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有机官能化系列笼型倍半硅氧烷纳米材料制备技术
该技术通过分子设计和环境友好的水解反应，利用顶角-戴帽法和官能团剪裁等手段制备带有多种可反应性基团的中空笼型纳米材料。材料具有质轻、透气、超低介电常数、耐热、易加工、可溶解性、生物相容性等特性，体现了不同于传统纳米材料的优点，与聚合物有非常好的相容性和分散性。这类有机－无机杂化材料实现了将有机材料的耐热性能和高强度与有机高分子材料的加工工艺简单完美结合的目的。 笼型倍半硅氧烷与高分子聚合物的相容性良好，基本可以达到分子级均匀分散，这是普通无机填料无法达到的，得益于笼型倍半硅氧烷分子具有有机部分，既使在惰性基团取代笼型倍半硅氧烷中也可以与有机基体实现良好的相容行为。同时，材料的耐热性能指标（如玻璃化转变温度，5%质量损失热降解温度）均有大幅度提高，这是因为笼型倍半硅氧烷的Si－O骨架部分提供了优异的抵抗热冲击性能，此外，还可以利用多官能化笼型倍半硅氧烷进行交联反应实现三维交联结构，以进一步提高耐温性能。另外，笼型倍半硅氧烷可以作为各种催化剂和其他功能性材料的载体，在拓宽这些功能材料使用温度的同时提高其某些性能，如提高电致发光材料的发光效率和发光纯度，提高催化剂的催化效率和选择性。 可以预见，随着各个交叉学科领域的不断扩展，笼型倍半硅氧烷作为典型的有机-无机杂化材料的优异性能将会引起人们越来越浓厚的研究兴趣。 粒子尺寸：1.5～3nm；溶解性：根据官能团不同，可溶解于有机溶剂或水；颜色：白色；耐热性：热分解温度在250℃以上。可用于耐高温材料、航空航天材料、复合材料、超低介电材料、塑料及纤维改性、功能高分子材料、特种涂料、生物材料等制备。在高附加值材料领域，应用前景广阔。项目投资300～400万。
北京化工大学
2021-02-01
工业污泥制生物燃气关键技术装备与产业化示范
项目背景是北京市燃气紧缺，日缺口最多达800万立方米；北京市大力推广市政天然气管网入村工程；污水处理产生的大量污泥造成了严重的环境污染；北京2014年工业污泥产量超过100万吨；污泥是城市水处理厂的伴随产物，随着社会文明的进步以及环保水平的提高，污水处理能力和处理量也在逐年增长, ,污泥的处理处置问题已成为世界性的课题。 目前国内污泥的处理处置率很低,主要是填埋和农用,也有一部分进行焚烧处理,而这些处理方式均会导致不同程度的二次污染问题。污泥热解技术具有可回收能源 和有用物质、技术不复杂、气体能源产品可不需要储存、对不同的物料成分可以灵活运行等优点。 项目创新点在于太阳能干燥技术实现污泥干燥和减量化，有低能耗、绿色环保的优势。污泥热解-气化工艺及关键设备循环流化床均系自主开发，具有自主知识产权，可实现污泥所蕴含的化学能高效转化为生物燃气。污泥热解-气化工艺主要产品系生物燃气，联产灰分和中压蒸汽。污泥热解-气化工艺实现污泥中灰分无害化利用制建材并回收重金属。污泥热解-气化工艺实现废物零排放，原子经济性高。 本技术使用固定床反应器,以制备气体燃料为目的,对城市污水处理厂的污泥进行了热解资源化研究。以污泥为原料进行了热解工艺开发,考察不同反应条件对热解效果的影响。得出在合适的操作条件下,污泥热解制备气体燃料最佳的反应条件。此时,气体产率达35%,所得气体中可燃组分H2、CH4和CO的总含量达到了60% ,产气热值为8039.77kJ/m3。对500℃时生成的焦油进行了成分分析,发现焦油中N和O含量较高,若用于燃烧可能会产生较多的二次污染物。 分别用干污泥和湿污泥与生物质混合,进行共热解技术开发。结果发现,当干污泥中掺混50%时,能有效提高污泥热解的气体产率。湿污泥与生物质进行混合热解时, 随混合物中生物质比例的增加,温度的增加,气体产率、气体热值逐渐增加。对污泥热解残渣进行了水蒸气气化反应。分别改变温度、固相停留时间、水蒸气流量和 催化剂等条件,考察其对气化结果的影响。得出污泥热解残渣水蒸气气化制取富氢燃气的最佳条件。
北京化工大学
2021-02-01
重金属低积累作物品种的筛选鉴定及产业化
近年来，随着我国工农业生产的迅速发展，我国土壤环境中的重金属（尤其镉和铅）污染日益严重。传统的重金属污染土壤治理存在着以下缺点:(1)成本高;(2)破坏土壤生态环境;(3)可能造成二次污染。因此，一般很难在大面积中-轻程度污染的污染土壤修复治理中实际推广应用。 本成果已获得授权国家发明专利（周启星, 刘维涛, 魏树和. 一种筛选重金属低积累作物品种的方法，授权日期：2012 年 12 月 12日, 专利号：ZL200810229329.X），通过筛选和培育排异和低积累土壤镉、铅、砷等有害元素的农作物品种，提供了一种在重金属中-轻程度土壤进行农业安全生产的技术方法，是一种成本低、操作简单、对土壤干扰小，原位绿色和安全高效的技术途径，利用本方法可以达到边安全生产边修复土壤污染之目的。 本项目初步制定了低积累品种筛选标准(1)该植物的地上部和根部的污染物含量都很低或者可食部位低于有关标准，尽管其它部位可能污染物含量较高；(2)该植物的富集系数(BFs)小于 1.0，即植物体内 污染物浓度低于土壤中污染物浓度；(3)该植物的转运系数(TFs)小于1.0，即植物吸收的污染物主要累积在根部，向地上部转运较少；(4)该植物对污染物具有较高的耐性，在污染环境中能够正常生长且生物量无显著下降。 该方法与传统的污染土壤治理方法相比，具有投资少、工作量小、技术要求不高等优点，具有一定的创新性和实用性；而且作为一种污染土壤的安全生产技术，所收获作物地上部重金属含量低于国家相关标准，食用该作物不会对人体产生危害，可以通过出售该作物获得较高的经济效益；对作物根进行集中处理，不会造成二次污染，同时固定修复进程不仅不会破坏土壤生态环境，还有助于改善因重金属污染而引起的土壤退化和生产力下降，恢复并提高其生物多样性。因此，在重金属中-轻度污染土壤种植低积累作物具有良好的经济、环境和生态效益。
南开大学
2021-02-01
特色浆果深加工关键技术创新及产业化应用
浆果富含花色苷、黄酮、酚酸、萜类等多种生物活性成分，具有显著的抗氧化、提高免疫力、缓解视力疲劳等多种生理功能。辽宁省浆果栽培面积全国第一， 草莓、蓝莓、树莓、北五味子、刺五加、蓝靛果等特色浆果产量居国内前列。项目组针对浆果柔嫩多汁、易腐烂、不耐贮运、专用加工装备缺失、高附加值深加 工产品稀少等制约浆果产业发展的瓶颈问题，自 2007 年以来，在国家科技部“十二五”科技支撑计划、农业部公益性行业（农业）科研专项、国家自然科学基金 等项目的支持下，开展了围绕浆果深加工基础理论和应用技术研究，取得了多项技术突破，创立了我国特色浆果深加工关键技术与应用集成体系。 主要技术内容及指标如下：
（1）建立了特色浆果速冻品质评价体系及贮藏技术规程，延长了特色浆果的加工周期。针对浆果加工品种混杂、加工适宜性不明确、采收集中、易腐烂变质、不耐贮运等问题，构建了代表性浆果速冻品质评价体系信息库；研发了低温 冷藏结合 60Coγ辐照、冰温结合钙处理技术，提高了浆果货架品质；开发了浆果前处理、速冻、解冻关键技术，为浆果速冻、冻干产品及装备研发提供理论支撑。 （2）创建了特色浆果深加工及综合利用技术，实现了特色浆果资源的高值化利用。从微观分子角度揭示了单元加工操作过程对浆果典型生物活性物质的影 响规律，为工艺技术开发提供理论支撑；开发了浆果食品稳态化加工、高效提取纯化、致病性病毒检测和指纹图谱掺伪检测技术，实现了浆果资源高效加工及产 品控制；开发了浆果 NFC 果汁、发酵、干制、提取物等 37 种新型浆果制品。相关技术及产品已在 10 多家企业进行推广应用，推进了特色浆果加工产业的快速 发展。
（3）构建了特色浆果及副产物活性物质功能评价体系，明确了其分子作用机理。研究了特色浆果中典型活性物质抗氧化、护肝、辅助降血脂、增强免疫力 等功效及分子作用机制，构建了活性成分功能评价体系，为浆果活性成分应用开创了新领域。
（4）研制了特色浆果速冻、冻干、活性成分制备等专用装备。针对当前浆果 加工关键设备效率低、连续性差、能耗高的问题，研制开发了浆果速冻、冻干、活性成分制备等专用装备，构建浆果高效连续加工生产线。率先将装备在我国 20 余家企业进行了推广应用，部分装备出口到美国、加拿大、韩国、德国等国家，提升了我省浆果食品加工装备的国际竞争力。
沈阳农业大学
2021-05-04
分散式潜流园林绿地污水处理多元化功能集成技术
适用于村镇、别墅区、风景旅游区、养老院、厂矿、畜禽养殖场、垃圾填埋场等远离污水管网的地区进行雨污水处理，以及提升河道、人工湖等地表水体景观的可持续自净容量与游憩性的多元化服务功能生态建设领域通过在绿地下添加改性滤料、种植特定耐水湿树木，将绿地或地表水坡岸作为理化与生化的生态智能控制净化反应器，形成动植物、微生物与水体污染物之间自组装的物质循环及生态动力学自净系统；通过绿地或坡岸下嵌入生态智能控制净化反应箱，将天然净化反应器与地表水体廊道式净水装置合用，实现了地表水坡岸生态基础建设功能的多元化，及维系地表水可持续自然净化的一种创新性体验。确保净化装置所具有一劳永逸的可持续性成效
天津城建大学
2021-04-11
银杏叶创新提取分离技术与设备和质量标准化
项目研究使用创新的提取和分离设备，利用目前国内外没有研究过的超磁辐射聚能提取器来提取银杏叶，比起传统的煎煮回流、渗漉等方法，更加节省能源，利用生产空间小。重要的是在提取过程中对要求限度极低的银杏酚酸经过了转化分离，使所得的银杏叶提取物中银杏酚酸含量小于5ppm,银杏黄酮和银杏内酯的含量更高，杂质更低，易于进一步处理，最终产品质量远高于同类产品，达到或超过美国和欧盟标准，开创国内银杏叶提取的新技术工艺、新设备仪器，新生产质量控制系统,具有科技创新值得推广使用的意义。同时，对生产的银杏叶提取物制订高于国内标准的测定指标，使其能更科学、更有利的起到控制银杏叶提取物的质量。虽国内有银杏叶提取物的标准，但其低于美国或欧盟标准，而该项目制订的银杏叶提取物质量达到或高于美国或欧盟标准。在目前同行业中领先。而且，在利用创新技术设备生产银杏叶提取物的质量标准研究中建立的银杏叶提取物工艺的现代与标准的国际化，进行中华人民共和国知识产权局及国际PCT专利的申请，保护创新的的提取和分离工艺技术与创新，为产品国际化创新建立良好的基础。
江苏师范大学
2021-04-11
夯实数字化教育新基建 培养机械类新工科人才
围绕立德树人根本任务，传承“工学并举”办学特色，河北工业大学机械设计制造及其自动化专业以国家级专业综合改革试点为契机，协同车辆工程、机械电子工程和测控技术与仪器专业，面向高端制造业的数字化、信息化和智能化人才需求，不断夯实数字化教育新基建，创新数字化产教融合培养新模式，打造信息化泛在式人才培养新高地，探索线上线下混合式实践教学新途径，开辟螺旋迭代式一二课堂协同育人新体系，树立两段三层递进式创新教育品牌，从而升华“工学并举”新的时代内涵，培养具有制造强国热情、扎实工程实践能力、平视世界专业信心的机械类新工科创新人才。
河北工业大学
2022-12-08
大陆地壳生长-稳定化与早期板块构造的启动
早期大陆的形成演化及其构造机制一直是固体地球科学的基础与前沿科学主题，对于深入认识太阳系类地行星和地球的起源与发展、理解现代地球过程、预知地球未来的演变都有重要意义。板块构造是随着地球壳幔体系的演化和大陆地壳的生长，逐渐发展、建立、成熟起来的。大约在2.7-2.5 Ga前随着全球一批成规模的稳定大陆地壳的出现，标志着全球构造开始了从热构造体制向垂向-横向运动的构造体制转化，开启了地球系统的一系列重要事件和演变，包括固体圈层的形成与耦合，水与大气圈层的确立，大氧化事件与生命活动，大规模沉积作用包括多次冰期事件和多期次巨量硅铁建造的沉积等。到了2.0-1.8 Ga，构造岩浆活动又重新活跃了起来，全球短时间内出现了众多线型造山带，出现了地质历史上第一个超大陆，标志着早期板块构造开始支配全球。由此可见，2.7-1.8 Ga是地球历史上的关键演化期，该时期不仅塑造了现代板块构造出现之前的全球构造格局，直接控制了超大陆的聚合与裂解等，甚至对于之后地球中年期及现代板块构造体制出现，也起到了奠基性的作用。
由于早前寒武纪地质记录的复杂性、大部分克拉通地质记录不完整性、加之数据资料和研究覆盖程度不足，许多重大科学问题仍然亟待深入研究。当前更加需要围绕早期板块构造及其动力学机制这一核心科学问题，进一步阐明早期板块构造不同于现代板块构造的特殊性，深入探究其作用过程和机制，提出和完善元古代早期板块构造理论，为发展板块构造理论提供依据。
西北大学
2021-02-01
土地调查监测空地一体化技术开发与装备研制
"该成果获2018年度国家科学技术奖科技进步二等奖。1.建立了城乡一体化土地调查的数据组织管理模型，提出了全数字土地实地调查理论，建立了卫星遥感、无人机监测、实地调查空地一体的土地调查监测模式及与土地管理日常业务驱动相结合的数据库更新模式，开发了支持上述技术的内业系统，实现了城乡土地无差异化的调查和管理，解决了原城镇、农村分别管理所带来的城乡区域的动态变化问题，确保了城乡一体化土地调查成果数据的实时变更，为城乡土地统一管理和调控提供了决策依据。 2.攻克了多平台多传感器的海量遥感影像多机并行镶嵌技术，提出了面向地类图斑变化的遥感影像自适应阈值自动发现方法，研发了融合高性能计算技术与数字摄影测量处理技术的遥感云服务平台，从根本上解决了大区域影像镶嵌耗时长等难题，实现了多源多时相地类图斑变化的自动发现、海量数据规模化快速生成，遥感影像或地图数据的存储、发布、在线实时更新与处理。 3.突破了土地利用变化自动发现定点监控、车载动态快速景象—图谱实时匹配与地类图斑变化自动识别、嵌入式GIS千兆级土地数据组织与表达等关键技术，研制了车载集成轻小型土地调查无人机及车载超算平台。
东南大学
2021-04-10
能源互联网能量路由器工业样机研制与产业化
本课题从能源互联网自下而上构建开放互联、对等分享的新型能源电力基础设施的需求出发，提出能源路由器是能源互联网实现的关键装备。借鉴互联网的理念、技术、方法和架 构，能源路由器效仿信息网络路由器，以实现能量交换能像信息分享一样便捷。借助电力电 子、储能以及信息通信技术的发展，本课题结合能源互联网用户需求侧能量交换与互联的需 求，研制低压小容量能源路由器。清华大学在国内较早开始开展能源互联网方面的研究工作，提出了能源互联网基本架构、 关键技术，并开展能源路由器以及相关信息通信技术等方面的研发工作，并于 2014 年获得 国家自然科学基金委首个能源互联网方面的立项——“能源互联网建模、分析与优化理论研 究”，目前参与承担国家电网公司科技项目“能源互联网技术架构研究”“能源互联网信息通 信体系架构研究”和“全球视角下能源互联网的系统构建理论及情景分析”等直接能源互联 网相关研究。能源路由器是能源互联网的核心重大装备，未来电网发展趋势会以大量电力电子装置呈现，电能路由器以电力电子技术为基础，电能路由器未来能替代电力变压器、电力电子装备 等，加上随着新能源和分布式新能源的发展，新能源的接入成为能源路由器的最大推手，市 场规模达到百亿以上。
清华大学
2021-04-11