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面向生物医药和精细化工绿色高效制造的微流控技术
1. 痛点问题
化学工业是我国国民经济的支柱产业，集中于生产基础和大宗化工原料，而面向高端制造业和战略性新兴产业的产品，其比重不足10%。化工产业正受到国外技术壁垒和国内消费结构升级及生态环境保护要求提高的多重压力，需要加快转型升级，迈向高端化和绿色化。
针对传统医药中间体、精细化工生产设备技术革新的研究方向，微反应器和微流控技术的研究和应用成为国内外研究机构的研究热点。微反应器和微流控技术自上世纪九十年代提出，就受到学术界和产业界的广泛关注。微反应连续化生产技术是一项在新世纪中具有革命性的技术，是生物、化学、化工等交叉前沿的方向；2009年，25家国际著名跨国公司和研究机构将微化工技术列入化工产业发展新方向，联合启动了构建所谓灵活、快速、未来化工厂的“F3计划”。医药中间体、精细化工产品由于产量小，目前普遍采用传统的反应釜等设备，单批次生产，存在原料利用率低、污染排放量大,生产过程安全性较差，难以适应可持续发展的需要。解决医药中间体、精细化工生产的环保、安全、效率等问题，是目前广大中小型生产企业实现跨越式发展的关键。
2. 解决方案
微反应器/微流控技术：以微结构元件为核心，在微米或亚毫米受限空间内进行的流动、传递和反应过程，它通过减小体系的分散尺度强化混合、分散与传递，提高过程可控性和效率，以“数量放大”为基本准则，将实验室成果可靠地运用于工业过程，实现大规模生产。
目前，微反应器/微流控技术已经从研究阶段向工业化生产阶段发展，相关技术及产品的应用正处于快速增长的阶段，在生物医药、化妆品、环保等领域，都有着广泛的应用需求。采用微反应器成套技术，在实现化学品生产的连续化同时，具有低能耗，高效率，低排放，高安全性等一系列优势。
1) 本项成果基于微化工技术，结合先进的生产装备自动化技术，提供面向生物医药制造领域的绿色高效的微流控技术生产方案。
2) 同时，结合先进智能制造技术，可以构建全自动的集成化工艺平台，实现智能化、绿色化的生产工艺及装备的整体应用。
清华大学
2021-09-08
(R)-硫辛酸手性中间体的绿色酶法不对称合成技术
(R)-硫辛酸是一种能消除老化与致病的类似维他命的物质，可以去除机体自由基，促进机体利用葡萄糖合成维生素C，能有效去除黑色素，还可协助辅酶进行有利于机体免疫力的生理代谢，是一种万能抗氧化剂药物，广泛应用于预防和治疗心脏病、糖尿病及老年痴呆症。而近年来欧美国家开始将其应用于食品、保健品及化妆品，应用范围的扩展为其市场增长提供了广阔的空间。目前 (R)-硫辛酸的生产主要是通过化学拆分法合成 (化学拆分法合成途径) ，即先通过化学法合成混旋硫辛酸，再利用苯乙胺作为拆分剂对其进行拆分，得到的右旋硫辛酸苯乙胺盐，经盐酸脱盐得到 (R)-硫辛酸粗品，精制后即可得到合格的 (R)-硫辛酸。但由于该法工艺复杂，需要多次结晶，成本高、理论得率仅为50%。
本技术利用酶法不对称还原8-氯-6-羰基辛酸乙酯制备 (S)-8-氯-6-羟基辛酸乙酯，再结合化学法合成 (R)-硫辛酸的工艺路线 (化学-酶法合成途径) ，可使 (R)-硫辛酸的合成步骤由化学-拆分法的9步缩减到化学-酶法的6步、产品收率提高40%、生产成本降低20%，而且也显著地减少了原料消耗和废物排放，是典型的环境友好的绿色合成工艺。合成的最终产品 (R)-硫辛酸的光学纯度在99%以上，其产业化更具有经济效益、更符合绿色技术的要求。
华东理工大学
2021-04-13
一种新型2,4-二羟基二苯甲酮绿色合成催化工艺
本发明公开了一种具备高除湿能力且循环稳定性优异的含一维孔道的锆基金属有机框架材料及其制备方法和应用，通过水平轴向扩展X型有机连接子的核心部分，确保有机连接子“邻位二苯甲酸”部件保持不变，实现能同时满足含一维孔道、Zr<subgt;6</subgt;簇螯合配位甲酸根同平面且相邻Zr<subgt;6</subgt;簇甲酸氧间距≤5.4Å三个必备条件的锆基金属有机框架材料的同构合成。同时具备以上三个条件可有效限制相邻Zr<subgt;6</subgt;簇之间中心位置引入水分子，从而防止了该位置水分子在脱附过程中引起受力不均衡导致整体网格结构坍塌的情况。通过有意地缩短或延长有机连接子核心在水平轴向上的长度，合成得到的含一维孔道的锆基金属有机骨架材料均表现出高的水吸附循环稳定性。
南京工业大学
2021-01-12
适用于致密油储层的压裂排驱液及其制备方法
本发明涉及适用于致密油储层的压裂排驱液及其制备方法，该体系的动力学过程与压裂、排驱过程具有高度协同性，可为致密油储层大幅度提高采收率提供技术支持，属于油气田开发工程.
背景技术：我国致密油资源丰富，预计可采资源量约14～20亿吨，开采潜力巨大，鄂尔多斯长7和准噶尔吉木萨尔两大致密油区成功开发，预示着致密油将会成为我国原油供应的新生力量。但由于我国致密油孔隙度一般小于10％、渗透率一般小于0.1×10-3μm2，具有低孔低渗的典型特征。储集层喉道具有突出的微-纳米级孔喉系统特征，以鄂尔多斯盆地长7段致密油为例，储集层喉道半径主要分布于0.10～0.75μm。因此采用人工压裂措施，利用压裂液携砂在储层中形成人工缝网系统进行衰竭开采，由于基质致密难以将其中的原油驱至缝网，另外储层压力的降低，将导致缝网的闭合，阻塞油流。这是致密油衰竭开采产量递减快、采收率低、后续补充能量困难的主要原因，通常致密油的年产量递减>40％，甚至达到90％；致密油平均一次采收率仅为5％～10％。为了进一步提高致密油采收率，通过注入驱替流体，注气、注水等增产措施补充地层能量。注水可提高采收率，但注不进去，致密油储层岩石表面极性易形成水化膜，地层粘土矿物遇水膨胀，孔隙趋于闭合，导致注水压力迅速上升，注入量大幅度减小，地层能量未有效补充。注气的气源问题限制了其规模化应用。针对以上致密油开发手段遇到的难题，本发明创新地提出一种用于致密油储层兼具压裂和排驱双重作用的压驱体系及其使用方法，将压裂和增产两次措施缩减为一次措施即可大幅度提高致密油采收率。
中国地质大学（北京）
2021-02-01
一种丙烯酸镁-超细水泥双液复合灌浆材料
成果描述：本发明公开了一种丙烯酸镁-超细水泥双液复合灌浆材料。灌浆材料主料分为A、B组分，其中A组分的成分及重量配比为：超细水泥：水：活性氧化镁：粉剂萘系高效减水剂：硅粉=100：50-100：0-5：0.5-1.5：2-5，B组分的成分及重量配比为浓度为36%-40%的丙烯酸镁溶液：氯化钙：三乙醇胺：过硫酸钠=10-30：0.5-3：0.1-0.5:0.01-0.05。本发明是采用聚合物与超细水泥复合而成的灌浆材料，具有可灌性好、凝结时间可调、浆液结石强度高等优点。本发明在破碎松散地层固结、地基改良、建筑物基础加固等领域具有广泛的应用前景。市场前景分析：轨道交通基础设施建设领域。与同类成果相比的优势分析：技术先进，性价比较高。
西南交通大学
2021-04-10
一种固液全分离的固体管道输送装置及其输送方法
本发明属于管道运输领域，旨在提供一种固液全分离的固体管道输送装置及其输送方法。本发明包括贮水装置、主输送管道、注入管道装置、涡街流量计、排气阀、球阀、调节阀、离心泵和控制装置，所述贮水装置包括第一贮水装置、第二贮水装置和料仓水封箱，所述调节阀包括第一调节阀和第二调节阀，所述球阀包括第一球阀、第二球阀、第三球阀和第四球阀。本发明的有益效果是：本发明通过单独的入料口端，避开离心泵实现固体物料的装载，无论何种形状固体，都可通过入料口端进入主输送管道，随载流体高速输送，本管道系统基本全部实现水充和水封，管道中很少有空气，长期处于湿保养状态，管道系统使用寿命大大提高。
浙江大学
2021-04-11
一种多功能单分散纳米复合成膜液的制备方法
本发明公开了一种多功能单分散纳米复合成膜液的制备方法，属纳米材料应用技术领域。其特征是 利用纳米TiO2、ZnO、SiO2功能互补性能把纳米TiO2、ZnO、SiO2粉体按比例分散在水中，并调节体系的 pH值，加入助成膜剂和成膜剂，使之成膜。采用长时间的超声振荡使之呈单分散稳定状态。用该方法制得 的纳米复合成膜液颗粒呈单分散状态，稳定性优良，可直接作为分散液使用，也可在多种基材上涂覆成膜 且涂膜具有降解有机物、灭菌、耐老化、耐水洗和粘附牢固等优异性能，可广泛应用于涂料、光催化、环 境净化等领域，使纳米材料的优异性能得以充分发挥。本方法具有工艺过程简单，易控制，适用于规模化 制造等特点；产品应用广泛。
四川大学
2021-04-11
多点交替进水混合液资回流阶式A2/O工艺
多点交替进水阶式A2/O工艺是东南大学借鉴UNITANK与A2/O的优点，而研发的新型活性污泥脱氮除磷工艺。该工艺周期运行，连续、交替进水，连续出水，一体化设计，单独设置专用的沉淀池。与普通活性污泥法相比，不设混合液回流设备，污泥少量回流。
东南大学
2021-04-10
一种四容水箱液位分布式状态反馈控制方法
本发明公开了一种四容水箱液位分布式状态反馈控制方法，包括初始化分布式状态反馈控制器参数；迭代求解线性矩阵不等式组组成的凸优化问题，求解被控对象每个子系统各自的最优状态反馈矩阵；将计算得到的最优状态反馈矩阵，分别实施到相对应的子系统。本发明方法相比集中式状态反馈控制，在很小性能损失的情况下减少了控制器计算时间，且安全性、灵活性和可靠性更高，相比分散状态反馈控制，控制品质更高；具有跟踪速度快、跟踪过程平滑、抗耦合性能强和稳态误差小的优点。
东南大学
2021-04-11
一种用于镀锌板的彩涂无铬预处理液
简介：本发明公开一种用于镀锌板的彩涂无铬预处理液,属于镀锌板无铬钝化技术领域。该彩涂无铬预处理液的成分及质量百分比为:有机硅烷,8～20%;无机盐,1.2～4%;氧化剂,1～2%;络合剂,0.12～0.24%;溶剂为去离子水,余量;该无铬预处理液的pH值为3～4,通过无机酸进行调节。本发明能在形成无机金属化合物沉淀膜的基础上再形成一层三维网状的致密有机硅烷阻隔层,同时由于有机硅烷的加入,不仅能增加钝化膜与镀锌层的结合力,且能提高钝化层的耐蚀性、耐洗刷性和耐磨性,完全能够满足彩涂工艺的需求。本发明可利用现有的钝化设备及工艺,且不含铬,是一种环保型钝化液。
安徽工业大学
2021-04-13