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質(zhì)子交換膜燃料電池在車用動(dòng)力能源，分布式發(fā)電站，便攜式電子產(chǎn)品等領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景，因而受到廣泛關(guān)注。然而應(yīng)用最廣的Nafion質(zhì)子交換膜存由于脫水導(dǎo)致電導(dǎo)率降低，無法在高溫下使用。聚苯并咪唑(PBI)是制備聚合物電解質(zhì)膜常用的材料，PBI 的熱穩(wěn)定性極好，熔點(diǎn)高于600oC，化學(xué)穩(wěn)定性好，并且具有良好的機(jī)械強(qiáng)度，是一種優(yōu)異的聚合物電解質(zhì)膜材料。然而PBI 本身并沒有離子導(dǎo)電的能力，雖然采用離子基團(tuán)修飾的方法能夠提高PBI 的導(dǎo)電性，但是修飾之后的PBI 溶解性能發(fā)生變化

變色玻璃（又稱智能玻璃）是能夠按照人們的需求改變光線進(jìn)入（射出）強(qiáng)度和能量的功能化玻璃。通過對光線的調(diào)節(jié)可以使室內(nèi)亮度和溫度保持在合適的范圍，改善了生活質(zhì)量也降低了能耗。這在當(dāng)今全球能源緊缺的情況下更是意義重大。各發(fā)達(dá)國家對該領(lǐng)域的研發(fā)工作都非常重視。目前變色玻璃主要在美、日、韓等國生產(chǎn)，在歐、美、日有著廣泛應(yīng)用。國外變色玻璃已開始代替建筑玻璃用于各種建筑的門、窗、天棚。而且，變色玻璃

本項(xiàng)目以生物質(zhì)廢棄物作為原材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的高成本碳纖維生產(chǎn)方法有利于將農(nóng)業(yè)與工業(yè)生產(chǎn)結(jié)合于生物經(jīng)濟(jì)中，制造可再生產(chǎn)品符合綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略。 一、項(xiàng)目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡介 高質(zhì)量的碳纖維以其高強(qiáng)度、低重量及耐熱性等卓越性能可作為自行車、汽車、風(fēng)車以及運(yùn)動(dòng)器械等諸多領(lǐng)域的優(yōu)質(zhì)材料。以生物質(zhì)廢棄物作為原材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的高成本碳纖維生產(chǎn)方法有利于將農(nóng)業(yè)與工業(yè)生產(chǎn)結(jié)合于生物經(jīng)濟(jì)中，制造可再生產(chǎn)品符合綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略。木質(zhì)素是世界上最豐富的生物聚合物之一，但其分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜且具有異質(zhì)性，且作為造紙及紙漿工業(yè)的廢棄物無法得到合理利用。

粉煤灰基免燒免蒸磚是一種新型的建筑材料，它利用粉煤灰、電石渣、石膏等工業(yè)廢棄物作為主要粉體原料，以減水劑、緩凝劑等添加劑作為輔助材料，通過一定的工藝方法進(jìn)行加工制作，從而生產(chǎn)出具有一定強(qiáng)度和耐久性的磚塊，以取代傳統(tǒng)的燒制成型的磚塊。這種不經(jīng)高溫煅燒而制造的一種新型磚類建筑材料對環(huán)境保護(hù)具有重要意義，在減少自然資源消耗的同時(shí)，有效的減少工業(yè)廢棄物對環(huán)境的污染。在建筑材料市場，粉煤灰基免燒免蒸磚由于其環(huán)保特性，并且在施工過程中具有一定的便利性和經(jīng)濟(jì)性，從而具有較大的競爭優(yōu)勢。這種新型材料具有綠色環(huán)保、高強(qiáng)度、輕質(zhì)等特點(diǎn)，是磚類建材領(lǐng)域?qū)腆w廢棄物資源化利用的理想應(yīng)用方向。 技術(shù)特點(diǎn) 環(huán)保：粉煤灰基免燒免蒸磚以粉煤灰、電石渣、石膏等工業(yè)廢棄物作為主要粉體原料，可以減少對自然資源的消耗，使工業(yè)廢棄物得到有效利用，有利于環(huán)境保護(hù)。 高強(qiáng)度：采用特定工藝進(jìn)行加工處理，使得粉煤灰基免燒免蒸磚具有一定的抗壓強(qiáng)度和耐久性，通過對工藝配比的調(diào)控，可以制備出滿足不同需求的磚體，其28天強(qiáng)度為30-60 MPa。 輕質(zhì)：相較傳統(tǒng)的磚體材料而言，粉煤灰基免燒免蒸磚具有較輕的重量有利于施工和運(yùn)輸。 生產(chǎn)工藝簡單：不需要進(jìn)行復(fù)雜工業(yè)合成，只需將不同粉體進(jìn)行充分混合，然后制作成型。生產(chǎn)設(shè)備簡單易使用，可以在適當(dāng)?shù)脑O(shè)備條件先進(jìn)行規(guī)模化量產(chǎn)。 安全：在實(shí)際生產(chǎn)操作中不需要使用高濃度氫氧化鈉溶液進(jìn)行活化，降低了施工人員的危險(xiǎn)。

本產(chǎn)品以復(fù)合乳液作為改性劑結(jié)合交聯(lián)劑對常溫基質(zhì)瀝青進(jìn)行改性，通過優(yōu)化的乳化工藝，制備了高性能、具有穩(wěn)定化學(xué)網(wǎng)絡(luò)的常溫瀝青復(fù)合乳液基，改變市政路面的施工方式和環(huán)境、通過提高柔性路，結(jié)構(gòu)形式和強(qiáng)度控制手段，用于人口密集區(qū)要求嚴(yán)格的路橋施工，對于需要快速開放交通的市政路面具有明顯優(yōu)勢。

高濃度污水的絮凝沉降處理中，往往會(huì)遇到泥化程度高、難以沉降的問題，將磁性力場引入絮凝工藝，可望增強(qiáng)絮團(tuán)沉降動(dòng)力，提升污水澄清效果。磁性絮凝劑是將磁種材料與絮凝劑基體復(fù)合，形成集磁性與絮凝特性與一身的復(fù)合絮凝劑，在高濃度工業(yè)污水、礦物洗選廢水、生活污水的磁絮凝處理方面具有重要的應(yīng)用前景。

本項(xiàng)目通過在Cu-Cr原位復(fù)合材料中加入稀土來提高銅合金的導(dǎo)電率，同時(shí)還能有效提高合金的強(qiáng)度和抗軟化溫度。加入微量合金元素Zr、Ag提高合金的強(qiáng)度和抗軟化溫度。在Cu-15%Cr合金中加入微合金元素Zr的Cu-15%Cr-0.15%Zr合金，由于Zr的加入可使材料的抗拉強(qiáng)度提高8%左右，并減緩?fù)嘶鹛幚頃r(shí)強(qiáng)度的下降速度，即提高抗軟化溫度30～50℃。中間熱處理溫度在450℃時(shí)所得綜合性能最佳，在應(yīng)變量η=8.63時(shí)，形變Cu-15%Cr原位復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度可以達(dá)到995MPa，導(dǎo)電率為75%IACS。CuNb合金經(jīng)大量拉拔變形后，形成的Nb纖維分布在Cu基體上，Cu-20%Nb（體積分?jǐn)?shù)%）復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度接近2000MPa。

本技術(shù)適用于芳綸纖維、高強(qiáng)高模聚乙烯纖維、碳纖維、聚醚醚酮纖維、聚酰亞胺纖維等高性能化學(xué)纖維，采用濕法造紙技術(shù)，制備絕緣紙、摩擦材料等紙基功能材料和蜂窩紙等高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)材料等。解決了高性能纖維紙基功能材料生產(chǎn)中的纖維改性、分散、濕法成形和高溫?zé)釅旱汝P(guān)鍵技術(shù)?？商峁└咝阅芾w維紙基材料濕法連續(xù)生產(chǎn)線成套技術(shù)，為相關(guān)行業(yè)提供高性能纖維紙基功能材料和結(jié)構(gòu)材料及其復(fù)合材料等高新技術(shù)材料產(chǎn)品。 關(guān)鍵技術(shù) 對于濕法抄造工藝來說，纖維能否均勻分散、濕法成型工藝和熱壓工藝是否合理是決定產(chǎn)品質(zhì)量是否合格的重要因素。本項(xiàng)目成果解決了高性能纖維紙基材料生產(chǎn)中的纖維改性、分散、濕法成形和高溫?zé)釅旱汝P(guān)鍵技術(shù)。超高效碳纖維電磁屏蔽紙的制備創(chuàng)新地利用碳纖維、金屬導(dǎo)電纖維這兩種纖維的優(yōu)勢互補(bǔ)，保證成紙?jiān)趽碛辛己闷帘涡艿耐瑫r(shí)具有很好的機(jī)械性能和柔韌性。性能良好的超高分子量聚乙烯纖維紙主要是采用纖維洗滌-超聲預(yù)處理-疏解分散-分散劑分散工藝，通過預(yù)處理、添加助劑、成型和增強(qiáng)而制得。采用聚酰亞胺纖維通過自有技術(shù)制備得到高性能的聚酰亞胺纖維絕緣紙等紙基功能材料。采用碳纖維配用聚醚醚酮纖維制備紙基摩擦材料。 知識(shí)產(chǎn)權(quán)及項(xiàng)目獲獎(jiǎng)情況 一種聚酰亞胺導(dǎo)電紙的制備方法 201610487328.X 一種超高分子量聚乙烯纖維紙的制備方法 201610921059.3 一種超高分子量聚乙烯纖維的預(yù)處理分散方法 201610920332.0 一種超高效碳纖維電磁屏蔽紙 201710204473.7 一種聚醚醚酮纖維紙及其制備方法 201710544478.4 一種碳纖維增強(qiáng)聚醚醚酮紙基摩擦材料及其制備方法 201710559878.2 項(xiàng)目成熟度 實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和中試已完成，部分成果已經(jīng)用于試生產(chǎn)。 投資期望及應(yīng)用情況 期望在碳纖維、高強(qiáng)高模聚乙烯纖維、聚醚醚酮纖維技等高性能纖維共同進(jìn)行技術(shù)開發(fā)或技術(shù)轉(zhuǎn)讓。 采用高性能纖維制備紙基功能材料和結(jié)構(gòu)材料是航空航天、國防、高鐵和電力電機(jī)等重要領(lǐng)域開發(fā)的一類產(chǎn)品，目前主要是日本、奧地利和美國等國家生產(chǎn)。 國內(nèi)近年開始關(guān)注，并有少數(shù)幾家開始進(jìn)行，但尚只能生產(chǎn)少數(shù)幾類低檔次產(chǎn)品。目前已經(jīng)利用本項(xiàng)目成果建成年產(chǎn) 150 噸聚酰亞胺纖維絕緣紙生產(chǎn)線，生產(chǎn)聚酰亞胺纖維絕緣紙。

項(xiàng)目簡介： 碳酸丙烯酯高能電池電解液．高效溶劑僅用作高能電池及電容器 的優(yōu)良介質(zhì)，世界市場所需碳酸丙烯酯 200-300 萬噸。酯交換法生產(chǎn) 碳酸二甲酯的所需配套原料碳酸丙烯酯達(dá)數(shù)十萬噸。而目前國內(nèi)生產(chǎn) 量在 1000-2000 噸，供不應(yīng)求，市場前景十分廣闊。隨著社會(huì)對綠色 環(huán)保的重視，許多工藝會(huì)被清潔、環(huán)境友好工藝所代替，必然進(jìn)一步 加大碳酸丙烯酯的市場需求。因其下游產(chǎn)品如碳酸二甲酯、聚碳酸酯、 聚氨酯的不斷推廣應(yīng)用，其市場需求量還要不斷增加。本產(chǎn)品碳酸丙 烯酯是一種高效溶劑和優(yōu)良抽提劑，性質(zhì)穩(wěn)定、無毒、純的溶劑對碳 鋼設(shè)備沒有腐蝕，它對高分子化合物具有良好的溶解能力。目前最受 人重視的是用來脫除天然氣、石油裂解氣、油田氣、合成氨變換氣中 的二氧化碳和硫化氫，效果顯著。在電子工業(yè)上可作高能電池及電容器的優(yōu)良介質(zhì)，在高分子工業(yè)上可作聚合物的溶劑和增塑劑等。也可 以作油性溶劑以及烯烴和芳烴的萃取劑。在紡織工業(yè)上可用作合成纖 維的助劑和固定劑、紡絲溶劑或水溶劑染料顏料分散劑；此外，它還 是一種用途極其廣泛的有機(jī)合成原料和中間體，如酯交換法生產(chǎn)碳酸 二甲酯的原料。 產(chǎn)品市場分析 僅用作高能電池及電容器的優(yōu)良介質(zhì)，世界市場所需碳酸丙烯酯 200-300 萬噸。酯交換法生產(chǎn)碳酸二甲酯的所需配套原料：碳酸丙烯 酯達(dá)數(shù)十萬噸。而目前國內(nèi)生產(chǎn)量在 1000-2000 噸，供不應(yīng)求，市場 前景十分廣闊。隨著社會(huì)對綠色環(huán)保的重視，許多工藝會(huì)被清潔、環(huán) 境友好工藝所代替，必然進(jìn)一步加大碳酸丙烯酯的市場需求。因其下 游產(chǎn)品如碳酸二甲酯、聚碳酸酯、聚氨酯的不斷推廣應(yīng)用，其市場需 求量還要不斷增加。現(xiàn)國內(nèi)市場價(jià)格為 7000-8000 元/噸。相關(guān)原料價(jià) 格：環(huán)氧丙烷 7500 元/噸和二氧化碳 300--700 元/噸。 現(xiàn)有技術(shù)情況 利用二氧化碳與環(huán)氧化物加成反應(yīng)合成環(huán)狀碳酸酯早已實(shí)現(xiàn)了 工業(yè)化，目前的研究主要集中在尋找高效均相催化劑以及非均相催化 劑。現(xiàn)行工藝大多采用均相催化過程，存在著催化劑的回收、循環(huán)使 用上的困難；且產(chǎn)物必需經(jīng)過多步蒸餾等過程分離提純，既耗時(shí)、耗 能，又增加設(shè)備的投資。此外，為制得高質(zhì)量的產(chǎn)品和提高環(huán)氧化物 的轉(zhuǎn)化率，許多工藝還得使用揮發(fā)性的有機(jī)溶劑。這一反應(yīng)的非均相 催化過程尚未實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，主要受非均相催化劑的活性和穩(wěn)定性（即 催化劑的使用壽命）所限。 所屬技術(shù)領(lǐng)域：一碳化學(xué)與化工及綠色催化技術(shù)，可再生資源的 化學(xué)轉(zhuǎn)化利用。選題依據(jù)：基于人們對資源和環(huán)境問題的關(guān)注及實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展 的社會(huì)需求，以消除污染、合理利用資源、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo)的 綠色化學(xué)已成為當(dāng)前化學(xué)研究的熱點(diǎn)和前沿。二氧化碳作為一種典型 的可再生資源，具有無毒、無腐蝕性、阻燃、化學(xué)惰性，大量存在于 自然界中等特點(diǎn)，無溶劑殘留而且對環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)它也是一 種溫室氣體，對它的資源化利用，還可以減輕環(huán)境負(fù)荷?；厥赵倮?的二氧化碳主要用于生產(chǎn)基本化工原料及具有應(yīng)用價(jià)值的綠色化工 產(chǎn)品。目前，每年大約有 110 MT(百萬噸) 的二氧化碳用于化工產(chǎn)品 的合成，如碳酸酯、酰胺、氨基甲酸酯等,具有很高的應(yīng)用價(jià)值和廣闊 的市場前景。基于資源和環(huán)境因素考慮，二氧化碳的化學(xué)轉(zhuǎn)化與利用 吸引著越來越多研究者的興趣，具有很高的應(yīng)用價(jià)值和理論研究意義。 本工藝的目的 針對固體催化劑活性不高、穩(wěn)定性不好的問題，設(shè)計(jì)與篩選高活 性、高穩(wěn)定性固體催化劑，解決催化劑的回收使用問題和簡化產(chǎn)品的 分離、純化過程，以降低生產(chǎn)成本；用超臨界二氧化碳替代有機(jī)溶劑， 實(shí)現(xiàn)無有機(jī)溶劑、對環(huán)境友好的清潔工藝過程，即工藝過程的綠色化。 技術(shù)內(nèi)容 高活性、高穩(wěn)定性固體催化劑的篩選：側(cè)鏈帶有銨鹽、胺基等功 能基團(tuán)的聚苯乙烯樹脂能高效、高選擇性地催化環(huán)氧化物與二氧化碳 反應(yīng)制備環(huán)狀碳酸酯。 催化劑的種類：苯乙烯系極性大孔吸附樹脂、強(qiáng)堿性苯乙烯系陰 離子交換樹脂、大孔弱堿性苯乙烯系陰離子交換樹脂、大孔苯乙烯系 螯合性樹脂、大孔弱酸丙烯酸系陽離子交換樹脂、大孔強(qiáng)酸丙烯酸系 陽離子交換樹脂。 上述高活性固體催化劑的回收、再利用。

電池高性能低鉑電催化劑研究首先合成含有高指數(shù)面的Pt3Fe 多級(jí)納米線，再通過煅燒得到含有兩個(gè)原子層厚的 Pt-skin結(jié)構(gòu)，并評估了該材料在酸性介質(zhì)中的氧還原和醇氧化催化性能，最后基于 DFT 理論計(jì)算結(jié)果證明含有高指數(shù)面的 Pt-skin表面對反應(yīng)中間體的吸附能優(yōu)化，有利于電催化反應(yīng)的進(jìn)行。該工作首次將 Pt-skin和高指數(shù)面結(jié)合，在催化劑活性和穩(wěn)定性方面有了很大提升，為高性能電催化材料的設(shè)計(jì)和開發(fā)指出了新方向。