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[成果] 1900010585 江苏
TQ426.6 应用技术 专用化学产品制造 公布年份:2018
成果简介:雾霾会引起肺癌、心脑血管、肝肾疾病等,严重危害人类的健康。我国每年因雾霾造成的损失超过亿。NOx是主要祸首之一,目前国内外已商用的脱硝(NOx治理)核心技术均为钒基蜂窝陶瓷(或板式)催化剂,其活性组分V2O5是水溶性剧毒物质,已被欧美、中国列入高危品,不仅生产和使用过程有污染,失活废弃后还会威胁环境安全。针对这一问题,国内外学者主要研究了Mo、Fe、Cu基等过渡金属氧化物、分子筛、贵金属等脱硝催化剂,但至今未能实现应用。 该项目采用化学催化与材料科学协同创新进行了如下发明: 1、发明了环境友好高效无钒铈基复合氧化物脱硝催化新体系: 首次提出以具有独特氧化还原性能的稀土氧化铈为主催化活性剂,取代剧毒的V2O5。通过离子掺杂、多组分协同催化,不仅解决了铈基催化剂的酸性弱、活性低、易硫中毒等瓶颈问题,还比商用钒基催化剂的活性温度窗口拓宽了100℃,SO3转化率降低了60%,并具有钒基所不具备的储/释氨,协同催化氧化CO、HC的新功能,引领了国内外稀土脱硝催化材料研究的热点。 2、发明了结构调控脱硝催化材料性能的新方法: 通过对催化剂晶型、晶界、缺陷、无定型、比表面及分散度的调控,增强了其化学和热稳定性能,解决了高活性和高强度之间的矛盾。寿命为钒基的1.5倍,强度是2倍以上。提出了结构缺陷引发复合氧化物同时存在Bronsted和Lewis酸性位的新假说,揭示了材料表面酸性强度影响脱硝活性温度,酸量影响脱硝活性大小的规律,发展和丰富了结构催化理论。 3、发明了蜂窝催化剂的载体改性及失效再生等技术: 通过化学修饰,纳米改性,引入非化学计量和结构缺陷,提高了廉价载体的比表面积、氧空位、表面酸性,使载体具有助催化作用;发明了失效催化剂的清灰、洗涤、复活等再生工艺。材料和运行成本比钒基催化剂下降20%和30%。 该项目在稀土基脱硝催化剂的体系创建、载体改性、制备技术及失效再生等方面形成了完整的原始创新成果,“填补了国内外烟气脱硝无毒催化剂技术的空白,技术性能达到了国际领先水平”(建材鉴定[2011]第008号)。分别在山东、内蒙建成了2条世界最大的、唯一环保型的脱硝催化剂生产线。已在建材、电力、化工等行业160多家脱硝工程成功应用。制定了稀土基脱硝催化剂国家标准,为国内外脱硝提供了高效、安全的核心技术。 曾获江苏省科学技术一等奖、中国专利优秀奖等省部级奖4项,获发明专利25件,发表论文80余篇。入选了《国家鼓励发展的重大环保技术装备目录》、《国家鼓励的有毒有害原料(产品)替代品目录》、《环保技术国际智汇平台百强环保技术》。近3年新增销售额12.3亿元,利润3.2亿元;减排Nox约380万吨,环境效益达950亿元。全面推广该技术,将推动我国上万亿脱硝产业的健康发展,为我国功能新材料的开发和应用提供了新途径。
[成果] 1800300235 江苏
X703 应用技术 污水处理及其再生利用 公布年份:2018
成果简介:所属类别:重污染行业水污染控制技术技术来源:优化集成。 适用范围:含高浓度氨氮废水的资源化处理基本原理: 该技术对吹脱塔结构进行了改进,并采用高效填料,强化了气液传质过程,显著提高了氨氮吹脱效率;同时研发了可再生复合酸性水溶液氨吸收剂,可高效吸水吹脱气中的氨,使废气完全能达标排放;饱和氨吸收剂再生释放出高浓度氨气,获得高浓度氨水,氨水可回用或外售,实现了废水中氨氮的高效回收和资源化;再生后的氨吸收剂循环使用。 工艺流程: 工艺流程为“吹脱—吸收-吸收剂再生(再生后循环使用)-氨水回收”。具体如下: 废水在吹脱塔经空气吹脱除氨后排入后续污水处理系统,从吹脱塔顶出来的吹脱气进入吸收塔与可再生氨吸收剂接触,经氨吸收剂吸收氨后的吹脱气达标排放;从吸收塔底出来的接近饱和的氨吸收剂进入再生塔再生释放出吸收的氨气,经冷凝获得10%-20%的氨水回用或资源化,再生后的吸收剂在进入吸收塔循环使用。 工艺参数:在室温、气液比=1000~2000:1、pH=11~11.5的条件下,氨氮去除率就可达95%以上。 关键技术: 1、吹脱塔结构优化; 2、可再生复合酸性水溶液氨吸收剂。
[成果] 1800240276 江苏
TB34 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:该项目属于无机非金属材料学科领域。氧化硅气凝胶是由连续纳米颗粒组成具有连续三维纳米孔网络结构的材料,因其导热系数低于静止空气被称为超级绝热材料、纳米孔隙率高达99%以上是理想的吸附材料。国际上在节能环保领域开始推广应用,但在其制备与应用中存在亟待解决的关键科学技术问题:作为隔热材料,氧化硅气凝胶制备工艺复杂、产品强度低、最高使用温度仅650℃;作为吸附材料,需要对氧化硅气凝胶的硅羟基进行改性以满足对不同吸附对象的高吸附需求。 该项目在教育部创新团队和国家自然科学基金等项目支持下,成功解决氧化硅基高性能气凝胶制备和结构调控等主要关键科学技术问题,实现了产业化和工程应用。取得的创新性成果如下: 1、发明了氧化硅基高性能气凝胶隔热复合材料制备技术并实现产业化和工程应用。针对氧化硅气凝胶材料生产工艺复杂、周期长、强度低等问题,发明了纤维增强氧化硅气凝胶隔热材料的制备技术;针对氧化硅气凝胶隔热材料成本高的问题,发明了以农业废弃物稻壳灰为原料制备纤维增强氧化硅气凝胶材料隔热材料的技术;针对氧化硅气凝胶隔热材料耐温性差的缺点,开发了炭/硅(C/SiO2)、Y2O3/SiO2、ZrO2/SiO2、TiO2/SiO2和SiC/SiO2等氧化硅基气凝胶复合材料,将氧化硅基气凝胶隔热材料的使用温度从650℃提升至1200℃(有氧环境)或1500℃(惰性氛围),解决了氧化硅气凝胶材料高温结构稳定性差的关键科学问题,极大地拓宽了氧化硅基气凝胶隔热材料的使用范围;氧化硅基气凝胶隔热复合材料成功实现产业化和工程应用。 2、发现了氧化硅基气凝胶的化学结构调控方法,首次提出气凝胶在二氧化碳吸附和炸药废水处理中的应用。通过氧化硅基气凝胶的羟基被改性实现了氧化硅气凝胶的氨基功能化及对二氧化碳选择性高效吸附;发明了制备氨基改性氧化硅气凝胶的简捷、环保的自催化一步溶胶-凝胶工艺,解决了传统氧化硅气凝胶和氨基改性氧化硅气凝胶制备工艺复杂、周期长、环境友好性差的问题;发明了可用于低温环境隔热保温的疏水型氧化硅气凝胶,拓宽了传统氧化硅气凝胶材料的应用领域;提出了疏水氧化硅气凝胶在水处理方面的应用,相对于传统的活性炭吸附剂具有寿命长、吸附量大、选择性高的优势;通过将氧化硅气凝胶的羟基改性发明了亲水型氧化硅气凝胶,并提出亲水型氧化硅气凝胶在氨气吸附方面的应用。 获国家发明专利授权14件,参编国标1项,发表论文46篇、其中SCI 33篇。创建了中国绝热节能材料协会气凝胶材料分会任会长单位,作为大会主席发起召开了两届“气凝胶材料国际学术研讨会”,成立了建筑材料行业气凝胶材料重点实验室。2011、2012年分别在常州钛华保温材料科技有限公司和南京天印新材料科技有限公司成功转让实现产业化,并在海南中航特玻和山东华临新能源等单位工程应用,取得了显著的社会经济效益,近两年新增销售额2.4亿元以上。
[成果] 1900010542 江苏
TQ920.6 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:二十二碳六烯酸(DHA),是一种重要的ω-3长链多不饱和脂肪酸,对婴幼儿智力和视力发育、心脑血管疾病预防等人类健康问题至关重要。世界卫生组织1994年规定了婴幼儿配方奶粉中必须添加DHA,我国卫生部从2000年起也规定了配方奶粉中DHA的使用量,但我国高品质DHA产品仍长期依赖进口。利用海洋微藻发酵制备DHA油脂,符合环境友好型社会的发展需求,且产品质量及安全性可得到有效保证。 然而,隐甲藻来源的DHA生产及应用已被美国马泰克公司的专利封锁。为打破国外技术垄断,该项目在国家杰青、长江学者特聘教授的带领下,率先开展了以裂殖壶菌为新菌种来源的DHA油脂的研究,但由于DHA的高产菌株选育困难、脂肪酸延长和去饱和过程的定向调控方法有限、不饱和脂肪酸油脂加工过程复杂且易氧化,这也是微生物发酵法制备不饱和脂肪酸油脂的国际共性难题,致使高品质DHA油脂的规模化生产技术亟待突破,基于此,该项目进行如下发明: (1)发明了基于油脂高通量检测的高产DHA菌种定向选育方法,创制了基于改变糖代谢和呼吸途径通量定向选育裂殖壶菌的技术,国际上首次提出了利用氧化损伤修复理论有效控制菌种副产物积累的驯化方法,突破了高产DHA菌株选育困难的问题,获得了高生产性能的裂殖壶菌,油脂合成速率是隐甲藻的5倍,迫使世界最大DHA生产商美国马泰克等企业放弃隐甲藻菌株。 (2)发明了基于细胞生理特性和多维组学的过程精准调控技术,突破了不饱和脂肪酸合成过程定向调控困难的问题,开发了基于氧传质的过程放大方法及新型膜曝气生物反应器,实现了高品质DHA油脂的规模化生产,最终生物量、油脂含量、DHA含量分别达到200g/L、113.6g/L、54%,处于国际领先水平,其中油脂含量和DHA产最分别是美国马泰克的1.3和1.7倍。 (3)研制了基于酶法的无萃取剂油脂提炼技术和配套装备,在国内率先实现了提取过程不使用有机溶剂,提高了生产安全性,实现了DHA油脂的连续智能化生产,油脂提取效率提高了10倍,设备投资不足原来的十分之一,二级氧化产物指标茴香胺值从14.2降低至4.8,生产周期缩短了5天,人工投入缩减70%,综合成本降低80%。 该项目发明了从菌种定向选育、发酵过程控制与放大到油脂提取精制的成套绿色工业化生产工艺,攻克了微生物制造DHA油脂的关键技术难题,打破了国外企业在微藻型DHA生产及应用上的技术垄断,迫使国外品牌DHA基本退出国内市场。项目共申请专利25项,其中授权发明专利17项、授权实用新型专利2项、申请PCT发明专利1项,形成了覆盖该项目关键技术的核心专利群。发表论文54篇,SCI收录33篇,编写相关译著2部。项目技术已在多家企业进行产业化应用,近三年为合作企业带来新增产值10.46亿元,新增利润2.48亿元。曾获2017年高等学校科学研究优秀成果技术发明一等奖。
[成果] 1900010561 江苏
TQ028.8 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:该项目属化学工程与材料科学交叉学科的材料化学工程领域、国家重点支持的战略新兴产业。我国过程工业生产和使用有机溶剂每年超亿吨,降低有机溶剂生产成本、实现应用过程的节能减排,是化工、医药等过程工业面临的共性问题,迫切需要新型分离技术的支撑。以分子筛膜为核心的膜分离技术,能够实现溶剂/水共沸体系的低能耗分离,避免污染物排放,促进溶剂生产和循环过程的节能减排。由于分子筛膜的孔径小(﹤1nm)、分离精度高,如何低成本制备出完整无缺陷的膜产品,实现膜在复杂环境中长时间稳定运行,是分子筛膜大规模工业应用的瓶颈问题。该项目在国家973、863、江苏省专项资金等项目资助下,开展了一系列创新性研究,开发出分子筛膜的规模化制备和工程化应用成套技术,在中国率先实现了分子筛膜的产业化。主要技术发明点如下: (1)发明了高性能分子筛膜的可控制备技术。揭示了载体表面性质对分子筛膜生长的影响规律,发明了组合品种涂覆制备NaA分子筛膜的方法,使膜成品率从50%提高到97%以上;揭示了载体微结构对分子筛膜性能的影响规律,创制了四通道中空纤维分子筛膜技术,解决了中空纤维膜的机械强度问题,膜产品渗透通量是国外产品的2倍以上。 (2)发明了低成本智能化分子择膜装备技术。揭示了膜组件内流体流动规律,发明了整体端头密封结合轴向折流板的方法,使管式膜组件成本较国外同类产品降低20%;提出中空纤维载体先整体封装再水热合成,解决了中空纤维膜组件规模化生产难题,膜装填密度高达250m2/m3,成本较管式膜组件降低50%以上;研制出膜装备智能控制系统,保证了分子筛膜装备安全可靠运行。 (3)发明了提高分子筛膜稳定性的关键技术。揭示了NaA分子筛膜在苛刻环境中的微结构变化规律,发明了精馏-蒸汽渗透耦合技术,解决了分子筛膜在苛刻环境下的稳定性问题,使膜寿命从不到1年延长到4年以上;创造性提出硅烷水解原位修补分子筛膜晶间孔道方法,解决了分子筛晶体收缩带来膜性能下降的问题,首次实现分子筛膜在四氢呋喃、甲基叔丁基醚等体系的工业分离。 项目获中国授权发明专利25件,日本授权发明专利2件,软件著作权5件,申请PCT专利2件,发表学术论文22篇。该项目解决了制约分子筛膜产业化的关键问题,形成了具有自主知识产权的分子筛膜规模化制备与脱水应用技术,使我国成为继日本、德国之后拥有该项成套技术的国家。该项目成果转化创办了江苏九天高科技股份有限公司已在新三板挂牌,建成了全球最大的分子筛膜产业化基地。该技术已在10余种溶剂生产和回用中得到成功应用,推广工业装置130余套。近三年,分子筛膜产品销售额1.33亿元,新增利润6457万元;据部分统计,由于显著的节能减排效果,该技术为凯凌化工、华海药业等14家企业新增利润2.95亿元。该项目形成较高的国际影响力,与美国、德国多家公司开展战略合作,产品应用到国际市场。项目实施促进了过程工业的技术升级,在化工、医药、可再生能源等领域具有广阔的应用前景。
[成果] 1800240661 江苏
R735.7 基础研究 医院 公布年份:2018
成果简介:该项目属于普通外科学、肿瘤治疗学、纳米材料、医学影像等学科的前沿交叉领域(学科代码:3202710、3206750、43070、3201140)。在国家863计划(2012AA020101)、国家自然科学基金(61371066、61141013、30600576)等项目支持下,完成人以肝癌(HCC)的多模态诊疗为目标,围绕肝癌的发生发展这一关键科学问题,破译了肝癌细胞生物信息学的获取、处理及信号网络建立机制,开发了基于DPP的新型近红外靶向肝癌治疗光敏剂,克服了肝癌细胞对放疗、化疗、生物治疗不敏感这一难题,并为肝癌手术“安全切缘”提供影像导航。该项目为临床肝癌成像介导的“多模态治疗”提供了理论基础和技术支持,主要创新性点包括以下三方面:(1)破译了HCC细胞生物信息获取与处理及信号网络建立机制,实现对IL-18、IGF-1R、IRAIN、LINC00312等功能基因准确、迅速的剖析;通过检测患者血液中肝癌特异性标志物IGF-1R大幅提高肝癌诊断准确率,该技术特别适用于早期肝癌病例筛选,已在全国多家医院得到验证和临床应用;(2)提出“IL-18Micro/LINC00312/IGF-1RHCC构成肝癌微环境与肿瘤细胞两者之间串话信号网络”的科学假说,证实该信号网络受LINC00312调控,并协同促进肝癌恶性发展;(3)针对“促癌基因”IGF-1R和“抑癌基因”IRAIN,开发了靶向性DPP基光敏剂,实现了对肿瘤细胞内抑癌基因功能的缺陷纠正及补偿,阐明了肝癌细胞对放疗、化疗、生物治疗不敏感的内在机制,建立了规范的肝癌“多模态诊疗”技术,该DPP基光敏剂具有准确寻找肝癌手术安全切缘及选择性辅助治疗功能,同时具有对肿瘤细胞内抑癌基因功能的缺陷纠正及补偿、创伤小、靶向性好、可协同手术提高肝癌治疗效率,是一种重要的肝癌治疗新方法;该光敏剂具有荧光、光声成像功能,可实时监控纳米药物在肝癌内的动态积累和代谢,实现利用生物成像寻找准确、安全的手术切缘及辅助肿瘤光治疗。在Journal of Hepatology (IF=12.486)、ACS Nano (IF=13.942)、Advanced Materials (IF=19.791)等国际权威期刊共发表SCI论文120多篇,引用6400多次,其中单篇最高引用达940次,授权国家发明专利三项,并多次在国际主流会议上做大会专题报告。上述研究结果得到国际和国内同行高度评价,如美国国立卫生院Chen Xiaoyuan研究员、香港科技大学唐本忠院士、新加坡国立大学Liu Bin院士等高度评价了完成人工作。主要研究成果已在上海交通大学医学院附属瑞金医院、中国人民解放军北京军区总医院、宁夏医科大学总医院、南京医科大学第二附属医院、江苏省肿瘤医院、牡丹江医学院等六家医疗机构成功推广应用,并获得很好临床应用效果。
[成果] 1900010036 江苏
TQ342.2 应用技术 合成纤维制造 公布年份:2018
成果简介:纺织行业是重要的民生产业,在国民经济中占有支柱地位。中国是全球第一大聚酯纤维生产和消费国,约占全球产能的51%。精对苯二甲酸(PTA)是“精对苯二甲酸-聚酯纤维-纺织品”产业链中生产聚酯纤维的重要基础原料,由对二甲苯与空气在醋酸溶剂中发生氧化反应制得,需求量为4200万吨/年。 醋酸是生产聚酯纤维原料PTA的重要溶剂,由于对二甲苯氧化后会生成水,醋酸质量浓度由93〜95%降至30~70%,稀醋酸量达到了1亿吨/年,必须对其进行回收利用。稀醋酸中除了醋酸和水,还含有对二甲苯、醋酸甲酯等组分,且体系中组分易发生缔合,非理想性极强,分离回收循环利用难度较大,是国际公认的难题;在对二甲苯氧化过程中,溶剂醋酸也会部分发生氧化反应,生成75万吨/年质量浓度为90%的醋酸甲酯,利用价值不高。针对上述问题,该项目在国家科技支撑计划、中国石化科技开发计划等项目的支持下,经过15年攻关,在复杂分离过程集成技术开发及应用上取得了重大突破,主要技术创新点如下: 创新开发了基于计算机辅助分子设计方法的分离溶剂筛选应用软件包,解决了搜索效率低和筛选周期长的难题,实现了分离溶剂的快速优选。优化了编码方案,改进了遗传算法操作算子,创立了涵盖分离溶剂基本物性的模糊综合评价的优化筛选方法,首次研发出基于计算机辅助分子设计方法的缔合体系用分离溶剂筛选应用软件包,实现了分离溶剂的精准、快速优选。 自主研发了聚酯纤维原料生产中溶剂分离的能质耦合集成工艺和装备,解决了分离效率低和能耗高的难题,实现了物质和能量的最优化利用。优选了环境友好的分离溶剂,扩展了缔合体系热力学数据库,合作开发了高效多孔碳化硅规整填料,首创了萃取-共沸精馏集成工艺。能耗仅为46千克标煤/吨PTA,比世界最先进的美国Invista工艺的分离能耗(50千克标煤/吨PTA)降低了8%,实现了醋酸溶剂分离技术国产化,填补了国内空白。 创造发明了聚酯纤维原料生产中醋酸甲酯高价值利用的反应与分离集成工艺和装备,解决了单程转化率低的难题,实现了过程能耗的大幅降低。研制了新型碳基固体磺酸催化剂,开发了捆扎包式催化填料,首创了萃取-反应-催化精馏集成工艺,建成了首套萃取-反应-催化精馏工艺的工业化装置,醋酸甲酯单程转化率提升到57.6%,比世界最先进的韩国ANT工艺的醋酸甲酯单程转化率(46.3%)提髙了22.4%,大幅降低了分离能耗,实现了醋酸甲酯高价值利用。 该项目共获授权国家发明专利11项,其中1项核心专利获中国石油和化学工业联合会优秀专利奖;发表高水平学术论文35篇;研究成果已在中国石化扬子石油化工有限公司、江苏华伦化工有限公司等企业应用,近三年累计新增利润(节支)5.2亿元,社会和经济效益显著;经专家鉴定,该项目核心技术达到了国际先进水平,突破了国外专利技术封锁;2013年获中国石油与化学工业联合会技术发明奖一等奖,以部分研究成果编著了卓越工程师教育培养计划系列教材——《化工多学科工程设计与实例》,实现了教学与科研的有机结合,培养了研究生32名。该项目的实施促进了轻工、化工和医药等相关产业的技术升级,推动了中国聚酯产业分离技术水平的进步,形成了较强的国际影响力。
[成果] 1900010413 陕西
TN304.5 应用技术 专用化学产品制造 公布年份:2018
成果简介:该项目属于电子信息科学中的半导体材料前沿学科方向。最近二十多年,有机光电子在显示、存储、传感、光伏等方向取得了显著进展,成为国际研究热点。有机半导体的研究是推动该领域发展的关键。传统纯有机半导体难以利用三重激发态,金属有机半导体在金属原子旋轨耦合作用下,突破了这一局限,可同时利用单重态和三重态激发态。同时,金属中心丰富的电子组态使其具有优异的电学性质。该项目围绕金属有机半导体的高性能化与多功能化,在结构设计、性能调控、光电应用方面获得了创新性研究成果。主要科学发现如下: 1、提出高性能金属有机半导体结构设计新原理,提高有机发光二极管效率。金属有机半导体易聚集发光猝灭、载流子注入及传输不平衡等问题大大影响器件性能。该项目提出位阻功能化和高分子化新策略,显著提高了固态磷光效率,制备了高效、可印刷加工磷光材料;提出了p-n金属有机半导体设计策略,平衡载流子注入与传输,制备的铕配合物发光器件性能达到同期国际最高水平;提出动态自适应设计原理,实现主体材料电性能的智能动态调控,获得了同期低电压驱动的磷光蓝光器件最优结果之一(外量子效率>16%)。 2、发展智能响应型金属有机半导体,实现高密度和高安全性信息存储。该项目提出可印刷加工的二阶和三阶金属聚合物信息存储半导体的设计新策略,制备了高稳定电存储器,率先研制了基于单一聚合物的三阶信息存储器,为发展可印刷加工的超高密度信息存储提供了有效途径;发现电场诱导金属有机半导体磷光变色现象,提出智能响应型有机信息存储的设计原理;利用磷光寿命长的特点,通过时间分辨光学成像,发展了具有安全保护功能的信息存储技术,开辟了有机信息存储领域的研究新方向。 3、利用长寿命三重激发态,通过时间分辨光学技术提高生物信息传感信噪比。在国际上较早开展了长寿命磷光材料在生物传感中的应用研究,发展了针对体内疾病相关重要标志物的磷光生物传感体系;提出以金属聚合物半导体发光寿命为分析信号,实现了分析物变化过程的准确监控,并通过时间分辨光学技术,获得高信噪比、高可信度的检测结果,成功解决了“生物背景荧光干扰导致检测信噪比低”这一领域难题。 该项目历时十余年,发表SCI论文115篇。8篇代表性论文发表在国际权威期刊Nat Commun、Adv Mater、Angew Chem Int Ed、Adv Funct Mater、J Phys Chem B上,3篇入选ESI高被引论文,1篇入选ESI热点论文,被诺贝尔奖得主、美国科学院/工程院院士和欧洲科学院院士等同行在SCI期刊上他引738次,单篇最高他引281次。授权中国发明专利16件。受邀在Chem Soc Rev、Prog Polym Sci等顶级期刊发表综述。出版专著《有机电子学》(科学出版社),参编英文专著2部。第一完成人任Adv Mater、Prog Polym Sci、npj Flexible Electronics等国际知名期刊主编、编委或顾问编委。在国内外学术会议上作邀请报告100余次,承办学术会议20余次。主要成果获2016年教育部自然科学一等奖。
[成果] 1800290002 黑龙江
[R123.1, TB383] 应用技术 医学研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:中国广大农村地区一般以地下水、地表水为饮用水源。地下水源水质复杂,存在着不同程度重金属、氟、砷等污染、还常会出现农药和化肥等有机污染。地表水源受水土流失、农田径流、农村生活垃圾及养殖废物管理无序的影响,普遍存在有机物、重金属、病原微生物、藻类等污染,会对人体健康造成影响。在饮用水深度净化处理技术方面,现行的净化设备几乎都是以城市自来水为基础设计,这些装备对水质要求高、能耗高、维护成本大,不适用农村地表水或者浅层地下水水源水质。因此,亟需开发适于中国农村的、高适应性、多功能、操作管理简便的分散式供水深度净化装置。 纳米材料强化水源生态/生物修复过程与技术:发展促进微生物电子传递、有利于纳米材料与植物、微生物之间的能量转换、物质传递的多尺度/多维度微纳米复合结构的构建和性能调控方法,开发促进微生物胞外电子转移的纳米材料;选择性纳米吸附材料设计与性能调控:制备具有优良传质性能的三维多级微纳孔纳米碳基复合材料,依据材料表界面与微污染物之间物理、化学、电化学吸附作用机制研究功能化修饰方法,发展适于农村饮用水中典型微污染物高效选择性吸附去除纳米材料;功能纳米催化材料设计与除污染技术:研发具有高活性、安全、使用方便的纳米吸附或纳米催化氧化还原材料,开发针对农村饮用水中微量有毒污染物的催化氧化去除技术,研制对农村饮用水中有毒污染物具有高效去除效能的装备。
[成果] 1800240346 江苏
TM914.4 应用技术 电池制造 公布年份:2018
成果简介:项目成果属于新材料和化学工程交叉领域。发展清洁可再生能源已成为全球性战略和中国重大国策。太阳能电池耦合二次电池是转换和存储太阳能最有效的方法之一,而电极材料是太阳能转换与存储电池的核心。商业化电极材料普遍存在导电性差、体积效应大、结构稳定性差等亟待解决的共性关键难题,导致电池在使用寿命、效率、安全性和成本方面难以同时满足实际应用需求。 项目在国家杰出青年基金、国家863计划、国家科技支撑计划等资助下,开展了基础理论、新技术和工程化应用三个层面的系统研究,提出了“电极材料微结构—性能调控”、“电极组分/纳微界面—结构强化”的研究思路,发明了电极材料生长和性能调控的方法和技术,开发出高性能长寿命可再生能源转换与存储器件用新材料体系,形成电极关键材料的绿色规模化生产技术,建成具有自主知识产权的生产线,在相关行业实现规模应用,奠定了中国在相关领域的国际领先地位。 主要创新成果: 1、发明了高性能电池电极材料微结构与性能调控方法。揭示了纳微形态影响电极材料电子/离子传输的规律;阐明了电极材料微结构调控载流子传输机制;发明了通过反应过程和受限分子扩散来控制反应源供给速率,进而调控电极材料生长和微结构的方法;研制出微结构可控的低维半导体氧化物和硫族化合物单分散纳米电极材料,实现了电子/离子“短程迁移”,解决了电极材料导电性差的难题。 2、发明了电池电极材料的界面调控与电极结构强化技术。揭示了石墨烯和钛基材料的纳微形态对电极增强导电和稳定结构的机制;发明了电极复合材料反应自组装新方法和超声辅助气相复合新技术;研制出两类微观结构高度有序的新型电极材料产品体系—石墨烯-纳米电极材料和石墨烯-钛基纳微材料-铅膏,大幅提升了电极导电性,有效缓解电极材料的巨大体积效应,延长锂离子电池寿命2倍以上、铅酸蓄电池寿命1.5倍以上。 3、开发了低维电极关键材料高质量低成本的工程化制备成套工艺/技术/生产线。将化学工程原理和方法应用到电极关键材料的规模化制备工艺设计中,基于反应热力学和传递过程模型建立了调控钛基纳微材料微观结构、形貌和组成的方法,开发了制备新工艺和关键装备,建成世界先进的千吨级工业生产线,打破了国外技术垄断;基于反应动力学和传递过程模型建立了精确调控石墨烯微观结构和表面性质的方法,发明了安全高效的石墨氧化技术、绿色的氧化石墨烯还原技术,开发出酸回收工艺和酸碱废水耦合处理工艺,发明了成套核心装备,建成世界领先的百吨级石墨烯生产线。 项目获授权发明专利10项,发表SCI论文50余篇,他引2000余次,8篇代表论文被国际顶级期刊Chem. Rev.、Adv. Mater.、Angew. Chem.等正面他引247次。项目成果已在超威集团、太白集团等多家知名企业实现产业应用,经济和社会效益显著,由基础科学发现推动技术创新进而驱动工程化应用,为材料和化学工程领域的科技进步、资源可持续发展做出了贡献。
[成果] 1900010283 江苏
TQ458 应用技术 农药制造 公布年份:2018
成果简介:中国每年因化学农药患癌、不孕不育受害10万余人,致死率高达20%;全国近20%田地变成不可耕地。研发绿色安全、抑菌增产的微生物源农用制品,加快生物制品替代化学农药进程,实现化学农药减量化和零增长,解决长期依赖化学农药带来的环境污染和食品安全问题,对中国农业可持续发展意义重大,微生物源农用制品是一类利用微生物生产的活菌体或代谢产物,涉及微生态活菌、植物生长调节剂及农用抗生素等,靶向性强、环境友好。全球品种达3000多种,中国仅200余种,市场需求度高,但研发难度大、活性易丧失、生产成本高,在菌种种类、工业二次开发、产品质量等方面与国外差距较大!该项目自1997年开始,面向国家发展战略需求,率先攻克制约微生物源农用制品规模化生产与农业经济发展的瓶颈问题,探索产品全生命周期解决方案,创新性地建立了一套完整的绿色微生物源农用制品高效共性新工艺,成功开发了选择性强、绿色可降解、安全高效的系列益生芽孢杆菌、赤霉素、多抗菌素、有机酸等微生物源农用制品并实现规模化生产,打破国外技术垄断,达到同类技术领先水平,填补出口空白,龙头产品国际市场占有率达70%,显著提高国际行业影响力,并推广应用于医药及食品等领域!主要科技创新点如下: 创新点1.针对国内高产菌种少,采用16S rRNA与恒化培养技术确定原始菌株,首次将氮离子注入诱变技术结合自主合成的荧光探针,高通量检测选育耐酸、耐铵、耐高渗透压且耐极端环境的高产菌种。21年筛选出具有自主知识产权13种新型菌种和35株工业生产菌株,保藏于国家菌种保藏中心。新型蜡样芽孢杆菌活菌数达110亿cfu/mL,比国际最高水平(美国)提高了41%。 创新点2.针对目标产物代谢途径复杂、产量低,发明并创制纳米抗体电化学技术强化代谢通路,实现优化控制菌体生长各阶段。通过小分子扰动及多阶段发酵提升产物产量。多抗菌素效价6800mg/L,比国际最高水平(日本)提高了27%,生产周期缩短60%,单位能耗降低60%,田间病害防治率高达85%。 创新点3.针对产品纯度、收率及活性低,发明并研制了图像采集系统耦合新型反应器,国内首次实现实时在线监控发酵过程,开创产品结晶成型新技术,提高产品质量。发明活菌保护剂及产品新剂型,提高产品利用度。实现芽孢类产品出芽率达90%;赤霉素GA4+7纯度高达99%,国际市场占有率高达70%;GA3国际市场占有率达30%,填补出口空白,田间作物结实率提高20%。 该项目获授权国家发明专利27件,申请发明专利48件,PCT国际专利3件,两个核心专利分别获2015和2017年中国专利优秀奖,形成覆盖关键技术核心专利池;专著8部、教材5本;论文104篇,SCI 87篇。与15家龙头企业实现成果产业化,近三年累计新增销售额13.5亿元,获7个农药登记证、1个新药证书、13个兽药批文;中国石油和化学工业联合会技术发明一等奖、江苏省科学技术一等奖、中国发明创业奖•人物奖。赤霉素远销美国、加拿大;芽孢产品获荷兰准入资格,形成具有国际竞争力的典型微生物源农用制品产业链。
[成果] 1900010678 广东
U448.216 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2018
成果简介:该项目属土木建筑领域。钢-混凝土组合结构是建筑与桥梁新的重要形式。钢-混凝土应力应变本构关系复杂,不同材料的力学性质差异显著,亟待解决其交叉集成的关键技术难题。在组合建筑领域,清华大学等研究团队取得了重要创新成果;在组合桥梁领域,实现新的技术突破是工程建设的迫切需求。 基于钢-混凝土组合作用共同工作的力学特征,通过产学研合作技术攻关,发明了满足不同功能需求的组合桥梁新结构、新技术、新工艺,揭示了多种形式、不同材料、复杂应力下组合桥梁工作机理及力学性态规律,创新、丰富和发展了组合桥梁结构体系、设计理论与施工关键技术。主要技术发明点: 1、发明了大跨度组合拱桥弯压设计方法与无支架施工技术。基于拱桥水平推力产生的屈曲稳定性问题,首次提出了现代组合拱桥的弯压设计理论,建立了复合式拱轴线一般方程,克服了传统拱桥轴压设计理论的局限,可减小主拱水平推力20%〜30%、提高横向稳定性30%〜40%;发明了大跨异型组合拱桥新结构,发明了大型拱肋无支架施工方法,发明了钢结构精确对接的内导管定位法新工艺,解决了大跨拱桥在滨海、平原地区软弱地基条件下水平推力与拱稳定性关键技术难题,丰富和发展了大跨组合拱桥理论与结构体系。 2、发明了预应力组合结构桥梁三阶段应力设计与施工技术。基于结构弹性势能驻值原理,揭示了钢-混凝土组合桥梁施工中的截面特征与应力变化规律,阐明了复杂受力条件下直线及曲线预应力组合结构桥梁应力应变机理,发明了钢截面、组合截面、收缩徐变产生应力重分布的三阶段应力设计施工方法,可降低控制截面应力20%〜30%,解决了组合桥梁结构体系转换、弯矩调幅、应力重分布等技术难题,显著提升了预应力组合桥梁设计与施工技术。 3、发明了波-桁PC组合桥梁新结构及其设计与施工技术。基于波形钢腹板与钢管混凝土桁的力学特征,揭示了钢管混凝土桁“点支撑”应力集中、波形钢腹板“线支撑”剪滞效应、PC桥面板“面支承”二重应力等复杂力学机理:发明了纵向波板-横向钢管-PC桥面板形成的波-桁PC组合桥梁新结构,发明了波形钢腹板PC组合桥梁悬臂设计方法与磁悬浮顶推施工工艺,实现大跨组合桥梁绿色环保与安全施工,创新了组合桥梁设计方法与结构体系。 成果应用于深港西部通道跨海大桥、广珠城际西江大桥、南京长江四桥、宜万铁路野山河大桥等200余项工程,近3年新增销售额86.941亿元。组合桥梁与钢桥比,节省钢材20%〜30%,降低造价15%〜30%;与混凝土桥比,减轻自重25%〜40%,降低造价5%〜10%,社会经济与环境效益显著。 该成果主要技术发明属国内外首创。授权发明专利33项:中国发明专利20项,美国、日本、韩国、英国发明专利6项,PCT国际发明专利7项:软件著作权1项,主编参编国家行业标准5部,主编专著3部,SCI、EI收录论文55篇。院士专家鉴定,成果总体达到了国际领先水平。获省部级科学技术一等奖3项、中国专利优秀奖6项、广东省专利金奖1项、广东省发明人奖。
[成果] 1800010104 江苏
TN304.12 基础研究 专用化学产品制造 公布年份:2017
成果简介:随着太阳能光伏行业的不断发展,传统多晶硅铸锭技术已经无法满足市场对光伏产品品质的需求,高质量高转换效率的太阳能电池是光伏行业一直追求的目标。在定向凝固多晶硅技术升级优化过程中,高效多晶硅铸造技术成为了行业内讨论的热点。这种技术被广泛的应用于准单晶铸锭和多晶铸锭中,随着光伏行业竞争的不断升级,多晶硅铸锭技术也需要不断的发展及优化,高效率低成本的硅片才能维持企业的生命力。在这种氛围下,H代新型多晶硅片应运而生,通过切割大尺寸提升了过门槛比例,通过金刚线线切借助和电池端的PERC工艺为得到更高性价比的电池加分。H代新型多晶硅片,采用新型多晶铸锭方法,即在长晶初始阶段利用人为引入的晶核做为籽晶进行多晶铸锭后,通过金钢线进行切割所得到的硅片,其晶粒大小分布均匀。该项目产品已经通过中试阶段,进行批量生产,其制作的电池片及组件,平均转换效率超过19.5%,最高转换效率超过20.5%。H代新型多晶硅片在提升多晶硅片质量的同时又降低了硅片的生产成本,配合电池线上的最优工艺生产制造的太阳能电池片,平均转换效率较普通多晶硅片18.7%高0.7%-1.8%。在相同发电功率条件下,可节约硅料3%-5%。因此,H代新型多晶硅片的产业化应用将有助于降低太阳能发电成本,促进太阳能发电,实现平价上网。H代新型多晶硅锭是在定向凝固法的基础上,结合单晶铸锭底部铺设籽晶技术的理念,通过在坩埚底部铺设粒料作为籽晶进行人为干涉形核晶体生长铸造而成。由于形核点大小及分布均匀,避免了硅锭整体中发生局部的应力集中,防止了高密度的位错区域的形成,从而提高了晶体质量。同时,随着近几年光伏市场的发展变化,硅片方面对成本的要求越来越高,控制越来越严格,金钢线线切技术相比于砂浆切割加工成本高,切割效率对啊,切割后费砂浆的排放污染大等缺点,具有操作简单,切割速度快2-3倍,同时不使用难以处理的砂浆等优点,既提升了机器生产速率超过1.5倍,同时硅片表面损伤较轻,单片耗材远远低于砂浆切割,大大降低了生产成本。这样,在硅片端,H代新型多晶硅片的存在满足了太阳能行业日渐对高质量低成本的要求,对促进产业结构调整、提升太阳能行业的整体竞争有重大意义。与传统多晶硅片相比,H代新型多晶硅片中的不同晶粒具有形状类似、尺寸细小且均匀。它的这种晶粒结构有助于改善晶体中的位错分布,其总体位错密度较传统多晶硅下降约1个数量级,而且呈现分散的分布,很难观察到高密度位错聚集区,缺陷密度及分布的改善使得晶体的少子寿命得到明显提升。H代新型多晶硅的开发是多晶硅片品质提升的一个重要突破,在常规的电池工艺条件下,H代新型多晶硅片的使用可将电池转换效率提升0.5%,同时也为更高效率的多晶硅电池制备提供了优质的原料基础。项目建成后实现年产H代新型多晶硅锭240吨,H代新型多晶硅片2000万片,年销售收入约10000万元,缴税200万元,净利润500万元,产品市场占有率达5%以上。
[成果] 1800010285 江苏
TQ206 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:作为一项典型的化工过程强化技术,微流场反应技术(MFS,微化工核心技术)通过微尺度效应,2-3个数量级地提升传质传热效率及反应速率、强化过程安全性,实现化工过程的节能减排和高效安全生产,被视为化工行业绿色化水平的重要标志。然而,由于尺度放大与尺度效应难以同步保持、多单元系统集成困难、工程装备缺失,导致MFS技术在有机化工体系中的规模化工程应用,仍是国际共性难题。基于此,项目进行如下发明:1、发明系列高匹配型流场结构,创新基于流场结构优化的微尺度效应调控方法,在保证微尺度效应的同时,将边界尺度有效拓展至厘米级别,使单流场通量达到万吨/年规模,在国际上率先实现MFS技术在有机化工中的万吨级规模化工程应用,完成年产环氧脂肪酸甲酯30000吨、香豆素2000吨,并进行己内酰胺10000吨/年、染料助剂DADMAC 2000吨/年的中试;而国际上,如德国Bayer、荷兰DSM等公司,MFS技术在有机化工体系中的应用限于百公斤-百吨/年规模;2、发明基于MFS技术的反应-反应耦联技术,构建各反应单元节点的在线调控及匹配机制,进行多反应单元间流场参数及工艺条件的动态平衡,突破微流场体系多反应单元系统集成困难,强化过程本征安全性、提升产品质量、降低物耗及节能减排:在环氧脂肪酸甲酯生产中,完成过氧化和环氧化反应-反应耦联,大幅提升过程安全性,降低原料双氧水用量26%,液废减排40%,产品环氧值由4.0%提升为4.4%;在香豆素生产中,完成酰化和环合反应-反应耦联,产品收率由68%提升至91%,降低原料醋酐用量40%,固废减排95%,液废减排60%;3、发明系列高匹配、大通量、低成本微流场工程装备,创新导热、微波、紫外、超声等多元化外力场及钛、PEEK等多元化材质在装备研制中的应用,结合3D打印等快速精密制造技术,构建工艺研发与设备研制相协同的装备开发模式,大幅提升装备与工艺匹配性,通量是美国Corning、德国IMM、英国VapourTec等国外设备10倍以上。
[成果] 1700610067 浙江
U463.102 应用技术 汽车制造 公布年份:2017
成果简介:宁波汇众汽车车桥制造有限公司开发的轿车底盘零部件轻量化设计平台建设及应用项目结合上海汽车集团公司整车产品开发,充分利用CAD/CAE一体化技术及汽车零部件及整车可靠性试验技术,研究汽车关键零部件的可靠性分析流程,开发具有自主知识产权的数字汽车轻量化集成设计平台。该项目提供一套完整的关于轿车底盘零部件轻量化设计平台系统与优化方法,并且能够获得试验的一致性通过。 该项目以整车为依据,构建整车底盘系统的虚拟样机,并且此虚拟样机中悬架部分通过整车试验的校核,使其与整车一致。 依此开发针对悬架系统的用户化试验模块,此实验模块同样进行实车数据的校核,由此进行关键零部件的优化设计开发。针对作为国内生产开发悬架系统相关产品的零部件企业,掌握该产品的初始开发性能,获得优化与改型该产品的主动能力,为该产品的升级换代作出技术准备,是企业急需的技术能力。基于整车行驶平顺性的仿真试验,获取车身、车架及底盘等关键零部件的载荷谱。根据实车的道路试验,采集载荷谱,利用局部应力应变法和雨流计数法对载荷谱进行处理,用极大似然法进行参数估计,确定随机载荷的概率分布,进行仿真结果与实车试验的相关性分析。结合实测载荷谱及虚拟样机,修正关键零部件可靠性分析载荷谱,完善可靠性分析流程。运用拓扑优化设计方法,确定汽车关键零部件结构的质量分布,以减重为目标,采用微型遗传算法,完成汽车关键零部件结构轻量化设计,确定合理的质量分布及相关性能参数的合理范围,同时对原车的性能参数进行验证,优化原车性能参数。 同时自该项目启动以来,依托该平台系统对其他3个项目(江淮S-Ⅱ后副车架及上下摆臂总成、上汽LDV宽体轻客、华泰圣达菲前后悬架总成)进行了轻量化设计,同样经过虚拟样机的建立、虚拟样机CAE载荷谱的建立、关键零部件载荷谱的获取、关键零部件载荷谱的试验输入处理与台架试验、关键零部件的优化设计与分析、关键零部件仿真系统的准确性确认这一流程系统的设计,最后轻量化后的产品得到了客户的充分肯定。 轻量化平台系列产品2013至2016年共累计销售51512.93万元,总利税为2416.96万元。
[成果] 1800010295 江苏
X703.1 应用技术 污水处理及其再生利用 公布年份:2017
成果简介:该项目技术成果属于化学工程领域。石化废水具有污染物成分复杂、毒性大、难生物降解等特征,是水污染防治研究领域的难点和热点。精对苯二甲酸(PTA)精制废水是一类典型的难降解石化废水,该废水的处理工艺是生物法,不仅不能回收其中的有效组分,而且不能实现水的回用,处理成本较高。该项目以PTA精制废水为研究对象,在国家“十二五”科技支撑计划项目和中国石油化工股份有限公司科技项目资助下,进行了废水的集成处理工艺技术研究,经过多年的基础理论、工艺技术和工业化应用三个层面的系统研究,基本构建了PTA精制废水的集成处理工艺技术平台,不仅能回收其中的有效组分,且实现了水的回用,获国家发明授权专利10项。主要技术创新包括:(1)针对废水中固体颗粒对后续处理的影响,首次将无机陶瓷膜应用于PTA精制废水处理,固体截留率为100%,填补了PTA行业废水处理的空白;(2)针对废水中对甲基苯甲酸(PT酸)、对羧基苯甲醛(4-CBA)等芳香类物质对对设备的堵塞问题,创新研制出对PT酸、4-CBA和TA具有高吸附容量的新型吸附树脂,吸附效率>95%,实现了芳香类物质的同时回收;(3)针对废水回用时金属离子的存在会对加氢催化剂性能造成影响,优选出对金属离子脱除具有广谱性的离子交换树脂,实现了废水中多种金属离子的同时脱除;(4)创新开发出膜分离-吸附-离子交换集成工艺技术与装备用于PTA精制废水的处理,实现了废水的资源化利用。项目成果通过了江苏省经济和信息化委员会组织的鉴定,整体技术水平达到了国际先进水平。成果已在中国石化扬子石油化有限公司化工厂应用,建立了16万吨/年的精制废水集成处理工艺装置,固体回收率100%,水回用率>90%。废水回用后,未对产品质量造成影响。近2年增加经济效益2778万元,减排固废6400吨,减排废水28.8万吨。若将该项目研发的集成处理工艺技术应用于国内的PTA行业,每年可减排固废328万吨,节约淡水14760万吨,经济效益为142亿元,社会、经济效益显著。
[成果] 1700630013 湖北
TB383 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:项目属新能源、新材料交叉科学技术领域。 能源危机与环境污染问题日益严重,锂离子电池、燃料电池等化学电源在电动汽车动力电池、大规模储能设备等领域具有重要的应用前景,提高相关能源材料电活性与能量/功率密度是该领域发展的重点和难点。石墨烯、碳纳米管等纳米碳材料具有高比表面积、高导电性等优异特性,在电化学能量储存和转换中起着越来越重要的作用。项目围绕高性能纳米碳复合能源材料的制备理论与构效机制,取得了如下重要科学发现: 1.提出对石墨烯进行掺杂改性的思路,设计出三种石墨烯掺杂、载铂的新方法,通过掺杂调控负载催化剂的物理化学性质和电子结构,提高电催化活性与稳定性。揭示了载体掺杂提高催化剂性能的三种机理:(1)调控催化剂的成核、生长机制;(2)增强载体-催化剂间的相互作用;(3)优化催化剂的电子结构。 2.提出在溶胶-凝胶过程中原位复合预先化学修饰的纳米碳,以制备纳米碳均匀分散的三维多孔复合材料,解决了电极材料电子导电率低、离子迁移速度慢的瓶颈问题,提高了能量密度与高倍率性能,探明并构建了多孔复合体系中离子、电子传输的理论模型。 3.提出蔗糖辅助燃烧法制备纳米碳包覆多孔电极材料的思路,发现不同温度下材料的嵌锂性质与衰减规律,提出改善低温循环性能的方法,为在锂离子动力电池中的广泛应用奠定基础。提出有机-无机混合溶剂协同控制水解过程的思路,制备出纳米粒子组装成的多孔微球结构电极材料,显著改善与电解液的界面特征以提高材料的电化学性能,揭示了微球结构材料嵌锂的动力学过程与机制。 项目成果提升了新型纳米结构能源材料的制备理论与技术水平,为新能源产业与技术的发展提供了基础和理论参考。项目在Energy & Environmental Science、Carbon、Chemical Communications、Journal of Power Sources等该领域国际权威期刊上共发表SCI论文46篇,申请国家发明专利6件。8篇代表性论文得到了国内外同行的广泛认同和引用,被SCI期刊论文他引787次,其中5篇属于近十年ESI高被引论文,累计影响因子65.3,单篇SCI他引最高244次。
[成果] 1800010283 江苏
TP212.3 基础研究 通用仪器仪表制造 公布年份:2017
成果简介:生物传感器是生命科学、分析化学、信息科学、材料学和纳米科学交叉发展的产物,它能够实现对多种生命和化学物质的快速分析和追踪。生物传感界面的构建与修饰是制备生物传感器的核心和关键步骤,直接影响到生物传感器的响应灵敏度、线性范围和使用寿命等。引入不同结构的纳米材料,构建理想的生物传感界面,进而获得性能优良的生物传感器是传感器领域的研究热点和研究者探索的主要目标之一。该项目针对这一关键科学问题,构建三维有序纳米传感界面,提高生物传感性能,开展了系列研究工作,取得了以下原创性成果:1.提出制备三维有序大孔合金膜电极和构建基于金属-DNAzyme相互作用的重金属离子传感器的创新性方法,实现了Pb2+的高灵敏度检测,检测限低至aM数量级。同行认为提出的检测方法具有“迄今为止最高的灵敏度”和多样化的“普适性”。2.提出制备三维有序大孔磁性材料-Au和壳聚糖-Au复合纳米材料作为电极传感界面的创新性理念,发展了新型电化学免疫传感器,实现了癌胚抗原CA19-9和游离甲状腺素T4两种肿瘤标记物的高灵敏检测,在实际血清样品中的测定结果与商用ECL法具有高度一致性。同行评价新型三维有序界面能为抗体固载提供良好的生物相容性、方便的生物分离手段和充裕的表面基团。3.提出将三维有序大孔结构引入电化学小分子检测体系的创新性思路,通过将人工模拟辣根过氧化物酶制备成三维有序大孔结构来提高固载葡萄糖氧化酶的密度。还发现了三维有序大孔Bi膜/离子液体-聚苯胺膜修饰电极可以大大增强CdS量子点的电化学溶出伏安信号,实现了高灵敏检测ATP含量的目的,检测限低至0.5pM。同行评价新思路更加有利于固定高密度的酶分子、促进酶的氧化还原中心和电极表面的电子传递、增强电化学信号密度和灵敏度。该项目相关研究成果已在Biosens. Bioelectron.、Anal.Chim. Acta、Sens. Actuat. B等分析化学类知名SCI杂志上发表SCI论文19篇,其中13篇的影响因子大于3,最高为7.476;8篇代表性论文被Chem. Soc. Rev.、Anal. Chem.、TRAC-Trend. Anal. Chem.等国际高水平杂志他引182次,单篇最高他引50次,成果的原始创新性得到了国内外同行的关注和认可。相关研究成果在与该项目密切相关的国际/国内学术会议上做口头报告及报展8次。第一完成人陈晓君教授于2016年获选江苏省“青蓝工程”中青年学科带头人,长期担任多种国际期刊的审稿人。该项目所取得的成果中提出的检测方法设计思路能有效地放大响应信号、拓展检测类别,具有较强的稳定性和抗干扰能力,为电化学生物传感的实际应用提供了理论依据和技术支撑。
[成果] 1800010291 江苏
TQ050.9 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:该项目属于化工机械与设备领域。应力腐蚀开裂和疲劳破坏是造成石化、电力等行业核心装备失效的主要原因。据统计,应力腐蚀开裂造成的事故约占全部腐蚀事故的42%,而由裂纹引起的事故中,疲劳裂纹引起的失效比例达39.8%。长期以来,抗应力腐蚀主要通过表面涂层、热处理等方法实现,存在涂层破坏、受设备大小限制等问题;延长疲劳寿命主要通过焊趾磨削法和锤击法等,焊趾磨削法由于实际焊接结构复杂难以打磨,锤击法可控性差、效率低。 项目在“863”计划、国家自然科学基金等资助下,开展了特种表面冲击强化抗应力腐蚀、疲劳延寿技术的研究,提出了激光冲击、超声冲击、玻璃冲击抗应力腐蚀、疲劳关键技术,并应用于石化装备、透平机械涡轮、核电防护装备中,主要创新点如下:(1)建立了表面冲击强化工艺诱导残余压应力场分布预测新方法,实现了表面处理过程与焊接接头残余应力场直接耦合模拟,比传统方法残余应力预测精度提高10%;分析了冲击波与材料的动态响应及微观组织演化过程,揭示了表面冲击表层晶粒纳米化机制;建立了微损材料性能测试方法,获得了梯度纳米结构层力学性能,解决了表面冲击强化参数非线性优化的重大难题。(2)基于微裂纹扩展理论,提出了预测极端工况下梯度纳米层内应力腐蚀及疲劳裂纹扩展速率的方法,建立了应力腐蚀、疲劳寿命的理论计算模型,从理论上明确了表面冲击强化技术提高材料抗应力腐蚀、抗疲劳的机制。验证表明寿命预测的误差在5%(应力腐蚀)和15%(疲劳)以内,突破了精确制定局部发生应力腐蚀和疲劳损伤装备维修策略的瓶颈,为优化表面冲击强化延寿技术提供重要理论基础。(3)考虑工况、材料、结构等因素影响,分析了力-化学-环境耦合作用,提出了4种表面冲击强化新工艺;建立了表面冲击强化延寿技术的工艺参数优化方法。应力腐蚀开裂寿命提高5倍以上,疲劳寿命提高3倍以上,解决了石化、MVR等领域关键装备的抗应力腐蚀、疲劳问题。成果应用于扬子石化、泸天化多家大型石化企业的大乙烯、大化肥的关键装备以及MVR离心压缩机涡轮、核乏燃料贮存板等,提高了设备抗应力腐蚀、抗疲劳性能,减少了设备检修工作,提高了设备使用周期,延长了使用寿命,确保了安全稳定长周期运行。尤其是在扬子石化6效蒸发器的应用彻底解决了其应力腐蚀的重大问题,应用近10年来,未发生应力腐蚀现象。近2年来新增销售约18.5亿元,新增利润约3.35亿元,其中节支8996.6万元。发表学术论文35篇,其中SCI收录21篇,授权发明专利8件。经同行专家鉴定:“表面处理抗应力腐蚀、疲劳技术在化工装备中首次得到工业化应用,项目成果在化工设备抗应力腐蚀的工艺技术研究和应用方面达到国际先进水平”。成果还可推广到航空航天领域飞机、发动机零部件;能源领域的储能罐、核废料罐、核反应器等。特种表面冲击强化技术能够提高众多工业领域设备的安全可靠性和寿命,具有重要的现实意义和广阔的应用前景。
[成果] 1800010531 江苏
R692 基础研究 医院 公布年份:2017
成果简介:儿童急、慢性肾损伤已经成为威胁儿童健康的重要疾病。急性肾损伤(AKI)是临床常见的危重疾病,发病率和与病死率逐年上升;然而国内外临床上对肾损伤的评估依然依赖于血肌酐和尿量的变化,缺乏有效的标志物来早期识别,导致治疗延迟,预后严重恶化,重症患者AKI病死率高达26.5%-45.0%。儿童常见肾脏疾病预后相差悬殊,导致终末期肾脏病的发生率亦逐年增加。因此如何早期预见肾损伤的发生对指导治疗、判断预后尤为重要。2008年以来,在国家、省等十多项科技项目的支持下,项目组围绕如何提高儿童肾损伤早期诊断,及时治疗,降低病死率和致残率这一关键问题,建立了完善的儿童肾损伤早期诊断、动态监测、预后评估体系及相关机制研究,取得以下重要创新,并进行推广应用。1.通过多学科协作诊疗模式,建立儿童AKI诊治中心和标本库,及儿童AKI早期诊断、动态监测和预后评估体系。在国际上首次揭示尿胱抑素C、白介素-18是诊断新生儿AKI敏感、特异的生物标志物。在国内外亦首次发现新生儿尿促红细胞生成素水平与AKI严重程度显著相关,丰富了儿童AKI的检测指标。2.研发系列可指导儿童肾脏疾病的筛查、指导治疗、评估预后的蛋白标记物。通过检测蛋白标志物在体液中的变化,联合肾穿刺病理技术评估儿童肾损伤,在国内外首次明确转铁蛋白等蛋白标志物的动态监测有助于IgA肾病等患儿肾脏病理损伤严重程度评估,具有早期预警及预测预后的作用。3.通过对共刺激分子及细胞因子、补体等进行系列研究,揭示4-1BB、OX40/OX40L作为儿童肾损伤的预警指标,在预测肾损伤严重程度及评估预后中具有重要的临床应用价值,有望建立一种简易、快速预测肾损伤严重程度及评估预后的新检测体系。4.在探讨生物、免疫标志物在肾损伤发生、发展中的作用的机制研究中,在国内外首次揭示抗4-1BB抗体的干预治疗具有减轻叶酸诱导的肾损伤,改善肾功能作用;而OX40/OX40L亦是潜在的肾损伤治疗途径之一。为早期预防肾损伤,提供理论依据和潜在的干预靶标。5.揭示肾损伤标志物与危重症儿童疾病严重程度、病情变化、及预后的相关性。在国内外首次揭示早期容量超负荷水平与疾病严重程度和危重症患儿病死率显著相关;并在国内率先将尿胱抑素C作为危重评估和预后判断指标引进儿科临床工作中,建立了儿童危重评估和预后判断指标体系。该项目培养博士、硕士研究生10余人。系列研究共发表论文70余篇,其中SCI论文38篇。代表性论文1,2和3发表于国际儿童肾脏领域主流期刊,得到了国内外同行的关注和评价,被Nature Reviews Nephrology等国际肾脏权威杂志引用;并在国际肾脏会议上获荣誉奖。相关研究成果已在上海市儿童医院、连云港市儿童医院和苏大附属第一医院等单位推广应用,均获得充分肯定。连续四期举办国家级继续医学教育项目,培训400多名儿肾专科医生,取得了显著的社会效益。
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