1 成果简介碳酸钙作为一种重要的无机化工产品，具有原料丰富、生产工艺简单、性能稳定等特点，广泛用于橡胶、塑料、涂料、造纸、油墨、食品、医药、饲料等工业部门。其中塑料、橡胶行业的碳酸钙消费量为 65%，造纸、涂料各占 15%和 10%，其它行业占 10%。 碳酸钙在橡胶、塑料等行业中的作用与其粒径有关，粒径在 1~3μm 的沉淀碳酸钙仅作为填充剂起增容作用，粒径在 0.01~0.1μm 之间的纳米碳酸钙具有补强、增韧的作用。 我国目前有轻质碳酸钙生产企业一百多家，总生产能力近 500 万吨，但工艺落后，品种单一，基本上采用简易的的间歇鼓泡式炭化工艺，产品大多为售价低廉（ 400~500 元/吨）的大粒径（ 2~5 微米）纺锤形产品（ 图 1），而附加值较高（售价 3000~6000 元/吨）、市场需求增长较快的粒径小于 100 纳米的纳米碳酸钙产量甚微，仅占轻质碳酸钙总产量的 2~5 %左右。我国近年也有利用国内外技术进行纳米碳酸钙生产的报道，但生产成本较高（ 1500~2000元/吨），且大多需 5 千万以上的巨额投资，中小企业难以适应。  图 1 普通纺锤型碳酸钙 (2-3 微米)                        图 2 纳米球型碳酸钙（ 50-60 nm）2 应用说明清华大学经过多年的潜心研究，现已开发出一套崭新的纳米碳酸钙制备工艺和设备，通过加入特定的添加剂，在自行研制的高效传热传质碳化釜中进行反应，即可制得粒径为40~100 纳米的球型碳酸钙（ 图 2）。本技术采用的添加剂价廉易得，所需设备大多为常规化工定型设备，易于为广大的中小企业采用。目前已在河北、江西建成年产 5000~10000 吨纳米碳酸钙的生产厂。采用本工艺的生产成本仅为 1000 元/吨左右。3 效益分析按年产 10000 吨，每吨保守价 1500 元计算， 年创产值（万元）： 10000´1500¸10000=1500，年创利税（万元）： 10000´（ 1500-1000） ¸10000=500。4 合作方式技术转让或合作开发。 开发年产 10000 吨规模，技术转让（专利使用）费： 150 万， 碳化塔设计费： 30 万元， 核心设备（气体分布器）设计及加工费： 100 万元， 碳化塔加工及配套设备：约 300~500 万元， 其它常规设备费（包括气体净化、活化、过滤、干燥、粉碎、分级）：约 500 万元， 基建：约 200~400 万元， 厂房面积：约 10000 平方米。

项目成果/简介:1991 年发现的碳纳米管（CNT）以及 2004 年发现的石墨烯（graphene），分别是一维和二维纳米材料的典型代表，被认为是 21世纪的战略性材料。 本项目发明了一类新的催化剂和大量制备 SWNTs 的方法，实现了高质量单壁碳纳米管的宏量制备（图 1），纯度达 70%以上，并达到了产业化规模（达 200 公斤/年以上）。采用机械共混及"原位"聚合 等方法，使SWNTs 有效地分散于高分子基质中，获得了以环氧树脂、ABS 及聚氨酯等为基质材料，电导率达 0.2 S/cm、导电临界含量仅为0.06%、电磁屏蔽效果高达 49dB 的复合材料。 本项目首先发展了一种可大量制备的可溶性功能化石墨烯（SPFGraphene）的方法，实现了石墨烯的百克级制备（图 2）。通过透射电子显微镜（图 3）及原子力显微镜（图 4）确定了石墨烯的二维平面结构。 获得了可溶性石墨烯材料及柔性透明导电薄膜（图 5）；制备了基于石墨烯的高稳定性有机光伏电池及复合材料。 图 5、基于石墨烯的透明电极材料 所研制的单壁碳纳米管及石墨烯已用于数十家科研机构的研究和相关产品/样机的研制，包括应用于国家 863 重大汽车电池项目（中科院物理所）和军工卫星电池项目（中国电子科技集团公司第十八研究所）等。已研制出晶体管、锂离子电池、超级电容器（图 6）以及高性能复合材料等多种产品，具有广阔的应用前景。应用范围:南开大学在碳纳米材料的制备及应用研究方面取得了一批开创性成果，该项目技术的推广，将促进我国新材料、微电子、储能、资源保护等领域的技术进步和发展，为我国在这一新型纳米材料领域占据有利地位，提高国际竞争力，做出重要贡献。

1991 年发现的碳纳米管（CNT）以及 2004 年发现的石墨烯（graphene），分别是一维和二维纳米材料的典型代表，被认为是 21世纪的战略性材料。 本项目发明了一类新的催化剂和大量制备 SWNTs 的方法，实现了高质量单壁碳纳米管的宏量制备（图 1），纯度达 70%以上，并达到了产业化规模（达 200 公斤/年以上）。采用机械共混及"原位"聚合 等方法，使SWNTs 有效地分散于高分子基质中，获得了以环氧树脂、ABS 及聚氨酯等为基质材料，电导率达 0.2 S/cm、导电临界含量仅为0.06%、电磁屏蔽效果高达 49dB 的复合材料。 本项目首先发展了一种可大量制备的可溶性功能化石墨烯（SPFGraphene）的方法，实现了石墨烯的百克级制备（图 2）。通过透射电子显微镜（图 3）及原子力显微镜（图 4）确定了石墨烯的二维平面结构。 获得了可溶性石墨烯材料及柔性透明导电薄膜（图 5）；制备了基于石墨烯的高稳定性有机光伏电池及复合材料。 图 5、基于石墨烯的透明电极材料 所研制的单壁碳纳米管及石墨烯已用于数十家科研机构的研究和相关产品/样机的研制，包括应用于国家 863 重大汽车电池项目（中科院物理所）和军工卫星电池项目（中国电子科技集团公司第十八研究所）等。已研制出晶体管、锂离子电池、超级电容器（图 6）以及高性能复合材料等多种产品，具有广阔的应用前景。

1991年发现的碳纳米管（CNT）以及2004年发现的石墨烯（graphene），分别是一维和二维纳米材料的典型代表，被认为是21世纪的战略性材料。 本项目发明了一类新的催化剂和大量制备SWNTs的方法，实现了高质量单壁碳纳米管的宏量制备（图1），纯度达70%以上，并达到了产业化规模（达200公斤/年以上）。 采用机械共混及"原位"聚合等方法，使SWNTs有效地分散于高分子基质中，获得了以环氧树脂、ABS及聚氨酯等为基质材料，电导率达0.2 S/cm、导

1991 年发现的碳纳米管（CNT）以及 2004 年发现的石墨烯（graphene），分别是一维和二维纳米材料的典型代表，被认为是 21 世纪的战略性材料。 本项目发明了一类新的催化剂和大量制备 SWNTs 的方法，实现了高质量单壁碳纳米管的宏量制备（图 1），纯度达 70%以上，并达到了产业化规模（达 200 公斤/年以上）。采用机械共混及"原位"聚合等方法，使 SWNTs 有效地分散于高分子基质中，获得了以环氧树脂、ABS 及聚氨酯等为基质材料，电导率达 0.2 S/cm、导电临界含量仅为0.06%、电磁屏蔽效果高达 49dB 的复合材料。 本项目首先发展了一种可大量制备的可溶性功能化石墨烯（SPFGraphene）的方法，实现了石墨烯的百克级制备（图 2）。通过透射电子显微镜（图 3）及原子力显微镜（图 4）确定了石墨烯的二维平面结构。

一种热变形磁体定向破碎制备各向异性钕铁硼磁粉的方法，工艺步骤为：（1）全致密各向同性钕铁硼磁体的制备；（2）热变形各向异性钕铁硼磁体的制备；（3）热变形磁体的定向破碎，将步骤（2）制备的“圆饼状”各向异性钕铁硼磁体在氩气保护下于室温沿其径向施加对称、循环作用力进行定向破碎，破碎力为600MPa～700MPa，得到层片状磁性薄片；（4）磁性薄片的规则化破碎，在氩气保护下将步骤（3）制备的磁性薄片采用滚动碾磨法进行规则化破碎，得到各向异性钕铁硼磁粉。

本发明公开了一种以磷石膏为钙源制备纳米碳酸钙浆料的方法，向废石膏中加入水配制成石膏浆料，将氨水与石膏浆料搅拌混合，通入二氧化碳，并搅拌至废石膏中硫酸钙完全转化为纳米碳酸钙，过滤，将滤饼分散于水中得到纳米碳酸钙浆料。本发明方法简单易行，成本低廉，碳酸钙分解温度低。本发明还公开了上述方法制备的纳米碳酸钙浆料及其在制备氧化钙基二氧化碳吸附剂和用于反应吸附甲烷水蒸汽重整制氢的复合催化剂中的应用。制备得到的氧化钙基二氧化碳吸附剂循环稳定性好、吸附速率高，复合催化剂用于甲烷水蒸汽重整制氢，能制备得到纯度90％以上的氢气。

本发明公开了一种用于草酸二甲酯加氢制取乙二醇的铜硅催化剂及制备方法。所述催化剂是以正硅酸酯为硅源,在以醇作为共溶剂的条件下,通过一锅法制备得到的。具体为正硅酸酯在铜氨络合物的水醇混合溶液中水解、陈化,然后通过蒸发水分、醇和氨使铜氨溶液中的铜组分均匀沉淀,最后经过水洗、干燥、焙烧和还原而得到的。所述催化剂由铜和二氧化硅组成,其中铜与二氧化硅的物质的量之比为0.05～0.4∶1。该催化剂在草酸二甲酯加氢制乙二醇的反应中,在较宽的温度范围内,都显示了很高的反应活性和选择性,易于操作,有利于工业化应用。

本发明公开了一种甲醇羰基化制乙酸和乙酸甲酯的催化剂，包括活性组分和载体，所述活性组分为CuCl2、NiCl2中的至少一种，载体为丝光沸石。本发明还公开了一种采用浸渍法制备所述甲醇羰基化制乙酸和乙酸甲酯的催化剂的方法，将丝光沸石浸渍在含有活性组分的化合物溶液中，经过一段时间后除去剩余的液体，再经干燥、焙烧后即得甲醇羰基化制乙酸和乙酸甲酯的催化剂。本发明制备方法中活性组分在催化剂体系中分布均匀，提高了催化剂的催化活性；且一部分CuCl2和NiCl2进入到丝光沸石的孔道中，成为活性组分，且活性组分不易流失。本发明制备得到的催化剂适用于甲醇直接羰基化制取乙酸和乙酸甲酯，选择性高，不需要添加腐蚀性助剂，大大降低了成本。

本发明公开了一种乳化剂辅助生物酶法制备粒径可控型淀粉纳米颗粒的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：(1)配制缓冲溶液；(2)脱支酶活化；(3)淀粉乳的制备；(4)糊化(淀粉链伸展)；(5)酶解脱支；(6)短直链溶液分离；(7)灭酶；(8)添加乳化剂，控制结晶过程；(9)重结晶；(10)干燥。本发明设备要求低，工艺简单，操作简便，反应温和，反应时间短，效率高，适合大规模生产；产品性能良好，制备的淀粉纳米颗粒，粒径可控制在9-30nm之间，分散性和热稳定性好，制备成本低，能源消耗少，没有有害废弃物产生，符合绿色生产，环保节能的现代化生产要求。