成果与项目的背景及主要用途：本技术、设备与配套的产品应用于污水处理领域。其成果主要包括：新型膜组件反应器、新型处理工艺和具有安全环保优势的免维护系统。其中新型膜组件反应器是以聚偏氟乙烯（PVDF）为材料，以耐腐蚀材料为骨架，具有独立知识产权；新型处理工艺和具有安全环保优势的免维护系统能够具有：出水清澈透明、容积负荷高、占地面积小、抗冲击负荷能力大、剩余污泥产量低、系统运行管理简单、运行成本低、易于集成并实现自动化等特点。本产品具有联合组装曝气功能，应用该它可以很好的将区域污水、洗浴废水、生物难降解废水和医药制药废水等进行处理。处理后的出水水质完全满足国家城市杂用水的水质标准。是目前国内外公认的、在区域（小区、开发区等）中水回用领域中最先进的处理技术之一。 技术原理与工艺流程简介：近年来，随着膜生产技术的提高和生产成本的降低，膜技术在污水处理领域中的应用特别是与生物反应器相组合的膜生物反应器（MBR：Membrane Bio-Reactor）作为一种新型高效污水处理技术在国际上受到了广泛关注。以超滤或微滤膜与传统的活性污泥生化处理技术相结合而成的膜生物反应器，以膜分离过程取代重力沉降过程，不论污泥颗粒的沉降性能如何，均可完成固液分离过程，并且可以避免因生物体流失而造成的系统运行失败。此外，采用膜分离与活性污泥法相结合的膜生物反应器处理含碳有机物，能使有机物深度氧化，并且能完全保留生物体，使污泥保留的时间相当长，从而完全保留体系中缓慢生长的硝化细菌，可同时通过硝化与反硝化作用成功除氮，在低温时亦能维持高处理能力。MBR 反应器能够维持高处理能力而使处理厂规模缩小，还可通过维持低 F／M 比例减少剩余污泥产量。对于各类污水，使用本产品进行处理是一种特别有效的方法，它可以将生物降解的物质分离出去，而将微生物留在生物处理池中。这样可以使生物池内微生物的含量处于最佳浓度，反应速度最快。和其他污水处理方法相比，使用膜生物反应器进行再生水处理不仅可以节约大量水资源，还可以减少设备占地，节约能源，减少设备和运行和管理费用，避免二次污染，有着很好的环境效益、社会效益和经济效益。 技术水平及专利与获奖情况： 已经获得的相关专利： 1．带有电位测控的工业废水处理系统（发明专利） 2．膜反应器（实用新型） 已经申请的相关专利： 1．超声波膜反应器（2004200289565.4） 2．工业废水气动搅拌机（200420056558.3） 已经获得的奖项：高校节水技术（天津市科技进步二等奖） 应用前景分析及效益预测：通过本产品的应用，可以带来巨大的环境效益、生态效益、经济效益及社会效益，通过中水回用项目，使天津大学成为国内第一所具有一流的教育环境、一流的节水技术（包括节水器具）全面综合开发的研发基地，为实现天津市创建环境保护模范城市的奋斗目标，为天津市的发展以及全国各高校的建设提供了一定的借鉴作用。该项目经济效益显著，其年投资与效益分析约为 1:0.4 左右，即可以得到约 40%的回报。 应用领域：环境保护、污水回用。

将石墨烯进行二维或三维组装，制备透明可导电薄膜、复合导热膜及吸附材料技术。

一种纳米晶氮碳化钛陶瓷超细粉的高温碳氮化反应制备法,以纳米氧化钛和纳米碳黑为原料,工艺步骤依次为配料、混料、干燥、装料、高温碳氮化、球磨、过筛。此法工艺简单,成本较低,较一般碳热还原法节约能源,容易实现规模化工业生产。通过控制反应温度、保温时间、氮气压力(或流量)、碳钛配比等工艺因素可以合成各种氮含量的氮碳化钛纳米晶超细粉。用此法制备的氮碳化钛粉末为球形,分散性较好,平均粒度为100～200NM,平均晶粒度为20～50NM,纯度达99%以上。

新能源汽车的迅猛发展，为动力电池产业提供了万亿级的市场容量，到 2020 年底，城市公交、出租车及城市配送等领域新能源车保有量达 60 万辆。目前使 用的石墨类伏击材料容量低，无法满足高能量密度的需求。该项目通过为动力电 池厂商提供高性能硅碳负极及其他负极材料，以提高纯电动汽车的续航里程 2 倍以上。硅负极材料具有极高的理论容量(~4200 mAh/g)，其容量是现有商业化 的石墨负极的 10 多倍。但其充放电过程中产生的大体积膨胀(~400%)会严重影响 其循环寿命。我们团队经过数年研究，提出“清矽硅碳”使普通微米硅粉进行包 覆“均匀+可控”功能层的工艺过程实现“性能+成本”的最优产业升级。美国能 源部高度评价了该项研究成果（2015 年仅有 2 项研究成果受此殊荣）。

（专利号：ZL 201510465862.6） 简介：本发明公开了一种电磁加热含碳球团连续直接炼钢装置，属于钢铁冶金技术领域。本发明包括炼钢炉本体，在炼钢炉本体的顶部设有布料口和煤气出口，其布料区、还原区和软熔区组成双圆台形结构，渣铁熔分区呈圆柱形结构；在布料区和还原区的炉体四周设有至少两排微波加热装置，在软熔区和渣铁熔分区的炉体四周设有电磁感应加热装置。通过使用本发明中的电磁加热含碳球团连续直接炼钢装置，可以融炼铁、炼钢装置于一体，不需进行吹炼便可直接由含碳球团生产出合格的优质钢水，避免了传统的炉渣泡沫化和铁水渗碳需二次脱碳的难题，生产效率高，实现了连续炼钢，且基建成本和设备投资大幅节省。

本发明提供了一种纳米氮化钒及纳米碳氮化钒粉体的制备方法。其特征在于以粉状钒酸铵、碳质还原剂和微量稀土等催化剂为原料，按一定配比将它们溶于去离子水或蒸馏水中，并搅拌均匀，制得溶液。然后将该溶液加热、干燥，最后得到含有钒源和碳源的前驱体粉末。将前驱体粉末置于高温反应炉中，并通入还原气体作为反应和保护气体，于800～950℃、30～60min条件下，制得平均粒径＜100nm、粒度分布均匀的纳米氮化钒及纳米碳氮化钒粉体。本方法具有反应温度低、反应时间短、生产成本低、工艺简单等特点，适合工业化生产。

含碳耐火材料按显微结构分，有陶瓷结合型和炭结合型两大类，而炭结合型属于不少耐火材料，一般所谓的含碳耐火材料均指此类。其生产工艺是先将粘结剂和粗颗粒骨料混匀，使粘结剂在粗颗粒表面形成一层薄膜，然后加入耐火材料细粉和石墨粉混匀后成型，经200℃热处理后的粘结剂固化形成固体框架把耐火材料和石墨粉结合起来得到不烧含碳耐火材料制品。显然，所形成的碳框架的连续性及强度对制品的性质有很大的影响。只有对耐火材料浸润性好且高温残碳高的粘结剂，才能形成完整性好且强度高的碳框架。因此对含碳耐火材料用粘结剂必须具有浸润性好，残碳率高的特性，同时对工业生产而言还要求其常温流动性好，无刺激性气味等。 伴随着含碳耐火材料的研制与生产，曾先后试用过煤焦油沥青、石油沥青、酚醛清漆等作为粘结剂，但均因存在各种各样问题，工艺过程有严重污染或者制品性能不能满足要求等。因此，研制满足含碳耐火材料要求的粘结剂是含碳耐火材料得以广泛应用的关键之一。 本技术是用焦化副产酚类产品和甲醛为主要原料，以1.2～1.5mol比按照一定的方式投入反应釜，在A、B两种催化剂的作用下，在25～90℃范围内，以0.6～0.8℃/分钟的升温速度先后经过升温反应→维温反应→减压脱水→粘度调整→质量检验→冷却放料等工艺过程，最终获得满足要求的粘结剂制品。整个工艺过程的时间为6～7小时。 产品质量： 1.外  观            淡黄色至棕红色 2.密  度（30℃）      1.220～1.240 3.粘  度（30℃）      3.0～8.0Pa.s 4.固含量（205℃）       >76.0％ 5.残碳率（900℃）       >46.0％ 6.水  分                <6.0％ 与国内外同类型产品比较，本产品及生产技术具有以下特点：1.产品适用范围广：适用于镁碳砖、铝碳砖、镁铝碳砖、铝锆碳砖等含碳耐火材料的生产；2.保质期长：室内保存产品的保质期可达三个月；3.粘度可调：可以按照使用对象的制品性能要求和生产工艺要求，季节要求，气温要求灵活调整产品的粘度；4.浸润性好：混料均匀，成型性好；5.生产工艺全封闭：6.基本无污染；7.工艺条件温和，易于控制；8.使用量少：用量仅为耐火材料的3.8％～4.0％，明显降低含碳耐火材料的成本；9.耐火材料制品的性能提高：使高温抗折强度明显提高，转炉炉龄提高。

《科学·进展》（Science Advances）在线刊登了清华大学水利系杨大文教授课题组题为“青藏高原多年冻土融化的碳排放风险（ Permafrost thawing puts the frozen carbon at risk over the Tibetan Plateau）”的研究论文。这是该课题组近年连续在专业领军期刊发表多项关于青藏高原冻土变化的研究成果后，在青藏高原冻土变化对土壤有机碳的影响与潜在风险评估方面的又一重要研究进展。 北半球分布的多年冻土面积约占北半球陆表面积的1/4，其中环北极多年冻土区储存着大量土壤有机碳，约为当前大气中碳储量的二倍。近年来，随着气温升高与冻土退化，原本冻结在多年冻土层中的土壤有机碳，通过微生物分解以CO2、CH4等形式释放到大气当中，这些温室气体反馈到大气进一步加剧气温升高与冻土退化，形成冻土-气候的正反馈效应。青藏高原地区分布着环北极地区以外最大范围的多年冻土，有地球“第三极”之称。青藏高原多年冻土区储存的土壤有机碳可能成为气候变化背景下的潜在碳源，而这些冻土碳的空间分布尚不明晰，融化风险也亟待评估。基准期(2006-2015年)多年冻土活动层厚度与表层(0-3m)土壤有机碳分布杨大文教授团队整合青藏高原地区最新的冻土与土壤碳观测数据，模拟了青藏高原多年冻土与活动层厚度分布，基于数据驱动的机器学习方法得到青藏高原冻土碳空间分布信息，估算了青藏高原冻土有机碳的储量。结果表明，青藏高原土壤有机碳总储量约为50.43 Pg，其中37.21 Pg在当前气候条件下常年位于冻结的多年冻土层中。这一成果填补了全球已有冻土碳数据中关于青藏高原地区冻土碳分布状况的空白。不同排放情景下未来青藏高原融化冻土有机碳的变化预测该研究还首次评估了升温背景下青藏高原冻土有机碳释放对区域碳循环的潜在影响。随着气候变暖，至本世纪末青藏高原多年冻土层中储存的土壤有机碳约22.2-45.4%将发生融化，这一融化量可在相当程度上抵消了生物群系净固碳量，从而极大地增加了青藏高原多年冻土区从碳汇转变为碳源的风险。其中，3m以下深层冻土中有机碳融化量占冻土碳总融化量的比例高达29.6-46.2%，这一结果凸显了青藏高原地区深层冻土碳的重要性，弥补了现有研究仅关注浅层（0-3m）冻土碳释放的不足，为评估气候变化背景下冻土融化对区域乃至全球碳循环的影响提供了新思路。清华大学水利系博士生王泰华为论文第一作者，杨大文教授、杨雨亭副教授为共同通讯作者，合作者包括北京大学朴世龙教授、中国科学院青藏高原研究所李新研究员、中国科学院寒区旱区环境与工程研究所程国栋院士和中国科学院生态环境研究中心傅伯杰院士。该研究工作得到了国家自然科学基金、中科院战略性先导科技专项等项目资助。原文链接：https://advances.sciencemag.org/content/6/19/eaaz3513

本发明涉及燃油脱硫剂技术，旨在提供一种介孔碳燃油脱硫剂的制备方法。该方法是：将硫脲溶液加入葡萄糖溶液中，滴加盐酸反应后，加入过渡金属盐溶液反应后喷雾干燥，得到前驱体；氮气氛下高温深度聚合、碳化；冷却后球磨得到黑色介孔材料；介孔材料与去离子水超声振动混合后加热，过滤、清洗、真空干燥，得到介孔碳燃油脱硫剂。本发明将过渡金属元素在介孔材料形成前加入，能够形成更多的吸附中心，是吸附中心的分布更加均匀。得到的吸附剂比表面积大，具有极高的吸附能力。煅烧得到的介孔材料经过水热处理，有效改善介孔材料对硫醇的吸附效果，特别适用于重油提炼的汽柴油的精炼，成本低廉，有利于成品油品质的提升，减少空气污染。