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利用農業(yè)廢棄物秸稈生產生物炭，返施農田，并輔助其它技術，可以達到固定重金屬污染農田，在微污染農田中生產出合格產品，挽救因重金屬污染造成的農田損失；同時可以減少化肥施用量，達到減施以保護地表環(huán)境免受富營養(yǎng)化污染。目前重金屬造成農田的污染修復以及化肥減施大部分屬于國家公益項目。 農田重金屬固定技術已經在天津東麗區(qū)區(qū)示范運行 3 年，運行效果好，蔬菜重金屬達到標準，增加農作物產量，減少化肥施用，因此，廣受農民歡迎。

活性炭是現(xiàn)代化學工業(yè)，石油工業(yè)，食品工業(yè)，醫(yī)藥工業(yè)，飲用水處理等行業(yè)不可缺少的處理吸附，脫色，凈化劑，應用范圍十分廣泛，尤以粒狀活性炭最為重要，世界上許多國家和地區(qū)都十分重視它。在日本，丹麥，瑞典，美國等發(fā)達國家研究，生產應用活性炭的歷史近百年；在中國雖然起步較晚，但在應用硬果殼制備活性炭的生產工藝方面有較大的成功，先后有采用核桃殼，椰子殼，棕櫚殼，桃核，杏仁殼及木屑等為原料來制備粒狀或粉狀活性炭，由硬果殼制備的活性炭均為粒狀，可再生重復使用，應用價值大；由木屑制備的粒狀活性炭，生產成本較低，一般為一次性使用，不便于再生。活性炭生產方法可分為物理活化法和化學活化法兩大類，各有優(yōu)缺點，但化學活化法由于活化劑種類及濃度的不同而使活性炭的孔徑大小，長短等主要技術指標有較大的差異，人們通過控制選擇活化劑，活化劑濃度，PH值大小；活化溫度高低等條件來達到制備出不同規(guī)格型號的粒狀活性炭，以供不同用途選用。

由生物質制成的炭具有無煙、無味、熱值高等特點，可以直接施放到土壤中或作為炭基肥的原料使用，一方面改良土壤、增加肥力，另一方面利用其耐降解性質，延長碳在土壤中的封存時間，降低溫室效應對全球氣候變化的負面影響。此外，生物炭是一種很好的吸附劑，具有較大的比表面積，其表面含有豐富的含氧活性功能團，可凈化水質，吸附土壤中一些常見的環(huán)境污染物如重金屬、農藥等。因成本較低，已廣泛使用于化工、冶金、環(huán)保、農業(yè)等領域。 目前，已有的生物炭生產系統(tǒng)都會至少存在下列問題之一：①產能小，難以滿足大規(guī)模生產需求，如窯式爐、釜式、螺旋推進爐等；②爐內溫度難以控制，生物炭品質難以保證，如豎流式爐等；③對原料要求高，應用范圍受到限制，如回轉窯；④能耗大，生產成本高，存在環(huán)境污染（特別是焦油難處置）。針對以上問題，東南大學將炭化過程產生的副產品（焦油和熱解氣）進行燃燒，燃燒產生的高溫煙氣采用內外聯(lián)合加熱方式為生物質炭化過程提供熱量，無焦油產生，實現(xiàn)連續(xù)式進出料和能量梯級利用。目前已建成日處理秸稈量7噸和24噸的成套工程，日產生物炭約2.1噸和7.5噸。工程連續(xù)穩(wěn)定運行。

活性炭作為一種多孔材料，由于其具有發(fā)達的孔徑結構和豐富的表面官能 團，所以廣泛應用于國民經濟部門和人們的日常生活。活性炭不僅可用于液相 脫色，上下水凈化，氣相吸附，溶劑回收，空氣凈化；還可用于催化劑的合成， 作為貴金屬催化劑的載體。尋求新原料制備高性能的活性炭具有重要的意義。 濕地植物在冬季出現(xiàn)枯萎的現(xiàn)象，若不及時收割，會導致基質阻塞和腐爛 等問題。當前濕地植物秸稈大多通過焚燒和填埋的方式進行處理，利用率低且 污染環(huán)境。本項目技術在研究過程中發(fā)現(xiàn)，濕地植物秸稈具有孔結構發(fā)達、碳 含量高等特點，故采用濕地植物秸稈作為生產活性炭的原料，既能解決濕地植 物秸稈利用率低、污染環(huán)境的問題，又能降低活性炭的生產成本，廢物利用。 本技術采用新型的改性方法和活化方法：首先，采用表面改性的方法來提 升活性炭的吸附性能；其次，采用原位改性的方法，節(jié)約成本，簡化工藝，提 升活性炭性能；再次，使用新型活化劑，實現(xiàn)一步法直接活化生產目標活性炭， 使其具有特定孔徑結構和官能團。 本項目技術制備出的新型活性炭，比表面積高，表面官能團豐富，對重金 屬、有毒有害有機污染物具有高效的吸附性能。以植物生物質為原料制備活性 炭，過程簡單，速度快，制備成本低，產品性能優(yōu)異，具有良好的實用性能。

在巡檢條件下，實現(xiàn)多物理量融合的鋼軌病害動態(tài)檢測技術。采用復合電磁技術檢測材料表面和內部的宏觀傷損；采用巴克豪森技術測量缺陷產生前的殘余應力、材料狀態(tài)改變、表面早期傷損；應用相控陣超聲技術檢測鋼軌內部缺陷，并實現(xiàn)焊縫的精確定位及智能化全尺寸高效檢測。實現(xiàn)覆蓋諸如鋼軌（含焊縫）等重大設施及新型材料全尺寸、全壽命周期的健康狀態(tài)綜合檢測。 高速鐵路損傷檢測：實現(xiàn)80-350km/h的高巡檢速度下對軌道不同階段損傷的檢測，提高軌道安全性； 智能制造質量檢測：實現(xiàn)新型加工、增材制造中加工質量無損檢測，提高智能制造的加工水平； 結構智能健康監(jiān)控：實現(xiàn)鋼軌、橋隧、航空航天設施關鍵部位故障狀態(tài)監(jiān)控，提高重大設施壽命。 技術優(yōu)勢 巡檢試驗轉臺的速度提升至350km/h，填補了國內350km/h速度等級巡檢試驗轉臺的空白。首次在國內研究了350km/h高速及不飽和狀態(tài)下鐵磁性材料動態(tài)磁化過程機理。采用電磁、渦流、圖像等無損檢測核心關鍵技術，研究各種材料的傷損缺陷對檢測信號的影響，克服使用環(huán)境、高速運動對檢測系統(tǒng)的影響，在高速及重載鐵路應用條件下，對服役鋼軌表面、亞表面以及一定深度的裂紋缺陷損傷進行快速巡檢，構建高速鋼軌裂紋巡檢設備，實現(xiàn)對鐵路鋼軌裂紋缺陷形貌參數等相關數據信息的快速獲取、損傷程度判別，并進行故障預警和壽命評估。研究基于復合電磁效應、超聲波、激光、圖像融合的鋼軌巡檢及實時分析技術，實現(xiàn)病害特征識別與缺陷重構。通過分析鐵磁性材料磁化過程，抑制巡檢中檢測探頭的振動、提離效應、材料屬性以及使用環(huán)境對鋼軌表面檢測結果的影響；基于多物理量數據的融合分析，精確識別鋼軌缺陷產生前的殘余應力、早期傷損等多種病害。通過使用超聲技術實現(xiàn)焊縫精確定位及全斷面相控陣高效檢測。

在巡檢條件下，實現(xiàn)多物理量融合的鋼軌病害動態(tài)檢測技術。采用復合電磁技術檢測材料表面和內部的宏觀傷損；采用巴克豪森技術測量缺陷產生前的殘余應力、材料狀態(tài)改變、表面早期傷損；應用相控陣超聲技術檢測鋼軌內部缺陷，并實現(xiàn)焊縫的精確定位及智能化全尺寸高效檢測。實現(xiàn)覆蓋諸如鋼軌（含焊縫）等重大設施及新型材料全尺寸、全壽命周期的健康狀態(tài)綜合檢測。高速鐵路損傷檢測：實現(xiàn)80-350km/h的高巡檢速度下對軌道不同階段損傷的檢測，提高軌道安全性；智能制造質量檢測：實現(xiàn)新型加工、增材制造中加工質量無損檢測，提高智能制造的加工水平；結構智能健康監(jiān)控：實現(xiàn)鋼軌、橋隧、航空航天設施關鍵部位故障狀態(tài)監(jiān)控，提高重大設施壽命。技術優(yōu)勢巡檢試驗轉臺的速度提升至350km/h，填補了國內350km/h速度等級巡檢試驗轉臺的空白。首次在國內研究了350km/h高速及不飽和狀態(tài)下鐵磁性材料動態(tài)磁化過程機理。采用電磁、渦流、圖像等無損檢測核心關鍵技術，研究各種材料的傷損缺陷對檢測信號的影響，克服使用環(huán)境、高速運動對檢測系統(tǒng)的影響，在高速及重載鐵路應用條件下，對服役鋼軌表面、亞表面以及一定深度的裂紋缺陷損傷進行快速巡檢，構建高速鋼軌裂紋巡檢設備，實現(xiàn)對鐵路鋼軌裂紋缺陷形貌參數等相關數據信息的快速獲取、損傷程度判別，并進行故障預警和壽命評估。研究基于復合電磁效應、超聲波、激光、圖像融合的鋼軌巡檢及實時分析技術，實現(xiàn)病害特征識別與缺陷重構。通過分析鐵磁性材料磁化過程，抑制巡檢中檢測探頭的振動、提離效應、材料屬性以及使用環(huán)境對鋼軌表面檢測結果的影響；基于多物理量數據的融合分析，精確識別鋼軌缺陷產生前的殘余應力、早期傷損等多種病害。通過使用超聲技術實現(xiàn)焊縫精確定位及全斷面相控陣高效檢測。應用范圍:（1）獲得國家科技部重大科學儀器開發(fā)專項重大科學儀器開發(fā)專項“在役鋼軌缺陷綜合檢測監(jiān)測設備開發(fā)與應用”、國家自然科學基金委員重大科學儀器開發(fā)專項“鋼軌接觸疲勞及裂紋多物理高速巡檢監(jiān)測技術攻關”鐵路總公司重大課題“高鐵鋼軌淺表層缺陷快速檢測關鍵技術研究及裝備研制”等項目支持。（2）作為關鍵核心設備應用于中國鐵路總公司新一代國產大型高速鋼軌探傷車GTC-80，累計巡檢里程已達1萬公里以上。發(fā)現(xiàn)各類型缺陷，如裂紋，剝離，磨損等400多例，通過了鐵路總公司的關鍵技術鑒定，實現(xiàn)進口重大裝備替代。（3）30km/h的雙軌電動探傷機器人，集成環(huán)境感知、智能巡檢、大數據處理與無線傳輸等功能，實現(xiàn)無人監(jiān)控下的長距離自主運行，用于城市軌道巡檢，已應用于南京地鐵、西安地鐵等。（4）智能制造質量檢測技術應用于寶武集團寶日冷軋鋼板廠（世界最大冷軋鋼板生產線）鋼板加工性能在線自動檢測。（5）結構智能健康監(jiān)控技術應用于京滬高鐵CRTS-Ⅱ型軌道板健康監(jiān)控（上海鐵路局科技進步一等獎）、金溫高鐵沿線光纖監(jiān)測（全國首例）、貴廣客專K75+431雙線特大橋沉降監(jiān)測、蕪湖地鐵1、2號線安全監(jiān)控系統(tǒng)；（6）挑戰(zhàn)杯全國大學生課外學術科技作品競賽特等獎，創(chuàng)青春全國大學生創(chuàng)業(yè)大賽金獎，第一屆中俄工業(yè)創(chuàng)新大賽二等獎。

新型氫轉換材料實現(xiàn)了簡單、高效、即時即地制氫，結合氫氧燃料電池，可為國民經濟和軍事領域提供便攜式電源的解決方案。關鍵產品技術已達國際先進水平，增強了我國在氫能制取和應用技術上的核心競爭力。?

釆用理論、試驗、數值模擬方法，對CFRP（版、布、網格）、聚脈等材料復合加固地下工程混凝土拱結構的加固技術研究，提出了加固方法。

真菌疏水蛋白具有自我裝配成膜的性質，因此 （1）疏水蛋白可作為蛋白和細胞固定化的媒介，可用于生物傳感器和生物芯片，作為引發(fā)層，交聯(lián)上配體或形成融合蛋白，能使特定分子固定化到特定表面。 （2）它能改變表面的屬性，保護表面。可用于提高醫(yī)學器官移植物生物相容性和防止微生物細胞粘附；可應用于醫(yī)藥行業(yè)中燒傷、創(chuàng)傷的創(chuàng)面保護，為臨床病人創(chuàng)面保護和恢復提供一種安全無毒、操作簡便、高效低耗的新手段。 （3）作為一種生物表面活性劑，疏水蛋白還可以用于促進土壤中的污染物的降解和應用在石油泄漏后回收石油的過程中。 （4）疏水蛋白具有表面活性，可用于食品對抗相變能力并形成穩(wěn)定泡沫，使其在密封食品生產上發(fā)揮重要作用； （5）也可用于日用化妝品生產中，因疏水蛋白可以作為洗潔產品的成分，根據其疏水、親水兩相間的轉變，可通過自我裝配而將面部的油脂等疏水的成分包裹起來，再用水清洗將其除去，也可以作為保護秀發(fā)的天然膜，使發(fā)部維持清潔并保持一定水分；將它運用到面部的美容護理，由于它的特性，能使皮膚表面形成一層天然生物活性保護膜，起到皮膚保濕、免受外界空氣中污濁物的侵害，從而達到護膚美容之功效。 （6）疏水蛋白直接包裹藥物以改變藥物溶解性并實現(xiàn)控、緩釋。通過真菌疏水蛋白與難溶于水的藥物混合，可以達到良好的分散效果，并延長了兩種藥物的藥效持續(xù)時間。 （7）真菌疏水蛋白與其他的功能性蛋白或小肽組成融合蛋白，同時發(fā)揮疏水蛋白的穩(wěn)定吸附材料表面的特性和功能性蛋白或小肽的特異性功能，如在組織工程、抗炎抗菌材料等。 項目特色： 純天然生物制品，無毒害，無污染。耐酸堿，抗相變能力強。自我裝配形成有活性的蛋白膜。具有良好的熱穩(wěn)定性和透氣不透水性。由于它的特性，使得它具有：（1）自動成膜，無需貼敷，使用便利；（2）透氣性優(yōu)良；(3)純天然無化學添加成分，瑞氏木霉已被證明是安全的菌種；（4）組織相容性好，避免了嚴重的排異反應；（5）耐高溫（100 攝氏度仍保持活性），易于消毒；（6）穩(wěn)定不降解，便于產品的長期保存；（7）用表面活性劑就可以很容易地清洗（8）延展性好，1 毫克的疏水蛋白在液面就可以展開 1 平方米的薄膜（9）透明，可直接透過成膜觀察（10）性價比高。 市場應用前景： 目前國際上尚未實現(xiàn)疏水蛋白的工業(yè)化生產，其相關應用產品的開發(fā)更為滯后。我們在已實現(xiàn)疏水蛋白中試研發(fā)的基礎上，擴大發(fā)酵規(guī)模，進行后續(xù)產品的開發(fā)，我們的技術和工藝現(xiàn)居國際領先地位，無疑會占有寶貴的先機。 疏水蛋白產品將作為新一代膜生物活性材料進入市場，它的出現(xiàn)將會革命性地取代現(xiàn)有化學產品，這無疑給人類的健康帶來了很大的益處，消除人類在預防和治療疾病、食品加工、以及醫(yī)學檢測、食物保鮮方面為健康做出努力的同時給自身帶來的潛在危害，而且價格更為低廉。因此，本項目大規(guī)模生產疏水蛋白及其應用開發(fā)是有非常廣闊的市場前景的，并且我們的技術在國際和國內市場處于領先地位。這些產品都將在國際市場上處于最優(yōu)競爭狀態(tài)。