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眾所周知，鹽放入水中會發生溶解，溶解的離子與水分子結合在一起形成的團簇稱為水合離子或離子水合物。水合離子的微觀結構和動力學一直是學術界爭論的焦點。早在19世紀末，人們就意識到離子水合作用的存在并開始了系統的研究，最早的實驗研究可以追溯到1900年德國著名物理化學家Walther Nernst的遷移實驗（Transference experiments）。雖然經過了一百多年的努力，離子的水合殼層數、各個水合層中水分子的數目和構型、水合離子對水氫鍵結構的影響、決定水合離子輸運性質的微觀因素等諸多問題，至今仍沒有定論。究其原因，關鍵在于缺乏原子尺度的實驗表征手段，以及精準可靠的計算模擬方法。傳統的譜學和衍射技術空間分辨能力較差，只能得到平均效應，無法探測局域環境的影響，實驗數據的解釋異常困難，甚至得出完全矛盾的結論，因此受到很大的限制。另一方面，由于水分子具有全量子化效應，且水分子與離子相互作用也非常微弱，這對理論計算也是巨大的挑戰。圖2 鈉離子水合物的原子級分辨成像。從左至右，依次為五種離子水合物的原子結構圖、掃描隧道顯微鏡圖、原子力顯微鏡圖和原子力成像模擬圖。圖像尺寸：1.5 nm ×1.5 nm。 為了突破實驗上的瓶頸，研究人員基于掃描隧道顯微鏡發展了一套獨特的離子操控技術，在氯化鈉表面上可控的制備出了單個水合鈉離子，水分子的數目精確可調，為高分辨成像創造了條件。在此基礎上，他們利用之前發展起來的非侵擾式原子力顯微鏡成像技術，依靠及其微弱的高階靜電力，克服了針尖對弱鍵合水合離子的擾動并首次實現了原子級分辨表征，精確確定了其微觀吸附構型（圖2）。這也是水合離子的概念提出一百多年來，首次在實驗中直接“看到”水合離子的原子級圖像。 進一步，研究人員利用帶電的針尖作為電極，控制單個水合離子在氯化鈉表面上的定向輸運，發現了一種有趣的幻數效應：包含有特定數目水分子的鈉離子水合物具有異常高的擴散能力，遷移率比其他水合物要高1-2個量級，甚至遠高于體相離子的遷移率（圖3）。結合第一性原理計算和經典分子動力學模擬，他們發現這種幻數效應來源于離子水合物與表面晶格的對稱性匹配程度，而且可以在很大一個溫度范圍內存在（包括室溫）。此外，研究人員還發現這種幻數效應具有一定的普適性，適用于相當一部分鹽離子體系。圖3 鈉離子水合物在NaCl表面輸運的幻數效應。a，效果圖：包含3個水分子的水合物具有異常強的擴散能力。 b，分子動力學模擬得到的不同離子水合物在225K-300K下1ns時間內擴散的均方位移。 水溶液中的離子輸運研究長期以來都是基于連續介質模型，而忽略了離子與水相互作用以及離子水合物和界面相互作用的微觀細節。該工作首次建立了離子水合物的微觀結構和輸運性質之間的直接關聯，刷新了人們對于受限體系中離子輸運的傳統認識。該項研究的結果表明，可以通過改變表面晶格的對稱性和周期性來控制受限環境或納米流體中離子的輸運，從而達到選擇性增強或減弱某種離子輸運能力的目的，這對很多相關的應用領域都具有重要的潛在意義，比如：離子電池、防腐蝕、電化學反應、海水淡化、生物離子通道等等。此外，該工作發展的實驗技術也首次將水合相互作用的研究精度推向了原子層次，未來有望應用到更多更廣泛的水合物體系，開辟全新的研究領域。 該工作得到了Nature三個不同領域審稿人的一致好評和欣賞（Overall, I enjoyed reading this manuscript），認為該工作“會馬上引起理論和應用表面科學領域的廣泛興趣”（The results presented in this manuscript are of immediate interest to the communities dealing with theoretical and applied surface science），“為在納米尺度控制表面上的水合離子輸運提供了新的途徑并可以拓展到其他水合體系”（This result may open a venue for controlling diffusion transport on nano-engineered crystal surfaces and it may be also extended to other hydration systems）。

1 成果簡介化學磷鉀肥的生產和施用中存在眾多問題：（ 1）水溶性磷鉀肥易隨下雨和灌溉用水流失，磷肥利用率不到 20%；（ 2） 大量使用化學磷鉀肥造成土壤酸化， 流失的磷元素又形成湖泊富磷化污染；（ 3）酸法生產磷肥耗酸量大且產生大量磷石膏廢物；（ 4）我國磷礦以中低品位為主，選礦難度大成本高；（ 5） 有機農業的興起，對有機肥中磷鉀元素的補充也提出來如何替代化肥的現實需求。 “ 有機農業發展的肥料瓶頸、磷肥生產環節環境負擔大、優質磷礦資源短缺、水溶性磷肥流失污染水系” 等一系列問題的形成是基于傳統磷化肥的生產和施用體系。為此，我們開發了利用中低品位磷礦微晶化活化與在解磷解鉀菌的促進下的有機肥發酵組合工藝，研制成新型長效富磷鉀有機生物肥料和成套裝備。該技術 2009 年通過教育部組織的專家技術鑒定，獲得科技部農業科技成果轉化項目的支持，現在山東完成規模化生產；建立了曹縣牛糞復合發酵土壤有機化轉換示范區、黃河三角洲生態農業示范區以及環太湖流域控磷環保示范區。2 應用說明本產品是采用經過活化的磷鉀礦為主要原料，在特效菌種作用下與有機質共同發酵處理；其特點是長效緩釋、非酸化、非水溶性，后效性顯著，一季使用多季有效；該肥料可優化土壤礦物組成，避免化肥對農產品質量及土壤酸化等不良影響，達到增產、改善品質、綠色生態的效果。 該產品的原材料來源廣泛，除中低品位磷鉀礦外，發酵還可以利用各地畜禽糞便、食用菌殘渣、泥碳、褐煤、風化煤、糖渣、部分發酵法制作食品類的廢棄物、沼氣殘留物、禽畜糞便及屠宰廢棄物及生活垃圾等，能減少環境污染、凈化環境、也起到生態循環作用。經過兩年多在小麥、蔬菜、冬棗等農林作物上的使用觀察，其結果表明：此類有機肥的肥效等同于等量過磷酸鈣，但比過磷酸鈣具有跨季后效、生態環保、滿足綠色有機農產品的生產。  圖1 富磷有機生物肥生產工藝流程3 效益分析基本原料和加工成本約 600 元/噸（各地成本有所不同），市場銷售價格在 1500 元/噸。形成 3 萬噸生產能力的設備投入在 500 萬元左右。4 合作方式技術服務。5 所屬行業領域先進制造。

1 成果簡介化學磷鉀肥的生產和施用中存在眾多問題：（ 1）水溶性磷鉀肥易隨下雨和灌溉用水流失，磷肥利用率不到 20%；（ 2） 大量使用化學磷鉀肥造成土壤酸化， 流失的磷元素又形成湖泊富磷化污染；（ 3）酸法生產磷肥耗酸量大且產生大量磷石膏廢物；（ 4）我國磷礦以中低品位為主，選礦難度大成本高；（ 5） 有機農業的興起，對有機肥中磷鉀元素的補充也提出來如何替代化肥的現實需求。 “ 有機農業發展的肥料瓶頸、磷肥生產環節環境負擔大、優質磷礦資源短缺、水溶性磷肥流失污染水系” 等一系列問題的形成是基于傳統磷化肥的生產和施用體系。為此，我們開發了利用中低品位磷礦微晶化活化與在解磷解鉀菌的促進下的有機肥發酵組合工藝，研制成新型長效富磷鉀有機生物肥料和成套裝備。該技術 2009 年通過教育部組織的專家技術鑒定，獲得科技部農業科技成果轉化項目的支持，現在山東完成規模化生產；建立了曹縣牛糞復合發酵土壤有機化轉換示范區、黃河三角洲生態農業示范區以及環太湖流域控磷環保示范區。2 應用說明本產品是采用經過活化的磷鉀礦為主要原料，在特效菌種作用下與有機質共同發酵處理；其特點是長效緩釋、非酸化、非水溶性，后效性顯著，一季使用多季有效；該肥料可優化土壤礦物組成，避免化肥對農產品質量及土壤酸化等不良影響，達到增產、改善品質、綠色生態的效果。 該產品的原材料來源廣泛，除中低品位磷鉀礦外，發酵還可以利用各地畜禽糞便、食用菌殘渣、泥碳、褐煤、風化煤、糖渣、部分發酵法制作食品類的廢棄物、沼氣殘留物、禽畜糞便及屠宰廢棄物及生活垃圾等，能減少環境污染、凈化環境、也起到生態循環作用。經過兩年多在小麥、蔬菜、冬棗等農林作物上的使用觀察，其結果表明：此類有機肥的肥效等同于等量過磷酸鈣，但比過磷酸鈣具有跨季后效、生態環保、滿足綠色有機農產品的生產。圖1 富磷有機生物肥生產工藝流程3 效益分析基本原料和加工成本約 600 元/噸（各地成本有所不同），市場銷售價格在 1500 元/噸。形成 3 萬噸生產能力的設備投入在 500 萬元左右。4 合作方式技術服務。5 所屬行業領域先進制造。

本發明公開了一種由生物油提取單酚化合物和熱解木質素的方法，室溫下將過濾后的生物油加入到去離子水中，超聲震蕩下分離得到水相和有機相；將得到的有機相溶于強堿溶液中，保證pH＞12，并利用有機溶劑A萃取分離得到混合溶液中的中性組分；利用稀酸溶液將經過萃取后得到的堿溶液Ⅰ酸化至pH為5～7，過濾得到重均分子量大于1526的高分子熱解木質素，濾液經有機溶劑B萃取分離得到單酚化合物，將再次萃取后得到的堿溶液Ⅱ酸化至pH為1～2，過濾得到重均分子量為319～1068的低分子熱解木質素。本方法解決了生物油水不溶相的進一步利用問題，實現提取生物油高附加值化學品與制取燃料的有機統一，提高生物油的總體利用率。

       成熟度：技術突破         多孔有機聚合物是一類新興的功能性高分子材料，相比傳統高分子交聯樹脂，其具有類似無機分子篩的微孔，具有更高的官能團密度，已被廣泛用于儲存、分離或催化等領域。然而當前許多性能優良的多孔有機聚合物成本過高，嚴重制約著其實際應用。我們合成的價格低廉且性能優秀的多孔有機聚合物，其性能與當前典型多孔有機聚合物相當，而價格為它們的幾十分之一或幾百分之一，目前在儲存氨氣、分離二氧化碳及分離水中污染物（如硼酸，Hg2+等）等方面已完成實驗室測試，這些成果將為多孔有機聚合物的真正應用打開通道。         意向開展成果轉化的前提條件：中試放大及產業化工藝開發資金支持

雌馬酚(equol)是大豆異黃酮的主要組分之一大豆黃素(daidzein)在結腸 微生物菌群作用下轉化產生的具有穩定化學結構的最終代謝產物，比其母體具有 更高的生物活性。大豆黃素的生物學作用在一定程度上可能歸因于其代謝產物雌 馬酚。然而，人群中能代謝大豆黃素為雌馬酚者約為 30%~50%。因此，人體能否 將大豆黃素代謝為雌馬酚是決定大豆黃素能否更有效地發揮其藥理作用的關鍵。 雌馬酚具有抗氧化、抑制心肌鈣超載、影響血管反應性、抗腫瘤、防治更年期綜 合癥和骨質疏松等作用。大電導鈣激活的 K+通道(big conductance Ca2+-activated K+ channels，BKCa 通道)是收縮表型的血管平滑肌主要表達的 K+通道之一。由孔形成亞單位 α 和 調節亞單位 β1 共同組成跨膜蛋白復合體。β1 亞單位影響通道的 Ca2+/電壓敏 感性、對藥理學調節劑的反應以及通道向質膜的運輸。血管 BKCa 通道激活引起 平滑肌細胞膜電位超極化，關閉電壓依賴性 Ca2+通道，導致血管擴張，從而對 抗壓力和血管收縮劑引起的血管收縮。更為重要的是，BKCa 通道呈現組織和功 能異質性。在腦動脈平滑肌細胞，BKCa 通道電流密度、對雌激素(作用于 β1 亞單位)的敏感性、β1 亞單位在 mRNA 和蛋白水平的表達以及 β1 與 α 亞單位 蛋白的比值均明顯高于骨骼肌等外周小動脈平滑肌細胞。提示 β1 亞單位可能在 腦血管 BKCa 通道的調節中意義更為重要。本發明公開了基于雌馬酚激活 BKCa 通道的應用，在應用大鼠局灶性腦缺血 再灌注模型、尾套法測量大鼠血壓、激光多普勒血流儀觀測腦實質和軟腦膜血流 量及離體血管肌張力描記和膜片鉗技術的基礎上，對雌馬酚的藥用活性進行了檢 測，結果表明雌馬酚通過激活 BKCa 通道 β1 亞單位，擴張血管、增加腦血流量、 保護缺血再灌注腦組織，有益于缺血性腦卒中的防治，可用于相關藥物的制備。 而我們目前的工作可作為臨床前藥效研究的主要部分。

間苯二酚主要用于橡膠粘合劑、合成樹脂、防腐劑等主面。間苯二酚可通過加氫烷基化，不同的條件下催化烷基化可得到不同的化合物，通過定位加氫烷基化可以生成1，3-環己二酮（1,3-Cyclohexanedione; ?,?-Dioxocyclohexane），防止環己二醇的生成。1，3一環己二酮在醫藥、農藥及化工合成中應用十分廣泛，是一種非常重要的藥物和農藥合成中間體。可以制備抗心律不齊藥物、抗血栓藥物、抗腫瘤藥物、鎮痛藥、殺病毒劑、5一HT拮抗藥等多種醫藥。也可用于合成農藥，如農用殺蟲劑、驅避劑、各種除草劑如除草劑甲基磺草酮、殺菌及植物生長性調節活性化合物等的原料。由于環己二酮類化合物具有其良好的親水親油特點，弱酸性，便于植物吸收等原因，被廣泛應用于具有生物活性物質的合成，而且這類化合物的環境相容性很好，在新農藥的研發中有著良好發展前景。

中試階段/n項目組年承擔了與本項目直接相關的項目有：國家科技支撐計劃項目“鹽酸分解中低品位磷礦生產工業磷酸及其磷酸鹽工業化示范工程”(項目編號：2007BAB08B08，2007~2010已結題)，湖北省科技攻關項目“鹽酸濕法磷酸生產工業磷酸鹽”(項目編號：2007AA101C23，(項目編號：2007AA101C23，2007~2010已結題)，作為技術負責人參與了湖北省重大科技專項“電子級磷酸制備工藝研究及示范”(項目編號：2007DA108，2007~2010已結題)。間接相關的項目有：國家科技支撐計劃項目子課題“低品位膠磷礦浮選工藝技術研究與工程示范”(項目編號：2011BAB08B01，2011~2016已結題)，國家科技支撐計劃項目子課題“中低品位難選膠磷礦高效綠色選礦技術研究及示范”(項目編號：2013BAB07B01，2013~2015已結題)。完成了自選項目“磷尾礦綜合利用研究”(吳漢軍：碩士畢業論文，2015年已結題)。與湖北鄂中生態科技有限公司合作完成了“磷尾礦處理生產粗磷酸鹽”項目（2016年完成），發表與項目直接相關研究論文，“間接硫酸法高鎂磷尾礦中磷并制備硫酸鎂的方法”獲得國家授權專利（專利號：ZL 201410143917.7）。為該項目的產業化奠定了基礎。。本項目開展了相應工藝研究的實驗室工作。研究了鹽酸分解磷尾礦的工藝。在分解溫度為60度條件下，鈣、鎂、磷的分解回收率均為95%以上，成功地分離出氯磷酸鈣產品。研究了利用硫酸銨分離分解母液中鈣元素俺的工藝條件，獲得了結晶程度好硫酸鈣產品，二水磷酸鈣的含量達到99%，溶液中鈣的除去率達到99.9%，較好地實現了鈣與磷鎂的分離。研究了磷、鎂、銨溶液中分別沉淀磷酸鎂銨和碳酸鎂的方法，獲得了純度較高的磷酸鎂銨和碳酸銨產品。研究了石膏轉化為輕質碳酸鈣的工藝技術，碳酸鎂達到工業指標要求。石膏的轉化率達到99.9%，硫酸銨溶液部分循環利用，部分結晶硫酸銨產品。硫酸銨產品達到工業級質量指標。研究了氯化銨溶液濃縮結晶工藝技術，蒸出液用于氨水配制，結晶氯化銨母液循環利用，氯化銨產品達到優級品指標。并對整過磷礦處理工程進行了水平衡實驗，整過過程無廢水排放，CO2氣體回收利用，無廢氣排放。只有少量的硅渣排放，由于硅渣呈中性，可以用于生產水泥或路基材料。所形成的成果正在申報專利。基本完成了實驗室研究。目前正處于中試階段。。本項目截止目前為止，已投入資金60萬元，投入人力10人，進行了1年半的研究。成果應用正在與相關磷化工企業聯系，準備推廣實施。。支持額度：。300。萬元。承接單位：。湖北省。項目進展：。項目組年承擔了與本項目直接相關的項目有：國家科技支撐計劃項目“鹽酸分解中低品位磷礦生產工業磷酸及其磷酸鹽工業化示范工程”(項目編號：2007BAB08B08，2007~2010已結題)，湖北省科技攻關項目“鹽酸濕法磷酸生產工業磷酸鹽”(項目編號：2007AA101C23，(項目編號：2007AA101C23，2007~2010已結題)，作為技術負責人參與了湖北省重大科技專項“電子級磷酸制備工藝研究及示范”(項目編號：2007DA108，2007~2010已結題)。間接相關的項目有：國家科技支撐計劃項目子課題“低品位膠磷礦浮選工藝技術研究與工程示范”(項目編號：2011BAB08B01，2011~2016已結題)，國家科技支撐計劃項目子課題“中低品位難選膠磷礦高效綠色選礦技術研究及示范”(項目編號：2013BAB07B01，2013~2015已結題)。完成了自選項目“磷尾礦綜合利用研究”(吳漢軍：碩士畢業論文，2015年已結題)。與湖北鄂中生態科技有限公司合作完成了“磷尾礦處理生產粗磷酸鹽”項目（2016年完成），發表與項目直接相關研究論文，“間接硫酸法高鎂磷尾礦中磷并制備硫酸鎂的方法”獲得國家授權專利（專利號：ZL 201410143917.7）。為該項目的產業化奠定了基礎。。項目基本內容：。本項目開展了相應工藝研究的實驗室工作。研究了鹽酸分解磷尾礦的工藝。在分解溫度為60度條件下，鈣、鎂、磷的分解回收率均為95%以上，成功地分離出氯磷酸鈣產品。研究了利用硫酸銨分離分解母液中鈣元素俺的工藝條件，獲得了結晶程度好硫酸鈣產品，二水磷酸鈣的含量達到99%，溶液中鈣的除去率達到99.9%，較好地實現了鈣與磷鎂的分離。研究了磷、鎂、銨溶液中分別沉淀磷酸鎂銨和碳酸鎂的方法，獲得了純度較高的磷酸鎂銨和碳酸銨產品。研究了石膏轉化為輕質碳酸鈣的工藝技術，碳酸鎂達到工業指標要求。石膏的轉化率達到99.9%，硫酸銨溶液部分循環利用，部分結晶硫酸銨產品。硫酸銨產品達到工業級質量指標。研究了氯化銨溶液濃縮結晶工藝技術，蒸出液用于氨水配制，結晶氯化銨母液循環利用，氯化銨產品達到優級品指標。并對整過磷礦處理工程進行了水平衡實驗，整過過程無廢水排放，CO2氣體回收利用，無廢氣排放。只有少量的硅渣排放，由于硅渣呈中性，可以用于生產水泥或路基材料。所形成的成果正在申報專利。基本完成了實驗室研究。目前正處于中試階段。

物聯網作為我國重點發展的戰略性新興產業之一，對于支撐“網絡強國”和“中國制造2025”等國家戰略具有重要意義。然而，當今高校物聯網專業卻普遍面臨人才培養與產業發展不適配、教育內容與產業技術應用相脫節等挑戰。本案例通過構建“多主體參與、多模式共融、多層次漸進”的物聯網產業學院，全面推動企業優勢與教育資源融合，從人才培養目標重構，產教融合創新平臺搭建，以及“專創融合”+“賽教融合”的人才培養模式構建等方面，全面提升物聯網專業人才培養質量，著力培養創新能力強、可適應經濟社會發展需要的高質量工程技術人才，使學生實踐能力顯著增強，就業率和創業成功率大幅提升。

本項目主要是針對高濃度氨氮廢水處理過程中存在氨氮處理效果差，處理效率低、氨氮吹脫過程中能耗較大、粗氨氣吸附提純過程中高溫對于吸附材料的影響和水蒸氣對于吸附過程的影響、回收產品（氨水或硫酸銨）純度不高等技術問題。