新能源新材料领域

新能源新材料领域

1.滨海新区浅层地下咸水储能技术综合利用...................... 错误!未定义书签。

2.滨海新区抗旱耐盐碱单向渗透绿化材料........................ 错误!未定义书签。

3.环境矿物多功能生态水凝胶材料.............................. 错误!未定义书签。

4.氯化镁热解生产高纯氧化镁工艺技术.......................... 错误!未定义书签。

5.盐石膏激发转晶生产建筑石膏工艺技术........................ 错误!未定义书签。

6.白云石为原料万吨级活性氧化镁节能新工艺.................... 错误!未定义书签。

7.人工死海及固体漂浮晶的配制方法............................ 错误!未定义书签。

8.铬鞣废液处理与循环利用技术................................ 错误!未定义书签。

9.可食性复合膜的应用 ....................................... 错误!未定义书签。

10.抗菌剂................................................... 错误!未定义书签。

11.木质空气净化装饰单板 ..................................... 错误!未定义书签。

12.磷酸盐玻璃陶瓷发光粉 ..................................... 错误!未定义书签。

13.吸附树脂................................................. 错误!未定义书签。

14.以环糊精为主体化合物的分子识别与组装研究.................. 错误!未定义书签。

15.纳米二氧化钛微球在废水处理中的应用........................ 错误!未定义书签。

1.滨海新区浅层地下咸水储能技术综合利用

该技术可充分利用滨海新区地下咸水资源，解决咸水储能回灌控制技术，探明咸水储能与地面沉降的关系，研制出空调热能转化系统和设备。该项目若能在滨海新区大面积推广，可节能30%，这将对滨海新区的节能减排起到积极作用，产生一定的社会效应。

2.滨海新区抗旱耐盐碱单向渗透绿化材料

该项目特点：环境矿物材料与高分子材料接枝共聚符合原子经济反应理论（Atomic economic Trost（1991）Stanford University）。

参与化学反应的所有原料的原子都全部结合到目标产物的分子中，使原料全部转化成产品，从而实现零排放。而且，反应过程无“三废”、常温、常压、节能、节电、节水。

该技术前期获得天津市农委资助。本项目研发的抗旱耐盐碱绿化材料，为天津市农村改造盐碱地、节水绿化提供技术支撑。对促进我市社会主义新农村生态建设、社会和谐、环境友好的建设，对提高农业竞争力、加速农业现代化进程，增加农民收入都具有重要意义。

相关授权专利：“一种抗旱耐盐碱草坪”，专利号ZL.8；“保湿生态砖”，专利号ZL.6；

3.环境矿物多功能生态水凝胶材料

该技术成熟，可直接用于工业化生产。环境矿物材料（含多种金属氧化物和微量稀土元素的红土原土、硅藻土、膨润土等）与高分子材料进行原位聚合、两次接枝成的共聚物多孔状环境矿物水凝胶，环境矿物材料水凝胶中的环境矿物材料为含多种金属氧化物和微量稀土元素的红土原土，添加量＞60%。该环境矿物水凝胶为吸水快、吸水倍率为100～1000倍可以调节、释放慢、保湿性强的生态材料，可以吸附雨水，涵养水分，可以减少城市“热岛效应”。

相关授权专利：“一种抗旱耐盐碱草坪”，专利号ZL.8；“保湿生态砖”，专利号ZL.6；“屋顶植物盖层卷材”，专利号ZL.4 相关申请专利：“一种环境矿物为主的水凝胶及其合成方法”，申请号.1；“一种农用保水剂连续生产装置”，申请号.7

4.氯化镁热解生产高纯氧化镁工艺技术

该成果在国内首次实现了利用氯化镁直接热解生产高纯氧化镁系列产品的工艺；并在国内首次利用喷雾干燥、动态煅烧技术及设备进行氧化镁的连续化工业生产；该技术具有煅烧时间短、热量利用充分、投资少、产品成本低等其他方法无可比拟的优点，且无需研磨直接做到超细粉体，生产过程清洁环保，做到绿色生产。

该工艺技术成熟，所用原料来源广泛，可利用海卤水、含镁地下卤水的提溴废液、卤片、卤粉等，尤其适合于我国内陆盐湖生产氯化钾的废料（氯化镁）资源。

利用该技术建厂不受地理条件的限制，即可在沿海也可在内陆及西部地区，所用能源为电及天然气（或煤、重油）。建厂规模年1500～10000吨，基建及设备投资1000万元至6800万元。产品销售成本9000元/吨，目前市场售价2万元/吨以上，具有较高的经济效益和社会效益。

以粗氯化镁为原料年产3000吨高纯氧化镁联产20000盐酸为例：（1）总投资3200万元（不包括土地费）。

（2）占地面积13000m2。

（3）能源消耗为：

（a）电，总装机容量1000kW；

（b）燃料，天然气用量360m3/h；

（c）白水消耗量10m3/h，循环水量200m3/h。

（4）年产值为6000万元（产品售价按2.0万元计）；

（5）年利税为3300万元。

（6）投资回收期为1.2年（不包括建设期）。

5.盐石膏激发转晶生产建筑石膏工艺技术

主要技术创新点：（1）石膏的转晶时间短，转晶率高。通常无水石膏转化为二水石膏转晶时间很长，一般需要60天，且转晶率低，仅为20%左右。本工艺通过在盐石膏中加入复合转晶激发剂，使转晶时间缩短为24小时，且无水石膏的一次转晶率达80%左右。（2）添加的石膏转晶剂，不含现有卤水中已有成分以外的其他物质，因此返回矿井后，不会影响卤水的组成，当然不会影响盐质和制盐设备。（3）通过转晶，使无水石膏（无水硫酸钙）转化为二水石膏，同时石膏颗粒长大（粒度增大），使其的平均粒径从原来的4～6μm增大至20～50μm，从而大大改善分离、洗涤的条件。（4）降低了石膏中的含盐量和游离水含量。通过离心甩干机洗涤，使石膏的含盐量降低至0.5%以下，含游离水量低于10%，可以直接作为水泥缓凝剂出售。（5）石膏产品质量高。产品石膏中除含有少量可溶性的氯化钠外，几乎不含其他不溶性杂质，洗涤除去氯化钠后，石膏的纯度和白度均高于用天然石膏加工的建筑石膏产品，且粒度均匀。

以年产20000吨建筑石膏为例：

（1）总投资480万元（不包括土地费）；

（2）占地面积2600m2，厂房建筑面积600m2；

（3）能源及动力要求：

（a）电，最大总装机容量320kW；

（b）燃料，对自备电厂企业，可使用压力为2.5～4.0MPa的蒸汽，也可采用热风炉系统，折合标煤消耗量800吨/年；

（c）白水（自来水或地下水）消耗量15m3/h。

6.白云石为原料万吨级活性氧化镁节能新工艺

主要创新点：（1）通过结晶动力学优化控制，强化碳化过程，并采用新型喷雾塔和鼓泡塔，与传统技术相比氧化镁的提取率提高10%左右；（2）在热解过程中，使用新型能量回收技术，使热解过程的能耗降低20%～30%；（3）碳酸镁煅烧采用旋流动态煅烧技术，并利用尾气热能回用技术，节约能源；（4）本工艺可将目前单套年产活性氧化镁3000吨以下直接扩大到万吨级水平。

因此，该工艺技术与传统工艺相比热能消耗降低15％～20％，生产成本降低15%左右。该技术适用于有丰富优质白云石资源的地区，技术成熟，可直接用于工业化生产。

以年产10000吨工业氧化镁为例：

（1）总投资8000万元（不包括土地费）。

（2）占地面积26680m2（40亩）。

（3）原料白云石：6.6万吨/年。

（4）能源及动力要求：

（a）电：800万度/年；

（b）燃料：白煤（焦炭），6000吨/年；普通烟煤5.5吨/年；

（c）水：白水（自来水或地下水）消耗量60万吨/年。

（5）产品销售成本：6500元/吨。

（6）年产值：6500万元（产品售价按10000元计）。

（7）年利税：3500万元。

（8）投资回收期：2.9年（不包括建设期）。

7.人工死海及固体漂浮晶的配制方法

本发明涉及一种漂浮浴（人工死海）中漂浮液及固体漂晶的配制方法，属于海洋卤水化工技术领域。

溶液中的K+、Na+、Ca2+、Mg2+、SO42－、Br－、CI－及各种有益身体的微量元素，在合适的浓度下，能通过人体的皮肤进行吸收，可促进人体的新陈代谢及微循环，并对人们的过度疲劳、失眠健忘、平衡失调、以及皮肤病等有明显的缓解作用。而且，用它们可以配制成无色透明的液体，使人体自然漂浮，比天然的死海更具优越性。

本发明的目的是提供一种漂浮浴（人工死海）中漂浮液及固体漂浮晶的配制方法。用此漂浮液可以在室内外建设大型人工死海或娱乐、疗养场所的小型漂浮浴池，且一次配制后通过本发明的附带净化技术即可以长期循环使用。

天津科技大学具有本技术的独立知识产权，授权专利号：ZL.6。本技术成熟，已有室内实验示范装置，具有一定的实用性和可行性。

本技术适用于室内外建设大型人工死海或娱乐、疗养、健身场所的小型漂浮浴池。并可根据场所大小自主安排，投资少、见效快，适应性强。

利用本技术可配制不同档次和用途的漂浮液，费用为260～400元/m3，且经净化后可循环利用，具有可观的经济效益。

8. 铬鞣废液处理与循环利用技术

本成果属于应用技术，用于处理制革厂的铬鞣废液，并做到循环利用，无铬排放。

该方法的要点如图所示：

该技术已列为2008年国家发改委重大技术产业化项目，成熟度较高。该技术主要适用于制革工业，也可适用于重金属离子工业废水的处理与循环利用，如电镀工业 、电厂烟道气洗涤、电子工业、蓄电池厂、金属加工业、石化工业、化学工业、有色金属、钢铁冶炼业、照相实验室、胶片洗印厂、垃圾焚烧处理等。

该成果具有投资少、效果好、易操作等特点。用于制革工业铬鞣废液的处理，可不增加生产成本，并能使制革污泥达到做肥料的要求，做到污泥的无害化和资源化，社会效益突出。

9.可食性复合膜的应用

本项目以壳聚糖和改性淀粉为主要成膜物质，采用物理共混的方法，通过流延方式自然干燥成膜。该膜具有良好的阻氧性、阻油性、热水速溶性,并能够达到一定的力学强度，可以作为食品塑料包装袋的内层或方便速食食品的内包装，是一种方便、卫生、环保的包装材料。创新方面取代普通的聚酯薄膜袋，具有绿色卫生环保、无废弃物的特点，大大减少了白色污染。投资方面可以采用普通的塑料流延设备改造成本材料生产设备。

10.抗菌剂

半导体光催化剂引发的光化学反应被广泛地应用到有毒有机污染物的深度处理、光有机合成、能量的转化与存储等研究领域。其中,利用半导体二氧化钛光催化降解有机污染物受到了广泛的关注。近年来,通过掺杂和负载重金属和金属氧化物等方法来改性二氧化钛,虽然在一定程度上提高了其光催化活性,但是没有彻底解决催化剂回收和重复使用的问题。本项目通过溶液浸渍和高温处理的方法合成了含Sr纳米晶粒二氧化钛多孔微球,在保证了二氧化钛微球粒径较大、易于回收和重复使用等优点的同时,使其降解活性艳蓝的活性提高了2倍,具有较为广阔的应用前景。

11.木质空气净化装饰单板

本项目利用TiO2的光催化性以及木材多孔性结构，将二者有机结合，并通过对了TiO2的改性处理，开发设计出能够进行室内空气净化和杀菌的装饰单板。已经在实验室进行初试，甲醛降解率可达90%

项目创新点：将空气净化与装饰材料合二为一，并实现全天侯、可见光下杀菌，除甲醛，净化室内空气。

投资点、投资情况：设备简单、工艺技术难度较低，生产周期较短，成本较低，市场应用前景广泛。

12.磷酸盐玻璃陶瓷发光粉

研制的白光LED粉是先采用高温熔融方法制备掺稀土和过渡族的磷酸盐玻璃，在蓝光的激发下使样品能同时发射红绿两种颜色的光，利用三基色原理，通过调配三种颜色光的强度比例最后得到白光的发射。关键技术在于基质材料和发光离子的选择，以及掺杂的浓度。在得到发白光的磷酸盐玻璃材料的基础上，我们再对前驱玻璃材料进行进一步的热处理工艺，在玻璃内部生长出一定数量和大小的晶体颗粒来改善材料的发光性能。关键技术在于找到合理的热处理温度和热处理时间。我们制备的固体磷酸盐玻璃陶瓷材料具有好物理化学性能，无论在使用期间还是废弃后都不会带来环境的污染，而且材料的制备工艺简单、成本很低。现在用于照明的灯具多是传统的荧光灯和白炽灯，他们的缺点是体积大、耗能多、寿命短、效率低和对环境污染较大，而白光LED恰恰克服了这些缺点，必将会逐步取代传统的照明灯具。现在应用于照明的白光LED多为蓝光的芯片+黄光的荧光粉，这种白光LED由于红光的不足会导致显色指数较低，发光的色彩不够稳定，而且发光的效率也有待于提高。我们研制的蓝光芯片+红绿磷酸盐玻璃陶瓷粉的白光LED具有显色性能好，发光色彩稳定，色温可控只在适用于室内照明的3000-5000K，发光效率可达到100lm/W 以上。这种白光LED必将会取代蓝光的芯片+黄光的荧光粉的白光LED，成为未来的发展趋势。目前我们科研小组能制备出掺稀土和过渡族的磷酸盐玻璃陶瓷，在蓝光的激发下，样品能够发射很强的白光，经过光谱分析，其发光的量子效率可达到80%左右，色温在3000-7000K可调，色坐标可控制在标准白光（0.333,0.333）左右，发光效率能够达到90lm/W。如果进一步对产品的制备工艺进行探索，如改变材料的基质成分、控制微晶的类型和尺寸、克服无辐射跃迁带来的能量损耗等等，材料的发光效率还会提高进一步提高，突破100lm/W是完全可能的。

由于酚类化合物是废水中的主要污染物之一，因此从水溶液中吸

附酚类物质受到人们广泛的关注。同时酚类化合物也是一类重要的天然产物，它们中的许多具有生物活性，可作为潜在的药物治疗多种疾病。因此人们越来越关注天然酚类化合物的提取、分离和纯化，如茶多酚、花青素、丹宁、黄酮甙等等。本项成果是根据多重弱相互作用的协同作用的原理，研究出具有多重氢键及疏水作用的吸附树脂，可用来清除污染物中的酚类化合物，也可用于天然产物中含酚单元的有效物质的提取。这类吸附树脂对酚类化合物具有高选择性。

创新点:开发的吸附树脂具有多个氢键吸附位点，同时有强的疏水基团。适合于水溶液中酚类化合物的分离提纯。

13.以环糊精为主体化合物的分子识别与组装研究

以功能为导向，进行新型有机分子设计合成，构建功能材料的分子组装单元，寻求单组分、多组分及多层次的组装新型功能材料的研究特色。通过分子组装构建材料的新功能，以及组装过程中的调控规律，进而发展新型的组装功能材料；揭示分子组装过程中的非共价键作用的协同规律；探寻功能材料组装体系中化学转换过程中的能量变化和结构变化，解释材料结构与性能的关系，发展利用结构预测性能的理论方法。为材料、生命和信息等领域提供新的物质基础。

14.纳米二氧化钛微球在废水处理中的应用

本项目结合高分子合成技术，设计并制备了一种高效、易于回收和重复使用的新型TiO2光催化剂。即以聚合物单体液滴为模板，采用反相悬浮聚合方法，通过凝胶-溶胶过程，制备了一种纳米晶粒TiO2多孔微球，其与TiO2纳米粉末一样具有较高的光催化活性，而其大球径的特征又使其具有了易于回收，可重复使用的特征。

创新点：本项研究设计与制备的微球形纳米TiO2光催化剂，既克服了普通纳米TiO2粉末悬浮体系分离回收困难的缺陷，又避免了负载型TiO2光催化剂易于流失、机械强度较低的不足。而且在原有纳米晶粒TiO2的研究基础之上，通过改性，可以有效提高其机械强度和对阳光的利用率，使其具有高阳光的利用率、高催化性能、高机械强度、易于回收、使用寿命长等其他TiO2纳米光催化材料所不能比拟的优点。可有效地用于工业有机废水的处理。

投资点、投资情况：原料价格在20000元/吨，而产品的价格预计在100000元/吨。