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木质素基优质碳纤维材料
本项目以生物质废弃物作为原材料代替传统的高成本碳纤维生产方法有利于将农业与工业生产结合于生物经济中，制造可再生产品符合绿色经济发展战略。
一、项目分类
关键核心技术突破
二、成果简介
高质量的碳纤维以其高强度、低重量及耐热性等卓越性能可作为自行车、汽车、风车以及运动器械等诸多领域的优质材料。以生物质废弃物作为原材料代替传统的高成本碳纤维生产方法有利于将农业与工业生产结合于生物经济中，制造可再生产品符合绿色经济发展战略。木质素是世界上最丰富的生物聚合物之一，但其分子结构复杂且具有异质性，且作为造纸及纸浆工业的废弃物无法得到合理利用。
华中科技大学
2022-07-27
环境友好大豆蛋白质材料改性开发
由于环境污染的加剧及石油基资源的日益短缺,基于可再生资源的生物材料日益受到重视。大豆蛋白质是豆油产业的副产物,是一种来源丰富的可再生植物资源,也是一类添加增塑剂后可热塑成型的天然高分子材料。然而,单独由大豆蛋白质制备的塑料硬且脆,加入小分子增塑剂后,大豆蛋白质热塑性改善,柔韧性增加,但力学强度较低且对水敏感,限制了其发展和应用。本项目以大豆分离蛋白质(SPI)为主要原料,通过与其他生物可降解材料的共混,以及与纳米粒子的复合来得到廉价、加工性良好且力学及防水性能改善的大豆蛋白质环境友好材料。本技术的创新之处在于：(1)制备了邻苯二甲酸酐改性的大豆蛋白质(PAS)并用其来增强甘油增塑的大豆蛋白质,在不添加任何增容剂的情况下得到了两相相容性良好、性能改善的大豆蛋白质复合材料,探讨填料、基体相似的化学结构与相容性之间的关系；(2)将碳纳米管进行酸改性后与大豆蛋白质复合,得到分散性良好、增强效果明显的纳米复合材料,研究酸改性后纳米管表面极性的变化对其在基体中的分散以及与基体相容性的影响；(3)在无增塑剂添加的情况下,通过熔融共混制备了全生物降解的SPI/聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)共混材料,该共混材料在高蛋白质填充量的情况下仍具有较好的韧性和强度；(4)首次通过熔融法制备了SPI/聚乙烯醇(PVA)共混膜材料,制备过程简单、绿色且产品性能优良；为了进一步改善共混材料的力学性能,继而在SPI/PVA材料中引入层状硅酸盐蒙脱土(MMT),利用SPI/PVA与MMT三者间强的氢键作用制备剥离型或插层型纳米复合材料,所得材料强度、热稳定性、防水性提高。
北京化工大学
2021-02-01
纳米粒子改性的SEBS热塑性弹性体材料
热塑性弹性体（TPE）是一类在常温下显示橡胶弹性，高温下又能塑化成型的高分子材料。由于它无需硫化就具有硫化橡胶的物理机械性能，能耗低；又有类似热塑性塑料的加工特性，加工工艺简单；边角料可完全回收，节省资源，有利环保。所以，自1958年问世以来，受到了极大的重视，被称为“第三代橡胶”。SEBS属于苯乙烯类热塑性弹性体，由聚苯乙烯硬段和氢化的聚丁二烯烃软段构成嵌段共聚物，具有优良的橡胶弹性、优异的耐候性、优异的耐低温性能、环保性能、着色性能等特点。SEBS很少单独使用。原因在于SEBS与传统的硫化橡胶相比，存在着刚性过大、压缩变形大、耐热性差等缺点，且单纯使用SEBS的价格昂贵。 本项目通过SEBS与纳米粒子、通用热塑性塑料等改性剂的熔融共混，改善了基于SEBS的热塑性弹性体在上述方面的不足。纳米粒子改性的SEBS热塑性弹性体材料可用于家用电器、体育用品、汽车材料、医疗器械、建筑业、制鞋业等许多领域。
上海理工大学
2021-04-11
原位插层聚合蒙脱土改性尼龙复合材料
可以量产/n本技术采用原位插层聚合方法制备尼龙6/蒙脱土（PA6/MMT）复合材料。已研制出两种材料：原位插层聚合蒙脱土改性PA6和原位插层聚合PA6/复合蒙脱土高阻隔性材料。原位插层聚合蒙脱土改性PA6：将Na-MMT、ε-己内酰胺、催化剂、助催化剂、活性剂和水混合均匀，形成稳定的胶体分散体系，使分散体系在机械搅拌和超声波振荡作用下，混合分散均匀，放入自制聚合釜中聚合。使离子交换、单体插层、单体原位聚合一步完成，不但缩短了工艺流程，降低了成本，还提高了产品性能。将反应温度设定在聚合物熔点以下，提高
湖北工业大学
2021-01-12
高强韧金属结构材料的外物理场改性技术
提高金属结构材料的强度和韧性对拓展材料的应用领域具有重要意义，特别对于颗粒增强铝基复合材料，其具有高的比强度、比刚度、耐磨、耐疲劳、低热膨胀性、低密度、高微屈服强度、良好的尺寸稳定性和导热性等优异的力学性能和物理性能，在航空航天和轨道交通领域有广泛应用前景，是新型结构材料中的新生中坚力量。本项目在掌握了颗粒相设计、复合材料熔体制备、铸造、挤压和热处理工艺的前提下，以低温场和电磁场为加工途径，通过调控低温处理时的降温速度、处理时间、处理温度和循环次数，调控电磁场强度、磁场作用时间等参数，对固溶时效态的
江苏大学
2021-04-14
稀土改性制备高容量锂离子电池正极材料
锂离子二次电池是继镍氢（Ni-MH）电池后最新一代可充电电池，其质量比能量是Ni-MH电池的1.5-2倍，具有工作电压高（3.6V）、安全、循环寿命长和无记忆效应的优点，工作温度范围可达-20-60℃。自1991年Sony公司用LiCoO2作为正极活性材料的锂离子二次电池商品化以来，锂离子电池目前是供不应求。它广泛地应用于笔记本电脑、个人数据助理、手提终端
西安交通大学
2021-01-12
玻璃基纳米羟基磷灰石生物水泥及其制备方法
人体器官和组织往往因炎症、受伤、老化、肿瘤或先天性畸形等造成损伤或缺损， 丧失原先的功能。为了替代、修复或重修这些器官或组织，一些由合金、高分子材料、 生物陶瓷制成的人工骨、人工关节云涌而起，但是这些生物材料，在外科手术时，难以 根据缺损部位的形状及时地加工成待修复或替代的器官和组织的构件，限制了这些生物 材料的应用。 本发明的目的在于提供一种具有高度生物活性和较高机械强度、并能释放钙离子， 对癌细胞有抑制作用的骨粘连剂，也称生物水泥。它是一种多相复合物，由磷酸盐玻璃 相和纳米羟基磷灰石晶体相所组成。磷酸盐玻璃相赋予生物水泥以优良的生物相容性与 生物活性，与调和液混合后，具有粘度逐渐增大的性能，形成的混合物最终能自行固化， 粘结骨组合件。混合时固化反应的产物铵基磷酸钙水化物经人体生理模拟液作用，生成 新生态羟基磷灰石，对新骨的形成与生长起诱导作用。 功能特点： 1、多相复合物中的纳米羟基磷酸钙具有较大的比表面，能沥析出钙离子，对癌细胞的 生长有一定的抑制作用。 2、颗粒间的纳米羟基磷灰石也弥补了颗粒间所形成的空穴，提高了生物水泥的强度。 3、7 天后的最高耐压强度可达 95Mpa，最高抗折强度可达 36Mpa。 4、与现有产品相比更具有生物活性，有更高的机械强度，而且还具有一定的抑制癌细 胞生长的作用。
同济大学
2021-04-13
高性能生物基光固化树脂的制备技术
以生物基原料生产环境友好的化工产品是人类实现可持续发展的必由之路， 生物基涂层材料的研究已经成为全球涂料科学技术领域的研究前沿。传统的生物基光固化树脂玻璃化转变温度偏低，力学性能较差，影响了其应用推广。团队围绕如何制备兼顾生物基含量与综合性能的生物基光固化树脂开展研究，通过化学结构的设计，在提升生物基光固化树脂性能的同时保证了其较高的生物基含量。目前团队所研发的生物基光固化树脂具有较高的生物基含量和双键转换率，其固化膜的热稳定性及硬度、弹性模量、抗冲击性等性能与常用商业石油基光固化树脂相当，产业化前景广阔。
江南大学
2021-04-13
生物质材料提取分离铼技术
研发了几种高性能的提取及分离稀散金属铼的活性体系。以生物质废弃物废纤维素为原材料，胺基修饰制备得到了六种胺基化废纸吸附剂，对 Re(VII) 表现出较高的吸附性能。针对含铼料液中经常伴生钼的问题，研制了以稻壳、秸秆为原材料的吸附剂，经酯化后，得到了两种吸附材料 ORH 、 OCS ，以另一种天然生物质褐藻为原材料，经酯化后，得到了具有活性的交联吸附剂 CAS 。通过对实际料液分离铼的动态模拟实验，验证了这几类吸附剂的实际应用性，对 Re(VII) 的回收率可达 97% 以上，为工业应用奠定了基础。针对传统铼的液相分离体系，研制成功多种用于固相萃取的树脂微球，其分离过程可避免传统液液萃取体系易产生第三相，以及产生大量无机废弃物等弊端，实现了快速、绿色的分离效果。以工业液液分离反应器为蓝本，自行设计建制了一套恒温萃取装置，温度控制范围在 5 ℃ -80 ℃，控温精度可达± 0.05K 。在此装置上测定了 10 余套铼的液液分离过程中的热力学参数，以经典的统计力学结合溶液化学理论，计算得到了液液分离过程的热力学参数，进一步解释了萃取反应过程中的溶液化学理论，为反应器的工业化奠定了基础。
辽宁大学
2021-04-11
MOFs生物杂交材料的可控设计
开发一种简单的合成策略，制备具有高活性的酶@MOFs生物杂交材料。该方法的关键在于添加了能够作为“形貌调制器”的聚多肽-聚谷氨酸（γ-poly-L-glutamic acid, PLGA)。PLGA是一种阴离子生物聚多肽，不仅可通过静电组装方式调控酶的表面电荷进而加速酶@ZIF-8杂交材料的形成，而且PLGA直链上丰富的羧基基团可与金属离子竞争配位，原位裁剪出具有不同形貌和孔径尺寸的酶@ZIF-8纳米结构（图1A）。研究表明不同的纳米结构对于杂交材料的活性有重要影响，其中设计的介孔2D酶@ZIF-8纳米片结构由于具有更短的底物扩散路径和更大的孔道尺寸，极大提高酶活性位点的利用率，因此得到的MOFs杂交材料具有优异的生物活性。基于提出的合成策略，研究人员还建立一个 MOFs“人造细胞”，通过酶级联反应模拟细胞内的信号转导（图1B）。该人造细胞对葡萄糖具有双重光学（荧光和比色信号）响应，两种光学信号都与葡萄糖浓度成正比，并且在两个互补的浓度范围内灵敏。
中山大学
2021-04-13