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本發明公開了一種氮摻雜碳納米材料、其制備方法及其應用于 制備燃料電池陰極材料。所述氮摻雜碳納米材料包括含氮雜環化合物 以及碳納米材料，其中氮的質量含量在 2%至 10.4%之間。其制備方法 包括以下步驟：（1）將表面活化的碳納米材料與含氮絡合物，按照質 量比例 1:1 至 1:5 均勻混合，得到前驅體混合物；（2）將步驟（1）中 獲得的前驅體混合物在保護氣體環境下，升溫至 800℃至 1000℃，煅 燒 2 小時至

項目介紹: 目前,我國生產的蒙脫石粘土礦物產品的五分之四用在鑄造、冶金球團、鉆井造漿、油脂脫色等應用領域，產品用途單一，結構單一不能系列化、產品科技含量低、產品附加值低。而高吸水性蒙脫石聚合物與之不同的是:它是更高一個層面──有機、無機交叉應用領域二者“結合”的產物, 它兼有二者的物化特性,不僅提高了產品的科技含量而且拓展了蒙脫石類產品的應用領域。此聚合物實質上基于蒙脫石層間K+、Na+、Ca2+、Mg2+等離子的交換性及層間的間距可擴張性,通過交聯劑實施有機母膠液對蒙脫石礦粉的穿插、交聯聚合,形成有機、無機互補性強的高吸水聚合物。1) 聚合物特性及性能：此聚合物有: ①高吸水,每克干聚合物(粒、粉)對自來水的吸水倍率可達55ml─300ml∕g ; ②吸水體有一定強度、不粘手; ③具有較好的持水、釋水特性, 吸水體在外力作用下只改變形態而不會放出水分,但在太陽底下涼曬會隨著空氣濕度變化放出或吸收水分; ③ 蒙脫石結構未遭到破壞仍保持其陽離子交換特性; ④ 聚合物干燥后再吸水仍保持原吸水能力,可反復使用之等性能；2) 聚合物的用途：此材料可用作: ① 農用節水保墑; ② 載體材料; ③干燥劑; ④油水分離材料; ⑤污泥固化材料; ⑥防滲堵漏材料; ⑦沙漠治理等材料。用途十分廣泛。

制備對可見光透過良好，而對紫外線和紅外線有優良的阻隔作用，并且價格低廉，易于加工的建筑用或車用太陽膜是非常有應用價值和實際意義的。現今市場上的太陽膜，一般是采用沉積或濺射的方法在聚合物薄膜或直接在玻璃上沉積制備的一層或多層金屬或金屬氧化物，主要利用金屬膜或金屬氧化物膜對紅外線進行吸收和反射。但由于這種方法所需設備復雜昂貴，而且填充的金屬及金屬氧化物的成本也不低廉，所以制備低成本且性能優良的太陽膜成為一種需求。本項目采用價廉易得的炭黑作為填充物，與聚合物復合制備太陽膜。炭黑作為一種典型的吸光物質，對紫外線和紅外線有很強的吸收特性，但炭黑易團聚，在聚合物基體中不易分散，造成薄膜不同區域可見光和紫外線及紅外線的透過率差異很大，另外炭黑粒子的分布不均，也會造成成膜性能差，薄膜韌性不能達到應用要求。本項目首先通過對炭黑進行改性，改善其在聚合物基體中的分散，并使改性炭黑粒子的尺寸遠小于可見光的波長，粒子和基體的折射率盡量匹配，從而減小粒子填充的體積份數。炭黑經過改性后，其填充的聚合物復合薄膜將具有較好的透明性，同時又能在一定程度保持對紫外線和紅外線的強吸收特性,使這種復合薄膜作為太陽膜使用成為一種可能。本項目詳細研究了改性炭黑在基體中的分散狀況，并對復合薄膜的光學特性進行了重點研究, 解決可見光透過率與紅外線阻隔這一對矛盾，從而制備符合太陽膜性能要求的新型復合薄膜。另外，制備復合薄膜的方法簡單，操作時無需復雜昂貴的設備，因此應用前景廣闊。

聚合物多孔材料在高技術領域有可觀的應用前景，如作為有機合成催化劑載體、生物組織工程支架等。通過高內相乳液模板法（HIPEs）制備的聚合物多孔材料具有孔徑和孔容積可調等優點，是極具工業價值的一種技術。但前人的工作都基于乳液經典理論：Bancroft規則即水包油型的乳液只能采用水溶性的乳化劑，油包水型的乳液只能采用油溶性的乳化劑，這嚴重限制了以高內相乳液為模板制成的聚合物多孔材料的直接應用，迫使其在使用前必須經由復雜的表面功能化；且傳統方法在制備穩定高內相乳液時，乳化劑占有機相5-70 wt%，大大增加了高內相乳液制備成本，并造成環境污染。本項目以一步法制備功能化聚合物多孔材料及降低HIPEs制備過程乳化劑用量為技術特點，以僅占有機相0.8 wt% 的水溶性乳化劑為穩定劑，獲得穩定的、水相體積分數達96.3vol% 的油包水型高內相乳液，并聚合得到功能化聚苯乙烯-二乙烯基苯基多孔材料。該多孔材料已成功地用作有機合成的微反應器和催化劑載體，避免了高毒性有機錫類催化劑的使用，為聚合物多孔材料在綠色化學工業中直接應用提供新的途徑。

中試階段/n我國生產的蒙脫石粘土礦物產品的五分之四用在鑄造、冶金球團、鉆井造漿、油脂脫色等應用領域，產品用途單一，結構單一不能系列化、產品科技含量低、產品附加值低。而高吸水性蒙脫石聚合物與之不同的是:它是更高一個層面──有機、無機交叉應用領域二者“結合”的產物, 它兼有二者的物化特性,不僅提高了產品的科技含量而且拓展了蒙脫石類產品的應用領域。此聚合物實質上基于蒙脫石層間K+、Na+、Ca2+、Mg2+等離子的交換性及層間的間距可擴張性,通過交聯劑實施有機母膠液對蒙脫石礦粉的穿插、交聯聚合,形成有機、無機互補性強的高吸水聚合物。(1) 聚合物特性及性能：此聚合物有: ①高吸水,每克干聚合物(粒、粉)對自來水的吸水倍率可達55ml─300ml∕g ; ②吸水體有一定強度、不粘手; ③具有較好的持水、釋水特性, 吸水體在外力作用下只改變形態而不會放出水分,但在太陽底下涼曬會隨著空氣濕度變化放出或吸收水分; ③ 蒙脫石結構未遭到破壞仍保持其陽離子交換特性; ④ 聚合物干燥后再吸水仍保持原吸水能力,可反復使用之等性能；(2) 聚合物的用途：此材料可用作: ① 農用節水保墑; ② 載體材料; ③干燥劑; ④油水分離材料; ⑤污泥固化材料; ⑥防滲堵漏材料; ⑦沙漠治理等材料。用途十分廣泛。

本發明高性能聚合物水泥基自流平材料是根據現代工程發展需求發展而研制出的一 種新型地面材料。具有施工簡便、流平差異小、無收縮、強度高的特點。聚合物水泥基 自流平材料具有優異的流動性，流動度 220mm 左右，可以在自重作用下自流平，具有良 好的穩定性，具有薄層(3—5mm)，抗壓、抗折強度高，與基礎層粘結牢固，施工方便， 快速等特點．該材料配制方便，不需提搗，抹壓地面即可獲得平整光潔的地面，是一種 具有應用前景的新型材料。適用于混凝土（砂漿）及各種磚、石的樓、地面上做平整度 要求較高的地坪，亦可用作結構堅實的基面找平和修補，無需抹光，即可直接使用；也 可直接在其表面進行鋪貼飾面等施工。本品無毒，加水拌和即可使用，屬環保型產品。 本發明的聚合物水泥基自流平材料可廣泛用于地面自流找平，二次地面的基層找平， 地面終飾層的自流找平以及舊地面、起砂地面及施工不合格地面修補等工程。

中試階段/n利用多孔聚合物易于合成、密度低、比表面積高等特點，通過引入 吸附氫活性點，大幅度提高目前聚合物的儲氫能力，從而滿足氫能源動 力汽車的使用要求。獲得高表面積（≥3000 m2/g）超交聯多孔聚合物的 制備工藝，儲氫性能達到 5.0 wt%，77 K@15 bar; 3.0 wt%, 77 K@ 1bar， 并實現在 20 MPa 下高效儲氫，該儲氫材料在同等條件下相比目前已實際 應用的儲氫材料更安全；得到更低成本的儲氫材料，實現成本控制在已 經實際應用的碳纖維材料 70%的水平；首次實現超

成果簡介： 最常見的熒光顏料的制備是“塊狀樹脂著色-粉碎法”，及利用三聚氰胺-甲醛樹脂著色再機械分散制備熒光顏料粉末。此法所制備的熒光顏料粉末沒有廢水排放問題，但是產品耐熱、耐溶劑性能較差。采用懸浮聚合制備熒光顏料微球產品性能較好，但是存在這廢水排放量大的問題（通常生產1噸顏料排放100-150噸廢水）。

先進聚合物材料研究所建于1999年10月18日。研究所以黃培教授為技術帶頭人，擁有一批高水平的科研隊伍，參與研究工作的教授、博士及研究生二十余人，研究所的主要特點是產、學、研相結合，在基礎性研究、應用研究、高新技術產業化等不同層次上開展科研工作。先后參加國家"863"項目、國家科委"九五"攻關項目的研究工作，承擔完成國家自然科學基金重點項目、**和化工應用課題多項。研究所主要突出以單體合成、聚合、復合材料、結晶等具有明顯優勢的學科領域的綜合集成開展研究工作。目前主要研究對象主要為以聚酰亞胺為代表的一系列功能高分子材料。聚酰亞胺（PI）是指分子主鏈中含有酰亞胺基的一類高分子聚合物。近年來聚酰亞胺以其優異的機械性能、電性能、耐輻射性能和耐熱性能越來越受到人們的重視，它在航空航天、電氣、通訊和汽車等行業得到廣泛的應用。然而熱固性聚酰亞胺不溶解、不熔融，加工成型困難，限制了其應用范圍，因此合成熱塑性的PI，進一步制備聚酰亞胺復合材料，擴大應用面是當前聚酰亞胺研究和開發的主要趨勢。熱塑性聚酰亞胺（TPI）作為一種高性能工程塑料，不僅具有優異的耐熱、力學、介電、耐腐蝕及抗輻射等性能，還表現出卓越的熱加工特性，可采用熱模壓、擠出和注射方法成型。在特定場合下為一種替代金屬、陶瓷、熱固性樹脂、低溫熱塑性塑料和大多數難加工聚酰亞胺的理想材料。聚酰亞胺的單體合成是以苯酐為基礎原料，通過酰基化、硝化、縮合、水解酸化、脫水等一系列步驟得到二胺，該合成路線原料來源充足，工藝簡單，產物純凈，產率高，易于純化，三廢少，具有很好的工業化價值。聚酰亞胺的聚合是以二酐和二胺通過溶液聚合，再分別通過化學環化或熱環化得到聚酰亞胺樹脂。聚酰亞胺樹脂與碳纖維、玻璃纖維、聚四氟乙烯、石墨等復合，可顯著提高材料的力學強度和自潤滑耐磨等性能。研究所以自主研發高性能熱塑性聚酰亞胺及其復合材料作為研究對象，系統考察復合材料摩擦磨損性能，重點研究各種填料改性材料在不同工況體條件摩擦磨損行為，深入了解填料對其摩擦性能影響機理，從而達到材料摩擦性能設計的長期目標。利用有限元技術建立過程物理及數學模型，對滑動摩擦過程中的溫度分布進行模擬計算，取得了較好的模擬結果。通過摩擦表面微觀形貌觀察，可了解摩擦磨損機理。前期的研究結果已運用于滑片式壓縮機的滑片、汽車發動機活塞環等產品形式，為應用提供指導。研究所擁有一批先進的分析測試儀器：熱機械分析儀、差示掃描量熱儀、高效液相色譜儀、凝膠色譜、紅外分析儀、微機控制電子萬能試驗機、摩擦磨損試驗機，可對合成的單體、聚合物、復合材料進行全面的性能測試。

研發階段/n一種聚合物／紙漿纖維復合材料的制備方法，其特征在于：用純凈、干燥的紙漿纖維與聚合物熔融共混，制得聚合物／紙漿纖維增強增韌復合材料。這種復合材料可通過改性后的紙漿纖維來增強增韌熱塑性塑料，其中的紙漿可以使用新鮮紙漿，也可以采用回收廢紙的紙漿。紙漿干燥后一般須進行表面改性處理，處理方法是化學接枝反應方法和偶聯劑直接處理方法，然后再與聚合物進行熔融復合制取聚合物／紙漿纖維復合材料。有效地利用紙漿纖維大的長徑比和絕干時的強度特性，充分發揮紙漿纖維的功能，提高聚合物的物理性能。