煤转化国家重点实验室

煤转化国家重点实验室于1991年由国家计委批准利用世界银行贷款筹建。1995年通过国家验收正式对外开放,1999年和2003年两次通过国家评估。实验室学术委员会由15名国内外专家组成。依托单位是中国科学院山西煤炭化学研究所。基于我国经济发展对煤炭高效洁净利用的需求,结合国际发展趋势,煤转化国家重点实验室以保障我国能源安全、协调解决煤炭利用效率和环境问题、为煤转化技术的创新提供科学依据和工程化基础为目标,以煤高效洁净转化为优质燃料、化学品和材料过程中的科学和技术基础为主要研究方向,重点研究煤的热物理化学、煤基液体燃料合…     

煤炭超临界水气化制氢发电多联产技术进展

针对传统煤炭利用方式高能耗、高污染、高CO_2排放的缺点,西安交通大学提出了"超临界水蒸煤"新概念和新思路,将煤炭化学能和中低温热能直接有序转化为氢气化学能,可从源头上根除气态和颗粒污染物的生成,同时实现高浓度CO_2产物的自然捕集。西安交通大学近两年来特别是在国家重点研发计划项目(2016YFB0600100)资助下,为进一步优化煤炭超临界水气化制氢过程中化学反应与流动传热的匹配关系并解决碳不完全转化的问题,分别开展了化学反应动力学以及超临界水环境中热质传递强化两个方面研究,进而获得超临界水-煤炭颗粒多相流热化学热质传递强化理论。在此理论的指导下,建设了小型示范试验样机,实现了煤炭在温和条件下高效气化。     

“煤炭清洁高效利用和新型节能技术”重点专项

为落实《"十三五"国家科技创新规划》,在国家重点研发计划中启动实施了"煤炭清洁高效利用和新型节能技术"重点专项,内容覆盖了煤炭高效发电、煤炭清洁转化、燃煤污染控制、二氧化碳捕集利用与封存、工业余能回收利用、工业流程及装备节能、数据中心及公共机构节能7个技术方向的23个重点研究任务。此报告主要介绍了专项的背景、部署、管理举措、实施等。     

公共机构高效用能关键技术的研究

针对公共机构低品位热能回收效率低、特殊区域余热利用集成度差、余热利用率低;采光照明耦合设计理论缺失、控制系统可调度低;用能设备管理平台兼容性差、监控分离、数据分析弱;围护结构整体节能性及防火安全性差;公共机构节能标准体系不完善等关键技术问题和瓶颈,"十三五"国家重点研发计划项目"公共机构高效用能系统及智能调控技术研发与示范"面向公共机构节能和节约型公共机构建设需求特点,在实际的研究中,形成了以下公共机构节能关键技术:用能设备余热的高效低阻强化传热技术,服务类区域低品位余热梯级利用集成系统技术,空调通风系统余热回收技术等;智能照明控制技术,新型高效采光技术;数据驱动的供热与空调系统前馈控制技术,基于能耗监测、环境监测、机电系统监测智能管理以及调控的"四位一体"监测管控系统平台技术;新型高效整体式复合外墙集成技术,新型高效智能外窗调控技术,高效围护结构装配集成与施工安装技术;节约型公共机构评价标准等关键技术。通过以上关键技术的研究与示范,以减少公共机构建筑能耗,并实现在现有国家标准GB50189的基础上节能25%的目标。     

DNA损伤应答相关蛋白质机器维持基因组稳定性与细胞稳态的机制

基因组不稳定性和细胞稳态失衡是衰老及肿瘤、糖尿病、神经退行性疾病等老年重大疾病的重要诱因,但其中的分子机制尚不清晰,因此缺乏有效的治疗靶标和手段。DNA损伤应答(DNA damage response,DDR)是维持基因组稳定性的关键,其过程包括损伤感应、信号激活和传导、效应等不同阶段,涉及分子识别和靶向募集、信号激活和传导、损伤修复和基因转录、细胞凋亡、转化与衰老等生物学过程。DDR依赖诸多损伤修复因子的直接参与,也需要染色质重塑(chromatin remodeling)及关键蛋白质机器的可逆性翻译后修饰的精细调控作用。国家重点研发计划蛋白质机器与生命过程调控重点专项项目"参与DNA损伤应答的新型蛋白质机器维持基因组稳定性的机制研究"针对DNA损伤应答的动态过程,聚焦染色质重塑(chromatin remodeling)与蛋白质翻译后修饰(post-translational modification,PTM),筛选、鉴定新型调控染色质重塑的蛋白质机器及新型蛋白质翻译后修饰,阐明其对DNA损伤应答的时空调控机制,阐明其结构特性,揭示其结构或功能异常所致DNA损伤应答缺陷,诱发基因组不稳定性、细胞稳态失衡和肿瘤发生发展的关联机制,筛选靶向先导化合物并探讨其在肿瘤治疗中的作用机制及应用,为药物研发、临床诊治提供新的理论依据。     

面向精细化工绿色过程的纳米界面化学研究

提高催化反应的选择性,是精细化工行业从源头上实现零排放的根本策略,也是提高产品竞争力,促进精细化工产业升级的重要推动力。然而,广泛应用于各类精细化工生产过程的金属纳米催化材料的表面结构特征丰富,表界面原子配位结构复杂,导致其表界面化学过程常存在着多个反应通道,易产生副产物。如何使金属纳米催化剂在具备高化学反应活性的同时拥有高的催化选择性,以确保其参与化工过程的原子经济性、减少污染和副产物,成为精细化工催化领域的关键问题。为了解决该问题,国家重点研发计划项目"面向精细化工绿色过程的纳米界面化学"提出在分子水平上解析纳米催化材料的活性基元结构(含几何和电子结构),并理解其参与界面化学过程。同时,在实际应用体系中,实现对复杂纳米催化材料的活性中心和性能的精准调控,从根源上减少其参与精细化工过程的污染排放。本文简要介绍了在重点研发计划的支持下,项目研究团队近两年来在纳米界面化学的分子催化机制和催化应用工业示范等方面取得的研究进展。     

土壤有机污染阻控与高效修复用纳米材料与技术研究

我国土壤环境质量总体不容乐观,局部地区污染严重,急需研发经济、高效、绿色的修复材料与技术。一些纳米材料相比常规材料具有优越的物理化学属性和反应活性,能够与重金属和有机污染物发生强烈的吸附与氧化还原作用,有望用于土壤污染治理。为此,科技部于2017年在国家重点研发计划"纳米科技"重点专项中设立了"用于土壤有机污染阻控与高效修复的纳米材料与技术"项目,旨在研发新型功能纳米材料及其宏量制备技术,阐明其阻控/修复土壤有机污染的机制及在土壤中的迁移转化过程与生物生态效应,构建经济、高效、绿色的农田土壤有机污染阻控修复和有机污染场地土壤修复纳米技术,建设示范工程,为我国土壤污染治理提供有自主知识产权的功能材料、适用技术和工程范例。本文概括性地介绍了该项目实施两年来所取得的重要进展,主要包括有机污染农田土壤阻控修复用纳米材料与技术、有机污染场地土壤/地下水修复用纳米材料与技术、纳米材料与有机污染物复合生物效应与调控利用。     

燃煤PM_(2.5)吸附剂控制技术研究

燃煤电厂是大气PM_(2.5)的重要排放源之一,对燃煤PM_(2.5)排放的有效控制是实现能源可持续发展所必须解决的关键难题之一。现有燃煤颗粒物控制技术虽已得到较大发展,但还存在PM_(2.5)脱除效率低、系统复杂、运行不稳定、投资成本高等问题。为进一步解决和突破制约我国煤炭清洁高效利用和新型节能技术发展的瓶颈问题,"十三五"期间启动了国家重点研发计划"煤炭清洁高效利用和新型节能技术"重点专项。在2016年首批立项的国家重点研发计划项目中,"燃煤PM_(2.5)及Hg控制技术"项目(编号:2016YFB0600600)将发展和应用新型燃煤PM_(2.5)控制技术作为一个主要目标,以期在此领域取得基础理论的原创性成果,突破重大关键共性技术,并实现工业应用示范。本文综述了该项目在燃煤PM_(2.5)吸附剂控制技术方面的最新研究进展,主要内容包括PM_(2.5)前驱体与吸附剂的多相吸附/反应机理、高效吸附剂的定向设计/改性方法、高效改性吸附剂的开发及应用设备研制、PM_(2.5)改性吸附剂控制技术的系统集成及优化。     

半固态锂金属电池的微纳结构与界面设计相关基础研究

固态锂金属电池由于其高能量密度和固态电解质的高安全性,为下一代可充电能源存储提供了有前途的解决方案。然而,锂负极与固态电解质界面相容性差,导致锂金属枝晶状沉积和电化学-化学-机械不稳定。为了解决上述问题,国家重点研发计划项目"半固态锂金属电池的微纳结构与界面设计相关基础研究"提出在原子水平上解析固态电解质及界面结构,并理解界面反应规律。同时,在实际应用体系中,通过微纳结构与界面协同优化复合电极及系统设计,构建高性能、高安全半固态锂金属电池体系。本文简要介绍了在重点研发计划的支持下,项目研究团队近两年来在三维锂金属负极电极结构设计、固态电解质界面精细调控及固态电解质原子级表征方面取得的研究进展。     

瑞士实施国家研究重点计划

瑞士联邦政府决定2001年起开始实施"国家研究重点计划"(Nationale Forschungsschwerpunkte,NFS),计划在2001至2003年间投入1.26亿瑞士法郎,首批设立10个"国家研究重点",涉及的科研领域有纳米科学、基因科学、新型电子材料、量子光学技术、分子肿瘤治疗技术、植物保护、计算机辅助医疗技术、神经修复机能、生物分子三维结构、气候及自然灾害预测.     

人工微结构中的量子、类量子效应及功能集成光子芯片研究进展

本文基于国家重点研发计划"量子调控与量子信息"重点专项"人工微结构中的量子、类量子效应及功能集成光子芯片"项目的研究成果,介绍了项目在光子态的产生及其多维度调控、人工微结构中新奇量子和类量子效应研究、全固态光量子信息处理单元器件以及功能集成的有源光量子芯片等方面取得的最新研究进展,并展示了其相关的应用前景。     

面向新一代生物及化工产业的生物质原料炼制关键过程

木质纤维素等生物质本身是一个超分子功能体，是新一代生物及化工产业最具价值的工业通用原料。国家973计划项目“秸秆资源生态高值化关键过程的基础研究”研究团队经过为期5年的研究，建立了以秸秆为代表的生物质高效转化关键过程和技术平台。但是，要在生物质经济的全球竞争中形成优势，还需突破制约生物质成为通用原料的基础问题。本文分析了面向新一代生物及化工产业的生物质产业发展特点和亟需解决的主要问题，提出了符合生物质原料结构特点和产物功能要求的生物质原料炼制过程新思路，将生物质原料炼制思路从原料预处理．组分分离提升到选择性结构拆分，并阐明了生物质成为新一代生物及化工产业通用工业原料需要解决的关键科学问题。     

利用CO2作为新型开关调控液晶和胶束之间的可逆转变

本研究发现利用CO2可作为一种新型“开关”调控液晶和胶束之间的转变。这种新型的调控方法具有很多优点,如通过简单的加压和降压即可实现液晶和胶束之间的可逆转变以及过程清洁、CO2可以方便地去除并可循环利用等。本研究还探索了这种新型调控方法的规律、机理及其在材料制备中的应用,发现通过控制压力,可以很方便地改变模板的结构,从而实现产物的形貌可控。     

基于共价键结构BMCP热解模型的建立和发展

煤热解过程的模型研究受限于集总方法和经验参数,不能在做出具有一定精度预测的同时辅助对热解过程的机理进行研究。BMCP (boltzmann-monte-carlo-percolation)模型从组成煤的共价键出发,通过对热解过程共价键"解离-生成"机制的描述并结合渗透理论,给出不同条件下不同媒热解过程的共价键变化以及产物分布信息,预测结果与实验结果误差不超过20%;通过对"解离-生成"机制的不同假设,BMCP模型判断出热解过程的速率控制步骤为共价键断裂步骤。此外,通过引入其他方法得到的原理性假设或经验参数,BMCP模型的预测结果还可得到进一步扩展。BMCP模型的建立和发展可为复杂化学反应体系的模型研究提供一种新思路。     

磁性分子体系中的自旋态量子调控研究进展

分子磁性材料是新一代信息材料的一类重要研究对象。利用大小只有纳米尺寸的分子来存储信息和作为“分子计算机”,将使计算机在小型化方面发生“量子飞跃”。本文介绍了南京大学配位化学国家重点实验室近期在新型单分子磁体、光电多重响应自旋转换材料、单分子自旋电子学性质等研究中取得的重要进展。     

煤直接液化催化剂取得突破性成果

在国家"十五"863计划的支持下,煤炭科学研究总院和神华集团公司承担的煤直接液化高效催化剂课题(2001AA524010)已全面完成课题计划内容,开发出活性高、成本低的可弃性催化剂.     

竹材高效利用关键技术开发与示范

该项目对不同形态单元的竹材进行高效综合利用,重点在玻璃纤维增强、湿材胶合、微薄刨切、竹材碾压疏解、复合成型、高效环保型胶粘剂、生物质热解利用和节能减排等方面进行研发和示范。项目取得的主要成果：（1）玻璃纤维增强技术集成方面：研发偶联剂配方,进行玻璃纤维与竹材层数配比的组坯结构设计,开展玻璃纤维增强竹基集装箱底板中试和生产性实验,优化生产工艺技术,确定最佳的工艺参数和集成的热压成型技术,建立玻璃纤维增强竹基集装箱底板生产线1条,年生产能力达1．6万立方米。     

来自古生物的分子:识别肿瘤细胞,给它开膛破肚

日前,在科技成果评价机构组织的鉴定会上,一种独特的免疫蛋白分子引起了评审专家的兴趣. "肿瘤细胞死亡时的照片上,周边有起泡的现象非常有意思."国家重点研发计划首席科学家、南京大学李朝军教授表示,这个情况和细胞焦亡挺像,值得更进一步的研究和应用. "这种分子是在七鳃鳗的免疫系统中找到的,它能够识别出人体肿瘤细胞,并从外面打孔,让肿瘤细胞死亡."研发团队带头人、辽宁师范大学原副校长李庆伟教授介绍,目前正利用这种明星分子推动癌症早筛工作.     

深度覆盖的蛋白质组分析新方法及关键技术研究

蛋白质作为生命活动的执行者,其种类和含量的变化在调控生命过程中发挥着至关重要的作用。如何实现深度覆盖的蛋白质组定性定量分析已成为当前蛋白质科学及其相关领域亟需解决的关键问题之一。中国科学院大连化学物理研究所蛋白质组分析新方法研究团队,在科技部重大研究计划、重点研发计划等项目的支持下,针对目前规模化蛋白质分析中存在的精准度和覆盖度有待提高的关键科学问题,以色谱-质谱为核心,发展了高效样品制备新方法、高通量分析新技术和精准定量新方法,取得了一系列创新性成果,显著提高了蛋白质组分析的精准度、覆盖率和分析通量,为我国蛋白质科学研究的深入发展,为推动生物医药、国家安全和人口健康等领域的不断进步提供了重要的技术支撑。     

超高时空分辨蛋白质机器动态成像

蛋白质是生命活动的主要执行者,一切生命活动都有赖于蛋白质功能的正确发挥。蛋白质机器,是指由大量蛋白质和生物分子形成的高维度的、复杂的超级功能复合体,此外也包括蛋白质与蛋白质或其他分子形成的低维度复合物及具有特定生物学功能的蛋白质分子。膜转运和跨膜信号转导是细胞的重要生命活动过程,与细胞命运和功能密切相关。细胞中蛋白质机器是高度动态的,由于组成复杂、功能多样,在分子水平研究蛋白质机器行为机制对成像技术提出了极大的挑战,针对重大生命过程中蛋白质机器动态组装与功能调控的分子机制这一核心科学问题,提出了解决这些难题的工作思路和重点研究内容。从提高成像时空分辨率、实现时空可控和多模态融合入手,发展多种新型成像和关联技术,揭示膜转运和跨膜信号转导等重要生命过程中蛋白质机器的作用机制。提出的主要研究内容包括下一代超高时空分辨结构光照明显微镜、超分辨荧光成像技术和原子力显微镜联用、时间相关的超分辨显微镜与冷冻电镜关联技术。