提出在生物质快速热解制备生物油过程中通过分级冷凝获得生物油轻质和重质组分，将轻质组分采取低温、高温二级温和加氢，重质组分化学链制氢提供氢源，自氢制取高品质含氧燃料的新途径。建成了国内外首套千吨级生物质定向热解制备高品质含氧燃料示范装置，经第三方检测认定：可实现5.6吨生物质制备1吨目标产品，生物油总碳利用率89.3[[[[[%]]]]]，产品中醇类选择性达87[[[[[%]]]]]，制备的含氧燃料能够与汽柴油混合使用，动力性能相当，碳烟排放量可降低20[[[[[%]]]]]。相关成果获得2017年教育部自然科学一等奖。

二、项目简介兰炭也称半焦碳，以低变质煤为原料在隔绝空气的情况采用低温干馏技术生产的一种固体产品。它是一种较为硬而脆的煤种，在兰炭生产过程中，小于 3 mm的兰炭粉末约占总质量的 10%，这部分兰炭粉(半焦)是用廉价的末煤干馏而成，成本较块煤降低近 20%。因其粒度小，不符合生产工艺要求，只能被当作低级燃料廉价处理或被弃置于河道或地头。这不仅造成大量能源浪费，限制兰炭的经济效益，而且对环境造成严重污染。将兰炭经过改性后加工制作成高品质碳材料，如锂离子电池负极或者活性碳等，延长兰炭产业链，变废为宝。二、性能优势1.兰炭基负极材料电化学性能表 1 兰炭基负极材料电化学性能首次脱离容量市场定位库伦效率 0.5C/300 次循环 1C/300 次循环材料(%)（mAh/g）（mAh/g）（mAh/g）361兰炭负极高82.63373142.兰炭粉末制备人工石墨的优势：（（（1）原始材料基本无成本，通常作为废料处理；2）催化剂有效催化兰炭石墨化，人工石墨品质高，催化剂成本低；3）人工石墨容量高，循环性能好，可作为高品质动力电池使用。国内某知名锂离子电池负极生产企业将容量大于 350mAh/g 的负

提出在生物质快速热解制备生物油过程中通过分级冷凝获得生物油轻质和重质组分，将轻质组分采取低温、高温二级温和加氢，重质组分化学链制氢提供氢源，自氢制取高品质含氧燃料的新途径。建成了国内外首套千吨级生物质定向热解制备高品质含氧燃料示范装置，经第三方检测认定：可实现5.6吨生物质制备1吨目标产品，生物油总碳利用率89.3%，产品中醇类选择性达87%，制备的含氧燃料能够与汽柴油混合使用，动力性能相当，碳烟排放量可降低20%。相关成果获得2017年教育部自然科学一等奖。

热轧带卷生产流程较冷轧带卷短，综合成本较低，被广泛地应用在汽车、船舶、桥梁、机械以及建筑等众多领域。热轧带卷产品，如管线钢、热轧双相钢、锯片钢、耐候钢板、集装箱板由于其各自独特的产品特性，相对于普通钢材具有较高的附加值。以管线钢为例，为满足石油、天然气等管道服役的强度、韧性和抗应力腐蚀需求以及加工中的焊接性要求，产品组织性能控制难度大。近年来国内企业和研究院所通过不断技术攻关，提高了高级别产品的国产化生产能力，也摆脱了国外对我国石化等关键行业的技术封锁。关键工艺技术：为实现热轧带卷产品高强度、高韧性、耐不同服役环境腐蚀的综合性能需求，通过基于材料基因特性的多尺度材料设计技术、无缺陷铸坯制造技术、新一代控轧控冷技术、全流程仿真技术等，实现了高品质热轧带卷产品的自主开发与稳定化生产。

本项目共包括10项授权专利，其中高品质微波单晶薄膜的制备工艺获得3项专利技术，同时将这种单晶薄膜应用在微波器件/结构、太赫兹结构/器件和自旋逻辑器件中等，共获得7项专利技术。本项目突破了我国在3英寸石榴石系列单晶体材料以及相关器件研究上的瓶颈技术，获得了高法拉第效应和低铁磁共振线宽的大尺寸高质量石榴石单晶薄膜材料。满足了国内在磁光、微波及毫米波集成器件方面对石榴石系晶体材料的需求，摆脱了完全依赖进口、受制于人的不利局面。（1）建成了我国第一条大尺寸磁

以废杂黄铜直接材料化生产高精度易切削黄铜材为目标，发明了废杂黄铜熔炼制备易切削黄铜用除铁精炼剂，实现了保锌除杂和黄铜制品成分精确控制；成功研发了双联体并联熔炼炉及机械捣料搅拌等熔铸成套装备，日均产量提升 45%，单位能耗下降 12.5%，设备自动化程度高、热能利用效果好；集成创新了铜线和铜棒连续自动化生产技术，并建成了生产线，提出了黄铜合金塑性变形的微区调整和控制技术，提升了铜合金产品的力学性能，实现了高精密近终形异型材的直接制备。该项目集成创新了废杂铜精细化预处理工艺和设备配置，大幅提升了废杂铜的处理工效，保障了产品质量和性能的稳定，并建成了 10 万吨年产能的生产线。

黄酒发酵易受外界条件影响，品质稳定性较差，目前黄酒的发酵和品质控制主要依靠经验，没有有效的评价体系。项目针对黄酒发酵化学成分分析复杂耗时，香气成分及变化规律不明确，优势微生物组成不清楚等难题进行了研究，主要成果如下：1.针对传统的化学检测过程耗时耗力的缺点，利用衰减全反射- 中红外光谱结合多元数据提取和非线性数学工具建立了黄酒发酵过程中主要化学成分（总糖、总酸、酒精度、氨基酸态氮）的快速无损检测方法。2.使用电子鼻建立了黄酒发酵液的雷达指纹图谱，并建立了统计质量控制分析（SQC）模型，可以快速测定黄酒发酵样品品质稳定性；3.项目创新性的提出和实现了通过分析功能微生物组成监控黄酒发酵过程及稳定性的思路，建立了黄酒发酵过程中微生物群落组成数据库，对黄酒发酵微生物稳定性进行有效监控。 

通过纵向资助和产学研横向联合研发的途径，以面广量大的果蔬为例建立了 食品干燥过程调控技术理论体系，构建了食品干燥过程调控技术平台；针对不同 的出口需求，开发了 40 多个创新果蔬干制品，解决了传统食品干燥普遍存在的速化复原难、干燥时间长、能耗大、干燥和贮藏过程中品质不稳定等国际性难题；申报了 28 项中国发明专利，其中 13 项授权，13 项公开；获得了国内外同行专家的肯定，成果鉴定为为国际领先和先进水平。

受到技术出口限制等原因，目前，我国的红外探测技术无论是在技术水平、产品性能、灵敏度、应用范围等方面还具有很大的局限。本项目采用新颖量子点纳米材料，制备新型结构高灵敏度光电探测器，以窄带隙IV-VI族半导体纳米材料为光敏感层，研发红外上转换光子探测器，实现对微弱入射光（特别是红外光）进行探测及成像的芯片设计，并用于其他安监和夜视应用研究。实现从紫外到中波红外（20µm）的一体化、超宽谱段的微弱光探测与成像。完成超宽光谱微弱光探测及成像芯片制备，实现红外领域高精尖技术的自主可控及大面积的推广应用，真正实现红外“中国芯”，意义重大、市场广泛。

激光诱导击穿光谱（Laser-induced Breakdown Spectroscopy，LIBS）技术是一种原子发射光谱分析技术，其基本原理是利用脉冲激光在待测样品表面激发产生等离子体，通过等离子体发射的光谱波长和强度信息，分别获得待测元素的种类及含量。LIBS技术因具有无需制样、分析速度快、远程非接触、可实现对任何物质的多元素同时分析等特点，被誉为分析领域的“未来超级巨星”，在航空航天、智能制造、生物医药、环境保护、能源、地质、深海探测等领域都极具应用前景，特别是2021年我国“祝融号”火星车搭载LIBS系统登陆火星开展地质勘探，使得该技术再次成为国内外的研究热点。LIBS系统主要由激光器、光谱仪、探测器和时序控制器等核心单元组成，典型的LIBS检测系统如图1（左）所示，光谱图如图1（右）所示。 图1典型的LIBS检测系统（左）与LIBS光谱图（右） 本团队对LIBS技术进行了长达15年的攻关，在一系列关键技术上取得了重大突破，成功研制了从台式、移动式到手持式的系列国产LIBS元素分析仪，实现了6种LIBS成分分析仪器的国产化，并成功推动其在金属材料、环境保护和生物安全等领域的应用。研究工作从基础研究、装备研发到工程应用全链条展开（如图2），取得的创新成果如下。 图2团队对于LIBS技术从基础研究-装备研发-工业应用的全链条攻关 （1）高灵敏度、高稳定性和高精度LIBS分析新方法 针对LIBS技术存在自吸收效应、基本效应和光谱波动性大等问题导致其探测极限低、灵敏度差和分析精度低的难题，团队提出了一系列新技术新方法。 1）提出采用OPO波长可调谐激光对等离子体中基态粒子进行能态选择性激发的新方法，从源头上阻止了LIBS自吸收效应产生，从而获得自吸收免疫的LIBS本征光谱。 2）提出采用微波对等离子体进行瞬时加热，获得温度场均匀分布的等离子体，实现宽光谱多元素的自吸收效应遏止。 3）提出一种基于等离子体图像-光谱融合的图像辅助LIBS技术，有效克服了基体效应对定标曲线建立的影响，大幅度提高了LIBS的定量分析精度。 4）针对工业现场物质的快速高精度定量分析需求，提出一种仅需一个标准样品就可完成定量的LIBS单标样法和一种可克服自吸收效应影响的LIBS无标样定量方法。 5）针对生物体、食品、中药等疏松含水组织基体复杂，导致光谱信号微弱且波动大的问题，提出了从光谱预处理-特征提取-机器学习模型的全链条定性定量分析算法，相比于传统分析方法，可将分析精度提高10%。 6）提出一种面向金属3D打印构件的激光谱-超声同时检测技术，可同时对金属3D打印构件的表面元素分布、内部缺陷、残余应力和晶粒度进行同步分析。 （2）高精度LIBS成分分析仪研制 针对LIBS的光机电系统难以集成的难题，团队通过构筑模块化“笼式”光路系统，研制了共聚焦显微光学系统、同轴信号采集、放大装置等新技术，成功将OPO共振激发和等离子体图像-光谱融合新技术集成到LIBS成分分析仪中，实现了10-7量级的LIBS探测极限，将LIBS探测灵敏度提高了2个数量级，探测稳定性优于2%。所研制的系列激光探针元素分析仪如图3所示。 图3台式到便携式系列LIBS分析仪