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高校科技成果盡在科轉(zhuǎn)云

成果簡介：該項目利用了振動理論、聲學(xué)理論、振源識別與聲源識別技術(shù)、振動與噪聲監(jiān)測與控制技術(shù)，可對各種類型的選煤（礦）廠、煤礦通風(fēng)設(shè)備車間等場合振動噪聲特性進行分析和評估，并經(jīng)過聲學(xué)布置與優(yōu)化、減振降噪控制措施實施后，使煤礦與礦山企業(yè)噪聲水平達到國家標準或優(yōu)于國家標準。 項目來源：合作開發(fā) 技術(shù)領(lǐng)域：礦山工程、能源工程 應(yīng)用范圍：煤礦與礦山企業(yè)噪聲環(huán)境設(shè)計及改造 技術(shù)水平：國內(nèi)先進 現(xiàn)狀及特點：建立了先進水平的設(shè)備振動噪聲分析流程

圍繞難降解有機工業(yè)廢水治理與毒性減排的難題，研發(fā)出毒害污染物資源化、高效轉(zhuǎn)化與毒性減排技術(shù)為核心的難降解有機工業(yè)廢水“物化-生化-物化”耦合集成技術(shù)與裝備，有效解決了精細化工、制藥、印染等行業(yè)難降解有機工業(yè)廢水穩(wěn)定達標和毒性減排的技術(shù)難題。 基于新型酯基樹脂吸附的高水溶性芳香有機污染物資源化及其熱水再生技術(shù)，實現(xiàn)高鹽分、高有機溶劑廢水中芳香有機酸的綠色分離與回收。該樹脂（國家重點新產(chǎn)品：2007GRC11025）比表面積與吸附容量較國際同類產(chǎn)品XAD-7（美國Dow）及HP2MG（日

一、裝置概述 PAA-Q型二氧化硫廢氣治理技術(shù)綜合實驗裝置是根據(jù)高等教育的改革方向，順應(yīng)國家培養(yǎng)應(yīng)用型高技能人才的戰(zhàn)略思想，以前沿技術(shù)為導(dǎo)向，緊密結(jié)合二氧化硫?qū)嶋H處理工程的功能和特點，并針對高等院校對二氧化硫廢氣處理工藝應(yīng)用和創(chuàng)新實驗教學(xué)的實際需要而專門研制的綜合性實驗裝置。本裝置涉及放電等離子體技術(shù)、吸收技術(shù)、吸附技術(shù)以及智能程控技術(shù)等內(nèi)容。裝置工藝流程簡潔、美觀，可視化程度高，具有處理效率高、徹底、無二次污染等優(yōu)點，非常適合大專院校的相關(guān)專業(yè)開展實驗、實訓(xùn)、設(shè)計、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練等。 二、主要參數(shù)及指標 （1）處理負荷：<5000mg/L； （2）處理氣量：<500L/min； （3）處理效率：≥99%； （4）裝置凈重：260kg； （5）外形尺寸：2000mm×700mm×1800mm； （6）供電電壓：AC220V、50Hz； （7）運行功率：＜3kW； （8）操作條件：常溫、常壓； （9）安全保護：具有漏電壓、漏電流保護裝置，安全符合國家標準。 三、主要配置及性能 采用自主知識產(chǎn)權(quán)的雙介質(zhì)阻擋放電等離子體反應(yīng)器，放電均勻、穩(wěn)定，二氧化硫轉(zhuǎn)化率高。 高頻高壓電源采用兩級控制，安全、可靠，輸出頻率和電壓可調(diào)。 透明有機玻璃材質(zhì)的吸收塔中填裝PP多面空心填料，并配置有分布器和除霧器，氣液傳質(zhì)好，可視化程度高。 多段蒸籠式撬裝活性炭吸附塔，吸附效率高、活性炭更換方便，并配套活性炭再生設(shè)備，可延長活性炭使用壽命。 吸收液通過氣液混合自吸泵輸送，并采用自動和手動相結(jié)合的控制模式，靈活、方便。 采用電磁式增氧氣泵作為二氧化硫的載氣泵，氣量大、穩(wěn)定、噪音低。 催化臭氧分解器可將尾氣中的殘留的臭氧快速轉(zhuǎn)化為氧氣，不會產(chǎn)生二次污染； 在線二氧化硫氣體濃度檢測器測量精度2%、輸出4-20MA，可接PLC控制器。 三菱FX3U系列PLC主機和模擬量輸入輸出模塊完成設(shè)備運行控制，10英寸彩色觸摸式液晶顯示屏實時顯示控制按鍵、裝置運行狀態(tài)及時間、pH、氣壓、二氧化硫濃度等重要參數(shù)。 所有設(shè)備模塊化安裝于304不銹鋼材質(zhì)的柜體中，柜體前后開設(shè)有視窗，頂部安裝有可調(diào)速換氣扇，底部配有禁錮萬向腳輪。

近日，中國科大俞書宏院士團隊與工程科學(xué)學(xué)院丁航教授課題組和吳恒安教授課題組合作，在間歇式水熱合成的流體行為研究領(lǐng)域取得重要進展。研究人員首次利用氧化石墨烯（GO）的液晶行為和凝膠化能力，借助酚醛樹脂（PF）的固化定型作用，獲得具有環(huán)形極向結(jié)構(gòu)的凝膠（GO / PF 凝膠），根據(jù)凝膠的微觀結(jié)構(gòu)來揭示水熱合成中的流體行為。該成果發(fā)表于Cell Press材料學(xué)旗艦期刊Matter上。研究人員發(fā)現(xiàn)，在水熱條件下，GO納米片在流體剪切力的作用下可以沿著流場的方向進行排列（圖1）。此外，GO納米片能夠通過與酚醛樹脂的原位交聯(lián)固定形成具有環(huán)形結(jié)構(gòu)的軸對稱（類似于地球磁場分布結(jié)構(gòu)）凝膠。研究人員可以通過對凝膠形貌和結(jié)構(gòu)的直接觀察分析，進而推測出水熱合成中的流體行為。據(jù)此，研究人員開展了加熱溫度、溶液粘度和反應(yīng)釜尺寸/形貌等多個因素進行了研究。

(1)溫度低，90 ℃左右(2)流量大，如2500 m3的高爐，沖渣水2400 T/h；(3)PH值8.5，Ca：84 mg/L，Mg：51 mg/L，Na：3216 mg/L，Cl：1091 mg/L。(4)大量含沙，直徑0.1 mm系統(tǒng)工作原理：? 采用的是雙循環(huán)流程設(shè)計? 沖渣水排出溫度約85～90 ℃，經(jīng)過沉淀除雜后進入特殊設(shè)計的換熱器，將熱量傳遞給有機工質(zhì)，溫度降到50 ℃左右，再送到高爐供沖渣之用，從而回收了一定量的余熱。? 有機工質(zhì)在換熱器內(nèi)吸收熱量后變成80 ℃的過熱蒸氣，然后進入氣輪機膨脹做功，帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)動，對外輸出電能。 

一、 項目簡介石墨是典型的層狀結(jié)構(gòu)材料，具有良好的導(dǎo)電性，潤滑性，化學(xué)穩(wěn)定性。被廣泛用于冶金、電氣、機械等工業(yè)領(lǐng)域。直接使用卻具有密度大，分散度差等缺點。 石墨烯是碳原子緊密堆積成的單層蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)的一種碳質(zhì)新材料，是一種二維晶體，是構(gòu)建其他維數(shù)碳質(zhì)材料（如零維富勒烯、一維碳納米管、三維石墨）的基本單元。其性能遠遠高于石墨材料。石墨烯的理論研究已有 60 多年的歷史，但一直以來，人們普遍認為這種嚴格的二維晶體結(jié)構(gòu)由于熱力學(xué)不穩(wěn)定性而難以獨立穩(wěn)定存在。直到 2004 年，英國曼徹斯特大學(xué)的研究組利用膠帶剝離高定向石墨的方法獲得了獨立存在的二維石墨烯晶體，為二維體系的實驗研究提供了廣闊的空間。目前石墨烯的制備方法有微機械剝離法、化學(xué)氣相沉積法（CVD）、外延生長法、電化學(xué)法、氧化石墨還原法等，其中機械剝離法得到的石墨烯片量少，隨機性大；CVD方法和外延生長法大多以SiC作為基底，成本高，可控性差；電化學(xué)方法的得到的石墨烯量較少，不易控制。氧化石墨還原法是通過在石墨表面引入含氧官能團，增大層間距，從而減小層之間的范德華力，然后通過超聲等方法改變其雜化狀態(tài)，再通過還原得到石墨烯。氧化石墨還原法以其低成本的優(yōu)點成為目前使用最廣泛的方法之一，本發(fā)明涉及一種采用溶劑熱法在低溫下制備氧化石墨烯的方法，屬于功能材料制備技術(shù)領(lǐng)域。二、 項目技術(shù)成熟程度目前氧化石墨烯的制備方法主要是Hummers方法。該方法在敞開體系中，需要在制備氧化石墨烯的過程中采用先降溫，再分兩步升溫的三步法, 以及冷凝回流等輔助設(shè)備，過程中需要精確控制反應(yīng)溫度且溫度高達98 °C，制備出來的氧化石墨烯還需要長時間超聲，步驟繁瑣，產(chǎn)物的濃度較低，不適合大量生產(chǎn)。本項目采用溶劑熱法在低溫下制備氧化石墨烯，減少了氧化劑的用量和生產(chǎn)時間。氧化石墨可以通過處理得到具有不同分散特性的母液。也可以直接進行還原,得到石墨烯。而且樣品在不干燥的條件下極易溶于水等溶劑，產(chǎn)量較大，大大減少了超聲的時間。三、 技術(shù)指標（包括鑒定、知識產(chǎn)權(quán)專利、獲獎等情況）該項目已經(jīng)申請中國專利并于2013年獲得授權(quán) （ZL201110414315.7），與該項目相關(guān)的工作也在國際期刊上進行了發(fā)表，但是仍有很多問題一直困擾商業(yè)化進程。我們實驗室也一直在圍繞各種問題開展工作。四、 市場前景（應(yīng)用領(lǐng)域、市場分析等）石墨烯的水熱前驅(qū)體為氧化石墨，具有完全拉伸的層間距和外層表面富氧官能團，因此可以根據(jù)需求進行各種定向修飾，從而實現(xiàn)其親水、親油、高分散度、高電導(dǎo)率等特性，作為添加劑可以有效改善化工、冶金、電氣工業(yè)材料的性能，從而實現(xiàn)高回報率。五、 規(guī)模與投資需求（資金需求、場地規(guī)模、人員等需求）以石墨為原料，首先需要制備石墨烯的前驅(qū)體氧化石墨，再經(jīng)后處理過程獲得各種性能石墨烯材料。由于后處理過程相對繁瑣， 耗時耗力，其資金投入完全取決于后處理工藝的優(yōu)化情況。前期投入100萬元，其中包括設(shè)備費40萬， 原料費10萬， 占地100平米，人員5-10人，完全可以達到每天生產(chǎn)1公斤石墨烯產(chǎn)品。六、 生產(chǎn)設(shè)備玻璃器皿，反應(yīng)釜， 超純水裝置，烘箱，超聲波設(shè)備，電動攪拌器，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，離心機等基本設(shè)施。七、 效益分析功能化石墨烯是高附加值產(chǎn)品，目前市場上以克為單價銷售，價格在500元左右。以每日1公斤生產(chǎn)量計算，每天銷售額會達到50萬元。八、 合作方式多種方式可以選擇，主要是河北工業(yè)大學(xué)負責產(chǎn)品研發(fā)升級，企業(yè)一方負責生產(chǎn)與銷售。九、 項目具體聯(lián)系人及聯(lián)系方式（包括電子郵箱）項目聯(lián)系人： 任鐵真電話： 022 60204909郵箱： [email protected]

水浸超聲C掃描檢測設(shè)備主要由超聲激發(fā)/接收單元、三維機械掃描部件、工業(yè)控制計算機和C掃描軟件等組成。該設(shè)備可以用于復(fù)合材料、金屬材料內(nèi)部缺陷的檢測，在原理樣機的基礎(chǔ)上進行再開發(fā)可以實現(xiàn)大型復(fù)合材料部件檢測。 在此設(shè)備的基礎(chǔ)上，開發(fā)具有高效率、高精度技術(shù)特點的無損檢測設(shè)備，可以解決我國航空航天新材料、新工藝的檢測問題，顯著提高基礎(chǔ)部件（如大型小曲率平板等）檢測效率和精度，大幅提升我國高端裝備制造質(zhì)量控制能力。 主要性能指標：1. 檢測方式：脈沖反射法；2. 測量精度：<1mm；3. 可檢材料類型：復(fù)合材料、金屬；4. 缺陷類型：脫粘、腐蝕、裂紋、孔洞、分層、夾雜；5. 缺陷位置：表面、內(nèi)部。水浸超聲C掃描檢測設(shè)備是北航無損檢測技術(shù)研究中心自主研制的無損檢測設(shè)備，具有自主知識產(chǎn)權(quán)。

氫作為二次可再生的清潔能源受到全世界的普遍關(guān)注。2019年我國首次將氫能源寫入《政府工作報告》，預(yù)計2022年市場規(guī)模將達到1.8萬億人民幣。目前氫氣主要有兩個來源：化石能源重整和水電解。其中，化石能源重整制氫是最主要的來源，占比約97%，成本低廉但二氧化碳排放居高不下。電解水制氫立足于未來碳減排，被各界寄予厚望，但電力成本居高不下，且目前其實際碳排放（約36千克）甚至高于煤制氫（約20千克）的碳排放。利用可再生能源實現(xiàn)低成本、低排放制氫是未來發(fā)展主要目標。 本項目通過半導(dǎo)體多級納米結(jié)構(gòu)的有序組裝，不僅減少光電極對太陽光的反射、拓寬了光電極對太陽光譜的吸收范圍；同時通過對材料結(jié)構(gòu)及成分的調(diào)控實現(xiàn)對半導(dǎo)體能帶的有效裁減，促進光生載流子的分離，以及表面電化學(xué)氧化還原反應(yīng)動力學(xué)。進一步通過表面修飾顯著提升光電極的工作壽命。本項目通過精確調(diào)控、系統(tǒng)優(yōu)化與多功能協(xié)效，目前已經(jīng)實現(xiàn)了無外加偏壓下完全通過太陽能高效分解水制氫，其中太陽能光轉(zhuǎn)化氫效率高達10%。

本實用新型屬于污水處理與回收利用領(lǐng)域，涉及一種家庭中水自動處理裝置。本裝置主要由進水水質(zhì)識別器2、過濾器5和高級氧化反應(yīng)器7組成；進水水質(zhì)識別器2前端與污水進水口1相連，后端分別與電磁閥11和水泵4連接，電磁閥11與下水道3連接；水泵4的出口端與過濾器5相聯(lián)，過濾器5的另一端與高級氧化反應(yīng)器7的一端相聯(lián)；高級氧化反應(yīng)器7內(nèi)部設(shè)有紫外燈8，內(nèi)壁有二氧化鈦膜9，高級氧化反應(yīng)器7的另一端與再生水出口10 相聯(lián)。聯(lián)用過濾與光催化氧化高級氧化技術(shù)處理污水，出水水質(zhì)好且不用投加任何藥劑，再生水處理成本低。