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PiSADN污水高效低成本深度脫氮技術(shù)是國(guó)內(nèi)外首次提出的污水高效低成本深度脫氮解決方案 一、項(xiàng)目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡(jiǎn)介 到2020年底，全國(guó)大部分新建污水處理廠和敏感區(qū)域污水處理廠均已經(jīng)提標(biāo)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。由于我國(guó)的城市污水C/N比普遍偏低，難以滿足脫氮要求。當(dāng)前污水處理廠主要采用投加有機(jī)碳源的方式強(qiáng)化反硝化脫氮，為此大大增加了成本。為解決此問題，近年來學(xué)術(shù)界、工業(yè)界致力于尋找化學(xué)碳源以外的替代性電子供體以實(shí)現(xiàn)低成本的污水脫氮，其中，硫自養(yǎng)反硝化技術(shù)是重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象。 基于S0的自養(yǎng)反硝化工藝（SADN）是一種新興的低成本污水脫氮技術(shù)。但S0的溶解度低導(dǎo)致它的生物可利用性差，因而限制了SADN的速率而阻礙工藝的推廣應(yīng)用。本技術(shù)研究創(chuàng)新發(fā)現(xiàn)，揭示了SADN中加入少量有機(jī)碳除促進(jìn)SADN反應(yīng)速率的機(jī)理，并豐富了有機(jī)物投加條件下的多種不同硫形態(tài)電子供體或有機(jī)物電子供體的反硝化路徑。此外，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)通過在SADN體系自發(fā)形成多硫化物（Sn2-），其生物可利用性遠(yuǎn)高于S0。Sn2-一旦產(chǎn)生，可迅速被硫氧化反硝化菌利用，實(shí)現(xiàn)污水中硝氮的快速還原。這一通過多硫化物介導(dǎo)并加速硫自養(yǎng)反硝化的技術(shù)，稱為PiSADN反應(yīng)過程（Polysulfide-involved SADN），是國(guó)內(nèi)外首次提出的污水高效低成本深度脫氮解決方案。 目前本技術(shù)已經(jīng)申請(qǐng)了1個(gè)國(guó)家發(fā)明專利，已發(fā)表2篇SCI學(xué)術(shù)論文，其中一篇發(fā)表在環(huán)境領(lǐng)域頂級(jí)期刊Water Research上，因此，本技術(shù)具有先進(jìn)性和獨(dú)占性。

項(xiàng)目簡(jiǎn)介 ： 高精度的頻率源（如氫原子鐘、艷原子鐘和釧原子鐘等一級(jí)頻標(biāo) ）能夠?yàn)闇y(cè)控與通信系統(tǒng)提供高精度的時(shí)間頻率基準(zhǔn) ， 但價(jià)格高， 難以普及使

衛(wèi)星在軌運(yùn)行和返回過程中需經(jīng)歷極端高低溫環(huán)境，構(gòu)件尺寸的穩(wěn)定是保證衛(wèi)星在軌高精度、返回高安全、任務(wù)高可靠的關(guān)鍵。針對(duì)衛(wèi)星搭載的某寬帶微波載荷與衛(wèi)星本體材料之間熱膨脹系數(shù)不匹配極易導(dǎo)致的載荷在軌及返回過程中載荷接收精度不穩(wěn)定、信息傳輸不連續(xù)等問題。我校陳駿教授團(tuán)隊(duì)以原創(chuàng)的負(fù)熱膨脹技術(shù)研發(fā)了具有輕質(zhì)、熱膨脹系數(shù)低、力學(xué)性能優(yōu)異、尺寸穩(wěn)定性好的高性能低膨脹鋁基復(fù)合材料，并研制了系列關(guān)鍵連接內(nèi)置件、環(huán)件等高性能低膨脹構(gòu)件，首次將負(fù)熱膨脹技術(shù)應(yīng)用到我國(guó)的衛(wèi)星上，填補(bǔ)了高性能低膨脹金屬構(gòu)件在工程應(yīng)用領(lǐng)域的空白。該技術(shù)使得某寬帶微波載荷與衛(wèi)星本體之間熱膨脹匹配性增強(qiáng)、界面應(yīng)力大幅度減小，保證了衛(wèi)星在軌與返回過程中信號(hào)高精度傳輸與接收，助力衛(wèi)星成功返回。 圖1 實(shí)踐十九號(hào)衛(wèi)星成功返回（圖片來源國(guó)家航天局） 圖2 高性能低膨脹鋁基復(fù)合材料及構(gòu)件應(yīng)用于全球首顆可重復(fù)使用返回式技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星（圖片來源央視新聞?lì)l道）

納米氮化硼材料兼具氮化硼和納米材料的雙重優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于航空航天、高端電子散熱材料、吸附劑、水凈化、化妝品等領(lǐng)域。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種能夠?qū)崿F(xiàn)形貌和尺寸均一且具有超大比表面積多孔氮化硼納米纖維的規(guī)模化制備技術(shù)，目前市場(chǎng)尚未實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。該技術(shù)合成工藝簡(jiǎn)單可控、成本低、過程綠色環(huán)保，處于國(guó)際領(lǐng)先地位。 1 產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域 圖2 高性能氮化硼納米纖維粉體 圖3 氮化硼納米纖維粉體微觀形貌

成果描述：采用化學(xué)法利用工業(yè)級(jí)三氧化二釩和五氧化二釩制備全釩氧化還原液流電池電解液，不引入其它金屬離子雜質(zhì)。本制備方法具有工藝流程短、設(shè)備簡(jiǎn)單、耗時(shí)短、原料利用率高、成本低、避免二次污染等優(yōu)點(diǎn)。 用本方法制備的電解液中 V3+、V4+離子濃度比為 1:1，電解液可同時(shí)作為電池的正負(fù)極電解液，避免了采用硫酸氧釩溶液做電解液時(shí)正、負(fù)極電解液電荷不匹配問題，簡(jiǎn)化了電池初始化工序，降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。市場(chǎng)前景分析：釩電池主要應(yīng)用于太陽能和風(fēng)能發(fā)電站的穩(wěn)定供電、電網(wǎng)調(diào)峰、集中用電的重要企業(yè)和部門以及通訊設(shè)備的備用電源，醫(yī)院、軍事上的應(yīng)急電源等領(lǐng)域。與同類成果相比的優(yōu)勢(shì)分析：反應(yīng)溫度75～95℃，反應(yīng)時(shí)間10～20min，制備的電解液中V3+、V4+離子濃度比為1:1。 國(guó)際先進(jìn)

一、項(xiàng)目簡(jiǎn)介鋅系磷化所生成的磷化膜的主要成分為磷酸鋅Zn3(PO4)2?4H2O、磷酸鐵鋅Zn2Fe(PO4)2?4H2O。本磷化液使用范圍寬，性能穩(wěn)定，處理面積大，沉渣少，成本低廉。磷化速度快，磷化液的使用壽命長(zhǎng)。磷化膜分布均勻，色澤一致；膜層致密，光亮；磷化膜與基體的結(jié)合力強(qiáng)，顯著增強(qiáng)鋼鐵表面的耐蝕性。鹽霧試驗(yàn)合格。廣泛用于螺絲、螺栓、螺帽等鋼鐵材料的防腐。可以不用硝酸配置，安全性好。二、市場(chǎng)前景成本低廉，操作方便，市場(chǎng)廣闊。三、規(guī)模與投資根據(jù)市場(chǎng)需求，包括磷化設(shè)備最大不超過1萬元。四、生產(chǎn)設(shè)備塑料、陶瓷或不銹鋼容器。五、效益分析噸成本約1700元，售價(jià)約2600元。六、合作方式配方出售，教授配制和磷化方法，或提供磷化液。

相對(duì)于傳統(tǒng)的無機(jī)及有機(jī)絮凝劑而言，生物絮凝劑具有生物法和物化法的長(zhǎng)處，并具有安全、高效、用量小、無二次污染等特點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。但到目前為止，生物絮凝劑在實(shí)際生產(chǎn)中尚未得到推廣應(yīng)用，生產(chǎn)成本過高一直成為阻礙其推廣的主要原因。優(yōu)選原料、降低生物絮凝劑的生產(chǎn)成本將成為促進(jìn)生物絮凝劑發(fā)展的重要手段。本技術(shù)開發(fā)一種從廢棄生物質(zhì)制備生物絮凝劑的新方法，成

? 項(xiàng)目結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，從配方（含溶劑體系）、工藝、設(shè)備等三方面進(jìn)行優(yōu)化、設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)與反復(fù)分析，在長(zhǎng)期研究的基礎(chǔ)上，集成多項(xiàng)專利技術(shù)，設(shè)計(jì)了一條制造設(shè)備獨(dú)到、布局合理、工藝及配方科學(xué)的大規(guī)模生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)了多品種、高品質(zhì)、低成本、低消耗的纖維素醚生產(chǎn)。極大提高了反應(yīng)過程的效率和產(chǎn)品均勻性，降低消耗、減少污染，提高了產(chǎn)品的應(yīng)用性能，如溶解性、透光率、抗酸性、抗鹽性、抗酶變性能等。

一、項(xiàng)目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡(jiǎn)介 分子篩是指具有規(guī)則分子級(jí)別孔道結(jié)構(gòu)的結(jié)晶硅鋁酸鹽，廣泛應(yīng)用于催化與吸附分離工業(yè)過程。對(duì)于工業(yè)結(jié)構(gòu)革新和綠色環(huán)保化工具有十分重要的意義。 我們長(zhǎng)期從事分子篩材料的研究和開發(fā)工作，目的有多種先進(jìn)的分子篩材料得以推出。 1應(yīng)用于甲醇制烯烴反應(yīng)的分子篩催化材料 我們基于對(duì)甲醇制烯烴反應(yīng)與失活機(jī)理的理解，成功設(shè)計(jì)AlPO-34催化劑。AlPO-34骨架雜質(zhì)量級(jí)的Si可產(chǎn)生痕量Brønsted酸中心，與反應(yīng)物甲醇作用形成痕量苯基碳正離子進(jìn)而引發(fā)烴池路線實(shí)現(xiàn)甲醇制烯烴反應(yīng)，同時(shí)大大降低了甲醇制烯烴二次反應(yīng)的發(fā)生。與工業(yè)化催化劑SAPO-34相比，AlPO-34將甲醇制烯烴反應(yīng)中低碳烯烴收率提高一到兩個(gè)百分點(diǎn)，穩(wěn)態(tài)壽命提高一倍。根據(jù)目前所開車的60萬噸MTO裝置的經(jīng)濟(jì)效益測(cè)評(píng),低碳烯烴收率每提高一個(gè)百分點(diǎn),每年的凈利潤(rùn)便可提高6000萬元（授權(quán)發(fā)明專利：ZL201110226964.4）。 2分子篩超薄納米片材料 分子篩超薄納米片具有短的孔道和較開放的晶穴,在保持分子篩擇形效果的同時(shí)可以有效降低客體分子的擴(kuò)散阻力，在催化與吸附分離方面表現(xiàn)出更高的性能，受到廣泛的關(guān)注。我們使用便宜易得的模板劑與阻隔劑，成功制備了b軸取向的50納米以下的MFI分子篩納米片，其生產(chǎn)成本不足目前文獻(xiàn)報(bào)道的五分之一，產(chǎn)率高達(dá)80%，此方法極具工業(yè)應(yīng)用前景。目前，該技術(shù)相關(guān)的發(fā)明專利已提交，處在審查階段。 3Lewis酸分子篩的規(guī)模化制備 我們開辟全新的方法，通過合成后處理技術(shù)將Sn、Zr等孤立金屬離子引入分子篩骨架，成功制備出一系列Lewis酸分子篩材料，并將其應(yīng)用在多種催化反應(yīng)中。其中，Sn-分子篩與Zr-分子篩在環(huán)氧化合物開環(huán)反應(yīng)中表現(xiàn)出極其優(yōu)異的性能，具有工業(yè)應(yīng)用前景（授權(quán)發(fā)明專利：ZL201410169234.9；ZL201410620863.9）。 4應(yīng)用于煙氣脫硝Fe-分子篩催化劑的直接合成 Fe-分子篩催化劑是新一代煙氣脫硝催化劑，其綜合性能已經(jīng)可以與傳統(tǒng)V2O5-WO3/TiO2體系相媲美，且避免了使用高毒性組分V2O5所產(chǎn)生的環(huán)境污染問題，在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家已得到推廣應(yīng)用。我們成功開發(fā)原位晶化法，一步直接制備Fe-分子篩，解決了Fe-分子篩制備復(fù)雜，重現(xiàn)性差的問題，同時(shí)大大降低Fe-分子篩的生產(chǎn)成本，所制備樣品在煙氣脫硝反應(yīng)中表現(xiàn)出優(yōu)于Johnson Matthey產(chǎn)品的性能（CN201410527707.8）。

一、項(xiàng)目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡(jiǎn)介 化石燃料燃燒產(chǎn)生的CO2是溫室氣體的主要來源。開發(fā)具有CO2捕集功能的新型化石燃料燃燒技術(shù)是實(shí)現(xiàn)“2030碳達(dá)峰、2060碳中和”愿景目標(biāo)的關(guān)鍵。富氧燃燒技術(shù)采用大規(guī)模空分系統(tǒng)所產(chǎn)生的氧氣(純度>95%)代替助燃空氣，同時(shí)采用煙氣再循環(huán)調(diào)節(jié)爐膛內(nèi)的介質(zhì)溫度和傳熱特性，可實(shí)現(xiàn)煙氣中CO2高濃度富集，便于CO2的分離與捕集。該技術(shù)可以降低煙氣CO2排放(約90%)，同時(shí)易于實(shí)現(xiàn)NOx、SOx等污染物的協(xié)同控制。在國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃的資助下，華中科技大學(xué)牽頭十余家著名大學(xué)、研究所和企業(yè)圍繞富氧燃燒CO2捕集技術(shù)開展合作研究，系統(tǒng)掌握了富氧燃燒碳捕集技術(shù)的著火/燃燒、輻射傳遞等基礎(chǔ)理論，揭示了新型燃燒技術(shù)的原理和規(guī)律；突破了富氧燃燒專用鍋爐、燃燒器、氧注入器、煙氣冷凝器、低能耗三塔空分系統(tǒng)等一批新型關(guān)鍵技術(shù)和裝備的設(shè)計(jì)原理及其放大設(shè)計(jì)規(guī)則，發(fā)明了“空氣燃燒-富氧燃燒”兼容設(shè)計(jì)成套裝備并完成了技術(shù)放大驗(yàn)證，為低成本規(guī)模化CO2捕集技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。