研究成果

  1. 单分散微米硅胶的制备、改性及分离技术

  创新性的开发了高效液相色谱技术中关键的分离材料-单分散微米硅胶的制备工艺,并且成功实现了年产2000kg的批量化、稳定性生产。制备的微米硅胶的颗粒尺度为2-10um,且具有颗粒分布窄、形貌为球形、颗粒孔径(10-100nm)可控制备的优势。规模化制备的微米硅胶通过Waters反相测试、正相机械强度、化学稳定性等一系列测试,结果显示,制备的单分散微米硅胶完全满足工业色谱、检测和分析的要求。这项技术打破了国外的技术垄断,而且对于生物医药的分离纯化技术产业具有重要的推动重要。

  2. 化学机械抛光液制备技术

  提出了颗粒尺度为10-150nm的纳米氧化硅的可控制备工艺,而且制备的纳米氧化硅具有纯度高、单分散、球形或者是非球形、颗粒分布集中的优势。在实际的单晶硅片化学机械抛光中,实现了表面粗糙度为0.175nm的抛光结果,而且在抛光速率上,通过了我国最大的半导体抛光液供应商的测试要求。目前,课题组与国际顶尖的信息技术公司进行合作开发基于先进制程的化学机械抛光液的研发工作。

  3. 高效蒽醌加氢制备高浓双氧水加氢催化剂开发

  成功突破了桨态床蒽醌加氢催化剂制备的关键技术,解决了目前氧化硅粉体材料的孔径可控、催化剂颗粒成型、贵金属活性组分高分散负载、催化剂颗粒耐磨性等关键技术难点。通过工作液工艺、催化剂优化制备和桨态床反应器的整体系统优化,实现了长周期的稳定性实验。目前,此技术已经与山西潞安基团合作进行年产2000吨/年的双氧水合成中试。

  4. 催化燃烧技术

  (1)催化去除挥发性有机化合物

  该催化剂已成功开发并应用于8套工业装置。可满足化工、石化、涂装、喷涂等工艺中挥发性有机物的去除。

  (2)臭氧转换器

  研制了一种高效的金属壁载整体臭氧分解催化剂,臭氧转换器应用于机舱内的臭氧分解。

  5. 高效吸附剂与分离过程强化技术方向

  目前针对甲烷捕集,空分和轻烃分离已开发出多种分离因子高于8的高效甲烷吸附剂。

  6. 工业废气中氮氧化物脱除治理

  针对焦炉烟气特点开发了低温耐硫整体涂覆式脱硝催化剂,该催化剂低温脱硝活性高、温度窗口宽、操作空速大、脱除精度高、抗硫性好。目前已在十几套焦炉烟气脱硝工业装置上得到应用。

  7. 合成气甲烷化生产SNG技术

  成功开发了具有自主知识产权的合成气/焦炉煤气完全甲烷化催化剂及甲烷化过程工艺。这项技术提供了一种高效,清洁的煤炭使用方式,可以缓解中国巨大的煤炭运输压力,并为中国的长期能源安全提供可靠的保证。

  8. 分布式制氢燃料电池氢源技术

  (1)系列制氢催化剂研发:主要包括甲烷自热重整催化剂、甲烷水蒸汽重整催化剂、甲醇自热重整催化剂、甲醇水蒸汽重整催化剂、高温变换催化剂、低温变换催化剂以及CO选择性氧化催化剂。

  (2)天然气制氢系统:1kW、2kW、5kW、10kW、30kW级系列制氢系统。

  (3)甲醇制氢系统:100W、5kW、10kW、75kW级系列制氢系统。

  (4)氢源系统与燃料电池联试运行:完成了天然气5kW、10kW和30kW级制氢系统与PEMFC的联试工作;完成了天然气5kW级制氢系统与SOFC的联试工作;完成了甲醇100W级制氢系统与DMFC的联试工作;完成了甲醇5kW、10kW和75kW级制氢系统与PEMFC的联试工作。

  9. 高性能膜分离技术开发与工程化应用

  成功开发系列化聚四氟乙烯中空纤维膜及膜接触器技术,在天然气脱碳、膜蒸馏、废水脱氨氮等过程中得到良好应用。开发基于溶解扩散机理的高分子膜材料及中空纤维膜纺丝工艺,成功应用于CO2/CH4H2/N2O2/N2CO2/N2O2/ArHe/CH4H2/CO等气体分离过程及工业化应用过程。开发系列化超滤、微滤和纳滤膜产品及分离膜表面功能化改性技术,提高膜表面的抗污染性、抗菌性、抗凝血等性能,在高浓度污水处理、油水分离和蛋白浓缩领域得到广泛应用。

  10. 高浓度有机废水处理

  研究重点放在:工业催化剂和新工艺的开发和应用,工业废水的湿空气催化氧化,光催化和电光催化,废水的生物处理,,电多相催化和其他物理-化学结合方法。共申请专利70余项,授权专利43项,鉴定结果9项,发表论文近100篇。目前,有20种工业应用。

  11. 1.0 Nm3/h的甲醇重整制氢系统

  本发明涉及一种微型化的甲醇自热重整制氢集成装置和制氢方法。该氢源技术的特征为集成有甲醇自热重整和CO选择氧化(PROX)等主要反应单元,无需传统的CO水气变换单元,且仅用两级CO选择氧化;该氢源集成系统包括一组甲醇自热重整/换热模块、一组催化燃烧/ 汽化模块,两组CO选择氧化/换热模块,四组模块均为整体式催化反应器与微通道换热器焊接集成方式。利用本发明可获得CO浓度小于30 ppm、H2浓度大于53%的1kW级重整气(干气)。

  适用:尤其适合于100W -100KW范围内的燃料电池氢源系统或100L/h - 100m3/h 的用氢量的化工过程。

  12. 处理能力为10万吨/年的微反应系统

  微化工技术研究组所开发的具有自主知识产权的磷酸二氢铵生产的微化工系统,年生产能力可达8-10万吨,并且具有系统体积小(微反应器、微混合器和微换热器体积均小于6L)、移热速度快、响应快、过程连续且易于控制、运行平稳、无振动、无噪音、无废气排放、产品质量稳定等优点,是一种能实现过程强化、安全、高效、清洁的生产设备和工艺。该项目通过了由辽宁省及中科院组织的技术鉴定。这项自主知识产权成果达到了国际领先水平,标志着我国微化工技术应用实现了重大突破。

  13. 微反应器内优质氢氧化镁阻燃剂可控制备技术

  氢氧化镁因分解温度高、抑烟效果好、安全无毒、性能稳定等优点,作为一种环境友好的绿色无机阻燃剂已成为阻燃领域研发的重点。氢氧化镁阻燃性能受其形貌、粒度及粒度分布、比表面积影响显著,故对制备条件的精准控制至关重要。本项目利用微反应器可使反应物料在分子水平上快速均匀混合、传热速率快、连续操作等优点,实现了氢氧化镁生产过程中制备条件(如过饱和度、温度、反应物摩尔比、停留时间)的精准控制,得到了各项参数均符合优级品标准的产品,并完成了5000吨/年中试实验,所得产品粒径均一且可控,批次间重复性好。

  14. 新型中空纤维气体分离膜

  面向我国航空惰性化的发展需求,开展基于低本绿色环保的大通量高效膜法惰化研究,突破中空纤维富氮膜制备,以及膜组件设计优化等关键技术,制造新型惰化膜组件,填补了国内油箱惰化富氮膜空白。同时,针对用于氢气分离、氦气分离、天然气纯化等相关气体分离膜也展开了相关研究。

  15. Pebax基新型气体分离膜

  针对CO2分离,利用其四极矩性,研制一系列Pebax基新型气体分离膜。基于多尺度构效关系,通过原位调控聚合物的聚集态结构,系统探讨填料特性对膜材料性能的影响。

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