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本發(fā)明涉及一種超分子油井選擇性堵水劑及其制備方法。該堵水劑在油井親水地層中利用自身側(cè)鏈基團(tuán)的自組裝生成超分子結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到油井選擇性堵水的目的。該堵水劑克服了目前堵水劑選擇性差的問題，可大大降低油井所產(chǎn)原油含水量，提高原油開采效率，降低原油開采成本。

本成果將超分子化學(xué)與納米化學(xué)進(jìn)行有機(jī)地結(jié)合，采用冠醚、環(huán)糊精、杯芳烴等超分子主體化合物與與多種納米材料相結(jié)合，制備了一種新型的吸附劑，并應(yīng)用于剛果紅染料的吸附、 解吸； 制得新型的具有捕獲分子功能的 β-環(huán)糊精/聚乙烯醇納米纖維膜（β-CD/PVAnfm）。

本項(xiàng)目國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)了分子篩膜材料的連續(xù)化合成。解決了無(wú)機(jī)分子篩膜材料生產(chǎn)的品質(zhì)穩(wěn)定性難題，保障了超低缺陷分子篩膜材料的大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用。 本項(xiàng)目基于國(guó)際首創(chuàng)的微波介電合成技術(shù),通過(guò)微波連續(xù)鍍膜裝備的自主研發(fā)，進(jìn)一步強(qiáng)化微波合成過(guò)程中的非熱效應(yīng)（如Maxwell-Wagner效應(yīng)，選鍵活化效應(yīng)等)，弱化熱效應(yīng)，在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量分子篩膜材料的連續(xù)化生產(chǎn)。專家組鑒定意見為:項(xiàng)目自主開發(fā)了連續(xù)化微波鍍膜技術(shù)、自動(dòng)化膜管后處理技術(shù)、分子篩膜管質(zhì)量在線檢測(cè)技術(shù)，并研制了相關(guān)生產(chǎn)與檢測(cè)設(shè)備，形成了自動(dòng)化分子篩膜連續(xù)生產(chǎn)線，年產(chǎn)量大于2萬(wàn)平米，合格品率大于99%，優(yōu)級(jí)品率大于90%。這些指標(biāo)與代表國(guó)際領(lǐng)先水平的日本三井造船和三菱化學(xué)的數(shù)據(jù)相比，具有5倍以上的單線產(chǎn)能提升和15%以上的合格品率提升，解決了分子篩膜材料生產(chǎn)的品質(zhì)穩(wěn)定性難題。更為重要的是，利用微波合成技術(shù)將分子篩膜的構(gòu)成晶體從微米級(jí)縮小至納米級(jí)，極大程度上消除了傳統(tǒng)方法無(wú)法解決的系統(tǒng)缺陷，優(yōu)級(jí)品分子篩膜表現(xiàn)出世界領(lǐng)先的分離選擇性，為分子篩膜超深度脫水應(yīng)用奠定了重要基礎(chǔ)。

本項(xiàng)目采用自主研發(fā)的連續(xù)微波合成技術(shù)和裝備，結(jié)合行業(yè)首創(chuàng)的分子篩膜快速在線監(jiān)測(cè)方法，成果實(shí)現(xiàn)了高性能分子篩膜材料的連續(xù)化生產(chǎn)，并在此基礎(chǔ)上通過(guò)高效率膜組件的研制和成套設(shè)備的設(shè)計(jì)制造。 一、項(xiàng)目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡(jiǎn)介 分離是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中重要的單元操作過(guò)程之一，占到工業(yè)過(guò)程能耗的40-60%。降低分離過(guò)程能耗收到全球普遍重視，其中膜分離提供了一條重要的技術(shù)路線。本項(xiàng)目采用自主研發(fā)的連續(xù)微波合成技術(shù)和裝備，結(jié)合行業(yè)首創(chuàng)的分子篩膜快速在線監(jiān)測(cè)方法，成果實(shí)現(xiàn)了高性能分子篩膜材料的連續(xù)化生產(chǎn)，并在此基礎(chǔ)上通過(guò)高效率膜組件的研制和成套設(shè)備的設(shè)計(jì)制造，在生命醫(yī)藥、新能源、高端化工等領(lǐng)域進(jìn)行了分子篩膜有機(jī)溶劑超深度脫水的示范推廣。項(xiàng)目成果（包含膜材料，膜組件、成套技術(shù)和裝備）將助推我國(guó)醫(yī)藥、化工與新能源領(lǐng)域的節(jié)能降耗與產(chǎn)業(yè)升級(jí)，引領(lǐng)全球先進(jìn)分離技術(shù)的行業(yè)發(fā)展。 已申請(qǐng)專利 23 項(xiàng)，其中發(fā)明專利 17 項(xiàng)（授權(quán) 1 項(xiàng)），實(shí)用新型專 利 5 項(xiàng)（授權(quán) 2 項(xiàng)），PCT1 項(xiàng)。在 Science, Angew. Chem. Int. Ed., J. Am. Chem. Soc., Adv. Mater., J. Membr. Sci.等期刊發(fā)表頂尖論文 90 余篇。 創(chuàng)新點(diǎn)： （1）國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)了分子篩膜材料的連續(xù)化合成。解決了無(wú)機(jī)分子篩膜材料生產(chǎn)的品質(zhì)穩(wěn)定性難題，保障了超低缺陷分子篩膜材料的大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用。   （2）發(fā)展了具有獨(dú)特流道結(jié)構(gòu)的高效率膜組件，實(shí)現(xiàn)了膜組件產(chǎn)品的系列 化和標(biāo)準(zhǔn)化。   （3）國(guó)際上率先完成了分子篩膜用于有機(jī)溶劑超深度脫水的若干項(xiàng)標(biāo)桿式工業(yè)應(yīng)用。   圖 3. 電子級(jí) NMP 的現(xiàn)場(chǎng)精制的成套撬塊化設(shè)備    

通過(guò)剛?cè)酼形三嵌段超分子的層層組裝，制備了一種三明治結(jié)構(gòu)的大小均一的介孔管。其中，三明治結(jié)構(gòu)對(duì)鈀離子具有穩(wěn)定的配位能力，可作為超分子鈀催化劑。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，新型超分子催化劑在短時(shí)間、室溫、有氧條件下對(duì)鹵代苯的C-C偶聯(lián)反應(yīng)具有超強(qiáng)的反應(yīng)活性，其轉(zhuǎn)化率接近100%。相對(duì)于一般的非均相催化載體，此超分子催化劑具有實(shí)時(shí)調(diào)控反應(yīng)進(jìn)程的功能，并利用超分子組裝及解組裝的方法明顯提高了金屬催化劑的重復(fù)利用率。借助超分子催化劑的調(diào)控性和反應(yīng)匹配性，對(duì)多個(gè)反應(yīng)位點(diǎn)引起的聚合，成功實(shí)現(xiàn)了單向催化。

成果描述：利用水解酶催化的高效、高選擇性以及反應(yīng)條件溫和等優(yōu)點(diǎn)，在酶促合成藥物、天然產(chǎn)物以及新型高分子藥物方面進(jìn)行了重要的發(fā)展，所獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)生物催化的應(yīng)用和理論研究均有重要意義。主要包括脂肪酶高選擇性催化合成一系列可聚合莽草酸乙烯酯衍生物，具有藥理活性的、水溶性得到提高的酮洛芬糖脂衍生物，一系列烷基取代的苯并咪唑衍生物以及酮洛芬的聚酯前藥等。反應(yīng)選擇性好，產(chǎn)率高，同時(shí)所得到的高分子前藥具有較好的緩釋效果，部分化合物還表現(xiàn)出熱敏性，為其進(jìn)一步的應(yīng)用提供更多的基礎(chǔ)。市場(chǎng)前景分析：還處于實(shí)驗(yàn)室研制階段。與同類成果相比的優(yōu)勢(shì)分析：反應(yīng)活性及選擇性的控制 大規(guī)模反應(yīng)條件的控制 國(guó)際先進(jìn)

利用水解酶催化的高效、高選擇性以及反應(yīng)條件溫和等優(yōu)點(diǎn)，在酶促合成藥物、天然產(chǎn)物以及新型高分子藥物方面進(jìn)行了重要的發(fā)展，所獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)生物催化的應(yīng)用和理論研究均有重要意義。主要包括脂肪酶高選擇性催化合成一系列可聚合莽草酸乙烯酯衍生物，具有藥理活性的、水溶性得到提高的酮洛芬糖脂衍生物，一系列烷基取代的苯并咪唑衍生物以及酮洛芬的聚酯前藥等。反應(yīng)選擇性好，產(chǎn)率高，同時(shí)所得到的高分子前藥具有較好的緩釋效果，部分化合物還表現(xiàn)出熱敏性，為其進(jìn)一步的應(yīng)用提供更多的基礎(chǔ)。

與高速飛行的飛機(jī)不同，微小型無(wú)人機(jī)體積小，重量輕，飛行速度低，更容易受到環(huán)境湍流的影響，需要高靈敏度的小型氣流傳感器提供全面的空氣動(dòng)力學(xué)信息。如何讓微小型無(wú)人機(jī)像鳥類一樣感知和操縱氣流一直是航空和傳感器領(lǐng)域的難題。 面向微小型無(wú)人機(jī)的飛行參數(shù)測(cè)量，北航研發(fā)團(tuán)隊(duì)研制出一種基于氧化釩的高靈敏度柔性流速傳感器，實(shí)現(xiàn)了0.11 mm/s和0.1°的超高流速和角度分辨力，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了攻角、側(cè)滑角和空速的多參數(shù)感知能力，并完成了微小型無(wú)人機(jī)飛行速度以及機(jī)翼微振動(dòng)的測(cè)量，為微小型無(wú)人機(jī)提供了低成本、高精度的大氣參數(shù)傳感方案。 該傳感器基于量熱式原理，由中心微加熱器產(chǎn)生恒定溫差，四周的熱敏電阻陣列測(cè)量溫度分布，根據(jù)熱敏電阻陣列測(cè)得的溫度差準(zhǔn)確反映流速大小及方向。采用懸空型隔熱結(jié)構(gòu)以及高電阻溫度系數(shù)材料氧化釩作為熱敏電阻以增大傳感器的測(cè)量靈敏度。在聚酰亞胺基底上通過(guò)MEMS工藝加工了總厚度90μm的超薄柔性流速傳感器，實(shí)現(xiàn)了微小型無(wú)人機(jī)的曲面貼附功能。經(jīng)風(fēng)洞測(cè)試，流速傳感器的理論分辨力達(dá)0.11 mm/s,流速測(cè)量重復(fù)精度約為測(cè)量值的0.5%，響應(yīng)時(shí)間約為20ms。在10 m/s時(shí)，流速傳感器的最大角度靈敏度為36.7 mV/deg，噪音水平為1.78 mV，根據(jù)2σ準(zhǔn)則計(jì)算出其理論角度分辨力為0.1°。 研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)完成流速傳感器工程化樣品的制備，并將兩個(gè)流速傳感器裝載到一個(gè)微小型無(wú)人機(jī)平臺(tái)上進(jìn)行飛行參數(shù)感知應(yīng)用。結(jié)果表明平均飛行速度的估計(jì)誤差低于0.2 m/s。由于流速傳感器的高靈敏度特性，它甚至捕捉到了機(jī)翼的微振動(dòng)信息，并與外置IMU模塊顯示了相同的機(jī)翼振動(dòng)頻率。這項(xiàng)研究展示了一種柔性高靈敏度流速傳感器，拓寬了流場(chǎng)感知在微小型無(wú)人機(jī)姿態(tài)檢測(cè)、空速估計(jì)以及飛行安全監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用，為無(wú)人機(jī)的飛行參數(shù)測(cè)量提供了創(chuàng)新的設(shè)計(jì)思路與發(fā)展前景。

將β-環(huán)糊精和偶氮苯基團(tuán)分別修飾于紫杉醇分子上，利用紫杉醇分子骨架與微管蛋白的特異性結(jié)合能力，以及在紫外和可見光照射下偶氮苯分子與β-環(huán)糊精空腔可逆鍵合的性質(zhì)，來(lái)調(diào)控微管蛋白的聚集狀態(tài)，進(jìn)而影響細(xì)胞活性。光譜實(shí)驗(yàn)表明，含有紫杉醇的偶氮苯分子在溶液中具有優(yōu)異的光致異構(gòu)性質(zhì)、掃描電鏡實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，只有在反式偶氮苯修飾紫杉醇和β-環(huán)糊精修飾紫杉醇共同存在下，微管蛋白間才能發(fā)生明顯的聚合現(xiàn)象，同時(shí)微管蛋白的形貌由絲狀聚合物轉(zhuǎn)變成了粒徑較大的球狀納米粒子。通過(guò)對(duì)細(xì)胞染色進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，聚集后的微管廣泛分布在細(xì)胞中，能夠強(qiáng)烈改變細(xì)胞的形態(tài)并最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡。該工作為調(diào)控生物大分子的聚集行為提供了一種新的策略。

南開大學(xué)化學(xué)學(xué)院張振杰研究員與利默里克大學(xué)的MichaelJ.Zaworotko教授、藥物化學(xué)生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室陳瑤研究員合作，首次提出超交聯(lián)金屬有機(jī)籠（hypercrosslinkedMOPs，簡(jiǎn)稱HCMOPs）的概念，并成功制備一類新型的高分子-金屬有機(jī)籠復(fù)合膜，即將可溶性的MOPs作為共聚單體參與聚合反應(yīng)，同時(shí)MOPs作為高連接結(jié)點(diǎn)賦予膜材料優(yōu)異的性能。該復(fù)合膜繼承了MOPs（例如陽(yáng)離子性質(zhì)和永久孔隙率）和聚合物（例如自愈合能力、抗菌活性、高水通量和良好加工性）的優(yōu)點(diǎn)。將MOPs引入高分子后，可顯著提高膜材料的機(jī)械性能和選擇性分離性能。自愈性能和抗菌活性也進(jìn)一步擴(kuò)大了HCMOPs膜的潛在用途（例如殺死病原體和改善膜的耐久性等），有望用于治理水資源中的病原體污染。HCMOPs膜不僅克服了傳統(tǒng)混合基質(zhì)膜的trade-off效應(yīng)，并且提出一種用于制備高分子-MOPs復(fù)合膜的新方法。這個(gè)方法同樣適用于其他可溶性多孔材料和其他高分子基質(zhì)，為MOPs和膜材料的發(fā)展提供了一種新的方向。