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多种高效分子筛材料的低成本制备
一、项目分类
关键核心技术突破
二、成果简介
分子筛是指具有规则分子级别孔道结构的结晶硅铝酸盐，广泛应用于催化与吸附分离工业过程。对于工业结构革新和绿色环保化工具有十分重要的意义。
我们长期从事分子筛材料的研究和开发工作，目的有多种先进的分子筛材料得以推出。
1应用于甲醇制烯烃反应的分子筛催化材料
我们基于对甲醇制烯烃反应与失活机理的理解，成功设计AlPO-34催化剂。AlPO-34骨架杂质量级的Si可产生痕量Brønsted酸中心，与反应物甲醇作用形成痕量苯基碳正离子进而引发烃池路线实现甲醇制烯烃反应，同时大大降低了甲醇制烯烃二次反应的发生。与工业化催化剂SAPO-34相比，AlPO-34将甲醇制烯烃反应中低碳烯烃收率提高一到两个百分点，稳态寿命提高一倍。根据目前所开车的60万吨MTO装置的经济效益测评,低碳烯烃收率每提高一个百分点,每年的净利润便可提高6000万元（授权发明专利：ZL201110226964.4）。
2分子筛超薄纳米片材料
分子筛超薄纳米片具有短的孔道和较开放的晶穴,在保持分子筛择形效果的同时可以有效降低客体分子的扩散阻力，在催化与吸附分离方面表现出更高的性能，受到广泛的关注。我们使用便宜易得的模板剂与阻隔剂，成功制备了b轴取向的50纳米以下的MFI分子筛纳米片，其生产成本不足目前文献报道的五分之一，产率高达80%，此方法极具工业应用前景。目前，该技术相关的发明专利已提交，处在审查阶段。
3Lewis酸分子筛的规模化制备
我们开辟全新的方法，通过合成后处理技术将Sn、Zr等孤立金属离子引入分子筛骨架，成功制备出一系列Lewis酸分子筛材料，并将其应用在多种催化反应中。其中，Sn-分子筛与Zr-分子筛在环氧化合物开环反应中表现出极其优异的性能，具有工业应用前景（授权发明专利：ZL201410169234.9；ZL201410620863.9）。
4应用于烟气脱硝Fe-分子筛催化剂的直接合成
Fe-分子筛催化剂是新一代烟气脱硝催化剂，其综合性能已经可以与传统V2O5-WO3/TiO2体系相媲美，且避免了使用高毒性组分V2O5所产生的环境污染问题，在欧美发达国家已得到推广应用。我们成功开发原位晶化法，一步直接制备Fe-分子筛，解决了Fe-分子筛制备复杂，重现性差的问题，同时大大降低Fe-分子筛的生产成本，所制备样品在烟气脱硝反应中表现出优于Johnson Matthey产品的性能（CN201410527707.8）。
南开大学
2022-07-29
高效节能低密度 C/C 硬化保温材料
保温材料在高温炉内的作用是在有效使用发热元件给予炉内热量的基础上，以进一步节能降耗，保护炉体等为目的，所以工业生产对具有高性能的保温材料有着迫切的需求。高温炉目前仍采用传统的软炭毡作为炉体内部的保温材料，对于软炭毡来说，具有随意拼接以及容易裁剪，柔韧性好，操作方便等优点，但是，该材料弹性较大，在炉内占有的空间也较大，所以就减小炉内的有效体积，降低了生产效率。另一方面，软炭毡在使用过程中容易产生粉尘，在使用一段时间后短纤维出现脱落、掉块以及粉化等缺陷，产生的导电炭微粒会造成发热体短路，还
江苏大学
2021-04-14
低成本高效单原子催化剂的开发
提出了一种简便的制备方法，采用苯胺锚定和微波还原等技术手段，得到了完全分散在石墨烯上的铂原子位点。这些分散的铂原子位点最大限度地利用了铂的催化性能，从而大大降低了铂的用量，显著提高了铂的质量活性。实验结果表明，在铂的用量降低到商业铂碳催化剂的1/50的条件下，仍然能达到商业铂碳催化剂的性能。同时，苯胺锚定可以防止铂原子在催化过程中聚集，从而提高了催化剂的稳定性。 在对铂单原子催化剂的研
南方科技大学
2021-04-14
高效节能污水处理用潜污泵
项目简介 本项目属于环保污水处理领域，潜污泵广泛应用于石化、矿山、冶金、电力、城市 农村排污等各种污水处理作业，随着国民经济的发展，市场对潜污泵的需求量日益增大。 该泵运行环境恶劣，各种不同工况操作人员水平差异很大，原有潜污泵故障频发，电机 腔泄漏、电机过载烧毁、机械密封寿命短、过流部件磨损、轴承失效、水力性能较低、 易堵塞。研发出高效、无过载、双流道、高可靠性的潜污泵是各种污水处理工况的迫切 需要，同时提高产品运行效率也是国家节能减排的重点方向。本项
江苏大学
2021-04-14
高效超细纳米复合纤维过滤材料的开发
项目通过静电纺丝喷头的设计、熔融静电纺连续化加工系统的控制等方面的研究，开发了可工业化生产的的熔融静电纺丝及其复合物加工的技术，并通过热压粘合等技术的研究，成果解决了熔融纳米纤维与常规非织造材料之间的复合技术难点。
关键技术
针对个体防护和工业过滤的需求，开发了熔融/静电纺丝制备纤维直径小、孔隙率高、孔径分布均匀的过滤材料，满足高效低阻过滤要求，过滤效率＞99.97%，阻力压降＜100Pa，突破批量化生产关键工艺和装备。
知识产权及项目获奖情况
授权专利：一种新型高效率静电纺丝线型喷头（专利号: 201310252853.X）
项目成熟度
批量生产阶段
投资期望及应用情况
效益分析：资金需求总额 200 万元
应用情况：江苏菲特滤料有限公司
江南大学
2021-04-13
柔性聚合物压电驻极体膜
项目成果/简介:压电驻极体是具有强压电效应的柔性驻极体材料，因其表现出“类铁电性”和，也称为铁电驻极体，是一类新型的人工智能和新能源材料。它的压电性源于双极性空间电荷在聚合物基体上的取向排列，以及材料特殊的微孔结构。压电驻极体膜是具有强压电效应的新型柔性压电功能膜，与传统压电材料的压电效应起源有本质区别。 与压电陶瓷和传统的铁电聚合物（例如聚偏氟乙烯PVDF及其共聚物）相比较，压电驻极体具有一些独特的性能：压电驻极体在提高压电活性的同时还拥有聚合物的高柔韧性、薄膜型（厚度可低至40µm）、超轻（体密度可低至330kg/m3）、低成本、低电容率、可大面积成形，以及低声阻抗（0.03MRayl）等特点。经过特殊工艺制备的压电驻极体薄膜的准静态压电系数d33高达1000pC/N，这一数值远远高于PVDF（约25 pC/N）及其共聚物P(VDF/TrFE)。因此，压电驻极体组合了压电陶瓷和铁电聚合物薄膜各自的优点，在国防、医疗、航空航天、绿色能源（例如宽频带振动能量采集器、生物运动能量采集、海浪发电等）、控制、通讯（例如自供能微型无线传感网络）、智能结构、电声换能器、空气耦合超声换能器等领域有广阔的应用前景。应用范围:柔性薄膜传感器、结构健康监测、人体健康监测、无损检测、触觉传感器、电子肌肤、声呐、空气耦合超声波换能器、微能量采集器等多个领域。项目阶段:小规模生产效益分析:目前芬兰的Emfit公司是唯一能够大批量生产聚丙烯（PP）压电驻极体功能膜的生产商，采用的技术主要由两部分构成：微孔结构薄膜制备和电极化处理。在微孔 薄膜制备阶段，首先将聚丙烯树脂与无机矿物颗粒（例如CaCO3和TiO2）熔融共混，然后挤出成聚丙烯-矿物颗粒复合薄板，最后双向拉伸形成微孔结构的薄膜。在电极化处理阶段采用电晕极化方式。而我们拟采用的技术是：以低廉价格的商品聚丙烯包装材料为原材料，采用具有自主知识产权的多次压缩气体膨化工艺调控薄膜微结构和机电性能，获得高活性聚丙烯压电驻极体膜。利用该技术生产出功能薄膜的活性远高于芬兰商品膜，最高可达50倍。
同济大学
2021-04-10
基于物联网的智能杀虫灯
成果描述：本实用新型公开了基于物联网的智能杀虫灯,其包括灯杆、杀虫灯、控制箱和与蓄电池电连接的太阳能电池板,太阳能电池板一侧端部通过连接杆固定安装在灯杆上,其中部放置于灯杆的顶端；太阳能电池板处于水平状态时,杀虫灯位于太阳能电池板的正投影下；灯杆上设置有与太阳能电池板中部接触,用于使太阳能电池板与水平面呈一夹角的动力装置；动力装置包括安装在灯杆上与蓄电池电连接的电动机,电动机的输出轴延伸至灯杆内部与一蜗杆连接；灯杆内壁上通过轴承安装有一转轴,转轴上固定安装有与太阳能电池板接触的凸轮和与蜗杆配合的涡轮；控制箱内设置有控制模块和与控制模块连接、并通过物联网与外部控制终端进行通信的通信模块。市场前景分析：本实用新型公开了基于物联网的智能杀虫灯,其包括灯杆、杀虫灯、控制箱和与蓄电池电连接的太阳能电池板,太阳能电池板一侧端部通过连接杆固定安装在灯杆上,其中部放置于灯杆的顶端；太阳能电池板处于水平状态时,杀虫灯位于太阳能电池板的正投影下；灯杆上设置有与太阳能电池板中部接触,用于使太阳能电池板与水平面呈一夹角的动力装置；动力装置包括安装在灯杆上与蓄电池电连接的电动机,电动机的输出轴延伸至灯杆内部与一蜗杆连接；灯杆内壁上通过轴承安装有一转轴,转轴上固定安装有与太阳能电池板接触的凸轮和与蜗杆配合的涡轮；控制箱内设置有控制模块和与控制模块连接、并通过物联网与外部控制终端进行通信的通信模块。与同类成果相比的优势分析：国内领先
成都大学
2021-04-10
物联网大棚远程监控系统
物联网大棚远程监控系统，在大棚内设置多个采集点，每个采集点通过各种传感器 采集大棚内空气、土壤、光照等信息，借助无线方式发给大棚内的中继站，中继站之间 通过接力传输将信息传递给中控计算机，根据系统智能决策，实现大棚内各个受控设备 从而控制空气温湿度、土壤水肥情况和光照的自动控制。整个系统包括感知执行点子系 统、中继控制子系统和中控监视子系统，每个子系统有多个模块组成，模块间、子系统 间以不同的通信方式建立连接。该技术传感器6个：棚内温度、湿度、光照，棚外温度、 土壤温度、湿度、CO2浓度、土壤PH值，节点最大连接数：6个；传输距离3000m，功耗： 小于300W。2014年到2015年期间该技术在莱西市店埠镇蔬菜基地成功转化，目前该成果 已经在青岛市莱西店埠国家现代农业示范园进行了大面积的推广和应用，建设了2000068 平独栋现代物联网大棚，并实现了周边拱棚物联网改造160栋，建设了3000平的智能监 控中心和物联网大棚技术中心，本项目成果有力的提高了温室大棚的自动化程度，推动 了设施农业的发展，有效的节水、节肥、节能，保护了生态环境，有效的提高了农民朋 友的生活水平。
青岛农业大学
2021-04-11
柔性聚合物压电驻极体膜
压电驻极体是具有强压电效应的柔性驻极体材料，因其表现出“类铁电性”和，也称为铁电驻极体，是一类新型的人工智能和新能源材料。它的压电性源于双极性空间电荷在聚合物基体上的取向排列，以及材料特殊的微孔结构。压电驻极体膜是具有强压电效应的新型柔性压电功能膜，与传统压电材料的压电效应起源有本质区别。 与压电陶瓷和传统的铁电聚合物（例如聚偏氟乙烯PVDF及其共聚物）相比较，压电驻极体具有一些独特的性能：压电驻极体在提高压电活性的同时还拥有聚合物的高柔韧性、薄膜型（厚度可低至40µm）、超轻（体密度可低至330kg/m3）、低成本、低电容率、可大面积成形，以及低声阻抗（0.03MRayl）等特点。经过特殊工艺制备的压电驻极体薄膜的准静态压电系数d33高达1000pC/N，这一数值远远高于PVDF（约25 pC/N）及其共聚物P(VDF/TrFE)。因此，压电驻极体组合了压电陶瓷和铁电聚合物薄膜各自的优点，在国防、医疗、航空航天、绿色能源（例如宽频带振动能量采集器、生物运动能量采集、海浪发电等）、控制、通讯（例如自供能微型无线传感网络）、智能结构、电声换能器、空气耦合超声换能器等领域有广阔的应用前景。
同济大学
2021-02-01
物联网导购机器人
用导购机器人取代真人导购以实现更加人性化的操作，同时也可以提高工作效率。我们所实现的导购机器人要包含导购和跟随两个模式。前者为机器人引导购物者前往所需商品位置，待购物者取得商品后交与机器人，机器人将商品自动分类同时完成装袋；后者为购物者无明确的购物对象，机器人跟随购物者直到完成购物。最后引导购物者前往收银台并结账。电子显示屏上显示有自我介绍、导航导购、商品查询、品牌介绍等5项内容。显示屏的上方有一个摄像头和麦克风，顾客可以通过语音或用手指触摸选择服务项目。它会告诉顾客本店的商品种类和款式。
南京工业大学
2021-04-13