在突破高均匀混合纳米金属粉体及纳米陶瓷粉体制备及其多层表面修饰技术的基础上，开发的系列型纳米金属粉体与纳米陶瓷粉复合的纳米复合自修复产品。现已开发出汽油和柴油内燃机、机械设备和机械密封三大系列润滑油添加剂产品；纳米自修复润滑脂产品；纳米自修复润滑油和液压油；水-乙二醇系列纳米自修复抗燃液压液。产品性能达到国内领先、国际先进，完全可替代进口产品。对国民经济各行业的节能、环保和技术经济、社会效益的提高意义重大。部分产品已建立产业化生产基地，产值达10亿元以上。

一种掺杂锌和钴的氢氧化镍/碳纳米复合材料，包括碳材料粉末基底和负载在碳材料粉末基底上的掺 杂锌和钴的氢氧化镍，所述碳材料粉末的质量百分比为 1wt.％～99wt.％，所述镍、锌和钴的摩尔比为 80-98：1-10：1-10。其制法为：将碳材料粉末与溶剂加入到反应器中，超声波振动处理，得到充分润湿 的碳材料；将镍盐、钴盐及锌盐加入到超纯水中，配制成混合反应溶液；将混合反应溶液加入到充分润 湿的碳材料中，以喷雾的方式加入强碱水溶液，过滤，洗涤、干燥

提出一种半胱氨酸增强的仿生封装策略，可快速、高效地将不同表面化学性质的蛋白质和酶封装在MOFs内。这种增强的封装策略灵感来源于生物体内金属巯基蛋白对金属离子的富集作用，半胱氨酸，聚乙烯吡咯烷酮和蛋白质形成类似于金属巯基蛋白模型的自组装体可促进金属离子在蛋白质周围富集，加速MOFs的预先成核 。研究发现封装的蛋白质和酶可维持其自然构象，而MOFs保护层对酶的紧密结构限制作用可大大提高酶在极端环境下（e.g. 水解试剂、高温和化学溶剂等）的生物活性。最后，这种仿生的封装策略在生物储存、酶级联催化和生物传感等多方面的应用也得到验证。

为挤出和注射开发的改性聚乳酸材料与美国 NatureWorks 公司产品相比，抗冲击强度提升了约 20%；与比利时 Sovey 公司的聚己內酯相比，拉伸强度提高了 50%，并可根据客户需要调节降解速率。

围绕新型人工电磁材料传输特性、对称及非对称人工电磁材料、人工电磁材料对天线及其现代通信各频段天线性能改进等现代应用，申报相关国家发明专利40多项，其中20多项已经获得授权，可以针对不同应用解决新型人工电磁材料系列核心技术问题，达到微细结构设计、特性精确控制（调控）。主要合作单位有福建星海通信科技有限公司和中国船舶重工集团公司第七二五研究所厦门分部等。

一、项目背景1.1 农产品有机化与健康食品的需要现代高效农业离不开肥料的使用。然而，化学肥料的大量使用导致了严重的土壤酸化板结以及对地表水系的生态破坏，在回归自然、农产品有机化的全球大趋势中，有机肥料则成为关键的源头。 近年来，世界上有机农业所占比例越来越高，各国都相继颁布了相关法律法规，多数国家规定只有通过有机认证的农产品才允许进口。人们对农产品的需求在悄悄的改变，温饱问题解决以后，人们更加重视食品的安全、口感、健康和环保。而直接关系生态环境、食品安全、身体健康的关键因素就是农产品种植所必须的肥料、农药等生产资料。因此，在食品安全革命的背后是一场肥料、农药等农资和种植技术的革命。2002年4月，农业部和国家质量监督检验检疫总局发布了《无公害农产品管理办法》，随后又出台了相关标准；当年7月，国务院又发布了《关于在全国范围内开展无公害食品行动计划》的纲领性文件，对食品生产所采用的肥料、农药、土质等作了全新的规定，并逐渐成为全社会的共同要求和必然趋势。一个全新的、有着巨大潜力的朝阳产业和新型项目——有机农业所必备的生产资料——高效生物活性有机肥的时代来临了。 近年来，国家加大了对农业的投入，大部分的省份加大了农业补贴的力度。同时，农产品的销售价格大幅上扬，农民收入增加了，生产积极性高涨。然而，由于长期施用化肥、农药使土壤板结、肥力下降，还造成了环境污染，影响了农业的可持续性发展。另一方面，包括化肥在内等农业生产资料价格大幅上涨，使农产品生产成本上升。因此农民急需寻找一种能部分或全部替代常规化肥、改良土壤、优质高效、价格实惠的新型肥料。 近年来，以施用有机肥料为主而生产的绿色食品深受广大消费者的青睐，绿色食品的生产增加了有机肥料的需求。对应4000多亿元的化肥销售总额，生物有机肥仅占2%左右，约74亿元。由于生物有机肥的诸多优势逐步被人们认可，加上国家政策的倾斜，生态有机肥将成为未来农业生产的必需品。据有关部门预测，未来5年内，我国生物有机肥市场将以每年5％的速度增长，2015年预计将超过1500亿元的产值。从而给高效生物有机肥的生产创造了巨大的市场空间和商业机会。 目前，由于人们认识上的误区以及技术手段所限，有机肥中磷、钾元素的补充仍然延用磷酸铵、硫酸钾等常规化学肥料，对肥料的全面有机化形成了技术障碍。 清华大学与合作者经过十年潜心研发，富磷钾无机有机复合肥突破了非水溶性磷肥制备的技术瓶颈，为有机农业的发展奠定了补充磷钾元素的技术基础。 1.2解决磷资源短缺与传统磷肥环境问题的需要磷，是人类赖以生存且不可替代的资源，而作为农业生产基本物质的磷肥消耗了80%的优质磷矿资源。我国耕地面积占世界的9%，养活了20%的人口，使用了全世界30%以上的化肥，仍造成70%的土壤缺磷。在大力使用速效化肥创造粮食生产奇迹的同时，也引发了水污染、土壤板结、磷石膏堆放等一系列环境问题。特别是磷肥工业仍以酸法制备水溶性化学磷肥为主，2006年以来，我国每年使用化学磷肥1100万吨（按照纯P2O5计量），而生产与使用酸法水溶性磷肥已导致一系列环境与资源问题： 充分利用磷矿资源的要求。磷矿资源是非可再生资源，近几年来，全球的高品位磷矿资源储量急剧下降，作为磷肥原料的磷矿品位逐年降低。据IFA统计数据显示,世界磷矿石折P2O5后含量降低,1999年为31.41%,而2006年为31.04%,品位下降了0.4个百分点,对于大吨位磷矿石来说,磷矿品位下降,不仅是有效磷含量的降低,而且还会导致磷矿加工成本的上升。磷矿资源大国已开始有意识地减少磷矿开采，以保证国内磷肥企业的可持续性发展。据统计资料显示，1999年世界磷矿石出口量为3278万吨,2006年为2965万吨,矿石出口下降了9.5%,年均复合降低1.42%个百分点。世界磷矿出口减少，供需趋紧,价格上升。我国拥有资源储量为178.6亿吨，其中储量11.8亿吨，基础储量31.7亿吨，居世界第二位，仅次于摩洛哥，中以中低品位为主，P2O5平均含量不足17％，富矿储量仅占6.6%。国土资源部已把磷矿列为不能满足国民经济发展需要的矿种之一。利用微晶化纳米粉体加工技术和生物发酵技术可以充分利用我国的中低品位磷矿资源制成生物磷肥，保障磷肥供应，平抑磷肥价格。 低碳清洁化磷肥生产的需要。首先，酸法生产化学磷肥的杂质含量影响用酸量的多少，关系到生产的成本和工艺复杂性，杂质含量高的磷矿甚至造成生产中断。故酸法磷肥生产直接使用的磷矿粉一般是品位28%以上、杂质含量低的优质磷矿。因此普遍存在用富弃贫的现象。选矿产生的含磷低于10%的尾矿和生产过程产生的磷石膏堆积成山，不仅占用大量土地资源，也给周围安全带来威胁有些磷矿，甚至品位较高的磷矿，因选矿难度大而没得以利用。其次，磷肥生产产生大量的废水废气也污染周围环境。再次，酸法生产过磷酸钙和磷铵的耗酸量巨大。2008年我国生产磷铵（MAP+DAP）类肥料总计740万吨 P2O5，共耗用优质磷矿近2800万t，耗硫酸2100万t。我国缺少硫磺资源，用硫磺燃烧制备硫酸需要大量进口硫磺；国内用硫铁矿燃烧法制硫酸从开采、运输到冶炼，都会带来不容忽视的污染问题，有些地区还会带来酸雨危害。微晶化纳米粉体加工过程是纯物理过程，没有“三废”排放，能耗低；生物发酵过程消耗工农业废弃物，变废为宝、清洁环境的工艺。 解决土壤面源污染、优化土壤环境的新思路。近几年的研究表明，农田过量使用化肥是造成河流湖泊等水体富营养化的主要原因，而磷是水体富营养化的决定因素。水溶性磷肥施加到田间后磷酸根极易随灌溉或雨水流失。大量磷元素随农田进入河流湖泊，形成藻类繁衍基础物质的富磷化面源污染。太湖流域每年每亩农田施用化肥34公斤左右（约1/3的磷肥）。约30亿立方米“回流水”携带大量由化肥产生的氮磷污染物，从而造成太湖流域大面积出现蓝藻。水溶性化学肥料刚施入土壤后，造成局部浓度过高，会毒害作物根系和土壤微生物；之后又在环境因子作用下挥发、流失或沉淀，造成肥料利用率降低，磷为2—25％，氮为30—60％，钾为30—60％。生物磷肥是利用微晶化磷矿粉结合生物发酵制造而成，由于主要养分形态为非水溶性态，在土壤物理的、化学的和生物的因素作用下缓缓释放，不但根系土壤环境，发酵产生的有机酸还能促进土壤团粒结构的形成，刺激作物生长。施用非水溶性磷肥减少了磷的流失，从而降低环境水体富营养化的风险。 可结合农作物秸秆与畜禽粪便的循环利用实施。我国每年产生各类农作物秸秆约6.5亿吨，畜禽粪便产生量约20亿吨，是工业废弃物的3倍。随着种植和畜牧养殖业的发展，农业废弃物数量还在增加。农业废弃物不但污染农村环境，还易引起火灾。利用农业废弃物制造生物磷肥，不但净化农村环境，而且变废为宝，成为优质肥料，是农业物质循环利用的一条新途径。 农业科技发展的新提示。我国农业专家李振声院士多年来从事磷高效基因型作物品种的选育工作，利用改良作物品种提高作物对非水溶性磷素的吸收能力，并取得巨大成功。这也启示我们，非水溶性磷也是作物吸收利用的重要磷源。许多农业专家研究表明，改性磷矿粉在北方石灰性土壤上也具有明显效果。非水溶性的磷代替高消耗高污染的水溶性磷肥在实践上是可行的。 有机农业发展的好助手。随着我国农业产业化水平的提高和人们健康意识的增加，有机无公害农业在我国取得快速发展，有机农业面积已跃居世界第二位。但有机农业要求禁用化学人工合成的肥料。现在有机农业基地主要采用有机肥和骨粉补磷。有机肥含磷量低，骨粉资源不足且价格高昂。长期下去必然造成有机农业基地土壤磷的亏缺，造成作物生长不良，产品品质下降，产量和效益降低。采用天然矿质和生物发酵技术制成的生物磷肥，符合有机农业用肥要求，试验证明在实践上也是可行的，是一种质优价廉的有机农业用肥，具有广阔的发展前景。 适合国情的可持续发展之路。酸法磷肥带来的“生产环节环境负担大—优质磷矿资源短缺—水溶性磷肥流失污染水系”等一系列问题的形成是基于传统磷化工产业和化肥体系基础之上的，特别是近几年水溶性磷的产能激增，与我国主要以中低品位磷矿为主、硫资源不足的资源特点不相适应。用微晶化纳米技术和生物技术生产生物磷肥，直接利用中低品位磷矿，不耗酸，降低选矿成本，减少施肥污染，是环境友好型的低碳农业用磷途径。我国幅员辽阔，气候土壤类型众多。过磷酸钙和磷铵等对农业增产增收虽然做出巨大贡献，但并不是适合所有土壤的最佳选择。我国南北方都有土壤酸化问题，过磷酸钙含有游离酸，会加重土壤酸化。而生物磷肥可以平抑土壤酸性，改良土壤结构。水田施用非水溶性的磷更能降低肥料损失。坡地施用生物磷肥可减少翻耕，降低水土流失风险。 多年来，我们以多学科交叉合作的方式，深入探索创新材料微晶化技术，将难选的中低品位磷矿利用与农业废弃物资源生物发酵等新技术结合，形成具有独立知识产权的原创新技术，制备能够替代水溶性化学磷肥的新一代缓释性生物磷肥，已在小麦、玉米、棉花、大豆、花生、水稻、茶树、冬枣、橡胶、蔬菜、荔枝、鸭梨等作物的试验中取得了与水溶性磷和骨粉等同的效果，并正向更多作物种类试验推广。二、产品的技术特点“有机农业发展的肥料瓶颈—生产环节环境负担大—优质磷矿资源短缺—水溶性磷肥流失污染水系”等一系列问题的形成是基于传统磷化肥的生产和施用体系。虽然，传统磷化肥为人类生存的粮食生产做出了不可磨灭的贡献。然而，在资源短缺、环境与健康矛盾日趋尖锐的今天，需要重新考虑如何突破传统水溶性磷肥技术瓶颈，开发高效非水溶性生物磷肥。100多年前，化学家认为作物必须通过水溶性磷化合物才能吸收磷元素；而近代植物营养学家研究却发现：植物根系对磷元素的吸收，主要是靠根部分泌的生物酸缓慢分解土壤中的含磷矿物质而进行的。 我们能否找到一种在弱酸或自然状态下，能够向土壤中补充作物所需要磷元素的技术途径呢？ 针对上述问题，清华大学、山东农业大学和中国农科院等单位历经10年努力，开发了“富磷钾矿物有机无机复合肥”。本产品是采用经过高能活化的磷钾矿物为主要原料，在特效菌种的作用下与有机质共同发酵处理而得到的；其特点是长效缓释、非酸化、非水溶性，后效性显著，一季使用多季有效；该肥料的使用可以优化土壤矿物组成和结构，避免了化学肥料对农产品质量及土壤酸化等不良影响，达到增产、改善品质、绿色生态的效果。 该产品的原材料来源广泛，除磷钾矿物外，发酵过程中的有机物料可以利用各地农作物秸秆、食用菌残渣、泥碳、褐煤、风化煤、糖渣、部分发酵法制作食品类的废弃物、各种炸油废弃物、沼气残留物、禽畜粪便及屠宰废弃物及生活垃圾等，能减少环境污染、净化环境、也起到生态循环作用。 该技术的研发得到了科技部农业科技成果转化项目的支持，获得多项国家发明专利，并通过教育部组织的专家技术鉴定。鉴定委员会认为，该项目总体达到国际先进水平，中低品位磷矿微晶化活化磷元素的技术达到国际领先水平。中国农科院、山东农业大学、山东林科院、海南大学的作物科学、资源环保学、土壤肥料学等方面的专家、教授参加、主持多次的大田试验、科研论证，在山东、浙江、江苏、辽宁和海南等30多种作物上推广示范使用，都取得了令人瞩目的效果。中国化工报、中国矿业报、农资导报、农民日报、粮油市场报等各大媒体专题报道，它的普及推广将为我国发展节本增效、绿色、环保的现代农业起到极大的推动作用。 三、产品的应用效果 3.1与其他化学肥料的对比与差异分析“富磷钾矿物无机有机复合肥”生产技术开辟了磷肥生产的新途径，工艺简单，成本降低，且对环境无污染。我们归纳了几种常用磷肥的的生产工艺、肥效与环境效果，请参阅以下流程图和表1。表1 本产品与化学磷肥的对比磷肥种类磷矿原料品位加工条件供磷机理供磷速度肥效供求平衡生产使用对环境的污染磷铵高品位加温耗酸水溶性很快短前期过高，易失效，后期不足有，易造成土壤板结过磷酸钙中高耗酸水溶性枸溶性快较长前期过高，易失效，后期不足有，易造成土壤板结钙镁磷肥中低高温水溶性枸溶性慢长供<求有，易造成土壤板结磷矿粉中低-水溶性枸溶性很慢最长供<求无富磷有机无机复合肥中低-非水溶性枸溶性适中适中供=求需求拉动释放无，改良土壤 3.2在蔬菜种植中的试验研究3.2.1蕹菜图1为施用相同含磷量不同磷肥时，蕹菜的生长状况。可以看出，施用四种磷肥的蕹菜长势差异性明显，由好到差的顺序为：富磷有机无机复合肥>过磷酸钙>普通磷矿粉。图1施用不同肥料的蕹菜收获图片（山东泰安） 表2中PB1、PB2、PB3 为不同微晶化程度磷矿粉的处理，且PB1 处理号Treatment 叶长(cm)Length(cm) 叶宽(cm)Width(cm) 株高cmHeight(cm) 鲜重g/盆F.W. 增产%Rate of increment 较CK0 较CK1 较CK4 空白CK0 8.00 2.80 19.50 76.21 - - - 过磷酸钙CK1 7.90 2.93 18.63 86.61 13.65 - - 普通磷矿粉CK4 7.20 2.43 17.33 66.64 - - - 富磷复合肥PB4 9.10 2.77 22.00 111.47 46.27 28.70 67.27 3.2.2油白菜油白菜是对磷比较敏感的植物，幼苗期如果缺磷会导致植株矮小，生长发育缓慢，根系小且发育不良，叶片少、小而厚，严重时叶片蜷曲。图2为棕壤上的盆栽对比试验。在对照不施磷肥的处理中，油菜幼苗生长不正常，植株矮小，茎叶纤细；施用生物磷肥提高了油白菜幼苗的叶片数、叶面积、根长和干重。图3 生物磷肥对油菜的肥效（山东泰安） 由表3可以看出，在相同施磷量处理下，与原磷矿粉CK2相比，富磷有机无机复合肥1、2、3、4产量分别提高5.62%、6.95%、10.57%、15.39%。在相同施磷量处理下，富磷有机无机复合肥3和4比钙镁磷肥CK1有增产作用，分别在0.69%和5.08%。 表3 不同处理对油白菜生物量的影响编号处理方案株高（cm）鲜重(g/盆)增重(%)较CK0较CK1较CK2CK0不施磷肥17.33356.21---CK1钙镁磷肥24.33410.6115.27-9.82CK2原磷矿粉18.63373.914.97--1PR1+FYM+PSB20.83394.9910.89-5.622PR2+FYM+PSB21.00399.9112.27-6.953PR3+FYM+PSB22.00413.4316.060.6910.574PR4+FYM+PSB24.67431.4721.135.0815.39 图3 盆栽油菜（浙江长兴）3.2.3西兰花在北京近郊有机蔬菜基地的潮土上，施用生物磷肥的西兰花比仅施用有机肥对照组的生物产量和经济产量都显著提高，研究发现叶片的SPAD（叶绿素相对含量）含量高、平均花头更重。 图5 施用富磷有机无机复合肥对西兰花生长的影响(北京昌平)3.2.4辣椒在浙江长兴辣椒幼苗的盆栽试验中，土壤类型为红壤，施用等磷量的辣椒幼苗的生长量：生物磷肥与钙镁磷肥、磷酸二铵效果相当，均优于普通磷矿粉与空白。图6 不同磷肥对辣椒生长的影响（浙江长兴） 3.2.5叶用莴苣南方红壤上的叶用莴苣盆栽试验表明，在等磷量的施肥水平条件下，分析土壤中的有效磷含量：过磷酸钙>富磷有机无机复合肥>对照处理；土壤容重：生物磷肥>对照处理>过磷酸钙处理；植株鲜重：生物磷肥>过磷酸钙>对照处理。这是因为生物磷肥的有机活性因子刺激了植株的生长。图7生物磷肥对叶用莴苣生长的影响（浙江长兴） 3.3在小麦玉米种植中的试验研究3.3.1 小区小麦试验从表4看出，施用生物磷肥和过磷酸钙处理能提高小麦的生物产量和经济产量。富磷有机无机复合肥处理PA4的生物产量和经济产量与过磷酸钙相当，显著高于对照和普通磷矿粉。 表4小麦田间试验的产量和磷的吸收处理生物产量kg/mu经济产量kg/mu籽粒含磷量g/kg秸秆含磷量g/kg总吸磷量kg/mu空白CK1880.00387.535.341.582.86过磷酸钙750kg/ha CK21024.49498.035.432.243.88普通磷矿粉750kg/ha CK3947.69442.255.941.643.46生物磷肥750kg/ha PA41029.38498.335.521.523.56图8 小麦小区试验（左为对照，右为生物磷肥，山东泰安）3.3.2小麦—玉米轮作体系下的肥效试验该试验在山东农业大学资环试验站进行。前季小麦和后季玉米的活化微晶化磷矿粉处理和生物磷肥处理，在植株生物量、经济产量、磷吸收量等方面接近或超过过磷酸钙处理，较空白对照和普通磷矿粉处理都达显著或极显著水平。该试验表明，活化微晶化磷矿粉和生物磷肥不仅对当季作物有效，而且对后季作物有一定程度的肥效。图9小麦-玉米轮作肥效试验（山东泰安） 3.4生物磷肥的推广应用3.4.1在大田小麦上的应用（1）生态小麦增收试验。试验点位于黄河三角洲高效生态园区阳信现代农业示范区，小麦品种为鲁麦23，土壤类型为黏质盐化潮土，自2010年10月16日播种，2011年6月16收获。结果表明，施用富磷有机无机复合肥的小麦较对照增产8.2%，施用等施磷量的传统磷肥（磷酸二铵）的小麦增产8.7%，这证明了这类非水溶性肥料与水溶性磷肥的肥效相当。图10 生物磷肥小麦高产示范(山东阳信)   表5 施用生物磷肥对小麦产量的影响处理产 量 结 构产量（kg/ha）较对照增产%亩穗数（万/亩）穗粒数（个/穗）千粒重（g）空白26.3540.4254.228771.9习惯施肥（二铵）27.4043.3051.649531.58.7生物磷肥26.4644.1049.489489.88.2 （2）有机小麦增收试验。试验点位于山东省菏泽市银香伟业有机农业基地，土壤类型为黄河冲积砂质潮土，轻盐碱。供试小麦品种为新麦9408，2010年10月30日播种，播种量为7.5公斤/亩，2011年6月5日收获。图11 富磷有机无机复合肥在有机小麦高产示范（山东曹县） 表6为苗期小麦的出苗、分蘖和植株生长状况。施用生物磷肥促进了小麦的出苗率、分蘖和冬前生长，高于对照，与磷酸二铵相近。生物磷肥1是活化磷矿粉与有机物发酵制成，含有生物活性因素，对种子发芽和幼苗生长具有刺激作用，价格低廉，已有多项指标超过磷酸二铵。从冬前苗期生物量和年后总分蘖数上看，生物磷肥都显著高于对照和单施磷酸二铵处理 表6 富磷无机有机复合肥（生物磷肥）对小麦生长的影响处理出苗影响万株/亩冬前分蘖数个/株冬前主茎叶龄数平均总分蘖个/株冬前生物量g/株Kg/亩空白CK13.461.003.002.750.2838.32磷酸二铵14.321.863.343.110.3550.17等磷生物磷肥115.391.833.253.450.4061.58等值生物磷肥115.902.173.224.130.4774.35等磷生物磷肥215.291.403.065.580.3960.08等值生物磷肥214.631.433.164.020.2942.22表7示小麦产量状况。可以看出施用各种磷肥都较显著提高小麦的亩穗数。由于该试验地块处于沙质潮土上，土壤肥力薄，无水浇条件并有轻度盐碱化，小麦后期群体和个体发育矛盾突出，生育期偏短，穗粒数和千粒重低于对照，但施用生物磷肥处理的每公顷产量都在6300kg以上，增产在17%以上。 表7富磷有机无机复合肥（生物磷肥）对小麦产量结构的影响处理亩穗数（万株/亩）穗粒数（粒/穗）千粒重（g/千粒）产量（kg/ha）较对照增产%空白CK24.729.648.985379.36—磷酸二铵35.327.447.976960.8729.40等磷生物磷肥135.226.345.486307.8017.26等值生物磷肥135.125.846.366300.2417.12等磷生物磷肥232.228.646.616437.0219.66等值生物磷肥233.228.146.416492.4020.69 3.4.2在油菜上的应用油菜是我国的重要油料作物，也是对磷敏感的作物。在浙江长兴的红壤上，施用富磷有机无机复合肥（生物磷肥）增加土壤有机质，改良土壤结构，降低土壤酸度，促进植株生长。油菜幼苗的生物量：生物磷肥>钙镁磷肥>普通磷矿粉>对照。 图12富磷有机无机复合肥（生物磷肥）的油菜试验（浙江长兴） 3.4.3在有机红菜头上的应用图13 施用富磷钾有机无机复合肥（生物磷肥）的红菜头与对照（北京昌平） 在北京昌平兴寿保护地有机蔬菜基地上，在普施有机肥的基础上，施用富磷钾有机无机复合肥（生物磷肥）的红菜头较对照平均鲜重和叶面积显著提高。生长50天的幼苗鲜重，施用生物磷肥处理较空白单施有机肥处理增重18.5%，商品增重13.0%。 表8富磷钾有机无机复合肥（生物磷肥）对红菜头产量（鲜重）的影响处 理施肥量 kg/亩总 产商品产量kg/亩增产%kg/亩增产%空 白—1600.00—1600.00增产生物磷肥801896.3018.51807.4113.0生物钾肥1002168.8935.62008.8925.6生物磷钾肥P80+K1002115.5632.21866.6716.7有机蔬菜安全无公害，很受人们欢迎，价格较高，从表9看出，施用富磷钾有机无机复合肥（生物磷肥）具有较高效益，亩增值在万元左右，产投比较高。 表9富磷钾有机无机复合肥（生物磷肥）对红菜头产产值的影响处理肥料投入 元/亩亩增值/元亩实增 元/亩产出/投入产值增值空 白—32000.00———生物磷肥8036148.159481.559401.55117.5生物钾肥10040177.7813511.1813411.18134.1生物磷钾肥18037333.3310666.7310486.7358.3注：有机蔬菜实际价格：20元/ kg3.4.4 在芦笋上的应用芦笋又名石刁柏、龙须菜，属于百合科，为多年生宿根草本植物。图14为红壤上的保护地芦笋种植。生物磷肥由于供肥均匀，降低土壤酸度，改善土壤结构，增加土壤透气性，促进芦笋健康生长。施用生物磷肥较传统磷肥过磷酸钙地上部茎叶生长更加健康，提高采收量和产品品质。图14 保护地芦笋施用生物磷肥和传统磷肥对比（浙江长兴）3.4.5在非洲菊上的应用非洲菊是多年生常绿宿根草本植物。图15为施用不同磷肥的非洲菊。富磷有机无机复合肥（生物磷肥）含有的有机质能刺激作物生长，且供肥均匀，调节土壤酸度，改良土壤结构，促使非洲菊植株生长健壮。施用这类新型肥料的优质鲜切花的产出率高于过磷酸钙8%。图15保护地上的非洲菊（浙江长兴）  四、工艺流程特点本产品的生产工艺流程清晰简明，分为矿物活化、生物发酵和干燥造粒三个工序。根据实际需要，每个工序都可以形成不同阶段的产品： 产品A：由磷钾等矿物组成的活化矿物粉体，可以直接施用，也可以配送到不同地点与不同的有机质原料进行发酵处理，形成产品B或产品C。以满足有机质原料和形成的富磷钾有机-无机复合肥不适合长距离运输的场合。 产品B：活化矿物粉体与有机质在菌种作用下发酵处理后的产品，可以直接施用，也可以进入下一个工序，形成高度商品化的造粒产品C。以满足具有大批量有机质原料和有机肥用户距离较近、生产与用户关联度较高的场合，避免干燥造粒的成本和干燥过程中的菌群和有机酸的损失。 产品C：将有机化处理后的富磷钾有机无机复合肥进行干燥、造粒和包装等成品化处理，以便用户使用和市场流通过程中的储存运输。  

污水处理厂提标扩容一般需要大量投资，尤其是征地投资，技术工艺复杂，投资和运行费用高，建设周期长。 工艺流程 工程应用 同济大学环境科学与工程学院戴晓虎教授团队研发的高浓度复合粉末载体生物流化床技术，基于污水生物处理技术原理，向生物池投加复合粉末载体，提高生物池混合液悬浮固体浓度，构建悬浮生长和附着生长的“双泥”共生微生物系统，强化抗冲击能力，并提高污染物容积负荷和污泥沉降性能。通过污泥浓缩和复合粉末载体回收系统，实现双泥龄，解决脱氮菌和除磷菌泥龄矛盾，强化了生物脱氮除磷效率。 相对于传统污水处理技术，该技术处理负荷提升两倍以上，投资成本减少20%以上，建设周期减少30%以上，不仅可用于已建成的城镇污水处理厂提标扩容改造，也可直接用于新建城镇污水处理厂项目，可有效解决我国污水处理厂的提标扩容征地难、建设周期长和投资费用高的难题，具有巨大的推广应用价值。 该技术目前已在10多个城镇污水处理厂应用，日处理规模达到120万m3，产值30多亿元，相关技术申请发明专利11项，包括PCT4项；得到政府的广泛关注。现正在编制运行指南、导则及相关标准规范，被列入国家环境保护核心技术名录，以进一步扩大其推广应用范围，提升我国污水高标准处理技术水平。

碳纤维复合材料是由碳纤维与树脂、金属、陶瓷等基体复合制成的纤维增强材料，因其具有重量轻，强度高，耐高低温等优良特点，近年来广泛应用于航空航天、体育休闲、高铁汽车、土木建筑等领域。碳纤维复合材料在质轻高强的同时，还具有优良的耐疲劳性、耐腐蚀性以及比强度高导致的优良施工性能等，使得它在对于材料性能有着特殊要求的海洋领域的应用前景同样不可小觑。近年来，北京化工大学碳纤维复合材料在船舶制造、海上能源开发、海洋工程修复等领域不断探索新技术。 在船舶上的应用 相比于传统的造船材料，碳纤维复合材料具有天然的优势。首先，碳纤维复合材料具有良好的机械性能。用其制造船体，具有质轻低油耗的特性，而且建造工艺相对简单、周期短、成型方便，因此施工和维护费用远低于钢制船舶。同时由于碳纤维与树脂基体的界面能有效的阻止裂纹扩展，故材料具有良好的耐疲劳性能；此外，由于碳纤维表面的化学惰性，船体具有水生物难以附生，耐腐蚀的特性，这也是船舶建造选材非常重要的因素之一。 碳纤维复合材料具有良好的声、磁、电性能：透波、透声性好，无磁性，因此可以用于提高军舰的隐身性能。在舰船的上层建筑中使用复合材料不仅可以减轻船体的重量，而且通过在夹层中嵌入有滤波功能的频率选择层，就可以在预定的频率下发射和接受电磁波，从而屏蔽敌方的雷达电磁波。各种天线和有关设备都统一组合装备在该结构内，不易被腐蚀，更有利于设备的保养。研制出类似的封闭综合传感器桅杆，这种桅杆是由纳米技术制造的玻璃纤维与碳纤维复合后作为增强体而制成。它可以让各种雷达波束和通信信号相互之间不受干扰地通过，并且损耗极低。碳纤维复合材料还可应用在舰船的其他方面。例如，在推进系统上可用作螺旋桨［和推进轴系，减轻船体的振动效应和噪声，多用于侦察舰和快速巡航舰。在机械和装备上可用作方向舵，某些特殊的机械装置和管道系统等。此外，高强度的碳纤维绳索在海军军舰的缆绳和其他军用物品上也有较为广泛的应用。 民用游艇大型游艇一般为私人所有，价格昂贵，要求质量轻，强度高，耐用性好。碳纤维复合材料可以应用于游艇的仪器表盘和天线，方向舵以及甲板、船舱、船舱壁等增强结构中。传统的复合材料游艇主要由玻璃钢制成，但是由于刚度不足，满足刚度设计要求后往往船体过重，而且玻璃纤维是致癌物质，国外逐步禁用。如今的复合材料游艇中碳纤维复合材料的使用比例大大增加，有的甚至全部采用碳纤维复合材料。例如超级游艇“巴拿马”号双桅船，船身和甲板采用了以碳纤维／环氧树脂为蒙皮。乙烯酯树脂夹层复合材料，pvc泡沫和碳纤维复合材料，桅杆吊杆均是定制的碳纤维复合材料，只有部分的船身使用了玻璃钢。空载重量仅有45t。速度快，油耗低，性能卓越。 在海洋能源开发上的应用 海底油气田近年来，碳纤维复合材料在海洋油气开发领域的应用越来越广泛。海洋环境下的腐蚀，高压，水底暗流流动带来的强剪切作用对材料的耐腐蚀性，强度和疲劳性能提出了严格的要求。碳纤维复合材料在海洋油田开发中有着明显的质轻、耐久、抗蚀方面的优势：一个1500m水深的钻井平台，其钢制系缆的质量就达6500t左右，而碳纤维复合材料密度是普通钢材的1/4，若使用碳纤维复合材料取代部分钢材将显著减少钻井平台的载重负荷，节省平台的建造成本；抽油杆的往复运动，由于管外海水压力与管内压力不平衡极易引发材料的疲劳断裂，而用碳纤维复合材料即可解决这一问题；由于海水环境耐腐蚀，其在海水中使用寿命比钢材要长，且使用深度更深。碳纤维复合材料可以用作油田钻井平台中的生产井管、抽油杆、储藏槽、海底输油管、甲板等部件。制造工艺分为拉挤成型工艺和湿法缠绕工艺。拉挤成型法一般用在普通管材和连接管上。缠绕法一般用作储槽和压力容器的表面，也可用在各向异性的柔性管道之中，其中碳纤维复合材料以特定的角度缠绕排列在铠装层之中。碳纤维复合材料的连续抽油杆是一种类似胶片的带状结构，柔韧性很好。使用碳纤维抽油杆能明显提高出油量，减少电机的载荷，相比之下更节能。而且碳纤维复合材料抽油杆比钢制抽油杆更耐疲劳，抗腐蚀性能更好，更适合应用在海底油田的开发中。 海上风电资源丰富，是未来发展的重要领域，也是风电技术最先进、要求最高的领域。我国海岸线约1800km，岛屿6000多个，东南沿海及岛屿地区风力资源丰富且易于开发。近年来大力促进海上风电能源的开发已经得到了有关部门的支持。风力发电叶片90%以上重量由复合材料组成。海上风力大，发电功率大，势必要求更大的叶片和更优良的比强度和耐久度。显然，碳纤维复合材料能够满足开发大型化、轻量化、高性能、低成本的发电叶片的要求，和玻璃纤维复合材料相比更适合应用于海洋领域。碳纤维复合材料在海洋风力发电中具有显著的优势。碳纤维复合材料叶片质量低，刚度大，模量是玻璃纤维制品的3~8倍；海洋环境下湿度大，气候多变，且风机24h工作。叶片耐疲劳性较好，能较好的抵御恶劣的天气；改善了叶片的空气动力学性能，减少对塔和轮轴的负载，从而使风机的输出功率更平滑更均衡，提高能量效率；利用碳纤维的导电性能，通过特殊的结构设计，可有效地避免雷击对叶片造成的损伤；降低风力机叶片的制造和运输成本；具有振动阻尼特性等。 碳纤维复合材料用于海洋工程建筑，主要利用其轻质高强耐腐的特性，以筋索材及结构件的形式，替代传统钢筋建材，解决海水侵蚀钢筋、运输路途遥远运输成本高的问题。已应用于海上岛礁建筑、码头、浮动平台、灯塔塔架等。

本成果涉及一种石墨烯在全氟烷氧基树脂（PFA）聚合物基材中定向排布的导热新材料。其复合材料热导率在平行于石墨烯排布方向，可达 25 W/(m·K) 以上，是原聚合物基材全氟烷氧基树脂（PFA）热导率的约 100 倍

针对当前各类电子信息元器件多功能化、高频化的趋势，特别是微波、毫米波60GHz载波通信的出现，所研发的新型微波旋磁-介电复合陶瓷材料能够在宽频段范围特别是微波频段内同时具有优良电磁性能与介电性能，并满足LTCC技术要求，是一种多功能电路板材料。研发的新型微波旋磁-介电复合陶瓷材料性能将达到先进水平，可以满足汽车、航空、航天等工业领域的需求，实现基于自主研发的微波磁介复合陶瓷材料及其相关器件的批量生产。项目的实施可以满足我国在运载火箭系统、卫星系统、导弹、神舟飞船、区域电子对抗系统中的微波通讯、功率放大器、发射机等微波集成电路中(MIC)等军事方面对无线通信天线的应用需求，从而填补我国在这一领域的技术空白，替代国外同类产品，改变我国目前面临的关键元器件受制于人的不利局面，具有巨大的战略价值和社会经济效应。本项目完成后，在微波磁介复合陶瓷材料技术方面具有独立的知识产权，降低我国在这一关键领域的对外依赖程度，同时将显著改善相关领域缺乏自主创新、具有高附加值的技术和产品的现状，形成示范性整体性产业化链条，提升产业地位。