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本發明涉及膜分離技術，旨在提供一種有機?無機復合納米粒子超親水改性聚合物膜及制備方法。該聚合物膜含有超親水性的聚醚改性有機硅材料，有機?無機復合納米粒子均勻分布在聚合物膜的截面、外表層和內表層，并呈梯度微納珠狀網絡結構；所述的超親水性的聚醚改性有機硅材料含有Si?C鍵連接型超親水聚醚功能基團。本發明使能實現不同部位水增量速度差異，從而制備具有梯度孔結構的有機?無機復合納米粒子超親水改性聚合物膜。可實現對聚合物膜膜孔結構的精確控制，滿足多樣性使用環境。具有超級親水、優異親水持久性、超低壓或零過膜壓超高水通量、超高抗污染性能，可廣泛應用于飲用水深度凈化、工業污水處理、食用飲品的濃縮分離、油水分離。

本項目突破了電磁超材料存在的不可調諧、帶寬窄、設計可靠性低等關鍵技術，開發出可調諧型射頻微波電磁材料結構設計、電磁特性仿真與控制、材料制造與性能測試等工藝與方法，研制出系列射頻/微波頻段調諧型電磁超材料、基于超材料的射頻濾波器/雙工器/三工器/天線、超高頻射頻識別標簽/讀寫器等產品，進行了規模化示范應用與驗證，其性能指標達到市場同類產品國內領先水平；獲得授權發明專利32項、實用新型專利27項，發表論文150余篇（其中SCI論文60余篇）。

本發明公開了一種基于超材料的肖特基型遠紅外多譜信號探測器，包括自下而上依次設置的襯底層、N 型砷化鎵層、二氧化硅層與超材料層、歐姆電極和肖特基電極；其中超材料層為具有周期性微納米結構的金屬開環共振單元陣列，金屬開環共振單元陣列包含了多種圖形及其特征尺寸參數，每個圖形對于特定電磁波具有完全吸收特性，通過改變金屬開環共振單元的結構和尺寸參數可以調控對應的電磁波吸收頻段，通過改變 N 型砷化鎵的耗盡層寬度可以調控超材料層中

本發明公開了一種基于超材料的肖特基型遠紅外多譜信號探測器，包括自下而上依次設置的襯底層、N 型砷化鎵層、二氧化硅層與超材料層、歐姆電極和肖特基電極；其中超材料層為具有周期性微納米結構的金屬開環共振單元陣列，金屬開環共振單元陣列包含了多種圖形及其特征尺寸參數，每個圖形對于特定電磁波具有完全吸收特性，通過改變金屬開環共振單元的結構和尺寸參數可以調控對應的電磁波吸收頻段，通過改變 N 型砷化鎵的耗盡層寬度可以調控超材料層中

本發明公開了一種高速鐵路無砟軌道結構修補用超早強注漿材料，依次加入水、聚合物乳液、減水劑、流變助劑、消泡劑；再加入摻合料、水泥、膨脹劑、促凝劑、緩凝劑經高速攪拌混合而成。組分重量份為：超細水泥：100份，摻合料：50～150份，可再分散乳膠粉25～50份，聚合物乳液3～10份，膨脹劑：5～25份，羧酸減水劑：0.1～1.0份，促凝劑：0.1～10份，緩凝劑：0.1～5份，流變助劑：0.001～0.005份，聚醚-硅氧烷共聚物消泡劑：0.001份，水：20～70份。本發明材料具有低粘度、超早強、低成本、耐疲勞、耐老化、耐水侵蝕等優點，可用于高速鐵路無砟軌道混凝土裂縫、水泥瀝青砂漿充填層離縫、裂縫及傷損的修補。

燃料電池作為高節能性，環境負荷小的能源技術受到注目。燃料電池的氫氣來源現在主要利用天然氣、甲醇、DME、輕質餾分、汽油和煤油等進行水蒸氣重整開發。其中，汽油和煤油具有價格便宜、攜帶便利、常溫下穩定性高、供給系統完善等優點，可以廣泛應用于家庭、汽車、野外或者是災害時，成為非常方便的電力供給源。 一、項目分類 關鍵核心技術突破 二、成果簡介 燃料電池作為高節能性，環境負荷小的能源技術受到注目。燃料電池的氫氣來源現在主要利用天然氣、甲醇、DME、輕質餾分、汽油和煤油等進行水蒸氣重整開發。其中，汽油和煤油具有價格便宜、攜帶便利、常溫下穩定性高、供給系統完善等優點，可以廣泛應用于家庭、汽車、野外或者是災害時，成為非常方便的電力供給源。但是用于燃料電池的燃油中的含硫量必須從現在的10ppm減少到1ppm以下。為了達到這種嚴格的超深度脫硫，在現在既存的石油加工廠通過加氫精制脫硫需要十分巨大的設備投資，實際上對于燃料電池用燃油的脫硫處于無法對應狀態。另外利用化學吸附的吸附脫硫技術也在開發中，但是吸附選擇性低，使用了高價的吸附劑，處理能力也比較低。

本成果獲發明專利授權。在多年新型多孔鐵合金材料研究的基礎上，以自制的納米鐵合金粉末為原料，通過與美國圣地亞哥州立大學粉末技術實驗室合作，成功的制備了具有微納米多孔結構的塊體鐵合金材料，該合金不但具有高的孔隙率、大的比表面積、還表現出了優異的力學和減震性能，通過對對工藝的控制可以實現10%～50%孔隙率的超細晶多孔鐵合金的制備，當孔隙率在50%左右時，壓縮強度依然可以達到600 MPa以上，比目前市場上銷售的高致密普通粉末冶金制品的強度高200 MPa左右。在軸承、齒輪、減震墊板、能量吸收裝置等關鍵零部件上有很好的應用前景，潛在的應用價值和市場空間非常巨大。部分研究成果得到了世界著名粉末冶金專家Randall M. German教授的高度評價。

小試階段/nZrB2-SiC陶瓷材料具有耐高溫、抗氧化燒蝕、抗沖刷、室溫及高溫力學性能良好等優異性能，是超高溫應用領域最具潛力的候選材料，有望用于高超聲速長時飛行、大氣層再入、跨大氣層飛行、火箭推進系統及熔煉電極、熔煉坩堝等極端熱化學環境中。現有的硼化鋯-碳化鋯超細復合粉體的制備技術存在以下不足：成本高、反應溫度高、過程不易控制、工藝過程復雜、產率低、合成粉體的純度較低、粉體顆粒粒徑分布不均勻和粉體顆粒容易團聚等，極大地限制了硼化鋯-碳化鋯超細復合粉體的產業化生產。本發明旨在克服現有技術的不足，目的

燃料電池作為高節能性，環境負荷小的能源技術受到注目。燃料 電池的氫氣源現在主要利用天然氣，甲醇，DME，輕質餾分，汽油和 煤油等進行水蒸氣重整開發。其中，煤油具有價格便宜，攜帶便利，常溫下穩定性高，供給系統完善等優點。可以廣泛應用于家庭，汽車， 野外或者是災害時，成為非常方便的電力供給源。但是用于燃料電池 的燃料油中的硫磺含有量必須從現在的數十 ppm 減少到 1ppm 以下。 為了達到這種嚴格的超深度脫硫，在現在既存的石油加工廠通過加氫 精制脫硫的話，需要十分巨大的設備投資，實際上對于燃料電池用燃 料油的脫硫處于無法對應狀態。另外利用化學吸附的吸附型硫磺脫除 器正在開發中，但是吸附選擇性低，使用了無法再生的高價吸附劑， 處理能力也比較低。 項目特色 本技術采用和現在的研究完全不同的想法，利用常壓低溫下的氧 化反應，將煤油中的硫磺化合物用油溶性氧化劑氧化，并通過常壓常 溫下的選擇吸附除去硫的氧化物砜，是一種新的低價脫硫法。無論在 國內國外，像本技術一樣利用固定床流通式反應裝置除去燃料油中的 硫磺化合物的研究很少有報告。這個超深度脫硫技術的反應條件非常 溫和，應用于燃料電池的燃料油重整器，可以很容易使燃料電池小型 化，輕量化。和傳統的高溫高壓下的加氫脫硫方法相比，本技術是在 溫和條件下的高效率脫硫法。和非氧化吸附式脫硫技術相比，脫硫效 率高數十倍，對于硫氧化物的選擇吸附性高，吸附劑可以再生，吸附 劑的使用量減少，可以降低成本。本項目的目的是將這個新的低價脫 硫法應用于燃料電池的重整系統，制造出氫氣提供給燃料電池。 項目應用前景 1. 利用氧化吸附脫硫法開發煤油的超深度脫硫器 圖 1 是氧化吸附脫硫法的原理及煤油超深度脫硫器的概念圖。煤 油中的難脫硫化合物 DBT 在催化劑及氧化劑存在下，在常壓低溫下 很容易氧化，生成硫氧化物，然后通過常溫常壓下的吸附被除去。反應容器里放入煤油及氧化劑，通過自然滴落在常壓下送進填充了催化 劑的固定床流通式氧化反應器，然后，常溫常壓下通過吸附器進行吸 附，除掉氧化后的硫磺化合物。現在的研究結果是通過氧化吸附脫硫 法可以將煤油中的硫磺含量減少到 0.5ppm。 2．超深度脫硫煤油的重整反應 圖 2 是利用 Ru 系催化劑對含不同濃度硫的煤油進行水蒸氣重 整反應的結果。其反應是煤油和水生成 CO2 和 H2。從結果來看，不 含硫的煤油 750 度的重整反應活性達到 100%，氫氣收率達到了 80%， 而含硫磺煤油的催化反應表現出催化劑失活現象。 3．項目計劃 a.建立一套連續的氧化吸附脫硫裝置，改變催化劑，氧化條件及 吸附劑，將煤油中的硫磺含量減少到 0.1ppm。 b. 試做一套小型化脫硫裝置，進行 1000，2000，10000 小時長期 試運轉實驗，對催化劑，吸附劑的壽命，再生的可能性，裝置的長期 穩定性進行考察。 c.建立一套煤油的水蒸氣重整反應裝置，利用超深度脫硫煤油進 行水蒸氣重整，開發高活性，長壽命的重整催化劑。 d.將超深度脫硫器與重整反應系統組合成試驗用別體型重整器， 利用煤油制造氫氣提供給燃料電池。 e.所需的儀器設備 硫磺化學發光檢測器（Sulfur Chemiluminescence Detector）， 氫 火 焰 離 子 檢 測 器 氣 相 色 譜 （ Gas Chromatography-Flame Ionization Detector）， 熱導池檢測器氣相色譜（ Gas Chromatography-Thermal Conductivity Detector）等

本發明公開了一種基于CMA?ES優化算法設計聲學超材料單元的方法，該方法將CMA?ES優化算法和有限元分析方法集合，CMA?ES優化算法可以對0?1排布的陣列進行優化，每一個尺寸維度的0?1陣列，都對應一種聲學超材料單元結構，其中，0和1分別代表由空氣或光敏樹脂構成的聲學單元結構的子單元；在優化過程中，每一個聲學超材料單元結構的等效折射率和阻抗值可以通過有限元分析方法分析提取，作為CMA?ES優化算法中適應度函數的變量；通過對適應度函數的值進行優化，最終可以得到最優的、滿足設計要求的聲學超材料單元結