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該技術(shù)通過分子設(shè)計和環(huán)境友好的水解反應(yīng)，利用頂角-戴帽法和官能團剪裁等手段制備帶有多種可反應(yīng)性基團的中空籠型納米材料。材料具有質(zhì)輕、透氣、超低介電常數(shù)、耐熱、易加工、可溶解性、生物相容性等特性，體現(xiàn)了不同于傳統(tǒng)納米材料的優(yōu)點，與聚合物有非常好的相容性和分散性。這類有機－無機雜化材料實現(xiàn)了將有機材料的耐熱性能和高強度與有機高分子材料的加工工藝簡單完美結(jié)合的目的。 籠型倍半硅氧烷與高分子聚合物的相容性良好，基本可以達到分子級均勻分散，這是普通無機填料無法達到的，得益于籠型倍半硅氧烷分子具有有機部分，既使在惰性基團取代籠型倍半硅氧烷中也可以與有機基體實現(xiàn)良好的相容行為。同時，材料的耐熱性能指標（如玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，5%質(zhì)量損失熱降解溫度）均有大幅度提高，這是因為籠型倍半硅氧烷的Si－O骨架部分提供了優(yōu)異的抵抗熱沖擊性能，此外，還可以利用多官能化籠型倍半硅氧烷進行交聯(lián)反應(yīng)實現(xiàn)三維交聯(lián)結(jié)構(gòu)，以進一步提高耐溫性能。另外，籠型倍半硅氧烷可以作為各種催化劑和其他功能性材料的載體，在拓寬這些功能材料使用溫度的同時提高其某些性能，如提高電致發(fā)光材料的發(fā)光效率和發(fā)光純度，提高催化劑的催化效率和選擇性。 可以預(yù)見，隨著各個交叉學科領(lǐng)域的不斷擴展，籠型倍半硅氧烷作為典型的有機-無機雜化材料的優(yōu)異性能將會引起人們越來越濃厚的研究興趣。 粒子尺寸：1.5～3nm；溶解性：根據(jù)官能團不同，可溶解于有機溶劑或水；顏色：白色；耐熱性：熱分解溫度在250℃以上。可用于耐高溫材料、航空航天材料、復(fù)合材料、超低介電材料、塑料及纖維改性、功能高分子材料、特種涂料、生物材料等制備。在高附加值材料領(lǐng)域，應(yīng)用前景廣闊。項目投資300～400萬。

本項目包括三大核心技術(shù)： 1、強制冷凝 VOCs 廢氣處理設(shè)備，創(chuàng)造性地將強制換熱技術(shù)改造后應(yīng)用于 VOCs 強制冷凝處理工藝中，針對高濃度有機廢氣，回收經(jīng)冷凝的 VOCs 物質(zhì)，同時回收廢氣中的溫度生產(chǎn)熱水。設(shè)備內(nèi)表面均采用實驗室自行研發(fā)的特殊拒油涂層處理，以防止有機物質(zhì)對冷凝器的污染，提高冷凝裝置穩(wěn)定運行效率并降低設(shè)備維護成本。 2、開發(fā)的光催化氧化劑和附著技術(shù) 克服納米光催化劑易團聚、易流失的弊端，開發(fā)出新型快速的光催化劑負載技術(shù)，能夠大大推進光催化劑在廢水、廢氣中的實際應(yīng)用，負載材料廉價易得，加工方便，壽命長，具有巨大的比表面積，能夠在吸附 VOCs 物質(zhì)的同時，直接發(fā)生光催化反應(yīng)，將 VOCs 物質(zhì)完全礦化。 3、開發(fā)的高效苯吸收液及分層技術(shù) 采用特殊吸收液配方制備能夠分層的高效苯吸收液，能夠有效地 吸收廢氣中的苯、甲苯、二甲苯等有毒有害物質(zhì)，凈化 VOCs 廢氣。吸收的 VOCs 物質(zhì)能夠靜置分層，從而能夠更快速地富集，方便下一步的回收分離，吸收液可以重復(fù)使用。 三大技術(shù)可以互相結(jié)合為工藝組合，在高濃度有機廢氣的凈化與有價值物質(zhì)的回收、油煙凈化、企業(yè) VOCs 治理等方面具有廣闊地應(yīng)用前景。已成功解決了河北省三家企業(yè)的 VOCs 處理與排放問題。

項目成果/簡介:本項目包括三大核心技術(shù)： 1、強制冷凝 VOCs 廢氣處理設(shè)備，創(chuàng)造性地將強制換熱技術(shù)改造后應(yīng)用于 VOCs 強制冷凝處理工藝中，針對高濃度有機廢氣，回收經(jīng)冷凝的 VOCs 物質(zhì)，同時回收廢氣中的溫度生產(chǎn)熱水。設(shè)備內(nèi)表面均采用實驗室自行研發(fā)的特殊拒油涂層處理，以防止有機物質(zhì)對冷凝器的污染，提高冷凝裝置穩(wěn)定運行效率并降低設(shè)備維護成本。 2、開發(fā)的光催化氧化劑和附著技術(shù) 克服納米光催化劑易團聚、易流失的弊端，開發(fā)出新型快速的光催化劑負載技術(shù)，能夠大大推進光催化劑在廢水、廢氣中的實際應(yīng)用，負載材料廉價易得，加工方便，壽命長，具有巨大的比表面積，能夠在吸附 VOCs 物質(zhì)的同時，直接發(fā)生光催化反應(yīng)，將 VOCs 物質(zhì)完全礦化。 3、開發(fā)的高效苯吸收液及分層技術(shù) 采用特殊吸收液配方制備能夠分層的高效苯吸收液，能夠有效地 吸收廢氣中的苯、甲苯、二甲苯等有毒有害物質(zhì)，凈化 VOCs 廢氣。吸收的 VOCs 物質(zhì)能夠靜置分層，從而能夠更快速地富集，方便下一步的回收分離，吸收液可以重復(fù)使用。 三大技術(shù)可以互相結(jié)合為工藝組合，在高濃度有機廢氣的凈化與有價值物質(zhì)的回收、油煙凈化、企業(yè) VOCs 治理等方面具有廣闊地應(yīng)用前景。已成功解決了河北省三家企業(yè)的 VOCs 處理與排放問題。應(yīng)用范圍:VOCs 治理工況復(fù)雜、技術(shù)路線眾多也決定了這一行業(yè)的發(fā)展特點：市場分散，需求多樣化，企業(yè)要想把規(guī)模做大很困難。正因為市場分散，VOCs 治理行業(yè)要壟斷也不容易，市場完全開放，各家企業(yè)憑借自身的技術(shù)、策略來獲得競爭優(yōu)勢，這個市場在未來幾年將以30%的速度增長。 VOCs 污染治理正在起步，有望撬動近 700 億產(chǎn)值。目前，國內(nèi)VOCs 污染平均治理成本約 500-600 萬元，按每座工業(yè)園 5 家企業(yè)參 102與治理，省均 150 個工業(yè)園區(qū)，全國 20 個省保守估算，市場空間將達到 625~750 億元。未來，隨國內(nèi) VOCs 排放標準有望提高，VOCs治理投資有望進一步增加。 投資估計：投資 500 萬元， 經(jīng)濟和社會效益：利潤率 20-30%，經(jīng)濟效益顯著，污染物減排效果顯著。效益分析:自 2005 年企業(yè)進行 VOCs 產(chǎn)生全過程分析，積累了大量第一手資料， 2013 年于宏兵承擔了環(huán)保部大氣污染治理應(yīng)急項目 VOCs 污染控制欲核算方法研究項目，對工業(yè)企業(yè) VOCs 排放特征、排放量核算技術(shù)方法和 VOCs 處理技術(shù)績效進行評估，建立了天津的 VOCs污染控制體系。在 VOCs 污染前端預(yù)防、后端治理技術(shù)研究中積累了豐富的經(jīng)驗。 南開大學清潔生產(chǎn)研究中心以南開大學科研平臺為依托，自身擁有 XRD、同步熱重分析儀、便攜式氣相色譜儀、液相色譜儀等大中型儀器共計 25 臺，價值合計 300 余萬元，擁有非常雄厚的技術(shù)力量支撐科研工作。

該團隊制備了一種負載氧化鎳(NiO)納米晶粒的聚合物氮化碳(g-C3N4, CN)二維納米片新材料，通過構(gòu)建具有金屬性的Ni-N鍵形成高導電界面，大幅提高了催化效率，該策略拓展至其他的過渡金屬氧化物(Co3O4、Fe2O3、CuO等)也獲得了成功。同時，該團隊還開發(fā)了過渡金屬基層狀蛇紋石結(jié)構(gòu)的納米催化劑，進一步實現(xiàn)高效電催化。通過設(shè)計合成不同比例的Co、Ni基蛇紋石CoxNi3-xGe2O5(OH)4納米片，調(diào)節(jié)材料的電子能帶結(jié)構(gòu)和導電特性，有效加快了催化效率，在堿性和中性條件下均表現(xiàn)出比傳統(tǒng)過渡金屬氫氧化物和商業(yè)RuO2更優(yōu)異的催化活性和穩(wěn)定性。 此外，該團隊以二維金屬-有機框架（2D MOF）納米片為前驅(qū)體制備了新型二維復(fù)合納米催化劑。通過引入吡啶作為抑制劑，借助溶劑熱反應(yīng)和熱處理制備了氮原子摻雜的Ni-Ni3S2@碳復(fù)合納米催化劑，大幅度提高了催化性能，為二維金屬-金屬硫化物@碳多元復(fù)合材料的合成提供了新的思路。

青島科技大學先進電工材料研究院是學校從事高壓絕緣與電工材料科研機構(gòu)，由我國著名電氣絕緣專家、中國工程院院士雷清泉教授擔任院長。研究院是山東省高壓絕緣與電工材料專業(yè)委員會掛靠單位，現(xiàn)有教職員工20余人，中國工程院院士1人、山東省專業(yè)技術(shù)拔尖人才1人、泰山學者青年專家1人;教授3人，副教授5人。目前圍繞電力和能源形成了以下幾個特色研究方向:高壓直流電纜材料研發(fā)及應(yīng)用、高壓直流電纜附件硅橡膠材料研發(fā)及應(yīng)用、特高壓設(shè)備環(huán)氧樹脂材料開發(fā)及應(yīng)用、動車組車頂高壓設(shè)備絕緣關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用、極端環(huán)境下絕緣材料與絕緣技術(shù)。先進電工材料研究院具備開展電工絕緣材料性能測試和研究的先進實驗平臺，擁有介電阻抗--熱激電流綜合分析儀、C3型固體介質(zhì)空間電荷測試系統(tǒng)、真空沿面閃絡(luò)測試系統(tǒng)、交/直流擊穿測試系統(tǒng)、表面電位衰減測試系統(tǒng)、電流變儀、掃描電鏡、真空型紅外光譜儀等大型儀器，科研儀器設(shè)備總值1200萬元。建有材料制備與化學合成、材料加工、電氣性能測試、微觀結(jié)構(gòu)表征等專業(yè)實驗室，處于國內(nèi)電工材料領(lǐng)域研究先進水平。近幾年團隊圍繞制約超/特高壓設(shè)備發(fā)展的絕緣材料卡脖子問題，不斷加強與全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院、南方電網(wǎng)科研院、山東電科院、浙江電科院，以及特變電工、中天科技等一線科研院所和制造企業(yè)的交流和合作，在高壓直流電纜絕緣材料、半導電屏蔽材料、高壓電纜附件硅橡膠材料和新型電工絕緣材料等方面取得了突破性進展。基于團隊前期電工絕緣材料的研究基礎(chǔ)和研究特色，本次擬在特高壓設(shè)備用增強型環(huán)氧樹脂體系開發(fā)及應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)（96)、特高壓絕緣子用特種硅橡膠材料開發(fā)及應(yīng)用技術(shù)（98）兩個方面開展產(chǎn)學研合作。技術(shù)分析(1）高壓直流電纜絕緣料及半導電屏蔽材料開發(fā)及評價方法:團隊針對高壓直流電纜電荷積聚問題，突破對其傳統(tǒng)認識，于2017年首次提出半導電屏蔽層電荷發(fā)射評價方法。近兩年申請國際/國家專利10余項，其中國際發(fā)明專利3項（獲“青島市PCT專利創(chuàng)造資助資金”資助)。該成果對于不斷發(fā)展和深入研究半導電屏蔽料具有重要的科學意義和工程價值，可為我國絕緣料、半導電屏蔽料的性能提升和國產(chǎn)化提供理論指導。(2）高壓電纜附件硅橡膠材料配方研究及評價方法:與全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院合作開展土500 kV柔性高壓直流電纜附件制備關(guān)鍵技術(shù)研究，研究了500 kV高壓直流電纜附件硅橡膠材料的配方，以及硅橡膠與電纜主絕緣的界面匹配特性;建立了基于矩形圖法的雙層絕緣介質(zhì)界面電荷評估方法。該成果用于指導500 kV柔性高壓直流電纜附件材料選型及界面電荷評估。(3）新型電工絕緣材料研究:雷清泉教授于2017年在國際上首次提出了一種新型超電絕緣體結(jié)構(gòu)原型——維氧化鋁納元胞，研究成果發(fā)表在納米能源材料領(lǐng)域的頂尖學術(shù)刊物NanoEnergy 上。該成果對傳統(tǒng)電介質(zhì)擊穿理論、材料結(jié)構(gòu)形態(tài)研究及制造工藝將會產(chǎn)生根本性變革，對現(xiàn)代高端電纜制造及特/超高壓輸變電領(lǐng)域具有重要的意義和潛在的應(yīng)用價值。(4）高導熱絕緣環(huán)氧樹脂材料研究。研究院郝春成教授開展了高導熱絕緣環(huán)氧樹脂研究，通過改性提高環(huán)氧樹脂的耐擊穿電壓、導熱性能，改善了力學性能，可用于特高壓設(shè)備絕緣體系。

項目成果/簡介:該團隊制備了一種負載氧化鎳(NiO)納米晶粒的聚合物氮化碳(g-C3N4, CN)二維納米片新材料，通過構(gòu)建具有金屬性的Ni-N鍵形成高導電界面，大幅提高了催化效率，該策略拓展至其他的過渡金屬氧化物(Co3O4、Fe2O3、CuO等)也獲得了成功。同時，該團隊還開發(fā)了過渡金屬基層狀蛇紋石結(jié)構(gòu)的納米催化劑，進一步實現(xiàn)高效電催化。通過設(shè)計合成不同比例的Co、Ni基蛇紋石CoxNi3-xGe2O5(OH)4納米片，調(diào)節(jié)材料的電子能帶結(jié)構(gòu)和導電特性，有效加快了催化效率，在堿性和中性條件下均表現(xiàn)出比傳統(tǒng)過渡金屬氫氧化物和商業(yè)RuO2更優(yōu)異的催化活性和穩(wěn)定性。 此外，該團隊以二維金屬-有機框架（2D MOF）納米片為前驅(qū)體制備了新型二維復(fù)合納米催化劑。通過引入吡啶作為抑制劑，借助溶劑熱反應(yīng)和熱處理制備了氮原子摻雜的Ni-Ni3S2@碳復(fù)合納米催化劑，大幅度提高了催化性能，為二維金屬-金屬硫化物@碳多元復(fù)合材料的合成提供了新的思路。

本項目發(fā)明了以三分之二匝線圈縱磁觸頭為代表的系列真空滅弧室觸頭新結(jié)構(gòu)和分合閘特性可控的彈簧、永磁操動機構(gòu)，研制開發(fā)了系列環(huán)境友好型輸電等級單斷口真空斷路器系列產(chǎn)品，其中126kV/2500A/40kA 單斷口真空斷路器技術(shù)指標處于國際領(lǐng)先水平，部分產(chǎn)品出口并在俄羅斯得到廣泛應(yīng)用。相關(guān)產(chǎn)品和技術(shù)成功推廣應(yīng)用于國內(nèi)電力設(shè)備制造行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)中，對我國占領(lǐng)輸電等級真空電力開斷技術(shù)國際制高點、發(fā)展環(huán)境友好電力裝備、減少溫室效應(yīng)氣體的使用具有重要意義。

可以量產(chǎn)/n近年來，各種合成油垢清洗劑相繼開發(fā)應(yīng)用，但存在著對以油煙為主形成稠油垢的清洗效果不盡人意、配方不夠環(huán)保或生產(chǎn)成本相對較高等缺點。湖北是全國有名的美食薈萃之地，各類地方小吃特色濃郁，本成果基于美食街附近各種道路路面和小吃店墻壁稠油垢高效去除和清洗的迫切需求，針對單獨的乳化方式難以打開稠油垢聚合物之間交聯(lián)氫鍵的特點，在廣泛進行國內(nèi)外文獻調(diào)研和大量實驗工作的基礎(chǔ)上，提出了綠色設(shè)計并開發(fā)環(huán)保型高效稠油垢清洗劑的新思路：即利用從天然植物原料制備的環(huán)境友好型表面活性劑和自來水等溶劑的滲透和去污作用軟