人类在发展过程中目前面临能源危机和环境污染双重压力。在能源消费方面，目前世界能源消耗91%的是一次性矿物燃料能源，但矿物燃料是有限的，不可能成为人类的永久性能源。因此寻找可替代化石能源的新能源是人类可持续发展的必由之路。 据估计，全世界每年由光合作用而固定的碳达2×1011 吨，含能量达3×1018 千焦，可开发的能源约相当于全世界每年耗能量的10 倍；生成的可利用干生物质约为1700 亿吨，而目前将其作为能源来利用的仅为13 亿吨，约占其总产量的0.76％，生物质资源开发利用潜力巨大。据测算，我国拥有的生物质能资源为50 亿吨左右，是我国目前总能耗的4 倍左右[5]。生物质资源虽然丰富，但由于保存和转化的技术落后导致生物质资源浪费严重，如秸秆等农业废弃物在田间焚烧，林业产品加工产生的木屑、锯末等被直接丢弃，食品加工的壳、皮等被当作垃圾填埋，这不仅污染了环境，还造成了生物质资源的巨大浪费 利用生物质制备炭材料，在能源领域利用可以直接作为燃料使用，可以避免生物质原料本身能量密度低、体积庞大难于运输等弊端，同时相对于燃煤可以减少硫排放，从而减少对环境的污染，但目前制造成本高，只有在特定的场合才使用，目前生物质炭在能源方面主要作为高端的燃料电池正极材料。另一方面生物质炭本身的多孔性致使它具有巨大的比表面积、发达的孔隙结构以及较好的化学稳定性和机械强度，在环保领域对重金属良好的吸附性能，因此对重金属废水处理及土壤恢复与改良具有巨大的应用潜力[8-14]。 由于传统工艺制造活性炭成本高，因此限制了其应用范围。如何最大限度降低制造成本是科研工作必须努力的方向。 生物质炭的制备方法主要分为：热分解法，微波炭化法，水热炭化法。热分解炭化法是目前制备生物质炭的主要方法，热分解制备生物质炭是在隔绝空气条件下生物质的高温裂解成炭，一般需要炭化与活化两个过程且二者可分步或同步进行。首先炭化过程是在300 –1000 0C下使生物质中分子链中C-O、C-C键断裂成炭，随着温度的升高, 生物质炭的产量降低, 含碳量逐渐增加。活化的目的是利用气体或化学物质改变炭化料的内部结构, 扩大孔体积, 增加活性炭的吸附性能。物理活化采用如水蒸气、空气、CO2进行活化；化学活化则采用化学物质如NaOH，ZnCl2，KOH, K2CO3等在600~11000C下活化，得到活性生物质炭产品。热分解法的缺点在于反应时间长，反应耗能大，传热效率低和反应原料加热不均匀等。微波炭化法则是通过被加热体内部偶极分子的高频往复运动，使分子间相互碰撞产生大量摩擦热量，继而使物料内外部同时快速均匀升温从而达到裂解及炭化的目的。微波加热具有操作简单、升温速率快、反应效率高、可选择性均匀加热等优点。生物质通过微波炭化处理其活性炭得率较高(一般达到40%左右)且表面积大。但微波炭化的不足在于物料的反应温度不能精确控制，过量的微波辐射将对人体健康有损害且工业化放大过程比较困难。水热炭化法是在一定温度(一般200 ℃)和压强（下将水热反应釜内的生物质( 碳水化合物、有机分子和废弃生物质等) 、催化剂和水进行加热，实现对生物质炭化的过程。水热炭化一般制得的生物质表面积小一般500m2/g以下，同时反应时间长，因此生产成本较高。 总之制备生物质炭材料具有丰富的原料来源，同时在能源及环境方面具有广阔的应用前景，尤其在重金属污染治理及土壤恢复及改良前景更为广阔。但目前生物质转化为炭流程长，分解温度高，造成生产成本高而致使生物质的利用率低。如何更高效、成本更低廉实现生物质的炭转化，无论对于人类能源结构优化及环境保护均有十分重要的现实意义。 本项目提出了一种酸催化裂解炭化生物质原料的方法，采用酸催化直接将生物质分解及炭化，并在低温下(2000C左右)加速炭化及活化(6000C以下) 过程，吸收炭化及活化过程蒸发的酸及液态有机物，酸进行循环利用，实现生物质炭材料绿色制备。由此可以制备出生物质炭材料比表面在1000m2/g以上，得率达到50%以上，从而降低生物质炭的制造成本，拓宽其应用范围。二．技术路线酸催化生产技术路线见下图，生物质粉碎后，采用一定酸浸湿润，干燥后进行炭化及活化，控制在4000C下炭化完全冷却，炭化活化过程进行酸回收并返回使用，炭化完全后冷却，加粘结剂压块便得到生物质炭。  图1 酸催化制备生物质炭工艺流程三．技术开发内容及指标技术开发内容生物质原料的筛选及酸种类的筛选温度、时间工艺参数的优化；粘结剂的选择与添加工艺确定日处理1吨中试放大设备选择与设计；技术指标生物质炭得率大于50%；生物质炭的碳含量高于80%；生物质炭燃烧后的灰分小于5%；生物质炭材料比表面在1000m2/g以上。四．经济效益初步分析生物质炭售价按3000元/吨计算，原材料及处理成本约1500元/吨；按年生产1万吨计算，年效益为=（3000-1500）x10000=1500万元。 本项目作为生物质炭新工艺相对于传统工艺，大幅度提高了生物质炭的转化效率及降低了生产成本，因此经济效益非常显著，如果作为活性炭使用效益更加显著。同时具有很好的推广前景。

全球每年废石油加氢催化剂的产量约 15~17 万吨，其中富含钼、钨、钴、镍、钒等战略金属。本团队研发了废催化剂中油的高效脱除与回收技术，实现废催化剂中高含量油的资源化利用。开发废催化剂火法还原熔炼富集金属-多金属锍湿法提取技术，突破废催化剂组分复杂、有价金属难以提取的难题。基于元素的地球化学成矿原理，开发催化剂浸出液中钨、钼、钒的高效分离技术。通过上述技术的耦合，形成废石油加氢催化剂资源化利用技术集成。 通过本技术，废加氢催化剂中油的脱除率大于 80%，并以有机油和可燃性气体形式回收。催化剂中 Ni、Co、Mo、W、V 总回收率大于 90%，其中，镍以硫酸镍产出、钴以硫酸钴产出、钒以钒酸铵产出、钨钼以混合盐产出。所产生的废渣达到无害化标准，烟气经处理后可达标排放。

本发明提供了一种用于发动机尾气中的银掺杂钙镁复合储存还原催化剂及其制备方法和应用，本发明以ZSM‑5分子筛颗粒为载体，以可溶性镧盐和银盐为原料，碱性溶液为共沉淀剂，将La与Ag负载于分子筛颗粒表面，焙烧得到负载第一层的催化剂；将该催化剂置于溶解了氢氧化钙和氢氧化镁的丙三醇溶液中，向溶液内滴入氨水再加入硫醛或硫脲等有机物，将Ca、Mg和S负载于已负载有第一层催化剂颗粒的表面，干燥后得负载有两层活性组分的催化剂颗粒。所述催化剂可同时存储尾气中的硫氧化物和氮氧化物气体，可解决传统氮氧化物存储催化剂价格偏高、于含硫尾气中脱氮效率下降较快等技术问题，且本发明合成工艺简单，缩短合成周期，降低生产成本。

本团队经过近十年的研发，突破多项关键技术，开发出具有自主知识产权的绿色、高效、廉价稀土基催化剂，可以替代贵金属催化剂（国内外），大幅度降低生产成本，总体上达到国际先进水平，具有极强的市场竞争力，也符合“中国制造2025”稀土资源高端产业战略布局。构建了稀土（Ce，La）为基材的催化剂新体系，形成二元、三元固溶体及钙钛矿/固溶体，充分发挥稀土材料的催化功能。建立基于微结构调控的制备新工艺，超声波络合浸渍法/固相自燃法，促进多孔骨架结构层形成和纳米颗粒生长及良好分散。目前已形成面向行业的稀土基催化剂系列近十个型号催化剂，如M-C型、M-C-C型、L-M-C型、L-M-C型等。 催化剂达到催化燃烧法工业有机废气治理工程技术规范（HJ202702013）。

采用MEMS加速度传感器模块、电子罗盘及单片机等，通过RS232串口将数据传入电脑， 并用VC++编程进行汽车姿态的3D模型还原，可以清楚的观察到汽车在各个视图中的倾斜角 度，并可实时观察数据在图表上的变化，同时记录各个角的数据。 目前在已有的车辆姿态测量系统中，车辆姿态测量仅仅以路面作为参考系，通过悬挂高度 来确定车姿，不能反应车身实际的姿态，对提升驾驶舒适性的帮助有限。随着传感器技术及其 制造工艺的不断发展和提升，在现有对这方面的研究中，更精确的汽车姿态的测量一般通过三 轴加速度传感器以及三轴陀螺仪表示。但是陀螺仪由于存在测量过程中机械转子容易漂移，系 统累积误差难以消除的缺点，需要通过其他传感器不断作数值修正。另外还有采用六个或九个 单轴线加速度传感器捷联解算出姿态角的，同样存在系统复杂、实时性差、成本高等缺点，其 应用也受到了限制。可见汽车姿态的测量不单关键，更是技术的难点所在。 因此，针对这一领域的市场需求，提出了一种基于MEMS加速度传感器、电子罗盘的汽车 姿态即时还原系统的软、硬件开发方案。

矿物加工工程专业是北京科技大学建设最早的学科之一，是国家重点学科。在国家“十五”科技攻关课题研究期间，研究开发出磁铁矿选矿精选设备－低磁场自重介分选机（图 1），已获国家专利，具有 600×600 单联、双联、四联三种工业产品，已在河北群泰、华冶等矿业公司选矿厂及内蒙古泰恒、黑脑包矿业公司选矿厂等二十多家厂矿应用，取得了很好的效果。最近几年研发的流态化还原焙烧磁选工艺与设备，已经在云南武定鱼子甸高磷鲕状赤铁矿的开发利用中得到应用，其中关键设备－还原焙烧流化床。该项技术可应用于昆明钢铁（集团）公司开发惠民铁矿，武汉钢铁（集团）公司和首都钢铁（集团）公司开发湖北鄂西地区高磷铁矿石等类似难选冶铁矿石，对于我国扩大可利用铁矿石资源具有重要意义。

矿物加工工程专业是北京科技大学建设最早的学科之一，是国家重点学科。在国家“十五”科技攻关课题研究期间，研究开发出磁铁矿选矿精选设备－低磁场自重介分选机（图1），已获国家专利，具有600×600单联、双联、四联三种工业产品，已在河北群泰、华冶等矿业公司选矿厂及内蒙古泰恒、黑脑包矿业公司选矿厂等二十多家厂矿应用，取得了很好的效果。 最近几年研发的流态化还原焙烧磁选工艺与设备，已经在云南武定鱼子甸高磷鲕状赤铁矿的开发利用中得到应用，其中关键设备－还原焙烧流化床。该项技术可应用于昆明钢铁（集团）公司开发惠民铁矿，武汉钢铁（集团）公司和首都钢铁（集团）公司开发湖北鄂西地区高磷铁矿石等类似难选冶铁矿石，对于我国扩大可利用铁矿石资源具有重要意义。

煤是一种廉价的、使用量最大的、短期内无法替代的能源。随着机械化采煤技术的普及，煤炭在开采过程中的块煤率降低，粉煤、末煤率却高达 40~60% 以上。粉煤与块煤的价格相差甚远，如不加以合理利用，会给煤炭企业带来较大的经济损失。西安科技大学化学与化工学院周安宁教授带领的科研团队针对这一现状及粉煤热解加工利用难题，成功开发了新型粉煤成型技术及连续式梯级热解 - 活化耦合多联产移动床（自有专利技术），在实现粉煤热解加工利用的同时，多联产兰炭（或高附加值的活性炭）和氢气。相关的研究成果已申请发明专利 2 项，发表论文 10 余篇。目前该成果已进入中试开发阶段。

我国目前工业副产氯化氢总量达380万吨/年，随着MDI、TDI、甲烷氯化物等涉氯产品的 大规模扩产和氯碱行业的发展，预计未来5年内副产氯化氢总量将达到500万吨/年，大量副产 氯化氢的循环利用问题已成为制约聚氨酯、氯碱、有机氟行业、农药、医药化工等众多行业发 展的共性难题。以氯化氢为原料生产氯气，实现氯资源循环利用，能够有效解决副产氯化氢问 题，打破国外技术垄断，促进新兴产业的健康发展和氯碱行业的优化升级。我们开发了具有自 主知识产权的高性能的铜基催化剂，在单管试验装置上连续稳定运行9600小时的基础上，建成 了国内首套千吨级中试装置，氯化氢的转化率超过80%，为2016年在上海化工区建成10万吨级 生产装置奠定了基础，该项目已被列入上海市科技成果转化和产业化项目，将使我国成为全球 第二个拥有氯化氢催化氧化制氯气技术的国家。

工业排放的挥发性有机污染物（VOCs）大多具有一定的环境毒性，VOCs的污染问题一直是世界各国极为重视的环境问题，并制定了相关排放法规。我国在生产和使用化学品过程中（如石化、制鞋业、皮革业、喷漆和涂料等行业），所产生的有机废气排放成为大气污染的主要来源之一，国内外实践证明催化氧化是治理工业有机气体污染物的最有效方法。本项目针对VOCs净化催化剂开发过程中要解决的两个关键难题（低温催化活性和高温稳定性；减少贵金属用量以降低生产成本），运用纳米技术开发了具有自主知识产权的净化催化剂的关键材料－高性能与稳定性有机结合的稀土储氧材料、高温稳定的大比表面氧化铝复合氧化物；在净化催 化剂的组成设计方面，充分利用我国丰富的稀土资源，提出了“稀土－非贵金属－微量贵金属”的催化剂活性组分设计方案，降低了贵金属用量，从而显著降低了催化剂生产成本；运用系统工程学原理解决了均质、稳定、高净化效率的整体式催化剂的制备工艺（真空涂覆－负压抽提技术）和基于纳米组装技术的活性组分一次性涂覆技术，从而制备了高性能的VOCs净化催化剂。本项目在多家化工企业得到了推广应用，产生了明显的经济效益和社会效益。