148期:先进功能材料领域精选科技成果推荐

项目一:低成本硅铝质微孔保温材料

1成果简介

利用我国的大宗固体废弃物煤矸石,制备了高附加值的硅铝质微孔保温材料。本项技术合理利用了煤矸石中的主要元素,有效去除了杂质元素,再通过适量补充铝源和添加造孔剂,最终得到了具有大量微米孔径的硅铝质保温材料。

以煤矸石制备得到的硅铝质微孔保温材料,广泛用于各种窑炉的内壁,石油管道的隔热保温、也可作为催化剂载体应用于汽车尾气的处理,工业污水的处理等方面。除了在工业方面的应用外,也可应用于房屋外墙的隔热保温,起到节能的作用。

2技术先进性

实现了固废生产高附加值莫来石、堇青石等硅铝质保温材料的关键技术的集成。通过反应烧结技术一步烧成得到最终产品,大幅降低了生产成本。本成果具有显著的经济效益和社会效益。

3技术创新点

通过合理配料,利用反应烧结技术一步烧成得到最终产品,简化工艺,降低能耗。

项目二:可见光条件下使用的光催化陶瓷及可漂浮光催化陶瓷球

1成果简介

针对工业、农业排放的污水处理问题,通过光催化技术高效降解水体中的有机污染物(如有机染料、农药、抗生素等)。通过选择合适的化学成分,提高材料在可见光条件下的光催化性能;经过成型,烧成获得具有一定强度和光催化性能的陶瓷产品。

2技术先进性

重点突破了光催化材料的可见光响应和光催化剂的可回收技术,光催化陶瓷对甲基蓝和土霉素具有优良降解能力。本成果核心技术优势明显,性能良好,产品市场容量巨大。

3技术创新点

通过对纳米二氧化钛的改性,使产品在可见光下具有优良的光催化性能,制成具有一定强度的陶瓷产品,便于使用和回收。根据需要,还可生产在可见光条件下使用的可漂浮的光催化陶瓷球,用于水体表面的光催化处理。

4产业化前景

光催化水处理技术是环境污染治理最具代表性的先进技术,制备的光催化陶瓷(球),可应用于污水的处理,对于水体中的常规处理难以去除的各类有机污染物(如农药、抗生素等)具有良好的降解效果,对溶液中的重金属离子也有吸附和氧化还原的作用。

项目三:硼化锆晶须——棒状ZrB2

1成果简介

硼化锆晶须是高熔点、高硬度、低密度、热导率高、化学稳定性好的一种超高温材料。制备ZrB2的一维结构材料对超高温陶瓷的增韧具有重要意义。通常的制备手段是添加金属催化剂以促进其各向异性生长,但由于低熔点金属的 残留,容易造成材料高温性能的降低。本项技术提供了一种制备高纯棒状ZrB2材料方法。

2技术先进性

实现了ZrB2的一维定向生长,相比传统方法,本方法原料价格低廉,制备工艺简单,降低了合成温度,利于实现规模生产。

3技术创新点

利用气-液-固反应结合催化技术实现了ZrB2的一维定向生长。

4产业化前景

棒状ZrB2可以作为碳/碳复合材料的增强材料,大幅提高碳/碳复合材料的力学性能和抗氧化性能,也可以作为碳材料的催化剂,提高碳材料的石墨化度。此外,棒状ZrB2还可应用于制备织构陶瓷,提高陶瓷的强度,在航空航天领域有广泛用途。

项目四:低成本分子筛及分子筛-活性炭复合材料

1成果简介

煤矸石是我国目前排放量最大的固体废弃物之一,大量堆放不仅侵占土地,而且造成环境污染等问题。因此,用煤矸石制备分子筛及分子筛-活性炭复合材料,不仅充分利用了煤矸石中的硅、铝、碳三种主要成份,大幅降低了生产成本,并解决了煤矸石的环境污染问题。

技术先进性:以煤矸石为主要原料,制备低成本分子筛、分子筛-活性炭复合材料系列产品,使产品同时具有亲油性和亲水性的特点,对二氧化硫等废气具有更好的吸附性能。同时,大幅降低了生产成本,并解决了煤矸石的环境污染问题。

2技术创新点

采用了控制形貌的晶体生长技术,可以制备一系列不同晶粒尺寸的分子筛及分子筛-活性炭复合材料系列产品,并调控孔径和表面含氧官能团,使产品更好的吸附性能。

3产业化前景

以固体废弃物煤矸石制备高附加值的分子筛及分子筛-活性炭复合材料系列产品,可广泛应用于高效干燥剂,水、有机物和重金属离子的吸附,以及选择性吸附剂、催化剂、离子交换剂等方面。

项目五:低成本铬刚玉耐火砖

1成果简介

金属铬冶炼过程中产生的废弃物铝铬渣大量堆存,环境污染严重。通过对铝铬渣的预处理可以制备低成本的铬刚玉耐火材料。采用铝铬渣为原料,优化原料级配及混料工艺,添加适量的纳米粉体,压制成型后经高温烧结获得具有高体积密度、低气孔率,优良抗侵蚀性能的铬刚玉耐火材料。

2技术先进性

重点突破了铝铬渣的预处理及铝铬砖抗侵蚀性能提高的关键技术,利用了污染严重的固体废弃物,大幅降低了铬刚玉转的成本,具有显著的经济效益和社会效益。

3技术创新点

开发了低成本镁铝尖晶石-铬刚玉新型耐火材料,具有强度高,抗侵蚀性能好,不易水化的特点。

4产业化前景

以铝铬渣为原料制备的铬刚玉耐火材料具有耐火度高、强度大、热震稳定好,抗侵蚀能力强的特点,在冶金、炭黑、玻璃以及石油化工工业中得到广泛应用。可用作玻璃窑内衬、拉丝玻璃流液洞盖板砖,以及铁水预处理装置、垃圾焚烧炉、水煤浆加压气化炉等,同时该产品还可应用于锌冶炼电炉、铜冶炼炉。


项目六:红外辐射节能涂料

1成果简介

红外辐射节能涂料是一种可以在高温条件下工作的高红外辐射率、高耐磨性的功能涂料。红外辐射节能涂料可以改善炉内热交换、提高炉膛内温度场强度及均匀性,可以减少窑炉热量散失、降低能耗,并可以保护炉衬,延长窑炉寿命。

2技术先进性

3技术创新点

利用纳米材料制备技术,细化晶粒,控制形貌,提高红外辐射性能。

4产业化前景

高红外辐射率节能涂料可用于以电、气、重油等为能源的金属热处理炉、加热炉、冶炼炉、陶瓷干燥或烧成窑炉、电阻炉、石化裂解炉、水泥窑炉、工业锅炉的保温、节能;也是化学腐蚀或高温烧蚀严重的炉衬、喷嘴、发热体、石墨电极的防氧化、防烧蚀涂层材料。

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