高比能电池面向国家重大需求，仅锂电池 2017 年市场规模已超过 1 亿 kWh，并且随着电动汽车、规模储能市场的迅速发展，电池需求快速增加，市场规模很快将超过 3000 亿元。 本项目为陈军教授团队十余年的研发成果。 1. 开发了两类新型锂电池正极材料：取代型锰系尖晶石正极材料和掺杂型超高镍含量三元层状材料。相对于 LiCoO2，这两种材料原料便宜、制备工艺（连续共沉淀与梯度加热）简单，成本优势明显，并且性能优异，产品晶相纯度高、形貌规整、振实密度大、长周期循环稳定性好。 2. 针对传统无机电极材料的不足，研发有机电极材料，它们由高丰度的 C、H、O、N 等元素组成，具有易合成、低成本、绿色环保等突出优点，并且由于可实现多电子反应，容量大、能量密度高，此外有机电极材料柔韧性强，在柔性可折叠等新颖结构电池体系中应用前景巨大。部分有机电极材料在实验室中已实现公斤级制备，并组装 Ah 级软包全电池，经18所等权威机构检测鉴定，能量密度超过300Wh/kg，通过安全性测试。计划 5 年内完成 1-2 种有机电极材料的中试，并实现部分电池产品的应用示范。 所需条件支持：希望能获得 60-80 万/年经费与 100-200m2实验室支持，用于购置大容量控温控压反应釜、连续式沉淀反应釜、箱式气氛炉、旋转窑炉、电池封装机等设备，进行材料制备的进一步工艺优化、宏量放大制备以及大容量电池装配试验，推进中试和产业化。 

国煤多、油少，发展基于煤的C1化工，开拓化工原料多样化的工艺路线，符合国家能源发展战略，具有十分重要的意义和经济价值。在此背景下，羰基合成技术近年来取得了长足发展，继孟山都公司成功地开发甲醇羰基合成醋酸工业技术并大规模工业化后，羰基合成技术成为C1化工中技术和应用的热点。 醋酸乙烯是世界上产量最大的50种化工原料之一，工业生产技术主要有乙烯法和乙炔法，目前乙烯法占总生产能力的72%以上。乙烯法的原料是乙烯、醋酸和氧气，由于原油价格一直上涨，乙烯法的生产成本不断增加，为降低生产成本，醋酸乙烯的工艺路线向以煤为原料的C1化学方向转变。 本项目提出了以煤或天然气为原料合成醋酸乙烯的工艺路线，煤或天然气→合成气→甲醇→二甲醚→醋酸乙烯，该工艺路线不再依赖原油为原料，而以煤或天然气为基础，降低了成本，同时还能副产醋酸、醋酐。本项目关键技术是二甲醚与合成气羰基合成醋酸乙烯的催化反应体系、催化剂配方、制备方法和反应器设计等。

目前工业上生产丙酮酸乙酯的工艺是以乳酸乙酯为原料，经高锰酸钾氧化合成丙酮酸乙酯。该工艺虽然反应温度温和、成本低，但是该过程中高锰酸钾的使用量很大，高锰酸钾价格较贵，投加过量会引起出厂水色度升高，长期过量投加，反应产物水含二氧化锰易使滤料板结。且高锰酸钾与皮肤接触可腐蚀皮肤产生棕色染色，粉末散布于空气中有强烈刺激性，环境污染严重。现有专利技术则多采用氮氧化合物和碱催化乳酸乙酯制备丙酮酸乙酯。但这些方法催化剂会污染环境，含氯氧化剂有毒，难储存运输，对工业生产安全存在一定威胁且溶剂难于回收。 本成果采用负载型金属催化剂，分子氧为氧化剂，在低温、低压条件下即可实现乳酸乙酯到丙酮酸乙酯的高产率合成。 技术特点： 1．以氧气氧化实现乳酸乙酯到丙酮酸乙酯的有效转化； 2．乳酸乙酯来源广、价格低，是理想的原料； 3．氧气是最常见的气体，性质稳定，使用安全，易于控制，具有绿色化学优势，是氧化反应中最理想的氧源； 4．采用负载型金属催化剂，在优化反应条件下，乳酸乙酯的转化率100.0%，丙酮酸乙酯的选择性99%以上，催化剂与溶剂可重复使用。

C18饱和支链脂肪酸（异硬脂酸）是一种具有支链结构的长链饱和脂肪酸，分子式与硬脂酸相同，但是常温下呈液态。异硬脂酸及其酯在合成润滑油、液压油、燃料添加剂、高档化妆品、高分子材料、表面活性剂、纺织、涂料和医药等工农业生产的许多行业以及军事、航空等方面都有广泛的应用。异硬脂酸的生产只局限在欧洲的少数几个规模较大的油脂化工企业，如英国Corda、比利时 Oleon 等。在国内，一方面尚无企业掌握异硬脂酸生产技术，另一方面异硬脂酸产品需求逐年增长，2016 年我国进口异硬脂酸产品超过 10000吨。这样的局面造成异硬脂酸产品市场的供求严重失衡，价格居高不下。尤其在国内，该产品是典型的卖方市场，2019 年异硬脂酸国内的市场价格达到 6.5 万人民币/吨，利润惊人！ 近年来，江南大学自主研发了异硬脂酸合成工艺，以廉价的工业油酸为原料，经催化异构化、氢化合成异硬脂酸产品，可将异硬脂酸的生产成本控制在 1.5 万人民币/吨以内，同时产品质量达到 Corda 和 Oleon 的现有水平，发展前景广阔。 技术指标： 拥有低成本、高活性催化剂制备的核心技术； 掌握催化异构化、氢化关键技术参数； 掌握产品纯化分离技术； 催化合成异硬脂酸的收率超过 70%； 在小试基础上，开展 1000 倍工艺放大实验，效果良好。 项目成熟度： 1）小试成熟； 2）工艺放大：已经成功完成 1000 倍工艺放大实验； 3）产品成本：采用江南大学自主研发的合成工艺生产异硬脂酸，生产成本低于 1.5 万人民币/吨。 

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芳纶基环氧树脂开发与应用 1、技术分析 低粘度液体芳纶基环氧树脂，既保留芳纶纤维的骨架结构又引入环氧基团，还引入柔性的醚键，与芳纶纤维及环氧树脂的相容性均较好，起到桥梁作用，可在不破坏芳纶纤维本体结构情况下，解决了芳纶纤维与环氧树脂基体间界面粘结性问题，同时也能增加环氧树脂基体的韧性；不改变现有复合材料生产工艺，可操作性强，可实现工业化大规模生产，具有非常强的国内外竞争力及产业化应用前景。 2、应用范围及目前应用状态 特种环氧树脂复合材料相比于金属材料，具有轻质、耐磨损的性能优势，用于大型客机、商务飞机、固体火箭发动机壳体和卫星等结构部件，可有效减轻机身自重，节约飞机燃料的使用。在新一代通信技术方面，芳纶可增加光缆的刚性和强度，广泛应用于室内外光纤和电力缆的增强件，对推动我国新一代通信技术的发展起到重要作用。在电子电器相关领域，日本松下电器公司在浸渗高耐热的环氧树脂固化芳纶无纺布上贴合铜箔而制成印刷线路基板。特种环氧树脂复合材料兼具优异的电绝缘和耐热性能等优点，可作为耐高温绝缘材料应用于电动机、变压器、电抗器等电力设备中，同时因其优异的力学性能也可用于绝缘拉杆及绝缘支撑器件。 目前应用状态：完成芳纶基环氧树脂增强E-51固化物应用研究，探索了芳纶基环氧树脂对芳纶织物-环氧树脂复合材料之间的界面性能的影响。 （1）芳纶基环氧树脂增强E-51固化物应用研究 选择环氧值为最大条件下制备的芳纶基环氧树脂，将芳纶基环氧树脂添加量分别为 E-51质量分数的2.5%、5%、7.5%与 E-51 混合后，经二乙烯三胺固化，根据国标制得标准样条，样条如图1所示。 （a）拉伸样条      （b）弯曲、耐冲击样条图1  固化样条 表1 掺入百分比的2号样品的固化物力学性能 2号样品掺入量 /% 拉伸强度 /MPa 断裂伸长率 /% 弯曲强度 /MPa 冲击强度 kJ/m2 0 31.55 1.65 107.08 5.42 2.5 60.08 3.11 96.04 7.96 5 68.94 3.96 128.65 11.25 7.5 44.64 2.54 97.07 11.34 如表1所示，掺入量的增加，固化物拉伸强度、断裂伸长率和弯曲强度均呈现先增后减趋势，在E-51中添加5%时，弯曲强度略有提高，拉伸强度提高2.2倍，断裂伸长率提高2.4倍，抗冲击强度提高2.1倍。主要是因为芳纶基环氧树脂液体本身具有刚性苯环，同时也含有柔性的烷基侧链，并以环氧基封端，提高了与树脂基体的相容性，将刚性结构交联到体系当中，提高了体系的力学强度，因此掺入芳纶基环氧树脂液体后拉伸强度和断裂伸长率均提高了。而冲击强度保持上升趋势，掺入量超过5%后基本不再发生变化。 （2）芳纶基环氧树脂对芳纶织物-环氧树脂复合材料制备 取一定量环氧树脂，常温下加入一定比例的芳纶基环氧树脂，再将固化剂（DEDDM）加入到上述混合物中（胺值与环氧值等当量），搅拌均匀后，再按真空干燥箱中，抽真空30min。采用手糊法制备芳纶织物/环氧树脂复合材料，铺好后盖上离型纸放入80℃压机中加压，使树脂与芳纶纤维布浸渍，将平板硫化机升温至140℃，将脱模布和离型纸放入，铺厚3mm放在模具中，将140℃/1MPa下保压15min，再将压力升至10MPa，保温固化2.5h，冷却至室温开模，如图2所示。 图2  芳纶织物-环氧树脂复合材料 3、前景及经济社会效益分析 本项目根据芳纶纤维和环氧树脂的结构特点，设计和制备一种具有“两亲结构”的新型芳纶基环氧树脂。该树脂具有芳纶的骨架结构和环氧丙烷的侧链。分子中的芳纶骨架部分与芳纶织物纤维的结构相同，有利于两者之间的互相亲和。而芳纶基环氧树脂分子中的环氧基团与环氧树脂的结构具有相似性，与环氧树脂具有很好的相容性。芳纶基环氧树脂能广泛应用于电缆增强、防弹背心、运动织物、登山绳、防割手套和绝缘纸产品中，带动更多收益效应。 蓖麻油基环氧树脂开发与应用 1.研究背景及意义 目前我国已是世界上塑料制品生产和消费最大的国家，环氧树脂具有优异的粘接强度，良好的介电性能，制品尺寸稳定性好、硬度高、柔韧性较好、对碱及大部分溶剂稳定，是一种常见的应用非常广泛的热固性树脂塑料，目前全球环氧树脂年产量达到250万吨左右，需求量巨大。其中双酚A型环氧树脂用量最广泛，占环氧树脂总量的85%以上，67%以上的双酚A型环氧树脂则依赖于石化资源，同时其存在着毒性问题。 目前，国内外对于生物基热固性树脂的研究相对越来越热，其中，植物油以其来源广、产量大、价格低的优势，而备受广泛研究，目前有关植物油基增塑剂和环氧树脂的研究主要包括大豆油基、桐油基、蓖麻油基、甘油基、松香基等。 蓖麻是世界十大油料和四大不可食用油料作物之一，我国是世界上栽培蓖麻和生产蓖麻籽的主要国家之一，种植面积和产量曾一度跃居世界第一，蓖麻油是重要的化工原料，称作“土地里种出的石油”。 蓖麻油的基本结构： 羟基平均官能度约2.7，羟值为156～165 mg/g，碘值80～90 g/100g，皂化值为170～190 mg/g。 2.技术路线 （1）环氧蓖麻油缩水甘油醚的合成（ECOGE） 环氧蓖麻油缩水甘油醚的合成采用液体酸多相催化法，其原理是有机酸被过氧化氢预氧化为过氧化有机酸，再将蓖麻油缩水甘油醚氧化为环氧蓖麻油缩水甘油醚，反应原理如下式所示。 （2）蓖麻油多元醇的合成（COP） 选择不同催化反应体系，使用甲醇、乙醇、丙烯醇、苯酚、苯甲酸、丙烯酸等不同柔性、刚性基团对环氧蓖麻油环氧基团进行开环加成，增加分子中羟基，制备蓖麻油多元醇，为下一步蓖麻油多缩水甘油醚制备提供基础。此反应过程中，酸催化体系下发生亲电加成反应，碱催化体系下发生亲核加成反应，在开环过程中，注意避免酯键发生水解或者酯交换反应。 （3）蓖麻油多缩水甘油醚的合成（COPGE） 将上述蓖麻油多元醇与环氧氯丙烷反应，生成蓖麻油多缩水甘油醚，此反应有两种方法合成，一种是羟基与环氧氯丙烷发生开环闭环两步反应，最终生成缩水甘油醚；第二种方法是羟基和环氧氯丙烷直接一步法制得缩水甘油醚，但是环氧氯丙烷用量大。 3 蓖麻油基环氧树脂的结构与性能参数 （1）蓖麻油三缩水甘油醚（XY966） 环氧值：0.15~0.25 eq/100g 粘度(25℃)：150~450mPa·s （2）氢化蓖麻油三缩水甘油醚（HCOGE） 环氧值 ： 0.18 eq/100g 粘度(25℃) ： 850 mPa·s （3）环氧蓖麻油三缩水甘油醚（ECOGE） 环氧值 ：0.38 mol/100g 粘度(25℃) ：650 mPa·s  （4）苯氧基蓖麻油多缩水甘油醚（POCOGE） 环氧值：0.24 eq/100g； 粘度(25℃) ：950 mPa·s （4）苯酚-蓖麻油基多缩水甘油醚（PCOGE） 环氧值： 0.24 eq/100g； 粘度(25℃) ： 1550 mPa·s （5）蓖麻油九缩水甘油醚（ CONGE ） 环氧值：0.31 eq/100g， 粘度(25℃) ：6050 mPa·s 3.本项目的特色与创新之处 （1）项目特色 1）本研究所采用的原料蓖麻油是植物基可再生资源，所合成的蓖麻油基环氧树脂是低毒环保可降解物质； 2）本研究采用酰化和环氧化反应，分别制得具有很好柔韧性的环氧乙酰蓖麻油，和具有很好刚性的环氧苯甲酰蓖麻油两种增塑剂； 3）本研究以柔性的蓖麻油为原料，引入刚性基团，合成一系列柔性和刚柔兼备蓖麻油基环氧树脂。 （2）项目创新之处 1）研究采用酰化和环氧化反应，分别制得具有很好柔韧性的环氧乙酰蓖麻油，和具有很好刚性的环氧苯甲酰蓖麻油两种增塑剂，反应步骤少，处理简单。其中环氧乙酰蓖麻油拉伸效率高于DOTP，而环氧苯甲酰蓖麻油的拉伸强度和断裂伸长率均高于DOTP，可应用于刚性需求高的场合； 2）本研究将蓖麻油碳碳双键环氧化后开环，后与环氧氯丙烷反应制得高环氧值的蓖麻油基环氧树脂，提高了固化物的交联密度，提高了环氧树脂的拉伸、弯曲等性能。 3）本研究在柔性的蓖麻油分子链中引入刚性基团，解决了蓖麻油基合成一系列刚柔兼备蓖麻油基环氧树脂，赋予环氧树脂配方良好的柔性、抗冲击性和耐热冲击性能。

聚氨酯树脂具有分子可设计性强、 结构多样 性与性能优良的特点，能满足多用途、高性能涂料对基体树脂 的要求。 通过在聚氨酯树脂结构中引入功能单体，合成具有特定结 构的、综合性能优良的改性聚氨酯树脂，提高材料的耐水、耐 侯、透气及耐污等性能；同时在聚氨酯树脂结构中引入亲水基 团，制备自乳化水基改性聚氨酯涂料，满足绿色环保的要求。 并以改性水基聚氨酯树脂为基体树脂，通过涂料配方设计与制 备工艺优

本发明涉及一种铝碳耐火材料用有机/无机杂化改性酚醛树脂及其制备方法。其技术方案是：以4——10wt%木质素、30——36wt%苯酚和55——65wt%的浓度为37wt%的甲醛溶液为原料，按上述原料及其含量：在50——60℃条件下将木质素和苯酚置于反应釜搅拌均匀，在70——90℃条件下向反应釜加入所述原料1.5——2.5wt%的氢氧化钠，搅拌0.4——0.7h；在70——90℃条件下向反应釜加入所述甲醛溶液，搅拌0.2——0.6h；最后在80——100℃条件下向反应釜加入所述原料2——8wt%的硅溶胶，搅拌1——3h，在60——70℃条件下减压脱水，制得铝碳耐火材料用有机/无机杂化改性酚醛树脂。本发明具有生产工艺简单和生产成本低的特点，所制备的制品作为结合剂能显著提高铝碳耐火材料的中低温结合强度。 （注：本项目发布于2014年）

本发明涉及一种高体积稳定性不烧滑板用改性树脂及其制备方法。其技术方案是：先将碱溶液与六方氮化硼混合，超声分散0.5——1h，再在40——50℃条件下磁力搅拌2——3h，得到六方氮化硼浆料；然后在50——60℃条件下，将碱木素酚醛树脂与六方氮化硼浆料搅拌0.5——1h，得到高体积稳定性不烧滑板用改性树脂。其中：碱溶液与六方氮化硼的质量比为100︰(5——20)；碱木素酚醛树脂与六方氮化硼浆料的质量比为100︰(21——24)。本发明具有生产工艺简单、生产成本较低和有利于工业化生产的特点；所制备的高体积稳定性不烧滑板用改性树脂能改善不烧滑板的高温体积稳定性。 （注：本项目发布于2015年）