研发团队针对NASICON型结构钠离子电池正极材料面临的瓶颈问题，通过新颖的合成方法和材料晶体结构设计理念，成功开发了具有自主知识产权的长寿命、高功率和低成本的钠离子电池及其超稳定的正极材料。材料合成方法简单，反应条件温和，不需要特殊设备，目前已完成实验室中试，具备了公斤级的制备能力。成果具有高的振实密度，可实现高体积能量密度，具有非常优秀的实用化潜力。         意向开展成果转化的前提条件：中试放大及产业化工艺开发资金支持

卫星在轨运行和返回过程中需经历极端高低温环境，构件尺寸的稳定是保证卫星在轨高精度、返回高安全、任务高可靠的关键。针对卫星搭载的某宽带微波载荷与卫星本体材料之间热膨胀系数不匹配极易导致的载荷在轨及返回过程中载荷接收精度不稳定、信息传输不连续等问题。我校陈骏教授团队以原创的负热膨胀技术研发了具有轻质、热膨胀系数低、力学性能优异、尺寸稳定性好的高性能低膨胀铝基复合材料，并研制了系列关键连接内置件、环件等高性能低膨胀构件，首次将负热膨胀技术应用到我国的卫星上，填补了高性能低膨胀金属构件在工程应用领域的空白。该技术使得某宽带微波载荷与卫星本体之间热膨胀匹配性增强、界面应力大幅度减小，保证了卫星在轨与返回过程中信号高精度传输与接收，助力卫星成功返回。 图1 实践十九号卫星成功返回（图片来源国家航天局） 图2 高性能低膨胀铝基复合材料及构件应用于全球首颗可重复使用返回式技术试验卫星（图片来源央视新闻频道）

发泡氯丁橡胶由于具有质轻、保温、柔软、防震等优点，在潜水衣、冲浪服、沙滩鞋、运动垫等体育用品中得到了广泛应用。与未发泡聚合物相比，发泡橡胶的相对强度和相对模量较低，尤其是尺寸稳定性差等缺点。因此，提高发泡橡胶材料的强度和尺寸稳定性，是研究的重要方向。与实心橡胶制品不同的是，海绵橡胶的性能除了受胶种、交联体系，填充体系等因素影响，海绵的泡孔结构对性能也有至关重要的影响。在橡胶发泡过程中同时进行着交联和发泡剂的分解两种化学反应，由于橡胶的交联会引起混炼胶的黏度、流变性能以及气体在其中的扩散性能发生改变。如何对发泡过程进行调控，使橡胶交联速率与发泡剂分解速率相互匹配是制备泡孔结构均匀高品质发泡橡胶的关键。研究表明在微孔复合材料中添加纳米填充物，有利于形成良好气泡结构与分布，进而产生良好的微观结构和强度/质量比。本项目采用两步模压方法，以金属氧化物为硫化体系，偶氮类有机发泡剂为主发泡体系，纳米陶土和碳酸钙为填充材料，制备出系列化的发泡氯丁橡胶产品，使其撕裂强度、拉伸强度、伸长率及压缩变形、热收缩率等性能均能达到国外同类产品的性能，从而替代进口。

发泡氯丁橡胶由于具有质轻、保温、柔软、防震等优点，在潜水衣、冲浪服、沙滩鞋、运动垫等体育用品中得到了广泛应用。与未发泡聚合物相比，发泡橡胶的相对强度和相对模量较低，尤其是尺寸稳定性差等缺点。因此，提高发泡橡胶材料的强度和尺寸稳定性，是研究的重要方向。与实心橡胶制品不同的是，海绵橡胶的性能除了受胶种、交联体系，填充体系等因素影响，海绵的泡孔结构对性能也有至关重要的影响。在橡胶发泡过程中同时进行着交联和发泡剂的分解两种化学反应，由于橡胶的交联会引起混炼胶的黏度、流变性能以及气体在其中的扩散性能发生改变。如何对发泡过程进行调控，使橡胶交联速率与发泡剂分解速率相互匹配是制备泡孔结构均匀高品质发泡橡胶的关键。研究表明在微孔复合材料中添加纳米填充物，有利于形成良好气泡结构与分布，进而产生良好的微观结构和强度/质量比。本项目采用两步模压方法，以金属氧化物为硫化体系，偶氮类有机发泡剂为主发泡体系，纳米陶土和碳酸钙为填充材料，制备出系列化的发泡氯丁橡胶产品，使其撕裂强度、拉伸强度、伸长率及压缩变形、热收缩率等性能均能达到国外同类产品的性能，从而替代进口。

超临界二氧化碳（SCCO2）具有安全性高、环保、成本低等突出优点,是氟氯烃类发泡剂最有潜力的替代物。但由于二氧化碳在聚苯乙烯中的溶解度较低,且扩散系数较大,因此难于制备低密度的聚苯乙烯发泡材料。针对二氧化碳发泡剂的特点,在自行研制的超临界CO2挤出发泡试验装置上,通过改变成核剂种类及含量,添加过氧化物控制发泡材料降解,与PMMA共混等改性手段,研究影响发泡材料表观密度的因素,制备出低密度发泡材料。 北京化工大学自行研制的XPS生产线，可针对聚苯乙烯，聚丙烯，聚乳酸，聚酯等进行连续挤出和注塑发泡成型，其中环保型聚苯乙烯保温板生产线已经在国内推广了10余条生产线。该项目是国家十二五科技支撑计划项目，中德合作国际项目以及国家环保部重点支持项目。

纳米氮化硼材料兼具氮化硼和纳米材料的双重优势，广泛应用于航空航天、高端电子散热材料、吸附剂、水净化、化妆品等领域。项目团队开发出一种能够实现形貌和尺寸均一且具有超大比表面积多孔氮化硼纳米纤维的规模化制备技术，目前市场尚未实现规模化生产。该技术合成工艺简单可控、成本低、过程绿色环保，处于国际领先地位。 1 产品的应用领域 图2 高性能氮化硼纳米纤维粉体 图3 氮化硼纳米纤维粉体微观形貌

成果描述：传统的聚氨酯发泡剂存在消耗臭氧和导致全球变暖等问题，承受着巨大的环保压力。如目前使用的氢氟碳化合物地球变暖潜值是二氧化碳（CO2）的800多倍，长远来看其使用必将受到限制。本项目（专利申请号：201410182221.5）在国家自然科学基金的支持下，开发了疏水改性的聚乙烯亚胺材料，该材料能够可逆吸收二氧化碳，并在聚氨酯泡沫成型的过程中释放出二氧化碳来参与聚氨酯泡沫的形成。这种新型的发泡剂不消耗臭氧、不产生额外的温室效应、不燃，和聚氨酯泡沫的原料能均匀混合，可用于各种聚氨酯泡沫。 利用该发泡剂我们已制备出聚氨酯硬泡材料，其力学强度和密度均能达到现有泡沫的要求。目前正在研发可应用的聚氨酯软硬泡产品。该项目具有二氧化碳减排效应，将会受到国家产业政策的支持。市场前景分析：2013年我国氢氯氟碳发泡剂的用量为10万吨，年增长率为15%，到2014年约为12万吨。目前的氢氟碳发泡剂HFC-245fa和HFC-365mfc售价约为8万/吨，如果我们的市场占有率为5%，即有6000吨/年，按同样价格计算，市场年销售额可达4.8亿元。目前我们的气候友好发泡剂实验室成本为200元/kg（20万/吨），产业化以后成本会大大降低，可以达到甚至低于HFC的水平。 我们希望和企业一道，争取国家产业政策的支持，完成本气候友好发泡剂的产业化。与同类成果相比的优势分析：聚氨酯的第一代发泡剂氯氟碳（CFC-11）由于严重破坏臭氧层和产生温室效应（导致全球变暖），在我国已停止使用。第二代发泡剂氢氯氟碳（如HCFC-141b）臭氧消耗值已降至CFC-11的十分之一，仍有严重温室效应，按照“蒙特利尔议定书”的要求，我国2015年要实现基线水平17.5%的淘汰。第三代发泡剂为氢氟碳，如HFC-245fa和HFC-365mfc，这是目前接受的环保型发泡剂，不消耗臭氧，但地球变暖潜值仍为CO2的800倍，受“京都议定书”的限制，目前欧美已禁止使用，我国禁止也是迟早的事。 现在的环保型发泡剂还有烷烃，如环戊烷，不消耗臭氧，地球变暖潜值只有CO2的7倍，但存在可燃易爆的缺点。液体CO2发泡也是不错的选择，但这种发泡需要高压和制冷设备（使CO2保持液态），使用很不方便。 最近，美国霍尼韦尔公司公布第四代发泡剂（2015年美国专利US9,000,061 B2）1-氯-3,3,3-三氟丙烯（HCFO-1233zd）用于聚氨酯泡沫，据报道，这种发泡剂不燃，地球变暖潜值低，所得泡沫导热系数比HFC-245fa低8%。这种发泡剂虽然对气候影响小，但发泡剂最终仍会排放到大气中（潜在影响未知），对于要求挥发性物含量低的泡沫（如汽车内饰）仍不合适。 我们研制的气候友好型发泡剂除CO2以外，不向大气排放任何挥发性物质，不破坏臭氧，不产生额外的温室效应（因CO2可来自于大气），不燃烧，可以像现有的发泡剂一样使用。根据目前的研究，所得泡沫除导热系数较高以外，其他性能均和现有泡沫性能相当，因此可广泛用于对绝热效果要求不高的领域，比如汽车内饰、沙发、床垫等等领域。

传统的聚氨酯发泡剂存在消耗臭氧和导致全球变暖等问题，承受着巨大的环保压力。如目前使用的氢氟碳化合物地球变暖潜值是二氧化碳（CO2）的800多倍，长远来看其使用必将受到限制。本项目（专利申请号：201410182221.5）在国家自然科学基金的支持下，开发了疏水改性的聚乙烯亚胺材料，该材料能够可逆吸收二氧化碳，并在聚氨酯泡沫成型的过程中释放出二氧化碳来参与聚氨酯泡沫的形成。这种新型的发泡剂不消耗臭氧、不产生额外的温室效应、不燃，和聚氨酯泡沫的原料能均匀混合，可用于各种聚氨酯泡沫。 利用该发泡剂我们已制备出聚氨酯硬泡材料，其力学强度和密度均能达到现有泡沫的要求。目前正在研发可应用的聚氨酯软硬泡产品。该项目具有二氧化碳减排效应，将会受到国家产业政策的支持。