化工新型材料

新型酵母菌株可提高乙醇生产效率

据报道，印度研究人员近日分离出一种新型酵母菌株，利用这种菌株发酵农作物秸秆等木质纤维素，可比传统菌株发酵多产生约15.5%的乙醇。

据介绍，利用传统酵母菌株发酵水稻和小麦秸秆等木质纤维素生产乙醇，主要有以下瓶颈：需要将环境温度控制在30℃度以内，以确保发酵效果；酵母只对纤维素中部分成分有效，对其中的树胶醛醣等无效，不能充分利用；木质纤维素在预处理时会产生糠醛等抑制剂，降低发酵性能。

印度的国际遗传工程和生物技术中心研究人员纳西姆 高尔等人在新一期英国《生物燃料技术》杂志上发表报告说，他们从酿酒厂废料、乳制品废料、温泉等多种样本来源中分离出500个类似酵母的菌落，再将从中分离出的菌株与已有酵母菌株进行比较，发现一种代号为NGY10的菌株最适合用于水稻和小麦秸秆发酵。

与目前市场上的酵母菌株相比，最新分离出的这种菌株具有耐热性，在40℃环境下也能继续发酵，发酵性能不受糠醛等抑制剂影响，并能发酵纤维素中几乎全部有效成分，从而提高产量、降低成本。（新华网）

新技术可在常温常压下高效合成氨

据报道，日本一个研究团队最新发明了利用氮和水在常温常压下高效合成氨的新方法，今后有望用于相关肥料的生产。

据介绍，氨是生产化肥所需的一种化合物，传统工业合成氨需要用到氮和氢，要求高温高压的反应条件，还需耗费天然气等能源。业界一直希望能开发出利用水代替氢在温和反应条件下合成氨的新方法。东京大学研究团队日前在英国《自然》杂志网络版上报告，他们研发出一种钼催化剂，利用这种催化剂再加上还原剂碘化钐，可在常温常压下利用氮和水高效合成氨。

研究人员说，这种氨合成反应具有很高的活性和反应速度，他们正在和企业联合开展实用化研究，希望研究成果能为新一代节能环保型氨合成提供新方法。（新华网）

德国科学家利用人工智能勘测油气

据报道，德国弗劳恩霍夫智能分析和信息系统研究所（IAIS）日前发布了利用人工智能进行油气勘测的最新成果，这将帮助相关行业更有针对性、更高效地勘测油气资源。

据了解，弗劳恩霍夫智能分析和信息系统研究所与美国休斯敦大学和世界多家石油天然气公司20年前共建了VRGeo联盟，旨在推动油气勘测领域的技术和应用创新。

据介绍，这套人工智能系统通过物体识别可自动发现岩层中不寻常的结构，再依靠人工神经网络对地震数据的分析，推断出最有可能勘测出油气资源的地点。使用人工智能技术不仅能提高分析准确性，也把以往需要3个月的勘测时间缩短至4周。

德国巴斯夫集团下属的温特斯哈尔公司今年也加入VRGeo联盟。该公司勘测业务负责人托尔斯滕 黑尔比希表示，“人工智能在勘测和地震数据分析领域非常重要”，公司認为这项技术具有“巨大潜力”。

弗劳恩霍夫智能分析和信息系统研究所研究人员、VRGeo联盟负责人曼弗雷德 博根认为，将深度学习算法集成到油气勘测的分析过程中，让更快发现高潜质的油气区域成为可能。（新华网）

新型抗氧化剂获国际发明金奖

据报道，中科院新疆理化技术研究所青年科研人员张亚刚领衔研发的专利成果——新型高性能酯类抗氧化剂的合成方法，日前荣获第四十七届日内瓦国际发明展专利金奖，同时获得由香港发明创新总会颁发的发明奖。

该成果创造性地将多个抗氧化基团嵌入一个骨架中，极大提高了抗氧化能力。由于其高效抗氧化性和低着色、低毒性等优点，可用于润滑油、塑料、橡胶、纤维、化妆品等领域，具有非常好的应用前景。

张亚刚表示，研究团队将此抗氧化剂用于润滑油中，试验数据显示，可使同一油品的抗氧化能力提高130%～150%。“这种新型抗氧化剂和大多数有机材料相容性非常好。”张亚刚说。

据悉，抗氧化剂在工业和日常生活中应用十分广泛，这是因为塑料、润滑油、橡胶等工业产品和食品、化妆品等在使用过程中都会发生氧化老化的现象，失去原有性能，抗氧化剂可以有效抑制或延缓这种氧化过程。（中国化工报）

中国科大教授研制出廉价高效的“电解水制氢”催化剂

据报道，近日，中国科学技术大学吴宇恩教授课题组运用创新工艺，在氧析出催化剂研究中取得重大突破，将电解水制氢的工业化推进重要一步，该成果被选为《自然 催化》封面文章。

“终极能源”氢能市场化的关键一环是氢气高效廉价的制取。其中，电解水是最被看好的制备方式之一。然而，电解水过程中必需的高效廉价的氧气析出催化剂是当前面临的最困难挑战之一，与“非铂氧还原催化剂的开发”并称为氢能高效利用领域的2大“圣杯”。

氧析出常用的商用催化剂是二氧化铱。铱金属市价为240～250元/g，工业上通过二氧化铱电解水制氢成本是33～38元/kg，而转化为相同的能量所需的汽油成本是25～29元。这是高能、清洁、廉价的氢能源推广的重大阻碍。相比之下，另一个可作为催化关键元素的钌金属市价为19.5～20.5元/g，地球储量更丰富、更廉价，如果用于工业，能够有效降低氢气制备成本，便于其推广。

可惜的是，在强酸、强氧化性环境中，二氧化钌在高的工作电位下极易被氧化为四氧化钌，从而失去催化活性。最主要原因是二氧化钌中的晶格氧参与了产物氧气的析出。因此，开发出一种高活性和高稳定的钌单原子催化剂，是解决上述问题最有潜力的途径。

钌基催化剂在酸性氧析出中的稳定性是一个公认的世界难题。吴宇恩教授团队早在2014年就开始研究钌元素的应用。为实现高效廉价的电解水制氢，该团队经过多年的实验探索，创新性地提出利用抗氧化能力和抗溶解能力强的铂基合金为载体，利用表面缺陷工程技术捕获和稳定单原子的方法成功制备了钌单原子合金催化剂，该钌单原子合金催化剂相对于商业钌基催化剂的过电位降低了大约30%，稳定性提高了近10倍。

专家称，高效廉价制取氢气的一个“圣杯”即将被科研人员夺取，这标志着向氢能广泛应用的绿色未来迈进了一大步。（光明日报）

特大口径超高分子聚乙烯管国内技术研制成功

据报道，近日，经过技术人员3个多月的技术攻关，近乎严苛的反复实践验证，江西铜业集团有限公司德铜特大口径超高分子聚乙烯管新生产线研发成功，新工艺不仅填补了国内该项技术的应用空白，更开创了行业领域的先河。

“现在我们使用的这种‘快速硬顶挤出法，生产效率是国内同行业‘硬顶挤出成型生产方法的3～4倍，生产方式在国内更是首屈一指。”江铜（德兴）实业公司玻璃钢厂副厂长王武彬介绍。

王武彬所说的“快速硬顶挤出法”，正是江铜（德兴）实业公司最新开发出的1 m以上特大口径超高分子聚乙烯管生产工艺。今年以来，实业公司瞄准江铜集团“三年创新倍增”发展战略，结合矿山生产实际，进一步拓宽发展思路，加大自主研发力度，加强与科研院校、机构沟通合作，持续推进产业结构转型升级。通过在原有的超高分子聚乙烯管生产线的基础上，不断在设备改造、生产工艺等多个方面积极开展技术攻关改进，最终研发出特大口径超高分子聚乙烯管生产线并投产运行，有效解决了超大口径成型难与生产速率不相匹配的行业难题，实现了35m/d的高速生产。（中国有色金属报）

高性能碳纤维关键助剂实现国产

据报道，高性能碳纤维用油剂和上浆剂研究开发及应用项目近日在吉林通过了中国纺织工业联合会组织的鉴定。由中国科学院赵东元院士、陈小明院士、江雷院士以及中国工程院孙晋良院士等组成的鉴定委员会认为，该项目总体技术达到国际同类先进水平，应加速推广应用，以早日解决中国碳纤维生产助剂依赖进口的局面。

鉴定专家表示，该项目组在两年多的时间内实现高性能碳纤维用油剂和上浆剂的从无到有，并形成完整的生产研发体系，实属不易。该项目的实施将助力国内相关企业解决碳纤维生产中的技术瓶颈问题，降低碳纤维生产成本。

该项目由吉林化工学院与吉林乾仁新材料有限公司共同完成。据项目负责人、吉林化工学院杨春才博士介绍，高性能碳纤维产业中最关键的助剂是油剂和上浆剂，国产助剂存在一些问题和缺陷，无法满足终端用户使用要求，此前这两种助剂主要依赖进口。（中国化工报）

吉林大学合成最稳定的新型共价有机骨架材料

据报道，近日，吉林大学无机合成与制备化学国家重点实验室教授方千荣团队采用溶剂热的方法，合成了稳定性超强的新型共价有机骨架材料，相关研究结果发表于《自然—化学》。

共价有机骨架材料（COFs）是一类由小分子单体通过可逆共价键连接形成的晶态有机多孔聚合物。近十年来，这种材料在气体吸附、化学分离、催化、化学传感、光电和储能等领域表现出广阔的应用前景。

方千荣介绍，由于COFs的共价键往往依靠熱力学平衡反应而成，因此该共价键是可逆的。“这严重限制了该材料的稳定性，从而限制了其进一步发展和应用。因此，构建具有强化学稳定性的COFs材料是该领域的研究重点。”

研究人员采用高温溶剂热的方法，将研磨后的小分子前体（邻二酚类单体和邻二氟苯类单体）与反应溶剂和催化剂混合，在碱性条件下，于80多度密封玻璃管中静置三天。最后，在微溶状态下得到了新型晶态有机聚合物。

方千荣表示，此方法合成的是2种通过芳香醚键连接的新型COFs，并命名为JUC-505和JUC-506。

新型材料具有高结晶度和丰富的孔道结构，能够在沸水、强酸、强碱、强氧化剂、强还原剂等极端条件下保持稳定。“它的稳定性超过了目前所有已知的结晶多孔材料，包括金属-有机骨架材料、分子筛等。”方千荣说。“这意味着这些稳定的COFs将是制备可在极端化学环境下使用的理想功能材料。”方千荣表示。（中国科学报）

中化—上海化工院复合材料联合实验室揭牌

据报道，4月26日，中化国际（600500.SH）与上海化工研究院有限公司（以下简称“上海化工院”）联手建立的“中化—上海化工院复合材料联合实验室”在位于上海张江高科技园区的中化国际科创中心举行揭牌仪式。这是中化国际布局新材料产业的又一重要举措，双方将以此为平台，在高性能复合材料研发领域全面合作，共同推动中国先进复合材料技术的发展。

先进复合材料具有重量轻、强度高等特点，在比强度、耐疲劳性和可设计性等方面优势明显，可广泛运用于汽车、航空航天等行业，市场前景广阔，是“中国制造2025”重点发展突破领域。“十三五”国家科技创新规划提出，将碳纤维及其复合材料作为科技创新的重大工程。

中化国际首席科技官陈宝树博士在揭牌仪式上说：“联合实验室的落成是中化国际在新材料领域进行科技创新的又一重要里程碑。先进复合材料是高科技战略性材料研发的重点，符合中化国际战略发展方向。中化国际将以此为契机，与上海化工院扩大合作，打造成熟平台，在项目的选择、产业化进程及重大项目的联合申报等方面，开展全方位合作。”

上海化工院副总经理、副院长翟金国表示：“与中化国际建立复合材料联合实验室意义重大，双方将共同推进碳纤维及其固化树脂等相关领域的技术开发、成果转化及产业应用；共同探索科研院所与产业化集团技术联合攻关的协同创新模式。上海化工院将充分发挥技术上的资源和优势，与中化国际携手推动高性能复合材料相关技术及产品早日实现产业化及市场化。”

目前，联合实验室的首个研发项目——免喷涂碳纤维复合材料研发项目已正式启动。免喷涂树脂体系应用于连续纤维复合材料中，具有优异的喷涂性能，所制成的复合材料部件不需要任何机械处理的情况下即可达0级油漆附着力，可替代传统的聚酯、环氧树脂、聚氨酯等热固性树脂用于复合材料中。该产品将首先运用在新能源汽车上，不仅能减轻车身质量，还能大幅降低复合材料的应用成本，提高生产效率。未来，联合实验室还将研发各类高性能轻量化复合材料产品及技术，服务于汽车、航空航天、工业机械等行业。（中化国际）