由于高温下催化剂的聚集和失活，无法获得高密度碳管水平阵列，就提出了“特洛伊”催化剂的概念，解决了催化剂聚集的难题，实现了密度高达 130 根 / 微米（局部大于 170 ）碳管水平阵列的生长（ Nat. Commun. , 2015, 6, 6099 ）。为了进一步实现碳纳米管的结构控制，他们发展了双金属催化剂（ J. Am. Chem. Soc. ,  2015, 137, 1012 ）、半导体氧化物催化剂（ Nano Lett. ,  2015, 15, 403 ）和碳化物催化剂（ J. Am. Chem. Soc. ,  2015, 137, 8904 ），实现了不同结构碳纳米管的控制生长。通过对生长的过程的调控，实现了密度大于 100 根 / 微米半导体含量大于 90% 的碳管阵列的生长（ J. Am. Chem. Soc. ,  2016, 138, 6727 ）和小管径阵列单壁碳纳米管的生长（ J. Am. Chem. Soc. ,  2016, 138, 12723 ）。

本成果提出了两种镁/铝复合材料新型加工方法，可以用来制备具有特种用途的镁铝复合材料。主要包括：镁/铝复合棒材的挤压制备和镁铝复合板材的 挤压加工，已经申请了国家发明专利，并获得授权。具体介绍如下： 1. 一种铝合金包覆镁合金棒材的挤压加工制备方法： 采用挤压加工制备铝合金包裹镁合金的棒材，最终产品可为棒材及 板材及管材等型材，具体方法包括：在铝合金挤压锭的中心嵌入镁合金材料, 此复合挤压棒随后进行挤压加工成棒材，最终棒材外表为铝合金，心部为镁 合金，且其比例与原始挤压棒中镁合金和铝合金的比例相当。与单纯的铝合 金棒材相比，此种复合结构可显著降低比重，减轻结构重量；与单纯的镁合 金棒材相比，外表的铝合金复合结构使此复合结构具有优异抗腐蚀性能。 2.  一种镁铝多层复合板材的挤压加工方法： 提出了利用挤压加工制备镁铝复合板材，通过对镁合金和铝合金铸态坯料挤 压加工可以制备出单层或多层复合板，通过调控挤压坯料中镁合金和铝合金的 比例可以有效调控多层复合板材中的镁合金和铝合金的比例。与传统的累积叠 轧方法相比，此方法的优点如下： 1） 采用铸态坯料制备板材，无需将难变形的镁合金加工成板材后再进 行复合，因此加工成本低； 2） 由于挤压坯料为块状而非板材，表面氧化物量少，可以有效的减少 表面氧化物对复合板材截面结合的影响； 3） 整个复合板材中镁合金处于中心部位，铝合金处于表面，可以有效 的防止中心易腐蚀的镁合金部分的腐蚀。

产品详细介绍50L中试高压反应釜---树脂合成制备系统1 使用范围用于不饱和聚酯树脂及其他高分子树脂的合成制备与中试研究2 执行标准 GB150-1998 钢制压力容器HG/T 20592-94 机械搅拌设备HG 20592～20635-97 钢制管法兰、垫片、紧固件HG/T 20546-2009 化工装置设备布置设计规定3 中试50L高压反应釜系统规格3.1 设备规格型号50L高压反应釜系统及辅助设备3.2 设备外观尺寸50L高压反应釜制备系统外观设计尺寸见各自分设备尺寸4 中试50L高压反应釜系统的主要配置及技术参数 4.1 不锈钢反应釜及其系统4.1.1高压反应釜(1)材质：304不锈钢材质，内外抛光；50L容积；厚度≥6mm；(2)工作温度范围：-20℃~300℃；(3)夹套可以承受的温差：≥60℃；(4)高压反应釜正常工作压力范围：–2MPa ～ 5MPa；(5)零死角底放料阀，釜体需设计取样口；(6)釜体口与釜盖连接处凹槽“O”型圈式设计，使高压反应釜体系统具有良好的密封性，能满足系统的真空度要求。(7)侧接口：采用不锈钢法兰密封，保证整个导热系统的导热介质大流量充分循环。(8)标准高压反应釜盖，有可视窗口，开口设计不少于5个。(9)配备立式分馏柱、立式冷凝柱、卧式冷凝器、馏分储罐(带视镜)。4.1.2常压掺合反应釜(1)材质：304不锈钢材质；内外抛光；100L容积；厚度≥6mm；(2)工作温度范围：-20℃~300℃。(3)掺合釜压力工作范围：常压。(4)零死角底放料阀。(5)标准反应釜盖，有可视窗口，有投料口，釜内预留温度传感器接口(掺合釜夹套内通循环水，温度无需监控)。4.1.3搅拌系统搅拌电机功率范围：0.4KW≤功率≤1.2KW；最大转速为120 r/min，配备变频器。搅拌方式的设计需满足充分搅拌反应物料(无死角)的要求。4.1.4搅拌密封系统套管式密封搅拌系统，PTFE或更高材质密封，可根据情况选配机械封。要求整体密封性达到真空度小于2000Pa。4.1.5进料系统恒压滴定漏斗或负压进料，两釜体通过管路密封相连。4.1.6减压蒸馏系统冷凝回流柱，配减压蒸馏系统。4.1.7支架系统凳式支架或根据具体需求确定。整个系统拆卸与安装要求方便。4.2 高精度温控系统(1)全封闭温控系统，控制温度范围：-20~300℃；(2)控温精度稳定性在：±0.1℃，精确控制高压反应釜体温度，配备液晶屏显示器，显示设定温度、夹套温度及实际反应温度，并可显示三者的温度曲线；(3)可设定釜体和夹套的最大温差，防止温度差过大引发的爆裂；(4)可编程控温，保存并随时调出使用，方便快捷；(5)如遇突发放热现象，超过机器设定值，加热功能停止。

针对我国严重弃水问题，提出将冗余水电就地转化为易保存和运输的清洁能源天然气的整体工艺，冗余水电电解水产生氢气，生物质气化提供碳源，制备甲烷化催化剂，氢气和合成气在高效催化剂作用下，在特殊设计的流化床反应器中反应生成天然气，实现水电和天然气系统的交叉互补运行，提供能源优势互补新途径。建成了一套电转气小型示范装置，运行结果表明：催化剂活性高、性能稳定，甲烷选择性>99.9%，转化率可达100%。

南开大学蓖麻生物航油集成技术，是在“应对气候变化、绿色低碳发展”的前瞻理念下，集成南开十几年蓖麻产业链开发基础及化学化工科研优势，自主研发，现已取得阶段性成果：建立了“生物航油基础研发基地”，突破了催化剂关键技术，打通了工艺流程，产品全项达标，成本在目前所有生物质航油中最低，申请中国发明专利 7 项，列入国家发改委《战略新兴产业重点产品目录》、《国家重点推广的低碳技术项目指南》等，获第四届国家和天津市创新创业大赛奖项，具有拉动千亿元绿色低碳产业链的巨大发展潜力。 生物航空煤油（生物航煤）就是以动植物油脂或农林废弃物等生物质为原料生产的航空煤油，可在航空煤油中大比例的添加使用（50%），且不需要对发动机做任何改进。2012 年开始的欧盟航空碳税之争已迫使各国争相开发生物航煤技术来实现航空业的碳减排。生物航煤的研发契合国家十三五发展战略规划，对我国航空业减排、根治雾霾、维护能源安全、以及拉动三农等都有重要作用，是国家大力支持的绿色低碳产业创新增长点，是当前国家急需解决的重大科学难题之一。目前，该项目的技术难题就是核心催化剂脱氧活性不佳、航煤选择性低、稳定性差。 南开大学李伟教授科研团队目前已开发出具有完全自主知识产权的蓖麻航油制备及配套催化剂关键技术，使原料油转化率＞99%，蓖麻生物航油产品收率＞80%；经中石化石科院按国际生物航煤最高标准的 ASTM D7566 和国家喷气 3 号燃料（GB 6537-2006）等指标检测，全项达标。相关研究内容在《Bioresource Technology》发表论文 1 片、申报中国发明专利 7 项、国际发明专利 2 项。相关技术受到国内外高度重视及新闻媒体关注。在第四届中国创新创业大赛中以天津赛区第一名成绩进入全国总决赛，最终以第 6 名荣获“全国优秀团队”称号。

针对秸秆直接还田难、综合利用率低、焚烧污染严重，土壤碳库匮缺、耕地质量提升乏力等“老、大、难”问题，沈阳农业大学率先提出了“秸秆炭化还田”新理论，确立了“以生物炭为核心，以炭化技术为基础，以生物炭基肥料和生物炭基土壤改良剂为主要发展方向，兼顾能源化利用”的技术路线。2005年以来，围绕“生物炭暨秸秆炭化综合利用技术研究与应用”，项目组先后突破了生物炭规模化制备与农业应用关键技术，构建了全产业链技术体系，推动了成果高效转化，为秸秆间接还田开辟了一条新途径。    1. 研发出“半封闭式亚高温缺氧干馏炭化工艺”和“组合式多联产生物质快速炭化设备”，突破了秸秆“低成本、大批量制炭”的产业技术瓶颈。该工艺设备对原料适应能力强、生物炭生产效率高、能耗低，有效解决了农作物秸秆密度低、含水量高、预处理能耗大、炭化效率低等问题。所制备的生物炭含碳量高、孔隙丰富，可广泛用于土壤碳封存、农田温室气体减排、化肥减量增效、耕地质量提升等领域。    2. 开发出生物炭基肥料等系列生物炭基农业投入品，集化肥减量、土壤改良、节本增效等功能于一身，寓土壤改良与土壤利用之中，突破了生物炭规模化田间应用技术瓶颈。综合运用作物学、土壤学、植物营养学、微生物学、生物信息学等方法，系统揭示了生物炭固碳、改土、保肥、持效、促生作用规律与机制。在此基础上，遵循养分归还学说和农田生态系统物质循环规律，发明了以生物炭为载体生产专用肥料、土壤改良剂、水稻育苗基质的技术与方法，开发出以生物炭基肥料为代表的系列生物炭基农业投入品，能够在不增加农民生产成本的情况下实现秸秆间接还田，解决了生物炭直接还田成本高、推广难、市场化程度低等问题，打通了生物炭规模化田间应用“最后一公里”，改变了化学类缓控释肥料只减肥、改土作用不明显、只在当季起作用的局面。    3. 开展了大规模试验示范，构建了“分散制炭、集炭异地深加工”产业模式，实现了成果转化。针对集中处置利用与秸秆等农林废弃物分布广、收储运困难之间的矛盾，构建了“分散制炭、集炭异地深加工”产业模式，将产业链中的运输成本降低约 70%；制定了《生物炭基肥料》农业行业标准并首次发布，突破了制约生物炭技术产业化和行业健康发展的“瓶颈”问题。    截至 2016 年底，项目技术累计推广 1090.2 万余亩，辐射全国 20 余个省（市、自治区）。其中，2014-2016 年，项目技术推广应用 575 万亩，新增销售额 19665.6万元，新增利润 2359.9 万元，节支增收 42890.9 万元。合计新增经济效益 45250.8万元。

南开大学蓖麻生物航油集成技术，是在“应对气候变化、绿色低 碳发展”的前瞻理念下，集成南开十几年蓖麻产业链开发基础及化学 化工科研优势，自主研发，现已取得阶段性成果：建立了“生物航油基础研发基地”，突破了催化剂关键技术，打通了工艺流程，产品全 项达标，成本在目前所有生物质航油中最低，申请中国发明专利 7 项， 列入国家发改委《战略新兴产业重点产品目录》、《国家重点推广的低 碳技术项目指南》等，获第四届国家和天津市创新创业大赛奖项，具 有拉动千亿元绿色低碳产业链的巨大发展潜力。 生物航空煤油（生物航煤）就是以动植物油脂或农林废弃物等生 物质为原料生产的航空煤油，可在航空煤油中大比例的添加使用 （50%），且不需要对发动机做任何改进。2012 年开始的欧盟航空碳 税之争已迫使各国争相开发生物航煤技术来实现航空业的碳减排。生 物航煤的研发契合国家十三五发展战略规划，对我国航空业减排、根 治雾霾、维护能源安全、以及拉动三农等都有重要作用，是国家大力 支持的绿色低碳产业创新增长点，是当前国家急需解决的重大科学难 题之一。目前，该项目的技术难题就是核心催化剂脱氧活性不佳、航 煤选择性低、稳定性差。 南开大学李伟教授科研团队目前已开发出具有完全自主知识产 权的蓖麻航油制备及配套催化剂关键技术，使原料油转化率＞99%， 蓖麻生物航油产品收率＞80%；经中石化石科院按国际生物航煤最高 标准的 ASTM D7566 和国家喷气 3 号燃料（GB 6537-2006）等指标 检测，全项达标。相关研究内容在《Bioresource Technology》发表论 文 1 片、申报中国发明专利 7 项、国际发明专利 2 项。相关技术受到 国内外高度重视及新闻媒体关注。在第四届中国创新创业大赛中以天 津赛区第一名成绩进入全国总决赛，最终以第 6 名荣获“全国优秀团 队”称号。 市场应用前景： 生物航油市场需求巨大，据国际民航组织规定，2020 年中国航空燃油的 30%（约 1200 万吨）要打上“生物质标签”，如果按“50%生 物质航油：50%化石航油”掺混，需要 600 万吨“纯”生物质航油， 总产值达数千亿元。但 2014 年全国生物航油产量不足 100 吨，离规 模化相差甚远。蓖麻航油具备占据 50%市场份额的可能性，按 5 年生 产蓖麻生物航油 300 万吨计算，仅技术转让和催化剂销售利润就可达 5 亿元以上。同时，使用生物航油可降低 50%以上的污染物排放，可 有效减排治霾，维护我们的环境安全。 拟开展合作方式： 现已申请中国发明专利 7 项，拟开展合作方式：建设年产万吨级生物航油 及配套催化剂示范生产装置，采用股权合作或实施许可的方式合作。

课题主要研究在模拟及真实口腔环境中，发展缺损牙齿和种植体表面蛋白质组装体等生物调控因子的程序化构筑和仿生矿化修复技术，并从微、介到宏观尺度探究材料生长过程中蛋白质组装体介导的生物矿化机制。该研究为原位仿生矿化方法修复牙损伤提供科学依据和理论指导；

成果描述：本项目通过对白酒丢糟、秸秆废弃物的有效降解利用，进行了特定性状微生物育种研究，开发了白酒丢糟和农产秸秆从降解糖化到无灭菌连续酒精发酵的工艺路线，提出了农产秸秆和酿酒蒸馏废水混合物高效沼气发酵工艺，实现白酒丢糟及秸秆废弃物向燃料酒精、沼气等可再生生物能源的转化，可以促使传统白酒产业形成更为合理的资源-产物-资源生态酿酒产业链，实现废弃物的减排和传统酿酒企业综合效益的整体提高。对于解决大量白酒丢糟、秸秆资源的浪费，促进酿酒生态产业的形成、生物能源生产原料的拓展等，具有重要意义。市场前景分析：本项目成果的推广实施对象为中国传统白酒生产及酒精生产企业，特别是大中型白酒生产企业。由于这些企业大都拥有酒精生产车间或合作酒精生产厂，不必经过巨额的设备投资，很容易通过技术改造将燃料酒精的生产融入原有的生产体系，而丢糟的大量排放和粮食的大量消耗，是大中型白酒企业不能回避的重大问题，也自然成为本研究成果的主要实施对象。目前已有白酒企业表达愿意参与共同合作开发的意向，研究成果的应用前景可观。与同类成果相比的优势分析：（1）系统性地探讨并建立了白酒丢糟和农产秸秆从降解糖化到无灭菌连续酒精发酵的完整工艺，国内外未见报道。 （2）建立了农产秸秆和酿酒蒸馏废水混合物高效沼气发酵工艺，属国内领先技术， （3）建立了白酒丢糟及农产秸秆废弃物先降解发酵生产乙醇，然后再将废渣废液转化为沼气的梯级能源转化体系，属国际先进技术。 年产300吨，年销售收入300万元。