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纳米粉体表面修饰改性、分散及应用研究
随着纳米颗粒制备技术的日渐成熟，其应用技术也日益受到人们的广泛重视。但由于纳米颗粒粒径小、比表面积和表面能大、颗粒不稳定极易团聚，导致其优异的性能不能充分发挥，因此纳米技术研究中最艰巨的任务之一是使纳米颗粒能够稳定存在且不发生团聚。最常使用的方法是把纳米颗粒分散于介质中，通过静电稳定机理、位阻稳定机理和静电位阻稳定机理等来制备稳定分散的浆料。其中涉及到的核心科学问题为纳米颗粒的表面改性及其浆料稳定性。
项目组根据不同纳米材料表面特性以及应用场合不同，攻克了纳米粉体表面化学改性技术、纳米粉体在溶液中稳定分散技术等关键技术，制得了纳米四氧化三铁、二氧化钛、氧化铟锡、氧化锌、氧化镁、氮化硅、碳化硅等多种分散稳定性优异的水基、乙醇基浆料，其颗粒平均粒径≤100nm，比表面积≥30m2/g，固含量从0.5～20％不等。不同纳米粉体含量浆料静置稳定性从1～30d至1年不等，研究成果为纳米材料的应用奠定了坚实的基础。
应用前景：
纳米四氧化三铁浆料是采用胶溶化法和添加改性剂及分散剂方法，通过在颗粒表面形成吸附双电层结构阻止纳米粒子团聚来制得。平均粒径在20nm左右，具有超顺磁性，浆料Fe3O4固含量在0.5～20％，浆料静置稳定性在1年左右。可应用在磁性密封、生物医药载体、磁保健、磁记录材料、高梯度磁分离器、微波吸收材料以及静电复印显影剂。
纳米二氧化钛浆料作为产品或产品添加剂应用范围很广，主要可应用于抗紫外剂，纳米环保、抗菌、自清洁剂，随角异色效应型纳米涂料，静电屏蔽剂等。
纳米ITO水基浆料加入水性涂料中，经涂敷制得ITO薄膜。由于ITO薄膜具有优良的光电性能，对可见光的透过率达70％以上，对红外光的反射率≥70％，对紫外线的吸收率≥70％，对微波的衰减率≥85％，导电性和加工性能极好，硬度高且耐磨耐蚀，可用作防隔热涂料等。
南京工业大学
2021-01-12
改性藻絮凝剂治理蓝藻水华的技术
水体富营养化及蓝藻水华污染已经成为全球性的生态灾难，不但影响到景观娱乐和生态安全，还直接影响到水产品安全和饮用水安全，对人们生产生活构成了极大的影响。该技术研发了一种改性的絮凝剂对蓝藻具有较好的絮凝和去除效果，并且对于蓝藻水华控制具有显著效果。适用于景观水体、池塘养殖水体、自来水水厂等多种类型的水体。具有成本低、效果好、无污染、环境友好等特点，具有较好的应用前景。
该项技术研发了一种新型的絮凝剂来有效控制和去除蓝藻水华，絮凝剂成本较低，去除蓝藻水华后可为景观、水产等节约调水产品的开支，累积经济效益达120元/亩。
成果完成时间：2017年3月
华中农业大学
2021-01-12
氧化铝微粉的绿色可控表面改性
本项目通过复合改性剂的分子设计和控制有关反应参数，使表面改性后的氧化铝微粉在不同性质或组成的水性介质中有较为理想的相容性和分散稳定性。
特点：
1. 根据不同性质或组成的水性介质，设计和合成复合改性剂；
2. 控制有关反应参数，使氧化铝粉体的表面包覆率和表面改性效果可 控；
3. 剩余反应物、溶剂和复合改性剂均可回收和循环使用，整个氧化铝微粉的表面改性过程闭合循环，清洁环保。
专利 1：一种氧化铝磨料粉体的表面改性方法（20161011250.9）
专利 2：一种高水分散稳定性氧化铝粉体的资源化表面改性方法（201611166922.5）
江南大学
2021-04-13
复合蛋白酶解提取鸭硫酸软骨素技术
本技术首先根据鸭胸软骨的化学组成设计了一种用于提取鸭硫 酸软骨素的新型复合蛋白酶的基础配方，并利用复配酶制备鸭硫酸软骨素，其 工艺包括鸭胸软骨骨粉的制备、鸭胸软骨骨粉的酶解提取、蛋白质的沉降、硫 酸软骨素粉末四个步骤。本发明采用了复配酶解法提取鸭胸软骨的硫酸软骨素， 采用新型复合蛋白酶和胰蛋白酶复配，去掉了碱提这一步，在复配酶使用上也 进行了优化，其收率比其它方法提高了 20%左右，产品纯度达到 90%~95%。用复 合酶代替稀碱或浓碱解离软骨能够大大降低对环境的污染，并且可以有效缩短 生产周期、降低生产成本、增加了产品收率、提高产品质量，填补了该领域的 空白。 技术优点或者效益预测:硫酸软骨素(Chondroitinsulfate，CS)是 D-葡萄糖 醛酸和 N-乙酰氨基半乳糖以β-1,4-糖苷键连接而成的重复二糖单位组成的酸 性黏多糖。硫酸软骨素具有抗凝血、抗炎症、抗肿瘤、抗病毒、抗氧化、降血 脂、防止动脉粥样硬化、调节体内水分、清除自由基和延缓衰老等多种生理功 能，可应用于食品、药品、各种保健品及高档化妆品中。我国是全球硫酸软骨 素产量最大的国家，占全球产量的 80%以上，年平均产量多于 4000 吨；我国硫 酸软骨素主要出口到美国、欧洲、日本等地，其中美国作为我国硫酸软骨素第 一大出口市场，出口份额约占 50%。所以，随着硫酸软骨素生物活性功能不断研 究及其应用领域的不断扩展，硫酸软骨素用途越来越广，具有广阔市场应用前 景。
青岛农业大学
2021-04-11
水热法制备碱式硫酸镁晶须的研究与开发
1 成果简介利用我国丰富的镁资源，依托技术创新开发高附加值的功能性粉体材料是镁盐行业面临的一个共同课题。本项目通过制备塑料增强材料－碱式硫酸镁晶须为镁盐的高度利用提供一条有价值的处理途径。此外， 我国是一个塑料生产大国，在塑料产品的深加工及增值方面有很大技术潜力和市场空间，制备晶须-塑料高性能复合材料是其中重要的发展方向之一。 晶须是指以单晶形式生长的形状类似短纤维，而尺寸远小于短纤维的针状单晶体，是一种力学性能十分优异的复合材料补强增韧剂。碱式硫酸镁晶须具有轻质、高韧、耐磨、耐腐蚀等特性，用其制备的复合材料具有强度高、比重小的特点，可用于制备高性能晶须－塑料复合工程材料如高强塑料容器、管材、板材、齿轮、刀具、轴承、滚压设备等，也可用于航空航天及汽车行业，目前国内市场需求是 8~10 万吨/年。目前日本类似产品（碱式硫酸镁晶须）的售价为 4~6 万元/吨。2 应用说明清华大学已成功开发出水热合成碱式硫酸镁的实验室技术。该项技术的主要原料为硫酸镁（ 500~700 元/吨），工艺简单，所需设备大多为常规设备，成本较低（约 8000 元/吨），具有较强的经济效益和社会效益。 图1 碱式硫酸镁晶须形貌3 效益分析按年产 1000 吨中试规模计，成本： <8000 元/吨， 保守售价:20000 元/吨， 年创产值（万元）： 1000´20000¸10000=2000，年创利税（万元）： 1000´(20000-8000)¸10000=1200。
清华大学
2021-04-13
高吸水性蒙脱石聚合物制备
项目介绍: 目前,我国生产的蒙脱石粘土矿物产品的五分之四用在铸造、冶金球团、钻井造浆、油脂脱色等应用领域，产品用途单一，结构单一不能系列化、产品科技含量低、产品附加值低。而高吸水性蒙脱石聚合物与之不同的是:它是更高一个层面──有机、无机交叉应用领域二者“结合”的产物, 它兼有二者的物化特性,不仅提高了产品的科技含量而且拓展了蒙脱石类产品的应用领域。此聚合物实质上基于蒙脱石层间K+、Na+、Ca2+、Mg2+等离子的交换性及层间的间距可扩张性,通过交联剂实施有机母胶液对蒙脱石矿粉的穿插、交联聚合,形成有机、无机互补性强的高吸水聚合物。1) 聚合物特性及性能：此聚合物有: ①高吸水,每克干聚合物(粒、粉)对自来水的吸水倍率可达55ml─300ml∕g ; ②吸水体有一定强度、不粘手; ③具有较好的持水、釋水特性, 吸水体在外力作用下只改变形态而不会放出水分,但在太阳底下凉晒会随着空气湿度变化放出或吸收水分; ③ 蒙脱石结构未遭到破坏仍保持其阳离子交换特性; ④ 聚合物干燥后再吸水仍保持原吸水能力,可反复使用之等性能；2) 聚合物的用途：此材料可用作: ① 农用节水保墒; ② 载体材料; ③干燥剂; ④油水分离材料; ⑤污泥固化材料; ⑥防渗堵漏材料; ⑦沙漠治理等材料。用途十分广泛。
武汉工程大学
2021-04-11
炭黑与聚合物复合制备新型太阳膜
制备对可见光透过良好，而对紫外线和红外线有优良的阻隔作用，并且价格低廉，易于加工的建筑用或车用太阳膜是非常有应用价值和实际意义的。现今市场上的太阳膜，一般是采用沉积或溅射的方法在聚合物薄膜或直接在玻璃上沉积制备的一层或多层金属或金属氧化物，主要利用金属膜或金属氧化物膜对红外线进行吸收和反射。但由于这种方法所需设备复杂昂贵，而且填充的金属及金属氧化物的成本也不低廉，所以制备低成本且性能优良的太阳膜成为一种需求。本项目采用价廉易得的炭黑作为填充物，与聚合物复合制备太阳膜。炭黑作为一种典型的吸光物质，对紫外线和红外线有很强的吸收特性，但炭黑易团聚，在聚合物基体中不易分散，造成薄膜不同区域可见光和紫外线及红外线的透过率差异很大，另外炭黑粒子的分布不均，也会造成成膜性能差，薄膜韧性不能达到应用要求。本项目首先通过对炭黑进行改性，改善其在聚合物基体中的分散，并使改性炭黑粒子的尺寸远小于可见光的波长，粒子和基体的折射率尽量匹配，从而减小粒子填充的体积份数。炭黑经过改性后，其填充的聚合物复合薄膜将具有较好的透明性，同时又能在一定程度保持对紫外线和红外线的强吸收特性,使这种复合薄膜作为太阳膜使用成为一种可能。本项目详细研究了改性炭黑在基体中的分散状况，并对复合薄膜的光学特性进行了重点研究, 解决可见光透过率与红外线阻隔这一对矛盾，从而制备符合太阳膜性能要求的新型复合薄膜。另外，制备复合薄膜的方法简单，操作时无需复杂昂贵的设备，因此应用前景广阔。
华东理工大学
2021-04-11
乳液模板法制备功能化聚合物多孔材料
聚合物多孔材料在高技术领域有可观的应用前景，如作为有机合成催化剂载体、生物组织工程支架等。通过高内相乳液模板法（HIPEs）制备的聚合物多孔材料具有孔径和孔容积可调等优点，是极具工业价值的一种技术。但前人的工作都基于乳液经典理论：Bancroft规则即水包油型的乳液只能采用水溶性的乳化剂，油包水型的乳液只能采用油溶性的乳化剂，这严重限制了以高内相乳液为模板制成的聚合物多孔材料的直接应用，迫使其在使用前必须经由复杂的表面功能化；且传统方法在制备稳定高内相乳液时，乳化剂占有机相5-70 wt%，大大增加了高内相乳液制备成本，并造成环境污染。本项目以一步法制备功能化聚合物多孔材料及降低HIPEs制备过程乳化剂用量为技术特点，以仅占有机相0.8 wt% 的水溶性乳化剂为稳定剂，获得稳定的、水相体积分数达96.3vol% 的油包水型高内相乳液，并聚合得到功能化聚苯乙烯-二乙烯基苯基多孔材料。该多孔材料已成功地用作有机合成的微反应器和催化剂载体，避免了高毒性有机锡类催化剂的使用，为聚合物多孔材料在绿色化学工业中直接应用提供新的途径。
华东理工大学
2021-04-11
高吸水性蒙脱石聚合物制备
中试阶段/n我国生产的蒙脱石粘土矿物产品的五分之四用在铸造、冶金球团、钻井造浆、油脂脱色等应用领域，产品用途单一，结构单一不能系列化、产品科技含量低、产品附加值低。而高吸水性蒙脱石聚合物与之不同的是:它是更高一个层面──有机、无机交叉应用领域二者“结合”的产物, 它兼有二者的物化特性,不仅提高了产品的科技含量而且拓展了蒙脱石类产品的应用领域。此聚合物实质上基于蒙脱石层间K+、Na+、Ca2+、Mg2+等离子的交换性及层间的间距可扩张性,通过交联剂实施有机母胶液对蒙脱石矿粉的穿插、交联聚合,形成有机、无机互补性强的高吸水聚合物。(1) 聚合物特性及性能：此聚合物有: ①高吸水,每克干聚合物(粒、粉)对自来水的吸水倍率可达55ml─300ml∕g ; ②吸水体有一定强度、不粘手; ③具有较好的持水、釋水特性, 吸水体在外力作用下只改变形态而不会放出水分,但在太阳底下凉晒会随着空气湿度变化放出或吸收水分; ③ 蒙脱石结构未遭到破坏仍保持其阳离子交换特性; ④ 聚合物干燥后再吸水仍保持原吸水能力,可反复使用之等性能；(2) 聚合物的用途：此材料可用作: ① 农用节水保墒; ② 载体材料; ③干燥剂; ④油水分离材料; ⑤污泥固化材料; ⑥防渗堵漏材料; ⑦沙漠治理等材料。用途十分广泛。
武汉工程大学
2021-04-11
高性能聚合物水泥基自流平材料
本发明高性能聚合物水泥基自流平材料是根据现代工程发展需求发展而研制出的一 种新型地面材料。具有施工简便、流平差异小、无收缩、强度高的特点。聚合物水泥基 自流平材料具有优异的流动性，流动度 220mm 左右，可以在自重作用下自流平，具有良 好的稳定性，具有薄层(3—5mm)，抗压、抗折强度高，与基础层粘结牢固，施工方便， 快速等特点．该材料配制方便，不需提捣，抹压地面即可获得平整光洁的地面，是一种 具有应用前景的新型材料。适用于混凝土（砂浆）及各种砖、石的楼、地面上做平整度 要求较高的地坪，亦可用作结构坚实的基面找平和修补，无需抹光，即可直接使用；也 可直接在其表面进行铺贴饰面等施工。本品无毒，加水拌和即可使用，属环保型产品。 本发明的聚合物水泥基自流平材料可广泛用于地面自流找平，二次地面的基层找平， 地面终饰层的自流找平以及旧地面、起砂地面及施工不合格地面修补等工程。
同济大学
2021-04-11