自然界中，贵金属金（Au）的块体只能以其热力学稳定结构面心立方(fcc)相存在。只有在纳米尺度，利用湿法化学合成方法，人们才能获得具有独特光学性质的，密排六方hcp-4H结构的Au纳米材料。虽然通过配体交换或外延生长贵金属的方式，可以在溶液中诱导4H相的Au变为fcc结构，获得更多的结构信息。但是，具体的结构性质和相转变过程仍然无法确定。本工作利用金刚石对顶砧（DAC）技术对4H相的Au纳米材料进行研究，探索其结构和相变过程，达到高压贵金属相工程的目的。 高压X射线衍射表明，压力在1.2 – 26.1 GPa之间，Au的4H结构逐渐转变为fcc相。同时，该过程的不可逆性使得贵金属高压相工程成为了可能。即通过控制最高压力，获得不同4H/fcc相含量的Au纳米材料。同时，相比纯4H相的Au纳米带，具有4H与fcc相交替多相结构的4H/fcc Au纳米棒更容易发生高压相变。这主要是由于4H/fcc多相Au纳米棒中大量相边界提供的相变成核位点，可以促进4H-fcc的相变过程。此外，课题组通过高分辨透射电子显微技术和密度泛函理论（DFT）计算的结合，首次观测到了原子尺度的Au相变路径。发现Au由4H-fcc的相变机理为（-112）4H晶面的整平，并伴随着密堆积方向的改变。这与以往观测到的金属高压hcp-fcc相的相变机制完全不同。该工作不仅对Au纳米结构的稳定性和相变提出了新的见解，而且提供了一种利用压力来调控贵金属纳米材料晶相含量的新策略，该策略可用于研究基于晶相的催化、表面增强拉曼散射、波导、光热疗法、传感、清洁能源等领域中。

金属材料热处理、机械自动化、汽车悬挂系统设计研发

高盐废水、高氨氮废水、高浓废水、难降解废水、重金属废水的处理一直是废水处理的热点和难点问题，对设备、材质和工艺的要求极高，本技术综合考虑以上难点，采用低压膜蒸馏技术，通过系统集成和优化，在较低能耗和较少设备投资的情况下，使出水达到国家排放标准(甚至可以达到饮用纯净水的标准) ，并对废水中有用成分尽可能进行回收，以降低成本。

本发明提供一种电弧熔丝增材制造复合无针搅拌摩擦制备金属构件的方法，采用电弧熔丝增材制造工艺，按照预设打印程序在基板上从第一层开始以向上生长的方式逐层沉积，直到沉积最后一层，获得所需金属构件；其中，在第一层至最后一层的沉积过程中，对每一层沉积层均采用无针搅拌摩擦进行处理，提高当前沉积层的表面精整度，并消除沉积层表面的氧化层，加深下一层沉积层与当前沉积层之间相互融合的程度，同时通过无针搅拌摩擦重新分布当前沉积层的残余应力并消除偏析，从而提高相邻沉积层之间的层间结合性。

一种在金属催化下亚胺与一氧化碳共聚合成多肽类聚合物材料的新的、简捷的方法，不用氨基酸为原料，以廉价的亚胺和一氧化碳为单体，在金属催化下发生交替共聚，直接生成多肽，从而使合成多肽的成本大大降低。这一途径将可以避免繁杂的合成和活化氨基酸的步骤，使得多肽的合成和传统的方法(如开环聚合反应法)相比，被大大地简化。所得到的多肽类材料，在生物医学材料和制药等领域具有重要用途。 该方法是在高压釜中，以 1，4-二氧六环为溶剂，在 800psi 压力的 CO、50℃油浴以及在催化剂作用下，亚胺与 CO 共聚得到产物多肽。采用一种简单的金属钴化合物作催化剂，能有效地催化亚胺和一氧化碳的交替共聚，得到高分子量和低分散度的多肽类聚合物。方法简捷。 已取得的知识产权： 本项目得到国家自然科学基金资助，是一项具有原始创新性的科研 成 果 ， 已 申 请 2 项 中 国 专 利 （ 申 请 号 200610129890.1 ，200710195204.5）和国际专利（申请号 PCT/CN2007/003465），还将对后续发现及时申请专利保护，因此将拥有该技术的全部知识产权。成果发表在化学刊物 Angew.Chem.，已受到学术界和一些国外公司的关注。 应用前景分析及效益预测： 应用行业：生物医学材料、制药、功能材料。该项目所提供的新型多肽类化合物，已经能够为生物医学工程领域提供一类新的重要的可供选择的材料。从长远来看，开发出多个新的有效的催化剂体系，实现更多类亚胺与一氧化碳的共聚，最终使该方法成为一种广泛有效的多肽的合成方法，将具有重大的社会和经济效益。 应用领域及能为产业解决的关键技术： 作为新的生物医学材料可能具有更好的生物兼容性，因而代替现有材料用于人工血管等方面。此外，还可被用作药物的糖衣以及具有药物缓释等功能。如能实现一般肽类的合成，其低廉的成本将有潜力替代用任何其它合成方法得到的该类产品。不用氨基酸为原料，而是以廉价的亚胺和一氧化碳为单体，从而使合成多肽的成本大大降低、方法大大简化。 技术产业化条件： 投资规模约 500 万元（不含基建投入）。

超级电容器是一种新型绿色储能器件，拥有比功率大、充放电效率高， 寿命长等优点，在低碳经济时代展现出巨大应用前景，已经被广泛应用于电 子产品、电动汽车、混合电动汽车、无线通讯设施、信号监控、太阳能及风 力发电等领域。开发具有高能量、高循环性和低成本的超级电容器是该领域 未来重要研究之一。电极材料作为超级电容器的核心组成部分，对其储能 性能有着至关重要的影响，而具有高理论容量、低价格的过渡金属基化合物 （Fe、Co、Ni）是实现高容量、低成本超级电容器首选的电极材料。以过渡金 属基化合物为主要研究对象，对其组分及结构进行了调控，通过储能性能测 试及储能机理分析，为开发高性能、低成本的活性电极材料提供实验依据。 这一研究的开展，给组装超高能量密度的超级电容器并使其从实验室走向我们 的日常生活带来了新的前景。 1.先进性及产业化前景：提高性能、降低成本一直以来都是超级电容器发展的 主旋律，其中能量密度低是超级电容器发展面临的主要问题，因此开发出具 有高能量、成本低的超级电容器迫在眉睫。就提高性能而言，超级电容器的 电极改进是重点，主要途径是通过提高电压窗口和提高电极材料的比电容。 目前针对超级电容器电极材料的研究主要集中在：(1)改进现有的电极材料; (2)开发新型电极材料；(3)改进生产工艺，实现低成本化。目前在全球范 围内达到工业化生产水平的超级电容器基本都是以双电层为储能机制的活性 碳基超级电容器，而以贋电容为储能机制的超级电容器尚处于实验室开发阶 段，因此超级电容器还有很大的发展空间。 2.对所在行业和关联产业发展和转型升级的影响：根据超级电容器的容量大小 和功率密度，可以将其用作后备电源、替换电源和主电源。当主电源发生故障 而不能正常使用时，超级电容器便起到后备补充作用，它具有寿命长、充放电快 和环境适应性强等优点。当用作替换电源时，主要应用于对环境变化有特殊要 求的场合，例如白天太阳能提供电源并对超级电容器充电，晩上则由超级电 容器提供电源。作为主电源时，主要利用超级电容的大功率密度，一般是一个或几个超级电容器通过一定的方式连接起来持续释放几毫秒至几秒的大电 流，放电之后，再由低功率的电源对其充电。 3.市场分析：根据IDTechEX数据统计，2014年超级电容器全球市场规模为11 亿美元，预计到2018年，超级电容器全球市场规模将达到32亿美元，年复合 增长率为31%,并预测将会以此速度预计到2018年，超级电容器全球市场规模 将达到32亿美元，年复合增长率为31%,并预测将会以此速度继续增长。我国 将“超级电容器关键材料的研究和制备技术"列入到《国家中长期科学和技 术发展纲要(2006-2020年)》，作为能源领域中的前沿技术之一。有数据显示， 2015年国内超电市场规模已经超过了 70亿元，因此，在这样的一个大背景下， 研究新材料以开发具有超高能量密度的超级电容器具有非常大的市场前景。

南方科技大学材料科学与工程系副教授谷猛团队联合中科院大连化学物理研究所、上海高等研究院等，巧妙借助原位环境电镜，在真实反应条件下直接观测到NiAu双金属催化剂在二氧化碳加氢反应中的动态过程，揭示了该催化剂在反应中的真实活性表面，为认识催化过程提供了新的思路。该研究发表在《自然-催化》（Nature Catalysis ）上。材料系科研助理韩韶波为文章共同第一作者，谷猛为文章共同通讯作者。 实验表明，在反应气氛和温度下，内核Ni原子会逐渐迁移至表面，与Au合金化；在降温停止反应时，表面Ni迁移回核心部分，重新形成Ni@Au壳型结构。原位红外和原位X射线吸收谱的结果也从宏观角度证实了上述观测结果。团队结合理论计算，提出了新的催化机理。该研究揭示了催化剂真实活性表面，展示了原位电镜在研究构效关系中的重要性，并且为研究金属催化提供启示。

项目简介： 碳酸二甲酯(DMC)是近年来受到国内外广泛关注的绿色化工产 品。1992 年在欧洲通过了非毒性化学品(Non toxic substance)的注册登 记，属于无毒或微毒化工产品。由于其分子中含有多种官能团，因而 具有良好的反应活性；一方面碳酸二甲酯有望在诸多领域替代光气、硫酸二甲酯(DMS)、氯甲烷及氯甲酸甲酯等剧毒或致癌物进行羰基化、 甲基化、甲酯化及酯交换等反应生成多种重要化工产品；另一方面， 以它为原料可以开发、制备多种高附加值的精细化学品，在医药、农 药、合成材料、染料、润滑油添加剂、食品增香剂、电子化学品等领 域获得广泛应用；如用于合成环丙沙星、碳酸二苯酯（DPC）、甲基二 异氰酸酯（TDI）、二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、MPAN、苯甲醚、 聚碳酸酯（PC）、聚碳酸酯二醇（PCD）、ADC 透明树脂、甲胺基甲 酸钠酯（西维因）、四甲基醇铵（TMAH）。第三，其非反应性用途： 溶剂、溶媒和汽油添加剂。如作药物制备的溶媒介质，特种快干油漆 的溶剂、喷雾剂的溶剂等。所以，碳酸二甲酯被誉为 21 世纪有机合 成的一个“新基块”，其发展将对我国的煤化工、石油化工、甲醇化工、 C1 化工起到巨大的推动作用。 DMC 是性能优良的溶剂、溶煤，具有如下优点：(1)与其他有机 物相溶性好；(2)微毒且蒸发速度快；(3)脱酯能力比较高。所以有可能 在下述领域得到广泛应用：(a)是半导体工业使用的对大气臭氧层有破 坏作用的清洗剂 CFC 和三氯乙烷的替代品之一；(b)在清洗剂和特殊 涂料(油漆、油墨)、医药化学品等的生产中用作溶剂、溶媒；(c)作为 CO2的载体，应用于喷雾方面。 产品市场分析： 碳酸二甲酯及其相关的丙二醇等产品，被中国列入“九五”重点开 发的 50 个精细化工品种范围。为了防止大气污染，提高汽油的含氧 率，国外用甲基叔丁醚取代四已基铅作石油添加剂，实现汽油无铅化， 但汽油含氧率仍不理想，DMC 除了分子含氧率高达 53%，具有提高 汽油辛烷值的功能，因此可作添加剂，提高汽油的含氧率，如能实用 化，汽油将成为 DMC 的最大用户，其市场前景更加宽阔。据了解，在国际市场，碳酸二甲酯的年需求量约 15 万～20 万吨。特别是近几 年来，由于下游产品聚碳酸酯、聚氨酯、汽车添加剂、高能电池电解 液等市场发展迅速，国际市场对碳酸二甲酯的需求更是与日俱增，市 场容量将达到 30 万吨左右。远远大于国际市场的供应能力。目前， 国际上碳酸二甲酯年产能力仅 6 万～8.6 万吨。在国际市场上，欧盟 每年需进口 1 万吨以上，印度也需进口 5000 吨以上。 目前，我国的碳酸二甲酯生产能力有限，与市场之间缺口很大， 生产工艺也较为落后，产品含量低，质量不稳定。目前国内年需求量 达数万吨，生产能力仅数千吨，预计到 2005 年需求量将高达 10 万 吨。 本工艺所得另一产物丙二醇，用作不饱和聚酯树脂的原料，也是 增塑剂、表面活性剂、乳化剂和破乳剂的原料，可用作防腐剂、水果 催熟剂、防霉剂、防冻剂及烟草保温剂，是大宗化工原料，国内年需 求量在 10 万吨以上。 工艺技术： 反应原料：碳酸丙烯酯 和 甲醇；产物：碳酸二甲酯和 1，2-丙 二醇；反应所需压力：10 至 30 大气压。碳酸丙烯酯的转化率 58.5%， 对碳酸二甲酯的选择性 96.9%，对 1，2-丙二醇的选择性 99.9%；甲醇 的转化率为 29.5%。固定床流程碳酸二甲酯的收率 20.0%，原料循环 使用。 本合成碳酸二甲酯的技术，原料易得，操作安全，不存在剧毒、 易燃、易爆等危险。催化剂制造方便，稳定性好，生产成本低。反应 所需压力：10 至 30 大气压。无需特殊设备。 产品成本分析： 碳酸二甲酯 1.0～1.2 万/吨，1，2－丙二醇 0.8 万／吨。原料：碳酸丙稀酯 0.8 万／吨，甲醇 0.23 万元／吨。 原料成本 4.34 元/千克。 特点： 高活性催化剂的成功开发；碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯和与之配套 的下游产品如碳酸二苯酯、聚碳酸酯的应用开发研究以及理论研究。 

碳化硅的工业生产，国内外一直沿用 100 多年前 Acheson 发明的单炉芯技术，该法能耗高、产品品质差、环境污染大、生产不安全、单炉产量小，因而生产效率低，产品市场竞争力差。高品质 SiC 新材料市场奇缺，严重制约了其在诸多高新技术领域的应用。 1995 年以来，课题组对以往国内外 SiC 生产炉的结构、生产技术和工艺进行了全面深入的调查、经多年潜心研究，创立了多热源多向流合成碳化硅理论体系，发明了 “ 冶炼碳化硅的多炉芯炉及其生产碳化硅的方法 ” 新技术。该技术获国家发明专利授权 1 项，获西安市科技进步一等奖、陕西省科技进步三等奖以及陕西省职工优秀发明创新成果金奖。已在国内陕西、青海、宁夏、新疆、福建等地建成生产线 10 余条，占据我国 SiC 产能的 1/4 ，创产值 30 亿余元，有力地推动了行业技术进步。

围绕蚕茧丝废弃物的循环利用、蚕丝蛋白增值关键技术、蚕丝蛋白医用功能化等重要科学问题开展研究并取得了重要突破：1）阐明了蚕丝蛋白结构特点及其分子质量调控关键要素，实现了不同分子质量丝素蛋白和丝胶蛋白的规模化生产；2）解决了丝素蛋白生物材料表面活化与医用功能化关键技术，研发了蚕丝11蛋白人工皮肤、多孔支架、骨组织修复材料；3）实现了蚕丝蛋白多元化利用，研发了蚕丝蛋白吸水保水材料、涂覆化纤新功能材料、护肤产品等。