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技術(shù)簡(jiǎn)介： 聚丙烯是廉價(jià)易得的熱塑性聚合物，具有耐溶劑和耐細(xì)菌降解的優(yōu)良性能。通過(guò)熱致相分離的方法可以將聚丙烯制備成孔徑為 0.1~0.3μm 不同孔徑的中空纖維微孔膜。熱值相分離法制備的膜具有孔徑分布窄、孔隙率高，強(qiáng)度高和耐有機(jī)溶劑的特點(diǎn)。可用于海水淡化預(yù)處理、水處理、空氣凈化、液體調(diào)味劑和液體飲料除濁、膜蒸餾、膜萃取等過(guò)程中。通過(guò)降低稀釋劑含量和調(diào)整制膜工藝，可以生產(chǎn)血液氧合器(人工肺)用膜，替代進(jìn)口。 應(yīng)用前景分析： 水是人類生存最主要的物質(zhì)，隨著社會(huì)進(jìn)步和人民生活水平的提高，水用量增大、品質(zhì)提高。膜法水處理是目前公認(rèn)的成本最低的水處理技術(shù)，具有很好的應(yīng)用前景。課題組可以提供成熟的熱致相分離聚丙烯中空纖維膜制備技術(shù)。 經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)： 聚丙烯是最廉價(jià)的膜材料，由聚丙烯生產(chǎn)的膜成本低于聚偏氟乙烯、聚砜等膜材料生產(chǎn)的膜，聚丙烯膜的生產(chǎn)具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。 技術(shù)成熟度:產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目

成果與項(xiàng)目的背景及主要用途：本技術(shù)、設(shè)備與配套的產(chǎn)品應(yīng)用于污水處理領(lǐng)域。其成果主要包括：新型膜組件反應(yīng)器、新型處理工藝和具有安全環(huán)保優(yōu)勢(shì)的免維護(hù)系統(tǒng)。其中新型膜組件反應(yīng)器是以聚偏氟乙烯（PVDF）為材料，以耐腐蝕材料為骨架，具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)；新型處理工藝和具有安全環(huán)保優(yōu)勢(shì)的免維護(hù)系統(tǒng)能夠具有：出水清澈透明、容積負(fù)荷高、占地面積小、抗沖擊負(fù)荷能力大、剩余污泥產(chǎn)量低、系統(tǒng)運(yùn)行管理簡(jiǎn)單、運(yùn)行成本低、易于集成并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等特點(diǎn)。本產(chǎn)品具有聯(lián)合組裝曝氣功能，應(yīng)用該它可以很好的將區(qū)域污水、洗浴廢水、生物難降解廢水和醫(yī)藥制藥廢水等進(jìn)行處理。處理后的出水水質(zhì)完全滿足國(guó)家城市雜用水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。是目前國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的、在區(qū)域（小區(qū)、開(kāi)發(fā)區(qū)等）中水回用領(lǐng)域中最先進(jìn)的處理技術(shù)之一。 技術(shù)原理與工藝流程簡(jiǎn)介：近年來(lái)，隨著膜生產(chǎn)技術(shù)的提高和生產(chǎn)成本的降低，膜技術(shù)在污水處理領(lǐng)域中的應(yīng)用特別是與生物反應(yīng)器相組合的膜生物反應(yīng)器（MBR：Membrane Bio-Reactor）作為一種新型高效污水處理技術(shù)在國(guó)際上受到了廣泛關(guān)注。以超濾或微濾膜與傳統(tǒng)的活性污泥生化處理技術(shù)相結(jié)合而成的膜生物反應(yīng)器，以膜分離過(guò)程取代重力沉降過(guò)程，不論污泥顆粒的沉降性能如何，均可完成固液分離過(guò)程，并且可以避免因生物體流失而造成的系統(tǒng)運(yùn)行失敗。此外，采用膜分離與活性污泥法相結(jié)合的膜生物反應(yīng)器處理含碳有機(jī)物，能使有機(jī)物深度氧化，并且能完全保留生物體，使污泥保留的時(shí)間相當(dāng)長(zhǎng)，從而完全保留體系中緩慢生長(zhǎng)的硝化細(xì)菌，可同時(shí)通過(guò)硝化與反硝化作用成功除氮，在低溫時(shí)亦能維持高處理能力。MBR 反應(yīng)器能夠維持高處理能力而使處理廠規(guī)模縮小，還可通過(guò)維持低 F／M 比例減少剩余污泥產(chǎn)量。對(duì)于各類污水，使用本產(chǎn)品進(jìn)行處理是一種特別有效的方法，它可以將生物降解的物質(zhì)分離出去，而將微生物留在生物處理池中。這樣可以使生物池內(nèi)微生物的含量處于最佳濃度，反應(yīng)速度最快。和其他污水處理方法相比，使用膜生物反應(yīng)器進(jìn)行再生水處理不僅可以節(jié)約大量水資源，還可以減少設(shè)備占地，節(jié)約能源，減少設(shè)備和運(yùn)行和管理費(fèi)用，避免二次污染，有著很好的環(huán)境效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。 技術(shù)水平及專利與獲獎(jiǎng)情況： 已經(jīng)獲得的相關(guān)專利： 1．帶有電位測(cè)控的工業(yè)廢水處理系統(tǒng)（發(fā)明專利） 2．膜反應(yīng)器（實(shí)用新型） 已經(jīng)申請(qǐng)的相關(guān)專利： 1．超聲波膜反應(yīng)器（2004200289565.4） 2．工業(yè)廢水氣動(dòng)攪拌機(jī)（200420056558.3） 已經(jīng)獲得的獎(jiǎng)項(xiàng)：高校節(jié)水技術(shù)（天津市科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)） 應(yīng)用前景分析及效益預(yù)測(cè)：通過(guò)本產(chǎn)品的應(yīng)用，可以帶來(lái)巨大的環(huán)境效益、生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益，通過(guò)中水回用項(xiàng)目，使天津大學(xué)成為國(guó)內(nèi)第一所具有一流的教育環(huán)境、一流的節(jié)水技術(shù)（包括節(jié)水器具）全面綜合開(kāi)發(fā)的研發(fā)基地，為實(shí)現(xiàn)天津市創(chuàng)建環(huán)境保護(hù)模范城市的奮斗目標(biāo)，為天津市的發(fā)展以及全國(guó)各高校的建設(shè)提供了一定的借鑒作用。該項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益顯著，其年投資與效益分析約為 1:0.4 左右，即可以得到約 40%的回報(bào)。 應(yīng)用領(lǐng)域：環(huán)境保護(hù)、污水回用。

將石墨烯進(jìn)行二維或三維組裝，制備透明可導(dǎo)電薄膜、復(fù)合導(dǎo)熱膜及吸附材料技術(shù)。

一種納米晶氮碳化鈦陶瓷超細(xì)粉的高溫碳氮化反應(yīng)制備法,以納米氧化鈦和納米碳黑為原料,工藝步驟依次為配料、混料、干燥、裝料、高溫碳氮化、球磨、過(guò)篩。此法工藝簡(jiǎn)單,成本較低,較一般碳熱還原法節(jié)約能源,容易實(shí)現(xiàn)規(guī)模化工業(yè)生產(chǎn)。通過(guò)控制反應(yīng)溫度、保溫時(shí)間、氮?dú)鈮毫?或流量)、碳鈦配比等工藝因素可以合成各種氮含量的氮碳化鈦納米晶超細(xì)粉。用此法制備的氮碳化鈦粉末為球形,分散性較好,平均粒度為100～200NM,平均晶粒度為20～50NM,純度達(dá)99%以上。

新能源汽車的迅猛發(fā)展，為動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)提供了萬(wàn)億級(jí)的市場(chǎng)容量，到 2020 年底，城市公交、出租車及城市配送等領(lǐng)域新能源車保有量達(dá) 60 萬(wàn)輛。目前使 用的石墨類伏擊材料容量低，無(wú)法滿足高能量密度的需求。該項(xiàng)目通過(guò)為動(dòng)力電 池廠商提供高性能硅碳負(fù)極及其他負(fù)極材料，以提高純電動(dòng)汽車的續(xù)航里程 2 倍以上。硅負(fù)極材料具有極高的理論容量(~4200 mAh/g)，其容量是現(xiàn)有商業(yè)化 的石墨負(fù)極的 10 多倍。但其充放電過(guò)程中產(chǎn)生的大體積膨脹(~400%)會(huì)嚴(yán)重影響 其循環(huán)壽命。我們團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)數(shù)年研究，提出“清矽硅碳”使普通微米硅粉進(jìn)行包 覆“均勻+可控”功能層的工藝過(guò)程實(shí)現(xiàn)“性能+成本”的最優(yōu)產(chǎn)業(yè)升級(jí)。美國(guó)能 源部高度評(píng)價(jià)了該項(xiàng)研究成果（2015 年僅有 2 項(xiàng)研究成果受此殊榮）。

（專利號(hào)：ZL 201510465862.6） 簡(jiǎn)介：本發(fā)明公開(kāi)了一種電磁加熱含碳球團(tuán)連續(xù)直接煉鋼裝置，屬于鋼鐵冶金技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明包括煉鋼爐本體，在煉鋼爐本體的頂部設(shè)有布料口和煤氣出口，其布料區(qū)、還原區(qū)和軟熔區(qū)組成雙圓臺(tái)形結(jié)構(gòu)，渣鐵熔分區(qū)呈圓柱形結(jié)構(gòu)；在布料區(qū)和還原區(qū)的爐體四周設(shè)有至少兩排微波加熱裝置，在軟熔區(qū)和渣鐵熔分區(qū)的爐體四周設(shè)有電磁感應(yīng)加熱裝置。通過(guò)使用本發(fā)明中的電磁加熱含碳球團(tuán)連續(xù)直接煉鋼裝置，可以融煉鐵、煉鋼裝置于一體，不需進(jìn)行吹煉便可直接由含碳球團(tuán)生產(chǎn)出合格的優(yōu)質(zhì)鋼水，避免了傳統(tǒng)的爐渣泡沫化和鐵水滲碳需二次脫碳的難題，生產(chǎn)效率高，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)煉鋼，且基建成本和設(shè)備投資大幅節(jié)省。

本發(fā)明提供了一種納米氮化釩及納米碳氮化釩粉體的制備方法。其特征在于以粉狀釩酸銨、碳質(zhì)還原劑和微量稀土等催化劑為原料，按一定配比將它們?nèi)苡谌ルx子水或蒸餾水中，并攪拌均勻，制得溶液。然后將該溶液加熱、干燥，最后得到含有釩源和碳源的前驅(qū)體粉末。將前驅(qū)體粉末置于高溫反應(yīng)爐中，并通入還原氣體作為反應(yīng)和保護(hù)氣體，于800～950℃、30～60min條件下，制得平均粒徑＜100nm、粒度分布均勻的納米氮化釩及納米碳氮化釩粉體。本方法具有反應(yīng)溫度低、反應(yīng)時(shí)間短、生產(chǎn)成本低、工藝簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，適合工業(yè)化生產(chǎn)。

含碳耐火材料按顯微結(jié)構(gòu)分，有陶瓷結(jié)合型和炭結(jié)合型兩大類，而炭結(jié)合型屬于不少耐火材料，一般所謂的含碳耐火材料均指此類。其生產(chǎn)工藝是先將粘結(jié)劑和粗顆粒骨料混勻，使粘結(jié)劑在粗顆粒表面形成一層薄膜，然后加入耐火材料細(xì)粉和石墨粉混勻后成型，經(jīng)200℃熱處理后的粘結(jié)劑固化形成固體框架把耐火材料和石墨粉結(jié)合起來(lái)得到不燒含碳耐火材料制品。顯然，所形成的碳框架的連續(xù)性及強(qiáng)度對(duì)制品的性質(zhì)有很大的影響。只有對(duì)耐火材料浸潤(rùn)性好且高溫殘?zhí)几叩恼辰Y(jié)劑，才能形成完整性好且強(qiáng)度高的碳框架。因此對(duì)含碳耐火材料用粘結(jié)劑必須具有浸潤(rùn)性好，殘?zhí)悸矢叩奶匦裕瑫r(shí)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)而言還要求其常溫流動(dòng)性好，無(wú)刺激性氣味等。 伴隨著含碳耐火材料的研制與生產(chǎn)，曾先后試用過(guò)煤焦油瀝青、石油瀝青、酚醛清漆等作為粘結(jié)劑，但均因存在各種各樣問(wèn)題，工藝過(guò)程有嚴(yán)重污染或者制品性能不能滿足要求等。因此，研制滿足含碳耐火材料要求的粘結(jié)劑是含碳耐火材料得以廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵之一。 本技術(shù)是用焦化副產(chǎn)酚類產(chǎn)品和甲醛為主要原料，以1.2～1.5mol比按照一定的方式投入反應(yīng)釜，在A、B兩種催化劑的作用下，在25～90℃范圍內(nèi)，以0.6～0.8℃/分鐘的升溫速度先后經(jīng)過(guò)升溫反應(yīng)→維溫反應(yīng)→減壓脫水→粘度調(diào)整→質(zhì)量檢驗(yàn)→冷卻放料等工藝過(guò)程，最終獲得滿足要求的粘結(jié)劑制品。整個(gè)工藝過(guò)程的時(shí)間為6～7小時(shí)。 產(chǎn)品質(zhì)量： 1.外  觀            淡黃色至棕紅色 2.密  度（30℃）      1.220～1.240 3.粘  度（30℃）      3.0～8.0Pa.s 4.固含量（205℃）       >76.0％ 5.殘?zhí)悸剩?00℃）       >46.0％ 6.水  分                <6.0％ 與國(guó)內(nèi)外同類型產(chǎn)品比較，本產(chǎn)品及生產(chǎn)技術(shù)具有以下特點(diǎn)：1.產(chǎn)品適用范圍廣：適用于鎂碳磚、鋁碳磚、鎂鋁碳磚、鋁鋯碳磚等含碳耐火材料的生產(chǎn)；2.保質(zhì)期長(zhǎng)：室內(nèi)保存產(chǎn)品的保質(zhì)期可達(dá)三個(gè)月；3.粘度可調(diào)：可以按照使用對(duì)象的制品性能要求和生產(chǎn)工藝要求，季節(jié)要求，氣溫要求靈活調(diào)整產(chǎn)品的粘度；4.浸潤(rùn)性好：混料均勻，成型性好；5.生產(chǎn)工藝全封閉：6.基本無(wú)污染；7.工藝條件溫和，易于控制；8.使用量少：用量?jī)H為耐火材料的3.8％～4.0％，明顯降低含碳耐火材料的成本；9.耐火材料制品的性能提高：使高溫抗折強(qiáng)度明顯提高，轉(zhuǎn)爐爐齡提高。

《科學(xué)·進(jìn)展》（Science Advances）在線刊登了清華大學(xué)水利系楊大文教授課題組題為“青藏高原多年凍土融化的碳排放風(fēng)險(xiǎn)（ Permafrost thawing puts the frozen carbon at risk over the Tibetan Plateau）”的研究論文。這是該課題組近年連續(xù)在專業(yè)領(lǐng)軍期刊發(fā)表多項(xiàng)關(guān)于青藏高原凍土變化的研究成果后，在青藏高原凍土變化對(duì)土壤有機(jī)碳的影響與潛在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方面的又一重要研究進(jìn)展。 北半球分布的多年凍土面積約占北半球陸表面積的1/4，其中環(huán)北極多年凍土區(qū)儲(chǔ)存著大量土壤有機(jī)碳，約為當(dāng)前大氣中碳儲(chǔ)量的二倍。近年來(lái)，隨著氣溫升高與凍土退化，原本凍結(jié)在多年凍土層中的土壤有機(jī)碳，通過(guò)微生物分解以CO2、CH4等形式釋放到大氣當(dāng)中，這些溫室氣體反饋到大氣進(jìn)一步加劇氣溫升高與凍土退化，形成凍土-氣候的正反饋效應(yīng)。青藏高原地區(qū)分布著環(huán)北極地區(qū)以外最大范圍的多年凍土，有地球“第三極”之稱。青藏高原多年凍土區(qū)儲(chǔ)存的土壤有機(jī)碳可能成為氣候變化背景下的潛在碳源，而這些凍土碳的空間分布尚不明晰，融化風(fēng)險(xiǎn)也亟待評(píng)估。基準(zhǔn)期(2006-2015年)多年凍土活動(dòng)層厚度與表層(0-3m)土壤有機(jī)碳分布楊大文教授團(tuán)隊(duì)整合青藏高原地區(qū)最新的凍土與土壤碳觀測(cè)數(shù)據(jù)，模擬了青藏高原多年凍土與活動(dòng)層厚度分布，基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的機(jī)器學(xué)習(xí)方法得到青藏高原凍土碳空間分布信息，估算了青藏高原凍土有機(jī)碳的儲(chǔ)量。結(jié)果表明，青藏高原土壤有機(jī)碳總儲(chǔ)量約為50.43 Pg，其中37.21 Pg在當(dāng)前氣候條件下常年位于凍結(jié)的多年凍土層中。這一成果填補(bǔ)了全球已有凍土碳數(shù)據(jù)中關(guān)于青藏高原地區(qū)凍土碳分布狀況的空白。不同排放情景下未來(lái)青藏高原融化凍土有機(jī)碳的變化預(yù)測(cè)該研究還首次評(píng)估了升溫背景下青藏高原凍土有機(jī)碳釋放對(duì)區(qū)域碳循環(huán)的潛在影響。隨著氣候變暖，至本世紀(jì)末青藏高原多年凍土層中儲(chǔ)存的土壤有機(jī)碳約22.2-45.4%將發(fā)生融化，這一融化量可在相當(dāng)程度上抵消了生物群系凈固碳量，從而極大地增加了青藏高原多年凍土區(qū)從碳匯轉(zhuǎn)變?yōu)樘荚吹娘L(fēng)險(xiǎn)。其中，3m以下深層凍土中有機(jī)碳融化量占凍土碳總?cè)诨康谋壤哌_(dá)29.6-46.2%，這一結(jié)果凸顯了青藏高原地區(qū)深層凍土碳的重要性，彌補(bǔ)了現(xiàn)有研究?jī)H關(guān)注淺層（0-3m）凍土碳釋放的不足，為評(píng)估氣候變化背景下凍土融化對(duì)區(qū)域乃至全球碳循環(huán)的影響提供了新思路。清華大學(xué)水利系博士生王泰華為論文第一作者，楊大文教授、楊雨亭副教授為共同通訊作者，合作者包括北京大學(xué)樸世龍教授、中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所李新研究員、中國(guó)科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所程國(guó)棟院士和中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心傅伯杰院士。該研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)等項(xiàng)目資助。原文鏈接：https://advances.sciencemag.org/content/6/19/eaaz3513