NOx 选择性催化还原（SCR）技术在电力和玻璃等行业得到了大规模的推广应用，但是，传统的SCR 催化剂需要在 300℃ 运行，难以应用于焦化、冶金化工、酸洗和中小工业锅炉等行业烟气脱硝工程。北京工业大学对低温 SCR 催化剂和低温 SCR 脱硝工艺进行了长达 10 年的研究，成功地开发出反应温度为180—400℃的低温 SCR 催化剂，并将低温 SCR 催化剂应用于草酸、催化剂和金属板材酸洗等行业的脱硝工程，也在焦化和玻璃行业进行了烟气脱硝应用示范工程和工业侧线实验，从而形成了低温 SCR 催化脱硝技术，为我国解决雾霾污染提供了技术支持。该技术主要创新点是利用离子修饰和掺杂技术提   高了 SCR 催化剂的低温活性，拓展了 SCR 脱硝技术应用范围，使低温烟气（低于 300℃）催化脱硝成为可能，该项技术处于国内外领先地位。

电机系李琦副教授、何金良教授等在《自然·通讯》（Nature Communications）期刊上发表了题为“基于聚合物-分子半导体全有机复合材料的高温电容薄膜”（Polymer/molecular semiconductor all-organic composites for high-temperature dielectric energy storage）的研究论文，首次研制出 200 摄氏度高效介电储能的全有机复合薄膜。这类全有机复合介电材料在 200 摄氏度高温条件下的介电储能性能不仅远超过目前最好的高温聚合物及聚合物纳米复合介电材料，并接近商业化聚合物电容薄膜室温下性能；在大幅提升高温介电储能特性的同时还实现了大面积、性能均匀的薄膜制备，为实现薄膜电容器在 200 摄氏度严酷温度环境下应用提供了可能。 聚合物薄膜电容器具有介电强度高、能量损耗低以及自愈性好等优点，在全球工业电容器市场占有率超过其它类型电容产品。然而，聚合物介电材料的绝缘性能对温度极其敏感，在高温、高电场作用下泄漏电流呈指数上升、放电效率急剧下降，最终造成电容器过热损坏。目前主流商业薄膜电容器仅在 105 摄氏度以下工作，长期工作温度低于 70 摄氏度。另一方面，随着电子器件和电力、能源设备功率不断增大以及对小型化和紧凑型功率模块的持续追求，电子材料的工作温度要求快速提高，薄膜电容器介电材料已成为高温电子器件和设备的技术瓶颈。 该论文采用了一种与前期方法截然不同的技术路线——利用有机光伏中电子受体材料的强得电子能力，实现了在高温聚合物中构筑深电荷陷阱。这种有机分子半导体型的电子受体材料具有极高的电子亲和能，被广泛应用于有机光伏中激子在异质结界面高效分离。它们可通过其表面静电势分布的极不均匀特性，对自由电子产生强束缚作用。通过向耐热聚合物中掺杂极少量高电子亲和能有机分子半导体制备了全有机复合高温介电材料。这类材料在 200 摄氏度和 200kV/mm 电场条件下，电阻率比高温聚合物提升两个数量级以上；200 摄氏度、放电效率90%以上的能量密度是目前最好的聚合物高温介电材料的 2.3 倍。此外，全有机复合体系解决了传统有机-无机复合体系中高表面能粒子分散不均和引入界面缺陷等问题，在薄膜品质和规模化制备等方面具有显著优势。

近年来室内空气污染问题严重影响人民健康，空气净化器逐渐成为新的家庭必备电器。由于净化器采用的滤料多为一次性玻纤材料，更换频繁，维护费用高，并且阻力大，能耗高，制约健康空气净化技术的普及和推广。而静电吸附材料利用静电吸附原理，能够高效吸附PM2.5颗粒，吹风清洗后可以重复使用，已经在工业中广泛应用。由于该技术必须使污染空气与负离子预先混合充分，负离子发生器与吸附材料之间必须保持充分的缓冲距离，否则静电吸附材料无法工作，从而使得该技术无法在小型净化器得到很好的应用。本项目计划以静电吸附材料为研究对象，利用空气动力学原理，采用计算机模拟与实验测试相结合的方法，开发短流程负离子与空气预混合技术。该技术主要目标是在1~5cm短流程内解决点源颗粒与面源气体混合均匀性问题，从而有效解决静电吸附材料对混合流程长度的依赖性。通过本项目，一方面，在实际应用中能够将静电材料替代传统玻纤过滤材料，降低空气净化器使用成本；另一方面，该技术也能够在工业气体治理领域得到有效的拓展，例如短距离气体均匀混合能够有效减小工业气体混合设备尺寸，从而降低设备制造成本，进一步提升本项目研发技术的市场推广价值。 课题组经过几年在空气污染物研究和发展，已经具备在此方面开展研究的物质条件和软件条件。课题组曾搭建空气污染物过滤实验台，对负离子混合与静电吸附过滤材料性能进行了详细测试，如下图1-6所示。同时，课题组已经拥有测试PM2.5、风速等基本仪器，如图7-9所示，能够对空气中粉尘进行精确测量。在与企业合作的过程中，也培养了一批能够进行技术研发的研究生队伍。由此可见，以上条件对本项目的顺利实施提供了良好的科研条件。 1、 项目的主要内容、创新点、技术水平1) 主要内容 n 在现有的净化器结构基础上，数值模拟分析污染空气流动形式，粉尘颗粒流动路径等等，为负离子与空气混合提供基础数据。 n 在数值模拟的基础上，设计新型流道结构，搭建实验台，测试分析流道对气体流动的影响。 n 实验以及数值分析不同流速情况下，气体混合情况，尤其是负离子混合不均匀性以及不同风速下的测试PM2.5的局部过滤效率。 n 对现有净化器提出改进方案，制作负离子混合样机，试验测试净化效率。 n 开发新型净化器，提高单位体积空气净化效率。2) 创新点 n 目前在空气净化器方面关于污染气体与负离子短流程混合研究的还未见报导，本项目涉及的工作内容及技术尚未得到深入研究和开发； n 利用数值模拟技术对不同结构的过滤器内部气体混合流动进行分析，获得净化器内部气体过滤机理，并以此进行结构优化，在空气净化技术研发方法方面有创新性。3) 技术水平 n 由于技术难度大，目前市场上仍未有负离子加静电吸附的净化产品，本项目是首次在实践中将用于工业的静电吸附材料用于民用净化器； n 利用静电吸附原理提高PM2.5吸附效率的同时，阻力比传统玻纤过滤材料的更低，噪音更小，寿命更长，项目研制的技术含量相当高； n 本项目开发的技术也可以用于工业领域，技术应用范围广。

随着塑料、橡胶加工工业的发展，对于混炼设备的要求越来越高。双转子连续混炼技术是在密炼机基础上发展的一种新型高分子材料的混炼方法。其核心设备——双转子连续混炼机，除了具有密炼机优异的剪切混合和分布混合特性外，还具有双螺杆挤出机连续工作的特性，在节能和环保方面具有独特的优势。华东理工大学的相关课题组经过近十年的研究，开发出了具有自我知识产权的双转子连续混炼技术和双转子连续混炼造粒机，已经通过了教育部、江苏省科技厅、中国石化集团公司组织的技术鉴定，获国家机械工业联合会、江苏省科学技术进步奖。采用该技术开发的高浓缩炭黑母粒连续混炼造粒生产线和高压电缆屏蔽料连续混炼造粒生产线已经被成功地应用于PE80、PE100高压水管料专用高浓缩母粒生产、含量为50%的高浓缩高档碳黑母粒、导电纤维母粒和高压电缆屏蔽料的生产。生产线采用计算机集成控制，水下造粒等先进的技术手段，解决了相关产品生产过程中的碳黑排放污染环境的问题，实现了生产的连续化、自动化，单位产品能耗是常规方法的1/2～2/3，实现了相关产品的高效、节能、环保化生产。项目的创新点在于开发了一种独创的双转子连续混炼机转子构型和双转子连续混炼工艺，解决了高填充混合和导电高分子材料的混炼过程中对剪切混合和分布混合的综合要求高，开辟了一种新的高浓缩、高填充母料和导电高分子材料的生产方法和生产工艺。

随着塑料、橡胶加工工业的发展，对于混炼设备的要求越来越高。双转子连续混炼技术是 在密炼机基础上发展的一种新的高分子材料混炼方法。其核心设备——双转子连续混炼机，除 了具有密炼机优异的剪切混合和分布混合特性以外，还具有双螺杆挤出机连续工作的特性，在 节能和环保方面具有独特的优势。华东理工大学的相关课题组历时近十年的研究，开发出了具 有自我知识产权的双转子连续混炼技术和双转子连续混炼造粒机，已经分别通过了教育部、江 苏省科技厅、中国石化集团公司组织的技术鉴定。 该技术已经被成功地应用于PE80、PE100高压水管专用高浓缩母粒生产、含量为50%的高 浓缩高档碳黑母粒、导电纤维母粒和中高压电缆屏蔽料的生产。生产线采用计算机集成控制， 水下造粒等先进的技术手段，解决了相关产品生产过程中的碳黑排放污染环境的问题，实现了 生产的连续化、自动化，单位产品能耗是常规方法的1/2~2/3，粉尘排放下降了95%，实现了 相关产品的高效、节能、环保化生产，用工成本下降了50%。 项目的创新点在于开发了一种独创的双转子连续混炼机转子构型和双转子连续混炼工艺， 解决了高填充混合和导电高分子材料的混炼过程中对剪切混合和分布混合的综合要求高，开辟 了一种新的高浓缩、高填充母料和导电高分子材料的生产方法和生产工艺。

针对钛合金、高温合金、树脂基/陶瓷基/金属基复合材料等航天装备用难加工材料及其复杂构件磨削加工效率低、质量稳定性差、工具寿命短、加工成本高的技术瓶颈难题，长期开展了单层钎焊金刚石与立方氮化硼（CBN）超硬磨料砂轮高效磨削技术研究。 创新成果 单层钎焊金刚石与CBN超硬磨料砂轮通过钎焊方法实现砂轮对超硬磨料的牢固把持，具有磨粒把持强度高、有序排布、锋利度高、寿命长、绿色环保等优势，突破了常规超硬磨料砂轮主要通过电镀、烧结等机械界面作用把持磨粒、强度低，导致重负荷工况下磨粒易脱落、砂轮寿命短、锋利度差。通过开发钎焊砂轮与磨削工艺的匹配技术，实现了航天装备难加工材料及构件的高效高品质加工。

蒸发浓缩、结晶、干燥等是化工、医药、食品、环保等多个行业最为普遍采用的工艺过程之一，众多企业花费在蒸发、干燥环节的成本占到总成本的50%以上，均迫切需要寻找一种高效节能的蒸发技术。 MVR是国际上最先进的蒸发技术，是替代传统蒸发器的升级换代产品。该项技术一直被北美和欧洲等一些发达国家掌握。 技术特征 MVR系统是一项高效节能的技术，较常规的单效蒸发设备而言，可节省标准煤85％以上，比三效蒸发技术节能65%以上。

柴油机的燃烧以扩散燃烧为主，其燃烧速率决定于混合气形成快慢。大连理工大学隆武强教授团队发明了双层分流燃烧室和高扰动喷油嘴，结合缸内气体流动控制，有效地改善喷射油束的雾化效果和空间分布，从而提高燃油与空气混合的速度和均匀度，形成完整的柴油机高效清洁燃烧技术。 双层分流燃烧室如图 1所示，燃烧室的活塞顶面开口直径大、凹坑深度浅、唇口突出且位置靠下，使燃油在燃烧室内产生分层流动与燃烧，加快油气混合速率，提高空间利用率。可降低油耗4%左右。 高扰动喷嘴如图 2所示，每组喷孔由两个子喷孔组成，呈“V”字形，子喷孔内的燃油在喷油嘴内部交汇。高扰动喷油嘴两个子喷孔内的流动汇聚时产生强烈的动量交换，即扰动，这个过程将一部分平均流动能转化为湍流动能，而湍流动能的急剧增加可以有效地增加雾化质量。如图 3所示，高扰动喷油嘴液相喷雾贯穿距受环境温度影响更大，蒸发速率更快，这种提高蒸发速率减小液相贯穿距的效果与提高喷射压力的作用相同。高扰动喷嘴能强化液体燃料破碎，控制喷雾贯穿距，提高燃油经济性、降低NOx及Soot排放。 高效清洁燃烧技术获得多项国内外发明专利（美国发明专利-US10662866B2，美国发明专利-US10563569B2，日本发明专利-特许第6527875号，中国发明专利-ZL201210152367.6，中国发明专利-ZL201410061414.5，中国发明专利-ZL200810012342.X，中国发明专利-ZL03143790.7，中国发明专利-ZL03143789.3，中国发明专利-ZL200410097761.X，中国发明专利-ZL201110428301.0），与国内外多家柴油机厂商合作，取得了良好的社会效益和经济效益。

针对钛合金、高温合金、树脂基/陶瓷基/金属基复合材料等航天装备用难加工材料及其复杂构件磨削加工效率低、质量稳定性差、工具寿命短、加工成本高的技术瓶颈难题，长期开展了单层钎焊金刚石与立方氮化硼（CBN）超硬磨料砂轮高效磨削技术研究。创新成果单层钎焊金刚石与CBN超硬磨料砂轮通过钎焊方法实现砂轮对超硬磨料的牢固把持，具有磨粒把持强度高、有序排布、锋利度高、寿命长、绿色环保等优势，突破了常规超硬磨料砂轮主要通过电镀、烧结等机械界面作用把持磨粒、强度低，导致重负荷工况下磨粒易脱落、砂轮寿命短、锋利度差。通过开发钎焊砂轮与磨削工艺的匹配技术，实现了航天装备难加工材料及构件的高效高品质加工。应用范围:成果已成功应用于航天科工南京晨光导弹液压伺服系统钛合金作动筒壳体与高温合金阀体、航天三院钛合金弹翼、航天八院树脂基复材构件的高效精密加工。后续拟向航天系统进一步扩大应用推广。