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总投资50亿元!深圳贝特瑞启动年产4万吨硅基负极材料项目

4月8日,深圳市2022年第二季度新开工项目集中启动活动在深圳光明区贝特瑞产业园新地块举行。贝特瑞作为项目代表启动年产4万吨硅基负极材料建设项目,项目总投资50亿元。工程机械鸣笛、开动,标志着贝特瑞全球布局和完整价值产业链升级再落一子。 作为开工项目代表,贝特瑞董事长贺雪琴在致辞中表示,贝特瑞是在深圳光明区土生土长的企业,扎根于深圳,已发展成为全球领先的新能源材料企业,负极材料市场占有率连续9年全球第一,具有领先的锂电池正负极材料研发和生产技术,拥有优秀的人才资源和完善的供应链体系,产品广泛应用于电动汽车、储能电站和日常消费电子类产品,客户结构一流。年产4万吨硅基负极材料项目建成后,将更加奠定贝特瑞在高端负极材料市场的龙头地位,进一步实现公司在产业布局中的研发创新中心、高端创造中心、全球营销中心、管理运营中心的领先地位。 据贝特瑞介绍,贝特瑞年产4万吨高端锂离子电池负极材料项目位于光明区贝特瑞产业园地块,是光明区“拿地即开工”的试点示范项目,公司与政府高效配合,完成开工各项手续的办理,土地成交后即开工。项目拟建设年产4万吨硅基负极材料生产线,总投资50亿元,占地面积6.4万平方米,总建筑面积约20万平方米,预计产生1800人左右的就业岗位。 贺雪琴表示,贝特瑞本次开工建设的硅基负极材料具有比传统石墨负极材料更高的容量和使用寿命,突破了传统负极材料的天花板,被视为负极材料的未来,具有广阔的发展应用前景。10多年前,贝特瑞就投入重金,布局硅基负极的研发,具有原始的创新专利和工艺技术,此项目先后获得过深圳市科技进步一等奖和中国有色金属工业科学技术一等奖。 贝特瑞2021年业绩实现强劲增长,2021年公司实现营收104.91亿元,同比增长135.67%;实现归属于上市公司股东的净利润14.41亿元,同比增长191.39%。2021年,贝特瑞负极材料出货量16.62万吨,实现营收64.59亿元,在国内乃至全球继续保持行业第一的地位,自2013年以来,贝特瑞的负极材料出货量已经连续9年位列全球第一。正极业务聚焦高镍三元,业务发展迅速,2021年正极材料出货量3.16万吨,实现营收36.51亿元,同比增长250%。

2022-04-13  (点击量:63)

颗粒硅工艺迭代 推进光伏发电迈向零碳时代

宁夏发布2021年认定的第二批高新技术企业备案公示名单,因首次实现颗粒硅在大尺寸热场中试验成功,同时掌握了在业内最先进炉型中使用颗粒硅的技术,宁夏协鑫晶体科技发展有限公司(以下简称宁夏协鑫)上榜。   统计显示,宁夏作为我国富煤省区之一,2019年经济总量不到全国0.4%,能耗和碳排放占比却达1.6%,碳排放强度全国最大、人均碳排放量全国第二。   “我们不断强化技术创新,推进工艺迭代,最终形成产业核心竞争力,拿到了这一官方权威认证,这将对宁夏如期实现碳达峰、碳中和目标产生积极促进作用。”宁夏协鑫生产总监王思锋说。   光伏新材料创造二氧化碳当量最低纪录   “煤炭是宁夏能源消费和碳排放的主要来源。而‘十四五’期间要创建减碳零碳体系,首先离不开光伏、风能等可再生能源领域新材料的发展。”宁夏清洁发展机制环保服务中心总工程师、副研究员柳杨说。   位于黄河之滨中卫市的宁夏协鑫,就是一家专业致力于光伏新材料研发和生产的上游企业。   直径只有2毫米左右、一袋10公斤装的颗粒硅,看起来更像真空包装的小绿豆。别看它们个头小,与传统的西门子法生产的棒状硅相比,具有多个技术优势。   西门子法生产的棒状硅在使用时,需要将其人工破碎后再向炉内装填,不仅有引入杂质的风险,且人工破碎会出现不规则的情况,填装过程中也容易卡料,导致生产被迫中止。“颗粒硅完全不存在这个问题。它的流动性非常好,而且纯度高、体积密度大、使用成本低,能使自动化生产变得可控。”王思锋说。   最重要的是,颗粒硅可有效助力“双碳”目标的实现。据计算,相较西门子法生产的棒状硅,在生产过程中使用同体量的颗粒硅,二氧化碳排放量可降低74%左右,整体能耗可降低65%—70%。   “继2021年5月领到国内颗粒硅方面首张碳足迹证书后,2021年10月底,我们又取得了由法国国家能源署颁发的协鑫FBR颗粒硅产品碳足迹认证证书。”王思锋说,证书显示,每生产1000克颗粒硅的碳足迹数值仅为37.000千克二氧化碳当量,大大刷新了德国瓦克公司此前创下的每千克碳化硅57.559千克二氧化碳当量的全球最低纪录。   可解决光伏行业能耗和绿色发展难题   “宁夏协鑫下大力气研发推广颗粒硅,为的就是解决光伏行业能耗和绿色发展难题,加快推进光伏发电从平价时代迈向低价时代和零碳时代。”王思锋指出。   为让下游客户尽快批量应用颗粒硅,宁夏协鑫控股公司——江苏中能硅业科技发展有限公司(以下简称江苏中能)大胆将具有自主知识产权的颗粒硅产品交予宁夏协鑫先行先试。   试用过程中,宁夏协鑫研发团队与江苏中能保持零时空沟通,生成了大量实用数据,助力颗粒硅品质不断改进提升。团队采用相应的二次加料器及加料工艺进行不同颗粒硅投料比例验证,针对4种不同炉型,逐步摸索出一整套行之有效的生产工艺。   通过使用颗粒硅,宁夏协鑫生产经营中各项关键性指标持续向好。与去年同期相比,生产成本下降7.7%,营业收入增加81%。   小小颗粒硅生动诠释了一个道理:要想实现“双碳”目标,科技创新与工艺迭代是不二法宝。   据介绍,宁夏计划到2035年实现主要污染物排放强度达到全国平均水平,碳排放达峰后稳中有降,目前2030年前碳排放达峰行动方案的编制工作已经启动。   然而不争的现实是,作为欠发达地区,宁夏尚处于工业化和城镇化快速发展阶段,产业发展依然依赖高碳产业结构。此情此景下,实现“双碳”目标,任务艰巨。   “必须依靠科技创新,做好战略谋划,确定重点领域,才能兼顾经济社会可持续发展。”宁夏科技厅副厅长陈放指出,希望颗粒硅新工艺能够有力推动宁夏重点行业和区域相关碳减排政策举措研究,推动宁夏经济、能源、产业结构低碳转型升级。

2022-01-20  (点击量:715)

“十四五”推动石化化工行业高质量发展的指导意见发布

工业和信息化部、国家发展和改革委员会、科学技术部、生态环境部、应急管理部、国家能源局近日联合印发《关于“十四五”推动石化化工行业高质量发展的指导意见》。《意见》提出,到2025年我国石化化工行业基本形成自主创新能力强、结构布局合理、绿色安全低碳的高质量发展格局,高端产品保障能力大幅提高,核心竞争能力明显增强,高水平自立自强迈出坚实步伐。并在创新发展、产业结构、产业布局、数字化转型、绿色安全等五个方面明确了具体发展目标。 关于“十四五”推动石化化工行业高质量发展的指导意见 工信部原联〔2022〕34号 石化化工行业是国民经济支柱产业,经济总量大、产业链条长、产品种类多、关联覆盖广,关乎产业链供应链安全稳定、绿色低碳发展、民生福祉改善。为贯彻《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》,落实《“十四五”原材料工业发展规划》,推动石化化工行业高质量发展,制定本意见。 一、总体要求 (一)指导思想 以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,全面贯彻党的十九大和十九届历次全会精神,立足新发展阶段,完整、准确、全面贯彻新发展理念,构建新发展格局,以推动高质量发展为主题,以深化供给侧结构性改革为主线,以满足人民美好生活需要为根本目的,以改革创新为根本动力,统筹发展和安全,加快推进传统产业改造提升,大力发展化工新材料和精细化学品,加快产业数字化转型,提高本质安全和清洁生产水平,加速石化化工行业质量变革、效率变革、动力变革,推进我国由石化化工大国向强国迈进。 (二)基本原则 坚持市场主导。充分发挥市场在资源配置中的决定性作用,更好发挥政府作用,加强规划政策标准的引导和规范,维护公平竞争秩序。 坚持创新驱动。着眼科技自立自强,推进关键核心技术攻关,促进产业链供应链安全稳定,提高全要素生产率,提升发展质量和效益。 坚持绿色安全。树牢底线思维,强化社会责任关怀,提升本质安全水平,推进绿色循环低碳发展,加强行业治理体系和治理能力建设。 坚持开放合作。营造市场化、法治化、国际化营商环境,坚持高质量引进来、高水平走出去,促进要素资源全球高效配置,强化产业链上下游协同和相关行业间耦合发展。 (三)主要目标 到2025年,石化化工行业基本形成自主创新能力强、结构布局合理、绿色安全低碳的高质量发展格局,高端产品保障能力大幅提高,核心竞争能力明显增强,高水平自立自强迈出坚实步伐。 ——创新发展。原始创新和集成创新能力持续增强,到2025年,规上企业研发投入占主营业务收入比重达到1.5%以上;突破20项以上关键共性技术和40项以上关键新产品。 ——产业结构。大宗化工产品生产集中度进一步提高,产能利用率达到80%以上;乙烯当量保障水平大幅提升,化工新材料保障水平达到75%以上。 ——产业布局。城镇人口密集区危险化学品生产企业搬迁改造任务全面完成,形成70个左右具有竞争优势的化工园区。到2025年,化工园区产值占行业总产值70%以上。 ——数字化转型。石化、煤化工等重点领域企业主要生产装置自控率达到95%以上,建成30个左右智能制造示范工厂、50家左右智慧化工示范园区。 ——绿色安全。大宗产品单位产品能耗和碳排放明显下降,挥发性有机物排放总量比“十三五”降低10%以上,本质安全水平显著提高,有效遏制重特大生产安全事故。 二、提升创新发展水平 (一)完善创新机制,形成“三位一体”协同创新体系。强化企业创新主体地位,加快构建重点实验室、重点领域创新中心、共性技术研发机构“三位一体”创新体系,推动产学研用深度融合。优化整合行业相关研发平台,创建高端聚烯烃、高性能工程塑料、高性能膜材料、生物医用材料、二氧化碳捕集利用等领域创新中心,强化国家新材料生产应用示范、测试评价、试验检测等平台作用,推进催化材料、过程强化、高分子材料结构表征及加工应用技术与装备等共性技术创新。支持企业牵头组建产业技术创新联盟、上下游合作机制等协同创新组织,支持地方合理布局建设区域创新中心、中试基地等。 (二)攻克核心技术,增强创新发展动力。加快突破新型催化、绿色合成、功能-结构一体化高分子材料制造、“绿氢”规模化应用等关键技术,布局基础化学品短流程制备、智能仿生材料、新型储能材料等前沿技术,巩固提升微反应连续流、反应-分离耦合、高效提纯浓缩、等离子体、超重力场等过程强化技术。聚焦重大项目需求,突破特殊结构反应器、大功率电加热炉、大型专用机泵、阀门、控制系统等重要装备及零部件制造技术,着力开发推广工艺参数在线检测、物性结构在线快速识别判定等感知技术以及过程控制软件、全流程智能控制系统、故障诊断与预测性维护等控制技术。 (三)实施“三品”行动,提升化工产品供给质量。围绕新一代信息技术、生物技术、新能源、高端装备等战略性新兴产业,增加有机氟硅、聚氨酯、聚酰胺等材料品种规格,加快发展高端聚烯烃、电子化学品、工业特种气体、高性能橡塑材料、高性能纤维、生物基材料、专用润滑油脂等产品。积极布局形状记忆高分子材料、金属-有机框架材料、金属元素高效分离介质、反应-分离一体化膜装置等新产品开发。提高化肥、轮胎、涂料、染料、胶粘剂等行业绿色产品占比。鼓励企业提升品质,培育创建品牌。 三、推动产业结构调整 (四)强化分类施策,科学调控产业规模。有序推进炼化项目“降油增化”,延长石油化工产业链。增强高端聚合物、专用化学品等产品供给能力。严控炼油、磷铵、电石、黄磷等行业新增产能,禁止新建用汞的(聚)氯乙烯产能,加快低效落后产能退出。促进煤化工产业高端化、多元化、低碳化发展,按照生态优先、以水定产、总量控制、集聚发展的要求,稳妥有序发展现代煤化工。 (五)加快改造提升,提高行业竞争能力。动态更新石化化工行业鼓励推广应用的技术和产品目录,鼓励利用先进适用技术实施安全、节能、减排、低碳等改造,推进智能制造。引导烯烃原料轻质化、优化芳烃原料结构,提高碳五、碳九等副产资源利用水平。加快煤制化学品向化工新材料延伸,煤制油气向特种燃料、高端化学品等高附加值产品发展,煤制乙二醇着重提升质量控制水平。 四、优化调整产业布局 (六)统筹项目布局,促进区域协调发展。依据国土空间规划、生态环境分区管控和国家重大战略安排,统筹重大项目布局,推进新建石化化工项目向原料及清洁能源匹配度好、环境容量富裕、节能环保低碳的化工园区集中。推动现代煤化工产业示范区转型升级,稳妥推进煤制油气战略基地建设,构建原料高效利用、资源要素集成、减污降碳协同、技术先进成熟、产品系列高端的产业示范基地。持续推进城镇人口密集区危险化学品生产企业搬迁改造。落实推动长江经济带发展、黄河流域生态保护和高质量发展要求,推进长江、黄河流域石化化工项目科学布局、有序转移。 (七)引导化工项目进区入园,促进高水平集聚发展。推动化工园区规范化发展,依法依规利用综合标准倒逼园区防范化解安全环境风险,加快园区污染防治等基础设施建设,加强园区污水管网排查整治,提升本质安全和清洁生产水平。引导园区内企业循环生产、产业耦合发展,鼓励化工园区间错位、差异化发展,与冶金、建材、纺织、电子等行业协同布局。鼓励化工园区建设科技创新及科研成果孵化平台、智能化管理系统。严格执行危险化学品“禁限控”目录,新建危险化学品生产项目必须进入一般或较低安全风险的化工园区(与其他行业生产装置配套建设的项目除外),引导其他石化化工项目在化工园区发展。 五、推进产业数字化转型 (八)加快新技术新模式协同创新应用,打造特色平台。加快5G、大数据、人工智能等新一代信息技术与石化化工行业融合,不断增强化工过程数据获取能力,丰富企业生产管理、工艺控制、产品流向等方面数据,畅联生产运行信息数据“孤岛”,构建生产经营、市场和供应链等分析模型,强化全过程一体化管控,推进数字孪生创新应用,加快数字化转型。打造3-5家面向行业的特色专业型工业互联网平台,引导中小化工企业借助平台加快工艺设备、安全环保等数字化改造。围绕化肥、轮胎等关乎民生安全的大宗产品建设基于工业互联网的产业链监测、精益化服务系统。 (九)推进示范引领,强化工业互联网赋能。发布石化化工行业智能制造标准体系建设指南,编制智能工厂、智慧园区等标准。针对行业特点,建设并遴选一批数字化车间、智能工厂、智慧园区标杆。组建石化、化工行业智能制造产业联盟,培育具有国际竞争力的智能制造系统解决方案供应商,提升化工工艺数字化模拟仿真、大型机组远程诊断运维等服务能力。基于智能制造,推广多品种、小批量的化工产品柔性生产模式,更好适应定制化差异化需求。实施石化行业工业互联网企业网络安全分类分级管理,推动商用密码应用,提升安全防护水平。 六、加快绿色低碳发展 (十)发挥碳固定碳消纳优势,协同推进产业链碳减排。有序推动石化化工行业重点领域节能降碳,提高行业能效水平。拟制高碳产品目录,稳妥调控部分高碳产品出口。提升中低品位热能利用水平,推动用能设施电气化改造,合理引导燃料“以气代煤”,适度增加富氢原料比重。鼓励石化化工企业因地制宜、合理有序开发利用“绿氢”,推进炼化、煤化工与“绿电”、“绿氢”等产业耦合示范,利用炼化、煤化工装置所排二氧化碳纯度高、捕集成本低等特点,开展二氧化碳规模化捕集、封存、驱油和制化学品等示范。加快原油直接裂解制乙烯、合成气一步法制烯烃、智能连续化微反应制备化工产品等节能降碳技术开发应用。 (十一)着力发展清洁生产绿色制造,培育壮大生物化工。滚动开展绿色工艺、绿色产品、绿色工厂、绿色供应链和绿色园区认定,构建全生命周期绿色制造体系。鼓励企业采用清洁生产技术装备改造提升,从源头促进工业废物“减量化”。推进全过程挥发性有机物污染治理,加大含盐、高氨氮等废水治理力度,推进氨碱法生产纯碱废渣、废液的环保整治,提升废催化剂、废酸、废盐等危险废物利用处置能力,推进(聚)氯乙烯生产无汞化。积极发展生物化工,鼓励基于生物资源,发展生物质利用、生物炼制所需酶种,推广新型生物菌种;强化生物基大宗化学品与现有化工材料产业链衔接,开发生态环境友好的生物基材料,实现对传统石油基产品的部分替代。加强有毒有害化学物质绿色替代品研发应用,防控新污染物环境风险。 (十二)促进行业间耦合发展,提高资源循环利用效率。推动石化化工与建材、冶金、节能环保等行业耦合发展,提高磷石膏、钛石膏、氟石膏、脱硫石膏等工业副产石膏、电石渣、碱渣、粉煤灰等固废综合利用水平。鼓励企业加强磷钾伴生资源、工业废盐、矿山尾矿以及黄磷尾气、电石炉气、炼厂平衡尾气等资源化利用和无害化处置。有序发展和科学推广生物可降解塑料,推动废塑料、废弃橡胶等废旧化工材料再生和循环利用。 七、夯实安全发展基础 (十三)推广先进技术管理,提升本质安全水平。压实安全生产主体责任,推进实施责任关怀,支持企业、园区提高精细化运行管理水平,建立健全健康安全环境(HSE)管理体系、安全风险分级管控和隐患排查治理双重预防机制,建立完善灭火救援力量,提升应急处置能力。持续在危险化学品企业开展“工业互联网+安全生产”建设,推动《全球化学品统一分类和标签制度》(GHS)实施。鼓励企业采用微反应、气体泄漏在线微量快速检测等先进适用技术,消除危险源或降低危险源等级,推进高危工艺安全化改造和替代。 (十四)增强原料资源保障,维护产业链供应链安全稳定。拓展石化原料供给渠道,构建国内基础稳固、国际多元稳定的供给体系,适度增加轻质低碳富氢原料进口。按照市场化原则,推进国际钾盐等资源开发合作。加强国内钾资源勘探,积极推进中低品位磷矿高效采选技术、非水溶性钾资源高效利用技术开发。多措并举推进磷石膏减量化、资源化、无害化,稳妥推进磷化工“以渣定产”。加强化肥生产要素保障,提高生产集中度和骨干企业产能利用率,确保化肥稳定供应。保护性开采萤石资源,鼓励开发利用伴生氟资源。 八、加强组织保障 (十五)强化组织实施。各地有关部门要结合本地实际,将重点任务统筹纳入部门重点工作,强化事中事后监管,协调推进任务落实。有关企业要结合自身实际,按照主要目标和重点任务,务实推进相关工作,依法披露环境信息。相关行业组织要发挥桥梁纽带作用,积极服务指导,强化行业自律。加强政策宣贯解读,积极回应社会舆论和民众合理关切,切实提升社会公众对石化化工的科学理性认知。 (十六)完善配套政策。加强财政、金融、区域、投资、进出口、能源、生态环境、价格等政策与产业政策的协同。发挥国家产融合作平台作用,推进银企对接和产融合作。强化知识产权保护。加强化工专业人才培养和从业员工培训。推动首台(套)装备、首批次材料示范应用。 (十七)健全标准体系。建立完善化工新材料特别是改性专用料、精细化学品尤其是专用化学品等标准体系,生物基材料、生物可降解塑料、再生塑料材料评价标识管理体系,绿色用能监测与评价体系。完善重点产品能耗限额、有毒有害化学物质含量限值和污染物排放限额。探索基于碳足迹制修订含碳化工产品碳排放核算以及低碳产品评价等标准。参与全球标准规则制定,加强国际标准评估转化。

2022-04-13  (点击量:65)

有色金属开源节流保供给

经过多年的发展,我国有色金属总量规模已稳居世界前列,产量、消费量、贸易额也均居世界第一。“十三五”期间,主要有色金属产量年均增幅3.6%,继续保持世界第一;铜铝加工通过“补短板、铸长板”,主要品种自给能力超过90%;电解铝产能无序扩张势头得到有效遏制,化解过剩产能取得实质性成果;一批有色金属产业链上下游紧密结合的集群崛起,推动了产业的聚集发展;行业龙头企业的生产经营规模跨入世界前列。   “十四五”时期,有色金属行业将进入高质量发展新阶段。不久前发布的《“十四五”原材料工业发展规划》(以下简称《规划》),为有色金属产业提出了总体方向和目标任务。科技日报记者采访了相关专家,他们对“双碳”背景下有色金属如何实现有效供给进行了解读。   智能化改造提升有色金属矿藏开采效率   当前,随着“5G+工业互联网”融合创新发展,大数据、云计算、物联网开始渗透到行业生产经营的各个环节,我国数字矿山建设不断推进,安全、绿色、低碳、智能的开采成为有色金属矿业发展的主题。   我国有色矿山正在向深部、高寒高海拔地区、复杂难采矿床发展。位于云南迪庆藏族自治州香格里拉市东北部的普朗铜矿,矿区海拔3400—4500米,高寒缺氧的自然环境给安全生产带来了较大挑战。依托5G+智能装备、5G+智能控制,普朗铜矿实现了矿山固定设备无人值守以及井下无轨铲运机、有轨运输电机车的无人驾驶,釆矿工人如今在宽敞明亮的调度大厅就能操控数公里外的井下釆矿智能装备,整体工作效率提升了64%。   云南省红河哈尼族彝族自治州个旧市是新中国最早一批因矿而建的资源型城市,以产锡而闻名于世。该市在有色金属产业发展中坚持科技创新、不断强链延链、推动产业集聚、实现绿色崛起,引进了选矿设备智能化改造、企业上云服务等平台,对生产数据进行采集分析,高效推进产业转型发展升级,如今选矿不仅丢尾率大大降低,而且每日同等耗电量下的处理矿石数量增加了近2倍。   中国恩菲工程技术有限公司副总工程师刘育明认为,为了提高资源安全保障能力,一方面要加快解决深井和难采的技术难题,合理开发国内有色金属资源,强化国内矿产资源“压舱石”作用和基础保障能力,科学调控稀土、钨等矿产资源开采规模;另一方面,还要推进铜、铝等短缺资源和镍、钴、锂等“新兴矿产”的国际合作,按照平等互利、合作共赢原则,优化境外投资结构和布局,规范有序参与境外资源开发,解决大水矿山、特厚大矿床低成本开采等技术难题。   “城市矿山”渐成有色金属新宝藏   《规划》还指出,要开发“城市矿山”资源,支持优势企业建立再生铝、铜、锂、镍、钴、钨、钼等回收基地和产业集聚区,推进再生金属回收、拆解、加工、分类、配送一体化发展。   “随着再生有色金属技术装备和清洁生产水平的持续进步,金属熔炼回收率不断提高,产品结构不断优化。”中国金属矿业经济研究院高级研究员吴越告诉记者,有色金属再生利用得到快速发展,生产和消费规模不断扩大,产业比重逐步提高,技术装备水平不断提升,再生有色金属产业已成为我国有色金属工业的重要组成部分。   记者了解到,与生产原生金属相比,生产1吨再生铝相当于节能3443千克标准煤;生产1吨再生铅节能659千克标准煤。   中国金属矿业经济研究院高级研究员陈俊全表示,再生有色金属从废弃金属而来,只需要进行简单加工处理即可,过程简单,能耗也下降不少。“双碳”政策背景下,再生有色金属作为低碳资源,或将成为未来重要产业方向。尤其能源领域原材料面临资源优势国家卡位瓶颈,从“城市矿山”获得再生金属,将成为我国有色金属资源“内循环”的重要途径。   从1吨废旧手机中可以提炼400克黄金,电子废物的含金量是同等质量矿石的60至80倍。通过废物循环再造钴、镍、钨、铜和金银等各种重要资源,演绎了废物变宝贝的产业传奇。“城市矿山”开采利用模式,开启了一条永续发展的有色金属资源循环之路。

2022-04-07  (点击量:51)

宁波材料所在低粘度缩醛型可降解环氧树脂方面取得进展

热固性树脂是轻量化汽车、航天航空器、风电、电子电器等关键结构材料用基体树脂,用量巨大,每年大概6500万吨。其回收再利用对于节约资源和保护环境,进而实现人类社会的可持续发展具有重大意义,但由于永久交联,传统热固性材料回收困难,这是该领域迫切需要解决的难题,也是实现双碳目标和循环经济中关注的重要问题之一。   近年来,中国科学院宁波材料技术与工程研究所生物基高分子材料团队马松琪研究员等人基于可解离的化学键发展了一系列易回收热固性树脂。为了得到高性能且耐水的缩醛型可降解热固性树脂,设计合成了含苯联螺环二缩醛、苯联并环二缩醛和苯联单环缩醛结构的树脂,玻璃化转变温度、力学强度等与传统双酚A环氧树脂相当甚至更高(J.Mater.Chem.A,7,1233-1243(2019);Eur.Polym.J.,117,200-207(2019);Green Chem.,22,1275-1290(2020);ACS Sustain.Chem.Eng.,8,11162-11170(2020))。   近期,他们首次从成型加工角度设计合成了低粘度可降解环氧单体,可以通过真空辅助树脂传递模塑(VARTM)成型工艺,制备出性能优异的易回收碳纤维复合材料。通过分子设计,在环状缩醛结构上引入乙基或甲基后,环氧单体的规整性被打破,分子间相互作用减弱,得到了三种低粘度的环氧单体,粘度最低达到0.7Pa·s,远低于双酚A环氧单体(陶氏DER331)的粘度(10Pa·s)。三种环氧的固化活性高,以异佛尔酮二胺固化后具有优异的热学、力学性能。由于低粘度,可以通过真空辅助树脂传递模塑(VARTM)成型工艺制备碳纤维复合材料。得到的复合材料表现出优异的拉伸强度(635.9±24.1MPa)、杨氏模量(25.5±0.7GPa)和断裂伸长率(5.9±0.9%)。由于缩醛环氧树脂基体优异的降解性能,复合材料浸泡在0.1mol L-1HCl丙酮/H2O(9:1,v/v)溶液中室温24h,可回收碳纤维,回收的碳纤维表面无树脂残留。且由于回收条件温和,避免了对碳纤维表面形貌、化学成分和机械性能的损伤,使回收的碳纤维可以多次重复使用。再生得到的碳纤维复合材料,保持了原始碳纤维复合材料的优异热学、力学性能。此工作将引导可降解热固性树脂研究人员从加工和性能两方面开展分子结构的设计工作,有利于推动该类树脂的应用。相关结果已申请专利(CN201910202650.7),并发表在复合材料权威期刊Composites Science and Technology 219,109243(2022)(DOI:10.1016/j.compscitech.2021.109243)上。 以上工作得到国家自然科学基金(51773216、52073296)、宁波市公益类计划项目(202002N3091)和中科院青年创新促进会(2018335)的支持。

2022-01-24  (点击量:288)

长春应用化学所制备出功能化聚烯烃热塑性弹性材料获进展

国内高端聚烯烃材料,尤其是聚烯烃弹性体材料的市场需求旺盛,并保持快速增长。开发高聚合活性、高共聚能力的烯烃聚合催化剂来制备聚烯烃弹性体材料,能够推动我国高端聚烯烃行业进入新阶段。 最近,基于前期对催化剂结构设计、合成、优化的探索与积累,中国科学院长春应用化学研究所研究员崔冬梅团队设计合成了一类限制几何构型的喹啉-亚甲基-芴基钪双烷基配合物。该催化剂在有机硼盐和烷基铝的活化下,温和条件下即可催化邻/间/对氟苯乙烯(o/m/pFS=SF)与乙烯(E)的共聚合,活性高达1.8×106gmolSc-1h-1,所得共聚物具有一个来自E-SF无规共聚链段的玻璃化转变温度(Tg=-22.2℃-5.1℃)和一个来自结晶性连续E-E链段的熔点(Tm=42.3℃-130.2℃),在室温下表现出热塑性弹性体(TPE)的性质,拉伸强度最高为39.5MPa,断裂伸长率为774%。将聚合物重复拉伸至300%的应变10次后,残余应变只有75%,表明E-SF共聚物具有优异的弹性恢复性能(如图)。E-SF共聚物优异的力学性能得益于其微相分离的形貌结构,E-E链段作为物理交联点,将柔性的E-SF链段连接成聚合物网络,赋予材料优异的强度和韧性。 DFT理论计算表明,配合物喹啉侧臂的电子效应和位阻作用在形成特殊序列结构的E-SF共聚物上起决定性作用:喹啉侧臂的弱吸电性增加了中心金属的Lewis酸性,提高乙烯聚合的活性,有利于形成连续的结晶性链段,由动力学控制;喹啉侧臂的位阻作用在一定程度上阻碍了体积较大的对氟苯乙烯插入,使其只能离散式地插入到聚合物主链上,不能连续插入,由热力学控制。 物序列结构的调控,高活性制备出力学性能优异的功能化聚烯烃热塑性弹性材料。相关研究成果在Angewandte Chemie International Edition上发表。研究工作得到国家自然科学基金的资助。

2022-01-20  (点击量:289)

一文读懂化学纤维新材料技术发展趋势

一、纤维材料技术发展趋势 发达国家制定了关于先进纤维材料的国家战略和研发方案,例如德国名为“工业4.0”的Future TEX项目已经开始,该项目侧重研究可再生纤维材料、面向顾客的纤维产品和新纤维材料,包括智能纤维;美国建立了纤维和纺织品工业创新机构,重点开发新一代智能纤维纺纱技术;法国建立了新的UP-TEX纤维和工业纺织品创新基地,以促进纤维工业的技术创新,重点运用智能纤维、高工业技术制成新布料、性能较低的纤维、高效纳米医学先进材料和新纤维防护材料。欧盟启动了“地平线2020”方案,重点包括医疗设备和智能纤维产品、高技术非纺织材料、高性能复合纤维材料、先进纳米纤维材料、抗降解纤维材料等。我国通过与纺织企业合作,将重点放在整个链的纤维上,使高性能纤维工业能多领域发展。先进纤维材料是我国10项优先突破之一,是《纺织工业发展规划(2016—2020年)》的优先方向,这也是中国2025年材料开发和制造战略的重要趋势。关于新纤维材料,中国预计在今后10年内重点开发高性能、多功能、智能化、绿色低碳和高附加值纤维制造技术。 二、化学纤维专利分析 1960—2000年,我国化学纤维专利较少,但2000年后,随着化学纤维制造业向中国转移,我国专利申请数量呈现快速增长趋势。 1985年以来,中国专利申请数量逐渐增加,特别是在2000年之后,我国专利申请数量增加明显。尽管2008年发生了金融危机以及2013—2014年化学纤维行业发展停滞不前,我国工业仍通过结构重组和优化,实现了高质量发展,专利申请情况总体良好。 2000年以来,中国的化学纤维专利申请量排名最高,且许多国内大学都在申请专利,东华大学处于领先地位。此外,中国石油和化学品有限公司、江苏化学纤维有限公司、杜邦公司和唐利公司都在积极地申请专利、保护知识产权。 深入分析我国2000年以来的化学纤维专利权发现,主要集中在功能纤维、高性能纤维、纳米纤维、生物纤维和生物医学纤维等,其中,功能性纤维是化学纤维专利申请的热点。2000年以来,功能性纤维专利申请量逐年增加,说明功能性纤维发展迅速,化学纤维的功能越来越受重视。在化学纤维产品生产方面,满足终端需求已成为重要趋势。 2019年,中国专利申请量超过海外专利申请量(专利分析数据均源于国家知识产权局官网),超越了2018年的专利申请数量的统计数据,我国一改化学纤维制造业落后局势,呈现出明显优势。目前,我国化学纤维专利数量,特别是在聚酯纤维和异性纤维等方面,在国际上名列前茅。进一步分析国内外化学纤维专利权发现,专利申请以聚酯纤维、聚苯乙烯纤维和聚丙烯纤维等为主。我国光导纤维和碳纤维的专利申请数量与国外相比还有很大差距,主要原因是国外的技术比较成熟,而我国正处于快速增长阶段。从表1可以发现,中国的专利申请占82.0%,表明中国越来越重视化学纤维的知识产权保护。日本、德国和美国等国家在中国也申请了一定比例的专利权,表明发达国家也在密切关注中国化学纤维的发展。 三、聚酯纤维专利技术 2017年,中国的聚酯纤维产量为39.340 kt,占中国纤维总产量的85.0%以上,占世界纤维总产量的66.0%(分析数据均源于国家知识产权局官网)。然而,聚酯纤维在增强生产能力、提高产品附加值、降低劳动成本和促进能源消费方面还存在一些问题。由于生产能力较弱,纤维在使用和处置后的降解周期较长,回收率较低,导致聚酯纤维的发展优势与现有的发展瓶颈之间产生冲突。2015年以来,我国聚酯纤维的发展重点一直是高性能聚酯纤维及其工业用途、聚酯纤维的回收和生物降解,部分已成为“十三五”国家优先研究的开发项目。 1.高仿真与功能化聚酯纤维 高仿真聚酯纤维和异性纤维是聚酯纤维产品开发的主要方向。聚酯纤维的高仿真是对动物和自然植物纤维的仿真,结合了各种改造技术调整结构和性能,使用聚酯纤维符合环保、卫生、安全的理念,可满足消费者的不同需求。聚酯纤维的多种转换技术包括分子设计中的聚合技术、共混技术、纤维形态技术等。聚合技术是利用协同作用将核心物质与聚合物分子结合起来;共混技术是采用功能母粒,通过共混纺丝制得改性聚酯纤维;纤维形态技术是指改变纤维截面,如中空、异形等;后整理技术包括纺纱工艺与织造工艺等。分析聚酯纤维专利权发现,经过2000年以来的一段快速增长时期,功能性聚酯纤维的专利申请数量呈上升趋势,反映了功能性聚酯纤维的发展已达到一定水平,市场需求日益增加。今后,要在提高产品质量方面加大投资,实现质量标准化。 2.高性能与产业用聚酯纤维 高性能产业用聚酯纤维现广泛应用于运输、环境保护和工程领域,在安全保护领域也发挥着重要作用,并得到了迅速发展。产业用聚酯纤维是许多工业用橡胶轮胎的好材料,产品坚牢耐用,如工业用织物、包装、装甲织物、结构薄膜、安全气囊、传送带等。2000—2009年,产业用聚酯纤维相关的专利申请数量持续增加,2010年以来迅速增加,表明工业领域对高性能聚酯纤维的需求保持稳定。 3.生物降解与循环再生聚酯纤维 研究数据表明,每年全球环境污染和生态破坏造成的损失高达1亿美元,严重影响社会可持续发展。废旧纤维产品通常被倾倒在填埋场或直接焚烧,不仅会造成严重的环境污染,还会造成大量的资源浪费。全国废旧纤维产品总量为1.4×105 kt,但目前回收率不到10.0%,预计到“十三五”结束,废旧化学纤维产品的总量约为2.0×105kt。回收化学纤维不仅能缓解资源短缺现状,还能减少废旧纤维产品中的聚酯纤维造成的环境污染。与简单且应用广泛的传统处理方法相比,再循环和生物降解技术更加有效。一方面,随着聚酯纤维的快速发展,废旧聚酯纤维和产品的社会存量大幅增加,环境保护面临巨大压力。另一方面,随着环保理念深入人心,生物降解和聚酯纤维的循环引起社会关注。功能性聚酯纤维、工业聚酯纤维的生物降解和循环利用是纤维材料功能开发和资源补充领域的重要研究方向。此外,绿色环保型聚酯纤维的研发是重要趋势,生产过程更加强调整个生命周期的绿化以及高效性、灵活性、数字化和智慧化。 四、结语 随着我国化学纤维工业的发展,化学纤维材料相关知识产权广受关注。目前,化学纤维,尤其是聚酯纤维和聚酰胺纤维的专利申请处于领先地位,高等院校等科研机构对化学纤维的基础研究和应用展现出明显优势。我国应建立健全知识产权制度,为异性纤维、高性能纤维、纳米纤维、生物医学纤维和智能纤维的发展提供制度保障。通过分析聚酯纤维专利现状发现,我国化学纤维新材料的开发应侧重于高仿真、生物降解、循环利用、绿色和智能制造等方面的技术创新。

2022-03-31  (点击量:79)

先进制造引领“世界工厂”东莞突围升级

经济外向度极高的广东省东莞市过去两年遭遇复杂外部环境的重压。新年伊始,记者在东莞采访发现,许多企业表现出强大的生命力。加工贸易、劳动密集型曾是“世界工厂”东莞的标签,而当下,依托强大的工业基本盘,以科技创新为驱动的先进制造正在成为引领“世界工厂”突围升级的主要力量,从一个侧面彰显出复杂形势下中国经济强劲的韧性和蓬勃发展的前景。   疫情困不住生产的脚步   据最新统计数据,2021年东莞市地区生产总值实现10855.35亿元,比上年增长8.2%,跨越“万亿元”门槛。   东莞经济具有高度外向型特征。过去两年,世界经济风云变幻,疫情反反复复。然而,东莞企业展现出顽强的生命力。以外贸为例,受疫情影响,从缺订单到缺工再到缺货柜。但自2021年1月起,东莞外贸增速止跌回升,全年进出口总额实现15247亿元,比上年增长14.6%。   这是怎么实现的?面对困难,最为企业认可的,是东莞迅速成立经济运行监测调度指挥部,一厂一策对企业进行定点帮扶,出台“助企撑企15条”等措施,全力推动经济恢复。   这种韧性融入企业的基因。东莞记忆存储科技有限公司2019年产值下降到14.36亿元,2020年企稳恢复后,2021年迎来了大跨越,超过100亿元。   记忆存储负责人贾宗铭说:“企业没有因疫情停产过一天。最困难的时候,为了不耽误生产和疫情防控需要,我们把会议室改成了员工宿舍。”   2021年,东莞规模以上工业增加值达5008亿元,比上年增长10.2%,工业投资比上年增长25.3%,显示了企业对未来的坚定信心。   高技术制造业产业领跑   制造业立市,是“世界工厂”东莞的坚持。   过去5年里,东莞电子信息产业集群达到万亿级规模,食品饮料、纺织服装鞋帽也形成了千亿级规模。传统产业仍在稳步壮大,但东莞的领跑者已切换为高技术制造业产业。   东莞市天域半导体科技有限公司的创建者是造纸行业出身,从传统的造纸,转向尖端的半导体,需要很大勇气。天域副总经理孔令沂说:“就是靠其他产业撑着,虽然一直不赚钱,但就是坚持想往对的方向走。”2021年,天域的产值是前3年之和,销售额达到1.6亿元。   加工贸易、劳动密集型曾是东莞的标签。如今,东莞高技术制造业产业快速增长,技术创新活动进一步活跃,研发(R&D)经费投入强度达到3.54%。这使得东莞超过1万亿元GDP的成果不是简单的加法堆叠,而是经济结构不断优化的梯度攀升。   东莞市凯格精机股份有限公司自2005年成立之初就开始自主研发。公司董事长邱国良说:“我们最早只是做了集成,设备在别人手里,这不是长久之计,要做关键设备,把命运握在自己的手里。”   凯格精机蛰伏了10年,朝着做关键设备的目标坚实迈进。目前,凯格精机的产品精度为头发丝的五分之一到八分之一,全球市场占有率稳居前列。2021年,它的产值增长了50%。   以强大的工业基本盘为基础,东莞构建了供应链不断转型迭代的先进制造体系:超过19万家工业企业、1.1万家规上工业企业;国家高新技术企业7387家,近几年几乎以每年1000家的数量增长;154家“专精特新”企业成为供应链上的“链头”,有效连接产业链的“断头”、疏通“堵点”。   向原始创新要动力   2014年,东莞市政府明确将发展工业机器人产业、推广机器人应用作为重点工作之一。2022年,东莞聚焦数字经济高质量发展,中心工作从智能化设备转向智能化系统。   从“躯干”向“大脑”的深入拓展,是站在新起点的东莞向原始创新要发展动力和科技红利的号角。   大科学装置、先进实验室的相继落户,给东莞带来全新机遇。   成立3年来,松山湖材料实验室已布局十大前沿科学研究方向。在这里,上千名科学家除了专注实现重大技术突破外,还努力推动重大成果转移转化。如今,松山湖材料实验室已成功培育25个创新样板工厂团队。   “东莞GDP过1万亿元了,过2万亿元要怎么实现?把所有城市土地拿来建工厂不行。但靠科技的创新驱动,就会产生乘数效应。”东莞松山湖高新技术产业开发区管委会委员梁展鸿说。   立足未来,东莞布局了七大战略性新兴产业基地,开展全球揭榜招商,7个30亿元项目和97宗强链补链新兴产业项目已经入驻。未来的“世界工厂”会在哪一条赛道上再创佳绩,令人充满期待。

2022-01-26  (点击量:511)

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