中国科学院大连化学物理研究所项目成果.docx

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中国科学院大连化学物理研究所项目成果

中国科学院大连化学物理研究所情况介绍

大连化物所是一个基础研究与应用研究并重、应用研究和技术转化相结合，以任务带学科为主要特色的综合性研究所。

六十多年来，大连化物所通过不断积累和调整，逐步形成了自己的科研特色。

1998年，大连化物所成为中国科学院知识创新工程首批试点单位之一。

2007年经国家批准筹建洁净能源国家实验室。

2010年8月，大连化物所在“创新2020”发展战略研讨会中将所发展战略修订为“发挥学科综合优势，加强技术集成创新，以可持续发展的能源研究为主导，坚持资源环境优化、生物技术和先进材料创新协调发展，在国民经济和国家安全中发挥不可替代的作用，创建世界一流研究所。

”

大连化物所重点学科领域为：

催化化学、工程化学、化学激光和分子反应动力学以及近代分析化学和生物技术。

大连化物所围绕国家能源发展战略于2011年10月启动了洁净能源国家实验室（DNL）的筹建工作，DNL是我国能源领域筹建的第一个国家实验室，共规划筹建化石能源与应用催化、低碳催化与工程、节能与环境、燃料电池、储能、氢能与先进材料、生物能源、太阳能、海洋能、能源基础和战略、能源研究技术平台等11个研究部。

大连化物所还拥有催化基础国家重点实验室和分子反应动力学国家重点实验室两个国家重点实验室、以及甲醇制烯烃国家工程实验室、国家催化工程技术研究中心、膜技术国家工程研究中心、燃料电池及氢源技术国家工程中心、国家能源低碳催化与工程研发中心等多个国家级科技创新平台。

大连化物所围绕国防安全、分析化学、精细化工和生物技术广泛开展基础性、战略性、前瞻性研究工作，设立化学激光研究室、航天催化与新材料研究室、仪器分析化学研究室、精细化工研究室和生物技术研究部等五个研究室。

另外，大连化物所还与国外著名大学、公司和研究机构联合设立了中法催化联合实验室、中法可持续能源联合实验室、中德催化纳米技术伙伴小组、中韩燃料电池联合实验室和DICP-BP能源创新实验室等十几个国际合作研究机构。

自建所以来，大连化物所造就了若干享誉国内外的科学家及一大批高素质研究和技术人才，先后有16位科学家当选为中国科学院和中国工程院院士，3位当选为发展中国家科学院院士，1位当选为欧洲人文和自然科学院院士，国家杰出青年基金获得者15人，引进百人计划39名。

截止2011年底，全所共有职工1029人，其中专业技术人员918人，正高级专业技术人员135人，副高级专业技术人员305人。

大连化物所是国务院学位委员会授权培养博士、硕士学位的单位，具有化学和化工一级学科博士学位授予权，具有博士生导师资格的审批权，截止2011年底，共有博士生导师88人，硕士生导师172人，在读研究生741人，其中博士研究生486人，硕士研究生255人。

已培养研究生1823名，其中博士1076名。

设博士后流动站，在站博士后89人。

项目成果

1.导电橡胶

导电橡胶是各种导电粒子分散于橡胶中制成的弹性导电材料，要求具有良好的导电性同时具有橡胶的弹性。

导电橡胶CR型是金属导电粒子银粉分散于硅橡胶中制成的弹性导电材料。

CR型为灰白色，表面光滑，色泽一致，无明显气泡、裂纹、皱折、杂质和胶疙瘩，可达到橡胶制品物理性能的一般要求。

拉伸强度≥0.6MPa。

CR型导电性能接近于金属，体积电阻率≤10-2Ω×cm。

CR型具有良好的耐高低温性能，可在-55~+100℃（短时175℃）使用，同时具有良好的耐老化性能。

CR型可制成不同厚度的导电橡胶片，如0.5mm、1mm、2mm厚等。

也可制成各种形状的胶条，还可以制成"O"行圈或其他特殊形状的密封圈等模压制品，用户提供尺寸可代做模具。

导电橡胶CR型广泛用于弹性导电目的，可用于屏蔽系统和微波系统，制作密封垫、密封圈，同时达到电密封和气密封，也可制作弹性接点电导通件。

导电橡胶CR型已成功用于航空、航天、电子等领域，导电性能和弹性均满足设计要求。

同时，也开展了其他种类导电橡胶的研制工作。

2.防振阻尼材料

空气动力机械的送风管道、机器的隔声罩等，一般均由金属薄板制成。

机器的噪声由它辐射出去对工作环境造成噪声污染。

为了防治这种辐射噪声，常在金属板表面涂覆防振阻尼浆。

防振阻尼浆是一种内损大的材料。

涂覆于金属壳体后，使其在产生高的振幅前先将振动能消耗掉，达到减小振幅，降低噪声的目的。

CZ型防振阻尼浆由有机树脂和适宜的填料制成，分为约束型阻尼材料、非约束型阻尼材料。

它们具有良好的阻尼性能、保温隔热性能和阻燃性能；与金属板有良好的结合力；耐水；耐油；可在-55~+80℃下长期工作。

此外，无溶剂污染，固化快，便于施工，特别适合形状复杂的壳体涂覆，可以做到平整美观。

CZ型防振阻尼浆的主要性能指标（约束型）

1．阻尼因子：

涂覆厚度与金属板厚度之比为2：

1时，在-10~+50℃温度范围内，损耗因子为0.07~0.11；

2．密度：

0.9克/厘米3；

3．导热系数：

0.17千卡/米•时•度；

4．抗拉强度：

1.5兆帕；

5．耐水性：

水浸48小时不变；

6．耐油性：

油浸48小时不变；

7．耐温性：

-55~+80℃不流挂，不脱落；

8．阻燃性：

氧指数＞26，离开火焰立即自熄；

9．固化速度：

常温下4小时初步固化，24小时完全固化。

以上为约束型阻尼材料的性能指标，一般应用可采用非约束型阻尼材料，效果良好。

3.工程用微波吸收材料

泡沫塑料吸波材料具有良好电性能，重量轻，可用于飞行器吸收杂波，改进雷达性能以及隐身目的。

橡胶吸波材料具有耐天候性能，可用于室外目的，还可以做得很薄，贴于金属基底使用。

可机械加工的磁性吸波材料可加工成各种形状，用于微波系统，做吸收负载。

泡沫塑料吸波材料角锥型，在较宽的频率范围内具有良好的垂直入射、斜入射、散射和隔离衰减性能。

当材料厚度与工作波长之比L/l为1、2.5、8时，垂直入射的反射率Rw分别达到-30、-40和-50dB，斜入射一般在30°内Rw变化不大，随着入射角增加，Rw逐渐变差，60°时，Rw比垂直入射时高10-15dB。

散射电平比较低，一般低于垂直入射和斜入射的Rw。

一般也有较好的隔离衰减性能，对于L/l较大的情况，隔离衰减可达-40dB以下。

具有良好的阻燃性能

橡胶波导终端负载，以橡胶和吸收填料压制成特殊的形状制成。

不仅吸收性能好，而且有弹性，安装方便，耐老化性能好，品种系列齐全，适合小功率使用。

可机械加工的高损耗磁性材料广泛用于整机，吸收S波段、C波段、X波段、Ku波段及8毫米波段的电磁能量，电性能满足设计要求，材料的机械加工性能、机械强度和表面光洁度良好，抗震、抗腐蚀，可在恶劣环境条件下使用。

在微波和雷达系统广泛使用各种微波吸收材料，吸收杂波，消除干扰。

4.热防护涂料

ES型热防护涂料主要用于减小火箭发射时高温高速燃气流的热烧蚀和热冲击。

当火箭发射升空一瞬间喷出的高温、高速燃气流对发射台造成损害，将发射台涂以热防护涂料，可使金属表面隔热，减少热烧蚀和热冲击，并防止发射台在多次热冲击载荷作用下产生热疲劳、热龟裂和热断裂，从而确保发射台工作的可靠性，延长发射台的使用寿命。

大连化物所研制的复合热防护涂料为双层。

底层为环氧酚醛烧蚀涂层，与钢板结合力强，耐烧蚀，有韧性抗弯、抗震性好。

表层为水性热防护涂料，耐热好，抗冲刷。

表面可以涂抹或喷涂达到表面美观。

突出的优点是一次涂复，可多次使用。

每次发射后，只需做一般修补，表面重新涂刷和喷涂，即可再次使用。

5.用于天线的各种功能罩

飞行器、舰船及地面雷达的天线广泛使用各种功能罩，如极化滤波罩、园极化罩、口面罩、天线罩、吸收罩等。

极化滤波罩可吸收交叉极化波，而对有用信号却衰减很小，可改进天线性能。

我们试制了盘形、平板形等形状的极化滤波罩，突出特点是对杂散信号可衰减12dB以上，而对有用信号衰减很小，可抑制天线系统正交极化干扰，抗干扰能力提高10dB以上。

园极化罩可将线极化波转化为园极化波，而对信号的影响很小，可减弱阴雨天气对信号的影响，提高雷达性能。

我们试制的产品用于跟踪制导雷达中的精度跟踪天线，满足各项性能指标。

天线罩、口面罩起着免受风、沙、雨、雪、日光老化和机械碰损等使用的环境的影响，有的还起着密封作用，它是以泡沫塑料和其他透波良好的物质并辅以玻璃钢等增强措施的结构。

我们试制的泡沫塑料天线罩强度好，具有良好的电性能，透波率达95%以上，而对天线指向精度、零值深度、第一副瓣电平无明显影响。

耐温型可耐170℃。

天线罩直径最大达1米以上。

我们试制的口面罩用于跟踪制导雷达中精度跟踪天线，损耗小于0.2dB，满足天线各项指标。

还有耐高功率型口面罩，内部可充气。

吸收罩可用极化吸收材料加工制成，它对垂直极化（水平极化）波可衰减10dB，而对水平极化（垂直极化）波的适波率可达97%以上，可制成平板形、盘形，用于天线消除杂波。

这些用于天线的功能罩已获得成功地应用，还可以按用户要求进行各种功能罩的结构设计。

6.新型相变储能材料

将利用太阳能和低谷电与相变材料相结合，应用于建筑墙体或地板，通过相变材料的相变潜热进行能量的贮存和使用，是调整经济结构、应对气候变化的有效途径之一。

开发系列相变温度适中、相变潜热大、耐久性、经济性、储/放热性能优良的新型高潜热复合相变储能材料，对于节能减排具有重要意义。

本课题组长期从事材料热化学，热物理和热分析研究，已经在水合无机盐相变材料的凝胶化，有机相变材料的微胶囊化和相变材料的导热能力改善方面进行了深入的研究，已经研制出了循环储热性能稳定，过冷度极小的基于十二水磷酸氢二钠的相变材料，成功制备了以石蜡为相变材料的微胶囊相变材料，发表多篇相关的研究论文，并申请了多项专利；主持的“新型相变储能材料”项目研究，荣获2004年度国防科学技术二等奖。

相变材料调温效果图

2004年国防科技进步二等奖

本项目组通过将无机-有机复合相变材料嵌入到地板和墙体材料中，应用太阳能、谷期电能或晚间的冷空气给相变材料供热（冷），再由相变材料给房间供热（冷），以维持房间的温度始终处于人体感觉舒适的范围内。

相变材料用于地热材料，能够避免室内温度突然升高或降低，减少供热用煤的使用量，还可用于电子元器件散热控制，对于建筑节能与电子行业等具有应用价值和市场前景。

7.高品质纳米粉体材料大规模制备技术

纳米技术是近年来迅速崛起和飞速发展的一门多学科交叉的新兴研究领域。

纳米材料的品质（如晶粒尺寸、分布和形貌等）在很大程度上取决于其制备技术。

目前，工业上普遍采用液相反应法生产纳米材料，涉及沉淀、洗涤、干燥、焙烧等多个单元操作，其中沉淀为瞬时反应过程，受微观混合控制，是影响纳米材料粒径大小及粒度分布的关键步骤；但由于传统釜式反应器内的微观混合效果较差，造成局部物料浓度过高，存在粒径大、粒度分布宽等缺点；同时，生产工艺为间歇式操作模式，易造成劳动强度大、不同批次的产品质量重复性差等一系列问题。

要解决这些问题，须从根本上强化反应器内的传递过程和微观混合效果，改变工艺操作模式。

微化工技术具有传递性能好、过程连续等优点，可实现物料间的超快速微观混合,在微反应器内采用直接沉淀法制备纳米材料，可使反应物瞬间达到微观混合，避免过饱和度的非均匀性，使成核瞬间发生，抑制晶核的生长与团聚，有利于制备粒径小、分布窄的高品质纳米材料。

利用该技术生产出的ZnO粒径为10~30nm，纯度>99.7%。

另外，还完成了TiO2、BaSO4、拟薄水铝石、复合氧化物等纳米粉体材料的制备，性能均大大优于现有商业化产品。

8.亲水化微孔及超滤分离膜制造技术

本项目主要是应用于对商业化超滤膜和微滤膜的表面亲水改性，提高其渗透分离性能和耐污染能力。

技术特点：

1.适用范围广：

主要应用于生产亲水性超滤膜和微滤膜，适用于各种膜材料（聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚丙烯和聚四氟乙烯）制备的分离膜。

同时，也可应用于商业化平板式或中空纤维式膜组件的亲水改性；

2.亲水改性效果明显：

水接触角明显降低30-60°，水浸润时间降低到30秒以内，蛋白吸附量降低到0.5μg/cm2以下，只需简单的水力学清洗，分离膜的流量恢复率即可达到93%以上；

3.亲水改性效果稳定：

膜表面的亲水改性层不受反冲洗的影响，亲水改性层具有耐溶剂能力，不溶于常用的溶剂（DMAC、NMP、DMF、DMSO），同时亲水改性层具有很好的耐酸碱和耐氯性能；

4.改性过程温和：

整个亲水改性过程设备简单，无需加热，干燥，不影响分离膜的渗透分离性能。

5.对商业化分离膜进行改性后，纯水通量提高20%以上，截留率基本不变。

本技术适用于绝大多数的商业化分离膜（平板式和中空纤维式），已经与国内知名的膜生产厂家进行合作，分别对其小型膜组件，大型MBR组件进行亲水改性，并进行现场应用测试。

结果表明，分离膜的亲水改性效果明显，性能稳定，减少了化学清洗药剂的用量和操作强度；提高了单位膜面积的产水量，改性后分离膜的综合经济性能提高30%以上。