CO2是引起地球温室效应的罪魁祸首，极难与普通化合物发生反应，本项目是以CO 2 为原料，通过过程耦合和产品耦合等方法，开发了一系列产品清洁生产新工艺，形成了具有自主知识产权的创新成果：1）借用了环氧化合物生产二元醇过程浪费的活性和能量活化CO 2 ，发明了近临界催化反应、热循环节能和反应吸收耦合过程强化新技术，经碳酸丙（乙）烯酯，合成绿色化工原料碳酸二甲酯并联产二元醇；2）在循环经济和节能减排技术领域首先提出了原子有效利用率和社会资源有效利用率的环境友好的评价理论体系，开发了反应耦合过程特性多尺度模拟与优化及工程放大技术；3）从CO 2资源化绿色利用的角度，通过碳酸二甲酯间接实现CO 2 代替剧毒光气，开发了原光气为原料生产的碳酸酯系列产品等；4）发明了产品耦合、过程耦合、能量耦合与系统集成等多项过程强化关键技术和塔设备单元强化技术。 本项目推广应用12家企业，与国外先进的甲醇氧化羰基化法相比节约投资75%以上，节能90%以上，投资少、成本低。本项目推广应用后，碳酸酯系列产品从进口国变成了出口国。本项目是减排CO 2并实现资源化绿色化利用的节能、可持续发展、低碳技术。项目具有自主知识产权，掌握核心技术，已获授权发明专利6项，被列为国家863计划重点支持项目。 先后荣获：省部级科技进步奖10余项，2010年中国石化行业协会技术发明一等奖，上海市技术发明一等奖。

内容摘要：对植物营养元素碳的定位及其来源的认识偏差，是造成“化学农业”耕作方式缺陷的重要原因。土壤中有机养分的有效物质是植物根系可直接吸收的小分子水溶有机碳。以提供小分子水溶有机碳为目标的有机碳肥，具有广泛的农业功能和环保功能，它将推动农业走上土壤肥力阴阳平衡、作物高产优质和生态改善的发展之路。 关键词 有机碳养分 有机碳肥 阴阳平衡 物质大循环 一、对“碳”认识的偏差造成农业重大损失 肥料总体可分为有机肥料和无机肥料两大类，它们互相不能取代，也不能一衰一盛，而应阴阳结合，阴阳平衡，形成土壤和农作物的良好的营养基础，才有农业的繁荣发达。 综观我国肥料行业，化肥品种繁多产能过剩。而有机肥料却成本高、肥效低，农民不爱用。又由于它的标准不科学，还被不法厂商钻空子，粗制滥造，劣质有机肥坑农害民的现象不断发生。农民极难买到优质放心的商品有机肥。本应撑起肥料领域“半边天”的有机肥料逐渐被边缘化。 有机肥料落到今日这种地步，原因何在呢? 首先，在上世纪五十年代我国建设肥料产业时，有机肥料就拜错了师门。我国农业文明延续几千年，这在世界上是罕见的奇迹。几千年农业文明传承的密码是什么?物质循环!有机农业耕作中注重培肥地力，把有机废弃物通过堆肥的方式进行腐解处理然后反哺土地。这个循环中最主要的物质是碳，物质循环也即归碳于土、贮碳于土。我国农村过去几乎家家户户搞“堆肥”。这种堆肥的要点就是半厌氧发酵(不翻堆)和自然堆积焖干。这种“安安静静”的生产工艺既达到有机物料的腐解，又最大限度减少了碳损耗。然而我国商品有机肥的生产技术不采堆肥技术之所长，却采用“轰轰烈烈”的新工艺：又是好氧高温发酵，又是多次翻堆，还有高温烘干，把有机物料中的碳养分大量氧化成二氧化碳排掉。达到了生产“矿化腐殖质”的目的:生产出了一堆“粗、重、慢”的空壳。这里明显有化工工艺的痕迹。 有机肥料现行标准(NY525-2012)规定有机肥料正面的质量技术指标是：“有机质含量(干基计)≥45%”，“总养分(干基计)N+P2O5+K2O≥5%”。内行人都知道，有机物料发酵过程中消耗的就是有机碳，同一批物料发酵后干物质中有机质含量是下降的，那么以“有机质含量”作为质量指标有何意义?而“总养分”指标中，全是无机养分，不见有机养分(水溶有机碳)的影子。 有机肥料不提供有机养分，三十多年农业耕作不重视有机肥，就导致耕地有机质含量连续下跌，农田贫瘠化严重。 为什么会出现长达三十年的“化学农业耕作”?根本原因在于化学植物营养学理论的如下重大错漏。 1、认为植物有机营养仅来源于空气中的二氧化碳经叶片吸收和叶绿素光合作用转化，不认为植物根系能直接吸收有机碳养分。这就是植物有机碳来源“一通道说”。实际上存在由根系吸收的第二碳通道。不了解第二碳通道，就不重视给土壤补碳，导致土壤碳贫瘠和农作物缺碳。 2、对植物营养元素碳的定位不准确。植物干物质中碳占35%左右，再加上植物生长过程新陈代谢消耗大量碳，所以植物所需碳总量超过总养分量的50%。而植物各营养元素区划原则是根据植物实际需求量的多、少、微来区分的。碳元素所需总量与其他各“大量元素”不在同一数级上，它在植物物质结构形成过程中起着“组合者”的作用。所以从理论上把碳正名为“基础元素”以区别于大量元素，才有利于正确研究植物营养。 基于这样的认识，我们重新检视传统植物营养学的“木桶规则”。当碳(C)“板条”宽度相当于其他十几块“板条”宽度的总和时，还能箍成木桶吗?所谓量变到质变，碳已经不是组成木桶壁的一块板条，而是以碳为阴面，以十几种矿质元素为阳面的阴阳关系，而氢和氧(即H2O)属中性，穿合于阴阳之间，没有它，阴阳不可能结合。这就是土壤肥力阴阳平衡关系。 图1.土壤肥力阴阳平衡动态图 阴盛阳衰(纯有机种植)，农作物没有高产;阳盛阴衰(化学农业耕作)，农作物也没有高产。只有阴阳平衡且肥水充盈时，农作物才能发挥出最佳生产能力。所以阴阳平衡是大平衡，主平衡，无机元素平衡是小平衡、次平衡。只有阴阳平衡，无机元素平衡才能发挥实际效果。 3、把无机养分“离子说”绝对化，造成对无机养分利用率低的原因的误判。植物在原生态或肥沃的土壤中，无机养分与有机养分以多种形态结合成“有机无机”零电价态被植物根系吸收，有机养分利用率更高。可见无机养分离子态被吸收是在贫瘠土壤中才会出现。同性离子间互相排斥，异性离子结合成水不溶物，化肥利用率就低。另一方面，有机碳和各无机元素是以严格的配比，按植物DNA指令组装到植物细胞的，有机碳养分匮乏，无机养分离子比例过大，就会富余出大量无机离子，游离于植物胞外液中，导致植物对无机养分的需求弱化，这是化肥利用率低的深层次原因，也是农作物低产的根本原因。 4、对土壤中碳养分存在形态的误判。土壤有机质中的有机碳，绝大部分是不溶于水的，它不是真实的碳养分。没能向土壤微生物提供足够的可直接吸收的水溶有机碳肥料，微生物不能正常繁殖才导致土壤板结。对这个问题缺乏清晰的认识，微生物制剂不带有机碳养分，相当于不备军粮的空降兵，这是目前大量微生物制剂施到土壤中效果不佳、秸秆腐熟剂农民不爱用的原因。土壤板结与施用化肥没有太多关联。 以上各点都可以归结为对植物碳养分认识的偏差。这些理论的重大错漏影响我们几十年，造成农业领域的政策、技术、产业和耕作方式等方面都产生大量的失误。耕地普遍缺碳，农作物大面积缺碳病，其造成的损失是难以用数字表达的。我们祖先五千年积累的农业文明遗产将因五十年的“化学农业耕作方式”而耗尽。算起来历史留给我们挽救的时间只剩二十年了。 二、有机碳肥产品的研发 人类在一百七十多年前开始创建化肥工业，解决了向农作物高效富集地提供矿物质养分的技术问题，却至今未能建立高效富集的植物有机质养分的工业化体系。肥料工业的一条腿早已跨进了农业现代化门坎，另一条腿却还拖在小农经济时代。 有机碳肥研发的目标，就是生产富含植物有机养分的肥料。植物有机养分的有效物质是植物根系可直接吸收的小分子水溶有机碳。这种“有机”分子粒径小于800纳米，亲水性，其在水溶液中呈无定形“云团状”，能随水流被吸入口径小得多的植物根毛孔。 利用固液有机废弃物为原料，经微生物发酵或生化裂解，生产出液态有机碳肥和高碳有机肥，再利用这两种基础产品生产其他衍生产品。有机碳肥制造工艺路线图如下： 图2.有机碳肥生产工艺路线 有机碳肥系列产品，都以小分子水溶有机碳为主要有效成份，以保证施用后短期内其所提供的植物有机养分不少于10倍传统有机肥的有机养分。以下是目前有机碳肥各品种的技术指标，其中“EC”即有效碳，指小分子水溶有机质的含碳量。 表1.现有各有机碳肥品种的技术指标及性能特征用全新的检测方法进行检测：严格界定是否合格时，以DLS纳米测粒仪，测出水溶上清液中的分子粒径平均小于650纳米，且该部分在溶液中含碳量与样品总质量之比符合上表为合格。工厂化验室快速测试方法，是将样品水溶上清液通过650纳米滤膜后，测得过滤液中含碳量与样品总质量之比达到上表为合格。 有机碳肥还可以同化肥、微生物制剂复配开发出多款衍生产品，适合一切农作物，可作基肥、追肥、叶面肥和管道输送，因此它是一类市场前景无比广阔的高效绿色环保肥料，其在我国潜在的市场用量每年几千万吨。 三、有机碳肥的功能(8+1) 有机碳肥在农业方面有八大功能，加上其环保贡献，可概括为(8+1)： 1、有机碳肥是传统有机肥的升级换代品 有机碳肥“有效碳”6%～15%，其有机肥力是传统有机肥的5～10倍，同功能微生物相匹配使用更能使肥力倍增。每亩每茬用量20～100公斤就见显效，用量相当于有机肥的5%-10%，使用成本300～500元，相当于使用有机肥成本的40%-50%.有机碳肥单位面积用量少、水溶性好，就能象化肥那样方便施用，可上山、可入水。填补传统有机肥难于应用的大量空间。有机碳肥还可管道输送、可滴灌、可进入无土栽培系统，甚至还可用于气雾栽培。所以有机碳肥是信息化时代的精品有机肥。 2有机碳肥是化肥的最佳伴侣 有机碳肥与化肥混合施用与纯化肥对比，在化肥用量不减的情况下，农作物增产30%-100%，有机碳肥与三大化肥配合施用的合理配比如下： EC/W=0.2～0.3 式中：EC为有机碳肥中“有效碳”含碳量; W为(N+P2O5+K2O)总量; 0.2适用于土壤有机质含量较丰富情况; 0.3适用于土壤有机质匮乏的情况; 复合造粒EC/W值建议用0.25～0.3。 我国多年来有机无机复混肥料推广不开，主要原因是粗重的有机肥与精细的化肥门不当户不对。有机碳肥单位面积用量与化肥相当，混合使用门当户对。“有机碳无机复混”肥料必成未来主流肥料。 3、有机碳肥是微生物肥料的补碳剂 通过施用有机碳肥可以给微生物肥料补碳以提高其有效率。施用有机碳肥后，功能微生物迅速发展成土壤中的优势种群，随着土壤水气热环境改善，土壤生态良性循环产生的生物多样性又进一步推动生物肥力的提高，如此，有机碳肥就帮助微生物肥料发挥出真正威力。 4、有机碳肥是多功能高效土壤调理剂 有机碳肥是有机碳养分富集的有机肥，与普通有机肥相比，它不但用量少，而且它的使用浓度恰与功能微生物的需求相适应，能迅速调动和扩大功能微生物的作用，快速改良土壤。有机碳肥的原材料是有机废弃物，其中的高浓度有机废水保留并浓缩了有机物质中的水溶碳和中微量元素，这更使它兼具补碳与补素(中微量元素)的双重功能，所以有机碳肥是一种高效多功能土壤调理剂。 5、有机碳肥是农作物光合作用增强剂 有机碳养分经由被土壤微生物吸收、被根系吸收和与矿物质养分融合三种直接作用引发土壤生物肥力、物理肥力和化学肥力连环促进的能量传递，这个过程的发展变化导致土壤肥沃和根系发达，肥水供应充足，从而使植物叶片宽厚，叶绿体硕大、叶绿素丰富，植物光合作用效率大大提高，请看以下两组对比图。 图3.有机碳肥对农作物光合作用的影响 植物体内每日积累的碳水化合物(有机碳养分)越多，其所吸纳的矿物质养分就越多，大体呈正比的关系，所以施用少量有机碳肥，就能使农作物呈现30%甚至100%的增产，就连最难大幅度增产的水稻都能增产30%以上。 6、有机碳肥是农作物防病抗逆机能的促进剂 农作物有机碳养分充足，无机养分配套，土壤三大肥力连环促进，农作物就根深叶茂，对抗病害能力和自我修复能力就增强。土壤肥沃，生物多样性丰富，气场旺盛，土壤中和空气中有益微生物活跃，致病菌难以繁衍，农作物染病的机会就少。所以说有机碳肥是农作物防病抗逆机能的促进剂。 7、有机碳肥是激活农作物生产潜力的能源 有机碳肥能激发农作物的生产潜力。一些禾本科作物，例如水稻、小麦，施用有机碳肥后，有效分蘖数能增加30%以上，增产30%以上。对采摘期长的作物，使植株避免早衰、果实更丰满，还能延长採摘期。例如蕃茄、茄子、辣椒、四季豆、黄瓜等增产50%以上。利用“有机碳肥+化肥”技术使青花菜一株采三次花，产值增加150%。这方面更大的经济价值表现在使果树树势壮旺，延长生育树龄，成为接近原生态的“长寿树”。由于有机碳肥助根的“天性”，块根类作物如：红薯、马铃薯、淮山、萝卜、胡萝卜、人参、三七等，使用后块根硕大、风味特佳。 缺碳使许多化肥离子失去了被组合的机会滞留在植物胞外液中，使农产品质量下降口感差。有机碳养分的进入组合了这些垃圾变废为宝，使农产品既高产又优质。例如小番茄甜度提高33%，南方大棚哈密瓜的甜度达到18～19。发现灾害后及时灌施液态有机碳肥，可使农作物在短时间内恢复长势，取得较好收获。施用有机碳肥的豆科作物不倒伏，产量提高30%左右。 西兰花：底肥每亩用复合肥50kg加有机碳菌肥50kg;追肥每亩浇施液态有机碳肥4次共3kg;  玉米：底肥每亩用复合肥40kg加有机碳菌肥40kg;追肥每亩浇施液态有机碳肥3次共3kg。  图4.有机碳肥对农作物的增产增收的促进作用 8、有机碳肥护航土地永续耕作 常态化地开展物质循环，才能培肥地力。过去行之有效的千家万户“积肥”下地的“局部物质循环”已经式微了，土地缺碳、土壤贫瘠，农作物在亚健康中生长。有机碳肥产业就是建立大物质循环的产业。局部碳循环没有了，大量有机废弃物却乱堆乱排，我们顺势而为，建立起以有机碳肥为核心的大的碳循环，就能形成新的培肥地力机制，使土地永续耕作。 9、有机碳肥产业对环境保护的贡献 首先表现在节能减排和循环经济方面。当有机碳肥年产达到3000万吨时，全国每年可减排COD约400万吨。这是一种有别于传统环保措施的“完全碳回收”措施。请看以下比较图。 图5.有机碳肥处理技术对环境保护的重要作用 其次表现在对自然环境的改善方面。有机碳肥是高效土壤调理剂。常态化施用有机碳肥，土壤物理结构优化，水气热协调，有机、无机养分均衡，生物多样性丰富，土壤就能恢复生命力，提高自净能力和缓冲调节能力，温室气体排放减少，还给我们一个洁净清纯的大气环境。土壤团粒化，壤土层增厚，持水能力增强，有效缓解雨水对地表的冲刷，既保护了土地，又减少对河流湖泊的污染。有机碳肥与化肥配合使用，能使化肥利用率提高30%-50%，这就相应减少了化肥的挥发和流失，可大大减轻湖泊和近海富营养化的程度。 四、有机碳肥产业展望 有机碳肥不但功能广泛，而且适于解决当前我国农业面临的耕地贫瘠，农作物缺碳，农业环境恶化等紧迫问题。有机碳肥又是以固液有机废弃物为原料，原料来源取之不尽，生产过程耗能低，不产生二次污染，完全能发展成全国性大产业。我国垃圾围城、污水横流的局面，将因有机碳肥产业的兴起而改变。面对着大量有机废弃物，我们顺势而为建立起大物质循环体系，请看以下流程图。 图6.有机碳肥与大物质循环的关系 二十多年来我国耕地有机质含量平均每年下跌0.05个百分点，现在已经跌到2.08%，这种状况不能在短时期内根本扭转，农业现代化就失去土地基础。如何扭转?要使1亩耕地有机质含量提高1个百分点，必须施用8吨传统有机肥。18亿亩耕地必须用144亿吨。全国有机肥厂卯足劲干，需要70年!怎么办?面对悬崖绝壁，我们必须另辟蹊径：找有机碳肥! 有机碳肥产业加上使用有机碳肥技术改造的化肥、有机肥、微生物肥料产业，再加上用有机碳肥技术将大量分散的有机废弃物就地处理成肥料，特别是使用有机碳菌剂快速腐解的秸秆还田技术，形成对我国耕地多渠道多层面的沃土肥田覆盖，就可以化险为夷，使我国大部分耕地有机质含量每5年升1个百分点，10年内便可以使耕地有机质平均含量大于3.5%。达到此局面，在使用等量化肥的情况下，农业将整体增收30%以上。与此同时，我国将因上述措施每年减排COD近千万吨。有机碳肥技术是一项强国富民的创新技术，它将推动农业彻底告别“化学农业耕作”方式，走上土壤肥料阴阳平衡、农作物优质高产、农业环境日益改善的健康发展之路。

本发明公开了一种钙载体循环H2?CO?C2H2多联产协同CO2捕集方法，将工业生产的电石渣浆进行超声?除杂?煅烧工艺后，作为钙基吸附剂重新用于煤气化并制制备高浓度氢气，煤气化反应后的固体混合物主要成分为CaCO3与未转化的焦炭，将其在O2气氛下煅烧炉后捕集CO2气体，生成的CaO部分继续用于煤气化制氢，另一部分作为电石原料炼制CaC2，同时得到富CO合成气，将其分别作为1）煤气化原料以提高氢气产量；2）燃烧以提供系统热量；3）经除杂等处理后，储存。生成的电石进一步与水反应得到C2H2气体与电石渣浆，

项目简介： 在零部件表面通过脉冲电流作用原位生成氧化陶瓷层， 再制备成自润滑减摩复合层，有极高硬度，耐高温，超高好滑动摩擦（极低摩擦系数）、超耐腐蚀等性能，用于各行

随着城市化建设的飞速发展，旧建筑物拆除产生了大量建筑垃圾，且建筑工程施工中产生了大量的建筑渣土，亟需处置利用。本项目以节能利废、以废治废为宗旨，拟资源化利用建筑废弃粘土砖和建筑渣土的有效成分,使其无害化并进行高附加值资源化利用。本项目拟利用建筑废弃粘土砖和渣土研制全固废基新型胶凝材料；再利用其进一步处置建筑渣土以实现渣土的改性，改善渣土的流动性能和硬化性能，解决建筑工程回填土的低流动性、高密实度及高承载力等问题，同时降低回填土的干缩值以保证回填后的充盈性，缩短流态回填土的硬化时间等；基于上述技术研究，确定改性渣土的回填施工工艺技术方案，实现对建筑废弃粘土砖和建筑渣土的高附加值资源化利用及其成果的技术转化，将产生巨大的社会效益、经济效益及环境效益。 本项目节能利废，以废治废，利用建筑废弃砖粉和建筑工程渣土研制全固废基新型胶凝材料；再利用研制的胶凝材料用以进一步处置建筑工程渣土实现渣土的改性；基于技术研究，确定改性渣土的回填施工工艺方案，开展试点工程应用；对建筑砖粉/渣土的高附加值资源化利用，实现成果的技术转化，产生应有的社会效益、经济效益及环境效益。 本课题利用建筑废弃砖和建筑工程渣土研制全固废基新型胶凝材料，再利用研制的胶凝材料用以进一步处置建筑工程渣土实现渣土的改性，实现改性渣土的回填施工，符合当前社会发展的趋势，具有良好的经济效益与社会效益。本课题在技术研究中依托同济大学材料科学与工程学院在先进土木工程材料，尤其是新型胶凝材料方面的研发实力，并联合预期合作单位上海建工材料有限公司，充分发挥其在资源型建筑材料综合利用产业化应用方面的特长，充分发挥其在工程基坑的施工技术经验，确保课题研究顺利进行，取得预期科研成果，使研究成果在较短的时间内产生良好的经济和社会效益。

该成果提出了"黑盒"式互操作方法和技术，颠覆了传统"白盒"路线，将信息孤岛开放效率平均提升2个数量级，应用于国家大数据战略、国家安全和国防等重大工程，成为支撑我国大数据产业生态发展的一项共性关键技术。

本项目通过合理的膜液配方与纺丝工艺设计，制备出完整无缺陷的非对称性PVDF中空纤维膜，这种膜结构没有大孔生长，因此表现出高度的完整性、微观结构的圴匀性、具有高开孔率的膜表面分离层、可靠的机械性能和较强的化学稳定性。得到的中空纤维膜具有完整非对称多孔结构，膜孔从皮层到支撑层逐步增大，而且呈互穿的胞腔状或网络状。膜通量提高了30～50%，且具有耐污染和易清洗的突出优势；由于彻底消除了支撑层中的大孔，膜丝的拉伸强度从2.5 MPa提高到4.5MPa。

太湖流域分布近两万家化工企业，促进经济发展的同时产生大量含有高浓度难生物降解有机毒物和有毒重金属的化工废水；预处理技术水平低，抑制了后续生化处理效果，采用加水稀释的方法，造成水资源的浪费，增大了污水处理厂处理负荷；预处理效果不理想，尾水中含有大量难降解有机毒物及氮、磷，造成大量的化工污染物进入太湖水体，加剧了太湖水质的恶化；亟需强化化工企业的废水预处理和尾水的深度净化，改善太湖水生态环境，解决我国环境环境敏感区域重大复杂工业污染技术难题。技术成果：1. 复杂化工废水复合催化转化技术针对复杂农药、化工废水中溶解态有机毒物的巨大环境危害性及其处理技术上的难度，研究开发了结构独特、性能优越的高效催化转化技术在催化材料、反应器结构及多技术协同等方面获得重要创新，在高浓度含盐有机废水高效预处理上取得突破，实现对溶解态、高浓度、难降解、多组分有机有毒废水快速有效处理。高效催化氧化主要技术指标 反应时间≤10 min 能耗≤4.5元/吨 药剂费用≤1.5元/吨 难降解有机物的去除效率≥80%高效催化氧化装置已应用于多家医药、农药企业排放的高浓度含盐有机毒物废水2. 化工废水强化预处理成套组合工艺化工废水种类多、水质差异大，常含有：大量的难降解有机毒物，高浓度的盐分、氮、磷，有害重金属等，一般单一的预处理技术难以达到处理要求，本课题组研发成功以复合催化转化为技术核心的成套组合优化组合工艺，根据废水具体水质情况和处理技术难点，采用先进的单元处理技术柔性优化组合，优化组合工艺能确保废水达到处理要求，实行达标或趋零排放。3. 新型平板膜生物反应器与中水回用技术 针对现有膜生物反应器在废水处理中存在的技术难题，创新地开发了新型平板膜材料，研制了结构独特、性能优越的膜生物反应器 在膜原材料、组件结构、生化池结构等方面获得重要创新 长时间稳定运行，清洗操作方便，运行能耗低，膜片可单张更换 为废水深度处理、中水回用提供了重要的技术支持 新型膜生物反应器主要技术指标 设计通量:450~600 L/m2.d 能耗：≤1.0元/吨 新型膜生物反应器已应用于多家制药、乳化液等废水处理及中水回用4. 污水深度净化与趋零排放成套工程技术 针对江苏地方标准严格、众多污水处理厂不能稳定达标的问题 研究分析废水提标后的限制因素； 突破强化预处理技术关键 研发了强化改造技术和深度生物、生态处理及集成技术，实现了污水深度净化处理。