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科幂仪器
项目名称：长效稳定型固体碱纳米材料的绿色可控构建与新兴应用场景开发
项目编号：HJJS-2025-2-23
获奖等级：环境技术进步奖二等奖
完成单位：南京工程学院，东南大学，宜兴中碳科技有限公司，中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司，南京中电环保水务有限公司，南京凯托思环境科技有限公司，枣庄学院
完成人：吴功德，万杰，王晓丽，刘雁军，邓琳，王登峰，于先坤，朱士圣，景徐荣
项目简介
面向“双碳”目标重大战略需求，开发兼具减污降碳效能的新型环保材料至关重要。新兴材料——固体碱性纳米材料优势显著，可广泛应用于污染防控、CO₂高效捕集转化，并作为改性剂提升材料性能。但其在空气中易受H₂O和CO₂侵蚀而失活，严重制约规模化应用。因此，亟须突破稳定性瓶颈，开发长效、高稳定固体碱性纳米材料，并拓展其新兴应用场景。针对上述瓶颈，南京工程学院牵头负责，联合东南大学、宜兴中碳科技有限公司、中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司、南京中电环保水务有限公司、南京凯托思环境科技有限公司、枣庄学院组建研发团队，历经15年技术攻关与系统研究，形成了从绿色制备工艺开发、基础理论创新到多元化应用场景构建的全链条技术体系，获得了多项具有自主知识产权的原创性技术成果：
1. 发明了“氟离子改性法”“碘离子柱撑法”“含N配体修饰法”和“高熵掺杂法”四种新工艺，绿色化地制备出了长效高稳定的固体碱纳米材料。
2. 率先引入了Hammett值定量划分了弱、中、强碱性位，揭示了三者的来源与相互转化规律；建立了制备工艺、材料结构和碱性位之间的内在联系；明确了构建丰富的中度碱性位可以有效提升碱性纳米材料的稳定性。
3. 通过精准设计、调控碱性中心的数量和种类，实现了碱性位可控化构建，制备出新型碱性纳米功能材料，并应用于VOCs催化净化、CO₂捕集转化中，为减污降碳增添了新型功能材料。
4. 利用高稳定固体碱的改性功能，制备了高强度多功能的碳纤维复合板、表面改性的渗透气化膜、具有光催化性能的聚偏氟乙烯膜等固体碱改性碳纤维材料和膜材料，并推动其在轨道交通、风电叶片和废水治理中的应用，开创了固体碱应用的新领域。
项目成果获授权国家发明专利32项，出版专著3部，发表学术论文100余篇；相关技术已在CO₂资源化利用、VOCs净化治理、高性能材料开发、废水治理等领域实现规模化应用，与全国多家企业开展深度合作并辐射海外市场，促进了“一带一路”绿色低碳合作。近三年累计新增利润4.93亿元，节水246.9万吨，年减排CO₂超4.2万吨，削减甲醛、VOCs、COD等污染物总量显著，成果入选多项省级认证与示范工程，在减污降碳与资源循环协同增效方面取得了显著的社会、经济与环境效益，有力推动了固体碱材料新兴产业链的高质量发展，为我国减污降碳协同增效、“双碳”目标实现提供了重要技术支撑。
原标题：环保新质生产力|长效稳定型固体碱纳米材料的绿色可控构建与新兴应用场景开发
