFE)。因此，压电驻极体组合了压电陶瓷和铁电聚合物薄膜各自的优点，在国防、医疗、航空航天、绿色能源（例如宽频带振动能量采集器、生物运动能量采集、海浪发电等）、控制、通讯（例如自供能微型无线传感网络）、智能结构、电声换能器、空气耦合超声换能器等领域有广阔的应用前景。

用导购机器人取代真人导购以实现更加人性化的操作，同时也可以提高工作效率。我们所实现的导购机器人要包含导购和跟随两个模式。前者为机器人引导购物者前往所需商品位置，待购物者取得商品后交与机器人，机器人将商品自动分类同时完成装袋；后者为购物者无明确的购物对象，机器人跟随购物者直到完成购物。最后引导购物者前往收银台并结账。电子显示屏上显示有自我介绍、导航导购、商品查询、品牌介绍等5项内容。显示屏的上方有一个摄像头和麦克风，顾客可以通过语音或用手指触摸选择服务项目。它会告诉顾客本店的商品种类和款式。

餐厅服务机器人能够应用到机器人餐厅环境，替代餐厅服务员为顾客提供人机交互、自主取菜及送菜等基本服务。餐厅服务机器人具备良好的自主移动性能，能够通过灵活的移动机构实现其在餐厅环境下任意方向的自由移动。全局视觉和双目立体视觉作为主要的机器人定位传感器系统，实现了餐厅服务机器人在餐厅环境下的移动导航、定位及避障功能，成功完成了服务机器人的自主取菜、送菜等任务。服务机器人应用前景巨大，可以应用到餐厅和其他服务行业，特别是中国即将进入老龄化时代，可以给老人提供相应的服务。

在橡胶行业，广泛使用硫磺来硫化橡胶，但简单硫磺的硫化性能较差，为了解决硫化的问题，不溶硫成为硫的替代品，但不溶硫制备复杂、也存在产品的稳定性等问题。为了解决硫磺的相容性及迁移性问题，提高硫化橡胶的综合性能，本项目将硫磺与小分子单体共聚，制备出结构可调的含硫聚合物。该含硫聚合物是一种很好的橡胶硫化剂。硫化的橡胶性能明显优于传统的硫磺，价格低于不溶硫，硫化时与橡胶的相容性很好。制备成本远小于不溶硫。具有广阔的应用前景。愿与橡胶添加剂或橡胶加工企业共用合作开发该类产品。现有含硫聚合物硫化剂小试及部分硫化工艺技术。主要原料： 硫磺、不饱和烃、引发剂、助剂主要设备：普通反应釜及相关的配套设备小试技术，可技术转移及合作中试开发联系人： 河北工业大学化工学院 王家喜 13389075337

聚合物热电材料因其低毒性、质轻、柔性和可大面积加工等优势在可穿戴自供电器件方面具备很好的应用前景。 一个高性能的热电器件同时需要 p 型与 n 型两种材料。聚合物在掺杂之后的电导率 对 聚合物材料的热电性能起到了关键 的 决定 作用。 目前 ， P 型聚合物的电导率已经超过 1000 S cm -1 ，相比之下，仅有几例 n 型聚合物的电导率超过 1 S cm -1 。