中山大学材料学院广东省低碳化学与过程节能重点实验室

smiles

　广东省低碳化学与过程节能重点实验室正式成立于2009年7月，依托单位为中山大学。低碳化学与过程节能省重点实验室通过化学化工、材料科学和物理科学等学科的交叉融合，主要开展节能减排技术的应用基础、技术开发和产业化推广示范等方面的研究, 其目标是建成国内一流、国际有重要影响、开放型的节能减排领域的广东省重点实验室，为广东省的节能减排工作提供技术支持、政策咨询和人员培训。


主要研究领域：
　　实验室下设三个研究室，分别是低碳化学技术研究室、清洁能源技术研究室和过程节能技术研究室。具体研究方向如下：


1. 二氧化碳工业废气和工业废水的资源化利用技术
　　在二氧化碳资源化利用和工业废水处理回用技术方面，实验室将集成高效催化二氧化碳合成全降解塑料技术、高效催化二氧化碳与甲醇直接合成碳酸二甲酯技术、二氧化碳全降解塑料改性应用开发技术及工业废水催化处理及回用技术。以示范、辐射和产业化带动整个工业废气二氧化碳资源化利用产业的升级，促进工业废水处理回用技术的广泛产业化应用。


主要研究内容包括：
　　（1）二氧化碳高效固化全降解塑料技术的开发与大规模产业化。
　　（2）二氧化碳高效固化为碳酸二甲酯的研究与产业化
　　（3）二氧化碳全降解塑料改性及推广应用示范生产线建设
　　（4）工业废水催化处理及回用技术研究


2. 清洁能源技术
   在清洁能源技术方面，实验室将主要开展燃料电池技术及关键材料及太阳能电池材料与技术的研究开发。主要研究内容包括：


　　（1）燃料电池技术及关键材料


　　　1）燃料电池新型催化剂、膜材料、膜电极等关键材料的开发；
　　　2）燃料电池应用技术开发，将进行便携式燃料电池的量产技术及装备、催化剂的量产技术及设备和燃料电池集成产品等开发工作。
　　　3）高温燃料电池质子交换膜的研制。


　　（2）有机薄膜太阳能材料与技术


　　　1）卷绕法处理柔性导电衬底，包括：膜的清洗、烘烤和蚀刻；
　　　2）综合考虑激子扩散、载流子收集和光吸收，在柔性导电膜上通过精确控制膜厚卷绕式真空蒸镀附有混合异质结的三明治型高效发电区，要求薄膜晶区大，晶界少，电子给体分子以横卧模式有序排列；
　　　3）卷绕式丝网印刷能量存储密度高的蓄电区；
　　　4）高温、高湿和弯折等恶劣环境下柔性薄膜器件的光电转换效率、能量密度等性能的稳定性。


3. 过程节能技术
　　针对受热、质传递控制的不同反应过程，研究热、质传递对反应过程的影响机理和强化方法，分析热、质传递过程对物性参数和化学反应条件的变化及对反应动力学的影响。建立物系相似、相容，生产工艺流程相似或互补的过程工业系统的物料流程模型和能量流程模型库，提出通用的过程工业物流与能流耦合匹配的规则；发展基于过程物流和能流耦合的全局优化的系统节能流程集成与优化的策略方法；建立面向反应和分离单元、反应和反应单元的过程耦合强化共性理论。建立过程耦合强化工艺流程超结构的数学模型，并开发相应的求解策略，发展从反应到分离的节能流程集成策略和优化方法。提出实现反应与反应过程耦合强化的内在规律，从源头实现资源的有效利用，探讨反应和反应过程耦合强化的共性科学问题。


现有科研基础：
　　重点实验室依托中山大学现有学科基础，综合了多个相关学科从事节能减排技术的研究人员。在节能减排技术领域已经培养了一批具有很强创新意识的学术带头人及骨干研究人员，形成了一支结构合理的高素质科研队伍。现有研究人员166人（含研究生），其中教授7人，博士研究生55人，硕士研究生61人。研究人员涉及有机合成、高分子化学与物理、材料学、电化学、化学工程、环境科学、仪器分析等多个学科。近5年承担或完成了国家科技部863目标导向课题、广东省“节能减排”重大专项、重大基础研究(973计划)前期研究专项、国家科技部引导性重大攻关项目、教育部2006年新世纪优秀人才支持计划、国家自然科学基金、广东省自然基金优秀团队项目等重大科技项目或应用基础研究项目，并承担和完成了多项与企业合作产业化的项目，计106项，总经费（含技术转让费）9380万元。近5年发表的SCI论文超过400篇，申请美国发明专利3项，获授权1项，申请中国发明专利109项，获授权61项，在节能减排技术领域已经初步形成了一个学术上有活力、人员年龄结构合理化的研究梯度队伍，在国内外具有很大的学术影响力，且部分研究成果已经建立了大规模的产业化示范生产线。


　　重点实验室在中山大学南校区已经拥有超过3000平方米的现代化实验室，东校区（大学城）拥有1700平方米的现代化实验室和1300平方米的中试车间。配备了国际先进水平的实验设备，其中包括日本JEOL的SEM-EDS联用扫描电镜系统、美国安捷伦公司的纳米力学测试系统、美国ARBIN公司的燃料电池评价系统、美国Waters高效凝胶渗透液相色谱仪（GPC）、日本岛津公司GC/MS-QP 2010plus 气质联用分析仪、法国VoltaLab 80电化学综合测试仪、德国ZAHNER-Elektrik公司的IM6e电化学工作站、美国Parstat 2273微电流恒电位仪（含电化学石英微天平）、美国PAR 263A恒电位仪、美国Delsa 440SX纳米粒度测试仪和Zeta电位测定仪、美国Pine双恒电位仪、美国Nicolet 5700 FTIR光谱仪、多功能催化剂评价装置、带裂解器的气相色谱质谱联用仪、原位漫反射傅立叶红外光谱仪等。