课题组长期致力于沥青发泡设备的开发工作，掌握了装备设计及制造核心技术，积累了大量相关经验，已获得的成果如下： 1）国内首次开发出“用于混合料冷拌工艺的泡沫沥青发生设备”（图1），在实验室内沥青发泡效果达到了可工程化应用的水平。同时，利用该设备进行了不同发泡腔结构的沥青发泡对比试验（图2）。 2）开发出一台“移动式单头沥青发泡试验设备”（图3），可成功制出满足国家公路沥青路面再生技术规范技术性能要求的泡沫沥青，并且利用该设备进行了不同发泡条件的沥青发泡试验（图4）。  3）对面向搅拌站的沥青发泡设备进行设计开发。分别基于UG与CAD的二次开发，实现了面向搅拌站的沥青发泡设备的三维与二维结构的参数化设计（图5-6）。  4）完成上海市教委创新项目：《面向道路规模化快速修复的沥青发泡装备研发》。（项目编号：11CXY17） 5）完成建设部研究开发项目：《泡沫沥青冷再生装备关键技术研究》。（项目编号：2007-x2-25） 6)完成同济大学产学研合作横向项目：《沥青搅拌站泡沫沥青发生装置样机的开发》。（项目编号：1000245341） 7）课题组对泡沫沥青再生技术和工艺全面展开了研究和整理。例如：泡沫沥青再生工艺，混合料级配设计，泡沫沥青冷再生工艺，泡沫沥青的质量控制相关分析（其中包括：沥青发泡的影响因素分析；沥青发泡的评价指标定量定性分析；沥青发泡腔内部耦合流场初步分析；沥青发泡性能评价方法比较分析等）。

1)热固性树脂的固化速度与发泡速度的匹配 (2)环氧树脂、不饱和聚酯泡沫材料的制备

在硬质PVC泡沫行业的国际市场中，低倍率发泡制品仍为中低端项目产品，而整个产业链主流正朝着高强、高模、高倍率硬质交联PVC发泡结构板材的方向发展，如瑞典的DIAB公司和Alcan Airex公司均分别研制出Divinycell®和FOREXclassic®系列相关产品。目前，我国已有众多行业领域对高倍率硬质交联PVC发泡板材产品有大量需求，然而限于国外厂商的技术封锁，大部分产品主要依靠进口。本项目所研制的高倍率硬质PVC发泡板材是使用PVC树脂，通过模压成型过程中化学发泡剂的分解，以及湿气后处理时反应生成的氨基脲酸酯树脂，制备得到的高分子互穿网络结构制品，产品具有质轻、闭孔、高强度、粘接强度高、阻燃等特点。

泡沫材料是以树脂或橡胶为基础而其内部具有无数气泡的微孔材料，也可视为以气体为填料的复合材料。泡沫材料质轻，省料，能吸收冲击载荷，吸震、隔热和隔音的性能好，比强度高，不但不会降低基体的机械强度，而且还能提高其力学性能。聚氯乙烯（PVC）发泡材料有着优良的力学性能、加工方便和成本低廉等优点，本项目以聚氯乙烯（PVC）为主体材料，加入发泡剂、交联剂以及其它助剂泡孔调节剂等，挤出或者模

泡沫沥青生产需要专门的机械生产设备。目前，能够生产泡沫沥青再生机械设备的 厂家有德国维特根（Wirtgen）公司、美国卡特彼勒公司、美国的 CMI 公司、日本小松 公司和加拿大 SOTER 公司。其中，维特根公司生产的昂贵的冷再生设备在世界各地发挥 着卓越的性能。在我国，泡沫沥青再生技术的实施至今还未能摆脱依赖设备进口的局面， 维修施工备受限制，严重制约了泡沫沥青的推广与应用。同济大学基于模块化的设计理 念，成功研制出沥青发泡功能模块。该模块将沥青发泡系统各部分功能进行独立封装， 方便安装在现有的冷再生机或各种搅拌站，可以根据业主和投资商的需求进行配置，使 用上更加灵活，同时避免了投资商的经济压力。这一研制成果必将大力推进泡沫沥青这 一创新技术的推广应用。

成果简介本技术对现有的陶粒泡沫轻混凝土进行了改进， 获得成本低廉， 环保效果好，保温、 高强、 抗震的轻混凝土及轻混凝土墙板产品。上述轻混凝土加工成本同普通混凝土， 且加工和施工灵活， 可以直接浇注为建筑的轻混凝土构件， 也可以在工厂加工为轻质墙材的墙板和砌块， 配以专门高性能保温砂浆去建造自保温和抗震建筑， 大幅度减轻地基的荷载。该轻混凝土采用我校首先提出的轻质材料改性技术， 具有很大的技术优势，在结构材料的自保温、 抗震、 防火、 防水、 隔音， 以及大幅度降低住宅产业化的建造成本方面极具竞争力， 可使住宅产业化建筑的 PC 装配件的搬运成本降低 1/3以上。 该技术可以直接发展为高强轻混凝土制品， 如现浇轻混凝土、 轻混凝土砌块、 围护和分户隔墙用的系列轻质混凝土墙板， 用于建筑行业， 实现建筑节能70%以上的目标。 另外该技术中的 ECC 技术还可以用于高性能干混砂浆， 污泥陶粒还可以作为污水处理用的生物膜滤料和人工湿地的填充床骨料。成熟程度和所需建设条件污泥陶粒的加工已经完成竖炉和回转窑烧成的中试生产， 六安和镇江某陶粒加工企业已经开始用回转窑加工污泥烧胀陶粒。 用污泥陶粒原位发泡混凝土加工出的轻质墙板已经采用在住宅产业化的示范建筑上， 取得明显的建筑节能降耗的效果。所需建设条件： 1） 附近有污水处理厂和电厂， 分别提供水处理剩余污泥（湿泥） 和粉煤灰粗渣作为加工污泥陶粒的主要原料； 2） 轻混凝土的加工手段同普通混凝土加工手段， 墙板的生产可以采用立模生产工艺和平模浇注生产工艺， 其中平模浇注生产工艺可以自动化连续生产， 上述两个生产工艺设备目前已属成熟生产工艺设备， 安工大提出的平模浇注生产工艺已经申请发明专利。完整生产工艺的主要投资设备有： 1） 搅泥设备； 2） 成球机； 3） 烧成设备（回转窑或竖炉）； 4） 混凝土搅拌设备； 5） 墙板机（平模或立模）； 6） 养护设备。技术指标污泥陶粒的技术指标如下： 粒度 5-10mm； 筒压强度 3-8MPa； 吸水率≤10%，重金属溶出无害。墙 板 的 技 术 指 标 ： 导 热 系 数 ≤0.1W/m· K ； 抗 压 强 度 ≥5MPa ； 容 重≤800kg/cm3， 其余指标满足相关国标要求。市场分析和应用前景目前从建筑节能和节约土地的需要角度出发， 需要使用大量的轻质建筑材料使建筑能满足保温指标合格和使楼层加高需求， 同时多地区处于地震带更需要轻质、 高强、 整体性好的混凝土基建筑材料， 因此对作为轻质建材的主要基础材料轻骨料的依赖性越来越强。正在我国兴起的住宅产业化和目前普遍采用的框架结构建筑需要墙体在构造时结合点少、 整体性好、 建造速度快， 因此围护墙体、 分户墙体、 各类隔墙开始大规模需要低成本高性能的组装式轻质墙板， 因此上述产品的市场需要是越来越大。本项目开发的轻质骨料和轻质墙板都是建立在用水处理污泥和粉煤灰粗渣两种废弃物作为主原料的基础之上， 因此加工成本低廉、 加工过程具有显著的环保效果， 因此污泥陶粒和污泥陶粒基轻质墙板为具有很好市场前景的绿色建材产品， 尤其是在陶粒生产中直接采用湿污泥作为原料进行陶粒坯体加工， 解决了目前污泥干化难的问题， 使整个污泥陶粒及轻质墙板的加工成本比其他陶粒产品降低了 30%以上， 因此具有较好的市场前景。另外污泥陶粒还可以作为水处理用的滤料和各种人造湿地的填料。社会经济效益分析建设一条年产 3 万立方米污泥陶粒的生产线可以基本消纳一个中等城市污水处理厂的水处理湿态剩余污泥的合理处置问题， 彻底根治了水处理污泥的二次污染， 具有极高的环保价值。 后续产品轻质墙板使用后可以使墙体达到建筑节能70%以上的目标， 且可以减轻地基的承载， 使建筑整体性好， 因此具有很强的抗震作用。 污泥陶粒及轻质墙板可以同时解决污泥、 粉煤灰固废的资源化问题、 消除其二次污染问题， 且后端产品的节能降耗和减少二氧化碳排放效果显著， 抗震性能好， 因此社会效益极为显著。知识产权及成果获奖情况（1） “水处理污泥陶粒的低能耗加工” 项目， 2011 年通过了省科技厅组织专家验收鉴定， 评定成绩为优秀。（2）“水处理污泥资源化之陶粒产品的关键技术研究” 项目， 2013 年通过了省教育厅组织专家验收鉴定， 评定成绩为优秀。（3）“水处理污泥陶粒的低能耗加工” 获得了 2012 安徽省科技成果证书。（ 4） “ 一种用废纸造纸污泥制备陶粒的方法”， 发明专利， 专利号：ZL200810155372.6合作方式合作开发、 受托开发联系方式材料科学与工程学院 樊传刚电话： 0555-2311570； 手机： 13855578005； E-mail/ chgfan@ahut.edu.cn。

本技术对现有的陶粒泡沫轻混凝土进行了改进，获得成本低廉，环保效果好，保温、高强、抗震的轻混凝土及轻混凝土墙板产品。上述轻混凝土加工成本同普通混凝土，且加工和施工灵活，可以直接浇注为建筑的轻混凝土构件，也可以在工厂加工为轻质墙材的墙板和砌块，配以专门高性能保温砂浆去建造自保温和抗震建筑，大幅度减轻地基的荷载。该轻混凝土采用我校首先提出的轻质材料改性技术，具有很大的技术优势，在结构材料的自保温、抗震、防火、防水、隔音，以及大幅度降低住宅产业化的建造成本方面极具竞争力，可使住宅产业化建筑的 PC 装配件的搬运成本降低 1/3以上。该技术可以直接发展为高强轻混凝土制品，如现浇轻混凝土、轻混凝土砌块、围护和分户隔墙用的系列轻质混凝土墙板，用于建筑行业，实现建筑节能70%以上的目标。另外该技术中的 ECC 技术还可以用于高性能干混砂浆，污泥陶粒还可以作为污水处理用的生物膜滤料和人工湿地的填充床骨料。

甲醇制烯烃(MTO)是最有希望替代传统石油裂解制取烯烃路线的新兴工艺,而MTOI艺的研究重点在于催化剂的开发。本技术以甲醇制烯烃反应为对象,开展了SAPO-34分子筛催化剂的制备与性能评价,并基于筛选确定的最优催化剂,完成了甲醇制烯烃本征动力学实验研究,建立了与实验数据良好相容的本征动力学模型。采用水热法合成SAPO-34分子筛,晶化温度为200℃,晶化时间为48h,动态晶化。在一定的原料配方下,通过性能评价和XRD、SEM和TPD等表征相结合的方式,考察了双模板剂配比、硅铝比、磷铝比对SAPO-34分子筛性能的影响。结果表明,在实验考察的双模板剂配比范围内均能合成出SAPO-34分子筛,合成的分子筛具有相对最好的MTO催化性能,总低碳烯烃(乙烯+丙烯)收率达到87.7%。在双模板剂下过低的硅铝比会影响SAPO-34分子筛的晶相结构,导致SAPO-5混晶的生成,相对适宜的硅铝比为0.4。磷铝比影响分子筛合成的初始凝胶PH值,过高或过低均不利于SAPO-34分子筛MTO性能的提高,相对适宜磷铝比为1.0。以原位合成法考察了La、Ce和Y三种稀土金属离子对SAPO-34的改性作用。

使用不添加助剂的 Fe5C2 催化剂，在光照和常压的条件下可使 CO 的转化率达到 50% ，在烃类产物中可以得到 56% 的低碳烯烃（烯 / 烷比高达 11 ）， CO2 的选择性低至 18% ，且催化剂具有优异的循环稳定性。首先 Fe5C2 催化剂在整个太阳光谱中具有良好的光吸收，出色的光热效果（在光热条件下催化剂表面温度可以升到 ~500 oC ）改变了催化剂 对产物的 选择性。相 比较 ，传统热催化转化合成气反应在 该 温度下，烷烃产物却以甲烷为主（选择性为 95% ）， CO2 的选择性高达 36% ； 其次 Fe5C2 催化剂表面在光照条件下原位形成了微量 O 原子修饰的 Fe5C2-O 异质结构，该独特的结构 以及催化剂对光电吸收 促进烯烃 快速 脱附，避免其进一步加氢生成烷烃，从而提高烯烃的选择性。通过比较基态（热催化反应）和激发态（光催化反应）下烯烃和烷烃的吸附能量值，发现表面 O 原子可以 改变 Fe5C2 表面的局部电子结构和光学带隙，使反应更趋向于低碳烯烃的生成。