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[成果] 1900010823 江苏
TB381 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:该项目主要属材料科学领域。 能量高效储存与转化是能源清洁利用的关键,而超级电容器、燃料电池等能量储存和转化器件的性能与电极材料密切相关,因此发展高性能复合电极材料对于能量高效利用具有积极意义。碳基杂化电极材料组分间相互作用弱,导致结构稳定性差,严重影响其寿命和循环稳定性。如何增强其相互作用,提高结构稳定性是碳基电极材料亟需解决的关键问题。该项目分析了组分间的相互作用方式,利用氧化石墨烯(GO)的表面含氧官能团、独特的二维结构,设计了GO和金属(氢)氧化物、贵金属粒子、聚合物等三类杂化材料,并建立了相应的通用制备方法。围绕无机纳米粒子在GO表面生长机理、聚合物与GO共价和非共价耦合及其相互作用机制,以及杂化材料组分间的协同作用对电化学活性的影响等科学问题,开展了系统研究,主要科学发现为: 1.通过分析不同溶剂与晶体的相互作用强弱,发现醇-水在不同晶面的配位差异可引导晶体取向生长,提出醇-水双重溶剂微结构控制原理,建立了具有强耦合作用的GO-金属(氢)氧化物杂化材料的通用制备方法,实现了GO和多种过渡金属氧化物、氢氧化物杂化材料的可控合成。通过组分、结构等调控,获得储能密度高、循环寿命长的电极材料,阐明了杂化材料的独特结构及组分间的强耦合作用提升储能性能的机理,为设计和合成高性能超级电容器电极材料提供了理论和实验依据。此外,还发现此类杂化材料具有良好的多功能性,例如G0-C0304、GO-CuO等作为催化剂,能明显提高高氯酸铵(AP)的能量释放率。 2.发现在醇-水体系中,醇能还原贵金属离子,所生成的金属纳米粒子又能进一步催化GO的还原,生成还原氧化石墨烯,扩大了共辗区,不仅能改善杂化体系的导电性,而且有利于增强金属纳米粒子与GO的相互作用,提高体系的结构稳定性。在此基础上,建立了Pt等多种贵金属颗粒与GO均匀可控杂化的通用方法,发现所制备的GO-Pt具有良好的甲醇催化氧化活性。为了进一步保持石墨烯的结构稳定性,该工作还设计制备了低缺陷石墨烯片(GNP)-贵金属粒子体系,如GNP-Pt等,其催化氧化活性和抗中毒能力得到明显提升。 3.在分析GO表面的含氧基团与聚合物官能团之间的相互作用的基础上,设计了GO与聚合物的共价和非共价耦合模式。建立了二异氰酸酯桥联接枝GO的合成方法,得到共价耦合并具有双亲功能的GO。用C-N共价键作用构筑出适合锂离子迁移的GO-氮化碳杂化电极材料,揭示了键合作用机理。探究了GO的尺寸、溶剂的极性等对其表面原位生长的导电聚合物微结构的作用机制:发现组分间的协同效应能明显提高材料储电容量,导电聚合物与GO的含氧基团之间的静电吸引、氢键连接,以及聚合物苯环与GO共轭区的π-π耦合作用可有效增强电极材料的结构稳定性,显著提高了材料循环寿命。 项目8篇代表性论文SCI他引3025次,单篇最高SCI他引1094次。包括美国科学院、工程院及艺术与科学院三院院士M. S. Dresselhaus教授、第三世界科学院院长C. N. R. Rao教授、美国艺术与科学院院士戴宏杰教授等著名学者对项目工作给予了正面评价。项目研究成果获2015年度江苏省科学技术一等奖。
[成果] 1800180521 上海
U455.41 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2018
成果简介:该项目属于地下工程领域。 福州市二环路金鸡山隧道位于福州市东二环,北接福州火车站、汽车北站,南接晋安区、台江区,是台江区、晋安区通往火车站的主要干道。隧道前后道路已拓宽为双向八车道,该隧道仍为双向四车道,由于周边没有可代替的道路,导致该隧道成为福州市内环线的最堵点。既有福州市二环路金鸡山隧道由两座行车隧道加一座非机动车隧道组成,行车隧道为单洞2车道隧道,非机动车隧道为上下行2x3.5米宽,机动车隧道单幅长576米,非机动车隧道单幅长654米。 该项目以福州二环路金鸡山隧道原位拓宽施工为研究对象,通过对城市环境下钻爆法隧道扩建的控制爆破技术研究、特大断面隧道原位扩建的施工力学分析研究,总结归纳出适用于城市复杂环境下特大断面隧道钻爆法原位扩建施工的关键技术。为城市复杂环境下特大断面隧道原位扩建施工提供了较为成熟可靠的控制爆破技术、围岩力学分析以及施工工法,主要技术创新内容如下: (1)城市复杂环境下特大断面隧道原位扩建施工领域一直是隧道扩建施工的一个难题,该研究在国内外仍处于起步阶段,该课题通过详细分析城市复杂环境下特大断面隧道原位扩建施工中的控制爆破震动研究和各施工方法下各工况围岩支护应力,最终给出在该类工程中所采用的安全、合理的施工方案,对以后的城市复杂环境下特大断面隧道原位扩建施工项目有着很好的借鉴意义。 (2)课题组通过研究城市复杂环境下特大断面隧道钻爆法原位扩建施工的关键技术,针对城市复杂环境下既有隧道拓宽工程,通过模拟分析以及现场试验,获取满足工程要求的施工工艺、控制爆破诸多参数,为城市复杂环境下特大断面隧道钻爆法原位扩建施工提供了新的施工技术手段。 (3)课题组详细分析了各类特大断面原位扩挖方法的力学特性,通过深入研究开挖方法的不同给周边围岩乃至周边建筑物的影响以及爆破震动对周边建筑产生的影响,提出了提高城市环境下特大断面隧道钻爆法原位扩建施工安全、效率的有效措施,对城市环境下特大断面隧道钻爆法原位扩建施工具有很好的指导意义。 (4)研究成果具有创新性和先进性。 课题组通过分析研究得出的《内部开口增加作业面的特大断面隧道原位扩建施工工法》、《特大断面隧道钻爆法原位扩建施工工法》两项工法,解决了城市复杂环境下特大断面隧道钻爆法原位扩建施工技术难题,其成果将被广泛应用于市政隧道原位扩建类似工程,为相关工程提供技术依据和参考,在既有隧道拓宽施工中具创新性和先进性,整体达到国际先进水平、局部达到国际领先水平。 (5)课题完成了研究总结报告一篇: 《城市复杂环境下特大断面隧道钻爆法原位扩建施工的关键技术研究》研究报告1份; (6)形成省部级工法2篇、形成国家发明专利2项,实用新型专利1项,发表学术论文5篇。
[成果] 1900010669 山东
TU455 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:该项目属于土木建筑领域。我国隧道与地下工程建设进入空前繁荣期,越来越多的交通、水利水电、矿山等工程修建在裂隙发育、水文地质条件十分复杂的区域。裂隙岩体剪切破坏和渗透失稳诱发的大体积塌方、大规模突水等工程事故时常发生,造成了重大人员伤亡、经济损失和恶劣社会影响。现有的裂隙岩体试验设备不能准确获取水力耦合作用下岩体参数特征,导致围岩控制理论不能有效防止重大工程灾害发生,已成为隧道和地下工程安全建设以及深部能源安全开采的关键技术难题。 该项目历经10多年攻关和工程实践,发明了裂隙岩体剪切渗流系列试验装备,创建了流固耦合真三维模型试验系统和数值分析方法,形成了裂隙岩体稳定控制关键技术体系,为裂隙岩体剪切渗流参数获取提供了基础性技术平台,为围岩稳定控制和评价提供了理论依据和科学指导。主要创新成果如下: 1.发明了裂隙岩体剪切渗流系列试验装备和试验方法:①研制了世界首台岩石节理恒定法向刚度数控剪切试验装备,突破了剪切试验恒定法向刚度伺服控制技术瓶颈:②发明了可视化岩石节理剪切渗流耦合试验装备,攻克了大位移剪切渗流试验中水密封的技术难题:③基于上述装备创建的剪切渗流试验方法可科学获取岩体力学和渗透参数,已成为国际岩石力学与工程学会(ISRM) “岩石节理剪切试验建议方法”。原国际岩石力学与工程学会主席J. A. Hudson院士认为“该成果在岩石力学领域具有里程碑意义”。 2.创建了裂隙岩体流固耦合模型试验系统和数值分析方法:①研发了真维、变比尺裂隙岩体模型试验成套装备:②研制了非亲水、强渗透流固耦合相似材料,突破了水力边界控制、柔性降阻减摩加载等关键技术;③发明了裂隙网络渗流试验系统,揭示了岩体渗透破坏机理及灾变演化规律;④建立了裂隙岩体流固耦合破坏全过程的非线性力学模型及连续-非连续数值分析方法。 3.研发了裂隙岩体稳定控制关键技术和评价方法:①发明了锚杆-围岩粘结强度测试技术,克服了传统锚杆拉拔试验中剪应力传递不均匀等技术难题:②创建了锚注一体协同承载综合治理技术体系,建立了考虑支护结构-围岩耦合作用的稳定控制理论:③研发了高强组合式中空注浆锚杆等系列新型支护产品,建立了锚注围岩加固效果定量评价方法,解决了裂隙岩体稳定控制难题。 项目成果在我国最大埋深水电站、地下水封石油储备库、大规模八车道公路隧道群、海底煤矿和青岛海底隧道等多个重大工程建设中得到应用,取得了显著的经济和社会效益。专利技术还在日本京都大学、韩国首尔国立大学等国际知名科研机构推广应用,提高了我国在国际岩石力学领域的影响力。 项目主要成果为国内外首创,获中国发明专利51项,美国发明专利1项,国际行业标准1部,出版专著12部,发表论文225篇,其中SCI收录78篇,EI收录147篇,ESI高被引论文3篇(引用次数列学科前1%),权威期刊Top25 hottest articles 15篇次。获得山东省技术发明一等奖2项、科技进步一等奖1项。
[成果] 1900010577 福建
TE624.1 应用技术 精炼石油产品的制造 公布年份:2018
成果简介:高硫、高烯烃含量的催化裂化(FCC)汽油占我国车用汽油60%以上,其清洁化是我国汽油质量升级的核心任务。针对现有FCC汽油清洁化技术不能兼顾烯烃含量降低和辛烷值保持这一世界性难题,该项目创新提出分段调控烯烃分子转化理念,首创将烯烃递进转化为高辛烷值、且含量不受汽油标准限制的双支链异构烷烃的技术路线,即:先使FCC汽油中双键位于分子链末端的端烯烃异构为双键位于分子链中部的内烯烃、再使内烯烃异构为有1个烷基侧链的单支链异构烯烃、最终将单支链异构烯烃转化为有2个烷基侧链的双支链异构烷烃,破解了烯烃含量降低和辛烷值保持这一FCC汽油清洁化的世界性难题,开发出FCC汽油超深度加氢脱硫-烯烃双支链异构成套技术。主要技术创新如下: 1.发明氧化铝晶面工程方法,开发烯烃双键异构、硫醇醚化和噻吩烷基化三功能催化剂和预加氢技术:发明了使Al2O3同时暴露出强酸性{111}晶面和强碱性{110}晶面的晶面调控方法,将晶面调控Al2O3与介-微孔ZSM-5分子筛复合,实现了金属活性组分在Al2O3不同晶面上的选择性负载及其催化作用的协同,开发出烯烃双键异构、硫醇醚化和噻吩烷基化三功能催化剂和预加氢技术,使FCC汽油中的端烯烃转化为较难加氢饱和的内烯烃,内/端烯烃质量比从2.85增至11.64、研究法辛烷值(RON)增加0.4,并实现了硫醇、噻吩向重汽油的转移。 2.发明酸性硅铝载体和有机-无机杂化金属纳米晶前驱体,创制耦合烯烃单支链异构功能的高选择性加氢脱硫催化剂:率先提出通过改变烯烃分子构型提高加氢脱硫催化剂的选择性,发明了酸性硅铝载体和有机-无机杂化金属纳米晶前驱体,研制出耦合烯烃单支链异构功能的加氢脱硫催化剂,进一步将FCC重汽油中的内烯烃转化为单支链异构烯烃,使单支链/正构烯烃质量比从1.1增至1.4,并借助单支链烯烃的空间位阻实现了重汽油的高选择性加氢脱硫。 3.首创强酸性等级孔SAPO-11分子筛,开发烯烃双支链异构催化剂:揭示了单支链异构烯烃同时接触到相邻孔口的强酸性活性位是其转化为双支链异构烷烃的必要条件,创制了具有丰富暴露孔口的强酸性等级孔SAPO-11分子筛和非贵金属烯烃双支链异构催化剂,在使重汽油烯烃含量降低12.08v%时,使双/单支链烷烃质量比增加7倍,破解了烯烃含量降低和辛烷值保持的难题。 4.创新提出分段调控烯烃分子转化理念,开发FCC汽油超深度加氢脱硫-烯烃双支链异构成套技术:开发出分段调控烯烃分子转化以降低烯烃含量、提高脱硫选择性的FCC汽油超深度加氢脱硫-烯烃双支链异构成套技术,实现了烯烃含量降低、超深度脱硫和辛烷值保持的三重目标;与同类技术相比,该技术在生产国V标准汽油调和组分时,产品烯烃降低幅度高4.1v%, RON损失少1.2。 该技术自2014年11月以来已相继应用于6套国V汽油生产装置,技术许可8套工业装置,总规模达到1370万吨/年。技术应用新增产值15.6亿元,新增利润9.4亿元。获授权中国发明专利32件、美国发明专利2件,形成中国石油技术秘密4件、催化剂标准3件,发表论文23篇。培养博士、硕士研究生30余名。获2015年中国石油和化学工业联合会技术发明一等奖。
[成果] 1800180118 上海
TH833 应用技术 通用仪器仪表制造 公布年份:2018
成果简介:高效液相色谱(HPLC)和毛细管电泳(CE)是生物、化学、医药、环保、食品等众多领域中最主要的分离分析技术,但是中国80%HPLC市场和近100%CE市场被外国企业所垄断,急需具有核心知识产权的民族品牌振兴国产仪器。随着科技的发展,现有的HPLC的分离柱效最高仅为每米25万理论塔板数,峰容量也不高,无法满足代谢组学、中药和复杂生物样品中上千种组分同时分离的要求。常规的紫外检测器也无法满足无紫外吸收成分和痕量物质的检测。CE亦由于进样方法的天然缺陷,准确度和精密度差而很难用于药品的质保/质控中。众多行业迫切期待着新型高效科学仪器的出现。 针对以上诉求,历经10多年努力,尤其是在国家首批重大科学仪器专项的支持下,项目团队研发出具有自主知识产权的高性能微流电色谱分离系统,包含国际首创的高性能微流电色谱和定量毛细管电泳2个核心分离技术以及配套的5类检测器,有效地突破了复杂体系难以分离以及不能有效检测的技术瓶颈。该系统在分离效率、峰容量、定量精度和检测能力等方面都优于传统的HPLC和CE。主要技术创新如下: (1)发明了高效微流电色谱核心技术(pCEC),具有HPLC和CE双重分离机理、电渗流和压力流双重驱动,仅使用HPLC的1/1000的样品和溶剂,获得比HPLC高10倍的柱效、3倍的峰容量和10倍的分离速度。使用亚微米光子晶体毛细管柱,生物大分子柱效可高达每米百万塔板数。pCEC技术不仅绿色环保,还实现了60年来液相色谱分离史上重大突破,解决了HPLC不能有效分离复杂体系的难题。 (2)发明了世界首台全自动定量毛细管电泳仪(qCE),解决了传统CE不能定量进样的技术难题,精度可达药检、食品等行业的质保/质控要求,实现了CE技术的重大突破。 (3)发明了世界首台通用型微流蒸发光散射检测器(μELSD)和可用于痕量分析的多波长可换激光诱导荧光检测技术(LIF),前者特别适合无紫外吸收的化合物检测,后者特别适合超痕量的物质检测。 该项目共获授权发明专利54项,软件著作权8项,发表SCI/EI论文300余篇,出版英文专著1部,参编5部。获首批国家重大科学仪器专项资助并率先完成现场验收。验收意见为“项目总体水平国际先进,部分关键部件国际首创”。项目曾获上海市科技进步一等奖,第一完成人获2018年第十届发明创业特等奖并被授予当代发明家称号。 项目成果已实现产业化并广泛应用于生命科学、生物医药、环境保护和食品安全等领域。ELSD国内市场占有率60%以上,近3年累计销售额已逾10亿元。多项成果填补国际国内空白,打破了国外企业长期垄断中国高端分析仪器的局面,推动了中国分析仪器行业的科技进步。
[成果] 1700680383 福建
TB303 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:由于疲劳损伤没有明显的宏观先兆,破坏过程往往表现为突然破坏的方式,如桥梁突然断裂、飞机坠毁、行驶中轮胎突然爆裂、基础塌陷、压力容器突然爆裂等,因此常常造成重大人员伤亡和财产损失。1860年德国人Wohler对车轴破坏进行研究,发现在循环载荷的作用下,车轴强度远低于静载强度。Ewing和Humfrey在1903年发现多晶材料滑移条带,这些条带最终导致疲劳裂纹的形成。1945年Miner提出疲劳损伤线性累积损伤模型,1954年由Coffin和Manson建立起塑性变形造成疲劳损伤理论。此后电镜的应用,人们更加系统地定性研究了疲劳损伤与断裂的微观特征及演化过程。百年来主要以材料在循环载荷作用下微观组织弱化过程的定性观察研究为主,取得了许多定性研究成果。但人们也已经注意到了定性研究的不足之处,如这些以形貌、形态为主要观察对象,难于对存在的应力等进行定量而全面的把握,有关疲劳损伤研究的重点是用定量的手段来度量这些疲劳损伤,以便更加完整、全面把握这些微观变化和损伤的规律,完成宏观力学性能和微观组织结构之间进一步的定量联系,对疲劳破坏进行预警。项目的主要科学发现是:材料的三个疲劳损伤过程对应着不同的疲劳损伤变化定量规律,项目完成定量划分了疲劳损伤的三个过程,实现实时、定量跟踪这三个疲劳损伤过程,并开展材料疲劳损伤定量研究工作,取得了相关的科学发现。疲劳裂纹萌生寿命不应以微裂纹的长度来定义,这种对裂纹萌生寿命的定义方法不能准确测量出疲劳裂纹萌生寿命,应以疲劳损伤状态的改变所对应的循环周数作为疲劳裂纹萌生寿命;疲劳裂纹萌生前后,有完全不同的损伤规律。材料界面的强度决定了材料的整体动态力学性能,项目对球墨铸铁中石墨与基体之间界面的结合强度进行定量疲劳损伤分析,结果表明该界面存在一定的疲劳强度,并非通常所认为是无结合力的孔洞,石墨与基体之间界面萌生裂纹与基体萌生微裂纹在时间上以交替的方式进行。材料表面的动态力学性能关系到材料整体的力学性能,研究分析发现有些表面镀层因自身脆性和与基体的结合力等因素,可能在循环加载的初期即破裂,表面所产生的微裂纹在有些条件下能有效切入基体,使疲劳裂纹萌生寿命大幅度缩短,并影响疲劳损伤的第二和第三阶段,材料的整体疲劳强度显著下降。由于地球的自转,地球周边的天体引力等成为作用于地壳的循环应力,发现基于疲劳损伤的观点,对来自地球岩层振动信号进行分析;利用福建莆田地震台和国家地震局的乌鲁木齐、拉萨、西安、恩施、昆明地震台站的地震数据分析表明,在2013福建莆田系列地震、2008年5月汶川大地震和2001年12月发生的昆仑山8.1级地震发生的前数天,疲劳损伤定量值都出现了明显的疲劳损伤第三阶段上升的过程。共发表疲劳损伤定量分析相关论文24篇,被SCI、EI收入15余篇,引用100余次。
[成果] 1700680371 福建
[TS207, TP212.9] 应用技术 技术检测 公布年份:2017
成果简介:点击化学反应具有反应效率高、条件温和、专一性高等特点,经常被应用于构建新化合物和生物修饰等。项目依托国家自然科学基金,结合荧光检测、便携式检测以及比色检测法等的特性,构建了基于点击化学反应的传感器界面,并应用在疾病标记物及生物活性物质的分析检测,属于分析化学领域。取得的重要研究成果包括以下几个方面:荧光检测法具有灵敏度高、重现性好等特性。课题组首次发现通过点击化学反应可以使本身没有荧光的叠氮香豆素和端炔基之间产生高效率的专一反应并产生具有强荧光的物质的特点,首次构建基于点击化学的高灵敏、高选择的荧光传感器界面,并应用在于水果中的农药残留、血液中的铜离子含量的测定、疾病相关的DNA序列的测序以及疾病相关的酶的抑制剂的筛选。疾病标志物以及食品安全检测中急需开发高灵敏、高选择性的便携式传感界面,而血糖仪是应用最为广泛和最为成熟的便携式检测装置。课题组首次结合点击化学反应与便携式葡萄糖传感器的优势,构建了高灵敏、高选择性的便携式传感器界面。并应用于血清中构铜离子含量以及组氨酸等的分析检测,极大拓展了血糖仪和点击化学的应用范围;肉眼具有很强分辨颜色区别的能力,而不同聚集程度纳米金颗粒呈现不同颜色,课题组在金颗粒上修饰不同的基团,通过基团之间的点击化学反应实现聚集度的改变,构建了基于点击化学的可视化传感界面,生物样品中铜的含量以及疾病标记物的可视化检测;构建了检测丙炔氟草胺的新型比色分子开关,应用于农药残留的可视化检测。项目执行期间共发表SCI收录论文15篇,其中9篇发表在影响因子大于5.0的国际知名刊物上(Biosensors Bioelectronics, Analytical Chemistry, Chemical Communications)。15篇SCI他引次数283,8篇代表作他引是206,单篇SCI他引最高是104。受到国际广泛关注和大量正面评述及引用。
[成果] 1700680365 福建
O159 基础研究 自然科学研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:项目成果依托3项国家自然科学基金项目,是对数据驱动的管理决策国际前沿与区域经济重大需求创新研究的系统总结,属于决策论、管理数学、模糊数学领域。经济一体化、互联网、大数据使得管理决策转向以数据为中心的扁平化范式,决策参与方的角色及相关信息流向趋于多元和交互,具有高频实时、动态、跨组织全景融合、多主体决策等特征。项目针对数据来源与类型多样性、决策主体多元化、偏好不确定等,围绕多源异构知识表示与发现、数据融合与决策模型、信息感知与语义分析等关键科学问题,运用优化方法、建模技术等,从基础理论、模型方法实现、实际应用三方面开展深入探讨,创建了多源异构模糊多目标群体决策理论与方法,创新发展决策理论,为解决数据驱动的管理决策问题开辟了新途径,促进理论与应用的发展。创新成果包括3个科学发现点:创建多源异构不完全信息模糊决策优化模型及其多目标规划解法,具体提出多源异构直觉模糊非线性优化模型及其多目标规划加权平均解法、多源异构区间值直觉模糊非线性优化模型及其多目标非线性规划折衷解法、多源异构不完全信息梯形模糊线性规划模型及其可能性线性规划解法,为解决数据驱动并具有信息不易获取与表示等复杂情形的管理决策问题开辟了新途径;创建具有不确定偏好的多源异构模糊群体决策优化模型及其多目标规划解法,具体提出多源异构直觉模糊群体决策非线性优化模型及其多目标规划字典序解法、模糊多维群体偏好分析的多源异构可能性规划模型及其多目标线性规划解法、梯形直觉模糊幂方集结算子及其多源异构多目标群体决策方法,为解决具有决策主体多元化、决策犹豫性、行为偏好不确定等复杂情形的多源异构群体决策优化问题提供了新途径;创建服务外包商选择的多源异构不完全信息可能性规划模型及其多目标规划解法,具体提出服务外包商选择的多源异构梯形模糊贴近度优化模型及其可能性多目标线性规划解法、多源异构不完全信息梯形模糊群体决策可能性规划模型及其区间值线性规划解法,为应用领域导向的多源异构管理决策问题提供解决方案与智能决策支持。成果具有鲜明特色:针对梯形直觉模糊数、区间值直觉模糊集、模糊集、区间值、语言变量、实数等多源异构数据,率先创建了梯形模糊优化模型、区间值直觉模糊优化模型、区间值线性规划模型及其解法,开辟了多源异构管理决策研究新领域;充分考虑数据多源化、主体多元化、目标多样化、偏好不确定和信息不完全,率先创建的多源异构不完全信息多目标群体决策理论大范围更高层面创新发展了决策理论;充分考虑比较判断与决策过程的犹豫性,率先创建的多源异构区间值直觉模糊多目标决策理论递进式大范围创新发展了决策理论。发表论文36篇,他引1273次,其中ESI高被引4篇,SCI、EI与SSCI分别收录28、26、4篇。8篇代表作被SCI、EI收录15篇次,他引523次,单篇他引最高124次。受到国际广泛关注和大量正面评述及引用。
[成果] 1700680227 福建
TS254.9 应用技术 水产品加工 公布年份:2017
成果简介:项目所属科学技术领域:食品科学与工程。 主要内容:该项目针对食品源抗氧化多肽制备得率低、工业化应用严重受限等瓶颈问题,以水产加工副产物为原材料,创新集成加工精细分割技术体系、蛋白质提取、生物酶协同作用和现代生物分离技术,高效制备抗氧化多肽;将抗氧化肽添加至鸡/鱼糜制品中,提高其保水性、乳化性和凝胶性,抑制其氧化,延长货架期,提升产品品质;开发抗氧化肽产品作为膳食补充剂,发挥抗氧化肽对人体的双重营养功效,有效提高加工副产物附加值,拓展功能性食品开发领域,增强高附加值产品开发与利用价值。 技术特点:该项目在集成应用加工精细分割技术、加工副产物蛋白提取、生物酶复配和现代生物分离技术的基础上,研究高效制备抗氧化多肽的新工艺和技术,产品有效提高鸡/鱼糜制品的保水性、乳化性和凝胶性,抑制贮藏过程中过氧化值的升高,提升产品品质。抗氧化多肽作为膳食补充剂,充分发挥蛋白肽和抗氧化的双重营养功效,为食品加工副产物的高质应用提供一条新思路,对加工副产物附加值的提高和功能性食品的开发,有重要的理论和实践指导意义。项目成果经评审达国内领先水平,关键技术具有实质创新性,技术及工艺先进,实用性强,成果的实施有力提升了水产品加工副产物的深加工技术水平,实现高值化利用,经济、社会和生态效益显著。在国内外相关领域的作用、影响:《全国海洋经济发展“十三五”规划》实施以来,水产品深加工的发展步伐加快,但相比欧美等发达国家的深加工比例75-90%,中国仅为35%左右,国内多为传统初级加工品,而鱼皮鱼鳞、内脏等副产物未实现高值化利用,如何高效利用加工副产物成为不可逆转之势,其不仅可为人类提供优质蛋白质/肽,还提供功能性营养物质如抗氧化功能肽。项目组突破抗氧化多肽制备得率低、工业化应用严重受限等瓶颈问题,实现了高效制备抗氧化多肽并进行产业化应用。技术的实施有力提升加工副产物的深加工技术水平,增强产品国内外市场竞争力,促进行业健康可持续发展。项目实施期间,获省海洋经济创新发展区域示范项目“保健与药用水产活性肽及功能脂制品的集成开发与产业化”(编号2014FJ09)650万元资助并已圆满结题。关键技术获发明专利授权6项(ZL201310476243.8,ZL201110128242.5,ZL201110128243.X,ZL201110128241.0,ZL201410079022.1,ZL201410079701.9)。 经济、社会效益:该项目成果技术及工艺先进,实用性强,成果的实施有力提升水产品加工副产物的深加工技术水平,实现高值化利用,显著促进行业科技进步。项目成果在四家规模食品/生物企业(福建莆田市海一百食品有限公司、长乐聚泉食品有限公司、胜田(福清)食品有限公司、江苏安惠生物科技有限公司)成功应用,加工增值9.9倍以上,成果的推广应用有力地促进了产业发展,经济、社会和生态效益显著。
[成果] 1700680181 福建
TQ028.13 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:反应精馏技术是实现化工过程绿色化的重要技术之一,它将反应与精馏过程耦合在一个设备中,使反应和分离相互强化。在反应精馏过程中,由于反应过程生成的产物被及时分离出反应区,使反应朝有利于反应产物的方向进行,因而可提高转化率,是化工过程强化的关键技术之一。但是,反应精馏技术依然存在若干关键科学技术难题亟待解决:尚未建立汽-液-液多相反应精馏过程的概念设计方法;缺乏对反应精馏塔的核心内构件—催化填料结构设计的有效理论指导,使得大多数反应精馏装置远未达到理想的耦合效果;缺乏对整个系统的集成、能量、控制的综合优化,未能充分发挥反应精馏技术节能、降耗、减排的作用。为此,项目组在国家火炬计划重点项目、国家自然科学基金项目、福建省自然科学基金项目以及10余项横向开发项目的支持下,历经15年的基础研究和产业化开发,取得如下创新成果:系统研究了汽-液-液多相反应精馏过程的热力学和反应动力学,提出了适合于汽-液-液多相过程的反应精馏残余曲线法,实现了复杂多相反应精馏耦合系统工艺的准确、高效分析与设计,突破了复杂多相反应精馏耦合系统工艺设计的瓶颈。建立了催化剂层-催化填料-反应精馏过程的多尺度模拟策略,发明了高性能的第二代、第三代催化填料及其装填方式,形成了具有自主知识产权的反应精馏核心技术。通过过程耦合、能量耦合、控制耦合,实现了工艺过程的高度集成,开发了一系列高转化率、高选择性、低能耗、低物耗的反应精馏耦合成套技术。该项目所形成的成套技术已在厦门翔鹭石化有限公司、泰国TPT石化有限公司、浙江逸盛石化有限公司、逸盛大化石化有限公司、中国石化仪征化纤股份有限公司、山东飞扬化工有限公司、珠海飞扬新材料股份有限公司、河北东明中硅科技有限公司、宜昌南玻硅材料有限公司、新特能源股份有限公司、宁波欧迅化学新材料技术有限公司等13家企业获得工业化应用,累计新增产值437667万元、累计增收节支61671.5万元,新增利税86102.4万元。项目研究所形成的成果已申请国家发明专利40余件(其中24件获得国家发明专利授权、1件获得国家实用新型专利授权),在国内外权威期刊发表论文50余篇(其中SCI、EI收录41篇)。该项目成套技术具有显著的创新性,由中国石油和化学工业联合会组织的以费维杨院士、陈建峰院士等专家组成的鉴定委员会一致认为:该项目提出的强耦合多相反应精馏成套技术具有重要创新,部分关键技术达到国际领先水平。项目研究成果有效促进了中国反应精馏技术的可持续发展。
[成果] 1700680276 福建
[TH715, TH706] 应用技术 通用仪器仪表制造 公布年份:2017
成果简介:“汽车衡非砝码检定装置”项目属于社会公益类物理计量学科,属于首批国家重大科学仪器设备开发专项和国家质检总局科技计划项目,总投资3045万元。汽车衡非砝码检定装置可等同砝码实现对电子汽车衡的全量程、全性能快速检定,是力学计量领域的一个重大技术创新,填补国际空白,达到国际领先水平。该装置在以下六个关键技术上取得突破:关键技术及创新点:首次突破非砝码检定电子汽车衡的方法;首次研制的汽车衡非砝码检定装置可等同砝码检定电子汽车衡,填补国际建议R76独立辅助检定装置的空白;首创球铰式二次调节结构的参考传感器组及动态数字补偿方法,有效减小传感器组受偏心倾斜载荷时引起的寄生分量影响,提高测量准确度;创新双泵智能液压伺服控制技术和自适应PID控制算法技术,实现恒载荷液压控制系统的小型化,且载荷控制的稳定性达到国际领先水平;首创非砝码检定电子汽车衡的量值传递方法及装置;评价及关注:中国工程院叶声华院士、王海舟院士、张广军院士等多名专家一致认为,“该项目成果达到国际领先水平”,国际法制计量委员会第一副主席Schwartz博士认为该装置“填补了R76独立辅助检定装置的空白”。国家质检总局认为该装置“解决了基层计量技术机构检定电子汽车衡难的问题。”福建省政府《政讯专报》多次刊发该项目信息,并由李德金副省长组织召开专题会议解决推广应用问题。 技术经济指标:该装置主要技术指标:测量范围(0.2~150)t,控制载荷波动性≤±0.01%/30min,质量称量相对扩展不确定度为U=0.03%(k=2),自重≤1.5t。申请专利28项,其中发明专利11项(其中美国发明专利2项),实用新型专利授权17项。发表论文23篇,其中3篇SCI检索,3篇EI检索,8篇核心收录。制定相关国家计量检定规程2项,修订国家标准1项。 应用推广及效益:该成果解决了以往电子汽车衡难以依据规程进行全量程、全性能检定的问题,实现电子汽车衡的量值统一;提高政府的执法能力,确保法制计量的严肃性和有效性,保证贸易结算的公平公正;为衡器生产企业提供出厂检测技术手段,促进中国电子汽车衡整体质量的跨越式发展。随着该项目制定的JJG1118-2015《电子汽车衡(衡器载荷测量仪法)》检定规程、JJG1119-2015《衡器载荷测量仪》检定规程两个国家规程发布实施,汽车衡非砝码检定装置已在全国计量技术机构、衡器生产企业、交通执法、高速公路、工矿企业等领域得到应用。该成果全面推广应用后,可产生60亿元的经济效益。检定电子汽车衡由于不再需要运输和搬运大量砝码,每年可节约运输和装卸费用30亿元;同时节约大量能源,减少污染物和二氧化碳排放。
[成果] 1700680206 福建
TS207 应用技术 技术检测 公布年份:2017
成果简介:该项目属于分析化学、食品科学技术中食品检验技术和环境科学技术中环境监测技术交叉领域,依托省科技厅重点项目、省教育厅新世纪优秀人才计划项目和教育部博士点基金等课题完成。环境污染与食品安全是中国政府和百姓最为关心的两个问题,随着中国经济的快速发展,重大环境污染和食品安全事件时有发生,不但严重危害人民身体健康,也给中国经济造成严重损失,已引起政府和广大民众的极大关注。重金属元素具有毒性强、无法降解和易被植物富集等特点,会通过植物链对人体产生危害,形成食品安全问题。所以,环境和食品的重金属污染问题是所面临的最主要环境和食品安全问题之一。环境和食品中重金属元素的形态不同,其毒性和生物利用率完全不同,比如砷的毒性是3价砷>5价砷>有机砷;而汞的毒性是有机汞>无机汞。所以,仅测定环境和食品中重金属总量不能正确评估其安全性,必须对环境和食品中重金属进行形态分析,才能对其安全性进行准确评估。世界各国政府和世界卫生组织已经要求对环境和食品中某些重金属元素进行形态分析。该项目围绕食品和环境中元素形态分析难题,主要创新性研究内容包括:研制开发了一种新的“毛细管电泳和ICP-MS联用接口一体化装置”,解决了毛细管电泳(CE)和ICP-MS联用(CE-ICP-MS)的技术难题。所开发的毛细管电泳和ICP-MS联用接口一体化装置保持了毛细管电泳原有的高效分离特性,可以简单地和ICP-MS联用,用于食品和环境中各种超微量元素的形态分析。所开发的毛细管电泳和ICP-MS联用接口一体化装置具有灵敏度高、稳定性好、操作简单和成本低等优点,处国际先进水平。建立了和CE-ICP-MS联用技术配套的多种重金属离子的形态分析方法和有机汞前处理方法,包括硒形态(四价无机硒、六价无机硒、硒代胱氨酸和硒代蛋氨酸),铅形态(无机铅、三甲基铅和三乙基铅),汞形态(无机汞、甲基汞和乙基汞),铬形态(三价铬、六价铬和吡啶甲酸铬)和锡形态(三甲基锡、三乙基锡、三丙基锡和三丁基锡)分析新方法。这些方法和前处理技术灵敏度高、稳定性好、简单、抗干扰能力强,可用于食品和环境样品中痕量硒、铅、汞、镉和锡的形态分析,为科学评估食品和环境中重金属离子的安全性提供技术保障。基于仿生生物探针和纳米材料,建立了Cu2+和放射铀酰离子(UO22+)可视化现场检测新方法。所建立的Cu2+和UO22+可视化现场检测新方法具有超高灵敏度、速度快,可直接通过裸眼观测对食品和环境中ppb级的Cu2+和UO22+进行现场快速检测。上述所有研究成果已经获4个发明专利和1个实用新型专利授权,1个专利技术已实现技术转让,商业化仪器已投放市场,部分技术和方法已小规模推广使用,近3年实现产值2300多万元。同时,研究成果已在国际权威刊物发表SCI论文15篇、被引用173次,有力推广了该项技术发明的成果,发挥了很好的经济和社会效益。
[成果] 1700680307 福建
TV698.12 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:大坝渗流监测是水库安全运行监测最重要内容之一,可为大坝安全稳定运行提供关键科学依据。根据对该省已建的大坝监测系统运行情况的调研,大部分水库的大坝渗流自动监测系统运行期间在遭受雷击后瘫痪。测压管监测节点数量众多、节点间隔远,且由于水库多分布在野外雷区,容易遭受雷击,造成系统设备大面积损毁。大坝渗流监测已成为整个水库安全运行监测的技术关键和技术难点,而高可靠、低成本的有效防雷技术也成为大坝渗流监测系统工程应用和推广的瓶颈制约技术。课题组采用现代无线通讯Zigbee技术以及能自充电的独立电源技术,提出基于完全分布式系统架构的新型大坝渗流监测系统,新系统中任意节点之间没有有线的电气连接。研制的新型系统能稳定可靠实时传输大坝渗流监测数据,既可以作为一个独立系统运行,也可以作为一个子系统很好兼容接入到已有的水库安全监测系统中;而且有效解决了系统易遭雷击损毁的技术难点,破除了工程应用推广的瓶颈技术。开发的新系统具有安全自主知识产权,项目成果丰富,不仅提出新型系统架构,研制了样机(包括电路硬件、监测和组网软件等整套完整资料),而且发表了核心期刊论文,申请了国家专利(其中实用新型专利已授权,发明专利已进入实质审查阶段),可以为处于野外雷击多的水库提供高可靠、低成本、易于维护的大坝渗流监测完整解决方案。该课题技术已应用于闽清岭里水库大坝渗流监测,经历了完整雷雨季节。两年多运行结果表明,研制的系统能够稳定可靠监测和传输大坝内包括浸润线和温度等的渗流信息,防雷性能强,施工简单,系统操作使用简单,达到预期目标。 该课题技术是在水库大坝渗流监测中的首次应用,具有以下特点:提出从系统架构角度设计防雷的新思路,突破了接地、避雷器、避雷针等传统防雷技术,采用完全分布式系统架构构建了新型渗流监测系统。新系统采用的完全分布式系统架构使得系统中任意节点之间没有有线的电气连接,各个节点可以独立进行防雷设计,而无须把节点分散分布的渗流监测系统作为一个完整的系统进行防雷设计,不仅大大提高了系统可靠性,而且大大降低了防雷设计难度和施工成本。新系统既可以作为一个独立系统运行,也可以通过简单配置硬件和软件设置ZigBee网络模式,作为一个子系统兼容接入到已有水库安全监测系统中,从而采用最小工程量就能实现已有系统的改造和升级。新系统采用Zigbee技术实现数据无线传输,具有组网能力强、无须敷设有线的数据线,监测节点安装灵活特点,可大大减少在大坝上布线所需的大量工程量。新系统采用一个节点配一个独立电源供电方式实现任意节点间无电源线连接,且独立电源采用太阳能电池板和可充电蓄电池组成,能进行自充电和电源管理,大大提高了设备运行的自动化程度。新系统能自动检测终端设备、传感器工作电源供电状态,并传输给远程测站的RTU、监控中心,有效提高了故障检测、设备维护的自动化程度,以及设备运行的状态。
[成果] 1700680389 福建
U457.5 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2017
成果简介:中国已是世界上公路隧道最多的国家。在隧道建设过程中由于穿越地质条件的复杂性与多样性,隧道在遇到膨胀岩、断层破碎带和突水涌泥地段时经常会出现围岩大变形等地质灾害。大变形灾害的持续发展不仅会造成隧道断面缩小,使隧道衬砌发生开裂变形和破坏,而且对工程的安全施工以及工程建成以后的安全运行也有着非常大的影响。该课题针对隧道大变形灾害形成机理及其处治技术相关问题,以福建省内多座典型的软岩大变形隧道为依托工程,在分析相关文献资料的基础上,基于现场调查与测试、室内试验、理论分析和数值计算,对隧道大变形的发生形式及基本特征进行了系统深入研究,得到了软岩隧道大变形段在初期支护和二次衬砌条件下围岩与支护的变形时效性,提出了隧道合理预留变形量,并提出了软岩隧道大变形的治理措施,以及隧道下穿高陡冲沟段的施工技术。主要研究成果及结论如下:通过对依托工程石林隧道二次衬砌施作前后大变形灾害的调查,分析了石林隧道围岩大变形机理,得到典型软岩隧道大变形灾害的发生特征及灾害的形成规律。结合理论及数值软件等手段,得到了隧道围岩大变形灾害的形成机理及围岩底鼓的理论计算方法。基于一系列针对石林隧道大变形段软岩崩解的试验研究,分析了软岩的矿物组成、崩解过程形态,研究了初始含水量与粉砂质泥岩完全崩解时间的关系,同时也研究了不同pH环境对泥质页岩崩解特性的影响。基于能量耗散原理和分形理论,分别建立了软岩崩解的能量耗散模型和分形演化理论方程,得到了pH值变化对软岩崩解影响过程的科学表征方法,探讨了地下水环境下软岩崩解对隧道大变形灾害致灾过程的影响规律。得到了不同荷载等级和不同含水率条件下软岩的蠕变特征,并基于扰动状态理论和流变力学理论,建立了可描述软岩蠕变的时效扰动因子演化方程,构建了基于扰动状态理论的流变本构模型。在该基础上,结合FLAC3D二次开发平台实现了本构模型的程序化。提出了软岩隧道合理预留变形量及最佳二次支护时间的确定方法,并针对石林隧道给出了隧道合理的预留变形量。建立了石林隧道围岩大变形段的数值模型,结合BP神经网络进行了围岩的三维粘弹塑性位移反分析,验证了反演所得流变参数的正确性,检验了预测模型的合理可靠性。基于软岩隧道大变形灾害特征,总结优化设计参数,提出了软岩大变形隧道控制与治理的有效措施。通过对底板注浆及仰拱更换等灾害处治,路基及填充层变形逐渐趋于稳定,隧道底板加固后洞周竖向位移明显减小,加固后围岩理论塑性区半径由原来的5m减小到低于2m,塑性变形破坏区域面积明显减小,验证了底鼓灾害处治技术的实施效果。系统分析了高速公路隧道下穿高陡冲沟偏压段的塌方灾害特征与形成机理,首次提出了分离式隧道下穿高陡V型冲沟偏压段的半盖半暗施工方法。
[成果] 1700680303 福建
[S157.2, S127] 基础研究 农业服务业 公布年份:2017
成果简介:项目背景与意义:水土流失是影响人类生态安全的重大环境问题之一,遥感技术可以实现区域水土流失的快速调查和动态更新,为相关部门提供基础的决策支持。在水土流失定量估算中,植被因子和地形因子对土壤侵蚀最敏感,地形因子在短时间内变化较小,而植被因子值是模型诸因子中变化幅度最大的,可相差2-3个数量级,对定量估算结果影响显著。研究南方红壤区水土流失监测中植被因子计算方法的改进,对于提高水土流失的估算精度有重要意义。主要技术内容:构建了不依赖于DEM数据只利用遥感数据本身信息的地形调节植被指数TAVI。理论分析和实例验证表明,TAVI能较好地消除地形影响和削弱地形阴影干扰,有效地提高阴坡植被覆盖度FVC的估算精度,减少阴坡和阳坡FVC的差异,提高了植被因子的估算精度。综合利用中高空间分辨率和高重访周期遥感数据,引入时空自适应反射率模型,通过构建逐月植被指数实现逐月植被因子的估算。定量分析了年内植被覆盖度变化对区域水土流失强度的影响,水土流失面积变化与植被覆盖度呈强负相关,在长汀县境内,由于年内植被覆盖差异而引起的水土流失率差异可达30%。改进了水土流失方程中植被因子的估算方法,并在长汀县得到了深入的应用,定量估算了长汀县1988-2013年近30年来9个时期的土壤侵蚀模数。从1988年至2013年长汀县的水土流失面积减少了448.39km2,占全县国土总面积的14.51%,全县平均土壤侵蚀模数从1988年475.1t/(km2·a)下降到2013年的174.1t/(km2·a),降幅达63%。1994年土流失最为严重,水土流失率为30.61%;1988-1994年,水土流失面积呈增长趋势,1994年以来,水土流失率呈下降趋势,特别是2000年以后,水土流失治理成效明显。 研究成果与特色创新:申请3项发明专利,其中2项已授权。发表学术论文19篇,其中SCI/EI收录7篇,入选中国农业工程学会优秀论文1篇。特色与创新:构建了无需利用DEM数据却能够有效消除地形影响的地形调节植被指数TAVI,能较好地消除地形影响和削弱地形阴影干扰,减少阴坡和阳坡植被覆盖度估算的差异,有利于提高土壤侵蚀模数的估算精度。引入时空自适应反射率模型,构建逐月植被覆盖因子,首次定量分析了长汀县年内植被变化对水土流失的影响。并推荐用于水土流失估算的遥感数据获取适宜月份,避免了遥感数据时相选择或应用的盲目性。改进了现有土壤流失方程中植被因子的估算方法,有效提高了土壤侵蚀模数的估算精度,填补了福建省长期以来水土流失定量判别的空白。 经济、社会效益:该技术已在该省长汀、安溪、宁化、建瓯等11个县得到应用推广,对各个县的水土流失监测和治理提供信息支撑与指导,产生了明显的社会和生态效益,对该省及南方红壤区的水土流失遥感定量监测都具有很好的指导意义,应用推广前景良好。
[成果] 1700680204 福建
TU561.62 应用技术 涂料、油墨、颜料及类似产品制造 公布年份:2017
成果简介:综合提高外墙防护涂料的耐侯性、耐污性、装饰性和净化空气等功能是现代建筑材料的环保需求。该项目开发出的环保型光催化自洁罩面涂料是一种新型的水性无机纳米涂料,它将光催化技术与常规表面防护涂层技术相结合,当其涂覆在常规外墙涂料表面可形成透明的无机纳米防护薄层,在不影响基材外观和其他固有性能的基础上,利用表面无机涂层的吸收紫外线特性和光催化等作用,赋予外墙建材表面耐候、自清洁和净化空气等综合功能,从而满足现代建筑外墙防护材料的高性能要求。该项目技术是在福建省科技厅、教育厅和发改委资助的平台基础上,由福州大学国家环境光催化工程技术研究中心与三棵树涂料股份有限公司合作、经过政产学研协同创新开发而出。是科技部重大科技攻关项目“光催化功能材料及系列产品产业化前期关键技术研究”成果的新发展,也是光催化系列环保技术产品之一的光催化环保涂料的最新一代高性能产品。成果完成了包括技术原理、产品设计、工程化、产业化和产品规范整个过程的全链条创新设计与研发,突破了产品工程化与产业化的关键共性技术,形成了系列自主知识产权。 主要创新如下:创造性提出光催化涂层与基底有机涂层分层使用(罩面化)的研发思路,利用在有机体相表面组装一层表面无机相形成一个有机-无机复合体系的技术途径,突破了光催化材料在常规涂料中的应用技术瓶颈,解决了两者因混合使用导致性能相互抑制的难题。创造性引入自组装中间层的涂覆工艺,有效地实现了光催化罩面涂层与特性迥异的基底涂层(基材)的表面结合,突破了光催化罩面涂料工程化与产业化的关键共性技术。利用纳米厚度光催化罩面涂层的透明性及其无机半导体特性,实现了外墙罩面涂层的装饰性、耐候性、自洁性和净化空气等多重功能一体化,突破了传统罩面漆的功能局限性。在主拟制定的产品国家标准中首次建立户外雨水污痕试验的新方法检测产品的自清洁性能,实现了产品实际使用效果的客观真实评价。产品技术经历了从“高温烧结型”到“常温涂覆型”、由适用于“无机基材”到“有机基材”、再由“致密表面有机基材”到“多孔表面有机基材”的革新与发展,实现了光催化涂料在不同外墙基材表面的应用,代表着光催化材料与技术在建筑外墙防护应用的系统性进步与发展方向。该技术产品拥有两项核心国家发明专利,并制定了1项国家标准。产品于2015年进入市场,已在广东、湖北、浙江、福建等全国各地多个工程,如广州恒大地产、厦门金砖会议立面提升改造项目中应用,实现销售收入14321万元,新增利润5608万元,经济效益显著,市场应用前景广阔。该技术的成功应用将在城市环境建设和“生态福建”建设中发挥重大作用,并促进环境光催化技术的发展、推动传统环保产业的技术进步。该技术正融合于部队军用装备的防护技术研发中,这对于提升中国国防能力建设有着重大的意义。
[成果] 1700680148 福建
TU991.24 应用技术 自来水的生产和供应 公布年份:2017
成果简介:项目基本情况:该项目是福建省住房和城乡建设系统2014年第一批科学技术项目,项目名称为“超滤为核心的一体化净水装置的研发与应用”(2014-K-05)。项目于2014年7月获得福建省住房和城乡建设厅立项(文号:闽建科[2014]19号),项目实施周期为2014年7月至2016年7月,经费为全部自筹。项目于2016年12月8日通过福建省住房和城乡建设厅办公室组织评审验收。该项目属于饮用水安全保障技术领域,所属技术领域代码为B8110。 主要技术内容:根据原水水质特征,分别提出超滤为核心的一体化集成净水工艺装置的研究,包括针对苦咸水采用的“砂滤+超滤+反渗透”工艺、含藻原水采用的“混凝+沉淀+前加氯+超滤”工艺、氨氮原水采用的“混凝+沉淀+吸附法+超滤”和“混凝+沉淀+预涂膜法+超滤”组合工艺,以及有机微污染原水采用“混凝+沉淀+臭氧+炭滤+超滤”组合工艺。项目针对普遍存在的苦咸水、含藻、氨氮和有机污染等水源水质特点,开展了组合工艺、膜的筛选、净水装置及其净水效能、运行稳定性、经济性评价等内容的研究,特别是针对氨氮突发性超标的问题,采用沸石粉与超滤联用的超滤预涂膜技术,研究粉末活性炭、强化混凝和高岭土对沸石粉去除氨氮的强化效果,具有新颖性。结果表明,接触吸附+超滤工艺中采用超滤前投加沸石粉的方式,可有效强化沸石粉对氨氮的吸附效果,达到提高出水水质、缓解膜污染的目的。 知识产权:获授权国家实用新型专利3项,申请国家发明专利2项(实质审查阶段)。技术经济指标:研发出处理规模为10m3/h的超滤为核心的一体化净水装置;授权实用新型专利3项,发表论文9篇(SCI收录2篇);技术导则1册,结题报告1份,支撑材料1份;可实现新增收入5000万元/年,利润1000万元/年。 应用推广及效益情况:中国饮用水水源普遍受到不同程度的污染,危及人类健康,对饮用水安全产生极大地影响,针对受污染水源水盐度、氨氮和有机物浓度超标,水厂传统的常规工艺出水中贾第虫、隐孢子虫、藻类、细菌和病毒等微生物超标,水质安全无法保障等问题,迫切需要一种新的工艺来解决。研究以超滤为核心的一体化净水装置恰是根据这一背景研发的,同时以超滤为核心的一体化净水装置具有占地面积小、运行成本低、管理简单、出水水质好且稳定,可以在全国城市小型用水点或乡镇饮用水的用水点推广应用,具有广阔的市场与应用前景。项目研究成果在闽清塔庄台风后应急供水和连江粗芦岛等应用,出水水质良好、系统运行稳定,应用效果显著,成果还在新义序水厂设计中应用,表明该项目研究成果具有良好的应用前景。综合以上,超滤为核心一体化装置可以很好地解决现有水处理装置存在处理流程长、运行成本高的问题,能保障居民和农村地区生活用水安全,保障经济和社会健康发展,在应急供水保障和提高出水水质方面具有广泛的推广应用前景。
[成果] 1700680183 福建
X701.3 应用技术 环境治理 公布年份:2017
成果简介:燃煤排放烟气中的NOx和SO2是大气污染的主要成分。选择性催化还原(SCR)烟气脱硝技术和湿法烟气脱硫技术,由于效率高,成为脱硝脱硫首选工艺。但是,湿法脱硫直排烟囱高度较低,烟气经除雾器除去携带的部分液滴后,湿度依然很大,容易产生飘雨现象,严重影响周边环境和住户生活。另外,NH3和烟气中Nox的混合程度及烟气进入催化剂之前的气流分布直接影响NH3和NOx的反应。若反应不完全,会引起氨逃逸现象,造成环境二次污染。为此,项目组在福州市科技项目等的支撑下,系统地开展了以下工作:发明了湿法脱硫直排烟囱的二次脱水装置。在直排烟囱内部加装旋流板和捕滴器,将经过除雾器后将要排放至大气的烟气进行二次脱水,有效解决了烟囱飘雨问题。首次模拟烟囱内部整体气液流场,优化脱水装置。保证出口含水率小于75mg/m3的同时,锅炉运行阻力在允许范围内。发明了利用锅炉二次风热能提高烟气温度的净化塔。在烟囱内引入热风后,含水率进一步降低,更有效地解决烟囱飘雨问题。应用计算流体力学(CFD)方法考察热风对气流流动特性的影响,优化脱水装置,使脱水效果与运行阻力达到最佳匹配。在满足出口含水率低于75mg/m3和运行阻力小于1200Pa的目标下,当旋流板叶片角度是450时阻力最小,有利于减少上游增压风机作业能耗。模拟SCR脱硝反应器烟道内部气固两相流场,研究多种工况下反应器内流场,优化导流板和气流均布板,均布气流,达到NH3与NOx的最佳混合,降低压损,减小飞灰对催化剂的冲击磨损和堵塞。优化后的脱硝反应器脱硝效率大于80%,阻力小于1000Pa。将CFD分析结果应用于脱硝、除尘和脱硫设备中,合理设置约束和载荷边界条件,进行钢结构整体有限元设计。在满足现场工艺要求、提高产品可靠性的同时节省钢材。形成具有自主知识产权的整体钢结构有限元设计软件。为研究脱水流场中液滴的蒸发、捕捉和液滴与烟囱壁的界面条件,采用分子动力学和原子力显微镜方法深入研究了纳米间隙固液界面的滑移问题,得出固体壁面的剪切速度和压强对界面滑移长度的影响公式。 项目相关研究成果已发表论文13篇,其中SCI/EI收录6篇;已授权发明专利2件、实用新型专利3件、软件著作权1件。新产品已成功用于福建青山纸业热电厂、安徽新源热电有限公司和无锡能达热电有限公司等的环保设备中,并通过环保检测。福建鑫泽环保设备工程有限公司作为新产品建造企业,近三年新增产值37697万元、新增利税1133万元、增收节支262万元;福建青山纸业股份有限公司作为新产品使用企业,2010~2016年度实现增收节支总额4567万元。经济效益、环境效益和社会效益显著。项目成果带动了行业技术水平的提升,对中国“十二五”节能减排目标的完成做出了重要贡献,也为“十三五”目标的实现奠定了坚实的技术基础。
[成果] 1700680395 福建
R783.5 基础研究 医院 公布年份:2017
成果简介:作为一项新兴的正畸技术-无托槽隐形矫治技术具有传统正畸治疗技术前所未有的优点,如美观、异物感小、摘卸简便、易于计算辅助技术的介入等,已被大多数儿牙正畸医生认可并逐渐被使用。但是正畸医生和矫治器的设计生产者对无托槽隐形矫治器的作用力系仍缺乏直观、全面、深入了解。另外对于儿牙矫治而言,只有获得完整的儿童牙颌三维模型才能使后续正确设计与制定矫治方案成为现实。因此,完成人在国家自然科学基金、省科技厅产学研等项目的资助下,完成了不同矫治器参数下的无托槽隐形矫治器对儿牙牙颌组织的作用力系分析,揭示了无托槽隐形矫治治疗中的生物力学特性。分析了最佳辅助尖牙平移、与旋转移动时黏贴附件的几何形状和黏贴位置,为临床上辅助正畸牙的移动和黏贴附件的设计与实施提供了理论基础和技术指导。另外,结合主动视觉感知领域的最新进展设计开发了具有自我感知特性的主动视觉系统,并将其应用于牙齿模型自动三维获取。主要创新内容如下:牙颌生长发育规律的统计分析方法:利用牙颌生长发育规律的数字化测量方法通过对牙颌特征曲线的测量,一方面能够深入细致的观察颌骨的生长变化,另一方面可了解儿童在不同年龄阶段的生长趋势,从而很好地把握儿牙矫治的时机与正畸治疗时间;无托槽无痕矫治器矫治力实时检测方法:在牙齿表面与无痕矫治器接触面有限情况下,利用薄膜单点力传感器所开发的压阻式力传感测量原型系统实现了微矫治力的测量。在该基础上,利用有限单元方法分分析了正畸牙移动过程中的牙颌组织的力学响应随时间的变化趋势,揭示了无托槽隐形矫治系统正畸牙移动过程的生物力学特性,对临床上无托槽隐形矫治治疗方案的选择具有指导意义;不同黏贴附件辅助下牙齿移动过程中生物力学分布规律统计与分析:利用有限单元方法比较了不同黏贴附件辅助下牙齿移动过程中生物力学分布,揭示了牙冠上黏贴附件对矫治治疗的影响规律,分析了最佳辅助尖牙平移移动的黏贴附件的几何形状和黏贴位置,为临床上辅助正畸牙的移动和黏贴附件的设计提供了理论基础和现实依据;开发了具有双焦距的面结构光视觉测量系统:该系统实现了快速获取牙齿石膏模型的三维数据,解决了传统单分辨率测量系统在测量效率与物体表面细节表达间不可调和的矛盾。此外,提出以图像SIFT特征为配准核心区域的不同视觉分辨率情况下的数据配准与融合方法,加快了数据融合的效率和精度,解决了传统方法需要人工介入的问题。成果及应用情况:授权发明专利6项,1项软件著作权,发表论文8篇,SCI收录5篇;测量系统三维建模精度0.02mm,融合配准精度为0.05mm,6家企业利用该测量系统开展了牙颌模型测量服务,三年内为企业新增销售额共计2917万元;5项发明专利在7家口腔医院得到应用,三年内累计应用病例2677例。
[成果] 1700680394 福建
TS254.9 应用技术 水产品加工 公布年份:2017
成果简介:项目属食品加工的副产品加工与利用技术领域。油茶占中国木本食用油料面积80%,提油后油茶饼粕下脚料高达65万吨/年,但因含有溶血物质茶皂素而无法直接用作饲料或肥料。农药兽药残留是全球水产品正常生产与食用安全的障碍,清塘是虾蟹养殖关键步骤,急需开发环保型植物源清塘制品。中国和东南亚具有使用油茶饼粕清塘的传统,其药效成分为茶皂素。福建为中国重要的乌贼(俗称鱿鱼)远洋捕捞和出口加工区,乌贼内脏废弃物所造成的环境和生态压力不堪重负。食品加工废弃物造成的环境污染、生态破坏和资源浪费,是行业亟需解决的世界性难题。开发油茶饼粕和乌贼内脏等下脚料的综合利用技术,并实施产业化应用,其生态、社会和经济意义重大。该项目在福建省高校产学合作科技重大项目等支持下,经过十年产学研用联合攻关,率先突破了油茶饼粕和乌贼内脏的高值高质化利用技术难题,实现了食品加工废弃物的综合利用技术开发与产业化应用,在龙头企业应用推广,分别建成年产100吨茶皂素化工原料、130吨茶皂素原粉、1250吨茶皂素清塘剂和4000吨乌贼膏等4个海洋农用制品新产品生产线各1条。主要创新点如下:率先突破了茶皂素高效提取纯化技术,实现了油茶饼粕下脚料的高值化利用。以油茶饼粕为原料,组合采用了乙醇提取、树脂富集、膜分离纯化、真空脱醇和喷雾干燥等现代生物分离纯化技术,高效提取了茶皂素活性成分,制备不同纯度茶皂素原粉产品,优于国内市售产品和出口产品指标。首创发明了茶皂素清塘剂新产品生产技术,实现了茶皂素的高值高质化利用。以茶皂素原粉为原料,首次采用缓释控释药物剂型技术,对辅料、增效剂、稳定剂的种类及其配比进行正交实验,优化新产品的配方和生产工艺,使清塘过程安全高效可控。养殖评价表明:该产品是一种性能优良的环境友好型虾蟹养殖农用制品,具有抑菌、抗病、灭螺、毒鱼、调水质和促蜕壳等功能,可使南美白对虾增重增产13%以上。创新开发了乌贼膏新产品生产技术,解决了乌贼内脏废弃物的高值化利用。以乌贼内脏为原料,首次集成创新了生物提取与制品复配技术,先制备鱿溶浆中间体,再通过添加茶皂素原粉生产乌贼膏新产品。茶皂素的添加,不但可减少乌贼膏生产过程苯甲酸钠抑菌剂用量50%,还可促进南美白对虾诱食增产和蜕壳增效10%。成果获授权专利8件、企业标准1项、省名牌产品1个、项目验收2项;已在龙头企业推广应用4家、建成4条工业化生产线、形成4个海洋农用制品新产品。其中乌贼膏获省名牌产品、连续4年稳居省水产饲料行业排名第1。还推动了成果落地实施单位获福建海洋产业龙头企业、福建科技型企业、福建省著名商标和福州市院士(专家)工作站等品牌10件。成果推广应用中,还校企合作新增国家海洋局“十三五”海洋经济创新发展区域示范项目和科技部国家农业科技成果转化项目等国家级项目3项。该成果大幅提升了中国油茶、乌贼和虾蟹产业开发技术水平,生态、社会和经济效益重大。
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