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木质素基优质碳纤维材料
本项目以生物质废弃物作为原材料代替传统的高成本碳纤维生产方法有利于将农业与工业生产结合于生物经济中，制造可再生产品符合绿色经济发展战略。
一、项目分类
关键核心技术突破
二、成果简介
高质量的碳纤维以其高强度、低重量及耐热性等卓越性能可作为自行车、汽车、风车以及运动器械等诸多领域的优质材料。以生物质废弃物作为原材料代替传统的高成本碳纤维生产方法有利于将农业与工业生产结合于生物经济中，制造可再生产品符合绿色经济发展战略。木质素是世界上最丰富的生物聚合物之一，但其分子结构复杂且具有异质性，且作为造纸及纸浆工业的废弃物无法得到合理利用。
华中科技大学
2022-07-27
二氧化钒基单晶体的制备方法及二氧化钒基单晶体
绝缘体-金属相变材料领域。 利用简单易行的方法制备大尺寸高质量二氧化钒单晶体，实现了二氧化钒单晶体电阻的快速温度响应。
中国科学技术大学
2021-04-14
铜基量子自旋液体的候选者和铜基高温超导材料母体在掺杂后的电子结构
刘奇航及其合作者以最近由中科院物理所领衔的研究团队发现的ZnCu3(OH)6BrF为例，采用修正后的单体平均场密度泛函理论方法，对这一体系的本征和掺杂行为进行了详尽的模拟。研究发现，ZnCu3(OH)6BrF掺杂后，掺入的电子并没有成为期待的“自由载流子”，而是局域在一个铜原子周围，引起了局域形变。这种电子与束缚它的晶格畸变的复合体称为极化子（如图一所示）。本征材料的带隙中形成新的电子态。因此，电子掺杂后，ZnCu3(OH)6BrF并没有实现半导体到导体的转变。相比之下，具有类似CuO4局部环境的铜氧化物高温超导体的母体材料Nd2CuO4显现除了不同的随掺杂浓度变化的导电性。研究发现，低掺杂浓度时，铜原子附近形成较为扩展的极化子，因此在高掺杂浓度时，这些极化子之间的跃迁可以使系统导电性大大增加，实现半导体到导体的转变，与实验观测很好地吻合。 该研究圆满地解释了最近实验上观测到的Kagome晶格的锌铜羟基卤化物在掺杂后并不导电的现象，指出要在量子自旋液体实现超导，仅仅找到量子自旋液体体系是远远不够的，还必须实现有效掺杂，注入一定浓度的“自由载流子”，为耕耘在该领域的实验工作者提出了新的挑战和实验方向。
南方科技大学
2021-04-13
无卤环保阻燃剂
由于大多数聚合物是非常易燃的材料，所以在很多应用场合都需要对其进行阻燃处 理。目前，聚合物常用的阻燃剂主要是卤素类阻燃剂（含Cl和Br的化合物），这类阻燃 剂虽具有较好的阻燃效果，但燃烧时会释放出大量烟雾和有毒有害气体，造成“二次灾 害”，其应用受到很大限制。 在安全、环保日益重要的今天，阻燃剂正朝着高效、低毒、低烟方向发展，大力发 展性能优异的磷、氮类阻燃剂就显得非常重要。我们通过多年研究，开发出以磷、氮元 素为主要核心成分的复合阻燃剂，可应用于塑料、橡胶、电线电缆、涂料、油漆、木材 等产品。 项目 所需的设备，如反应釜、过滤设备、干燥设备、粉碎设备、相关测试仪器等。
同济大学
2021-04-11
高效油相抗垢剂
随着我国炼油加工深度的不断提高，作为主要的二次加工装置—催化裂化的原料也随之变的越来越复杂，由于原料油性质的恶化，导致催化装置油浆系统结焦问题日益严重，已经成为影响装置长周期安全运行的主要障碍之一。由于油浆系统堵塞而造成的装置被迫降量、甚至停工的事情时有发生。因此，解决好油浆系统结焦问题是保证催化装置正常运行的主要课题。 研制开发了高效油相抗垢剂，通过在多个常减压合合催化装置上长期应用，取得了很好的效果。该药剂不但有明显的防垢功能，而且具有一定的除垢效果。 该药剂还可用于常减压装置塔底及加氢装置的阻垢，阻垢率达90%以上。
北京科技大学
2021-04-11
慢回弹泡沫胶黏剂
慢回弹填充泡沫是将聚氨酯泡沫在水溶性胶黏剂中进行浸渍、挤压、干燥后，得到具有慢回弹性的软泡材料。这种填充泡沫由于密度较大，对空隙进行填充后能够起到吸音、隔热的效果，而且由于其慢回弹的特性，在用作密封填充使用时，相比普通密封条具有更好的密封效果。这种泡沫广泛用于汽车门板、高铁密封及各种高端座椅等填充领域。本成果制备的胶黏剂具有水溶性好、浸渍效率高的特点，可以对开孔聚氨酯泡沫直接浸渍得到慢回弹填充泡沫。
哈尔滨理工大学
2021-05-04
磁共振成像造影剂
肿瘤靶向性磁共振成像造影剂 肿瘤靶向性磁共振成像造影剂对肿瘤细胞具有强的亲和性，能主动地改变在体内的自然分布，导向并富集至肿瘤组织或细胞内，可被肿瘤摄取，实现靶向成像，提高成像对比度和清晰度，造影效果好，用量低，毒性小。已经完成了造影剂的合成工艺和制剂研究，结构表征，毒性试验，小白鼠体内H22肝癌、艾氏腹水癌的肿瘤磁共振成像实验，小白鼠体内药物分布试验。结果表明，这类肿瘤靶向性造影剂能有效地检测肿瘤病变。属西药新药第一类。
武汉工程大学
2021-04-11
噻磺隆除草剂
噻磺隆是一种超高效除草剂，主要用于小麦田阔叶杂草的防除，每亩用量为有效成分1.5～2g，有效组分有很高的防治效果，噻磺隆除草剂在市场上具有很强的竞争能力。我校的合成技术分六步，几个中间体（如二氯丙腈、巯基乙酸甲酯、氨基噻吩以及噻吩磺酰胺）的制备方法与文献相比均有很多改进，使收率、含量有明显提高。合成条件温和，易于工业化生产。以三嗪计、噻磺隆收率60%，含量90%以上。原料立足国内，无特殊设备，三废量少且易于治理，工厂生产没有问题。该项技术通过小试鉴定，技术水平处于国内领先，易于国产化。投产后，将会有明显的经济效益和社会效益。产品生产成本约30万元左右，而每吨成药的销售价格达80～100万元，经济效益显著。
南开大学
2021-04-10
燃料电池催化剂
质子交换膜燃料电池(PEMFC)具有能量转换效率高和环境友好等优点， 是电动汽车的理想动力源。但燃料电池电动汽车(FCV)的商业化，必须解决基 于碳载钳(Pt/C)催化剂FCV的高成本问题。 自2009年美国科学家在Science杂志报道氮参杂碳纳米管(NC)具有潜在 的氧还原(0RR)催化活性以来，化学家与材料科学家一直在探寻如何进一步 提高NC材料的0RR催化活性的方法，以代替目前燃料电池发动机中的Pt/C催化剂。因此，我们的研究团队基于氮参杂石墨烯(NG)材料，在国际上首次通过 “NG分子结构一NG电导率一0RR催化活性”的关联，找到了该科学难题的突破 点.我们在分子结构模拟的基础上，认识到三种氮参杂NG材料中，既唳型和既 咯型具有二维平面结构，使NG保持了石墨烯原有的平面共辗大兀键结构，具 有良好的导电性，因而具有优异的0RR催化活性；而丁基型NG为三维空间不 平整结构，破坏了石墨烯原有的二维平面共巍大e键结构，导电性差，因而0RR 催化活性低。因此，有效的氮参杂应以唬唳型和唬咯型为主，尽可能减少甚至 杜绝丁基型NG的形成。我们利用层状材料(LM)的层间限域效应，通过调制LM 层间距，在LM层间插入苯胺单体，层间聚合，然后热解的方法，获得平面氮参杂 达90%以上的NG材料。其催化0RR的半波电位仅比Pt/C催化剂落后60mV,是传 统方法下获得的NG材料0RR催化活性的54倍，以该材料为正极催化剂的质子 交换膜燃料电池的输出功率达580mW/cm ,与Pt/C催化剂的0RR活性处于同一 个数量级，为世界领先水平。我们开发的此类新型NG材料已经具备了在燃料 电池发动机中完全替代Pt/C催化剂的可能性。LM层间近乎封闭的扁平反应空间 不仅克服了传统开放体系下合成的NG以丁基型为主，导电性差，活性低的弊病， 而且也克服了开放体系下因掺N效率低而导致合成NG成本高的问题。该研究成 果意味着，长期困扰燃料电池实用化的高成本问题将不再是瓶颈问题。
重庆大学
2021-04-11
煤化工水煤浆添加剂
该产品采用高分子水溶液聚合方法合成的Q915型系列水煤浆添加剂，可在煤粒子表面形成一层含有阴离子基团的高分子吸附层，使煤粒达到最佳的分散效果，提高分子量（链均分子量），可显著改善水煤浆的稳定性。Q915型高浓度高稳定性水煤浆添加剂主要用于工业锅炉，电站锅炉和工业窑炉等工业炉燃烧，它可提高煤粉的分散和悬浮能力，达到提高煤浆浓度，降低其粘度，改善煤浆的流动性和稳定性，从而在保证使用性能情况下提高燃烧效率。
南京工业大学
2021-01-12