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在“東南大學(xué)十大科學(xué)與技術(shù)問題”啟動(dòng)培育基金的資助下，江蘇省“分子鐵電科學(xué)與應(yīng)用”重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究團(tuán)隊(duì)在分子壓電領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，發(fā)現(xiàn)了首例二茂鐵基鈣鈦礦壓電材料。 有機(jī)無機(jī)雜化鈣鈦礦（通式為ABX3）由于其在太陽能電池、光電探測器、電致發(fā)光、壓電等高新科技領(lǐng)域中可觀的發(fā)展?jié)摿Χ鴤涫軐ＷⅰＴ陔s化鈣鈦礦領(lǐng)域，因其優(yōu)異的結(jié)構(gòu)多樣性和化學(xué)可調(diào)性，涌現(xiàn)出了各種結(jié)構(gòu)新穎和性能卓越的壓電和鐵電材料。然而，迄今為止報(bào)道的雜化鈣鈦礦壓電體中，A位的成分幾乎都是純有機(jī)胺離子。自1951年以來，二茂鐵的問世掀起了有機(jī)金屬化學(xué)的革命。基于二茂鐵的有機(jī)金屬化合物由于其性能的多樣性和功能的豐富性在納米醫(yī)學(xué)，生物傳感，催化和氧化還原等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。經(jīng)過多年發(fā)展，二茂鐵基有機(jī)金屬化合物在鐵磁和鐵彈等領(lǐng)域也取得了重大突破。然而，基于二茂鐵基陽離子的鈣鈦礦壓電材料此前仍是一片空白。 在“鐵電化學(xué)”理論（針對鐵電體的分子設(shè)計(jì)原理）的啟發(fā)和指導(dǎo)下，我們發(fā)現(xiàn)以二茂鐵基組分作為陽離子來代替有機(jī)胺是可行的，并構(gòu)筑了一類新型的二茂鐵基鈣鈦礦壓電材料：[（二茂鐵基甲基）三甲基銨]PbI3 ((FMTMA)PbI3), (FMTMA)PbBr2I和 (FMTMA)PbCl2I。得益于二茂鐵基陽離子的穩(wěn)定性，通過陰離子骨架中的鹵素調(diào)控使材料的性能得到顯著提升，獲得了與LiNbO3相當(dāng)?shù)某錾珘弘娦阅懿⒓婢咄怀龅陌雽?dǎo)體特性。基于該材料所制備的壓電能量收集裝置展現(xiàn)了其優(yōu)異的機(jī)電能量轉(zhuǎn)換性能。這項(xiàng)工作為鈣鈦礦壓電材料的研究開辟了新的篇章，將激發(fā)對二茂鐵基鈣鈦礦材料的進(jìn)一步研究。

該發(fā)明涉及一種尾礦全資源利用方法，屬于礦產(chǎn)資源綜合利用與礦物復(fù)合新材料技術(shù)領(lǐng)域。該發(fā)明能夠利用尾礦廢石制備多種資源化利用產(chǎn)品，所制備的產(chǎn)品強(qiáng)度較高，具有良好的綜合性能，應(yīng)用范圍廣泛。該項(xiàng)發(fā)明綠色環(huán)保，可實(shí)現(xiàn)規(guī)模化批量制備。

本發(fā)明所涉及的環(huán)氧樹脂納米復(fù)合材料用多功能碳納米管，適用于所有高性能復(fù)合 材料領(lǐng)域。由于本發(fā)明所涉及的碳納米管具有增強(qiáng)、分散、界面粘結(jié)、固化等多種功能， 由其制得的碳納米管／環(huán)氧樹脂復(fù)合材料具有碳納米管本身的高強(qiáng)度、高模量、良好的 韌性、低密度、導(dǎo)電等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于各種先進(jìn)材料領(lǐng)域，市場前景十分可觀。該 多功能碳納米管是固態(tài)材料，儲(chǔ)存和運(yùn)輸十分方便；并且本身具有了良好的分散性和界 面粘結(jié)性能，操作工藝簡單，相對降低了生產(chǎn)成本。因而，本發(fā)明為高性能納米復(fù)合材 料的工業(yè)化生產(chǎn)提供了新的途徑

新型脫硫石膏復(fù)合水泥土及注漿材料分別應(yīng)用于深基坑工程中的止水帷幕，坡道加固及地基加固中的最優(yōu)配合比。水泥摻量 14%、粉煤灰摻量 3%、脫硫石膏摻量 2%、水灰比 0.4，即用脫硫石膏和粉煤灰取代 26.3%的水泥摻量，可以較好的改善土體的力學(xué)性能，更能夠很大程度地提高土體的抗?jié)B性，達(dá)到止水效果，大量應(yīng)用于水泥土攪拌樁、雙液注漿型止水帷幕的施工當(dāng)中。水泥摻量 8%、粉煤灰摻量 3%、脫硫石膏摻量 3%、水灰比 0.4，即用脫硫石膏和粉煤灰取代 42.8%的水泥摻量，造價(jià)低廉，可以提高土體的強(qiáng)度，適當(dāng)提高土體的抗?jié)B性能，可以大量應(yīng)用在臨時(shí)性土體加固工程中，比如坡道加工及基坑坑底土體加固當(dāng)中，改善土體力學(xué)性能，保證施工安全和施工進(jìn)度，以節(jié)約成本。已經(jīng)申請專利：一種利用脫硫石膏的新型土體固化劑 201410021878.3。

北京科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院生物醫(yī)用材料研究室研制開發(fā)的半晶聚乙烯醇水凝膠彈性體是一種新型醫(yī)用生物材料，可用于人關(guān)節(jié)軟骨的修復(fù)或替代。本項(xiàng)目成果屬國內(nèi)外首創(chuàng)，其應(yīng)用和推廣不但會(huì)產(chǎn)生100萬元／年的經(jīng)濟(jì)效益，而且能帶來巨大的社會(huì)效益。利用反復(fù)冷凍－融化法可將聚乙烯醇（Polyvinyl alcohol，縮寫PVA）水溶液凝膠化而制成聚乙烯醇水凝膠彈性體（PVA hydrogel elastomers, 縮寫PVAHE），由于其PVA結(jié)晶度為50％－60％，因此又稱為半晶聚乙烯醇水凝膠彈性體。1998年以來，這種人工關(guān)節(jié)軟骨材料通過三次動(dòng)物實(shí)驗(yàn)（共19個(gè)月）表明生物相容性很好，植入材料（PVAHE）周圍組織未產(chǎn)生任何炎性反應(yīng)和退變。2000年6月至2001年10月曾在中國藥品生物制品檢定所動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行PVAHE生物學(xué)評價(jià)并通過產(chǎn)品注冊檢測。目前，已達(dá)到臨床應(yīng)用的水平。從1996年以來，本項(xiàng)目的研究和研制開發(fā)工作是在北京市自然科學(xué)基金（3962006）、國家自然科學(xué)基金（59775038）和北京市科技項(xiàng)目合同（954020400）資助下歷時(shí)5年完成的。多年實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和動(dòng)物試驗(yàn)表明，半晶聚乙烯醇水凝膠彈性體是一種很有產(chǎn)業(yè)化前景的醫(yī)用表面修復(fù)材料，它具有以下特點(diǎn)：（1）潤滑性能良好（摩擦系數(shù)0.05，磨損系數(shù)小于10-7mm3/Nm）;（2）充分的吸震能力（含水率70％－80％，多微孔）；（3）很好的生物相客性；（4）彈性大，強(qiáng)度高（壓縮模量14MPa，壓縮強(qiáng)度4MPa）；（5）能與宿主骨（軟骨下骨）牢固連接（界面剪切強(qiáng)度1MPa）。 半晶聚乙烯醇水凝膠彈性體的結(jié)構(gòu)和性能非常接近于人關(guān)節(jié)軟骨，其主要用途是在矯形外科手術(shù)中用于修復(fù)或替代關(guān)節(jié)軟骨。典型產(chǎn)品為厚度2~3mm的平板狀水凝膠彈性體（白色、不透明、觸感類似于橡膠）。

北京科技大學(xué)榮源連鑄耐火材料研究發(fā)展中心采用最新科技自主研制開發(fā)的新型連鑄用耐火材料——鋼包至中間包的長水口，中間包內(nèi)的整體塞棒和從中間包到結(jié)晶器的浸入式水口。 本項(xiàng)目產(chǎn)品以市場為導(dǎo)向，特別開發(fā)了國內(nèi)首創(chuàng)的使用無碳內(nèi)壁浸入式水口和長壽命水口，將增加鋼鐵工業(yè)所需優(yōu)質(zhì)、節(jié)能、長壽和綠色型耐火材料生產(chǎn)量，滿足潔凈鋼和高效連鑄對連鑄耐火材料要求。配套建設(shè)了最先進(jìn)的生產(chǎn)線，產(chǎn)品技術(shù)性能領(lǐng)先，質(zhì)量優(yōu)異，在低成本的生產(chǎn)條件下產(chǎn)品價(jià)格低于進(jìn)口同類產(chǎn)品，將在國內(nèi)市場競爭中處于優(yōu)勢地位，同時(shí)可取代部分進(jìn)口同類產(chǎn)品。本項(xiàng)目獲得遼寧省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。 新型連鑄用耐火材料與連續(xù)鑄鋼工藝技術(shù)溶為一體，用于連續(xù)鑄鋼中鋼水保護(hù)澆鑄和控制鋼水流量，其特點(diǎn)是要求材料高性能，屬于耐火材料高技術(shù)領(lǐng)域。無碳內(nèi)壁防堵塞浸入式水口用于潔凈鋼連鑄中。

該項(xiàng)目（專利號(hào)：200410009747.x）涉及一種含稀土的氧化物在紫外線激發(fā)下發(fā)射紅色熒光的熒光粉及其制備方法。該發(fā)光材料是一種化學(xué)穩(wěn)定性好、發(fā)光亮度高、單色性好、成本相對降低的紅色發(fā)光材料。 該項(xiàng)目含稀土的氧化物的紅色發(fā)光材料的化學(xué)組成為（Y1－x－y－z Gd x Al y Eu z）2O3，其中0＜x ≤0.7 , x為基質(zhì)組分Gd的含量；0＜y＜0.26, y為基質(zhì)組分Al的含量； 0.02≤z ≤0.12, z為激活劑Eu的含量。含稀土的氧化物的紅色發(fā)光材料是由Y2O3、Gd2O3、Al2O3和Eu2O3經(jīng)1280℃高溫灼燒，形成具有立方結(jié)構(gòu)的（Y Gd Al Eu）2O3固熔體，因而具有化學(xué)穩(wěn)定性好、發(fā)光亮度高、單色性好的特點(diǎn)，并且由于非稀土元素Al對稀土元素Y、Gd的部分取代，導(dǎo)致稀土元素用量減少，降低產(chǎn)品成本。 應(yīng)用范圍：主要在燈用熒光粉等三基色紅粉中應(yīng)用。

碳纖維復(fù)合材料要真正應(yīng)用于汽車領(lǐng)域，必須適應(yīng)高產(chǎn)量汽車生產(chǎn)的成本和生產(chǎn)速度，因此對復(fù)合材料的規(guī)模化、自動(dòng)化、快速成型技術(shù)提出了更高的要求。高效率批量化生產(chǎn)要求新型的快速固化成型環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。其中主要涉及到的是預(yù)浸料的模壓成型工藝：利用固化時(shí)間在2~5min的環(huán)氧樹脂預(yù)浸料模壓成型工藝生產(chǎn)。首先使用2～3分鐘即可硬化的環(huán)氧樹脂和碳纖維制造預(yù)浸料，然后再放入模具加熱，在3～10MPa的高壓下沖壓成型。成型周期僅為約10分鐘，在熱硬化性CFRP中生產(chǎn)效率上佳。 北京化工大學(xué)先進(jìn)材料研究院中心將化學(xué)流變學(xué)理論應(yīng)用于碳纖維預(yù)浸料專用樹脂體系的設(shè)計(jì)指導(dǎo)通過流變學(xué)調(diào)控樹脂體系的初始粘度，實(shí)現(xiàn)樹脂對纖維的充分浸潤。通過化學(xué)反應(yīng)降低預(yù)浸料的樹脂流動(dòng)度，提高預(yù)浸料的工藝性能。已申請專利6項(xiàng)。在工藝設(shè)備創(chuàng)新方面，采用雙行星雙動(dòng)力的攪拌方式，低速運(yùn)轉(zhuǎn)的行星攪拌錨使物料上下翻動(dòng)混合，高速運(yùn)轉(zhuǎn)的行星分散盤使物料產(chǎn)生強(qiáng)烈的碰撞和剪切。課題組充分利用北京化工大學(xué)的高分子學(xué)科優(yōu)勢，基于國產(chǎn)碳纖維的產(chǎn)能擴(kuò)張，結(jié)合不同級(jí)別國產(chǎn)碳纖維(T300、T700、T800) 的表面特性，自主設(shè)計(jì)了不同耐溫等級(jí)的環(huán)氧樹脂體系，開發(fā)了系列化(80、90、100、120、180度)的預(yù)浸料專用樹脂體系，以開拓國產(chǎn)碳纖維的下游加工應(yīng)用。 在快速固化耐高溫韌性環(huán)氧樹脂體系的研制方面，環(huán)氧樹脂分子設(shè)計(jì)需要滿足幾個(gè)條件，1、含有噁唑烷酮環(huán)的環(huán)氧樹脂固化后不僅具有較好的耐熱性，其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和熱分解溫度亦高于純環(huán)氧樹脂和其他的傳統(tǒng)環(huán)氧熱固性材料。2.具備出色的電氣絕緣性能，物理機(jī)械性能。3.噁唑烷酮結(jié)構(gòu)極性基團(tuán)的存在使得環(huán)氧樹脂與碳纖維的粘結(jié)強(qiáng)度增加。4.聚氨酯柔性鏈的存在，使得樹脂的柔韌性提高。固化體系設(shè)計(jì)包括：固化劑的液化改性；儲(chǔ)存穩(wěn)定性；吸水性；分散性。MHT150-PN預(yù)浸料樹脂是中高溫固化快速成型的阻燃環(huán)氧樹脂體系，具有高耐熱、環(huán)保阻燃和高韌性等特點(diǎn)，主要用于汽車件等快速固化預(yù)浸料領(lǐng)域，具有優(yōu)異的操作性及貼合性。

北京大學(xué)工學(xué)院科研團(tuán)隊(duì)通過多年的研究，開發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的利用粉煤灰等工業(yè)固廢制備莫來石耐火材料新技術(shù)。此技術(shù)的核心發(fā)明是通過研究粉煤灰、煤矸石、鋁礬土等高溫?zé)Y(jié)過程中莫來石化的機(jī)理和莫來石化過程中晶粒的生長、聚集及網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的發(fā)展等顯微結(jié)構(gòu)變化，獲得了粉煤灰等固廢耦合制備莫來石復(fù)相耐火材料新技術(shù)。目前，該技術(shù)已進(jìn)行工業(yè)示范。

CO2資源化利用不僅可以緩解溫室效應(yīng)引起的環(huán)境問題，而且還可以解決日益嚴(yán)峻的能源枯竭問題。以太陽光為直接驅(qū)動(dòng)力的光催化還原CO2生成有機(jī)物是較為理想的途徑之一，也是極具挑戰(zhàn)性的前沿方向。含氮共價(jià)有機(jī)框架材料（COF）擁有良好吸光能力和電荷傳輸能力，具有高穩(wěn)定性、高CO2吸附量、易于設(shè)計(jì)調(diào)控和修飾等優(yōu)點(diǎn)，是一類非常有潛力的光催化固碳材料。我所通過胺醛縮合席夫堿反應(yīng)合成了一系列具有相同結(jié)構(gòu)不同官能團(tuán)的酮胺基COF材料TpBD-X [X = -H2、-(CH3)2、-(OCH3)2和-(NO2)2]，并研究不同官能團(tuán)對該類材料光催化還原CO2性能的影響。結(jié)果表明，官能團(tuán)的引入會(huì)影響TpBD的可見光吸收能力，改變其能帶結(jié)構(gòu)；與吸電子基團(tuán)相比，該COF材料中的給電子基團(tuán)更有利于光催化還原CO2的進(jìn)行，其活性順序?yàn)?OCH3 > -CH3 > -H2> -NO2。結(jié)合各種表征技術(shù)，發(fā)現(xiàn)給電子基官能團(tuán)可以增強(qiáng)該類材料的共軛效應(yīng)，提高可見光吸收，加快光生電荷分離與遷移，進(jìn)而提高光催化還原CO2活性。該研究不僅可以拓展COF材料的實(shí)際應(yīng)用，還可以豐富光催化理論，對于CO2的固定轉(zhuǎn)化具有重要的理論指導(dǎo)意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。