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一、項目分類 關鍵核心技術突破 二、成果簡介 隨著工業化的快速發展，環境污染問題日益突出。磺胺類抗生素、酚類等持久性有機污染物引起的水體污染，二氧化碳與氮氧化物的大量排放產生的氣候變暖與大氣污染，成為當前社會可持續發展面臨的重大問題。光催化技術由于可以直接利用可持續的太陽能驅動化學反應，而成為水/氣環境凈化和清潔能源利用的理想途徑之一。因此，開發高性能的光催化劑意義重大。

（專利號：ZL 201410267868.8） 簡介：本發明公開一種水溶型芯的快速成形系統及成形方法，屬于材料成形技術領域。該成形系統包括箱體、微滴噴射裝置、混料裝置、鋪料裝置、移動加熱裝置、空間加熱裝置、粉料加熱裝置、配液倉、控制器、工作腔體、升降工作臺以及測溫探頭。本發明所提供的成形方法首先建立型芯CAD幾何實體模型，由微滴噴射裝置按照計算機提取的滴液裝置的運行軌跡完成所有離散層面的滴液工序，制得水溶型芯。本發明尤其適用于以可溶性無機

本專利技術由二氧化碳和水為原料，KHCO3 作助劑，催化劑由配體功能化、金屬沉積和染料敏化的 TiO2-FTO 玻璃電極構成的光陰極催化劑和 Co-Pi 修飾 W 參雜的 BiVO4 光陽極催化劑在光電池中模擬植 物光合作用制備出高純度的乙醇水溶液并放出氧氣。人工光合成電池的效率可以達到 0.3~0.6%，與大田農作物相似。光電池在模擬太陽光或室外太陽光照射下均能實現合成乙醇，將太陽能轉化為碳基能源分子。電極催化劑制備簡單、成本低廉、污染很小；生產乙醇的過程中無廢水、廢氣和固體廢物產生。催化電極的壽

本發明公開了一種互穿網絡水凝膠填充復合分離膜的制備方法，包括如下步驟：首先，將聚合物膜在第一單體溶液中浸泡，取出后在紫外光下輻照交聯，得到第一網絡凝膠復合分離膜；然后，將第一網絡凝膠復合分離膜在第二單體溶液中浸泡，取出后通過熱引發交聯，形成互穿網絡水凝膠填充復合分離膜。本發明制備的互穿網絡水凝膠填充復合分離膜具有重金屬離子吸附功能，在過濾分離的同時，可有效吸附水中的重金屬離子。本發明提供的方法簡單、高效、易操作、成本低、可工業化生產，對銅、鉛、汞、鋅、鎘、鎳等多種重金屬離子具有優異的吸附性能，既可用于工業重金屬污水處理，也可用于生活飲用水中去除重金屬離子。

本項目屬光、機、電、材一體化技術領域，具有多學科綜合的特點。半導體激光器具有效率高、體積小、重量輕、結構簡單、能將電能直接轉換為激光能、功率轉換效率高、便于直接調制、省電等優點，因此應用領域日益擴大。半導體激光技術已成為一種具有巨大吸引力的新興技術并在工業中得到了廣泛的應用。高功率半導體泵浦激光器是半導體激光技術中最具發展潛力的領域之一。 半導體激光器最大的缺點是激光性能受溫度影響大，光束的發散角較大。封裝成本占半導體激光器組件成本的一半，封裝技術不僅直接影響泵浦激光器組件的可靠性，而且直接關系到泵浦激光器芯片的性能能否充分發揮。本項目對非致冷高功率980nm泵浦激光器的封裝技術進行了研究，整個封裝技術涉及光學、電學、熱學、機械等，精度達微米數量級。通過采用激光器芯片的倒裝貼片技術，小型化、全金屬化無膠封裝技術，最終滿足了光纖放大器對泵浦激光器小體積、高功率、低成本、高可靠性的要求。光耦合則采用透鏡光纖直接耦合，最大限度地減小耦合系統的元件數和相關損耗，提高了光路可靠性和易操作性。采用雙光纖光柵波長鎖定技術，提高了非致冷高功率980nm泵浦激光器的邊模抑制比和波長穩定性。項目組通過采用這些技術，最終解決了一系列非致冷高功率980nm泵浦激光器封裝關鍵技術。 經國家光學儀器質量監督檢測中心測試，非致冷高功率980nm泵浦激光器主要技術指標如下：    1. 管殼尺寸：12.7(mm)×7.4(mm)×5.2 (mm)    2. 工作溫度：0-70℃    3. 中心波長：980nm    4. 譜 寬：1nm    5. 閾值電流：24mA    6. 輸出功率：240mW    7. 功 耗：小于1W 本項目的研究成果，通過與相關企業開展產學研合作，經過近五年的技術研發和不斷改進，非致冷高功率980nm泵浦激光器封裝關鍵技術研究成果已成功應用于相關產品的批量生產，為企業創造了較好的經濟效益。在社會效益方面，填補了我國非致冷高功率半導體泵浦激光器方面的不足，對行業技術進步和產業結構優化升級起到了積極的推動作用。 耦合封裝是對精度要求非常高的一系列工藝過程，這注定它很難實現自動化技術。因此，小型化泵浦激光器封裝技術的研究成果，特別適合在中國這樣人力成本低且技術基礎好的環境。通過對小型化980nm泵浦激光器封裝技術的研究，實現了封裝技術的源頭性創新，有助于向其他半導體泵浦激光器和光電器件的耦合封裝拓展。該技術在光電子器件的應用方面具有廣闊的市場潛力和廣泛的推廣應用前景，將成為形成光電子器件封裝技術產業的重要技術支撐。

本實用新型公開了一種一體化高轉速斜盤旋轉式電機泵。包括電機泵殼體和集成地安裝在電機泵殼體中的五相容錯永磁無刷直流電機和斜盤，電機泵殼體為由大、小端殼體相連的結構，大端殼體端面安裝有端蓋，并通過密封圈進行密封，小端殼體端面安裝有后泵體；大、小端殼體內的大、小端腔連接相通，分別裝有五相容錯永磁無刷直流電機和斜盤機構，電機與斜盤機構同軸連接，斜盤旋轉帶動一端伸入到后泵體中的配流軸同步旋轉。本實用新型將斜盤旋轉式軸向柱塞泵和五相容錯永磁無刷直流電機沿軸向串接并集成在同一殼體內，大大降低了徑向尺寸，減小了轉動慣量，提高了動態響應速度；可靠性及容錯能力強，進一步增大了功率密度，更易和液壓缸進行集成。

本發明公開了一種微型旋轉機械泵的葉輪固定結構及固定方法，主要應用于諸如微型的旋轉機械泵及其它微型軸端固定場合，其結構主要包括：葉輪、電機軸、填充料。葉輪包括葉片和輪轂并固定在電機軸端，葉輪輪轂一端開設有填料階梯孔，電機軸插入葉輪輪轂一側的軸段開設有槽道，槽道的開設方向與軸向垂直。電機軸穿過葉輪輪轂后，電機軸槽道完全處于輪轂一端的填料階梯孔內，填充料填充并固化在填料階梯孔與槽道合圍的空間內，從而形成輪轂-電機軸咬合結構，最終實現小空間內葉輪固定于電機軸上的目的。輪轂-電機軸咬合工藝結構相比單純的輪轂-電機軸粘接工藝擁有更高的固定強度。

本發明公開了一種基于激光沖擊波力學效應的無閥微泵，該微泵包括泵體、流體入口、流體出口和犧牲層元件，其中泵體包括泵膜、泵腔以及擴張管和收縮管，所述擴張管和收縮管分別呈錐形管結構，所述犧牲層元件設置在泵腔上部泵膜處并由對激光輻射敏感的材料制成。當犧牲層表面受到激光輻射時，其吸收激光能量并瞬間氣化，發生膨脹并產生等離子體爆炸氣團以對泵膜起到沖擊波的作用，相應使得泵腔體積交替改變由此執行流體的輸送操作。本發明還公開了相應的制造方法。通過本發明，能夠通過對微泵結構上的設計，有效利用激光沖擊波力學效應來實現泵送

北京科技大學材料科學與工程學院生物醫用材料研究室研制開發的半晶聚乙烯醇水凝膠彈性體是一種新型醫用生物材料，可用于人關節軟骨的修復或替代。本項目成果屬國內外首創，其應用和推廣不但會產生100萬元／年的經濟效益，而且能帶來巨大的社會效益。利用反復冷凍－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，這種人工關節軟骨材料通過三次動物實驗（共19個月）表明生物相容性很好，植入材料（PVAHE）周圍組織未產生任何炎性反應和退變。2000年6月至2001年10月曾在中國藥品生物制品檢定所動物實驗室進行PVAHE生物學評價并通過產品注冊檢測。目前，已達到臨床應用的水平。從1996年以來，本項目的研究和研制開發工作是在北京市自然科學基金（3962006）、國家自然科學基金（59775038）和北京市科技項目合同（954020400）資助下歷時5年完成的。多年實驗室試驗和動物試驗表明，半晶聚乙烯醇水凝膠彈性體是一種很有產業化前景的醫用表面修復材料，它具有以下特點：（1）潤滑性能良好（摩擦系數0.05，磨損系數小于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，強度高（壓縮模量14MPa，壓縮強度4MPa）；（5）能與宿主骨（軟骨下骨）牢固連接（界面剪切強度1MPa）。 半晶聚乙烯醇水凝膠彈性體的結構和性能非常接近于人關節軟骨，其主要用途是在矯形外科手術中用于修復或替代關節軟骨。典型產品為厚度2~3mm的平板狀水凝膠彈性體（白色、不透明、觸感類似于橡膠）。

隨著城市規模迅速膨脹，淡水資源嚴重缺乏、工業廢水處理率低，城市的生態環境惡化成為制約城市發展的主要問題。以北京為例，數據顯示目前人均占有用水量不足300 立方米，不及國際公認的缺水下限的1/3，僅為全國平均水平的1/8。這其中，工業用水量所占的比重很大。而冷卻水用量占工業用水的60～65%。因而，解決好冷卻水循環回用的問題，可以對城市的發展帶來促進作用。在冷卻水處理中，需要去除水中的鈣鎂等結垢性離子。這些離子通常是通過水處理劑使之沉淀，再利用固液分離技術來實現的。傳統的固液分離技術（如澄清池等）中存在占地體積大、分離效率低、適用面窄、操作彈性小、對微細顆粒無法去除等缺點。由于傳統固液分離技術缺點較多，人們一直關注新型分離技術的開發及應用，因此利用膜實現的微濾技術得到了迅速的發展。微濾技術是利用微孔膜本身極小的微孔（孔徑一般為0.1～10 微米）對顆粒的吸附、截留、篩分等作用進行分離。微濾技術的核心為膜材料的選擇，在眾多的膜材料中，由于聚四氟乙烯(PTFE)不吸水、熔點高(327℃)、使用溫度范圍廣(-200～260℃)，具有不燃性及熱穩定性、摩擦系數小，尤其具有耐化學性(能耐許多高腐蝕性介質)、耐氣候性及抗電性等，因此成為國內外表面過濾首選材料。PTFE 膜極低的表面張力可以降低膜污染，并使膜的清洗操作更為簡便。但PTFE 膜的強疏水性卻限制了其在水溶液體系處理中的應用。本技術基于配位鍵合理論對常規的聚四氟乙烯疏水膜進行改性，得到親水性聚四氟乙烯膜，用于水處理領域中的微濾技術，新技術應用前景廣闊。 技術指標：1、過濾后溶液SS<1mg/L；2、可在強酸、強堿、強氧化性、強溶劑性條件下應用；3、操作壓力0.05～0.15Mpa；4、處理溫度5～150℃；5、處理通量1～1.1m3/m2·hr；6、使用壽命≥1 年。應用范圍：可以適用于工廠循環水處理、污水處理及其它涉及固液分離過濾技術的領域。市場分析：隨著人們環保意識的增強、各項環保制度規定的日益嚴格、水資源的嚴重缺乏，對工業及生活廢水的資源化處理已成為當務之急，尤其是對于工業廢水的處理迫在眉睫。而本工藝具有過程簡單易行、能耗低、分離速度快、分離效率高、使用周期長等優點，因此，本項目具有廣泛市場應用前景。效益分析：利用本技術改性的親水聚四氟乙烯膜，成本較低，整個處理工藝設備簡單，投資少，操作成本低，與傳統技術相比能耗大大降低，具有顯著的經濟效益。