成果简介：本技术是北京理工大学承担的国家“十五”科技攻关计划课题“农药水分散粒剂（WDG）的共性技术开发”的一部分，研究成果如下：（1）已 完成丙烯酸系共聚物盐分散剂的合成及工艺条件的优化工作，并与北京广源 益农化学责任有限公司合作完成了产品的中试生产，并将在国家“十一五” 攻关计划的支持下进行产业化开发。其中丙烯酸共聚物盐分散剂在合成工艺 上有创新，并填补了我国在相应的农药 WDG 专用高分子分散剂的空白，产品 性能达到国外类似产品的水平。（2）采用合成的丙烯酸共聚物盐分散剂，并 结合国产的其它

本技术以 (甲基) 丙烯酸甲酯和二甲基乙醇胺为主要原料，在催化剂存在下，通过反应精馏获得高转化率高纯度的产品。同现有工艺相比，本技术采用反应精馏技术，具有原料消耗低，产品纯度高等优点，具有较强的技术优势。 对于年产5000吨 (甲基) 丙烯酸二甲氨基乙酯生产线，设备投资约1000万元。主要设备包括：反应精馏塔、泵、贮罐、精制塔等。

"本项目主要是针对高浓度氨氮废水处理过程中存在氨氮处理效果差，处理效率低、氨氮吹脱过程中能耗较大、粗氨气吸附提纯过程中高温对于吸附材料的影响和水蒸气对于吸附过程的影响、回收产品（氨水或硫酸铵）纯度不高等技术问题。 本项目以高浓酚氨废水为处理对象，采用“催化吹脱-树脂吸附”技术，通过“高效催化”、“低温吹脱”、“强化吸附”等技术手段，同步实现氨氮高效吹脱、分离、提纯，从而实现酚氨废水的深度脱氨，实现氨氮的强化去除、高效回收和提纯精制，减少后续生化单元处理规模和运行成本，同时保障了回收产品的纯度，实现资源回用，具有很好的市场推广价值。"

利用厌氧氨氧化菌一步去除污水中 90%以上的 NH4+-N 和 85%以上的 TN，同时耦合异养脱氮，提高 TN 去除率至 95%以上，实现工业废水自 养异养耦合脱氮，主要特点如下： 1. 总氮去除负荷高，是传统脱氮工艺的 2-5 倍； 2. 根据化学计量关系，厌氧氨氧化工艺可节省 62.5％的供氧动力消 耗；3. 厌氧氨氧化反应无需有机碳源，耦合系统节省了 90％的有机碳源 消耗； 4. 污泥产量减少 90%，节省了污泥处理处置费用； 5. 不但可以减少 CO2等温室气体的排放，而且可以消耗 CO2，综合 CO2 减排 90%以上； 由于以上特点，厌氧氨氧化技术能够大幅降低污水处理费用，是国际 上最先进的废水生物脱氮技术，属于绿色低碳的处理技术，对于实现 碳达峰、碳减排具有重要意义。

针对服务区污水处理的相关技术 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 现有高速公路服务区污水处理系统的总体设计不合理，直接套用市政污水工艺，无法有效应对服务区高波动、高氨氮的水质特征，普遍存在设备运行维护难、生化系统稳定性差和经常崩溃、出水氮磷不达标等突出问题。产生黑臭水体，频繁遭到附近村民投诉的现象。 为了解决以上问题，本技术为坚持生态优先与绿色发展，营造青山绿水的美好环境，解决服务区污水超标排放污染环境的问题，创新性的提出了针对高速服务区污水处理的新模式即“源头分离、智能调蓄、分类处理、强化脱氮”的十六字字方针。即对服务区污水采用尿液分离技术，分离出高氮磷的尿液废水，降低后续污水处理设施处理负荷；并采用人工智能算法动态控制尿液废水的收、贮、排，实现尿液废水智能动态调蓄，达到后续综合污水氮磷浓度削峰填谷，降低波动率，减少冲击；对尿液废水和综合污水采用分类处理策略，研发高效生化脱氮技术，结合智能控制系统，针对不同波动率的污水采用不同的抗冲击抗波动策略，实现服务区污水针对性控制；最后强化综合污水处理系统的脱氮能力，研发具有强化脱氮能力的“菌巢”材料及其反应器，实现主体污水处理工艺强脱氮、抗冲击的效果，保证出水稳定达标。 目前国内没有专门针对服务区污水处理的相关的技术，本技术已在实验室小试和现场中试试验尺度上验证了该新工艺和新思路的可行性，目前本技术已经申请了三个国家发明专利，2篇学术论文正在撰写中。这表明本技术具有很强的先进性和独占性。

本发明涉及环境敏感型的高分子材料领域，旨在提供一种pH和温度双重敏感的离子微水凝胶的制备方法。该方法是将N-烷基丙烯酰胺类单体、含叔胺基团的双键化合物和引发剂在无水溶剂1,4－二氧六环或四氢呋喃中，无氧条件下进行自由基共聚反应；采用乙醚或石油醚为沉淀剂提取二元共聚物，经离心分离后真空干燥至恒重；将所得二元共聚物配制成水溶液，加入多卤代烷烃化合物，在40-70°C恒温搅拌；纯化后加入有机阳离子盐类化合物，室温下恒温搅拌即得pH和温度双重敏感的离子微水凝胶。该制备方法简单易控，得到的微水凝胶具有pH和温度双重敏感性，引入了聚离子液体的优良特性，纯度高、稳定性好，溶胀率大，适合在药物可控缓释和传感器等领域的应用。

利用超分子凝胶网络溶胀吸收多种荧光小分子而不互相干扰，成功实现了凝胶材料荧光的多色调制，为构筑荧光可调制软材料提供了一种新的方法。他们首先设计合成了如下图所示具有良好溶胀性能的水凝胶，这种水凝胶含有两种互不干扰的键合位点（金刚烷基团和磺化杯[4]芳香烃基团，图2），其中磺化杯[4]芳香烃对水凝胶的高度溶胀起到关键性的作用，并且这种高度溶胀性能提升了荧光分子进入水凝胶的扩散速率。这两个键合位点可以分别键合染料分子四苯乙烯修饰的β环糊精（TPECD，蓝色荧光）和4-[4-（二甲基氨基）苯乙烯基]-1-甲基吡啶鎓碘化物（DASPI，橙色荧光）而不互相干扰，并且键合作用可以大幅度增强染料的荧光发射强度。他们还通过调节凝胶溶胀过程中外液TPECD和DASPI的浓度比例，成功构筑了可以发出蓝色、黄色，特别是白色荧光的超分子水凝胶。与已知的用于构筑发光凝胶的方法相比，先构筑凝胶、后引入荧光基团制备可调节荧光水凝胶的方法非常简便，为水凝胶在可调控有机发光显示器或光学器件中的应用奠定了基础。

本发明属于功能材料领域，提供了一种丝素蛋白‑NIPAM光子晶体水凝胶及其制备方法。所述制备方法包括采用物理交联剂将丝素蛋白和N‑异丙基丙烯酰胺(NIPAM)在常温下共交联，并在交联反应过程中嵌入三维光子晶体阵列。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、技术分析 本发明属于功能材料领域，提供了一种丝素蛋白‑NIPAM光子晶体水凝胶及其制备方法。所述制备方法包括采用物理交联剂将丝素蛋白和N‑异丙基丙烯酰胺(NIPAM)在常温下共交联，并在交联反应过程中嵌入三维光子晶体阵列。本发明提供的制备方法制备的光子晶体水凝胶具有良好的生物相容性、弹力性能、吸水性能，与皮肤之间具有良好的贴合性，紧贴皮肤表面不易脱落，还同时具有优良的压力传感性和温敏性，可对温度和压力的变化产生颜色变化响应，实现压力和温度变化的裸眼观测。 对温度的响应：在35℃时观察到的丝素蛋白‑NIPAM光子晶体水凝胶由原来的蓝色局部变为紫色和红色，结构色发生明显改变，是由于水凝胶急速收缩导致阵列从密堆积结构变为不均匀的其他晶型状态，导致结构色出现反常变化。因此，本发明提供的丝素蛋白‑NIPAM光子晶体水凝胶的LCST在35℃附近。当温度低于31℃时，光子晶体水凝胶的反射峰几乎不发生移动；而当温度到达31℃时，反射峰逐渐红移；之后随着温度的升高，在34‑35度之间，产生大幅度红移。由上述试验结果可知，丝素蛋白‑NIPAM光子晶体水凝胶在34‑35℃之间出现了相转变。现有技术已知纯NIPAM凝胶的LCST约为33℃。由于本发明提供的制备方法制备的丝素蛋白‑NIPAM光子晶体水凝胶的LCST接近人体温度，并且光子晶体水凝胶的相转变温度可通过添加盐离子等方法进行调节。再加上光子晶体水凝胶具有良好的弹性和皮肤贴合性。因此，本发明提供的制备方法制备的丝素蛋白‑NIPAM光子晶体水凝胶可用作敷料裸眼检测体温，快速准确地判断体温是否正常。 对压力的响应：将光子晶体水凝胶膜贴在物体表面，当物体表面有外加压力存在时，光子晶体水凝胶膜会发生颜色的变化，可以用来裸眼识别外加压力的大小。例如将光子晶体水凝胶膜贴在人体关节表面，当关节弯曲时，带动水凝胶膜伸长，其中的光子晶体晶格间距变大，进而产生结构色的变化。光子晶体水凝胶膜的这一特性可应用于运动康复监测领域，监测关节的运动灵活性，裸眼观察即可轻松获取运动康复情况。 吸水性能评价：将制备的丝素蛋白‑NIPAM光子晶体水凝胶的5mm膜放在干燥环境中失水，当其含水量降为最大含水量的50％时，光子晶体水凝胶的体积产生相应的缩小；将其放置于含水容器中浸泡30min后即可恢复到最大吸水量状态。在经历上述失水和吸水过程后，光子晶体水凝胶的各项性能保持稳定。由此可知，光子晶体水凝胶的吸水性能良好，且吸水、失水过程不会破坏其结构。又由于其与皮肤的贴合性很好，十分适合用作水溶性药物载体材料。 酸碱稳定性评价：配制pH＝5 ,6 ,7 ,8 ,9的磷酸缓冲液，将实施例1制备的丝素蛋白‑NIPAM光子晶体水凝胶的1mm膜分别置于上述缓冲溶液的培养皿中，10分钟后用光纤光谱仪检测其反射光谱。试验结果显示光子晶体水凝胶在上述缓冲液中反射峰均未发生移动。因此，光子晶体水凝胶在上述pH范围内具有良好的酸碱稳定性和耐受性，不会随外界pH变化产生收缩或溶胀，具有良好的环境适应性。 自修复性能评价：将实施例1制备的丝素蛋白‑NIPAM光子晶体水凝胶的2mm膜用刻刀切开后，切口接触放置在一起，放置24小时，观察发现切口消失。因此，光子晶体水凝胶具有一定的自修复能力，利于增加使用寿命。检验自修复后的光子晶体水凝胶强度，将光子晶体水凝胶两端固定并缓慢拉伸，拉伸30％时切口出现裂缝，50％时切口完全断开。由此可知，光子晶体水凝胶具有一定程度的自修复性能，但是由于修复仅为物理相互作用力产生，因此不能承受较大的外力。

成果创新点 与市场上现有气凝胶产品采用超临界干燥技术不同， 本产品采用常压干燥方式制备。 粉体的导热系数达到 0.015W/mK,复合保温毡垫的导热 系数达到 0.022 W/mK，保温性能优于市场上有机保温材料， 而且燃烧性能达到 A 级不燃，兼有保温和防火效果。 通过工艺改进解决了常压干燥制备有机溶剂使用量大 和制备周期长的缺点，而且使用无机硅源和有机溶剂使用 少，制备成本大大降低。