基本信息
- 項(xiàng)目名稱:
- 用于電磁波屏蔽的“金屬/秸稈”復(fù)合功能材料
- 小類:
- 能源化工
- 大類:
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介:
- 這是一個(gè)兼具環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益的作品,將秸稈表面金屬化,用于電磁波屏蔽,在國內(nèi)外不多見,屬于原創(chuàng)性作品。作品對(duì)于減少污染物的排放,促進(jìn)資源的回收及再利用有重要意義?!敖饘?秸稈”復(fù)合功能材料,用于電磁波屏蔽,原材料易得,生產(chǎn)成本低,工藝過程環(huán)保,產(chǎn)品市場潛力大。
- 詳細(xì)介紹:
- 禁止焚燒秸稈是一個(gè)老話題,也是一個(gè)老難題。從三夏到三秋,這個(gè)難題一直不能徹底根除。雖然大家都知道,焚燒秸稈會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染,甚至有可能引發(fā)火災(zāi)事故;雖然環(huán)保部門的監(jiān)控水平越來越先進(jìn),各級(jí)政府對(duì)待禁止秸稈焚燒的態(tài)度不可謂不堅(jiān)決,然而為什么這個(gè)現(xiàn)象還會(huì)屢禁不止呢?說到底,還是農(nóng)民沒有為自己田里的秸稈找到便捷、實(shí)惠、經(jīng)濟(jì)的去處。如果不能為秸稈找到一條合適的出路,秸稈禁燒必然是治標(biāo)不治本。將秸稈簡單處理,作為功能材料,是秸稈處理的一條新出路,對(duì)推動(dòng)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向高附加值生態(tài)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)化有示范作用。 隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展,電磁信號(hào),由于其易受外界電磁干擾而出現(xiàn)動(dòng)作失誤,從而帶來嚴(yán)重后果。從電磁信號(hào)泄露失密方面而言,無論軍事機(jī)密或是商業(yè)機(jī)密,通過電磁波的泄露,都會(huì)給相關(guān)單位造成極大的損失,為此必須采取相應(yīng)的屏蔽措施;從預(yù)防電磁波污染來講,現(xiàn)在對(duì)各種電磁污染危害的防護(hù)已引起環(huán)保部門和有關(guān)方面的高度重視,屏蔽電磁污染使其限定在一定區(qū)域,已成為環(huán)保領(lǐng)域最為活躍的研究課題之一?!敖饘?非金屬”復(fù)合功能材料是一類性能優(yōu)異的電磁波屏蔽材料,以秸稈為基材制備“金屬/秸稈”復(fù)合功能材料在國內(nèi)外尚無先例,但以其他材料(如亞麻、木材、棉花、蠶絲、玻璃纖維、碳纖維、聚合物材料等)為基材的“金屬/非金屬”復(fù)合功能材料比較多見。 木材的主要成分是纖維素、半纖維素和木質(zhì)素;上世紀(jì)80年代,日本學(xué)者對(duì)木材刨花、單板化學(xué)鍍以及制品的導(dǎo)電性和電磁屏蔽性進(jìn)行了廣泛研究;國內(nèi)對(duì)木材電磁屏蔽的研究主要集中在北京林業(yè)大學(xué)、東北林業(yè)大學(xué)等科研院所,相關(guān)技術(shù)已經(jīng)十分成熟。秸稈的主要成分也是纖維素、半纖維素和木質(zhì)素,其總量占秸稈的80%以上,即用于木材的成熟的加工工藝同樣可以適用于秸稈,這是本作品得以成功的關(guān)鍵。 本作品目前所涉及的秸稈為麥秸稈、稻秸稈等,金屬為銀、銅等。需要說明的是,本作品的技術(shù)工藝原理可應(yīng)用于幾乎所有的植物秸稈及大部分的金屬種類。作品的應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)殡姶挪ㄆ帘巍? 本作品的科學(xué)先進(jìn)性在于:秸稈為綠色可再生資源,將秸稈代替木材,首次成功制備出用于電磁波屏蔽的“金屬/秸稈”復(fù)合功能材料。從作品本身來說,“金屬/秸稈”復(fù)合材料是一種全新的體系,從無到有,是一項(xiàng)創(chuàng)新性工作。
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 發(fā)明目的:“金屬/秸稈”復(fù)合功能材料是一種環(huán)境友好型材料??蓮V泛用于建筑物墻體大面積的電磁屏蔽,以及精密儀器外包裝電磁屏蔽等,具有極大的市場前景和應(yīng)用價(jià)值。 基本思路:“金屬/木材”復(fù)合功能材料的制備工藝十分成熟,相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域也比較廣泛;秸稈與木材有相近的物質(zhì)組分,用秸稈代替木材制備“金屬/秸稈”復(fù)合功能材料,可有效節(jié)約木材使用量;另一方面,如果能將秸稈有效利用,提高其經(jīng)濟(jì)價(jià)值,可有效減少污染物的排放、促進(jìn)資源的回收及再利用,在推進(jìn)農(nóng)村可持續(xù)發(fā)展、提高農(nóng)民收益方面具有極其重要的意義。 創(chuàng)新點(diǎn): 1.本作品以秸稈作為基材,制備出“金屬/秸稈”復(fù)合功能材料,用于電磁波屏蔽,在國內(nèi)外并無先例。 2. 本作品是一種資源節(jié)約型、環(huán)境友好型和生態(tài)文明型材料。 3. 本作品提供了一種適合于所有秸稈材料的原理性工藝技術(shù),金屬層與秸稈之間為化學(xué)鍵連接,復(fù)合材料可靠性高。 技術(shù)關(guān)鍵:1.秸稈基材表面改性,通過分子自組裝工藝,嫁接活性基團(tuán)。 2. 優(yōu)化秸稈表面金屬薄膜的制備工藝,確定良好鍍層的最佳配方及工藝條件。 3. 建立“金屬/秸稈”復(fù)合功能材料用于電磁波屏蔽的評(píng)價(jià)指標(biāo)。 主要技術(shù)指標(biāo): 1. 電磁波屏蔽效能(0.15~1050 MHz):> 40dB. 2. “金屬/秸稈”復(fù)合材料的導(dǎo)電率:> 104 S/cm. 3. 金屬膜與秸稈的剝離強(qiáng)度:能通過3M公司 思高?膠帶的測(cè)試.
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 本作品的科學(xué)先進(jìn)性在于:秸稈為綠色可再生資源,將秸稈代替木材,首次成功制備出用于電磁波屏蔽的“金屬/秸稈”復(fù)合功能材料。從作品本身來說,“金屬/秸稈”復(fù)合材料是一種全新的體系,從無到有,是一項(xiàng)創(chuàng)新性工作。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 專利轉(zhuǎn)讓,技術(shù)合作,技術(shù)支持
作品可展示的形式
- 實(shí)物、圖片
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)在于:(1)原材料來源廣泛,儲(chǔ)藏豐富,成本低廉。(2)生產(chǎn)設(shè)備投入少,只需常規(guī)的反應(yīng)池,及簡單的烘干設(shè)備。(3)工藝過程環(huán)保,基本上可做到“三廢”零排放。(4)工藝穩(wěn)定可靠,安全性高。(5)技術(shù)易于掌握,便于培訓(xùn)農(nóng)民。 技術(shù)性說明:由于金屬鍍層與秸稈表面通過化學(xué)鍵相連接,且原位生成,本作品具有高剝離強(qiáng)度、高導(dǎo)電性、高電磁波屏蔽效能等優(yōu)點(diǎn),能通過3M公司思高?膠帶的測(cè)試;“金屬/秸稈”復(fù)合材料在0.15~1050 MHz的范圍內(nèi),電磁波屏蔽效能大于40dB;作品成本低廉、制作工藝簡單,可廣泛用于建筑物墻體大面積的電磁屏蔽,以及精密儀器外包裝電磁屏蔽等,具有極大的市場前景和應(yīng)用價(jià)值。 實(shí)施秸稈“功能材料化”是一種粗放型經(jīng)濟(jì)向節(jié)約型經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,是低投入、低消耗、低排放和高效率的節(jié)約型增長方式。 經(jīng)濟(jì)效益:秸稈“功能材料化”的實(shí)施,可使秸稈(以小麥秸稈為例)的“身價(jià)”由現(xiàn)在的0.2元/公斤上升到1元/公斤,經(jīng)過簡單去葉、剪切過的秸稈可達(dá)到2~3元/公斤。
同類課題研究水平概述
- 以秸稈為基材制備“金屬/秸稈”復(fù)合功能材料在國內(nèi)外尚無先例,但以其他材料(如亞麻、木材、棉花、蠶絲、玻璃纖維、碳纖維、聚合物材料等)為基材的“金屬/非金屬”復(fù)合功能材料比較多見。 “金屬/非金屬”復(fù)合功能材料的制備方法是在非金屬材料表面鍍覆一層金屬層,鍍覆金屬層的方法有:化學(xué)氣相沉積、真空蒸鍍、噴涂、離子濺射、電鍍、化學(xué)鍍等。由于非金屬材料表面不規(guī)整,以及本身不導(dǎo)電(碳纖維除外),通常使用化學(xué)鍍的方法獲得包覆完整的金屬層。 化學(xué)鍍技術(shù)是在金屬的催化作用下,通過可控制的氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生金屬的沉積過程。與電鍍相比,化學(xué)鍍技術(shù)具有鍍層均勻、針孔小、不需直流電源設(shè)備、能在非導(dǎo)體上沉積等特點(diǎn)。另外,由于化學(xué)鍍技術(shù)廢液排放少,對(duì)環(huán)境污染小以及成本較低,在許多領(lǐng)域已逐步取代電鍍,成為一種環(huán)保型的表面處理工藝。 木材的主要成分是纖維素、半纖維素和木質(zhì)素;上世紀(jì)80年代,日本學(xué)者對(duì)木材刨花、單板化學(xué)鍍以及制品的導(dǎo)電性和電磁屏蔽性進(jìn)行了廣泛研究;國內(nèi)對(duì)木材化學(xué)鍍的研究主要集中在北京林業(yè)大學(xué)、東北林業(yè)大學(xué)等科研院所,相關(guān)技術(shù)已經(jīng)十分成熟。 秸稈的主要成分也是纖維素、半纖維素和木質(zhì)素,其總量占秸稈的80%以上,即用于木材的成熟的化學(xué)鍍工藝同樣可以適用于秸稈,這為作品的實(shí)施提供了技術(shù)保障。 本作品對(duì)于秸稈的綜合利用,減少秸稈的廢棄與焚燒,對(duì)保護(hù)環(huán)境、節(jié)約森林資源有重要意義。