碳水化合物是生物质资源的主要组成部分，如何有效地将其转化为能源材料和大宗化学品是实现生物质资源利用的重要环节。5-羟甲基糠醛(HMF)是连接石油化工和基于碳水化合物化学的一种非常重要的平台化合物，由六碳糖转化生成5-羟甲基糠醛(HMF)是实现以上环节的关健。 采用酸改性的固体酸催化剂对碳水化合物转化为HMF表现出很好的催化活性，开发了由果糖或果聚糖催化制备HMF的化学工艺，研究了固体酸的组成和性质、反应条件对HMF收率的影响。在130 ℃、DMSO溶剂、条件下，以CSZA-3固体酸为催化剂，由葡萄糖转化为HMF可以获得最佳收率47.6 %；以CSZ固体为催化剂，由果糖转化为HMF可以获得60 %以上的收率。

为电解水领域展示了一种以廉价的不锈钢网衍生出的能够在碱性条件下高效分解水的电极材料。通过将普通商用的304型柔性不锈钢网进行酸腐蚀剥离并在高温利用氨气以及磷化氢气体活化处理，分别制备出了性能媲美金属铂和氧化铱电极性能的阳极和阴极电极。这种电极具有以下优点：       （1）成本低廉：304型柔性不锈钢网每平方米售价40美元，而其他常用的非贵金属替代电极材料如镍网每平方米100美元，碳布每平方米875美元。金属铂和二氧化铱就更加昂贵得多。       （2）活性优异：得益于表面的腐蚀剥离增加的活性比表面积以及高温氨气或磷化氢气体的烧灼引入的氮或磷原子，制备的氮掺杂活化电极析氢活性与金属铂相近，磷掺杂活化电极析氧活性较二氧化铱高。电解水整体体系性能比传统组合金属铂-二氧化铱系统的超电势还要小。       （3）性能稳定：整个体系将近6天不间断工作时间之内性能未观察到任何衰减。

随着人们对于环境问题的日益重视，由于温室气体二氧化碳所引起的全球气候环境问题 受到广泛的关注。解决该问题除了从源头入手，倡导节能减排之外，寻求利用二氧化碳的方法 同样重要。二氧化碳和环氧化合物反应生成环状碳酸酯是目前广泛被研究的化学固定二氧化 碳的重要方法之一，该反应无其他产物生成，原子利用率100%。本项目所使用的催化剂是自 主开发的，将催化活性物质负载到生物质上构建绿色多相催化剂。结合之前的研究成果，催化 反应在连续实验装置

聚苯乙烯 (PS) 是用途广泛的重要聚合物，透明性好，但性脆易裂、拉伸强度低、耐热耐氧性能差。通过氢化改性，链上苯基加氢得到的聚环己烷基乙烯(PCHE)耐热、耐氧、拉伸强度、抗吸水等性能大幅提高。所制备得到PCHE产品的各项性能均优于PS、聚碳酸酯 (PC) 材料，PCHE透光率高达91%，PCHE的应力-光学系数也很低；PCHE耐冲击，质量轻 (比PC更轻) 、强度高，易加工；PCHE耐腐蚀、耐温耐湿；PCHE可以作为汽车、高铁、光学仪器等用高等透明树脂，是目前应用量大、价格高的PC材料的优良替代材料。然而聚合物加氢体系具有与小分子体系完全不同的特点，其分子尺寸大 (40-60 nm) 、聚合物溶液粘度远高于小分子溶液，传统粉末状催化剂存在分离困难、加氢速度慢、加氢条件苛刻等缺点亟待解决。本项目采用专用催化剂进行PS加氢。不仅有利于催化剂与物系的分离，有利于高粘流体的流动，强化物质传递。具有良好应用前景和经济价值。

八氢环戊烷[C]吡咯是一种重要的医药中间体，主要用来合成治疗丙型肝炎的关键药物特拉匹韦（Telaprevir）及治疗糖尿病的药物格列齐特（Gliclazide），八氢环戊烷[C]吡咯在医药工业中有着较大的需求量，采用环保、经济的方法，大规模合成八氢环戊烷[C]吡咯有着重要的意义。早期报道的八氢环戊烷[C]吡咯的合成方法是采用LiAlH4在四氢呋喃溶液中还原环戊酰亚胺，八氢环戊烷[C]吡咯的收率可达51%；中国专利（CN201310627653.8）公开了一种采用NaBH4为还原剂、ZnCl2为促进剂、在适当溶剂中还原环戊酰亚胺合成八氢环戊烷[C]吡咯的方法。上述两种方法中，前者所用的还原剂LiAlH4是一种遇水易剧烈分解的化学试剂，在较大规模使用合成八氢环戊烷[C]吡咯时，存在不可忽视的安全隐患，同时，有较大量有害废水排放；后者所使用的NaBH4/ZnCl2还原体系，在实际工业生产中易产生大量的含硼、含锌工业废水，不符合环保、绿色化学要求。 成果亮点 本课题针对现有以环戊酰亚胺为原料合成八氢环戊烷[C]吡咯的方法的缺点而提供一种更加绿色环保、高效、经济的催化加氢合成八氢环戊烷[C]吡咯的方法。本课题发明了一种PtV/-Al2O3负载型催化剂，采用高压催化加氢反应实现了环戊酰亚胺高效催化加氢合成八氢环戊烷[C]吡咯。催化剂的制备方法简单、成本较低；催化加氢方法更加绿色环保，操作简单、易控制，易于工业化放大生产。

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。

吉林省所在地区是世界三大著名黄金玉米带之一,亚洲玉米螟[Ostrinia furnacalis(Guenee)]是该地区玉米生产上的最重要常发性害虫,每年可造成约10%的产量损失.松毛虫赤眼蜂(Trichogramma dendrolimi Matsumura)是该地区玉米螟卵期的重要寄生蜂.为了减少玉米螟为害所造成的产量损失,吉林省利用当地特有资源优势,以柞蚕卵作为中间寄主大量繁育松毛虫赤眼蜂,并进行了大面积田间推广应用,至今已有近30年历史.

项目成果/简介:作为一种新的太阳能电池电池技术，有机太阳能电池具有低成本、柔性、半透明、可大面积溶液印刷等优点；在应用方面，可与当前基于硅等的无机太阳能电池形成优势互补。特别指出的是，与钙钛矿太阳能电池相比，有机太阳能电池还具有环境友好的优点，在使用过程中以及使用后处理方面不会产生重金属污染，其所使用的少量有机材料都是可降解的有机染料类化合物。效率、成本和稳定性是所以太阳能电池能否应用的关键要素。有机太阳能的效率目前和其它最好的太阳能电池之间的差距正在迅速缩小，目前我们实验室已经获得超过 1515%的效率，是有机太阳能电池领域世界最高效率；成本方面，OPV具有巨大优势，有机材料分子结构多样性，成本低廉；寿命方面，因成本低廉，产业界对有机太阳能电池寿命的要求不如无机太阳能电池，10 年左右的寿命可以完全满足商业化应用，已有研究表明，OPV 寿命达到 5-7 年没有问题，随着研究深入，提高的 10 年以上会很快实现。 本项目围绕有机太阳能电池的关键材料开展系统研究，1）提出了新的材料设计理念，发展了系列具有独立自主知识产权的活性层材料；2）发展了成熟的高效率有机太阳能电池制备工艺技术，制备了系列高效率有机太阳能电池光伏器件，不断刷新领域内最高太阳能电池光电转化效率；3）制备了低成本、可溶液印刷柔性的透明电极，应用于有机太阳能电池，获得了与目前常规透明电极，如 ITO，完全相当性能。应用范围:目前有机太阳能电池正处在从实验室走向实际应用的黎明阶段，因其优点和特点，在可穿戴设备、建筑一体化等领域将会产生巨大的需求市场。当前国内外多家实验室已开展完全面向实际应用的研究开发，随着研究的不断深入，有机太阳能电池的商品化生产应用将会很快实现。效益分析:1. 具有完全自主知识产权的高效有机太阳能电池活性层材料，且合成简单，成本低； 2. 具有成熟的高效有机太阳能电池制备工艺； 3. 具有自主知识产权的低成本、高性能柔性透明电极，不仅完全适用有机太阳能电池，亦可广泛应用了其它相关领域。

环境温湿度、光照强度、水分、盐碱度、作物生理指标……这些参数关系农作物生长，现代农业通过农业信息智能感知技术便可轻松“一网打尽”。 然而实时监测这些指标需要电力驱动，电力无疑是智慧农业蓬勃发展的“源头活水”。田间地头常常难以铺设管线，而电池有限续航能力和污染风险又比较突出。因此发展农业信息“无源感知”是未来智慧农业一大趋势。 为更好地解决这一难题，浙江大学生物系统工程与食品科学学院IBE团队平建峰研究员课题组，提出了一种简便有效的方法，从农业环境中挖掘自然能源并将其高效转化为电能。首次将摩擦纳米发电机技术应用于农用纺织品中，并用于降雨时雨水能的收集，通过能量转化获取电能。 这项研究，近日发表在国际知名期刊《纳米能源》（ Nano Energy ）上，论文第一作者为浙江大学生物系统工程与食品科学学院2020级博士研究生姜成美 ，通讯作者为平建峰研究员。 功能化纱线的制备流程及其在农业中的应用场景把摩擦纳米发电机装进农用纺织品的纱线里 南方地区经常暴雨成灾，造成农业生产的巨大损失。农用纺织品在大棚设施中最为常见，它能够遮阴挡雨，保护农作物。 如何从农业环境中挖掘能源？ 浙大科研人员将这两者巧妙结合，通过纱线表面功能化，将摩擦纳米发电机依附在纱线上，织成智能化农用纺织品，利用雨水冲刷时的电子转移与流动产生电流，源源不断地为智慧农业供能。装载摩擦纳米发电机的纱线可以说是智慧农业的“无源活水”。 这个研究灵感来自一场突如其来的大雨：仲夏时节，一场突如其来的倾盆大雨透过来不及关闭的窗户摧残了窗台边的绿植。这引起了研究人员的思考：“农作物所处的环境只会更恶劣，那么我们就想办法利用它的恶劣。”大棚不仅可以作为作物、动物的“保护伞”，还可以作为雨滴能的收集器。 实验数据显示，在9.5牛顿的连续力作用下，3厘米长的纱线就能产生7.7伏的电压。 平建峰介绍，未来通过连接储能设备，这些被改造的农用纺织品，不仅可以为种植业和畜牧业提供保护以提高农畜产品质量与产量，还可以为物联网感知器件源源不断地输送电能，从而开展农业信息的无源监测和实时提供天气状况。 功能化纱线在农用纺织品上的应用绿色能源在智慧农业中具有广阔应用 为什么雨滴的能量可以转化成电能呢？ 这是因为对农用纺织品的纱线进行了特殊改造。科研人员在其表面覆盖了两层特殊材料——导电的碳化钛纳米材料和不导电的聚二甲基硅氧烷（一种高分子聚合物）。 功能化纱线收集雨滴能的原理 该聚合物能够防水并与环境中的雨水发生电子转移。而碳化钛感应电极，不仅具有高导电性能，还因其高电负性可以助力表面聚合物抢夺电子。因此在实现农用纺织品原有的农用保护材料、保温、遮阳、水土保持、排水灌溉、种子培育基材的功能基础上，还能从农业环境中源源不断地获取能源，为智慧农业提供驱动力，实现农业信息“无源实时感知”。 平建峰说，这两种材料具有良好的生物相容性，而且整个制备过程易于规模化和工业化。

作为一种新的太阳能电池电池技术，有机太阳能电池具有低成本、柔性、半透明、可大面积溶液印刷等优点；在应用方面，可与当前基于硅等的无机太阳能电池形成优势互补。特别指出的是，与钙钛矿太阳能电池相比，有机太阳能电池还具有环境友好的优点，在使用过程中以及使用后处理方面不会产生重金属污染，其所使用的少量有机材料都是可降解的有机染料类化合物。效率、成本和稳定性是所以太阳能电池能否应用的关键要素。有机太阳能的效率目前和其它最好的太阳能电池之间的差距正在迅速缩小，目前我们实验室已经获得超过 1515%的效率，是有机太阳能电池领域世界最高效率；成本方面，OPV具有巨大优势，有机材料分子结构多样性，成本低廉；寿命方面，因成本低廉，产业界对有机太阳能电池寿命的要求不如无机太阳能电池，10 年左右的寿命可以完全满足商业化应用，已有研究表明，OPV 寿命达到 5-7 年没有问题，随着研究深入，提高的 10 年以上会很快实现。 本项目围绕有机太阳能电池的关键材料开展系统研究，1）提出了新的材料设计理念，发展了系列具有独立自主知识产权的活性层材料；2）发展了成熟的高效率有机太阳能电池制备工艺技术，制备了系列高效率有机太阳能电池光伏器件，不断刷新领域内最高太阳能电池光电转化效率；3）制备了低成本、可溶液印刷柔性的透明电极，应用于有机太阳能电池，获得了与目前常规透明电极，如 ITO，完全相当性能。