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水是生命是源泉，是人類生存和發展的條件之一。我國是一個貧水國家，水的供需矛盾就成為我國工農業生產發展的制約因素之一，保護水資源、合理使用水資源和節約水資源成為我國水法的主要目的，也是關系到我國經濟可持續發展的關鍵之一。在我國2000年工業用水占總用水量的18.6%，而在工業用水中80%是循環冷卻水，因此節約工業循環冷卻水是合理利用水資源的關鍵之一。各國逐漸認識到提高工業循環冷卻水的濃縮倍數是降低工業用水量和污染排放的最好途徑，要解決有關問題就是開發和使用水處理藥劑，也就是水質穩定劑。我國七十年代后期開始較大規模研究和使用水質穩定劑，逐步在石化、化工、冶金、電力等工業得到了廣泛的使用。 我國水處理技術起步較晚，雖然經過“八五”、“九五”攻關在水處理藥劑，在水處理劑開發方面達到了較高水平，但是目前在阻垢分散劑方面較好的品種主要有有機膦酸、聚丙烯酸及含膦酸基、磺酸基的二元、多元共聚物等，這些含膦酸基的水處理劑在使用和排放中會產生正磷酸鹽影響水體，隨著環保和節水意識的加強，“綠色阻垢劑”的概念已經被提出，并成為21世紀水處理劑的發展方向，但是真正“綠色阻垢劑”還在開發之中。因此，在水處理藥劑的低磷化、無磷化、環保化方面，在水處理藥劑生產的連續化、自動化、標準化方面，水處理藥劑生產過程中的監測和控制技術方面相對滯后，影響了我國水處理技術的整體水平，與國際水平存在一定差距，難以適應工業生產和保護水資源日益提高的要求。本專題以我們自主開發的新型無磷水處理劑聚環氧磺羧酸 (PECS)的工業化生產為目標，產品無磷，含有羧酸基、磺酸基和聚醚等多種官能團，產品的阻垢、分散性能優良，所研究建立一套1000T/a的示范工程裝置及相應的軟件包，可操作性強，對水處理藥劑的生產有示范作用，能夠提供成套生產技術對國內外進行技術轉讓。本專題的成功開發，可大大縮短在水處理劑的研究開發、生產方面我國與國外先進水平的差距，極大地提高我國水處理技術的技術水平和技術含量，為保護水資源、節約水資源方面作出一定的貢獻。因此本專題具有較大的經濟效益和社會效益。4. 設備或產品的應用范圍新型無磷水處理劑聚環氧磺羧酸 (PECS)是一新型的水處理藥劑，該化合物分子中同時含有磺酸基、羧酸基和醚鍵等官能團，這些官能團是目前一般水處理劑的活性官能團，該化合物將這些官能團集于一體，利用它們之間的協同作用，使得它具有更好的阻垢、分散性能；同時該產品的無磷和氮，對保護環境有利；并且本產品原材料簡單易得，生產成本少，價格低，易被客戶接受，容易推廣。因此，本產品是一新型的水處理劑，是目前使用的有機膦酸、磺酸等水處理劑的更新換代產品，可在在石化、化工、冶金、電力等行業的工業循環冷卻水處理中廣泛使用，具有非常好的推廣應用前景。

本發明涉及一種Mg(OH)2基磷結合膜及其制備與應用，以MgO粉體作為結合劑，可實現MgO聚合過程中與預聚溶液中的水反應原位水化形成Mg(OH)2，提高了預聚液濃度，縮短了成膜時間，制備工藝簡單，具有成膜率高、機械強度好、不易變形及磷固定劑在膜中分布均勻的優點。同時，制備的Mg(OH)2基磷結合膜可以富集水體中低濃度磷尤其是海水中低濃度磷，將Mg(OH)2基磷結合膜組裝成的DGT原位富集裝置,與商品化的Ferrihydrite-DGT原位富集裝置相比，Mg(OH)2-DGT原位富集裝置對不同水體中納

本成果首次成功合成了有機磷多面體低聚硅倍半氧烷(P-POSS)阻燃劑。P-POSS以硅、磷為主要阻燃元素，以籠型無機Si-O結構為內核、含磷有機基團為外殼的獨特結構，具有常溫下為固體、聚合物材料加工溫度下出現玻璃化轉變的良好加工性能，同時具有熱穩定性高和與聚合物相容性好的特點，指向一類新型高效阻燃劑分子的未來特征。前期研究結果表明，P-POSS在環氧樹脂和聚碳酸酯中均表現出優異的阻燃性能，同時，使聚合物材料保持良好的綜合性能，具有廣闊的市場應用前景。 在阻燃環氧樹脂應用中，低含量的P-POSS（硅、磷元素含量為0.1——0.5wt%）即可使阻燃環氧樹脂的氧指數達到30%以上，獲得UL-94 V0級別。而且P-POSS 阻燃的環氧樹脂表現出獨特的“吹熄”現象，即樣條點燃后，點燃端明顯有氣流從炭層燃燒點噴射而出，將火焰吹離聚合物表面并迅速熄滅，正是這種“吹熄”現象實現P-POSS的高效阻燃環氧樹脂。P-POSS不但能夠提高環氧樹脂阻燃性能和熱穩定性，還能保持環氧樹脂本身的透明性、機械性能和電性能。 在阻燃聚碳酸酯應用中，P-POSS不但能夠保持POSS結構熱穩定性高的特點，而且還可以有效回避原料磷系阻燃劑的增塑作用。常溫下這種P-POSS的固體狀態使其更容易儲存和添加，而它們在PC加工溫度范圍內存在的玻璃化轉變現象更是使其分散狀態較一般固體阻燃劑有著顯著的改善，甚至達到納米級分散。P-POSS在2wt%的添加量下就可以使聚碳酸酯達到UL-94 V0級別，同時熱變形溫度保持在140℃。

衛星在軌運行和返回過程中需經歷極端高低溫環境，構件尺寸的穩定是保證衛星在軌高精度、返回高安全、任務高可靠的關鍵。針對衛星搭載的某寬帶微波載荷與衛星本體材料之間熱膨脹系數不匹配極易導致的載荷在軌及返回過程中載荷接收精度不穩定、信息傳輸不連續等問題。我校陳駿教授團隊以原創的負熱膨脹技術研發了具有輕質、熱膨脹系數低、力學性能優異、尺寸穩定性好的高性能低膨脹鋁基復合材料，并研制了系列關鍵連接內置件、環件等高性能低膨脹構件，首次將負熱膨脹技術應用到我國的衛星上，填補了高性能低膨脹金屬構件在工程應用領域的空白。該技術使得某寬帶微波載荷與衛星本體之間熱膨脹匹配性增強、界面應力大幅度減小，保證了衛星在軌與返回過程中信號高精度傳輸與接收，助力衛星成功返回。 圖1 實踐十九號衛星成功返回（圖片來源國家航天局） 圖2 高性能低膨脹鋁基復合材料及構件應用于全球首顆可重復使用返回式技術試驗衛星（圖片來源央視新聞頻道）

一、項目背景1.1 農產品有機化與健康食品的需要現代高效農業離不開肥料的使用。然而，化學肥料的大量使用導致了嚴重的土壤酸化板結以及對地表水系的生態破壞，在回歸自然、農產品有機化的全球大趨勢中，有機肥料則成為關鍵的源頭。 近年來，世界上有機農業所占比例越來越高，各國都相繼頒布了相關法律法規，多數國家規定只有通過有機認證的農產品才允許進口。人們對農產品的需求在悄悄的改變，溫飽問題解決以后，人們更加重視食品的安全、口感、健康和環保。而直接關系生態環境、食品安全、身體健康的關鍵因素就是農產品種植所必須的肥料、農藥等生產資料。因此，在食品安全革命的背后是一場肥料、農藥等農資和種植技術的革命。2002年4月，農業部和國家質量監督檢驗檢疫總局發布了《無公害農產品管理辦法》，隨后又出臺了相關標準；當年7月，國務院又發布了《關于在全國范圍內開展無公害食品行動計劃》的綱領性文件，對食品生產所采用的肥料、農藥、土質等作了全新的規定，并逐漸成為全社會的共同要求和必然趨勢。一個全新的、有著巨大潛力的朝陽產業和新型項目——有機農業所必備的生產資料——高效生物活性有機肥的時代來臨了。 近年來，國家加大了對農業的投入，大部分的省份加大了農業補貼的力度。同時，農產品的銷售價格大幅上揚，農民收入增加了，生產積極性高漲。然而，由于長期施用化肥、農藥使土壤板結、肥力下降，還造成了環境污染，影響了農業的可持續性發展。另一方面，包括化肥在內等農業生產資料價格大幅上漲，使農產品生產成本上升。因此農民急需尋找一種能部分或全部替代常規化肥、改良土壤、優質高效、價格實惠的新型肥料。 近年來，以施用有機肥料為主而生產的綠色食品深受廣大消費者的青睞，綠色食品的生產增加了有機肥料的需求。對應4000多億元的化肥銷售總額，生物有機肥僅占2%左右，約74億元。由于生物有機肥的諸多優勢逐步被人們認可，加上國家政策的傾斜，生態有機肥將成為未來農業生產的必需品。據有關部門預測，未來5年內，我國生物有機肥市場將以每年5％的速度增長，2015年預計將超過1500億元的產值。從而給高效生物有機肥的生產創造了巨大的市場空間和商業機會。 目前，由于人們認識上的誤區以及技術手段所限，有機肥中磷、鉀元素的補充仍然延用磷酸銨、硫酸鉀等常規化學肥料，對肥料的全面有機化形成了技術障礙。 清華大學與合作者經過十年潛心研發，富磷鉀無機有機復合肥突破了非水溶性磷肥制備的技術瓶頸，為有機農業的發展奠定了補充磷鉀元素的技術基礎。 1.2解決磷資源短缺與傳統磷肥環境問題的需要磷，是人類賴以生存且不可替代的資源，而作為農業生產基本物質的磷肥消耗了80%的優質磷礦資源。我國耕地面積占世界的9%，養活了20%的人口，使用了全世界30%以上的化肥，仍造成70%的土壤缺磷。在大力使用速效化肥創造糧食生產奇跡的同時，也引發了水污染、土壤板結、磷石膏堆放等一系列環境問題。特別是磷肥工業仍以酸法制備水溶性化學磷肥為主，2006年以來，我國每年使用化學磷肥1100萬噸（按照純P2O5計量），而生產與使用酸法水溶性磷肥已導致一系列環境與資源問題： 充分利用磷礦資源的要求。磷礦資源是非可再生資源，近幾年來，全球的高品位磷礦資源儲量急劇下降，作為磷肥原料的磷礦品位逐年降低。據IFA統計數據顯示,世界磷礦石折P2O5后含量降低,1999年為31.41%,而2006年為31.04%,品位下降了0.4個百分點,對于大噸位磷礦石來說,磷礦品位下降,不僅是有效磷含量的降低,而且還會導致磷礦加工成本的上升。磷礦資源大國已開始有意識地減少磷礦開采，以保證國內磷肥企業的可持續性發展。據統計資料顯示，1999年世界磷礦石出口量為3278萬噸,2006年為2965萬噸,礦石出口下降了9.5%,年均復合降低1.42%個百分點。世界磷礦出口減少，供需趨緊,價格上升。我國擁有資源儲量為178.6億噸，其中儲量11.8億噸，基礎儲量31.7億噸，居世界第二位，僅次于摩洛哥，中以中低品位為主，P2O5平均含量不足17％，富礦儲量僅占6.6%。國土資源部已把磷礦列為不能滿足國民經濟發展需要的礦種之一。利用微晶化納米粉體加工技術和生物發酵技術可以充分利用我國的中低品位磷礦資源制成生物磷肥，保障磷肥供應，平抑磷肥價格。 低碳清潔化磷肥生產的需要。首先，酸法生產化學磷肥的雜質含量影響用酸量的多少，關系到生產的成本和工藝復雜性，雜質含量高的磷礦甚至造成生產中斷。故酸法磷肥生產直接使用的磷礦粉一般是品位28%以上、雜質含量低的優質磷礦。因此普遍存在用富棄貧的現象。選礦產生的含磷低于10%的尾礦和生產過程產生的磷石膏堆積成山，不僅占用大量土地資源，也給周圍安全帶來威脅有些磷礦，甚至品位較高的磷礦，因選礦難度大而沒得以利用。其次，磷肥生產產生大量的廢水廢氣也污染周圍環境。再次，酸法生產過磷酸鈣和磷銨的耗酸量巨大。2008年我國生產磷銨（MAP+DAP）類肥料總計740萬噸 P2O5，共耗用優質磷礦近2800萬t，耗硫酸2100萬t。我國缺少硫磺資源，用硫磺燃燒制備硫酸需要大量進口硫磺；國內用硫鐵礦燃燒法制硫酸從開采、運輸到冶煉，都會帶來不容忽視的污染問題，有些地區還會帶來酸雨危害。微晶化納米粉體加工過程是純物理過程，沒有“三廢”排放，能耗低；生物發酵過程消耗工農業廢棄物，變廢為寶、清潔環境的工藝。 解決土壤面源污染、優化土壤環境的新思路。近幾年的研究表明，農田過量使用化肥是造成河流湖泊等水體富營養化的主要原因，而磷是水體富營養化的決定因素。水溶性磷肥施加到田間后磷酸根極易隨灌溉或雨水流失。大量磷元素隨農田進入河流湖泊，形成藻類繁衍基礎物質的富磷化面源污染。太湖流域每年每畝農田施用化肥34公斤左右（約1/3的磷肥）。約30億立方米“回流水”攜帶大量由化肥產生的氮磷污染物，從而造成太湖流域大面積出現藍藻。水溶性化學肥料剛施入土壤后，造成局部濃度過高，會毒害作物根系和土壤微生物；之后又在環境因子作用下揮發、流失或沉淀，造成肥料利用率降低，磷為2—25％，氮為30—60％，鉀為30—60％。生物磷肥是利用微晶化磷礦粉結合生物發酵制造而成，由于主要養分形態為非水溶性態，在土壤物理的、化學的和生物的因素作用下緩緩釋放，不但根系土壤環境，發酵產生的有機酸還能促進土壤團粒結構的形成，刺激作物生長。施用非水溶性磷肥減少了磷的流失，從而降低環境水體富營養化的風險。 可結合農作物秸稈與畜禽糞便的循環利用實施。我國每年產生各類農作物秸稈約6.5億噸，畜禽糞便產生量約20億噸，是工業廢棄物的3倍。隨著種植和畜牧養殖業的發展，農業廢棄物數量還在增加。農業廢棄物不但污染農村環境，還易引起火災。利用農業廢棄物制造生物磷肥，不但凈化農村環境，而且變廢為寶，成為優質肥料，是農業物質循環利用的一條新途徑。 農業科技發展的新提示。我國農業專家李振聲院士多年來從事磷高效基因型作物品種的選育工作，利用改良作物品種提高作物對非水溶性磷素的吸收能力，并取得巨大成功。這也啟示我們，非水溶性磷也是作物吸收利用的重要磷源。許多農業專家研究表明，改性磷礦粉在北方石灰性土壤上也具有明顯效果。非水溶性的磷代替高消耗高污染的水溶性磷肥在實踐上是可行的。 有機農業發展的好助手。隨著我國農業產業化水平的提高和人們健康意識的增加，有機無公害農業在我國取得快速發展，有機農業面積已躍居世界第二位。但有機農業要求禁用化學人工合成的肥料。現在有機農業基地主要采用有機肥和骨粉補磷。有機肥含磷量低，骨粉資源不足且價格高昂。長期下去必然造成有機農業基地土壤磷的虧缺，造成作物生長不良，產品品質下降，產量和效益降低。采用天然礦質和生物發酵技術制成的生物磷肥，符合有機農業用肥要求，試驗證明在實踐上也是可行的，是一種質優價廉的有機農業用肥，具有廣闊的發展前景。 適合國情的可持續發展之路。酸法磷肥帶來的“生產環節環境負擔大—優質磷礦資源短缺—水溶性磷肥流失污染水系”等一系列問題的形成是基于傳統磷化工產業和化肥體系基礎之上的，特別是近幾年水溶性磷的產能激增，與我國主要以中低品位磷礦為主、硫資源不足的資源特點不相適應。用微晶化納米技術和生物技術生產生物磷肥，直接利用中低品位磷礦，不耗酸，降低選礦成本，減少施肥污染，是環境友好型的低碳農業用磷途徑。我國幅員遼闊，氣候土壤類型眾多。過磷酸鈣和磷銨等對農業增產增收雖然做出巨大貢獻，但并不是適合所有土壤的最佳選擇。我國南北方都有土壤酸化問題，過磷酸鈣含有游離酸，會加重土壤酸化。而生物磷肥可以平抑土壤酸性，改良土壤結構。水田施用非水溶性的磷更能降低肥料損失。坡地施用生物磷肥可減少翻耕，降低水土流失風險。 多年來，我們以多學科交叉合作的方式，深入探索創新材料微晶化技術，將難選的中低品位磷礦利用與農業廢棄物資源生物發酵等新技術結合，形成具有獨立知識產權的原創新技術，制備能夠替代水溶性化學磷肥的新一代緩釋性生物磷肥，已在小麥、玉米、棉花、大豆、花生、水稻、茶樹、冬棗、橡膠、蔬菜、荔枝、鴨梨等作物的試驗中取得了與水溶性磷和骨粉等同的效果，并正向更多作物種類試驗推廣。二、產品的技術特點“有機農業發展的肥料瓶頸—生產環節環境負擔大—優質磷礦資源短缺—水溶性磷肥流失污染水系”等一系列問題的形成是基于傳統磷化肥的生產和施用體系。雖然，傳統磷化肥為人類生存的糧食生產做出了不可磨滅的貢獻。然而，在資源短缺、環境與健康矛盾日趨尖銳的今天，需要重新考慮如何突破傳統水溶性磷肥技術瓶頸，開發高效非水溶性生物磷肥。100多年前，化學家認為作物必須通過水溶性磷化合物才能吸收磷元素；而近代植物營養學家研究卻發現：植物根系對磷元素的吸收，主要是靠根部分泌的生物酸緩慢分解土壤中的含磷礦物質而進行的。 我們能否找到一種在弱酸或自然狀態下，能夠向土壤中補充作物所需要磷元素的技術途徑呢？ 針對上述問題，清華大學、山東農業大學和中國農科院等單位歷經10年努力，開發了“富磷鉀礦物有機無機復合肥”。本產品是采用經過高能活化的磷鉀礦物為主要原料，在特效菌種的作用下與有機質共同發酵處理而得到的；其特點是長效緩釋、非酸化、非水溶性，后效性顯著，一季使用多季有效；該肥料的使用可以優化土壤礦物組成和結構，避免了化學肥料對農產品質量及土壤酸化等不良影響，達到增產、改善品質、綠色生態的效果。 該產品的原材料來源廣泛，除磷鉀礦物外，發酵過程中的有機物料可以利用各地農作物秸稈、食用菌殘渣、泥碳、褐煤、風化煤、糖渣、部分發酵法制作食品類的廢棄物、各種炸油廢棄物、沼氣殘留物、禽畜糞便及屠宰廢棄物及生活垃圾等，能減少環境污染、凈化環境、也起到生態循環作用。 該技術的研發得到了科技部農業科技成果轉化項目的支持，獲得多項國家發明專利，并通過教育部組織的專家技術鑒定。鑒定委員會認為，該項目總體達到國際先進水平，中低品位磷礦微晶化活化磷元素的技術達到國際領先水平。中國農科院、山東農業大學、山東林科院、海南大學的作物科學、資源環保學、土壤肥料學等方面的專家、教授參加、主持多次的大田試驗、科研論證，在山東、浙江、江蘇、遼寧和海南等30多種作物上推廣示范使用，都取得了令人矚目的效果。中國化工報、中國礦業報、農資導報、農民日報、糧油市場報等各大媒體專題報道，它的普及推廣將為我國發展節本增效、綠色、環保的現代農業起到極大的推動作用。 三、產品的應用效果 3.1與其他化學肥料的對比與差異分析“富磷鉀礦物無機有機復合肥”生產技術開辟了磷肥生產的新途徑，工藝簡單，成本降低，且對環境無污染。我們歸納了幾種常用磷肥的的生產工藝、肥效與環境效果，請參閱以下流程圖和表1。表1 本產品與化學磷肥的對比磷肥種類磷礦原料品位加工條件供磷機理供磷速度肥效供求平衡生產使用對環境的污染磷銨高品位加溫耗酸水溶性很快短前期過高，易失效，后期不足有，易造成土壤板結過磷酸鈣中高耗酸水溶性枸溶性快較長前期過高，易失效，后期不足有，易造成土壤板結鈣鎂磷肥中低高溫水溶性枸溶性慢長供<求有，易造成土壤板結磷礦粉中低-水溶性枸溶性很慢最長供<求無富磷有機無機復合肥中低-非水溶性枸溶性適中適中供=求需求拉動釋放無，改良土壤 3.2在蔬菜種植中的試驗研究3.2.1蕹菜圖1為施用相同含磷量不同磷肥時，蕹菜的生長狀況。可以看出，施用四種磷肥的蕹菜長勢差異性明顯，由好到差的順序為：富磷有機無機復合肥>過磷酸鈣>普通磷礦粉。圖1施用不同肥料的蕹菜收獲圖片（山東泰安） 表2中PB1、PB2、PB3 為不同微晶化程度磷礦粉的處理，且PB1 處理號Treatment 葉長(cm)Length(cm) 葉寬(cm)Width(cm) 株高cmHeight(cm) 鮮重g/盆F.W. 增產%Rate of increment 較CK0 較CK1 較CK4 空白CK0 8.00 2.80 19.50 76.21 - - - 過磷酸鈣CK1 7.90 2.93 18.63 86.61 13.65 - - 普通磷礦粉CK4 7.20 2.43 17.33 66.64 - - - 富磷復合肥PB4 9.10 2.77 22.00 111.47 46.27 28.70 67.27 3.2.2油白菜油白菜是對磷比較敏感的植物，幼苗期如果缺磷會導致植株矮小，生長發育緩慢，根系小且發育不良，葉片少、小而厚，嚴重時葉片蜷曲。圖2為棕壤上的盆栽對比試驗。在對照不施磷肥的處理中，油菜幼苗生長不正常，植株矮小，莖葉纖細；施用生物磷肥提高了油白菜幼苗的葉片數、葉面積、根長和干重。圖3 生物磷肥對油菜的肥效（山東泰安） 由表3可以看出，在相同施磷量處理下，與原磷礦粉CK2相比，富磷有機無機復合肥1、2、3、4產量分別提高5.62%、6.95%、10.57%、15.39%。在相同施磷量處理下，富磷有機無機復合肥3和4比鈣鎂磷肥CK1有增產作用，分別在0.69%和5.08%。 表3 不同處理對油白菜生物量的影響編號處理方案株高（cm）鮮重(g/盆)增重(%)較CK0較CK1較CK2CK0不施磷肥17.33356.21---CK1鈣鎂磷肥24.33410.6115.27-9.82CK2原磷礦粉18.63373.914.97--1PR1+FYM+PSB20.83394.9910.89-5.622PR2+FYM+PSB21.00399.9112.27-6.953PR3+FYM+PSB22.00413.4316.060.6910.574PR4+FYM+PSB24.67431.4721.135.0815.39 圖3 盆栽油菜（浙江長興）3.2.3西蘭花在北京近郊有機蔬菜基地的潮土上，施用生物磷肥的西蘭花比僅施用有機肥對照組的生物產量和經濟產量都顯著提高，研究發現葉片的SPAD（葉綠素相對含量）含量高、平均花頭更重。 圖5 施用富磷有機無機復合肥對西蘭花生長的影響(北京昌平)3.2.4辣椒在浙江長興辣椒幼苗的盆栽試驗中，土壤類型為紅壤，施用等磷量的辣椒幼苗的生長量：生物磷肥與鈣鎂磷肥、磷酸二銨效果相當，均優于普通磷礦粉與空白。圖6 不同磷肥對辣椒生長的影響（浙江長興） 3.2.5葉用萵苣南方紅壤上的葉用萵苣盆栽試驗表明，在等磷量的施肥水平條件下，分析土壤中的有效磷含量：過磷酸鈣>富磷有機無機復合肥>對照處理；土壤容重：生物磷肥>對照處理>過磷酸鈣處理；植株鮮重：生物磷肥>過磷酸鈣>對照處理。這是因為生物磷肥的有機活性因子刺激了植株的生長。圖7生物磷肥對葉用萵苣生長的影響（浙江長興） 3.3在小麥玉米種植中的試驗研究3.3.1 小區小麥試驗從表4看出，施用生物磷肥和過磷酸鈣處理能提高小麥的生物產量和經濟產量。富磷有機無機復合肥處理PA4的生物產量和經濟產量與過磷酸鈣相當，顯著高于對照和普通磷礦粉。 表4小麥田間試驗的產量和磷的吸收處理生物產量kg/mu經濟產量kg/mu籽粒含磷量g/kg秸稈含磷量g/kg總吸磷量kg/mu空白CK1880.00387.535.341.582.86過磷酸鈣750kg/ha CK21024.49498.035.432.243.88普通磷礦粉750kg/ha CK3947.69442.255.941.643.46生物磷肥750kg/ha PA41029.38498.335.521.523.56圖8 小麥小區試驗（左為對照，右為生物磷肥，山東泰安）3.3.2小麥—玉米輪作體系下的肥效試驗該試驗在山東農業大學資環試驗站進行。前季小麥和后季玉米的活化微晶化磷礦粉處理和生物磷肥處理，在植株生物量、經濟產量、磷吸收量等方面接近或超過過磷酸鈣處理，較空白對照和普通磷礦粉處理都達顯著或極顯著水平。該試驗表明，活化微晶化磷礦粉和生物磷肥不僅對當季作物有效，而且對后季作物有一定程度的肥效。圖9小麥-玉米輪作肥效試驗（山東泰安） 3.4生物磷肥的推廣應用3.4.1在大田小麥上的應用（1）生態小麥增收試驗。試驗點位于黃河三角洲高效生態園區陽信現代農業示范區，小麥品種為魯麥23，土壤類型為黏質鹽化潮土，自2010年10月16日播種，2011年6月16收獲。結果表明，施用富磷有機無機復合肥的小麥較對照增產8.2%，施用等施磷量的傳統磷肥（磷酸二銨）的小麥增產8.7%，這證明了這類非水溶性肥料與水溶性磷肥的肥效相當。圖10 生物磷肥小麥高產示范(山東陽信)   表5 施用生物磷肥對小麥產量的影響處理產 量 結 構產量（kg/ha）較對照增產%畝穗數（萬/畝）穗粒數（個/穗）千粒重（g）空白26.3540.4254.228771.9習慣施肥（二銨）27.4043.3051.649531.58.7生物磷肥26.4644.1049.489489.88.2 （2）有機小麥增收試驗。試驗點位于山東省菏澤市銀香偉業有機農業基地，土壤類型為黃河沖積砂質潮土，輕鹽堿。供試小麥品種為新麥9408，2010年10月30日播種，播種量為7.5公斤/畝，2011年6月5日收獲。圖11 富磷有機無機復合肥在有機小麥高產示范（山東曹縣） 表6為苗期小麥的出苗、分蘗和植株生長狀況。施用生物磷肥促進了小麥的出苗率、分蘗和冬前生長，高于對照，與磷酸二銨相近。生物磷肥1是活化磷礦粉與有機物發酵制成，含有生物活性因素，對種子發芽和幼苗生長具有刺激作用，價格低廉，已有多項指標超過磷酸二銨。從冬前苗期生物量和年后總分蘗數上看，生物磷肥都顯著高于對照和單施磷酸二銨處理 表6 富磷無機有機復合肥（生物磷肥）對小麥生長的影響處理出苗影響萬株/畝冬前分蘗數個/株冬前主莖葉齡數平均總分蘗個/株冬前生物量g/株Kg/畝空白CK13.461.003.002.750.2838.32磷酸二銨14.321.863.343.110.3550.17等磷生物磷肥115.391.833.253.450.4061.58等值生物磷肥115.902.173.224.130.4774.35等磷生物磷肥215.291.403.065.580.3960.08等值生物磷肥214.631.433.164.020.2942.22表7示小麥產量狀況。可以看出施用各種磷肥都較顯著提高小麥的畝穗數。由于該試驗地塊處于沙質潮土上，土壤肥力薄，無水澆條件并有輕度鹽堿化，小麥后期群體和個體發育矛盾突出，生育期偏短，穗粒數和千粒重低于對照，但施用生物磷肥處理的每公頃產量都在6300kg以上，增產在17%以上。 表7富磷有機無機復合肥（生物磷肥）對小麥產量結構的影響處理畝穗數（萬株/畝）穗粒數（粒/穗）千粒重（g/千粒）產量（kg/ha）較對照增產%空白CK24.729.648.985379.36—磷酸二銨35.327.447.976960.8729.40等磷生物磷肥135.226.345.486307.8017.26等值生物磷肥135.125.846.366300.2417.12等磷生物磷肥232.228.646.616437.0219.66等值生物磷肥233.228.146.416492.4020.69 3.4.2在油菜上的應用油菜是我國的重要油料作物，也是對磷敏感的作物。在浙江長興的紅壤上，施用富磷有機無機復合肥（生物磷肥）增加土壤有機質，改良土壤結構，降低土壤酸度，促進植株生長。油菜幼苗的生物量：生物磷肥>鈣鎂磷肥>普通磷礦粉>對照。 圖12富磷有機無機復合肥（生物磷肥）的油菜試驗（浙江長興） 3.4.3在有機紅菜頭上的應用圖13 施用富磷鉀有機無機復合肥（生物磷肥）的紅菜頭與對照（北京昌平） 在北京昌平興壽保護地有機蔬菜基地上，在普施有機肥的基礎上，施用富磷鉀有機無機復合肥（生物磷肥）的紅菜頭較對照平均鮮重和葉面積顯著提高。生長50天的幼苗鮮重，施用生物磷肥處理較空白單施有機肥處理增重18.5%，商品增重13.0%。 表8富磷鉀有機無機復合肥（生物磷肥）對紅菜頭產量（鮮重）的影響處 理施肥量 kg/畝總 產商品產量kg/畝增產%kg/畝增產%空 白—1600.00—1600.00增產生物磷肥801896.3018.51807.4113.0生物鉀肥1002168.8935.62008.8925.6生物磷鉀肥P80+K1002115.5632.21866.6716.7有機蔬菜安全無公害，很受人們歡迎，價格較高，從表9看出，施用富磷鉀有機無機復合肥（生物磷肥）具有較高效益，畝增值在萬元左右，產投比較高。 表9富磷鉀有機無機復合肥（生物磷肥）對紅菜頭產產值的影響處理肥料投入 元/畝畝增值/元畝實增 元/畝產出/投入產值增值空 白—32000.00———生物磷肥8036148.159481.559401.55117.5生物鉀肥10040177.7813511.1813411.18134.1生物磷鉀肥18037333.3310666.7310486.7358.3注：有機蔬菜實際價格：20元/ kg3.4.4 在蘆筍上的應用蘆筍又名石刁柏、龍須菜，屬于百合科，為多年生宿根草本植物。圖14為紅壤上的保護地蘆筍種植。生物磷肥由于供肥均勻，降低土壤酸度，改善土壤結構，增加土壤透氣性，促進蘆筍健康生長。施用生物磷肥較傳統磷肥過磷酸鈣地上部莖葉生長更加健康，提高采收量和產品品質。圖14 保護地蘆筍施用生物磷肥和傳統磷肥對比（浙江長興）3.4.5在非洲菊上的應用非洲菊是多年生常綠宿根草本植物。圖15為施用不同磷肥的非洲菊。富磷有機無機復合肥（生物磷肥）含有的有機質能刺激作物生長，且供肥均勻，調節土壤酸度，改良土壤結構，促使非洲菊植株生長健壯。施用這類新型肥料的優質鮮切花的產出率高于過磷酸鈣8%。圖15保護地上的非洲菊（浙江長興）  四、工藝流程特點本產品的生產工藝流程清晰簡明，分為礦物活化、生物發酵和干燥造粒三個工序。根據實際需要，每個工序都可以形成不同階段的產品： 產品A：由磷鉀等礦物組成的活化礦物粉體，可以直接施用，也可以配送到不同地點與不同的有機質原料進行發酵處理，形成產品B或產品C。以滿足有機質原料和形成的富磷鉀有機-無機復合肥不適合長距離運輸的場合。 產品B：活化礦物粉體與有機質在菌種作用下發酵處理后的產品，可以直接施用，也可以進入下一個工序，形成高度商品化的造粒產品C。以滿足具有大批量有機質原料和有機肥用戶距離較近、生產與用戶關聯度較高的場合，避免干燥造粒的成本和干燥過程中的菌群和有機酸的損失。 產品C：將有機化處理后的富磷鉀有機無機復合肥進行干燥、造粒和包裝等成品化處理，以便用戶使用和市場流通過程中的儲存運輸。  

本發明公開了一種鈷基過渡金屬氧還原催化劑及其制備方法和 應用，該方法包括如下步驟：將鈷鹽和含氮有機配體分別加入到乙醇 中，使兩者充分反應形成鈷絡合物溶液；向上述溶液中加入碳材料， 在油浴中回流反應，使鈷絡合物均勻吸附在碳材料表面；蒸發除去乙 醇，將剩余物質研磨均勻，得到黑色粉末；將該黑色粉末在惰性氣體 環境下，在 600～900℃下熱處理 0.5～3 小時，即可得到所述鈷基過渡 金屬氧還原催化劑。該催化劑摒棄了貴金屬

為電解水領域展示了一種以廉價的不銹鋼網衍生出的能夠在堿性條件下高效分解水的電極材料。通過將普通商用的304型柔性不銹鋼網進行酸腐蝕剝離并在高溫利用氨氣以及磷化氫氣體活化處理，分別制備出了性能媲美金屬鉑和氧化銥電極性能的陽極和陰極電極。這種電極具有以下優點：       （1）成本低廉：304型柔性不銹鋼網每平方米售價40美元，而其他常用的非貴金屬替代電極材料如鎳網每平方米100美元，碳布每平方米875美元。金屬鉑和二氧化銥就更加昂貴得多。       （2）活性優異：得益于表面的腐蝕剝離增加的活性比表面積以及高溫氨氣或磷化氫氣體的燒灼引入的氮或磷原子，制備的氮摻雜活化電極析氫活性與金屬鉑相近，磷摻雜活化電極析氧活性較二氧化銥高。電解水整體體系性能比傳統組合金屬鉑-二氧化銥系統的超電勢還要小。       （3）性能穩定：整個體系將近6天不間斷工作時間之內性能未觀察到任何衰減。

1 成果簡介化學磷鉀肥的生產和施用中存在眾多問題：（ 1）水溶性磷鉀肥易隨下雨和灌溉用水流失，磷肥利用率不到 20%；（ 2） 大量使用化學磷鉀肥造成土壤酸化， 流失的磷元素又形成湖泊富磷化污染；（ 3）酸法生產磷肥耗酸量大且產生大量磷石膏廢物；（ 4）我國磷礦以中低品位為主，選礦難度大成本高；（ 5） 有機農業的興起，對有機肥中磷鉀元素的補充也提出來如何替代化肥的現實需求。 “ 有機農業發展的肥料瓶頸、磷肥生產環節環境負擔大、優質磷礦資源短缺、水溶性磷肥流失污染水系” 等一系列問題的形成是基于傳統磷化肥的生產和施用體系。為此，我們開發了利用中低品位磷礦微晶化活化與在解磷解鉀菌的促進下的有機肥發酵組合工藝，研制成新型長效富磷鉀有機生物肥料和成套裝備。該技術 2009 年通過教育部組織的專家技術鑒定，獲得科技部農業科技成果轉化項目的支持，現在山東完成規模化生產；建立了曹縣牛糞復合發酵土壤有機化轉換示范區、黃河三角洲生態農業示范區以及環太湖流域控磷環保示范區。2 應用說明本產品是采用經過活化的磷鉀礦為主要原料，在特效菌種作用下與有機質共同發酵處理；其特點是長效緩釋、非酸化、非水溶性，后效性顯著，一季使用多季有效；該肥料可優化土壤礦物組成，避免化肥對農產品質量及土壤酸化等不良影響，達到增產、改善品質、綠色生態的效果。 該產品的原材料來源廣泛，除中低品位磷鉀礦外，發酵還可以利用各地畜禽糞便、食用菌殘渣、泥碳、褐煤、風化煤、糖渣、部分發酵法制作食品類的廢棄物、沼氣殘留物、禽畜糞便及屠宰廢棄物及生活垃圾等，能減少環境污染、凈化環境、也起到生態循環作用。經過兩年多在小麥、蔬菜、冬棗等農林作物上的使用觀察，其結果表明：此類有機肥的肥效等同于等量過磷酸鈣，但比過磷酸鈣具有跨季后效、生態環保、滿足綠色有機農產品的生產。  圖1 富磷有機生物肥生產工藝流程3 效益分析基本原料和加工成本約 600 元/噸（各地成本有所不同），市場銷售價格在 1500 元/噸。形成 3 萬噸生產能力的設備投入在 500 萬元左右。4 合作方式技術服務。5 所屬行業領域先進制造。

1 成果簡介化學磷鉀肥的生產和施用中存在眾多問題：（ 1）水溶性磷鉀肥易隨下雨和灌溉用水流失，磷肥利用率不到 20%；（ 2） 大量使用化學磷鉀肥造成土壤酸化， 流失的磷元素又形成湖泊富磷化污染；（ 3）酸法生產磷肥耗酸量大且產生大量磷石膏廢物；（ 4）我國磷礦以中低品位為主，選礦難度大成本高；（ 5） 有機農業的興起，對有機肥中磷鉀元素的補充也提出來如何替代化肥的現實需求。 “ 有機農業發展的肥料瓶頸、磷肥生產環節環境負擔大、優質磷礦資源短缺、水溶性磷肥流失污染水系” 等一系列問題的形成是基于傳統磷化肥的生產和施用體系。為此，我們開發了利用中低品位磷礦微晶化活化與在解磷解鉀菌的促進下的有機肥發酵組合工藝，研制成新型長效富磷鉀有機生物肥料和成套裝備。該技術 2009 年通過教育部組織的專家技術鑒定，獲得科技部農業科技成果轉化項目的支持，現在山東完成規模化生產；建立了曹縣牛糞復合發酵土壤有機化轉換示范區、黃河三角洲生態農業示范區以及環太湖流域控磷環保示范區。2 應用說明本產品是采用經過活化的磷鉀礦為主要原料，在特效菌種作用下與有機質共同發酵處理；其特點是長效緩釋、非酸化、非水溶性，后效性顯著，一季使用多季有效；該肥料可優化土壤礦物組成，避免化肥對農產品質量及土壤酸化等不良影響，達到增產、改善品質、綠色生態的效果。 該產品的原材料來源廣泛，除中低品位磷鉀礦外，發酵還可以利用各地畜禽糞便、食用菌殘渣、泥碳、褐煤、風化煤、糖渣、部分發酵法制作食品類的廢棄物、沼氣殘留物、禽畜糞便及屠宰廢棄物及生活垃圾等，能減少環境污染、凈化環境、也起到生態循環作用。經過兩年多在小麥、蔬菜、冬棗等農林作物上的使用觀察，其結果表明：此類有機肥的肥效等同于等量過磷酸鈣，但比過磷酸鈣具有跨季后效、生態環保、滿足綠色有機農產品的生產。圖1 富磷有機生物肥生產工藝流程3 效益分析基本原料和加工成本約 600 元/噸（各地成本有所不同），市場銷售價格在 1500 元/噸。形成 3 萬噸生產能力的設備投入在 500 萬元左右。4 合作方式技術服務。5 所屬行業領域先進制造。

項目簡介 ： 在食品醫藥及化工行業中， 手性甘油醒縮丙酮是合成手性藥物和具有