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項目研究背景 ：目前，木材膠粘劑中三醛膠“脲醛膠、酚醛膠、三聚 氰氨縮甲醛”占 95%以上，三醛膠在生產(chǎn)中打多采用甲醛、苯酚、苯、二 甲苯、異氰酸酯等有毒有害充分為原料，成品的三醛木材膠粘劑含有醛的 殘留，如果工藝控制不當，對環(huán)境和人體危害很大。 技術(shù)原理 ：本項目提供一種以生物質(zhì)為基料的無甲醛耐水木材膠粘劑 及其制備方法。主要是由下述重量配比的原料制成的粘合劑：生物質(zhì) 10-300 份，液化劑 50-100 份，交

復合垃圾衍生燃料制造技術(shù)是開發(fā)低成本、高固硫率和防潮抗水型，適用于工業(yè)鍋爐燃用的復合垃圾衍生燃料，可以適量加入粘結(jié)劑或根據(jù)生物質(zhì)具體性能對其進行生物化學預(yù)處理以適當提高其粘結(jié)力；可將復合垃圾衍生燃料的灰分、水分、揮發(fā)分、發(fā)熱量、燃料比、粒徑大小、焦渣特性、熱變形特性等調(diào)整到有利于燃燒的最佳值，大幅度降低生產(chǎn)成本，使之發(fā)展成先進的高效清潔燃料。 該工藝的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，是制備出適合我國現(xiàn)有鍋爐燃燒的新型垃圾衍生燃料。RDF制備過程中摻入一定量的煤，不僅有利于提高熱值，均勻分配物料，同時還可以起到助粘的作用；同時，壓制成型塊燃料，使其具有統(tǒng)一形狀和規(guī)格，易實現(xiàn)成型時添加固硫、脫氯劑及催化劑等，再配套合適的燃燒設(shè)備，既有利于高效燃燒又能減少污染。該處理方式，可為國內(nèi)垃圾提供一條新型資源化解決途徑，這樣既節(jié)省了處理垃圾的處理費和供熱燃料費，又減少了固體廢棄物。 本研究利用生物質(zhì)型煤生產(chǎn)工藝來進行了 C-RDF 成型制備研究。復合垃圾衍生燃料爐前成型是指直接使用煤場的動力配煤，在不添加或添加少量粘結(jié)劑的條件下，由置于鍋爐旁的成型機成型后直接下落到爐排上，供鍋爐燃用。 垃圾衍生燃料成型工藝主要分為三個工序，即原料制備、攪拌成型和固結(jié)干燥。3個環(huán)節(jié)中重點在于原料制備環(huán)節(jié)。 垃圾衍生燃料之所以能在爐內(nèi)燃燒過程中取得較散煤好的經(jīng)濟和環(huán)境效益，是由于燃料個體形狀規(guī)格，使垃圾衍生燃料層具有均勻分布的空隙率，且其單個空隙容積較大，有利于可燃氣體的反應(yīng)。燃料層的空隙率大則通風阻力小，有助于降低風機電耗和結(jié)渣程度。

復合垃圾衍生燃料制造技術(shù)是開發(fā)低成本、高固硫率和防潮抗水型，適用于工業(yè)鍋爐燃用的復合垃圾衍生燃料，可以適量加入粘結(jié)劑或根據(jù)生物質(zhì)具體性能對其進行生物化學預(yù)處理以適當提高其粘結(jié)力；可將復合垃圾衍生燃料的灰分、水分、揮發(fā)分、發(fā)熱量、燃料比、粒徑大小、焦渣特性、熱變形特性等調(diào)整到有利于燃燒的最佳值，大幅度降低生產(chǎn)成本，使之發(fā)展成先進的高效清潔燃料。 該工藝的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，是制備出適合我國現(xiàn)有鍋爐燃燒的新型垃圾衍生燃料。RDF制備過程中摻入一定量的煤，不僅有利于提高熱值，均勻分配物料，同時還可以起到助粘的作用；同時，壓制成型塊燃料，使其具有統(tǒng)一形狀和規(guī)格，易實現(xiàn)成型時添加固硫、脫氯劑及催化劑等，再配套合適的燃燒設(shè)備，既有利于高效燃燒又能減少污染。該處理方式，可為國內(nèi)垃圾提供一條新型資源化解決途徑，這樣既節(jié)省了處理垃圾的處理費和供熱燃料費，又減少了固體廢棄物。 本研究利用生物質(zhì)型煤生產(chǎn)工藝來進行了C-RDF成型制備研究。復合垃圾衍生燃料爐前成型是指直接使用煤場的動力配煤，在不添加或添加少量粘結(jié)劑的條件下，由置于鍋爐旁的成型機成型后直接下落到爐排上，供鍋爐燃用。 垃圾衍生燃料成型工藝主要分為三個工序，即原料制備、攪拌成型和固結(jié)干燥。3個環(huán)節(jié)中重點在于原料制備環(huán)節(jié)。 垃圾衍生燃料之所以能在爐內(nèi)燃燒過程中取得較散煤好的經(jīng)濟和環(huán)境效益，是由于燃料個體形狀規(guī)格，使垃圾衍生燃料層具有均勻分布的空隙率，且其單個空隙容積較大，有利于可燃氣體的反應(yīng)。燃料層的空隙率大則通風阻力小，有助于降低風機電耗和結(jié)渣程度。 應(yīng)用范圍： 適合我國現(xiàn)有鍋爐燃燒的新型垃圾衍生燃料。

1.痛點問題 聚對苯二甲酰對苯二胺纖維（我國稱為對位芳綸或芳綸1414）是一種高性能纖維，具有高強高模、耐高溫、耐酸堿以及重量輕等優(yōu)異性能,其性價比在所有高性能纖維中最高，因此在眾多民用和國防領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用,是目前產(chǎn)量最大、用途最廣的高性能纖維。但是，由于對位芳綸生產(chǎn)技術(shù)難度大，涉及領(lǐng)域眾多，我國雖然對對位芳綸的技術(shù)進行了持續(xù)的研發(fā)投入，目前也已實現(xiàn)了工業(yè)量產(chǎn)，但是在產(chǎn)品質(zhì)量、穩(wěn)定性及系列化方面和國外先進技術(shù)相比仍有明顯差距。 2.解決方案 對位芳綸的生產(chǎn)涉及三個不同的領(lǐng)域：聚合、紡絲和溶劑回收。對位芳綸聚合存在單體活性高、聚合放熱量大、聚合過程相變復雜等一系列難題；對位芳綸的紡絲存在溶解中伴隨降解、非牛頓流體的復雜流變學特性、紡絲過程中的取向與解取向的競爭；溶劑回收雖然主要是物理分離過程，但是也存在萃取劑分解酸化的難題，處理不好對結(jié)合會產(chǎn)生致命性影響。 針對以上各個部分的問題，由清華大學化工系高分子研究所庹新林團隊對這些問題進行了系統(tǒng)深入的研究，形成了具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的全連續(xù)聚合技術(shù)，連續(xù)批量的溶劑回收技術(shù)及高速液晶紡絲技術(shù)，并最終集成形成成套專利技術(shù)，可以實現(xiàn)對位芳綸纖維千噸級以上的規(guī)模化穩(wěn)定生產(chǎn)。 合作需求 與合作方共同推進工業(yè)生產(chǎn)和應(yīng)用，合作方需具備資金、場地、技術(shù)團隊。

1. 痛點問題 鋰離子電池是目前應(yīng)用最廣泛的儲能裝置，產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛。隨著電動汽車的興起，大功率動力電池的出現(xiàn)對鋰離子電池的安全性提出了巨大的挑戰(zhàn)。其中電池隔膜耐熱性差是其中最主要的安全隱患之一。目前常見的鋰離子電池隔膜為聚烯烴材質(zhì)，通常為聚丙烯、聚乙烯或者聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯的夾層結(jié)構(gòu)，熔點低于170℃，當電池因內(nèi)部或外部原因造成升溫時，隔膜會熔融并收縮，造成正負極直接接觸導致短路，引起電池燃燒、爆炸等意外事故的發(fā)生。 2. 解決方案 聚對苯二甲酰對苯二胺（以下簡稱PPTA）是一種剛性液晶高分子，具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，熱分解溫度高達550℃。將PPTA取向制成的纖維還具有優(yōu)異的力學性能，因此PPTA是一種有效的解決鋰離子電池隔膜耐熱隱患的材料。但是由于PPTA分子剛性，而且分子間有強烈的氫鍵作用，所以在普通溶劑中很難溶解，因此將其制成多孔膜在技術(shù)上還是一個巨大的挑戰(zhàn)。本項成果在大量研究基礎(chǔ)上提出了一種新的制備對位芳綸/聚烯烴復合隔膜的方法，利用對位芳綸的剛性及高耐熱性，制備出各項性能滿足鋰離子電池性能要求且可以大幅提高電池安全性的隔膜材料。 合作需求 與合作方共同推進工業(yè)生產(chǎn)和應(yīng)用，合作方需具備資金、場地、技術(shù)團隊等。

聚乳酸被全球公認為21世紀最有發(fā)展前景的生物質(zhì)塑料，它具有良好的生物降解性/相容性、力學性質(zhì)、熱塑性、成纖性、透明度高，適用于吹塑、擠出、注塑等多種加工方法，加工方便，部分性能優(yōu)于現(xiàn)有通用塑料；但其同時也存在著強度較低、脆性大、耐熱性差等不足，使得其應(yīng)用僅局限于生產(chǎn)通用塑料、薄膜等領(lǐng)域，要想應(yīng)用于條件較為苛刻的汽車、航空航天、建筑業(yè)等領(lǐng)域，必須對其進行改性以提高其耐熱性能和力學性能。本項目擬采用課題組多年來積累的研究成果，與相關(guān)企業(yè)展開合作，進行成果的轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化工作，最終形成具有市場潛力的系列化改性聚乳酸復合材料制備技術(shù)，例如天然纖維增強聚乳酸、高韌性聚乳酸、高填充級聚乳酸、阻燃級聚乳酸和纖維級聚乳酸等的制備技術(shù)，通過這些技術(shù)制備的改性聚乳酸樹脂將具有更加優(yōu)異和針對性的性能，主要用于生產(chǎn)聚乳酸纖維、薄膜、板材和容器等，可應(yīng)用在生活快消品、農(nóng)用地膜、飛機/汽車內(nèi)飾用材料等領(lǐng)域。項目目標是通過深入研究，對部分尚不完善的技術(shù)環(huán)節(jié)進行最后的攻關(guān)，然后整合已有的技術(shù)與專利成果，并進一步放大實驗和標準化測試，形成一系列可直接產(chǎn)業(yè)化的系統(tǒng)化解決方案技術(shù)包，最終順利完成相關(guān)技術(shù)成果的產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化工作。 本項目研究采用的原材料為可生物降解的聚乳酸，經(jīng)過本團隊十多年的研發(fā)，目前已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。本項目的主要工作是梳理課題組多年來對聚乳酸樹脂改性的相關(guān)技術(shù)，與授權(quán)專利等成果整合，進一步放大成系列化的產(chǎn)品技術(shù)，最終順利相關(guān)技術(shù)成果的產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化工作。 項目中的大部分關(guān)鍵技術(shù)均已被攻克，目前需要做的是有目的的對所有技術(shù)進行梳理和整合，查漏補缺，對部分尚不完善的技術(shù)環(huán)節(jié)進行最后的攻關(guān)，從而形成完整的系統(tǒng)化的產(chǎn)品技術(shù)，并與相關(guān)授權(quán)專利進行整合，最后打包形成一系列可直接產(chǎn)業(yè)化的系統(tǒng)化解決方案技術(shù)包。目前70%的聚乳酸市場在對性能要求不太高的包裝行業(yè)中，隨著人們環(huán)保意識的增加，該市場容量會繼續(xù)增加，但由于聚乳酸整體市場的快速增長，包裝材料所占聚乳酸市場比例會逐漸縮小。在汽車、家電及電子產(chǎn)品行業(yè)中對更高性能聚乳酸改性材料的使用是個新趨勢，市場份額雖然不大，但會持續(xù)增長。目前聚乳酸在全球市場的總?cè)萘款A(yù)計為100億元，且有很好的成長潛力。本項目技術(shù)面對的正是高性能、高附加值的潛在市場，其產(chǎn)業(yè)化預(yù)期會有良好的經(jīng)濟效益；項目產(chǎn)品在環(huán)境污染治理和防護方面的貢獻將會產(chǎn)生良好的社會效益。

2-酮基-D-葡萄糖酸 (2-keto-D-gluconic acid，2KGA) 是工業(yè)上大規(guī)模生產(chǎn)的一種有機酸，主 要用于食品抗氧化劑D-異抗壞血酸及D-異抗壞血酸鈉的合成。本項目采用氧化葡萄糖酸桿菌 靜息細胞轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)2-KGA。轉(zhuǎn)化反應(yīng)體系中，底物葡萄糖濃度達到300g/l左右，2-KGA的產(chǎn) 率在95%以上，時空產(chǎn)率達到13.48g/l/h。國內(nèi)外報道的最高發(fā)酵生產(chǎn)水平是11.4g/l/h。 現(xiàn)有的2-KGA生產(chǎn)，主要通過熒光假單胞菌發(fā)酵葡萄糖或淀粉水解糖。工藝面臨的主要問 題是抗噬菌體菌株的篩選、連續(xù)發(fā)酵的周期長、菌體與CaSO4 的分離等。 本項目采用靜息細 胞轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)2-KGA。本項目和發(fā)酵法比較，具有轉(zhuǎn)化反應(yīng)簡單、易控制、時間短、后處理容 易等優(yōu)勢。

"我國是乙烯、醋酸乙烯及其衍生化學品的消費、生產(chǎn)大國，但一直不掌握先進的生物基乙烯、乙烯法醋酸乙烯及VAE生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)。開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)以生物質(zhì)為原料的大規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)，對我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)提升、實現(xiàn)大宗化學品的生物制造及可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。主要科技創(chuàng)新如下： 1．開發(fā)出高空速、水蒸氣協(xié)同的乙醇制乙烯反應(yīng)工藝，空速達750h-1（GHSV），轉(zhuǎn)化率大于99.6%，選擇性大于98%，并有效抑制了催化劑積碳。與國外技術(shù)相比較，原料乙醇消耗降低2.7%，蒸汽消耗降低11.4%。 2．探明了CO在Pd-Au催化劑上與表面吸附氧的作用及轉(zhuǎn)化規(guī)律，修正了醋酸乙烯生產(chǎn)關(guān)鍵原料乙烯的質(zhì)量控制指標，CO濃度由小于5mL/m3放寬至小于500 mL/m3，使乙烯低溫精制過程能耗降低40%以上。 3．開發(fā)出沸騰水移熱固定床反應(yīng)器殼方結(jié)構(gòu)，提出了放大準則并用于醋酸乙烯合成反應(yīng)器設(shè)計與制造；探明了氧氣混合過程安全機制，開發(fā)出本質(zhì)安全型氧混器并實現(xiàn)工程應(yīng)用。實現(xiàn)了關(guān)鍵設(shè)備的自主創(chuàng)新。 4．開發(fā)出以復配聚乙烯醇等為表面活性劑、過氧化氫為氧化劑的VAE生產(chǎn)技術(shù)，生產(chǎn)出具有優(yōu)異性能的VAE新產(chǎn)品。

“秸稈還田”是增加土地有機碳含量提高土地持續(xù)生產(chǎn)能力及節(jié)省人力物 力的有效方法。但是此法達到預(yù)期效果的時間周期長，而且容易造成耕地問題 保水性變差等一系列問題。據(jù)調(diào)查，我國僅因氮肥流失造成的損失每年在 400 億元以上，且部分地區(qū)由于施肥不當已引起嚴重的環(huán)境污染。 數(shù)據(jù)顯示：若將土壤有機質(zhì)含量提高 1%的話，相當于土壤從空氣中凈吸收 了 306 億噸 CO2。每增加 0.1 個百分點的土壤有機質(zhì)含量就可釋放 600-800 千克 /公頃的糧食生產(chǎn)潛力。如果將秸稈經(jīng)過熱解炭化轉(zhuǎn)化為生物炭，并與化肥進行 調(diào)質(zhì)處理后施用可實現(xiàn)兩全其美。 

成果創(chuàng)新點 發(fā)展綠色友好反應(yīng)體系，通過核心過程的耦合，實現(xiàn)關(guān) 鍵中間體 HMF 百噸級生產(chǎn)新工藝研發(fā)與中試；開發(fā)了基于 HMF 下游新型聚合單體的高選擇性合成，實現(xiàn)合成呋喃聚合材料 單體的高效催化氧化新工藝，在提高反應(yīng)濃度的同時提高了 產(chǎn)物收率及選擇性，降低反應(yīng)成本及三廢排放；開展并制備 了呋喃基聚合材料，同時對材料的結(jié)構(gòu)調(diào)控及結(jié)構(gòu)性能關(guān)系 進行研究，呋喃基聚酯材料 PEF 表現(xiàn)出優(yōu)于石油基材料 PET