中国科学院理化技术研究所 中国科学院北京分院
重点研究领域:主要研究领域为光化学转换与功能材料、低温科学(工程)与技术、功能晶体与激光技术、仿生智能界面材料、特种功能材料与生物医用技术。
所在地:北京市,北京
机构简介:

中国科学院理化技术研究所组建于1999年6月,是以原中国科学院感光化学研究所、低温技术实验中心为主体,联合北京人工晶体研究发展中心和化学研究所的相关部分整合而成。全所现有在职职工505人,其中中国科学院院士5人、中国工程院院士2人、第三世界科学院院士2人、研究员81人、副高级专业技术人员150人。设有物理学、化学、动力工程及工程热物理3个一级学科博士、硕士研究生培养点,化学工程与技术一级学科硕士研究生培养点,材料学二级学科博士、硕士研究生培养点,动力工程、化学工程、光学工程、材料工程4个专业学位硕士研究生培养点,化学、物理学、动力工程及工程热物理3个一级学科博士后流动站。现有在学博士和硕士研究生500余人。   理化所是以物理、化学和工程技术为学科背景,以高科技创新和成果转移转化研究为职责使命的研究机构。主要研究领域为光化学转换与功能材料、低温科学(工程)与技术、功能晶体与激光技术、仿生智能界面材料、特种功能材料与生物医用技术。全所现有1个国家级工程研究中心,1个国家级重点实验室,5个中科院重点实验室,2个北京市重点实验室,1个所级重点实验室,若干研究中心和研究组。   中国感光学会、中国化学会光化学委员会、中国制冷学会低温专业委员会和中国化工学会化工新材料委员会光催化材料及应用分会等等挂靠在理化所。负责编辑出版《影像科学与光化学》学术期刊。

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科研成果
环境保护与资源综合利用

焦炉煤气综合利用

项目概况: 将外排焦炉煤气综合利用,甲烷分离出来制取LNG,氢气做合成氨原料,其余一氧化碳等回焦炉燃烧,充分利用资源并达到节能减排目的。 技术创新性: 本项目的主要工作重点是实现焦炉煤气H2,CH4组分的分离,以实现焦炉煤气的综合利用和下游产品的多元化生产。而此工艺的关键技术就是焦炉煤气CH4组分的液化分离。而在此方面, 中国科学院理化技术研究所低温关键技术组有着丰富的经验,曾主持和参与了多种气体制冷和气体液化的项目。先后完成了最早的小型天然气液化试验装置、国内首套完全自主知识产权及采用国产设备的大中型LNG生产装置、2006-2007年成功开发出针对含氧煤层气的低温液化分离技术(国际首创)。所以在工艺技术方面,焦炉煤气综合利用已完全成熟,可以实现工业化推广。 技术研发及产业化发展方向: 本项目主要工艺装置以自主知识产权为基础,主要设备立足于国内;以焦炉煤气物理分离为基础,结合先进的液化工艺,生产液化天然气,具有很好的环境保护和技术集成作用,为焦炉煤气的综合利用提供了新的发展方向。 社会经济效益: 年均利润总额超过1.5亿元,税后利润超1.1亿元。优化产业结构,节能减排,彻底解决困扰焦化企业污染问题,达到社会、经济和环境的协调统一。 合作方式: 技术转让 技术许可

电子信息技术

可印刷电子"银墨"的研制及产业化开发

项目概况: 主要研发用于印刷电子(印制电子)的环保型银导电墨水(银墨)及其填料银粉,特别针对传统的印刷电路板制作技术革命,建立新型规模化生产纳米银及“银墨”的生产技术、工艺和设备。 技术创新性: 传统的印刷电路板是采用“减层法”制备的,即将导电介质(金属箔、导电涂料等)完全覆盖整个基板,再利用刻蚀技术去掉所不需要的部分。新的“加层法”是利用各种印刷技术在空白基底上直接印制所需要的电路图纹。由于“减层法”工艺中大量的重金属被刻蚀下来,造成严重的环境污染和巨大的材料浪费。因此,无论从环境还是成本因素考虑,采用新的“加层法”技术,具有革命性的意义。 新兴的“印制电子”,是一种低成本、高速度的印刷技术,是通过各种印刷技术利用导电聚合物及纳米金属墨水在包括柔性基材在内的多种基材上印制电路的技术,其产品具有轻薄、柔韧和廉价的特点。“印制电子”以其独有的特性与优势,将改变整个电子行业的生产模式,催生出全新一代的电子产品。印制电子材料将运用在越来越多的电子产品领域,突现出不同于传统电子产业的特性。如:印制RFID(电子标签)芯片或完整的RFID嵌体等,可印刷柔软可变形电子产品,利用滚转打印系统生产出尺寸和形状灵活的柔性光伏电池、柔性显示屏、折叠式电脑和手机等家用电器产品。印制电子技术使电子产品变得更轻巧灵便,其商品化应用将逐步改变人们的生活和工作方式,为人们提供更多便利和快捷的服务。印制电子用纳米导电墨异军突起,发展迅速,市场机会巨大。其使用的导电墨将具有更低的固化温度、更细的线条印刷功能、更高的导电性、节省材料且低成本的特点。 社会经济效益: 本项目的成功实施将奠定我国新的印刷电子工业的发展技术和产业化基础,有利于我国电子和信息产品生产技术的更新换代,引领和促进我国电子工业产业链发展;为我国电子产品技术,特别是印刷电路板制作技术的发展创造新品牌,提供先进的材料制备、生产和设备新技术;推动我国电子、印刷、化工、塑料、包装等工业的共同发展,促进纳米材料的批量生产和应用技术发展;大大促进我国在信息、电子、航空航天、武器装备等高技术领域的发展;消除或减少电磁波辐射污染,具有现实环保意义。因此,本项目具有重要的社会示范效应和巨大的经济效益,将对我国相关的产业和经济发展起到推动作用 合作方式: 技术许可

先进制造技术

新型环境试验设备技术产业化

项目概况: 新型环境试验设备技术产业化项目是基于新型混合工质节流制冷技术在环境试验设备领域进行技术产业化研究及产品推广。混合工质节流制冷技术是由中国科学院理化技术研究所拥有完全独立知识产权的居于国际领先的前沿技术,其核心是用单压缩机压缩膨胀制冷技术,替代传统的复叠制冷系统,在-40℃以下温区效率更高,可靠性提升,能耗降低,成本大幅度降低。 技术创新性: 本项目的主要目标是将目前我们拥有独立知识产权的居于世界前沿的单压缩机混合工质节流技术应用于环境试验设备中,并对其进行针对性的技术适应性探索,完善配套技术,开发出全系列多品类的节能型环境试验设备,并在市场中进行推广应用,推进我国在环境试验设备领域的发展。 技术研发及产业化发展方向: 本项目在实施过程中,以创新技术带动产品开发,在产品开发中推广技术,通过对核心技术的针对性应用研究,形成技术标准化和生产工艺规范化,并对产品系列化发展研制奠定基础。 针对项目特点,将项目细化为三大类:针对产品核心技术的基础性研究、产品的系列化研究及开发、新技术新产品的市场拓展研究。其中,针对产品核心技术-混合工质节流制冷在变工况设备中的应用进行针对性基础性研究,包括变工况混合工质节流制冷的理论研究、系统设计及优化;不同制冷温度下的制冷工质优化设计;基于新型制冷技术的新型环境试验设备的标准化生产工艺研究及实施;基于新型制冷技术的配套控制技术研究; 社会经济效益: 从企业的前期运营情况分析,运用新技术的低温环境试验设备市场空间巨大,成本较低,可靠性高,市场推广处于有利时机。同时,由于技术优势较大,成本价格优势明显,在市场竞争中处于较为有利的地位。根据前期经验,目前的产品毛利可达到30%以上,远远超出国内同类产品其它厂商的市场赢利水平。并且,随着品牌的逐步建立,企业规模的逐步增大,赢利空间和赢利水平将逐步提高。 合作方式: 技术转让

新材料及其应用

降解塑料聚丁二酸丁二醇酯(PBS)产业化

项目概况: 项目建设全生物降解塑料聚丁二酸丁二醇酯(PBS)20000吨/年生产规模装置,开发出注塑级、挤出级、吹塑级全生物降解材料系列产品。技术路线通过一步法进行,该生产流程简洁,转化率高,反应条件温和,操作方便,产品质量稳定;生产过程无有毒、有害原辅料泄漏,不污染周围生态环境。项目实施时间为2年。 技术创新性: 理化技术研究所自2000年初开展对脂肪族二元酸二元醇聚酯的研究,2003年相关技术通过了山东省科委的技术鉴定,由于采用独特的催化体系和带有深冷装置的独特工艺,该技术一步直接聚合合成了PBS,合成的PBS较国外产品生物安全性高,形成了自主知识产权。 技术研发及产业化发展方向: 建设全生物降解塑料聚丁二酸丁二醇酯(PBS)20000吨/年生产规模装置,开发出注塑级、挤出级、吹塑级全生物降解材料系列产品。 社会经济效益: 建成后年销售收入为62790万元,利税7636万元。投资利润率:31.45%,投资收益率:38.68%。有利于减少白色污染,减少CO2排放,实现对化石原料的部分替代,对全生物降解材料产业有极大的促进作用。有利于我国开发PBS系列产品开发,有助于促进我国降解材料产业的发展,形成具有中国特色的绿色环保材料新产业。 合作方式: 技术转让 技术许可

新材料及其应用

通信级塑料光纤关键原材料产业化项目

项目概况: 鉴于目前国内对高品质的聚甲基丙烯酸甲醇产品的需求呈现连年上涨的趋势,中国科学院理化技术研究所开发了新型的PMMA光学模塑料生产新工艺,这一新技术属本体聚合法范畴,聚合过程中无需添加分散剂、溶剂等,利用单体本身在引发剂的作用下发生聚合生成高纯度的PMMA聚合物。 技术创新性: 中国科学院理化技术研究所2006年攻克了从本体聚合法直接生产PMMA光纤(塑料光纤)的技术难关,提出了单分子扩散转移提纯单体技术和平推式薄层本体聚合新技术制备高纯度光纤级PMMA粒料,形成了具有自主知识产权的高纯度光纤级PMMA粒料(芯层材料)制备的核心技术,成功地解决了光纤产业化途径中的关键技术问题,已基本形成了光衰减在150dB/km-200dB/km的PMMA光纤的批量生产的潜能力,产品技术指标达到国际同类产品的水平,并完成了中试实验。该项技术的突破填补了国内在通信级突变型塑料光纤原材料技术的空白,并打破了日本在塑料光纤方面的垄断。 中国科学院理化技术研究所相关技术积累,针对通信级塑料光纤关键材料的特点在通信级塑料光纤材料的核心技术方面进行了系统性的研究工作,已申请多项发明专利,具备了实现技术集成和工程示范的基础条件。 技术研发及产业化发展方向: 具有自主知识产权的通信级突变型塑料光纤原材料的产业化是本项目的工作重点。采用本体聚合技术生产塑料光纤原材料(光纤级PMMA粒料)并突破在大规模级别的本体聚合的关键技术,使其中预聚合阶段由原来的100升规模升至300升,完全聚合阶段由原来的每小时2公斤,扩至每小时10公斤。 社会经济效益: 本项目经济效益较好,在为企业创造利润的同时,还可为国家上交可观的税收,本项目的产品属于新型通信级塑料光纤关键材料,该产品可以使我国真正实现低损耗通信级塑料光纤的问世。我国目前还没有掌握自主知识产权的塑料光纤生产企业,其它的相关光电子器件等产品也几乎没有生产厂。通讯级塑料光纤产业化,将会产生连锁效应,带动相关产品的生产,带动相关产业发展。 合作方式: 技术许可

新材料及其应用

用于辐射节能的纳米功能陶瓷材料制备及产业化

项目概况: 本课题将研究两类红外辐射纳米陶瓷涂层材料的设计、制备技术及其工业节能应用技术,并实现其产业化应用。其中,两类材料的设计、制备技术包括:“氧化物/非氧化物纳米红外辐射陶瓷粉体材料”的制备技术以及“辐射节能涂料的制备及涂覆”技术。以上材料的工业节能应用技术包括:针对我国的两类主流热工炉窑设备,即在钢铁行业的高温空气燃烧装备(High Temperature Air Combustion, HTAC)装备和耐火材料行业的热工炉窑装备,通过纳米陶瓷涂层材料的强化辐射传热作用,实现辐射节能,进而实现工程示范应用;通过示范应用,进一步优化并提升纳米涂层材料的应用技术,建立其辐射节能机制并实现长效过程节能;获得系统完整的节能评价数据,为在全国范围内推广该辐射节能新技术提供基础数据支持。 技术创新性: 完成具有自主知识产权的的红外辐射率ε≥0.94的Al-SiC纳米陶瓷粉体和ε≥0.93的Al-La-Zr基纳米共晶氧化物陶瓷粉体两类材料的制备技术及批量化中试生产;建立年产30吨的高红辐射率的纳米陶瓷粉体的中试生产线;完成以上述两类粉体材料为主相的高发射率红外辐射节能涂料的制备技术及批量化中试生产,建立年产100吨的红外辐射节能涂料的生产线;实现在重质高铝砖和硅砖的表面涂覆,以及在堇青石蜂窝陶瓷的内孔涂覆;在两个行业的代表性炉窑装备上,即钢铁行业的HTAC装备和耐火材料行业的热工炉窑装备上应用,使之在一年服役期内,发射率衰减≤10%,实现≥10%的节能效果。 社会经济效益: 通过用户使用该节能涂料产品带来的节能收益,按节约天然气计算,应该在3500万元/年以上。该产品由于不存在高温氧化问题,很可能成为可用于超高温以及高温炉窑的通用型辐射节能产品,则其直接和间接的经济效益将更加可观。本课题的实施以辐射节能给传统热工窑炉的节能减排带来新的思路和途径,以纳米材料技术提升传统产业做出实质贡献,将对我国以至全球的环境的保护和改善具有重要的意义。 合作方式: 技术转让 技术许可

环境保护与资源综合利用

新型绿色无醛粘合剂

项目概况: 目前除了胶合板中的建筑模板是利用酚醛胶压制而成的外,其它人造板都是利用脲醛胶或三聚氰胺改性脲醛胶压制成的,因其所释放的甲醛对人体健康的危害而日益引起重视,按照新标准要求,现有人造板材制品如果不改变传统用胶,将达不到标准要求。目前有些生产厂家使用E1级环保型脲醛胶生产人造板,甲醛释放量虽然可以达到标准的要求,但板材的物理性能却下降明显,而且此类粘合剂仍然存在长期缓慢释放甲醛(长达10几年)的问题,因此它只是一种过渡产品,不是一种理想的环保粘合剂。新型绿色无醛粘合剂生产过程中不使用甲醛为原料,可以保证所生产的板材达到了“绿色建材”的要求。 技术创新性: 新型绿色无醛粘合剂,是在水性高分子粘合剂的基础上研制而成,具有生产过程无污染、使用过程中无毒害、成本低、活性期长、粘度适中、预压性、耐老化性能好等诸多优点。综合使用成本与E1级环保型脲醛胶基本相当,但板材的物理性能却得到明显提高,它不但满足了“绿色建材”的需求,也大大提升了产品的档次。 主要应用范围: 建材 市场情况: 随着国内建筑市场及家装产业的发展,大大推动了我国人造板行业的迅速发展。据预测,在未来的5年内,我国仅在建筑、家具、装修领域每年就需要人造板3000万m3,预计到2010年,人造板的产量将达到3500-4500万m3。由此带来的粘合剂年需求量在1000万吨左右。 合作方式: 面议

其他

太阳能热发电

项目概况: 当前,能源问题已成为制约我国经济社会长期可持续发展的关键问题之一。随着石油、煤炭等一次性能源的日渐枯竭及其利用所带来的环境问题,大力发展可再生清洁能源如太阳能、风能等就成为必然的选择。太阳能热发电技术是太阳能利用中的重要方向,与光伏发电技术相比,具有发电成本低、效率高的优势。“国家中长期科学和技术发展规划纲要”以及“十一五”计划均将太阳能热发电技术作为重要领域和优选主题。传统的太阳能热发电技术是通过聚焦太阳能加热工质并进一步驱动轮机来发电,能量转换过程多,设备投资过高限制了其广泛应用。 热声发电技术是一种全新的热发电技术,利用热致声现象带动发电机来发电,具有可靠性高、制作成本低、热效率高(30%~40%)以及环保等优点。特别是热声发电技术可利用太阳能、工业余热以及任何燃料燃烧产生的热能来工作,因而热声发电技术正在成为能源动力研究领域里的一项前沿技术。 技术创新点: 1、高效率:较基于传统的蒸汽发动机、内燃机、氟里昂制冷机采用的热力循环过程具有更高的热效率; 2、环境友好:一般采用空气、氮气或者氦气等对环境无任何不良作用的惰性气体,是一种真正的绿色能源转换和利用新技术; 3、高度的可靠性和低成本特性:完全没有运动部件或者运动部件极少,具有高度的可靠性。由于没有机械运动部件,因此不需要高精密机械加工,有望使制作成本更低; 4、高的适应性和广泛的应用领域:对热源没有太多要求,热能可来自太阳能聚焦、也可是工业余热或其他燃料燃烧产生的热能。 市场情况: 中国太阳能资源丰富,陆地每年接受的太阳能辐射能相当于2.4万亿吨标准煤,2/3的国土面积的太阳能年辐射量超过6000兆焦耳每平方米,西藏西北部最高达8400兆焦耳每平方米,也是世界太阳能资源最丰富的地区之一。因此,发展太阳能热发电技术具有显著的社会经济效益。 目前该项技术实验室研究工作己经完成,研制出百瓦级的行波热声发电机原理样机,成为国际上率先研制出行波热声发电原理样机的两个单位之一(另一单位为美国Los Alamos国家实验室)。 合作方式: 合作研制出性能达到实用化分布式热声发电系统示范样机和产业化工作。