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编号:
时间:2021 年 x 月 x 日
书山有路勤为径,学海无涯苦作舟
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1 多孔清洁能源存储材料
氢气生产、存储与输送、使用,是组成未来氢能经济的三个功能领域,其中有效
的氢气存储与运输是氢经济的关键基础部分。传统储氢方法有两种,一种方法是利用
高压钢瓶(氢气瓶)来储存氢气,储存氢气的容积小而且还有爆炸的危险;另一种方
法是储存液态氢,液体储存箱非常庞大,需要极好的绝热装置来隔热。由于这些弊端,
我们将研究的目标定在固体和固体载体储氢上,该方法可能会大大提高液态储氢。用
储氢材料储存与输送氢,有以下特点: (1)体积储氢密度高;(2)不需要高压容器和隔热
容器;(3)安全性好,没有爆炸危险;(4)可得到高纯度氢。我们开发研究了多孔高效清洁
能源(氢气和甲烷)存储材料:金属有机骨架化合物、介孔碳复合材料,并将其合成
制备产业化,应用于汽车、燃料电池以及化工生产、日常生活所需的天然气、氢气存
储和运输等所需的清洁能源存储。设计合成的金属有机骨架化合物已经达到公斤级的
生产水平,并且性能指标达到:(1)常压储氢量 1.73wt%(77K): (2)高压常
温下,甲烷储量 100 cm
3
(STP)/g (134 v(STP)/v)。
2 聚烯烃润滑油基础油生产技术
1 技术内容:以茂金属化合物为催化剂,烷基铝和有机硼为助催化剂,催化 1-辛烯、
1-癸烯或混合-烯烃齐聚生产高级聚-烯烃润滑油基础油。生产工艺简单,设备投资
较少,对环境基本无污染。吉林大学化学学院可有偿提供催化剂和有机硼助催化剂。
2 性能指标:催化剂效率:8000-10000 克聚合物/克催化剂;
-烯烃单程转化率大于 75%;
聚-烯烃分子量 500-800 克/摩尔,可调。
3 知识产权:催化剂技术已获中国发明专利授权,聚合工艺技术已申请中国发明专
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时间:2021 年 x 月 x 日
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利。
4 合作方式:可商谈。
5 市场预测:聚 烯烃高级润滑油基础油性能优良,广泛应用于航空、军工、机械、
汽车等领域,市场前景良好。该项目生产工艺相对简单,投资较少,收益高。
3 液相还原法生产纳米金属、纳米合金粉体材料
金属纳米材料自诞生以来对各个领域的影响令人瞩目,特别在高新技术领域的应
用,引起国际社会的广泛关注,市场前景好,目前市场价格已经达到 500-1000 万元/
吨 。
目前生产纳米金属粉均采用物理法,存在能耗大、成本高、产品质量不稳定、不适
合大规模工业化生产等不利因素,限制了纳米金属粉的应用。
采用化学法,在常压低温液相中原位制备纳米金属粉,是规模化生产纳米金属粉、
纳米合金、纳米复合材料的必经之路。
本项目采用化学法,在常压低温液相中原位生产纳米 Fe、Ni、Cu、Co、Ni、Fe-
Ni 合金、Fe-Co 合金等粉末 。优势在于:
(1)具有快速、高效,产物结构、成分和性能可调的优势,在工业化生产中具有
明显优势,可用于航天、军工等高科技领域以及民用事业。
(2)在液相中直接获得的金属,金属合金材料,条件温和。
(3)攻克了纳米金属材料制备中最难于解决的表面氧化问题,通过调节液相体系
的化学组成,引入保护剂,在纳米金属表面形成钝化膜,使得制备的产品能够稳定存
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在于空气气氛中,同时获得亲水或亲油特性。
(4)调节液相微环境,控制不同金属的还原析出次序,定向合成不同结构的合金
或金属/化合物材料,满足不同应用的需要。
4 常压低温液相合成纳米金红石型二氧化钛
纳米二氧化钛比普通二氧化钛有更加优异的物理化学性质,而金红石型二氧化钛
与锐钛矿型二氧化钛相比具有折射率高、遮盖力大、紫外吸收能力强、化学稳定性好
等特殊性能,被广泛应用在电子信息、光电转换、太阳能电池、抗紫外等高科技领域
及普遍应用于橡胶、塑料、高档油漆涂料、造纸等二十多个行业的产品中。
本项目在常压低温液相中,未引入任何晶核通过液相原位晶化制备纳米金红石型
TiO
2
,获得成功,其晶粒度小于 20nm,改变了必须经锐钛矿→金红石的相转变来制备
金红石型 TiO
2
的传统工艺 。产品指标达到国外售价 3 万美元/吨的产品指标。
5 纳米复合钛白的研制开发
本项目拟建年产 1000 吨核/壳结构超细复合钛白生产线。产品 TiO
2
/硅灰石复合钛白粒径在
0.4~0.9mm,表面层厚度在一定范围内可自由调整,硅灰石含量可达 50~70wt%,可以成为钛白粉的
替代产品广泛应用在油漆涂料、塑料、造纸、橡胶、光催化等产业。在生产过程中采用化学机械粉
碎法将硅灰石粉碎至所需要的粒度、采用分子自组装技术将硅灰石表面均匀组装一层含钛分子等技
术均为原始创新,具有自主知识产权,达到国际先进水平。
6 功能性纳米材料表面处理剂的研究开发
本项目的目的就是生产出系列纳米材料表面处理剂,该材料在纳米材料合成初期,
能够控制纳米材料的粒径和形状,又能起到避免纳米材料团聚,并能提高纳米材料与
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高聚物的相溶性和分散性,达到纳米分散的作用。同时因为三大无机化工产品均在水
相中生产,因此纳米材料表面活性剂必须能在水相中与纳米材料反应,这就要求这种
材料是一种既亲水又亲油的双亲物质,亲水集团与无机纳米材料在水相中反应,亲油
集团与高分子材料反应。
本项目已经生产出亲油型表面处理剂,表面处理无机填料后在高聚物中应用;
已经生产出亲水型表面处理剂,表面处理无机填料后用于造纸和水性涂料工业;已经
研制出带有双疏集团纳米材料表面处理剂,用于涂料和油漆工业。
7 模拟生物矿化过程原位系列功能性纳米碳酸钙
模拟生物矿化是近几年最前沿的研究领域。生物在常温常压的条件下,利用环境中
极其简单常见的组分通过一系列节能、无污染的处理合成了结构及性能完美的复合材
料,生物对无机晶体的成核、形貌及结晶学定向等的控制是无与伦比的。目前人们已利
用生物矿化的原理成功地合成了纳米材料、半导体材料、有机/无机复合陶瓷薄膜等,但
还没有采用仿生方法合成的无机材料投放市场,但其巨大的应用前景已展现在世人面前。
本项目经过多年研究,成功突破技术难关,首次模拟生物矿化过程用于工业化生产。
本项目采用添加低分子量、线性聚合的有机添加剂与无机物一起构成的空间框架结构
控制碳酸钙的晶体形状与尺寸大小,并采取表面接枝不同官能团的方法实现对碳酸钙
表面疏水性、疏油性、功能性的控制。
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8 具有自扩散功能的纳米硫酸钡的工业化生产
纳米硫酸钡是重要的化工原料之一。广泛用于油漆、印刷、油墨、橡胶、颜料、
塑料、造纸、蓄电池、石棉、陶瓷、搪瓷等工业部门和医药领域。因此对纳米硫酸钡
粉体及其硫酸钡纳米结构(纳米纤维、纳米棒)材料合成及性能的研究引起了世人的
广泛关注。近年来, 由于新型陶瓷、铜版纸、水性涂料及 X 射线双重造影、CT 造影技
术的发展, 对硫酸钡填料及造影干悬剂的细度和水中分散性要求日益提高,且要求在水中
十分均匀地稳定分散。
本项目采用化学沉淀法生产表面分别带有亲水和疏水集团的纳米硫酸钡。本方法
的主要特点是: 生产出的亲水型纳米 BaSO
4
粉体粒度分布窄,在水中分散性好、能长时
间悬浮在水中不沉;而生产出的疏水型纳米 BaSO
4
粉体粒度分布窄,能够均匀分布在
油性涂料中,填加在高聚物中不仅分散性好, 而且有补强作用。
本工艺的特点是:生产工艺简单,产品粒度可控,对原料和设备的要求较低,易于实
现工业化生产。
9 纳米润滑油添加剂的生产及纳米润滑油应用开发
全球每年消费润滑剂级二硫化钼约 4500~5000 吨,我国消费约 400 吨,增长趋势
也比较明显。为了改善钼的油溶性,已研究出各种有机钼,即二烷基二硫代磷酸钼,
广泛用于基础油、机油、气轮机油及其各种润滑油脂中,具有减小摩擦、抵抗磨损、
抗极压、抗氧化等性能,润滑效果优于石墨等固体颗粒添加剂。但在极为苛刻的工况
如高温和高载荷条件下,油溶性有机钼性能仍不够理想,极压负荷和抗腐蚀性也不令
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