针对秸秆直接还田难、综合利用率低、焚烧污染严重，土壤碳库匮缺、耕地质量提升乏力等“老、大、难”问题，沈阳农业大学率先提出了“秸秆炭化还田”新理论，确立了“以生物炭为核心，以炭化技术为基础，以生物炭基肥料和生物炭基土壤改良剂为主要发展方向，兼顾能源化利用”的技术路线。2005年以来，围绕“生物炭暨秸秆炭化综合利用技术研究与应用”，项目组先后突破了生物炭规模化制备与农业应用关键技术，构建了全产业链技术体系，推动了成果高效转化，为秸秆间接还田开辟了一条新途径。    1. 研发出“半封闭式亚高温缺氧干馏炭化工艺”和“组合式多联产生物质快速炭化设备”，突破了秸秆“低成本、大批量制炭”的产业技术瓶颈。该工艺设备对原料适应能力强、生物炭生产效率高、能耗低，有效解决了农作物秸秆密度低、含水量高、预处理能耗大、炭化效率低等问题。所制备的生物炭含碳量高、孔隙丰富，可广泛用于土壤碳封存、农田温室气体减排、化肥减量增效、耕地质量提升等领域。    2. 开发出生物炭基肥料等系列生物炭基农业投入品，集化肥减量、土壤改良、节本增效等功能于一身，寓土壤改良与土壤利用之中，突破了生物炭规模化田间应用技术瓶颈。综合运用作物学、土壤学、植物营养学、微生物学、生物信息学等方法，系统揭示了生物炭固碳、改土、保肥、持效、促生作用规律与机制。在此基础上，遵循养分归还学说和农田生态系统物质循环规律，发明了以生物炭为载体生产专用肥料、土壤改良剂、水稻育苗基质的技术与方法，开发出以生物炭基肥料为代表的系列生物炭基农业投入品，能够在不增加农民生产成本的情况下实现秸秆间接还田，解决了生物炭直接还田成本高、推广难、市场化程度低等问题，打通了生物炭规模化田间应用“最后一公里”，改变了化学类缓控释肥料只减肥、改土作用不明显、只在当季起作用的局面。    3. 开展了大规模试验示范，构建了“分散制炭、集炭异地深加工”产业模式，实现了成果转化。针对集中处置利用与秸秆等农林废弃物分布广、收储运困难之间的矛盾，构建了“分散制炭、集炭异地深加工”产业模式，将产业链中的运输成本降低约 70%；制定了《生物炭基肥料》农业行业标准并首次发布，突破了制约生物炭技术产业化和行业健康发展的“瓶颈”问题。    截至 2016 年底，项目技术累计推广 1090.2 万余亩，辐射全国 20 余个省（市、自治区）。其中，2014-2016 年，项目技术推广应用 575 万亩，新增销售额 19665.6万元，新增利润 2359.9 万元，节支增收 42890.9 万元。合计新增经济效益 45250.8万元。

炭材料因其具有丰富的组织结构和许多优异的性能而获得了广泛的应用，焦炭、炭黑、活性炭、炭纤维等炭材料早已深入到社会生活的各个领域并为人们所熟知，炭富勒烯及炭纳米管的发现引起了人们对纳米级炭材料的研究热潮。炭元素同时可以形成球状结构，粒径大小范围从几十纳米至几十微米间的球形炭材料，由于具有耐热、耐化学腐蚀性、强度高、粒径大小及比表面积可调，可在吸附、储能储气、纳米器件、催化剂载体、润滑剂等方面得到广泛的应用。 从沥青制备炭微球已为人们所熟知，具体方法有直接热缩聚法、液相乳化法、悬浮法，所得到的炭球粒径一般在几十到上百微米。近年来兴起了一些新的制备炭微球及纳米球的方法，如加压炭化法、电弧放电法、气相沉积法、热解法等，极大的丰富了炭微球及纳米球的制备工艺。然而，这些方法总是存在这样或那样的局限性，如工艺繁琐、收率低、产品不均一、成本高等。 本技术提供一种单纯以聚丙烯腈为前驱体的生产炭微纳米球的方法，该方法直接以聚丙烯腈球为前驱体制备炭纳米球，无需共聚或包覆其它需去除性物质。该方法工艺简单，产率高，适于大规模生产。 具体工艺包括： 1.聚丙烯腈球的无皂乳液聚合 将单体丙烯腈、无离子水以一定比例混合，氮气保护下剧烈搅拌以除去空气，然后升温，加入引发剂进行乳液聚合，反应2～8h，得到白色聚丙烯腈乳液；将该乳液冷冻干燥后得到粒径为150～500nm的聚丙烯腈球的白色粉末。 2.聚丙烯腈球的稳定化 将步骤（1）得到的聚丙烯腈微纳米球粉末置于鼓风干燥箱中，程序升温，在180～350℃进行预氧化稳定化处理，氧化时间为1～10h，得到棕色或黑色聚丙烯腈微纳米球。 3.聚丙烯腈球的高温炭化 将步骤（2）得到的稳定化后的聚丙烯腈球在惰性气体保护下于700～1500℃程序升温，进行炭化处理0.5～5h，得到黑色聚丙烯腈基炭微纳米球。 球径可控且纯度极高，无需分离等后续工艺。如果进一步石墨化可获得微纳米石墨球。

本发明公开了一种能安全吸附水体中镉的生物质炭的制备方法，包括以下步骤：1)、将收割后的象草除杂后风干，然后依次进行粉碎、烘干；2)、粉碎烘干后的象草放入炭化炉内，然后以4～6℃/min的速率升温至480～520℃进行隔氧炭化反应，保温反应1.8～2.2h；3)、将步骤2)所得的炭化后象草冷却至室温，粉碎过筛，得生物质炭。本发明克服了现有吸附技术治理重金属污水过程中吸附效率不高、易导致二次污染和成本较高这三大问题；同时对植物废弃物中碳素进行了稳定封存，减少了二氧化碳排放，具有显著的生态效益。

成果描述：本课题瞄准无铬鞣革的世界难题，抓住无铬多金属配合物的稳定性、反应活性以及分子结构调控等关键基础科学问题，综合运用原子力显微镜、激光光散射、核磁共振等一系列现代检测手段和方法，研究无铬多金属配合物组成、结构及其鞣革性能。通过计算机分子模拟，获得I型胶原、无铬多金属配合物的分子结构模型以及二者之间的反应模型，进而确定若干无铬多金属配合物的目标分子结构。在此基础上，阐明无铬多金属配合物的组成、结构与其稳定性、反应活性之间的关系，合成制备出符合生态鞣剂要求的系列无铬多金属配合物，优化得到最佳合成制备方法；建立无铬多金属配合物的分子调控的基本方法，提出并验证无铬多金属配合物分子调控的“双模式假说”；优化得到无铬多金属配合物鞣革的最佳工艺方法，揭示出无铬多金属配合物鞣革的一般规律。本课题研究对于进一步完善和丰富无铬多金属配合物鞣制化学理论具有重大意义，对于推动无铬鞣革具有广阔的应用前景。市场前景分析：锆-铝-钛配合鞣剂主要用于制革生产的主鞣、复鞣工段，通过使用该无铬鞣剂，解决目前制革行业的铬污染问题。现今由于环保力度的日益加大，对制革企业的铬排放作出了严格限定，这使制革行业发展面临困境。为此，只有发展清洁化的无铬/少铬鞣制技术才是解决目前制革行业发展困境的关键。 单一无铬金属鞣剂用于制革生产，其所鞣革无法人们需求。目前研究较为广泛的为多金属配合物鞣剂，通过多种金属所形成的多核异核配合物进行鞣制，利用金属间的协同作用，发挥各自的鞣革优势，使所鞣革性能满足人们需要。 首先，无铬鞣技术的发展解决了制革行业铬污染问题，有利于制革生产实现清洁化，符合国家发展需要；其次，利用锆-铝-钛配合鞣剂进行制革生产，所产生的废水、废物不含铬，易于处理，同时一些边角废料也可再次利用，提高了资源利用率；最后，锆-铝-钛配合鞣剂经济效益突出，不仅可降低企业的生产成本，同时也可提升成革的价值，使企业获利。与同类成果相比的优势分析：锆-铝-钛配合鞣剂目前售价为2万元/吨，虽然要高于目前市售的铬鞣剂，但使用该鞣剂进行制革生产所产生的废水、废物不含铬、利于处理，其治污成本仅为常规铬鞣体系的15%，生产单位面积成革的综合成本降低23%，可为企业带来巨大的经济效益。 国内领先。

钛硅分子筛（TS-1）对于以双氧水为氧化剂的许多低温有机反应，如烯烃环氧化、醇类氧化为醛或酮、芳香族化合物羟基化反应以及环已酮氨肟化反应中都表现出较高的性能，已在苯酚羟基化和环已酮氨肟化工业生产过程中得以应用。目前工业TS-1分子筛合成方法是以四丙基氢氧化铵（TPAOH）为模板剂，使正硅酸乙酯（TEOS）和钛酸酯相继水解，先经水热合成得到初产品，再对

传统的锂离子具有高比能量的特点，现在广泛用于移动电话、笔记本 电脑等通讯工具、电动工具等。但由于其安全性，循环寿命和对极限 温度耐受性等负面问题，已成为制约其在大规模储能以及电动汽车中 广泛使用的瓶颈。而上述三大问题产生的根本原因就在于现在锂离子 电池采用的负极石墨材料。我们采用独特的固相合成技术结合碳包覆 技术 (ZL. 200510030998.0), 制备了高电子导电性的纳米钛酸锂材料。 其特点:1. Li4Ti5O12 可以实现颗粒大小和形状可控，

钙钛矿太阳能电池作为新型光伏技术，需要在“效率-成本-寿命”三个方面与市场化成熟的晶硅太阳能电池或者CdTe薄膜太阳能电池获得比较优势，才有可能实现规模化应用。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 钙钛矿太阳能电池是2009年诞生的新型光伏技术，短短10来年时间，其光电转换效率提升十分迅猛，几乎追平了商业化发展多年的多晶硅、CIGS、CdTe等太阳能电池。并且，钙钛矿太阳能电池不包含稀缺元素，材料和工艺成本低廉，量产后组件成本有望达到晶硅太阳能电池的50%-70%。目前，国内外均投入了大量研发资金，头部企业预期在2年内实现第一代钙钛矿光伏产品的量产。推动廉价、高效的钙钛矿太阳能电池产业化，对于获得廉价的可再生能源，具有重要的现实意义。 太阳能电池的用途方向主要包括：消费电子、移动电源、分布式光伏发电、地面电站等领域。钙钛矿太阳能电池作为新型光伏技术，需要在“效率-成本-寿命”三个方面与市场化成熟的晶硅太阳能电池或者CdTe薄膜太阳能电池获得比较优势，才有可能实现规模化应用。钙钛矿太阳能电池目前有很多技术分支，其中，本成果采用基于稳定Bi基金属电极的反式平面结构，在兼顾实现“效率-成本-寿命”产业化三要素方面具有独特优势。

我国每年采用钛网进行颅骨损伤修复手术约30万例，但目前应用的钛网不具有抗菌功能，导致部分患者发生术后感染，甚至危及生命，本成果已经研究出产品，发展具有抗菌功能的新型三维钛网，具有较大的市场应用价值，中国市场约5亿元。

要：一种钛白废酸回收工艺，更进一步说是以燃煤或燃气为能源，采取控温气化、吸收浓缩工艺回收硫酸，整个工艺由燃烧工序、汽化净化工序、吸收工序、余热回收工序和尾气处理工序组成。本发明的有益效果是：回收酸比较纯净，浓度可调，经济浓度为 80～90％，完全可以满足钛白生产回用的目的；废酸中硫酸盐以固相物分离出来，可进一步综合利用；回收能耗低，具有可观经济效益。