东方网记者朱雯9月24日报道：提升新能源汽车电池安全性和续航能力的纳米材料、提升汽油品质的硫酸烷基化工艺、能让让秸秆变废为宝的生产线……这些“硬核科技”都是第24届中国国际工业博览会上华东理工大学带来的参展项目。据了解，华东理工大学共有14个项目参展本届工博会，涵盖新能源材料、石油化工、生物基材料等多个领域。
'锂电味精'助力电池续航与安全 自研燃烧反应器打破国际垄断
作为一名新能源汽车车主，你是否也曾烦恼于它的电池续航能力，担忧它的电池安全性？这也正是华东理工大学材料科学与工程学院胡彦杰教授潜心研究的一个问题。
值得欣喜的是，胡教授20年磨一剑专攻的“功能纳米材料的火焰燃烧合成及其产业化应用”项目，目前已经成功实现产业化。应用他们的研发工艺，生产出的二氧化钛功能纳米材料，可以作为锂离子电池正极材料的功能添加剂，有效改善锂电池的离子电导率和循环稳定性。为此，胡教授还给它起了个有趣的别名——“锂电味精”。
要实现工业上的大规模制备，对燃烧反应器的要求极其苛刻。长期以来，燃烧反应器的核心技术一直掌握在赢创、卡博特、德山曹达等跨国化工巨头企业手中。
瞄准核心问题，胡彦杰教授团队经过反复实验验证，终于开发出完全自主知识产权的预混合多重高速射流燃烧反应器，为项目实施打下根基，此后，通过纳米二氧化硅、纳米二氧化钛等产品制备，项目研究不断开枝散叶。
图：华龙新材料科技有限公司500吨气相法纳米二氧化钛生产线
农业废弃物变身高附加值产品 这项技术让秸秆变废为宝
我国是农业大国，农业生产每年都会产生大量的废弃物，其中大部分没有得到充分利用。如何通过高效的分离提纯、催化转化技术，将所谓的“农业废弃物”转化成高附加值的“生物质产品”？针对这一问题，华东理工大学化学学院郭勇副研究员领衔研发了“生物质转化制备塑料单体——呋喃二甲酸”项目。
该项目围绕生物基材料开发、生物基平台化合物合成、连续化生产工艺优化三大科学技术问题，提出了玉米秸秆等生物质热解转化葡萄糖单体、单糖高效转化生产5-羟甲基糠醛(HMF)、HMF氧化制备FDCA等方法，创新了高纯度平台化合物HMF生产、FDCA连续化生产、催化材料和工艺优化等技术，研发了HMF生产及纯化一体式装置、连续式微反应器生产呋喃二甲酸工艺，提升了对生物质资源的利用率，降低了污染物及碳排放。
图片说明：生物质合成FDCA路线示意图
值得一提的是，在研究合成路线的过程中，项目团队发现，利用HMF作为平台化合物，在提高反应效率的同时并没有带来过于繁琐的合成步骤，而HMF不仅可以作为FDCA的合成原料，更可以合成其他众多高附加值的化学品，是一种优秀的生物质平台化合物。
截至目前，华东理工大学团队完成了从生物质出发经HMF转化生产FDCA关键技术的实验室开发。目前，FDCA的工业化发展仍处于起步阶段，行业内拥有成熟的生物基FDCA生产技术的企业并不多。“从当前研究成果来看，我们的项目水平居于行业前列，后续根据中试放大的结果，还有更进一步的空间。”郭勇说。
解锁硫酸烷基化绿色密码 助力汽油品质升级
作为汽油品质升级的重点，如何在汽油生产过程中降低“含硫量”，提升“含绿量”？碳四硫酸烷基化就是实现这一途径的关键过程之一。
以杜邦公司为代表的搅拌式硫酸烷基化在全球建有近300套装置，占到市场份额80%以上，但其采用碱水洗工艺在去除流出物中携带的硫酸和硫化物时，容易造成设备腐蚀，安全隐患大、废水排放大。
由华东理工大学机械与动力工程学院白志山教授领衔的项目“面向硫酸烷基化的干式分离成套技术装备”，通过理论研发、设备开发、工艺革新的全流程创新，突破了传统工艺的桎梏，为碳四硫酸烷基化注入“绿色能量”。
图片说明：上海石化40万吨/年硫酸烷基化干式分离装置
据白志山教授介绍，40万吨/年硫酸烷基化装置每年可节省15%的强碱液1680吨，减少含盐废水排放12.6万吨，实现污水零排放，大大降低下游污水处理厂的负担和操作人员劳动强度。
截至目前，该项目成果已推广应用到全国12个省市的23个化工项目中。该项目已授权中外发明专利21件，入选了国家发改委《绿色技术推广目录》，并获得2024年日内瓦国际发明展银奖。今年3月，白志山教授因“围绕液滴振荡破乳分离开展研究，联合中国石化开发成功国内首套具有自主知识产权的硫酸烷基化工艺，打破国外垄断”等成就而获得2023年度“青山科技奖”。图片说明：生物质合成FDCA路线示意图
