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[成果] 1700510185 河南
TB3 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:该项目成果属于纳米科学与技术基础与应用研究成果。纳米材料的制备及性质研究是纳米技术的基础。纳米材料的制备过程所涉及的介质选择、温度控制、反应时间调节以及表面活性剂运用等多种控制因素均对反应的结果具有直接而重要的影响,其中的介质选择是获取低成本、低毒性、高质量、可规模化控制备纳米材料的最有效手段,是纳米材料发展的关键。高温热解法是一种有效的无机纳米材料制备方法。利用这种方法结合温度调控可以方便地对纳米材料尺寸、成核数量、晶型、生长速率等进行有效控制,进而实现对纳米材料的光学性能、稳定性、结晶性、表面配体等进行有效调控。基于高温热解法可控合成的荧光纳米晶具有单色性好、色纯度高、光谱覆盖范围大、发光效率高及稳定性好的特点,是当前最优秀的发光材料之一。高温热解合成法结合配体修饰技术也是构筑自组装纳米材料的一种重要途径,在特殊结构和高效能纳米材料的构筑中有着非常广泛的应用。该项目组多年来一直从事半导体纳米晶的制备、组装及性能研究工作,具有深厚的研究积累。以往硫属半导体纳米晶的可控制备普遍采用含有机膦化合物(毒性较大且价格昂贵的药品,取用过程也较为严格)的方法(简称为“含膦法”),该方法在相关半导体纳米晶的规模化制备及合成成本控制方面具有诸多阻碍应用开展的瓶颈问题。该项目确立了一套在有机相中避免使用含膦化合物为前驱体的合成路线,成功地制备了系列高质量的硒化物(CdSe、ZnSe、CuxSe等)和碲化物(CdTe、ZnTe、AgTe等)半导体纳米晶。该合成路线在保证高质量纳米晶合成的同时,有效避免了易燃易爆化合物的使用,为半导体纳米晶的低毒性、低成本、高质量及规模化制备奠定了坚实的基础。在此基础上对其光电性能及表面配体调节引起的自组装特性进行了系统研究,发展了一系列高性能的核壳结构纳米晶,进一步完善了无膦法制备半导体纳米晶的相关理论和方法。在无膦法设计合成高质量纳米晶及其自组装方面形成了独特的研究优势和特色,也为基于荧光纳米晶的高性能电致发光器件的设计构筑奠定了坚实的基础。该项目立足于国际前沿,注重方法学的建立以及研究系统的设计和研发。通过该项目的研究,获得如下科学发现:(1)建立了一套具有自主知识产权的“绿色”无膦法合成尺寸、形貌可控硒化物纳米晶的方法;(2)创新性的发展了“绿色”合成高质量碲化物纳米晶的方法;(3)发展了无膦法设计合成高量子产率,高稳定性的核壳结构纳米晶可控合成技术;(4)基于无膦法构筑自组装纳米结构及无机配体修饰技术在纳米晶自组装中的应用。该项目先后承担完成国家重点基础研究“863”计划子课题、国家自然科学基金、新世纪优秀人才支持计划、河南省创新人才基金等省部级以上科研课题6项,发表系列SCI论文50余篇,其中20篇主要论文被SCI他引363次;获授权发明专利6项。
[成果] 1700510220 河南
TH11 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:该项目成果属于纳米科学与技术基础与应用研究成果。纳米级摩擦、磨损和润滑行为的研究是当今摩擦学领域世界前沿的重要科研方向之一。纳米摩擦学提供了一种新的思维方法和研究模式,即从原子、分子尺度揭示摩擦、磨损与润滑机理,建立材料微观结构与宏观特性之间的构性关系。它也是高新技术不断发展的需求,如当代生物工程、磁记录技术和微机电系统的不断发展对传统的摩擦学研究提出了更严峻的挑战,在此微小尺度上,传统的润滑材料与技术已很难发挥作用,而纳米级超薄润滑膜的设计、制备及表征就显得尤为重要。因此,研究超薄膜的构筑方法、超薄膜的微观结构与宏观特性之间的关系及准则,具有重要的理论和应用价值。该项目利用聚合、纳米微粒复合、自组装、LB技术和离子沉积技术等构筑润滑与防护超薄膜,研究其宏观及微观摩擦学行为,发展了具有优异摩擦学性能的超薄膜功能材料体系与成型技术。在分子水平及纳米尺度上研究超薄膜的摩擦、磨损及润滑行为,为设计制备润滑与防护超薄膜,发展低摩擦、耐磨损保护膜的制备技术提供理论指导。通过该项目的研究,获得如下科学发现:(1)利用不同链长的脂链交替排列构筑出分子“限域阱”,将C60有序地分散在LB膜表面,产生C60聚集体的“微滚动”效应,实现“分子轴承”滚动润滑作用。(2)发现纳米微粒复合LB膜的“棘轮效应”,即超微粒聚集处呈现较低的摩擦力,纳米微粒在薄膜中表现出良好的减摩作用。(3)发现用超分子自组装法制备的类贝壳结构有机-无机有序交替层状薄膜中,原位聚合可以提高薄膜的耐磨性,而柔性分子链作为“分子刷”又会产生减摩效应。(4)利用多层结构构筑硬质超薄膜的过程中,通过控制薄膜中元素的价键结构和晶格参数的周期性演变,实现硬质超薄膜的“超硬增韧”效应。(5)利用溶液浸渍法、喷涂法结合自组装技术,在金属表面构建类荷叶仿生结构的超疏水防护超薄膜,揭示固体表面化学成分及粗糙度与浸润性之间的关系。该项目提出的“分子轴承微滚动”效应、纳米微粒薄膜的“棘轮效应”和“分子刷”模型极大地丰富了分子润滑膜的纳米摩擦学理论,所开发的贝壳、荷叶仿生结构表面超薄膜的构筑方法及构效关系的研究,为发展长效、稳定的薄膜材料提供了重要的理论依据和技术支撑。该项目先后承担完成国家自然科学基金2项,河南省高校杰出科研人才创新工程1项,教育厅自然科学研究项目1项,发表系列论文80余篇,其中20篇核心论文被Advanced Materials等国际顶级SCI期刊他引314次,多位国际著名学者认为该项目提出的理论模型与机理为开发高承载、长效稳定性的防护与润滑超薄膜提供了新型有效的理论依据与实验基础。该项目的实施推动了中国纳米超薄膜的理论研究和实际应用的发展。
[成果] 1700510369 河南
TB3 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:主要研究内容:该项目以纳米材料及纳米科技前沿领域中的一维纳米管状材料为主要研究对象,以光催化、光电化学领域中具有广阔应用前景的纳米管TiO2为基础,详细研究了不同TiO2原料在不同碱性介质中的水热反应过程及产物分布,对产物的组成和结构进行了鉴定和确认,并对这一系列产物的物理化学性能如热稳定性、光催化、光致发光及光电化学性能进行了研究。重要科学发现点:1.确认纳米管钛酸钠的组成为Na2Ti2O4(OH)2,揭示了纳米管钛酸钠两步形成机理:第一步解离形成纳米碎片,第二步自组装生成纳米管。2.纳米管钛酸是由纳米管钛酸钠与质子交换形成,确定纳米管钛酸钠和钛酸均属于正交晶系结构;但二者的比表面积和热稳定性却存在显著差异。3.发现纳米管钛酸脱水后形成的新型二氧化钛具有明显的可见光吸收和可见光发射性能,揭示了体相中大量氧空位的存在是该现象产生的物理起源;这种特殊的二氧化钛表现出明显的可见光光催化性能。科学价值:该项目率先对浓NaOH溶液与二氧化钛水热反应过程、产物结构、形成机制进行了阐释;并通过调整浓碱种类、钛源类型实现了一维纳米钛酸盐的可控制备。发现纳米管钛酸盐具有强的交换能力,可与质子交换形成纳米管钛酸。揭示了同属正交结构的纳米管钛酸钠与钛酸存在显著热稳定性差异的原因。常规锐钛矿TiO2仅能吸收紫外光,而由纳米管钛酸脱水形成的新型锐钛矿相TiO2却表现出明显的可见光吸收和发射,解释体相中存在的大量束缚单电子氧空位是该现象产生的物理起源。通过对该新型TiO2的氮掺杂/外来陷阱的构筑,实现了可见光催化降解有机污染物。该项目在可见光催化消除污染物、分解水产氢、太阳能电池等领域具有广阔的应用前景,这对解决中国能源短缺和环境污染问题具有重大的研究价值。同行引用及评价:该项目经13年系统研究,先后发表系列学术论文35篇,授权国家发明专利3项。检索的20篇主要论文共被SCI引用1065次,其中SCI他引818次;其中8篇代表性论文被Progess in Materials Science、J. Am. Chem. Soc.、Advanced Materials、Angew. Chem. Int. Ed.、Chemistry of Materials等国际知名期刊引用和评价共计735次;引用论文涉及材料、化学、物理、能源和环境等领域。2003年发表在Dalton Transaction上关于纳米管钛酸钠组成、结构与形成机理方面的论文,被评为创刊40年来高被引论文(第37名),并进入ESI“化学学科”前1.00%高被引论文排名;2004年发表在J. Mol. Cata. A: Chem.的论文被评为J. Mol. Cata. A: Chem.2004-2008年度高被引论文。
[成果] 1700600228 河南
TE6 应用技术 精炼石油产品的制造 公布年份:2017
成果简介:摩擦消耗了世界一次能源的1/3,磨损是材料损伤的主要原因之一。润滑则是机械零部件减小摩擦、降低磨损、保证运行可靠性的主要途径。2013年全球润滑油消耗量3500万吨以上,中国达760万吨。润滑油中减摩抗磨添加剂是润滑油的精髓。纳米添加剂因其独特优势成为多功能化、自修复、环境友好润滑抗磨材料的主要发展方向之一。但纳米微粒高的表面能效应导致其极易团聚,难以在润滑油中润湿、分散并保持物理化学稳定性,制约了其作为润滑油添加剂应用,成为纳米科技及润滑材料科技工作者渴望解决的科学及技术难题。项目组在国家“863”、“973”、国家自然科学基金等项目持续支持下,针对纳米材料的化学物理稳定性特别是在液相介质中的均与分散性从源头进行根本解决,取得以下发明与创新: 提出“类高分子反应机理”的设计思想,发明了纳米微粒原位表面修饰技术,即在无机纳米微粒初生成时将功能性有机表面修饰剂以不同化学键结合在纳米微粒的表面,通过修饰剂控制颗粒的大小和防止团聚的发生,并通过表面结构和化学性质的调控赋予纳米微粒优异的分散性和多功能性。总结出以化学键分类的表面有机分子衍生键合模型和形成机理。 成功地将纳米材料用作润滑油脂添加剂,提出了“纳米微粒由于小尺寸效应和表面界面效应,在摩擦过程中通过与摩擦副表面作用形成‘微区固溶体’,实现对磨损表面的原位修复,从而达到良好减摩抗磨效果”的学术观点。并依据基础油分子结构特点,通过对表面修饰剂结构的调控,实现纳米微粒与基础油、清净剂、分散剂等其他添加剂优异的配伍性能。开发了适合于不同工况条件下具有优异润滑、抗磨及自修复功能的纳米节能减摩抗磨润滑油脂添加剂。 研发了表面修饰纳米微粒的工业化生产工艺,自行设计了多功能剪切乳化专用设备及多级连续乳化生产工艺,建成了两条表面修饰纳米微粒工业生产线,首次实现了油溶性纳米铜(合金)系列产品的工业化规模生产,为纳米材料的大规模应用提供了技术保障。 根据仿生摩擦学原理,建立了磨损自补偿效应模型,阐明了磨损表面通过摩擦物理化学反应、能量和物质交换,形成正机械梯度补偿膜的磨损机理,提出了“磨损自补偿润滑”理念。 项目经过20年的系统研究,有关纳米微粒润滑添加剂方面的基础理论、技术开发和工业生产成果,具有完全自主知识产权,并在国内外产生重要影响。同行专家鉴定认为整体技术达到国际先进水平。获国家发明专利20件。发表SCI论文116篇,被引用3320次。摩擦学专业期刊J. Eng. Trib.在相关文章中指出:项目组“发明了一种原位表面修饰纳米微粒制备新技术,在纳米微粒尺寸和分散性控制方面取得重要突破”。分别受邀在Encyclopedia of Inorganic Chemistry及Surfactants in Tribology等专著中撰写有关纳米材料及其摩擦学专题评述。 项目的完成,实现了纳米节能减摩抗磨润滑油脂添加剂的规模化生产和应用。产品经多家权威部门的台架及行车试验评价结果表明,与国内外同级别润滑油产品相比,可节省燃油10%-15%,减少排放大于30%,并具有明显的减振、降噪功能。产品还被中国人民解放军舰船油料实验检测评定中心遴选为在纳米抗磨添加剂及其系列润滑油品方面的合格供方。此外还可广泛应用于钢铁、水泥等行业大型机械设备,起到显著的节能效果。 项目技术2011年以1260万元,独家转让给江苏省南通众诚生物技术有限公司,近3年公司该项目技术的应用新增产值29331万元,新增利税5595万元。 该项目从根本上解决了纳米微粒生产的关键难题,实现了工业化生产和在润滑领域的应用,增强了国产油品在国际市场上的竞争力。可显著提高能源利用率,降低排放,为节能减排提供了新的技术途径。
[成果] 1700510010 河南
X71 应用技术 环境治理 公布年份:2017
成果简介:该项目成果属于环境化工与环境功能材料领域基础与应用研究成果。废弃天然生物质的资源化是社会可持续发展和保护生态环境的必经之路。中国是农业大国,每年产生近亿吨的废弃农林生物质,给环境造成了巨大的压力,如何高效的转化和利用一直是备受关注的研究热点。以农林废弃物为原料制备生物质基环境修复功能材料,用于受污染水体和土壤的修复,“以废治污”,可以同时实现环境效益、经济效益和社会效益,三重收益。污染物的特性结合生物质基材料的结构特点,预定性的设计具有吸附能力的生物质基环境修复功能材料是该项目的研究特色。纤维素是各类农林废弃生物质的主要组分,其重复的单糖结构含有丰富的羟基基团,利于根据拟去除污染物的结构特征,设计连接合适的功能化合物进行改性;生物质炭由生物质缺氧条件下碳化而成,具有大的比表面和发达的孔隙结构,以物理、化学的手段可以调控表面的官能团、极性和孔隙结构,使其表界面与待去除污染物结合力更强。课题组多年来一直致力于以大宗农林废弃物-玉米芯、花生壳、小麦秸秆和竹末等为原料,创制纤维素和生物炭基吸附材料,设计制备了大量具有特殊结构的生物质基吸附材料,完善了纤维素和生物炭基吸附材料的制备、结构和性能相关的理论和方法,深入探讨生物质基环境功能材料的环境相容性、生物效应及污染物的构效关系,为进一步环境修复应用奠定理论基础。研究涉及以铅、镉、汞、砷、铬5种高毒性重金属元素为主的8种金属离子、7种有机污染物和富营养化元素-磷,在生物质基吸附剂领域形成了独特的研究优势和特色,尤其是发表于2011-2014年的8篇代表性研究成果得到了国内外领域专家的广泛关注和好评。该项目立足于国际前沿,既注重成果的应用前景更关注基本科学问题的深入探究。通过该项目的研究,课题组在如下三个方面进行了科学探索:1.阐明了利用纤维素伯羟基的活性进行接枝改性,制备功能化纤维素基吸附剂的分子设计原理;2.以廉价的农林生物质为原料,采用原位调控的策略,建立了表面极性和孔隙结构可调的生物质基功能炭材料的制备方法;3.基于吸附动力学、吸附热力学等数据,阐明各类无机、有机污染物在生物基功能材料表面的物理/化学吸附作用机理,建立了生物基功能材料的高效再生技术方法。该项目执行期间,先后承担完成国家自然科学基金面上项目1项、河南省科技厅项目2项,发表SCI收录系列论文十三篇,其中,八篇代表性论文被SCI他引206次,提名引用18次。八篇代表性论文中有两篇为JCR一区期刊论文,五篇JCR二区top期刊论文。依托该项目培养研究生16人。
[成果] 1700510011 河南
TQ0 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:该项目成果属于化学工程领域应用基础研究成果。极性有机物稀溶液的分离一直以来都是化工领域研究的热点。特别地,分子中同时具有Lewis酸性官能团和Lewis碱性官能团的两性官能团有机物,有独特的物理、化学、生物性质,有广泛的应用背景,是化工分离领域的重点和难点。如:氨基苯酚、吡啶甲酸、羟基喹啉、氨基酸等都是重要的化工产品,在食品、染料、饲料和医药等行业广泛应用。在这类物质的应用和生产过程中,都不可避免地遇到其分离纯化问题。据统计,这类物质的分离纯化费用往往达生产总成本的50%以上。特别地,氨基酸类化合物的分离纯化费用占总成本的近80%。另一方面,生产或使用这类物质的企业也往往排放大量的工业废水,这些废水中存在相当量的两性有机物,会对环境造成严重污染并威胁人类的健康。因此,对两性官能团有机物有效分离的研究是一个很具挑战性并且意义重大的课题,研究结果可以为该类物质的分离纯化提供指导,也能为该类物质的废水处理开辟新的途径,有望产生巨大的经济效益和社会效益。关于两性官能团有机物的分离过程主要采用沉淀法、吸附法、离子交换法和溶剂萃取法。但是,沉淀法的沉淀剂回收困难,同时需要消耗大量的化学物质;吸附法的生产强度十分有限;离子交换属间歇操作且成本较高。传统的溶剂萃取法采用极性较大的溶剂,导致工艺过程中较大的溶剂损失或加重萃残液脱溶剂的负荷,易造成二次污染。近年来,采用络合萃取技术分离极性有机物稀溶液得到了国内外研究者的广泛关注。该方法是一种基于待分离溶质的Lewis酸(或碱)性官能团与络合剂的Lewis碱(或酸)性官能团相互作用而进行的分离极性有机物的新方法,具有广阔的工业应用开发前景。该项目多年来一直从事两性官能团有机物的络合萃取分离研究,先后以酸性二(2-乙基己基)磷酸酯(D2EHPA)、中性磷酸三丁酯(TBP)、三烷基氧磷(TRPO)、碱性三烷基胺(TOA)为络合剂,煤油、正辛醇等为稀释剂,针对氨基苯酚、吡啶甲酸、羟基吡啶、羟基喹啉、硝基苯酚、羟基苯甲酸、邻氨基苯甲酸甲酯、邻甲苯胺等开展了系列研究工作。通过研究,发展了萃取理论,建立了萃取分离两性有机物(分子中同时含有Lewis酸和碱性官能团的有机化合物)和一元取代酚(氯酚、硝基苯酚等)的数学模型,发现并总结了络合萃取剂的路易斯酸碱性的强弱与萃取溶质路易斯酸碱性的强弱之间的规律,为极性有机物的分离、纯化及该类化合物工业废水的治理提供了依据。该项目先后承担河南省基础与前沿技术研究、河南省国际合作项目、河南省教育厅科学技术研究重点项目等课题,发表科技论文27篇,其中SCI收录论文14篇(JCR二区3篇、JCR三区8篇),培养青年教师2人、硕士研究生11人、本科生27名。另外,以该项目为基础,课题组开发了络合萃取糖精钠、氨基苯酚、抗生素废水等废水处理新技术,并取得了良好的结果,目前正在进行中试和专利申请。
[成果] 1700510021 河南
TM91 应用技术 输配电及控制设备制造 公布年份:2017
成果简介:该项目成果属于纳米能源材料的制备与应用研究成果。铜锌锡硫硒(Cu2ZnSn(S,Se)4,简记为CZTSSe)是最近发展起来的一类多元硫属化合物薄膜太阳电池材料。锌黄锡矿型的CZTSSe具有组成元素无毒且含量丰富、带隙与太阳光谱匹配以及光吸收系数大等优点,被视为无机薄膜太阳电池最理想的光吸收层材料之一。溶液法制备CZTSSe材料具有操作简单、设备成本低以及可以实现“卷对卷”工业生产等优点,是发展低成本、高效稳定CZTSSe光伏器件的重要前提和基础。该项目在CZTSSe纳米结构材料的制备、稳定分散、薄膜的制备及硒化、薄膜太阳能电池器件的组装和结构优化等领域开展了大量的研究工作,积累了丰富经验。课题组首先对铜锌锡硫纳米材料的溶剂热法制备及结构调控开展了系统研究,通过反应条件的控制,可以在溶剂热制备铜锌锡硫的过程中控制铜锌锡硫纳米材料的形貌、结构和尺寸。并对亚稳态纤维锌矿铜锌锡硫纳米晶的制备及结构调控开展了系统研究,发现亚稳态铜锌锡硫比稳态锌黄锡矿铜锌锡硫拥有更好的光电性质。开发了油溶性纳米晶转水溶性纳米晶的配体交换方法,发现表面修饰可以显著提升其传导能力和电催化活性;阐明了CZTS形貌调控对其电催化活性的影响机制,开发出了简单高效的CZTS对电极材料制备方法。同时开展了以一维有序单晶TiO2纳米阵列为电荷收集电极,通过层层组装技术构筑三维耗尽体相异质结CZTS吸收层薄膜,并对TiO2纳米阵列电极结构对CZTS光伏器件性能的影响以及对纳米尺度范围内表界面间光生电荷分离、传输过程和机理的深入研究。基于CZTS良好的光吸收性能和电催化活性,研究了铜锌锡硫纳米材料的光催化制氢性能,不仅能够从侧面研究铜锌锡硫的光电转换能力,而且能够扩展铜锌锡硫纳米材料的应用范围。该项目先后承担完成国家自然科学基金、教育部新世纪优秀人才计划项目、河南省科技厅基础与前沿计划重点项目、河南省高校科技创新团队等省部级以上科研课题10余项。发表系列SCI论文60余篇,20篇核心SCI论文他引126次;获得授权发明专利1项。所获得的科研成果产生了较大的社会影响,项目牵头人及成员多次受邀在国际和国内学术会议上做学术报告。依托该项目培养了博士、硕士生60余人,其中,已有两名项目组成员成长为河南省青年骨干教师,为推动该研究领域的进一步发展奠定的人才基础。
[成果] 1700510023 河南
O 应用技术 自然科学研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:该项目属于应用数学中的微分方程与动力系统领域。二者的有机结合以及与其它学科的相互交叉使之成为一个国际上充满活力的研究领域。该项目主要致力于研究受空间非局部和时间时滞共同影响的反应扩散系统的分支和周期解,Hénon型方程解的集中现象,具有感染年龄结构和扩散的病毒动力学的数学建模,在数学研究上主要关注对有系统耦合所造成的困难以及由空间非局部和时间时滞所造成困难的克服,在实践上主要探讨这一过程在种群生态学和流行病学中的意义。具体研究以下问题:(1)研究非局部时滞反应扩散系统正常数平衡解的稳定性和分支周期解的存在性,特别关注空间非局部作用和时间时滞耦合对扩散系统解的性态的影响。给出一些非局部时滞生物种群模型周期解的存在性和稳定性结果。(2)研究方程在不满足拟单调条件(比较原理不成立)时行波解之间的相互作用。讨论周期行波解以及连接零平衡点和空间平均周期轨道的行波解之间的交错作用。建立克服缺少最大值原理困难的方法。(3)研究非局部时滞反应扩散系统分支周期解的稳定性。对所得结果结合具体模型和问题给出合理生物学解释,揭示其在生态学和流行病学中的意义。该项目在《Internat. J. Bifur. Chaos Appl. Sci. Engrg.》、《Proc. Roy. Soc. Edinburgh Sect. A》、《Nonlinear Dynam.》、《Math. Methods Appl. Sci.》、《Appl. Math. Model.》等国际重要学术期刊上发表了一系列论文。并且研究工作在相关研究领域的国际同行中产生了重要影响,如被Bharathiar University的M. Sambath, S. Gnanavel和K. Balachandran,澳大利亚Swinburne University of Technology的T. Zhang教授等知名学者在《Applicable Analysis》,《Chaos》,《Applied Mathematics and Computation》,《Computers and Mathematics with Applications》等国际知名SCI杂志上广泛引用和评述。代表性论文1和代表性论文2,SCI他引38次。完成人张嘉防、刘忠原、王绍利分别于2012、2013、2014年获国家自然科学基金项目。
[成果] 1700510076 河南
Q14 应用技术 自然科学研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:该项目依托国家自然基金、河南省科技厅基础与前沿项目及河南大学自然基金,项目成果属于信息科学与系统科学、数学和生命科学交叉领域的基础与应用研究成果。系统生物学是系统科学与信息科学、生命科学、数学、计算机等的交叉研究领域,是国家中长期科技规划面向国家重大战略需求的基础研究领域,是基金委十二、十三五发展规划优先部署和积极推动发展的领域。生命系统可用生物网络描述。对生物网络的研究有助于人们系统的理解生命现象的发展及演化,解释疾病发病机理或作物抗逆机制,寻找药物靶标或植物非生物胁迫响应关键基因。对网络医学或分子育种具有重要理论和应用价值。该项目围绕生物网络的建模与统计分析,由简单模体逐步上升到网络层次研究,由模体功能、演化机制研究逐步到模体在网络统计分析中的应用,最终到具体生物问题的研究。阐明了若干简单网络模体的结构与动力学、功能之间的关系,解释了网络模体的进化机制;利用主成分分析等统计方法结合网络模体概念提出识别分子网络中关键节点的算法;同时克隆了油菜中基因BnIMPα并且系统地研究了这一基因的功能特征,为相关工程研究、网络医学应用及分子育种奠定了坚实的基础。该项目立足国际前沿,注重数学及统计模型的建立、研究方案和算法设计、理论与实际应用结合。通过项目研究,获得如下科学发现:1)提出了生物分子网络中统计识别关键节点的两个新算法,可很好地对生物分子重要性进行排序。2)通过微分方程建模及动力学分析,阐明了一些简单基因环路的结构与功能、动力学之间的关系,一定程度上解释了某些基因环路被进化选择的原因。3)研究了有色噪声诱导的随机及同步切换,深入分析了与白噪声诱导的行为的差异,阐明了有色噪声在双稳基因调控环路中的作用。4)基于复制变异机制和统计分析方法,阐明了生物分子网络中网络模体的演化机制。5)克隆了油菜中输入蛋白α基因并且系统地研究了该基因的功能,为基于该基因的分子育种研究奠定基础。该项目至2015年1月发表SCI及EI论文19篇,包括1篇SCI一区,2篇二区和8篇三区论文。两篇2014年发表的论文他引均在10次以上,包括统计物理领域国际领军人物H.E.Stanley课题组在国际著名SCI一区top期刊Nature Communications上的引用、浙江大学孙优贤院士课题组在国际著名SCI二区top期刊IEEE Transactions on Signal Processing上的引用等。获IEEE国际电路与系统学会最佳应用论文奖1项、河南省教育厅自然科学优秀学术成果奖和论文奖一等奖各1项、河南省自然科学优秀论文奖3项、山东省统计科学技术成果一等奖1项、培育农作物新品种1项等。形成的科研成果产生了较大学术影响,为中国及该省科技进步发挥了重要作用。
[成果] 1700510028 河南
TP2 应用技术 通用仪器仪表制造 公布年份:2017
成果简介:作为连接线性时不变系统和时变系统的桥梁,线性周期时变系统是一类非常重要的系统。一方面,线性周期系统适用于大部分具有周期属性的模型,比如季节现象和有节奏的生物运动。在工程领域,一些机械系统在稳态情况下受控于某种周期策略,也可以建模为“小扰动”下的线性周期时变系统。还有很大一部分研究动机来源于多级速度数据采样。在信号处理领域,多级速度数字滤波器和滤波器组可以应用于通讯,语音处理,图像压缩,天线系统,模拟语音保密系统和数字音频工业。另一方面,线性周期时变系统来源于非线性系统的线性化。将非线性系统在某些平衡点轨迹附近线性化是一个基本的技巧,该非线性系统可以通过一阶泰勒展开来进行线性逼近。逼近系统是线性时不变的当且仅当逼近轨迹恰好是稳定的。如果它是不稳定的,但是以一种周期的方式变化,线性化后的逼近系统将是一个线性周期时变系统。一般来说,逼近系统是一个线性时变系统,它可以被当作线性周期系统的极端例子来对待,也就是相当于一个周期趋于无穷大的线性周期系统。此外,在对一些线性系统进行控制时,采用线性时不变反馈控制律往往不凑效,而线性周期反馈控制律则能够实现控制目的,并改善系统性能。而由周期状态反馈所产生的闭环系统也是一个线性周期时变系统。由于电子计算机技术的快速发展,许多连续系统都要进行离散处理,因此,对线性离散周期系统的研究就显得尤为重要。目前,在线性离散周期系统领域,已经取得了比较丰富的研究成果,但由于它本身固有的时变特性,使得其理论不够完善和深刻,仍有许多问题有待于进一步探讨。线性离散周期系统的鲁棒控制正是在这种背景下提出来的,对该问题的研究具有重要的科学意义和实际应用价值。该项目对线性离散周期系统的鲁棒控制进行了研究,取得了令人满意的研究成果。在该项目的研究中,首先对离散周期系统领域国内外的研究现状进行了总结,分析和展望;然后,对和线性离散周期系统分析和设计密切相关的一些矩阵方程进行了研究,探讨了这些方程的参数化解法和有限迭代解法;由于复Sylvester矩阵方程包含了上述矩阵方程作为它的特例,具有更广泛的理论和应用价值,因此进一步探讨了复矩阵方程的求解问题,最后结合周期系统的特点,利用解矩阵方程所取得的成果,对线性周期系统领域的一些综合问题进行了研究,解决了周期Sylvester矩阵方程的完全参数化求解问题,在周期状态反馈下离散线性周期系统的参数化极点配置问题,鲁棒极点配置问题,鲁棒动态补偿器设计等问题。通过开展项目研究,在国内外高水平杂志上发表中科院JCR2区收录的SCI论文4篇,中科院JCR3区收录的SCI论文2篇,以及其它层次的SCI和EI论文多篇,并申请国家发明专利2项。
[成果] 1700510050 河南
S68 应用技术 蔬菜、园艺作物的种植 公布年份:2017
成果简介:主要技术内容及技术指标:1.菊花新品种选育:汴梁黄冠和汴梁彩虹是该项目利用菊花主栽品种玉龙腾飞和国华黄越山的花色芽变选育而成的观赏菊花新品种。汴梁黄冠为早期花,10月中旬始花,属匙瓣类匙球型花序,金黄色,花瓣10层以上,盛开时心不外露,花朵大,盛开时直径25厘米左右;汴梁彩虹为中期花,10月下旬始花,属管瓣类贯珠型花序,橙黄色,花瓣10层以上,盛开时心不外露,花朵大,盛开时直径30厘米左右。两品种花色艳丽、花期长,株型好,抗逆性强,观赏效果好。2.花期调控技术:该项目首次在菊花上应用甲基敏感扩增多态性及高效液相色谱技术,对菊花成花过程中的DNA甲基化变化情况进行检测分析,发现在菊花自然开花和短日照诱导开花过程中,DNA甲基化都显著降低,这个发现为利用降低DNA甲基化水平促进菊花提前开花打下了理论基础。该项研究结合生产,通过施用DNA甲基化抑制剂5-azaC改变菊花DNA甲基化,可使菊花提前5-15天开花,建立了离体处理及在体处理的菊花花期调控技术体系。除药剂处理外,在菊花生长过程中通过人工调节光温技术,达到调控菊花花期的目的。菊花花期调控技术,使自然花期在10月中下旬至11月的菊花在元旦、春节、五月等任一时间开花,保证开封菊花文化节开幕时有高质量的菊花供应,也为开封反季节菊花展览提供了技术保障。3.配套栽培技术:该项目研究总结出《菊花两段根盆栽技术》,利用菊花扦插苗地栽再套盆的方法生产多本菊,在菊花生育期,利用地下一段根和盆内一段根共两段根吸收营养,供给植株的生长发育,此方法多了地下一层根,吸收供给营养更充足,植株生长更旺盛,观赏效果更好,同时降低了菊花的种植成本、提高了效益。制定了《盆栽菊花栽培技术规程》,规范了盆栽菊花的生产。知识产权情况:1.省审菊花品种2个:“汴梁黄冠”和“汴梁彩虹”菊花2014年通过河南省林木品种审定委员会审定,两品种是开封市首次培育而成并具有自主知识产权的菊花新品种。2.授权发明专利2项:发明专利《一种调控菊花花期的方法》和《利用5-azaC促进菊花提前开花的方法》分别于2011年和2013年获得授权。3.发表科研论文8篇:其中1篇论文被SCIE数据库收录,中科院分区为4区;4篇在核心期刊发表。应用推广及效益情况:新品种和新技术的应用,增加了菊花的观赏效果,延长了菊花花期,节约了人工成本,对菊农提高经济效益、促进旅游发展具有积极作用。在河南开封、鄢陵、滑县等菊花主产地已大面积种植推广,生产的菊花在全国各地城市的绿化美化工程中广泛应用,取得了显著的社会经济效益和生态效益。2014年-2016年,新增社会经济效益25.0063亿元。
[成果] 1700510036 河南
U46 应用技术 汽车制造 公布年份:2017
成果简介:近年来,由于中国煤化工的蓬勃发展,煤基共聚甲醛的生产工艺日益成熟,其主要工艺路线为以煤制甲醇为原料催化氧化制备甲醛,甲醛聚合制备三聚甲醛,最后由三聚甲醛和二氧五环共聚得到煤基共聚甲醛。项目组积极围绕高端聚甲醛(POM)改性材料市场的需求进行项目攻关,陆续推出了增强、耐磨、耐候、阻燃、抗静电、增韧、低翘曲等一系列轻量化汽车制造用新型煤基聚甲醛复合材料,填补了国内改性POM在汽车使用上的空白,部分性能优于国外同类产品。是中国合成树脂供销协会聚甲醛行业供销协作组重点推荐的系列产品。技术路线:以无机矿物、各种加工助剂与有机高分子树脂等复合填充,采用双螺杆共混熔融挤出的方式并辅以相关相界面增容活化处理工艺,制备出符合轻量化汽车制造使用需求的新型煤基聚甲醛复合材料。授权发明专利四项:一种连续长玻纤增强聚甲醛材料及其制备方法,专利号ZL201310746901.0;基于复合无卤阻燃体系的阻燃抗静电聚甲醛树脂,专利号ZL201310703049.9;无卤低翘曲型耐高温聚甲醛复合材料及其制备方法,专利号ZL201410581526.3;电子设备零件用耐磨抗静电复合材料及其制备方法,专利号ZL201410580364.1。技术经济指标:1.耐候型聚甲醛:同时改善POM的耐紫外老化、热氧老化以及热水老化,同时改性后材料的拉伸强度保持率为90%以上,断裂伸长率保持率为80%以上。2.增强耐磨型聚甲醛:力学性能基本保持,摩擦系数降到0.2左右,体积磨损量降到<50%基料磨损量,同时不影响加工性能。3.抗静电型聚甲醛:体积电阻率降到1.0E+7到1.0E+10Ω.cm之间,达到抗静电水平,同时材料的拉伸强度大于40MPa(宝理46.7MPA),弯曲强度大于65MPa(宝理66.8MPA)。4.阻燃型聚甲醛:拉伸强度≥43MPa,弯曲强度≥70MPa,达到阻燃级别UL94 V-1和UL94 V-0。应用推广效益情况:该项目研究成果从2013年开始已在完成单位逐步转化,并先后推广至常州飞泰化工等公司,2014-2016年,基础聚甲醛树脂的售价约为1万元左右,聚甲醛复合材料市场销售均价约为2.5万元/吨,较基础树脂销售差价为1.5万元/吨左右,累计销售约3500多吨,经济效益6150多万元,新增利润2625万元,主要应用于复合轴承、汽车千斤顶螺母、行星齿轮、齿轮外壳、弹簧衬套、垫片、门把手等。该项目提高了基体树脂的附加值,促进产品的高性能化、精细化、差别化和系统化,促进了国产工程塑料改性整体技术水平和行业的发展。随着产品的不断改进及市场的扩大,如果按3000吨/年计算,年可创产值约7500万元,同时可扩大就业人员20-30人。
[成果] 1800120076 北京
P46 应用技术 自然科学研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:研发这样的政策模拟器,首先是实现对气候变化经济过程中创新机制复杂性的认识。研究表明经济增长驱使碳排放量先升后降,在增长推动技术进步下经济与碳排放量间可呈倒U型曲线。当一个国家经济发展水平较低的时候,其碳排放量较小,但随着GDP的增加,碳排放量由低趋高,即环境恶化程度随经济增长而加剧;当经济发展达到一定水平,碳排放量到达某个峰值,随着GDP和国民收入的进一步增加,技术进步加快,碳排放量又由高趋低,环境质量逐渐得到改善,这种现象被称为环境库兹涅茨曲线。新兴IAM需要刻画出了气候变化经济过程的这一非线性现象。因此,需要建设一个评估模型,刻画碳排放经济过程非线性变化机制。这个机制要靠对创新过程的复杂性描述来完成,而创新过程的复杂性在于,创新的发现和发明具有一定的偶然性。其次,二氧化碳排放和减排是所有国家的共同行为,各个国家的经济行为会影响碳排放行为,他们彼此之间的经济行为也会发生相互作用,进而影响着碳排放行为,因此国家间经济相互作用的复杂性机制描述也是问题解决的关键。针对这两个问题,王铮团队基于自主体建模方法(Agent-based Simulation),建立了一个具有进化机制的技术进步模型来刻画系统。对于国家间经济相互作用的复杂性机制描述,他们发展了两个模型,分别采用改进的具有非线性投资机制的全球经济均衡模型即改进的靳模型和菲律明-蒙代尔模型来刻画全球经济强耦合和弱耦合状况。项目组提供数学分析,证明这个政策模拟系统中的算法-数值体系是相容的,并且也证明了RICE数值模型的计算相容性。除此之外,这个新型模型从气候治理政策需求研发改进了经典模型RICE的碳循环结构,增加了海洋分层,并且增加了各种土地利用模式改变碳汇、碳源强度和经济影响的模块,这样可以更加全面地刻画气候变化经济过程。研究团队构建的模型亦被称为人地关系协调的IAM,因为它的政策调整、土地、产业结构控制是在人地关系协调下进行布局的。鉴于气候变化研究界对气候变化评价的伦理学争议,项目组还根据气候伦理学调整了参数。为了获得这些参数,项目组开展了实验经济学、实验人文地理学实验,提高了模型与模拟系统的科学性。
[成果] 1700320081 广东
TB3 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2016
成果简介:该项目属于材料科学学科,是纳米储能材料和超级电容器器件研究的国际前沿课题。能源是人类活动的物质基础,既是全人类共同关心的问题,也是中国社会经济可持续发展的重大需求。超级电容器是介于二次电池和传统电容器之间的一种新型储能装置,具有功率密度高、充放电速度快、使用寿命长、工作温度范围宽、对环境无污染等优点,是最有希望的绿色能源之一,在便携式电子产品、电动汽车、电力峰谷调节和风力、太阳能发电能量储存等领域具有广阔的应用前景;但其能量密度及循环稳定性有待进一步提升,需着重解决电极材料的导电性、结构的稳定性及复合电极材料的协同储能问题。该成果针对如何在保持高功率密度下提高储能材料的能量密度这一关键科学问题开展了大面积可控制备低成本、高性能纳米储能材料和超电容器件研制的原创性研究。主要科学发现如下:创新性地发展了基于电化学界面限域反应可控制备MnO<,2>有序复合储能材料的新思路,实现了MnO<,2>与碳/金属氧化物优势性能之间的耦合,解决了其电子传输与离子扩散速率较慢的瓶颈问题,大幅提升了其储能性能。为高容量、高倍率及高稳定性柔性储能材料的大面积可控制备提供了新方法。发现构筑具有大比表面积和多孔道结构的纳米储能材料,可以有效提高材料间电子和离子的传导速率,并同时增加材料的容量和倍率;阐明了其电子、离子传输的机理;为设计和制备新型过渡金属基储能材料提供了科学依据。提出了基于不同电极材料析氢、析氧过电势的超级电容器非对称结构设计方法,有效拓宽了固态电容器的工作电压;研制了系列高工作电压、高能量密度及长寿命的柔性固态非对称超级电容器;为研发新型可穿戴电子设备亟需的柔性高效绿色能源提供了新途径。科学价值:该项目阐明了过渡金属基纳米储能材料结构与容量的关系,发展了几种大容量的柔性电极材料的大面积可控制备方法;在器件研制方面,发现了电极材料的循环稳定性、混合型超电容正负极匹配性存在的科学问题,并提出了有效的解决方案;设计和研制了多款新型柔性高比能量超级电容器。研究成果增进了纳米储能材料的物理与化学知识,成功探索出储能材料微观(理性设计)、介观(纳米制造)和宏观尺度(器件研制)的研究新途径,为纳米储能材料的设计与可控制备和高性能柔性超电容器件的研发提供了重要的科学基础。并且通过与惠州亿纬锂能股份有限公司、广州鹏辉能源科技股份有限公司、广州天赐新材料股份有限公司等上市公司进行产学研合作,初现产业化前景。8篇代表性论文的平均SCI影响因子13.9/篇;被国内外学者在Chem. Rev., Chem.Soc.Rev., PNAS, Adv. Mater.等期刊SCI他引达1,207次,其中单篇论文SCI他引次数最高为290次;7篇论文SCI他引超过100次,20篇主要论文的SCI他引达1,817次;8篇论文进入ESI高被引用论文。代表性论文6入选“2013年中国百篇最具影响国际学术论文”。在国内外学术会议做特邀报告10余次。
[成果] 1600180350 河南
R289 应用技术 医学研究与试验发展 公布年份:2015
成果简介:随着人们对化学药品研制成本高、时间长,药物毒副作用大,后遗症多等问题认识的深入,国际上已把筛选药品的注意力转向中医药,尤其对那些临床上有效的药物更为注意,以期找到高效药物。中国综合国力的不断提高和加入世界贸易组织,中医药的国际化也成为课题组重要的研究课题,依赖传统的方剂学理论体系在与国际接轨方面受到一定的制约和限制,因而该项目搭建了这一桥梁。方剂是在中医药性理论和病机理论指导下的多味中药的有机组合,是历代中医临床经验的结晶。在数千年的历史长河中为人类的治病、养生、保健等健康事业做出了卓越贡献。中药方剂的研究已成为21世纪医药开发的重点和世界医药回归自然的方向,也为方剂学的发展与现代化提供了挑战和机遇。多年来,许多学科的专家和学者纷纷跻身于中医药研究的行列,特别是对中药的研究,用现代科学或现代医药学的手段和方法,做了大量的理论和临床实践探讨,取得了丰硕的研究成果,为中医药走向世界奠定了一定的基础,鉴于此,为了促进传统方剂现代化,该项目组织了有关专家及科技人员,对临床常用传统经典方剂现代研究成果进行了文献资料收集整理,并进行了系统分析和研究,同时结合作者多年来教学、科研及医药研究工作和成果,用现代医药学的观点和方法编撰出这部《方剂现代新解》。该项目的完成受到河南省科技厅、河南省教育厅和河南大学学位点建设基金的支持。该项目共收载传统常用方剂170首,按解表、清热、祛寒、泻下、和解、祛湿、治风、润燥、祛痰、消导、理气、理血、补益、固涩、安神、开窍、驱虫、催吐十八类分别编写。每首方剂介绍了原方剂的来源、组成、传统的功能和应用范围,原处方及加减方的药物疗效机制及安全评价。全书220余万字,参考的文献万余篇(项),时间跨度20余年,但以近10年为主,全面系统地阐述了有代表性的传统古方在现代临床中的运用依据和新的用途。该书所列内容丰富,翔实新颖,具有很强的科学性和实用性。可作为医药科研工作者、临床医生、医药院校师生、制药企业、药品流通领域等有关人员的参考用书和工具书。该项目完成后,2011年1月由中国医药科技出版社出版,书号ISBN:978-7-5067-4722-6,发行数量2500册,在全国公开发行后,受到用户的好评和赞誉。
[成果] 1600180009 河南
TP2 应用技术 通用仪器仪表制造 公布年份:2015
成果简介:该项目属于信息科学与系统科学、物理学等交叉研究领域。自然界和人类社会中广泛存在着复杂系统,而复杂网络可用来描述这些复杂系统。实际上,复杂网络与混沌科学、物理学等交叉融合,相互促进,已成为复杂性科学研究的前沿课题之一。复杂混沌动态网络系统的研究,有助于深刻揭示系统内在的动力学演化规律,促进混沌系统在自动控制、信息安全、生态学等诸多领域的应用,保障各种实际网络系统的稳定运行。实际系统的复杂多样性和控制资源的有限性,为复杂混沌动态网络的同步控制和性能分析带来了许多本质困难。该项目在国家自然科学基金等资助下,深入分析了不确定、分数阶混沌系统的动力学行为,并设计高效的控制算法;在此基础上,分析各种因素对复杂动态网络系统同步的影响,研究异质异构复杂混沌动态网络的同步控制与应用,取得了一系列研究成果。主要的研究内容和重要科学发现如下:研究了不确定超混沌系统的广义函数投影同步及应用。针对异构的不确定超混沌系统,给出了更具一般性的同步控制器算法和参数更新规则,阐明了时滞、噪声和控制强度等因素对同步性能的影响。在此基础上,设计了多种混沌保密通信方案,对物种食物链系统和圆盘耦合发电机模型系统的非线性动力学行为进行了分析和控制,为生态平衡和圆盘耦合发电机的正常运行提供了有重要实用价值的控制方法。深入研究了分数阶非线性系统的动力学特性、控制和应用。较好的克服了以往频域近似算法的缺陷,提高了计算精度,给出了计算、分析、判定分数阶(超)混沌的具体方法,提出了一系列具有较大理论创新和实用价值的同步控制方法,率先设计了基于分数阶超混沌同步的保密通信方案,丰富了混沌理论的研究内容和方法。构建了分数阶复杂动态网络模型,揭示了网络各要素与网络同步性能的内在规律,给出并证明了通过牵制网络中的部分节点以及利用部分结构信息实现同步化控制目标的稳定性条件,推动了网络系统控制理论与方法的发展。构建了多种时变复杂动态网络模型,阐明了网络拓扑结构、内部耦合矩阵、边重连概率和控制增益等因素对网络同步性能的影响,给出了实现该类网络同步与参数辨识的新方法,为保障复杂不确定网络系统的稳定性奠定了理论基础并提供了技术支撑。8篇代表作SCI他引195次,Google Scholar他引328次。20篇主要论著SCI他引399次,Google Scholar他引641次。主要成果被包括Physical Review Letters、IEEE汇刊等国际知名期刊在内的多种国际SCI刊物引用。获授权国家发明专利2项。培养博士生2名,硕士生8名,2人次获河南大学优秀硕士学位论文。以该项目的科学发现为基础,项目第一完成人后续得到中国博士后科学基金、河南省自然科学基金等6项科研课题资助,并入选河南省高校科技创新人才计划。
[成果] 1600180319 河南
X70 应用技术 非金属废料和碎屑的加工处理 公布年份:2015
成果简介:在半导体用硅片和太阳能电池用硅片的制造过程中,国内晶硅片切割工艺主要是采用碳化硅切割刃料配合一定比例的切削液进行切片。碳化硅刃料对切割的影响至关重要。碳化硅的纯度越高,颗粒的棱角越锐利,粒径大小合适,粒度分布越窄,切割效率就越高,切出的硅片表面质量就越好。在实际应用中,常用圆形度来标示碳化硅的形貌,该值越低则切割能力越强。因此,在生产过程中,除需要严格控制原料品质外,还要对破碎、除杂、分级等工艺过程中进行优化选择,从而提高生产效率和产品质量,降低生产成本,降低能耗和减少环境污染。另外,在晶硅片的切割过程中,会产生大量的废砂浆,其主要成分包括聚乙二醇、碳化硅微粉、硅粉切屑及其他杂质,若直接丢弃,将不仅造成资源浪费,还会造成巨大的环境污染。将这些废砂浆回收,所生产的再生砂和再生液可重新用于切割,而且由于其成本和价格低廉,能够大大降低切割成本,从而推动光伏产业的发展。在碳化硅刃料和再生砂、再生液的生产上,国内大多数企业都存在着生产规模小、生产技术落后、生产效率低、产品质量不稳定等问题。河南新大新材料股份有限公司与河南大学合作,自2009年起,经过系统研究,在原有技术的基础上,自主设计了一整套碳化硅切割刃料(即新砂)的生产工艺,通过对粉碎、除铁、水力分级、脱水、烘干、精筛等工艺过程、工艺参数及生产设备的优化,生产出了切割效率高、质量稳定、圆形度低、粒径分布窄的系列碳化硅微粉产品。针对废砂浆设计了一套回收处理工艺,通过优化固液分离、碳化硅和硅粉的分离、切割液回收、碳化硅回收等工艺过程、工艺参数及生产设备,生产出了质优价廉、质量稳定的再生砂和再生液。通过项目实施,生产了20多种碳化硅新砂、再生砂和再生液产品,其中碳化硅新砂的圆形度≤0.903,粒度中值在5.5~14.0μm之间,碳化硅含量≥98.2%,铁含量≤0.15%,水分含量≤0.05%,游离碳含量≤0.15%,pH值为6~8;再生砂粒度中值在5.5~14.0μm之间,碳化硅含量≥98.2%,水分含量≤0.05%;再生液旋转粘度为40~70mPa.s,电导率≤10μs/cm,色度≤30,pH值为5.0~7.0,含水量≤0.5%,密度为1.110~1.140g/cm<'3>,折光率为1.450~1.470。所有产品各项指标均达到相关标准要求。该项目已获授权专利31项,其中发明专利1项,实用新型专利30项,通过河南省科技成果鉴定成果5项,技术水平均国内领先。项目在河南新大新材料股份有限公司及所属子公司得到了产业化应用,近三年累计实现利润达6747.5万元,在稳定和提高产品品质、降低生产成本等方面效果明显,获得了用户的一致认可,确立并巩固了公司在碳化硅刃料和再生砂、再生液行业的龙头地位,产生了良好的经济和社会效益。
[成果] 1600180030 河南
X78 应用技术 环境治理 公布年份:2015
成果简介:该项目主要利用两种废弃资源和闲置资源,即废陶瓷和特细砂研发了一种可替代天然中砂的绿色建筑材料,并对其在再生砂浆、混凝土中应用关键技术进行了研究,即废陶瓷再生粗砂与特细砂合理匹配后,在再生砂浆、混凝土中的应用,属土木建筑工程领域,建筑材料方向,属资源循环与建筑节能领域。该项目主要研究内容包括以下五方面:通过对陶瓷再生粗砂与天然砂各项性能指标的测定与对比分析,发现二者性能有显著差异,对水泥基材料性能的影响既有有利的方面也有不利的方面。根据这些差异和经济性要求,结合特细砂的特点,扬长避短,确定了将废陶瓷破碎成较粗颗粒,部分取代特细砂的基本思路。为确定用于配制砂浆、混凝土的再生混合砂中陶瓷再生粗砂与特细砂的合理掺量,使其在一定条件下使砂浆、混凝土的综合性能最佳,从强度角度和工作性角度进行分析。强度角度:陶瓷再生砂的掺入有利于提高砂浆的抗压强度;工作性角度:分别考虑细骨料的细度模数和级配,并结合假定填满准则和富勒最大密度理论,得出了确定合理掺量的理论计算方法。通过两方面的研究来揭示陶瓷再生骨料的作用。一是以相同用水量试验研究,揭示陶瓷再生骨料的行为特征。研究发现,陶瓷再生骨料的棱角粒型有利于骨料与水泥石之间的机械啮合,陶瓷再生骨料的高吸水率有效地改善了界面过渡区的性能,这些都对强度的提高有积极作用。二是以相同稠度试验研究,探讨科学利用的方式。研究中暴露了陶瓷再生骨料需水量大的缺点,这将使得砂浆的水胶比大幅度地提高,导致强度大幅度地降低。而且这一作用远大于它的积极作用。然而,通过将陶瓷再生骨料与特细砂有效地级配,使得它的缺点得到显著改善。在这些研究的基础上,探索出一条科学利用陶瓷再生骨料的有效途径。通过正交试验,研究陶瓷再生砂取代率、水胶比等因素对再生砂浆性能的影响。对试验结果进行正交试验层次分析和方差分析,确定了最优配比。通过与普通混凝土对比试验,进行了以废陶瓷再生骨料和特细砂配制废陶瓷再生混合砂混凝土的试验研究,得到了陶瓷再生混合砂、水灰比等因素对再生混凝土性能的影响规律,提出了适用于废陶瓷再生混合砂混凝土的灰水比与抗压强度回归方程等,为优化再生砂浆、混凝土配合比设计提供了依据。项目的主要技术特点是:实现了固体废弃物和特细砂的大宗利用;开发了适合中国现有装备条件和当地资源条件的的绿色骨料。实现了这种绿色骨料在砂浆、混凝土中应用的技术开发。项目成果整体上达到国内领先水平。发表论文11篇。其中SCI(EI)1篇,EI1篇,中文核心8篇,一般CN1篇。项目成果已在河南省祁湾建筑公司等单位承接的工程中应用,近三年直接经济效益1442.56万元。研究成果可广泛应用于中国长江、黄河下游以及沙漠等广大富产特细砂地区,及广大陶瓷产区的建筑工程、道路工程等领域。
[成果] 1600130282 上海
O17 应用技术 自然科学研究与试验发展 公布年份:2015
成果简介:该项目研究内容属数学与应用数学学科,偏微分方程领域。在现代科学技术的研究与应用领域,特别是在应用数学、力学、物理学及其他相关学科中,非线性(双曲-抛物耦合)发展型方程有着重要的理论意义和应用背景。该项目主要对力学中几类典型的发展型方程(组)进行理论分析,建立了若干重要的理论框架,发展完善了一些重要的且有很好应用前景的数学分析方法。主要研究内容、特点如下:1.对一维非真空非等熵可压缩Navier-Stokes(NS)方程组和一维热粘弹性力学方程组,建立了其H^i(i=1,2,4)整体解的存在性、指数稳定性的理论框架。该框架在对高维球(柱)对称NS方程组、高维具有剪切粘性的可压NS方程(组)、一维p次牛顿流体方程组、一维辐射流体模型、一维辐射磁流体方程组、一维具第二声热弹方程组和一维含真空变粘性系数可压NS方程组的后续研究中,得到进一步的应用、发展和完善,成为研究一类一维非线性双曲-抛物耦合方程组H^i(i=1,2,4)解(经典解)的存在性和渐近性的基本方法之一。国际著名数学家Y.Giga和法国A.Novotny邀请申请人在国际著名出版社Springer由他们主编的系列丛书《Handbook of Mathematical Analysis in Mechanics of Viscous Fluids》中,撰写第九章第二节,并建议列入以上相关整体存在性和渐近性结果。法国科学研究中心(CNRS)LeFloch教授评价本部分一工作“是一篇优秀的文献”。法国著名学者Ducomet等评价本部分的方法“是精明的思想”。另一工作被称为“是一篇原创的文章”。2.对一维非真空非等熵可压缩NS方程组和一维热粘弹方程组,建立了其在H^i(i=1,2,4)空间中整体弱吸引子存在性的完整的理论框架,改进了国际同行处理相应问题时留下的相空间不完备的缺陷,后在对高维球对称情形研究中得到应用、发展和完善,成为处理一类一维双曲-抛物耦合组吸引子存在性的基本方法之一。Giga和Novotny教授建议在上述《Handbook》中列入本部分整体吸引子存在性结果。国际数学家大会特邀报告者Feireisl称以上两部分工作“是对发展型偏微分方程领域有价值的贡献”。3.对非自治非线性发展方程,建立了新的拉回吸引子存在性和稳定性(上半连续性)的理论框架,它被国际同行广泛地应用和引用,成为研究拉回吸引子存在性和上半连续性的基本方法之一。法国科学院院士Temam称本框架是“基于解算子回拉渐近紧性的准则”。该项目所得结果和提出的理论框架得到国内外同行的极大关注,很多相关的工作在此基础上得以跟进,不断发展完善。项目组成员多次被邀请在国际学术会议上作学术报告。在Springer出版学术专著2部(代表性论文专著【1】、【2】,【1】被列为Adv.PDEs(偏微分方程进展)系列第184卷;【2】入选2010年菲尔兹奖得主C.Villani教授等主编的“Frontiers in Mathematics”(数学前沿)系列)。据不完全统计,该项目20篇核心论文(著),他引209次,SCI论文他引133次,专著他引4次,其中2部专著他引24次,其中SCI论文他引15次;单篇最高他引55次(SCI论文他引38次);代表性论文专著【1】被论文大段地引用。
[成果] 1600180368 河南
Q958 应用技术 自然科学研究与试验发展 公布年份:2015
成果简介:通过搜集文献记录,查阅核实网络资源,结合大规模、多年来的野外观察研究,并结合现代分子系统学研究结果,对河南省鸟类资源进行研究。发现河南省最新有鸟类数量为432种,比全国第一次鸟类资源调查时河南省鸟类资源总数382种多出50种来,这432种鸟类隶属于18目71科,其中雀形目鸟类198种(鸣禽类),占总数的45.83%;鹑鸡类7种、鸠鸽类6种、猛禽类51种、攀禽类29种、涉禽类96种、游禽类45种。留鸟122种、旅鸟124种、夏候鸟91种、冬候鸟83种、迷鸟12种。古北界鸟类206种,东洋界鸟类93种,广布种鸟类133种。研究还发现,河南省鸟类整体体现出过渡性、混杂性的特点,夏候鸟多于冬候鸟,旅鸟多于留鸟。在已知鸟类中,水鸟约占1/3。其中黑喉潜鸟、中华秋沙鸭以及凤头鹀等16种鸟类系以往文献资料中未曾记录报道过的网络资源新增鸟类;结合最新现代鸟类分子生物学分类研究成果对所涉若干河南鸟类学名进行了订正,包括原报道河南省鸟类分布新记录白鹮现确定其为黑头白鹮Threskiornis melanocephalus。斑鸫Turdus naumanni原两个亚种,分别提升为种,锈脸钩嘴鹛Pomatorhinus erythrogenys,草鸮Tyto capensis,褐头山雀Parus montanus、北灰鹟Muscicapa latirostris和日本领角鸮Otus semitorqu分别调整为斑胸钩嘴鹛Pomatorhinus erythrocnemis,东方草鸮Tyto longimembris。该项目发现,《中国鸟类分类与分布名录》中,有一些鸟类明确记载或观察到在河南有分布,该书没有收录,具体如下:红喉潜鸟、赤颈、角、斑嘴、黄嘴白鹭、绿鹭、黑冠鳽、小苇鳽、棉凫、白眼潜鸭、中华秋沙鸭、黑腹滨鹬、银鸥、灰背鸥、毛脚鵟、草原雕、白腹隼雕、白腿小隼、灰背隼、猎隼、勺鸡、褐马鸡、剑鸻、孤沙锥、斑尾塍鹬、粉红燕鸥、中杜鹃、领角鸮、白喉针尾雨燕、灰林鸮、长尾林鸮、小云雀、角百灵、烟腹毛脚燕、粉红山椒鸟、灰背伯劳、寒鸦、蓝短翅鸫、小燕尾、黑背燕尾、赤颈鸫、宝兴歌鸫、乌鹟、黄眉姬鹟、棕腹仙鹟、白喉噪鹛、橙翅噪鹛、钝翅尾莺、淡脚柳莺、冠纹柳莺、黑冠山雀、大山雀、黑头鳾、煤山雀、欧亚旋木雀、凤头鹀、淡灰眉岩鹀、小短趾百灵、红顶短趾百灵。该项目讨论了河南省的鸟类动物地理区划,指出河南省鸟类区系体现出古北界和东洋界种过渡性和混杂性的特点,古北种鸟类明显占优势,分析此应与河南省位于动物地理区划中位于古北界和东洋界分界线上有关,且淮河一线对鸟类阻隔有限。就鸟类迁徙情况看,分析指出河南分布的鸟类种,候鸟的种数明显超过留鸟的种数,且夏候鸟略多于冬候鸟,原因是河南省位于中国三条候鸟迁徙路线的中线,多有候鸟迁徙中途于此暂栖停留。结合全球气候变化的大背景,分析了河南省范围内观察到的某些东洋种鸟类类逐步向古北界扩散渗透即其居留型和分布范围发生变化的情况,突出表现为红耳鹎、斑文鸟、黑脸噪鹛以及黄臀鹎逐渐向北扩散分布,且黄臀鹎在黄河以北已经观察到筑巢繁殖,另外也介绍了白鹭、夜鹭、黑水鸡、灰椋鸟等居留型发生了明确的肯定的变化,在此基础上指出,部分鸟类尤其候鸟、旅鸟,在省内多只有简单存有纪录,其活动规律,生物学特点,过境信息等均不明了,有待进一步深入观察研究。
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