技术成果

挥发性有机物（VOCs）流化床吸附浓缩技术

技术简介及特点 中国科学院过程工程研究所开发的多层流化床吸附浓缩-催化氧化技术是处 理低浓度、大风量 VOCs 的有效手段。与传统的固定床吸附浓缩和转轮吸附浓缩 相比，流化床吸附浓缩技术可以实现连续操作、净化效率高，浓缩比可达 10-20 倍。流化床层温度均匀，无局部过热现象，安全可靠；流化床压降低、可显著降 低能耗；后续既可用于催化燃烧，也可进行溶剂回收。同时，研究团队研制了适 用于流化床的高耐磨性能球形吸附剂，性能指标优于国内外同类产品。 专利及进展情况 申请专利 2 项，其中获授权 1 项。2017 年 12 月全国 VOCS 监测与治理高峰 论坛上被中国环境科学学会评为优秀创新设备奖（共 7项）。 产业化前景分析 挥发性有机物（VOCs）是重要的大气环境污染物之一，也是形成细颗粒物 (PM2.5)和臭氧的重要前体物质。VOCs 治理目前是我国大气污染治理的重点和难 点。“十三五”期间 VOCs 治理市场将迎来爆发式增长，市场规模预计将超 2000 亿元。在集装箱制造、印刷、家具喷涂、电子制造、化工制药等行业生产过程中 会有大量的 VOCs排放，采用流化床先吸附浓缩再催化燃烧或溶剂回收技术，具 有环境友好、节能减排和显著的社会经济效益，推广应用前景良好。 转化方式 技术转让 许可使用 2万m3/h的流化床吸附浓缩-催化燃烧装置适用于流化床的高耐磨性能球形吸附剂 双流化床气化技术

微分迁移谱-飞行时间质谱联用仪

近些年，食品安全问题日益得到关注，酒中微量功能成分以及塑化剂等有害添加成分的快速 分析；发展白酒品牌、年份、香型的快速鉴别方法；实现酿造发酵基酒品质的快速现场分级；以 及保健酒、麻醉药品等应急事件快速分析解决方案的有效检测手段迫切需求。本课题组基于实验 室自行开发的平板型DMS技术和垂直加速飞行时间质谱（TOFMS）技术，采用63Ni放射性电离 源，成功研制DMS-TOFMS联用仪器。在TOFMS前端增加一级DMS作为预分离手段，能够实现 同分异构体分离，同时获取待测物分子的结构、分子量和相对含量数据，提供待测样品中全面的有 机组分的种类和含量信息，从而提升仪器定性及定量分析能力。该仪器DMS预分离器整体尺寸为 100 mm×80 mm×67mm，其电极基于印刷电路板（PCB）工艺制作，采用陶瓷材质表面镀金处 理；TOFMS腔体全长600 mm，主要包括3个部分：射频四级杆、静电透镜与飞行时间质量分析器； 采用63Ni放射性电离源，位于DMS平板电极前端，63Ni源是一种在大气压环境下实现样品离子 化的电离源，通过4 级差分实现大气压到高真空的气压要求。 应用实例：成功用于丙泊酚二维谱图分析，单样品分析时间小于5 min，表明该仪器在食品 品质分析等领域具有广泛的应用空间。

VOCs催化脱除技术

项目简介及应用领域 挥发性有机气体（VOCs）是导致大气雾霾的重要诱因，VOCs 的排放涉及化工、喷涂、印刷、制药、塑料和橡胶加工等众多行业，其成分复杂，大体包括 三苯类（芳香烃、多环芳香烃等）、含氧类 VOCs（醇类、酮类、酚类、醛类和酯类等）、烃类（如烷烃、烯烃）、含杂原子 VOCs（如卤代烃等）以及低碳烷烃类（如乙烷、丙烷等）。鉴于 VOCs 对环境和对人体健康的危害，其排放控制引起了各国政府的高度重视。美国、欧盟、日本等相继出台了一系列 VOCs 排放标准及减排计划。我国在十三五规划纲要中，明确提出将 VOCs 排放纳入总量控制范畴。VOCs 的排放控制技术主要可分为物理回收和化学降解两大类技术，而化学降解法中的催化氧化技术，具有适用处理废气浓度范围广、能彻底将 VOCs 转化为 CO2 和 H2O，无二次污染问题，并且可处理易燃易爆气体，是 VOCs 净化 的最有效方法。大连化物所在科技部重点研发项目、自然科学基金项目、中科院STS 项目等资助下，针对典型的四类 VOCs 气源特点，进行了 VOCs 氧化催化剂 及工艺技术的开发。开发出针对含氧类 VOCs、芳香类、低碳烷烃类以及含杂原子类等系列 VOCs 净化催化剂。开发的广谱性燃烧催化剂，已成功应用于涂装、印染、石化等 5 个工业项目。开发的耐卤素燃烧催化剂也已应用于对苯二甲酸尾气催化净化工业项目中。此外，开发的丙烯酸尾气、丙烯腈尾气净化催化剂已完成工业侧线试验， 正在进行工业推广应用。目前，在耐硫燃烧催化剂方面也取得较大进展，有望近期完成工业侧线试验。同时，还开发出蓄热催化净化工艺（RCO）、吸附-浓缩-催化净化

柔性化、微型化储能器件及其集成系统研发

可穿戴和便携式电子产品的快速发展，极大的促进了现代社会对高能量密度、轻量便携化、柔 性化储能器件的需求。本项目中利用自主研发的 MXene基高性能、多功能油墨，通过丝网印刷技 术构筑微型超级电容器、锂离子微型电池及压力传感器，并与柔性太阳电池进行功能集成，成功实 现了柔性光电-储-用一体化微系统的构建。同时，开发的双功能二维介孔材料成功用于微能源存 储及氨气监测，实现了自驱动、集成化气体传感微系统的构筑。从柔性微电极制备、高离子电导率 电解质开发、器件组装等几个方面成功开发出柔性化、平面型钠离子微型电池，研制出可高温稳定 工作的微型电池。目前，这些技术正在申请多项中国发明专利。 技术指标：可弯曲且对比容量基本无影响；器件形状、大小可调控；可在宽温区（-40-100 °C）条件下稳定工作；可实现多个器件的模块化集成以及功能性微系统的构筑，无需外加电源可 自驱动传感器；可适于规模化生产。从材料的制备及器件的工艺组装均具有原始创新性，具备自 主知识产权，技术成果达到了国际先进水平。 应用领域：在轻量便携化、可穿戴式、可植入式电子产品等方面均具有很好的应用前景。

智能立定跳远板

必要性及需求分析:立定跳远能力是全国中小学体育测试、体育专业人才选拔和个别赛事的重要测试内容，随着全面实施国民健身计划的推进，立定跳远也很有可能成为重要全民健身的重要组成部分。而当前立定跳远测量仪器设备大多还是以传统的皮尺、印刷刻度板为主，这种方式依靠手工记录成绩，效率低，不易于长期保存和异地共享测试成绩，较大规模人群的体育测试时需要投入大量的记录员，一方面也制约了跳远运动的常态化实施，急需发展数字化立定跳远测量器具。本成果基于实验室研发的柔性压力传感器，融合数据库管理技术，研发了具有自主知识产权的智能立定跳远板，自动获取并存储用户的跳远距离，还通过语音和显示屏播报测试结果，还可以通过客户端软件进行同场或网上竞技。本成果性能稳定、运行可靠、性价比高，在学生体育测试、全民体能锻炼、运动员/军人专业训练、人才选拔等诸多领域具有广泛应用。目标及主要任务:面向立定跳远数字化测量器具的迫切需求，在前期原理样机研发基础上：（1）面向中小学体育测试，建立数据库，开发专门应用软件，与国家中小学体育考试机构建立合作关系，开展示范应用，形成推广能力。（2）面向国民体质监测和训练，开发专门测试和游戏训练软件，与省市体育局国民体质监测中心/站，开展示范应用，形成推广能力。现有工作基础:团队成功掌握了大面积柔性阵列压力传感器的一整套生产工艺，并在此基础上开发了多个应用系统，申报多项知识产权（13项授权发明专利、8项软件著作权登记），研制的柔性阵列压力传感器及其终端产品已经成功应用在竞技体育科研、个性化工业产品设计、公共安全、医疗康复评估以及运动生物力学研究等领域。预期经济和社会效益:立定跳远能力是全国中

高隐藏荧光基印刷防伪标签产业化

摘要待完善

一种大面积钙钛矿太阳能电池印刷制备的方法

摘要待完善

可穿戴生物医疗系统

随着物联网、人工智能、大数据的广泛应用及柔性电子技术的进步，可穿戴生物医疗得到了快速的发展。同时，人们对于健康的需求也日益增加。如何实现对个人生理健康的实时监测，变得尤为重要。团队通过研发，已取得一定基础： 1.柔性可穿戴心电ECG信号实时检测系统 （1）设计了基于有机聚合物材料的柔性心电电极； （2）基于CMOS工艺的低噪声、低功耗模拟前端电路芯片； （3）基于小波阈值算法及支持向量机（SVM）的信号处理及特征训练模块； （4）基于STM32处理芯片的传感器系统设计； （5）基于柔性印刷电路板（PCB）的系统实现。 2.可穿戴多生理信号实时检测系统 （1）搭建并验证了人体体温、血氧、心率、呼吸、血压等多生理信号模块电路； （2）血压测量有基于袖套充气阻断动脉血流的示波法和基于光电二极管的光电容积脉搏波描记法（PPG）两种实现方式。

纳米银先进合成技术

纳米银具有良好的导电性能、导热性能、抗菌性能、光学性能以及其他特殊性能，目前已被广泛应用于催化材料、光学材料、生物医疗、新能源以及电子器件等领域。其中，纳米线的导电、透光、弯折性能最好，且可以使用涂覆工艺生产透明导电膜，生产成本比铟锡金属氧化物（ITO）低，是当前 ITO 材料的最佳替代品。采用纳米银球替代微米银球，可显著降低印刷电路的特征尺寸，拓宽其在精密电子元器件中的应用。片状纳米银的应用还可显著降低银浆的固化温度，提高导电率。本项目提出了纳米银材料合成的新原理和新方法，推动了纳米银合成理论的发展，也为纳米银材料的精准、快速和规模制备提供了条件。 （1）提出了基于小分子配体的合成策略，可实现纳米银球和纳米银片的一步法合成。传统纳米银合成技术难以避免二次成核，从而导致较宽的粒径分布；纳米银以球形为主，难以实现片状等其他形貌纳米银的规模制备。基于小分子配体的合成策略有效抑制了自成核，得到的纳米银尺寸均一，标准偏差小于10％，且尺寸可通过化学计量比得到精准调控，调控范围为 5-200nm，实验室产量在克级以上。通过引入形貌控制机制，还可实现纳米银片(厚度<10nm，边长 30nm-2μm)的一步法、大批量、精准合成。 （2）提出了消化熟化策略，可实现单分散纳米银球的合成，其尺寸在 10-20nm 之间可调，标准偏差约 5％。采用该策略，可将尺寸分布较宽的纳米银球转化为单分散纳米银球，以及将氯化银等前驱体一步转化为单分散纳米银球。通过引入形貌控制机制，还可实现从银纳米球到纳米片的形貌转化。这一技术突破了现有技术的能力，显著提升了纳米银的尺寸均一性，也为纳米片的规模制备提供了新的技术路线。

基于机器视觉的电池丝印及 FPC 连接器缺陷检测系统研究

本项目研究对象为消费类电子产品的电池丝印和FPC连接器。不同型号电池丝印具有字符类型（汉字、英文、韩文及数字等）、字符格式、插画内容、条码格式等差异。目前电芯丝印/条码受夹具、设备、人员等相关因素影响导致印刷缺陷，丝印/条码缺陷类型主要分为：条码缺损/扭曲/歪斜/模糊/重影/脏污/色差、丝印缺损/歪斜/模糊/重影/脏污/色差、丝印与条码信息不匹配、条码尺寸及条码/丝印位置不符合规格要求等。现主要依靠人工检测，存在低效率、高成本、主观判断性强等问题。本检测系统利用机器视觉、图像处理方法对电芯丝印/条码的常见外观缺陷、尺寸测量及位置状态进行检测并标记输出，并开发了相应检测软件，后期可植入不同算法，适用于任何型号的电芯。电池丝印检测如下：图1 电池丝印检测系统软件界面及输出结果FPC连接器由于受来料本身或电池组装过程等造成的外观不良，如连接器偏移/歪斜、连接器焊接少锡/多锡、连接器塑胶本体破损变形、五金部分变形/缺失、连接器脏污等。这些缺陷可直接导致产品功能性不良，影响产品使用性能，而目前检测方法仍为人工利用简单的CCD投影设备进行主观判断，检测速度慢，易误判，缺乏客观标准。本检测系统可对连接器常见外观缺陷进行检测并标记输出，开发出了支持不同型号切换、参数自由设置的软件系统，后期可根据新产品需求增设不同检测算法。连接器如下图所示：图2 电池FPC连接器检测系统软件界面及输出结果