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新材料

1. 高效石墨烯导热膜

随着电子器件的轻薄化、集成化，电子器件的散热成为制约其发展的重要因素。聚合物具有良好的耐腐蚀性、机械性能、加工性能等优点，广泛应用于电子封装和衬底材料中。然而，由于聚合物的热导率较低，限制了其在电子设备导热领域的应用。通过在聚合物中加入石墨烯填料以提高聚合物的导热性能，我们解决了石墨烯在聚合物中团聚的难题。石墨烯在聚合物中可形成三维联通网状结构，从而使得石墨烯在聚合物中形成良好的导热网络，电子器件运行过程中产生的热量可通过石墨烯导热膜快速导出。实验结果表明加入石墨烯填料后聚合物导热系数可提高10倍以上，如环氧树脂添加石墨烯填料后导热系数可达2.6 W·m^-1·k^-1以上（环氧树脂导热系数0.26 W·m^-1·k^-1）。在实际散热效果测试中，石墨烯/环氧树脂复合导热膜可将基板温度从90 ^oC降低到60 ^oC（图1）。将石墨烯/环氧树脂复合导热膜置于手机电池背部，手机连续高强度使用2.75小时后，手机背部温度并无升高。与未使用导热膜手机相比，二者温差可达11^oC（图2）。且使用石墨烯/环氧树脂复合导热膜后，手机背部温度分部更为均匀。

2. 超高比表面积活性炭及活性炭再生

活性炭化学性质稳定、机械强度高、耐酸碱、不溶于水和有机溶剂，广泛应用于化工、环保、食品加工、冶金、药物精制、化学防护等领域。本项目以煤为原料，采用化学活化的方法制备活性炭。通过优化反应参数（如活化温度、活化时间等），制备得到超高比表面积活性炭。在最佳条件下制备得到的活性炭孔隙以微孔为主，有少量中孔，比表面积为4200 m²/g，总孔容为2.624 cc/g，微孔孔容为1.761 cc/g。依据《国家危险废物名录》规定，活性炭使用后纳入危险废弃物管理。因此，必须对使用后的活性炭进行再生利用。通过对使用后的活性炭进行再生，植物基活性碳再生后比表面积可达1500 m²/g以上。

3. 铝合金硬质阳极氧化

铝合金硬质阳极氧化可在铝合金表面形成硬质氧化膜，膜层具有硬度高、耐磨性好、耐高温、优良电绝缘性和抗蚀性等优点。采用低温硫酸法对3003铝合金进行硬质阳极氧化，得到3003铝合金低温硬质阳极氧化的最佳工艺参数。在最佳工艺参数条件下，得到的氧化膜表面平整均一、致密，无明显坑蚀、色差现象。氧化膜的最大硬度可达400 HV以上，同时氧化膜具有良好的耐腐蚀性（中性盐雾试验耐腐蚀时间>1500 h）。

4. 高纯煤系针状焦

我国钢产量世界第一，但优质钢和特种钢依然依靠进口。电炉炼钢是生产特钢的主要方法，而电炉炼钢离不开高功率和超高功率石墨电极，针状焦是制备高功率和超高功率石墨电极的主要原料。此外，针状焦也是锂电池重要的负极材料。目前，我国针状焦大部分依靠进口。本项目以中温煤焦油为原料，自主开发出煤基沥青完全净化技术，通过净化、延迟焦化和煅烧三个工段制备得到针状焦，推动碳素产品向高附加值和高效清洁转变，替代进口针状焦。本项目设计能力为年处理中温煤焦油沥青12.5万吨，年产5万吨针状焦。项目技术成熟，已通过论证，可直接建设投产。

5. 高效天然气制芳烃（甲烷无氧芳构化）

在无氧条件下，甲烷在Mo/HZSM-5催化剂作用下脱氢芳构化可直接转化为高附加值的苯和其他芳烃类产品，同时得到大量氢气。解决了在高温和高空速下催化剂的积碳和再生问题，通过甲烷-氢气循环切换的方法，可长时间保持催化剂的高活性。并对催化剂进行了优化，使得催化剂具有高活性和高选择性。日本明电舍公司对催化剂的长时间寿命进行了中试验证，通过甲烷、氢气循环切换对催化剂进行再生，催化剂可稳定运行1100小时，完全达到工业化生产的要求。

6. 硅基太阳能电池前电极银浆料

目前，我国硅太阳能电池前电极银浆料市场几乎全部被国外公司所垄断。2015年前银浆料需求量约为1300吨，产值约为150亿元。开发出前银浆料用高振实密度（3.6-4.9 g/cm³）银粉，并实现了20吨/年的量产。在此基础上，成功开发出太阳能光伏电池前电极银浆料。并在光伏企业生产线上进行测试，光电转化效率与进口浆料相当，个别指标优于进口浆料，并完成了10公斤级银浆料轧制的工业化放大实验。本项目生产的前银浆料成本低于进口浆料20-30%，极具价格优势和市场竞争力，市场前景广阔。

7. 高阻氧聚合物薄膜