重磅发布 | 我校2019年度重大科技进展揭晓

为学习贯彻习近平总书记关于科技创新的重要思想，大力弘扬新时代科学家精神，激励和引导我校广大科技工作者追求真理、勇攀高峰，做新时代的奋斗者，努力“形成一批基础研究和应用基础研究的原创性成果，突破一批卡脖子的关键核心技术”，学校自2019年起组织评选年度重大科技进展。经学院推荐、校外专家网络评审、校学术委员会投票、校长办公会审议及校内公示等评选环节，7项成果最终入选学校2019年度重大科技进展。现予以公布，待疫情结束后学校将择机召开表彰大会。

特种高性能橡胶复合材料关键技术及工程应用

主要完成人：张立群、田明、杨海波

兼具柔性和高强度的连续纤维/橡胶复合材料输送带，广泛应用于冶金、建材、矿山、煤矿等重点产业恶劣工况和复杂地形区的物料输送，每年输送物料数百亿吨，作用巨大。针对大型特种橡胶输送带长期被几家国外大公司垄断的现状，该项目产学研强强联合，在国家“863”计划等项目的持续支持下，（1）开发了输送带复合材料结构及纤维增强体编织结构的有限元分析软件，建立了输送带结构与性能的优化设计方法；（2）创新微纳复合改性及化学接枝改性新技术，攻克了橡胶材料“高温下抗老化兼具高温强度”、“高抗撕兼具高耐磨性”、“高阻燃兼具高耐磨性”等瓶颈问题，显著提升了在不同复杂苛刻工况下服役的承载面橡胶材料的性能；（3）开发了与不同纤维材料增强体匹配的高粘合强度界面层橡胶材料，解决了高粘度橡胶与纤维增强体的界面粘合难题；（4）研发了宽幅连续挤出－压延－恒张力复合、钢丝绳均匀排布与恒张力拉伸精准控制复合等先进工艺及关键装备，解决了连续纤维/橡胶复合材料特种大型输送带制造过程中易夹气、尺寸控制精度差等难题，研制出了冶金、建材、矿山、煤矿等重点行业用大型特种橡胶输送带，产品寿命和性能可与国际知名大公司同类产品比肩，已在中国、澳大利亚、智利、印度等30多家国内外知名用户使用。授权专利54项（发明专利44项），主持或参与修订国家/行业标准7项。该技术成果可推广应用到各种高速高载轮胎、军民两用耐压高强橡胶制件等领域，对推动我国橡胶工业技术进步具有重要意义。获2019年国家科技进步奖二等奖。

高纯/超高纯化学品精馏关键技术研究与工业应用

主要完成人：李群生

高纯/超高纯化学品是电子信息、航空航天等多个领域急需的高端基础材料，精馏提纯是其生产关键。其精馏存在物系复杂、提纯难度大等世界性难题。部分关键技术长期被国外垄断，严重制约我国芯片等行业发展。创新成果包括：（1）提出“液膜扰动”模型，发明了清洁物系高/超高纯化学品精馏的BH型填料成套技术。工业生产出电子级二氯二氢硅等硅源，打破了国外技术封锁。（2）开发了非清洁物系高/超高纯化学品精馏的FGVT塔板成套技术。建成3000吨/年纯度达99.99999999%、芯片和集成电路等急需的高纯硅工业装置，提前缓解贸易战的威胁。（3）首创了高/超高纯化学品生产全流程的4D-RSM优化技术，节能率比同类先进技术高30%。该成果在29家企业148个项目成功应用，近三年获直接经济效益34.34亿元，节约27.34万吨标煤，减排38.19万吨废液，满足国家战略需求。创新性强，对提高相关行业的科技进步有显著推动作用。获2019年教育部科技进步一等奖、中国石化联合会科技进步一等奖、中国产学研合作科技进步一等奖等。

可重构铁磁性液滴

主要完成人：刘绪博、史少伟、王东

传统铁磁性材料，如磁铁，具有固定形貌，应用广泛。具有可变形态的磁性材料，如铁磁流体，常温下是磁性液体，在外加磁场作用下可被磁化拥有磁极，一旦外部磁场撤除，磁矩会随之消失，铁磁流体不能存贮磁性，因而应用受限。基于结构化液体的科学理论，提出了构建可流动液态磁铁的科学设想。通过控制功能化的磁性纳米粒子和聚合物配体，在水油混合体系中，发生界面自组装原位构建磁性纳米粒子表面活性剂，最终饱和吸附导致界面发生阻塞相变(Jamming)，从而在常温条件下即可引发磁流体液滴从顺磁性到铁磁性的可逆转变，同时赋予液滴一定的形貌可塑性。这里首次发现磁偶极矩可以在液态材料中稳定存在，并揭示了现象背后的形成机理，未来可用于液态微反应器、磁控软体机器人等领域，促进极化中子磁场成像技术的发展，拓展纳米磁学理论等。相关成果发表于Science2019, 365 (6450), 264.

“超重力+”过程强化新技术及工业应用

主要完成人：孙宝昌、罗勇、张亮亮、陈建峰、初广文、邹海魁、赵宏

围绕流程工业生产过程节能减排及大气污染物超低排放标准提升的重大需求，北京化工大学超重力团队针对工业含硫气体深度净化、炼厂脱硫醇废碱液氧化再生等过程的新问题和新挑战，基于经典超重力技术，开展了“超重力+”过程强化从“基础理论-新技术-工业应用”三位一体创新研究。揭示了“超重力+纳微表面”填料内传质规律以及多场组合强化多组分污染物同时深度脱除过程机制；创制出“超重力+纳微表面”、“超重力+电场”等新装备；发明了工业含硫气体深度净化、碱液氧化再生等“超重力+”新工艺。通过系统集成，形成了“超重力+”新技术。该技术已工业应用17套，环保、经济和社会效益显著，为石油化工、饮料等行业含硫气体深度净化提供了技术保障和示范。新技术被评价为：“‘超重力+’装备及新工艺为国内外首创，工业应用技术指标处于国际领先水平”，并于2019年获石化联合会技术发明一等奖1项、中国化工学会技术发明一等奖1项。

光热转化材料的构筑与应用研究

主要完成人：尹梅贞、冀辰东

有机光热转换材料结构精确、性能可调控，在精细化工和生物医药方面发挥着重要作用。但是，目前有机光热转换材料种类少，稳定性差且光热转化效率偏低，严重限制了其发展和应用。尹梅贞教授研究团队研发了莱啉系列有机染料，通过调控分子结构以及构筑超分子组装体系，获得了一系列具有超高稳定性及高光热转化效率的有机光热转换材料，应用于智能材料、生物成像及抗肿瘤领域。该成果为开发新型有机光热试剂提供了坚实的理论基础，为光热材料的研发和临床使用提供了更广阔的应用前景。相关研究成果发表于Nat. Commun.2019, 10, 767; J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 7385; Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 1638；Acc. Chem. Res. 2019, 52, 2266。

高性能电解(海)水材料与器件

主要完成人：孙晓明、邝允、刘文、周道金

电解水制氢是一种规模化制氢的潜在方案，但是能耗的降低依赖于高活性催化材料与高稳定性电极结构和器件。孙晓明教授团队揭示了层状复合金属氢氧化物中金属氧桥位结构与催化活性的构效关系，发展了应力、梯度调控催化剂电子结构的新方法，建立了高活性单原子催化活性中心构筑新方法，实现了电解水性能的显著提高。在此基础上，该团队设计并制备了抗腐蚀、高稳定性电极结构，在工业电解电流密度下实现了1000 小时海水稳定电解制氢，并搭建了可再生能源驱动海水电解装置。相关研究成果发表于PNAS, 2019, 116, 6624；Nat. Commun., 2019, 10, 1711；Angew. Chem. Int. Ed., 2019, 58, 736-740等。

反应/分离耦合技术制备高纯锂盐联产镁基功能材料

主要完成人：项顼、林彦军

盐湖资源是我国特色战略资源，高镁/锂比盐湖卤水锂/镁分离与提取是世界性难题。围绕盐湖资源有效利用国家重大战略需求，针对我国盐湖高镁/锂比特征，创造性提出反应/分离耦合核心技术，基于层状结构LDHs的晶格选择性与离子识别科学原理，发展了多项分离、提取及过程强化关键技术，实现盐湖锂、镁高效分离、高效提取锂制备高纯锂盐、同时联产镁基功能材料，在盐湖地区建成首套锂/镁分离及锂/镁产品联产中试示范装置。该技术突破了盐湖锂、镁资源利用的技术瓶颈，为盐湖锂、镁资源的提取和高值利用开辟了新途径，为盐湖资源平衡、可持续开发提供了科学与技术支撑。获美国专利授权1件，国家专利授权4件，申请PCT专利2件；与藏格钾肥公司（000408）合作在青海盐湖地区建成了1套百吨级镁基多功能材料联产电池级碳酸锂中试示范线；建成1套1500t/a镁基多功能材料产业化生产线；4件专利以作价入股方式获得成果转化，作价1199.04万元。

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来源|科研院 新闻网

责编|连 旭

美编|李嘉珊