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首次構(gòu)建出無(wú)機(jī)離子寡聚體并可以通過(guò)“無(wú)機(jī)離子聚合”全新途徑可塑地構(gòu)建出無(wú)機(jī)材料，實(shí)現(xiàn)“像制造塑料一樣制造無(wú)機(jī)物”（Nature 2019）并可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)無(wú)機(jī)材料的相互融合（Science 2021）。 一、項(xiàng)目分類 重大科學(xué)前沿創(chuàng)新 二、成果簡(jiǎn)介 首次構(gòu)建出無(wú)機(jī)離子寡聚體并可以通過(guò)“無(wú)機(jī)離子聚合”全新途徑可塑地構(gòu)建出無(wú)機(jī)材料，實(shí)現(xiàn)“像制造塑料一樣制造無(wú)機(jī)物”（Nature 2019）并可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)無(wú)機(jī)材料的相互融合（Science 2021）。這些成果突破了無(wú)機(jī)塊體材料依賴高溫?zé)Y(jié)定形的傳統(tǒng)途徑，可以在常溫條件下實(shí)現(xiàn)構(gòu)建，為功能材料的制備提供革命性的科學(xué)新基礎(chǔ)，特別適合在生物體內(nèi)開展仿生合成。目前已經(jīng)顛覆性地實(shí)現(xiàn)以下突破： 1）結(jié)合生物礦化實(shí)現(xiàn)人體牙釉質(zhì)的再生（Sci Adv 2019），再生層與天然牙釉結(jié)構(gòu)完全一致，擁有相同的生物力學(xué)特性。該工作打破了傳統(tǒng)口腔醫(yī)學(xué)中牙釉質(zhì)不能再生的認(rèn)知，引領(lǐng)新一代口腔材料從“填充型”轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;再生型”。目前已進(jìn)入轉(zhuǎn)化研究階段，樣品能夠高效地修復(fù)牙齒表面的微小缺損。 2）結(jié)合傳統(tǒng)有機(jī)聚合發(fā)展出有機(jī)-無(wú)機(jī)共聚新技術(shù)，可以制備出有機(jī)-無(wú)機(jī)共聚物（Angew Chem Int Ed 2020）。與傳統(tǒng)的有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合材料不同，共聚型新材料能夠在分子尺度上實(shí)現(xiàn)有機(jī)和無(wú)機(jī)相之間的相互融合，從而構(gòu)建出結(jié)構(gòu)完全均一、具有優(yōu)異力學(xué)性能的輕質(zhì)高強(qiáng)材料。特別是在傳統(tǒng)高分子材料中引入無(wú)機(jī)離子鍵可以顯著增強(qiáng)材料原有的力學(xué)性能，例如通過(guò)無(wú)機(jī)離子寡聚體可以大幅度改善傳統(tǒng)塑料材料。 “無(wú)機(jī)離子聚合”可以構(gòu)建出柔性無(wú)機(jī)離子材料，開發(fā)出礦物基塑料替代新材料，被稱為“石頭變塑料” （Adv Mater 2022）。礦物基塑料材料與傳統(tǒng)塑料相比在保持制備可塑性和結(jié)構(gòu)韌性的同時(shí)，具有高強(qiáng)、高硬和高熱穩(wěn)定性等新特征，而其礦物的本質(zhì)特征還可以使材料能夠融入到自然的礦物循環(huán)中，為解決塑料污染問(wèn)題提供新策略，是一種環(huán)保型的新材料。

新型保溫材料防火達(dá)到A級(jí)。

（專利號(hào)：ZL 201410286150.3） 簡(jiǎn)介：本發(fā)明公開了一種超級(jí)電容器用微孔炭/石墨烯復(fù)合電極材料的制備方法，屬于炭材料制備技術(shù)領(lǐng)域。該方法是以煤瀝青和氧化石墨為碳源，以氫氧化鉀為活化劑，將煤瀝青和氧化石墨濕法混合，干燥后再與氫氧化鉀干法混合，將得到的混合物置于管式爐內(nèi)，在氮?dú)鈿夥障逻M(jìn)行加熱，制得超級(jí)電容器用微孔炭/石墨烯復(fù)合電極材料。本發(fā)明采用氫氧化鉀同時(shí)活化煤瀝青和氧化石墨制備超級(jí)電容器用微孔炭/石墨烯復(fù)合電極材料的方法，具有制備工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低廉，所制備的微孔炭/石墨烯復(fù)合電極材料在超級(jí)電容器中具有高比容和高倍率性能等優(yōu)點(diǎn)。

簡(jiǎn)介：本發(fā)明公開一種電化學(xué)電容器用活性炭材料的制備方法，屬于炭材料與微波化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。該方法是以花生殼為原料，將花生殼先后用KOH溶液及氫氧化鉀堿液進(jìn)行處理，然后將氫氧化鉀堿液處理后的花生殼轉(zhuǎn)移至剛玉坩堝中，置于微波反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行微波加熱活化，得到電化學(xué)電容器用活性炭材料。該方法以花生殼為碳源，氫氧化鉀為活化劑，通過(guò)微波輔助加熱氫氧化鉀活化花生殼制備活性炭材料，所制得的活性炭比表面積為990－1277m2/g，總孔容為0.47－0.63cm3/g，產(chǎn)率介于14.2－24.4%之間。本發(fā)明所制得的活性炭作為電化學(xué)電容器電極材料，具有良好的穩(wěn)定性和優(yōu)異的綜合性能。

（專利號(hào)：ZL 201410379821.0） 簡(jiǎn)介：本發(fā)明公開了一種離子液體活化稻殼制備超級(jí)電容器用多孔炭材料的方法，屬于炭材料制備技術(shù)領(lǐng)域。該方法是以脫灰后的稻殼為碳源，以1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽離子液體作為模板和活化劑，離子液體經(jīng)無(wú)水乙醇溶解分散后加入到脫灰稻殼中，再蒸干無(wú)水乙醇；將所得離子液體與稻殼的混合物轉(zhuǎn)移至剛玉瓷舟中，置于箱式爐內(nèi)在氮?dú)鈿夥障逻M(jìn)行加熱，制得超級(jí)電容器用多孔炭材料。所得多孔炭材料的比表面積介于697～1

陳溫福院士團(tuán)隊(duì)孟軍教授課題組在生物炭-微生物協(xié)同治理抗生素污染方面取得新進(jìn)展

產(chǎn)品詳細(xì)介紹ZTMD-2000型裝填密度儀一、 適用范圍：適用于煤質(zhì)顆粒活性炭裝填密度測(cè)定所需儀器符合GB/T7702.4-1997裝填密度方法的標(biāo)準(zhǔn)。二、 原理：活性炭經(jīng)振動(dòng)落入量筒中，稱100ml,活性炭的質(zhì)量，計(jì)算裝填密度。三、 功能特點(diǎn)：1、結(jié)構(gòu)合理,制作精良，2、裝填準(zhǔn)確度高，速度快慢可以自行調(diào)節(jié)，裝填速度：0.75-1ml/s3、性能穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)，使用方便。4、測(cè)定優(yōu)于GB/T7702.4-1997標(biāo)準(zhǔn)。5、外形尺寸：400*250*480mm。

針對(duì)高缺陷炭負(fù)極電化學(xué)儲(chǔ)鉀容量與穩(wěn)定性難以兼顧的問(wèn)題，報(bào)道一種原位缺陷選擇性調(diào)變與導(dǎo)電骨架搭建策略，通過(guò)熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)雙重調(diào)控，提高缺陷炭負(fù)極電化學(xué)儲(chǔ)鉀綜合性能。

針對(duì)當(dāng)前各類電子信息元器件多功能化、高頻化的趨勢(shì)，特別是微波、毫米波60GHz載波通信的出現(xiàn)，所研發(fā)的新型微波旋磁-介電復(fù)合陶瓷材料能夠在寬頻段范圍特別是微波頻段內(nèi)同時(shí)具有優(yōu)良電磁性能與介電性能，并滿足LTCC技術(shù)要求，是一種多功能電路板材料。研發(fā)的新型微波旋磁-介電復(fù)合陶瓷材料性能將達(dá)到先進(jìn)水平，可以滿足汽車、航空、航天等工業(yè)領(lǐng)域的需求，實(shí)現(xiàn)基于自主研發(fā)的微波磁介復(fù)合陶瓷材料及其相關(guān)器件的批量生產(chǎn)。項(xiàng)目的實(shí)施可以滿足我國(guó)在運(yùn)載火箭系統(tǒng)、衛(wèi)星系統(tǒng)、導(dǎo)彈、神舟飛船、區(qū)域電子對(duì)抗系統(tǒng)中的微波通訊、功率放大器、發(fā)射機(jī)等微波集成電路中(MIC)等軍事方面對(duì)無(wú)線通信天線的應(yīng)用需求，從而填補(bǔ)我國(guó)在這一領(lǐng)域的技術(shù)空白，替代國(guó)外同類產(chǎn)品，改變我國(guó)目前面臨的關(guān)鍵元器件受制于人的不利局面，具有巨大的戰(zhàn)略價(jià)值和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。本項(xiàng)目完成后，在微波磁介復(fù)合陶瓷材料技術(shù)方面具有獨(dú)立的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，降低我國(guó)在這一關(guān)鍵領(lǐng)域的對(duì)外依賴程度，同時(shí)將顯著改善相關(guān)領(lǐng)域缺乏自主創(chuàng)新、具有高附加值的技術(shù)和產(chǎn)品的現(xiàn)狀，形成示范性整體性產(chǎn)業(yè)化鏈條，提升產(chǎn)業(yè)地位。

成果與項(xiàng)目的背景及主要用途： 泡沫鋁材是一種新型的功能材料，一般孔隙率在 45％～98％之間，根據(jù)孔 隙特點(diǎn)分為開孔與閉孔兩種，各國(guó)學(xué)者早在 40 年代后期就對(duì)泡沫金屬材料有所 研究，但由于發(fā)泡工藝與孔的尺寸很難控制，一直未得到發(fā)展，直到 80 年代中 期以后才取得長(zhǎng)足進(jìn)展，開發(fā)出了一些有工業(yè)價(jià)值的生產(chǎn)工藝。目前，日本與德 國(guó)在研究、生產(chǎn)與應(yīng)用泡沫鋁材與其他金屬泡沫方面居世界領(lǐng)先地位。我國(guó)對(duì)泡 沫鋁材的研究始于 80 年代后期，并取得了一系列的研究成果，但尚未取得突破 性的成就，仍處于起步階段。 目前，泡沫鋁的應(yīng)用主要有：防火和吸音板、沖擊能量吸收材料、建筑板、 半導(dǎo)體氣體擴(kuò)散盤、熱交換器、電磁屏蔽物等方面。還應(yīng)用于冶金、化工、航空 航天、船舶、電子、汽車制造和建筑業(yè)等領(lǐng)域，應(yīng)用范圍還在不斷擴(kuò)大。 技術(shù)原理與工藝流程簡(jiǎn)介： 本課題采取的是傳統(tǒng)的粉末冶金工藝，把鋁粉和造孔劑混合后，壓制成預(yù)制 件，在熱水中將造孔劑溶解掉，然后在真空爐中對(duì)預(yù)制件進(jìn)行真空燒結(jié)，就得到 了開孔泡沫鋁。本試驗(yàn)方法具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1.采用的粉末冶金法可以制備復(fù)雜形狀的試樣，工藝簡(jiǎn)單容易實(shí)現(xiàn)。 2.通過(guò)改變工藝參數(shù)可以十分容易地控制孔隙率、孔形狀及孔的大小。這一 點(diǎn)是其它方法難以做到的。 3.采用的造孔劑為尿素、碳酸氫銨，成本低、形狀可控且容易去除。 技術(shù)水平及專利與獲獎(jiǎng)情況： 1. B. Jiang, N.Q. Zhao, C.S. Shi, J.J. Li. Processing of open cell aluminum foams with tailored porous morphology. Scripta Mater 53(2005)781-785.(JCR 工程技術(shù) 二 區(qū)，2004 年影響因子 2.112,檢索號(hào)：952BD.同時(shí)被 Ei 檢索，檢索號(hào)：05289206237) 2. B. Jiang, N.Q. Zhao, C.S. Shi, X.W. Du, J.J Li, H.C.Man. A novel method for making open cell aluminum foams by powder sintering process. Mater lett 59(2005)3333-3336. (JCR 工程技術(shù) 三區(qū)，2004 年影響因子 1.186) 113天津大學(xué)科技成果選編 3. 姜斌，趙乃勤. 泡沫鋁的制備方法及應(yīng)用進(jìn)展.金屬熱處理. 30(2005)36-40. （Ei 檢索，檢索號(hào)：05279197817） 應(yīng)用前景分析及效益預(yù)測(cè)： 泡沫鋁以其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)而具有許多優(yōu)異的性能，它不僅具有多孔材料所具有 的輕質(zhì)特性，還具有金屬所具有的優(yōu)良的力學(xué)性能和熱、電等物理性能，如滲透、 阻尼、能量吸收、高比表面積、電磁屏蔽等性能。目前，泡沫鋁材已經(jīng)廣泛應(yīng)用 于防火裝飾材料、沖擊能量吸收材料、熱交換器等。由粉末冶金法制備的泡沫鋁 工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，可以制備復(fù)雜形狀的試樣。并且通過(guò)改變工藝參數(shù)可以容 易地控制孔隙率、孔形狀及孔的大小，這一點(diǎn)是其它方法難以做到的。所以本方 法有推廣應(yīng)用價(jià)值。 應(yīng)用領(lǐng)域： 泡沫鋁的應(yīng)用主要有：防火和吸音板、沖擊能量吸收材料、建筑板、半導(dǎo)體 擴(kuò)散器盤、熱交換器、電磁屏蔽物等方面。還可廣泛應(yīng)用于冶金、化工、航空航 天、船舶、電子、汽車制造和建筑業(yè)等領(lǐng)域。 合作方式及條件：合作開發(fā) 7、高附加值尖晶石結(jié)構(gòu)鐵酸鎳/鐵酸鎂/鐵酸鋅納米粉的制備方法 成果（項(xiàng)目）背景、簡(jiǎn)介及應(yīng)用領(lǐng)域： 據(jù)市場(chǎng)調(diào)查公司(富士經(jīng)濟(jì))的調(diào)查，納米技術(shù)最先實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的就是材料領(lǐng) 域。納米材料的世界市場(chǎng)規(guī)模到 2015 年預(yù)計(jì)可達(dá) 15000 億美元，其中電子學(xué)領(lǐng) 域最高可達(dá) 8000 億美元；生物技術(shù)領(lǐng)域最高可達(dá) 3000 億美元。 納米材料(又稱超細(xì)微粒、超細(xì)粉末)是處在原子簇和宏觀物體交界過(guò)渡區(qū)域 的一種典型系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)既不同于體塊材料，也不同于單個(gè)的原子。其特殊的結(jié) 構(gòu)層次使它具有表面效應(yīng)、體積效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)等，擁有一系列新穎的物理 和化學(xué)特性，在眾多領(lǐng)域特別是在光、電、磁、催化等方面具有非常重大的應(yīng)用 價(jià)值。 尖晶石結(jié)構(gòu)的納米NiFe2O4作為一種陶瓷材料具有耐高溫，高硬度，高強(qiáng)度， 114天津大學(xué)科技成果選編 熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。NiFe2O4 是一種常用的軟磁材料，可用作磁頭材料、矩磁材 料和微波吸收材料，同時(shí)也是制備性能優(yōu)良的磁電轉(zhuǎn)換復(fù)合材料所選用的磁致伸 縮材料，在電子工業(yè)上具有極廣闊的應(yīng)用前景。NiFe2O4 還是好的氣敏傳感材料， 還可以作為鋰電池的負(fù)極材料。 本技術(shù)是一種新穎的納米化合物的制備方法，該法用水和熱能替代傳統(tǒng)的草 酸鹽、碳酸鹽等，與傳統(tǒng)共沉淀法制備超微粉相比，由于直接利用了萃取過(guò)程中 的物料，降低了粉末的生產(chǎn)成本，并得到了更高純度的產(chǎn)品，減少了化工原料的 消耗和廢水的排放，是制備高品質(zhì)超細(xì)金屬氧化物材料經(jīng)濟(jì)便捷的綠色化學(xué)工藝。 因此，這種結(jié)合溶劑萃取制備高級(jí)無(wú)機(jī)材料的新過(guò)程是極有發(fā)展前途的新方法。 這個(gè)過(guò)程容易將沉淀粒子的大小控制在納米范圍內(nèi)，從而克服了直接水解法難以 控制氧化物粒度的弊端。 成果（項(xiàng)目）技術(shù)特點(diǎn)（技術(shù)優(yōu)勢(shì)及主要指標(biāo)）： 本項(xiàng)目采用先進(jìn)的新方法，合成一些售價(jià)在 500~2000 元/公斤的高附加值的 納米材料，該新技術(shù)吸收和繼承了液相法的優(yōu)點(diǎn)并解決了現(xiàn)有合成方法中存在的 一些不足。本技術(shù)采用低成本的原料，降低了能耗，且容易產(chǎn)業(yè)化。 該新技術(shù)為一步合成方法,吸收和繼承了液相法的優(yōu)點(diǎn)并解決了現(xiàn)有合成方 法中存在的如下問(wèn)題： 1）解決了固相法中產(chǎn)物粒度不易控制、批次間分布不均勻，產(chǎn)品粒徑大、 形貌不規(guī)則的問(wèn)題，通過(guò)改變工藝條件，可以調(diào)節(jié)產(chǎn)品的形貌、粒度大小和性能。 2）本技術(shù)為一步合成法，反應(yīng)在短時(shí)間內(nèi)就能完成，且省去了濕化學(xué)法后 續(xù)工藝的高溫煅燒和球磨過(guò)程，能直接合成納米級(jí)或微米級(jí)的粉體。 3）通過(guò)使用有機(jī)萃取劑對(duì)亞鐵離子的萃取提高了產(chǎn)品的純度，通過(guò)萃取劑 的循環(huán)，降低了生產(chǎn)成本、減少了化工產(chǎn)品的消耗和排放，屬潔凈工藝。 4）容易實(shí)施對(duì)產(chǎn)品的改性。 5）原料來(lái)源廣泛、制備工藝簡(jiǎn)單、流程短、耗能低、工藝條件容易掌握、 易于工業(yè)化生產(chǎn)。 技術(shù)水平及專利與獲獎(jiǎng)情況： 1) 申請(qǐng)了國(guó)家專利，并獲授權(quán)：尖晶石結(jié)構(gòu)鐵酸鎳納米粉的制備方法， 115天津大學(xué)科技成果選編 申請(qǐng)?zhí)? CN200710057617.7，授權(quán)號(hào): CN100506749，授權(quán)日: 2009.07.01 尖晶石結(jié)構(gòu)鐵酸鎂納米粒子的合成方法， 申請(qǐng)?zhí)? CN200710057615.8，授權(quán)號(hào): CN101070192B，授權(quán)日: 2010.10.13 2) 該技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室已取得決定性突破。通過(guò)與企業(yè)的合作，進(jìn)一步研究開 發(fā)，可望達(dá)到或超過(guò)國(guó)際同類產(chǎn)品的水平。 3) 該產(chǎn)品已完成放大實(shí)驗(yàn)，經(jīng)中試后，便可進(jìn)行試生產(chǎn)和生產(chǎn)。 應(yīng)用前景分析及經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)： 本技術(shù)采用的液相合成新方法優(yōu)勢(shì)明顯，如反應(yīng)時(shí)間短，后處理簡(jiǎn)單等。而 且樣品為納米級(jí)，粒徑也較均勻，這對(duì)產(chǎn)品的性能有很大影響。此外，有機(jī)體系 中還可以直接用純水做反應(yīng)物，無(wú)廢堿排放，有機(jī)萃取劑也可以循環(huán)使用，屬于 綠色工藝，具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。 本技術(shù)的原料成本低于其它方法，設(shè)備投資?。褐饕O(shè)備是低壓反應(yīng)釜，反 應(yīng)在中性的介質(zhì)中和低于 150OC 的溫度下進(jìn)行，因而對(duì)設(shè)備的耐腐蝕性要求不 高，與目前的固相法相比設(shè)備的投資小。 本項(xiàng)目按照年生產(chǎn)能力 100 噸、原料成本 5 萬(wàn)元/噸、產(chǎn)品銷售價(jià) 20 萬(wàn)元/ 噸計(jì)算，毛利收入 1500 萬(wàn)元。 技術(shù)轉(zhuǎn)化條件：（包括：原料、設(shè)備、廠房面積的要求及投資規(guī)模） 1.原料，具體如下： ①鎳鹽：可以選用工業(yè)級(jí)的硫酸鎳、氯化鎳等，通過(guò)溶劑萃取提純 Ni2+。 ②少量氨水和萃取劑(循環(huán)使用)。 2.主要設(shè)備：低壓反應(yīng)釜、過(guò)濾機(jī)、干燥箱、粉碎機(jī)。 3.生產(chǎn)用房高 4 米，其它為普通房。 4.投資規(guī)模：根據(jù)投資確定，如本年產(chǎn)總量 500 噸，項(xiàng)目開發(fā)總投資約為 2000 萬(wàn)元，利稅可達(dá)到 3000-4000 萬(wàn)。 合作方式及條件：面議。