技術動態(tài)

東華大學承擔再生聚酯纖維高效制備等項目

東華大學承擔的2016年度國家重點研發(fā)計劃重點基礎材料專項再生聚酯纖維高效制備技術、土工建筑增強材料制備與應用、高性能紡織結構柔性材料制備和應用，及東華大學參與的聚酯、聚酰胺纖維柔性化高效制備技術項目全面啟動。

國家重點研發(fā)計劃整合了原有的“973”計劃、“863”計劃、國家科技支撐計劃等內容，其主要目的是為支撐和引領國民經濟和社會發(fā)展主要領域提供持續(xù)性發(fā)展。

大連理工納米材料研究取得突破性進展

納米多孔金屬由納米尺度的細孔和韌帶構成，具有極大的比表面積、優(yōu)良的導電和導熱性能，可表現出與塊狀金屬完全不同的物理化學性質，是一類新型納米結構催化劑。大連理工大學率先開展了有關納米多孔金屬催化材料在非均相催化領域的系統(tǒng)研究，取得了系列成果。

該研究揭示了殘留銀的量對納米多孔金（AuNPore）材料的微觀結構、物理化學性質和催化選擇性的影響。SEM照片顯示納米多孔金材料Au>99Ag1NPore的孔徑大小為25～40 nm，而殘留銀含量多的Au90Ag10NPore具有較大的韌帶尺寸（50～75 nm），這意味著其催化反應活性低。XRD表征結果顯示，與Au>99Ag1NPore相比，在Au90Ag10NPore中，金原子帶有部分正電荷，而銀原子帶有部分負電荷。催化反應研究結果表明，在氧化反應中，Au90Ag10NPore的催化活性要優(yōu)于Au＞99Ag1NPore，而在還原反應中，催化活性正好相反。

中科院研發(fā)出系列光致變形材料

中國科學院蘇州納米所通過從微觀到宏觀的多級結構有序組裝，開發(fā)了一系列基于光響應納米基元的宏觀聚合物基柔性光致變形材料，并將納米尺度的光響應積累放大為宏觀尺度的光致變形。

該研究合成的多種具有光—機械響應的納米級棒狀分子晶體，使宏觀薄膜獲得良好的光致變形特性，可在較弱的365 nm紫外光照下發(fā)生顯著彎曲，而在暗環(huán)境下完全恢復；設計了雙晶片光驅動器，得到了可調波長選擇性和濕度梯度的新穎驅動機理；將碳納米管與石墨烯復合，獲得了卷曲的石墨烯—納米管/聚合物光致變形薄膜，該復合薄膜在光照射下可在數秒內從卷曲形狀展開成平直形狀，當光照撤出后，可快速恢復到最初的卷曲形狀，具有類形狀記憶特性，在此基礎上，發(fā)展了光驅動機器人、智能窗簾等一系列原型光驅動器件。

新型服裝材料可實現戶外運動充電

中國科學院納米能源與系統(tǒng)所、美國佐治亞理工學院研究人員研制出一種能從環(huán)境中同時收集利用太陽能與人體運動機械能的新型智能服裝材料，有望用來為可穿戴設備甚至智能手機充電。

該研究結合現有的摩擦納米發(fā)電機，研制出能同時收集并存儲人體運動機械能的復合織物系統(tǒng)。首先，將基于高分子材料的染料敏化太陽能電池做成纖維材料，從而將太陽能轉化為電能。其次，利用超級電容器儲存能量，超級電容器也制成纖維狀材料。然后，在兩種材料的表面鍍置電極和摩擦層材料。經測試，新研制的自供電編織物制成的短袖T恤能驅動發(fā)光二極管、傳感器等小型電子設備。

南京大學制備新型柔性電極材料

南京大學的研究人員采用低成本的普通纖維布為原料制備了新型電極材料，并用此材料組裝得到的固態(tài)電容器制成手環(huán)型柔性器件，成功為智能手機充電 。

柔性可穿戴式及便攜式電子器件，要求驅動其工作的供能器件不僅能提供足夠的功率密度和能量密度，還需具有良好的柔韌性。研究人員以復合雙金屬硫化物為設計思路，采用低成本的普通纖維布為原料，通過物理鍍銀的方式制得柔性基體（可推廣到所有纖維布）；在納米銀的誘發(fā)成核作用下，通過控制硫化反應獲得了新型電極材料。由于復合硫化物組分間的協(xié)同效應、多腳架結構的多孔性和力學穩(wěn)定性及銀鍍層賦予的高導電性和強界面結合力，項目制備的柔性電極，比電容保持率高達95.1%。研究人員使用固態(tài)凝膠電解質為隔膜，組裝得到了對稱型全固態(tài)柔性超級電容器，再將串聯后的固態(tài)電容器制成手環(huán)型的柔性器件，成功地為智能手機充電。

中北大學研發(fā)出磁載鈦硅基催化劑

中北大學研發(fā)的磁載鈦硅基催化劑制備及磁分離反應研究取得突破，開發(fā)出了具有催化活性且可磁分離功能的復合催化劑，研制了磁分離反應一體化裝置解決了細小催化劑的固液分離難題，減少了后序固液分離裝置和相關配套設施。

中北大學此項研究可應用于磁性鈦硅分子篩催化環(huán)己酮氨肟化制環(huán)己酮肟、磁性氧化鈦光催化降解有機廢水、磁性銅硅催化劑催化糠醛加氫制糠醇、磁性固體酸催化烯烴制聚烯烴等，磁性催化劑和磁分離反應分離一體裝置將使超細催化劑的固液分離變得更加容易，屬于真正的節(jié)能、降耗、減排的高新技術和綠色工藝。

山西煤化所完成200 Nm3/h循環(huán)流化移動床連續(xù)CO2吸脫附試驗

山西煤化所完成了國內首套200 Nm3/h循環(huán)流化移動床連續(xù)CO2吸脫附示范裝置實驗。實驗結果表明，CO2捕獲率達到90%以上。

該研究先后開發(fā)了具有自主知識產權的K基和有機胺類吸附劑，并實現了吸附劑的制備放大，其CO2吸附容量分別為2.5 mmol/g和4.5 mmol/g以上，達到了同類吸附劑的國際先進水平。同時研制并搭建了與吸附劑相匹配的具有自主知識產權的200 Nm3/h循環(huán)流化移動床連續(xù)CO2吸脫附中試示范平臺，該技術具有氣固接觸面積大、氣體處理量大、傳質傳熱好、易工業(yè)放大等優(yōu)點，具有較高的技術競爭性。該技術的研發(fā)成功為燃煤電廠的碳捕集提供了技術支撐。

山東天維滲析陰膜技術及組器項目驗收

山東天維膜技術有限公司承擔的高性能滲析陰膜關鍵技術及其組器開發(fā)項目通過了山東省科技廳組織的專家組驗收。

該項目通過引入溴和無機組分，提高膜的分離性能，實現產品系列化開發(fā)，生產工藝環(huán)境友好，符合環(huán)保要求。項目膜產品能夠解決我國化工、鋼鐵、冶金、電子、有色金屬加工等行業(yè)的工業(yè)廢酸污染難題，對提高我國多數涉酸行業(yè)的技術裝備水平，節(jié)省能源和資源及促進我國經濟發(fā)展具有重要作用。

中美合作研究降解聚乙烯廢塑料取得新突破

中國科學院上海有機化學研究所和美國加利福尼亞大學合作完成的降解聚乙烯廢塑料方面取得突破，為解決被稱為“白色污染”的廢塑料污染提供了一種可能的新途徑，而且降解產物還可用于生產清潔柴油，促進碳資源循環(huán)利用。

該研究利用交叉烷烴復分解催化策略，以廉價的低碳烷烴為反應試劑和溶劑與聚乙烯發(fā)生重組反應，有效降低了聚乙烯的相對分子質量和碳鏈長度。在該體系中，過量存在的低碳烷烴好比“剪刀”，多次和聚乙烯重組反應，直至把相對分子質量上萬、甚至上百萬的聚乙烯降解為可用于生產清潔柴油的烷烴。

中科院東北地理所開發(fā)凈化污染水體鉛的新材料

中國科學院東北地理所在水體鉛污染凈化研究取得新進展，相關成果發(fā)布于《工業(yè)與工程化學研究》。

研究表明鉛對水生生物的安全濃度為0.16 mg/L，自來水中可接受的鉛最大濃度僅為0.05 mg/L。該研究利用天然高分子材料-殼聚糖，通過一種簡單、綠色的方法成功制備了具有海綿結構的黃原酸化硫脲殼聚糖吸附材料，并在污染水體鉛的吸附凈化研究中取得成功。該材料對鉛離子具有優(yōu)秀的選擇性吸附能力，飽和吸附量可達188.04 mg/g，對于濃度在200×10-6以內的含鉛廢水，其對鉛離子的去除率在1 h內可達90%以上。此外，由于該材料呈三維的立體結構，極易實現與廢水的快速分離，同時還具有較好的穩(wěn)定性，可應用于固定床等水體污染吸附凈化反應裝置。該成果目前已申請了發(fā)明專利。

煤制烯烴扛住了低油價

2015年，我國煤制烯烴產能已達到7.92 Mt，產量達到6.48 Mt。根據中國石化聯合會今年發(fā)布的《現代煤化工“十三五”發(fā)展指南》，2015年，煤制烯烴的產能利用率達到了81.8%，高于煤制油（47.5%）、煤制氣（51.5%）、煤制乙二醇（48.1%）的產能利用率。面對全球油價持續(xù)下跌，煤制烯烴普遍滿負荷且盈利。

神華包頭煤制烯烴項目已連續(xù)穩(wěn)定運行5年、年均負荷率達90%以上，累計生產初級形態(tài)塑料623.8 kt，銷售量同比增長18.5%，銷售收入55.5億元；2015年初轉入生產的中煤陜西榆林能源化工有限公司600 kt/a甲醇制烯烴、300 kt/a聚丙烯裝置，均實現了滿負荷運行，生產聚烯烴683 kt、銷售676 kt，實現銷售收入49.26億元；寧波富德能源有限公司甲醇制烯烴項目2014年生產負荷103.2%，2015年生產負荷97.1%，生產聚乙烯374 kt、聚丙烯394 kt，實現銷售收入53億元；山東神達化工有限公司煤制烯烴項目生產乙烯145 kt、丙烯148 kt、聚丙烯220.5 kt ，實現銷售收入38億元。西部某公司600 kt 煤制烯烴項目（1 200 kt 煤制甲醇+600 kt焦爐煤氣制甲醇進料）2015年上半年實現凈利潤6.2億元。

專家把脈聚烯烴新材料發(fā)展

在2016全國烯烴及化工新材料產業(yè)發(fā)展研討會上，與會專家表示，聚烯烴材料產業(yè)當前的發(fā)展?jié)摿Υ?。“十三五”期間，聚烯烴生產企業(yè)要努力滿足下游制品業(yè)持續(xù)改進的需求，并以研究適合氣相聚合工藝的聚合催化劑為攻關重點。

專家指出，我國聚烯烴材料產品在質量和結構上都還存在一些問題。我國工程塑料和聚烯烴專用料自給率分別只有52%和39%，大量依靠進口。另外，化工行業(yè)投資熱點逐漸轉向烯烴及其下游產品和化工新材料領域，滿足下游制品更輕、更薄、更強的持續(xù)改進需求，是高端聚烯烴樹脂產品開發(fā)的方向。我國聚烯烴的氣相聚合工藝目前仍為主流工藝，“十三五”期間，聚烯烴的聚合催化劑研究應以適合氣相聚合工藝為主，爭取在氣相工藝生產高性能樹脂方面取得突破。

日本Kaneka公司開發(fā)出全球最高轉換效率的結晶硅光伏發(fā)電模塊日經技術在線（日），2016-10-27

日本Kaneka公司于2016年10月27日宣布，該公司開發(fā)的結晶硅光伏發(fā)電模塊的轉換效率達到了24.37%（由日本產業(yè)技術綜合研究所測定）。超過美國SunPower公司于2016年6月發(fā)布的24.10%，達到目前結晶硅光伏發(fā)電模塊的世界最高水平。

Kaneka公司曾在9月份宣布，異質結背接觸型結晶硅光伏電池單元的轉換效率達到了26.33%。這次使用108塊這種單元，并通過采取獨特的措施（如降低單元間布線的損失、提高收集效率等），使模塊也實現了全球最高水平的轉換效率。

這些都是在日本新能源產業(yè)技術綜合開發(fā)機構（NEDO）的項目下推進開發(fā)取得的成果，詳情在10月31～11月1日舉行的“2016年度NEDO新能源成果報告會”上公布。

（“技術動態(tài)”均由全國石油化工信息總站提供）

（本欄編輯 楊天予）