河北科技大学科技成果推介（第六期）

1

低碳环保型全生物降解育苗器

所属领域：新材料领域

知识产权：

一种可增控根的育苗器专利号:ZL202222345697.9

项目来源：河北科技大学

成果简介：

本成果是可拆卸的全生物降解育苗器，适合定制和各种形状制作，既方便批量培养种子幼苗，又可实现单独移栽。本育苗器结构新颖，采用创新型完全可降解材料，产品使用后在土壤中完全生物降解，无需转苗，还能够增加土壤肥力。材料力学性能和稳定性优异。

技术创新性

1、首创将同步原位聚合和改性技术用完全生物降解塑料的加工，缩短了生物降解复合材料的加工周期。2、利用原位聚合和反应挤出制备方法，引入新型填料和改性的纳米粒子，提升材料的力学性能和稳定性，制备低成本生物降解复合材料。3、本项目将生物降解塑料用于制造育苗容器，充分利用材料“源于自然，回归自然”的特性，其一，减少污染，助力双碳目标实现;其二，无需转苗，避免其影响幼苗的生长发育;其三育苗容器在使用期结束后完全生物降解成为二氧化碳和水以及矿物质，其矿物质可做肥料使用，为苗木生长提供必要养分，可谓一举三得。本成果材料和制品的生产过程一体化，工艺流程大大缩短。进一步通过引入低成本的新型填料和纳米粒子，原位反应挤出改性和添加，提升产品质量。

解决的关键问题及成效

本成果解决了现有各种育苗器的问题，如:不可降解;对土壤有负面影响:保水性能较差;材质过软，在装土作业时费时费工;即使降解，时间短，不可控等。

应用前景及案例

花卉、林木、珍贵植物的培育使用;尤其是适合定制和各种形状制作，既方便批量培养种子幼苗，又可实现单独移栽。

2

两性半乳甘露聚糖超分子结构构筑关键技术及产业化应用

所属领域：新材料领域

知识产权：

一种非离子决明子多糖衍生物及其制备方法和应用专利号:ZL201910574931.5

一种两亲性半乳甘露聚糖及其制各方法和应用专利号:ZL202010564870.7

一种氨基酸改性半乳甘露聚糖及其制备方法和应用

专利号:ZL202010565544.8

项目来源：河北科技大学

成果简介：

针对天然高端原材料瓶颈，河北科技大学历经十余年全方位技术攻关，成功开发出一套完整的两性半乳甘露聚糖超分子结构构筑关键技术及产业化应用，获得授权发明专利18项，同时不断构建天然多糖专利组合，持续推动该项技术的产业化进程，依托该项技术成果荣获河北省技术发明奖、石家庄成果转化大赛优秀奖。创造性合成了结构独特的半乳甘露聚糖超分子，其增稠性、触变性、耐高低温性均优于市场销售产品;提出了全绿色工艺策略，实现有毒溶剂的零使用和有毒产物零排放，实现了该合成技术领域的突破。

技术创新性

1、创新性设计了季铵盐、甘氨酸修饰瓜尔胶半乳甘露聚糖两性超分子。将一定量的具有抗菌性的季铵盐和生物营养性的甘氨酸接枝到瓜尔胶分子结构上，赋予瓜尔胶良好的相容性、抗菌性和储存稳定性，突破了氨基酸表活难以增稠的技术瓶颈，实现了洗护配方的简单化和安全化。2、开发了一条结构可控、清洁绿色的合成工艺路线。采用分段反应法，用异丙醇水溶液做反应分散体系，提出了工艺配方调整策略，实现了超分子结构的精准调控，避免了有毒溶剂的使用和有毒产物的排放。

解决的关键问题及成效

1、基于 Wiliamson 合成法和烷基化法，提出了将季铵盐和甘氨酸接枝到分子结构上的新方法，保留了氨基酸营养功效，突破了席夫碱法和酯化法的技术局限性。2、开创了瓜尔胶半乳甘露聚糖系列产品在日化、建筑、环保等领域的应用，提供了优异的保水性和悬浮性，增加了润滑性和可塑性，并降低了增稠剂用量。

应用场景及案例

该项知识产权整体技术已应用到金昌新创化工有限公司、石庄多美斯日化用品有限公司、石家庄菠莉亚日化有限公司、河北省路易通有限公司和河北省嘉亮新材料有限公司等诸多不同行业领域的产品线中。在建筑行业，100%代替HPMC用于砂浆、涂料、油墨等制品做增稠剂，改善了水泥、石膏和砂浆等性能，提供了优异的保水性和悬浮性，增加了润滑性和可塑性，大大降低了开裂的可能性，改善了产品的外观，并降低了增稠剂用量;用于消杀品和洗护日化品中，不但具有明显的增稠效果，而且还赋予保湿营养润滑功效，代替索维尔和亚夸龙进口产品，解决了市场上增稠产品单一月大部分依靠进口的现状，经济效益显著;利用其高的粘度和成膜性，将其配制成粘稠溶液，然后在现场稀释喷酒在施工路面，具有显著的抑尘、吸尘功效，是降低尘埃、净化空气的安全无毒产品，在国内市场获得了认可，提高了产品市场竞争力，并出口到东南亚和欧盟等国家，近三年共生产两性半乳甘露糖产品2500吨、实现出口1021吨，创直接纯利润1.32亿元。

3

复合粉末的方法反应球磨法制备纳米TiCN/AI2O

所属领域：新材料领域

知识产权：

反应球磨法制备纳米TiCN/AI0:复合粉末的方法专利号:ZL201310725365.6

项目来源：河北科技大学

成果简介：

以廉价的Ti02粉末、铝粉、石墨粉和尿素为原料，在室温下采用高能球磨的办法制备出纳米TiCNALO.复合粉末。该技术与传统TICN/ALO:复合粉末制备方法相比，制备的粉末粒度更细，合成温度和成本更低，粉未可烧结性好。可用于润滑材料中的纳米颗粒添加剂、金属陶瓷材料中的硬质陶瓷添加相、复合陶瓷材料中的增强相、自发热陶瓷坩埚原料等。解决了TiCN与AL0,直接复合粉末分散性不好且粒度大不易烧结的问题，同时解决了传统TiCN合成温度高，能耗大成本高的问题。合成的TiCN/ALO:粉末晶粒度在10nm左右，颗粒度小于500nm。

技术创新性

1、合成原料成本低;

2、合成温度低，工艺简单;

3、TiCN中氮含量可控;

4、合成粉末晶粒度和颗粒细小，烧结性好。

解决的关键问题及成效

1、解决了传统TiCN粉末合成温度高、工艺复杂、合成粉末晶粒和颗粒度粗大，不利于后续烧结的问题。

2、反应球磨原位合成了TiCN和AI0:纳米复合粉末，解决了普通混合两种粉未存在的颗粒分布不均匀，容易混入杂质等问题。

应用前景及案例

本专利以廉价的Ti0,粉、AI粉、石墨和尿素为原料，利用反应球磨法原位合成纯度高、粉末粒度和晶粒度细小，粉末烧结活性高的纳米TiCN/AI0,粉末，具有合成工艺简单、烧结温度低、适合工业化生产等一系列优点，兼具TiCN和AL0,的优点，具有极高的硬度、韧性、耐磨性、热稳定性和抗化性，已与河北鼎瓷电子科技有限公司达成成果转化意向，用于该公司生产的电子封装陶瓷外壳中。

4

硫氧镁胶凝材料的开发与应用

所属领域：新材料领域

知识产权：

采用再生硫氧镁材料的硫氧镁胶凝材料及其制备方法和用途专利号:ZL202010132856.X

采用二氧化硅气凝胶的硫氧镁胶凝材料的制备方法及建筑物构件专利号:ZL202111593559.6

防火保温墙板及其制备方法

专利号:ZL201510766935.5

镁质墙体用胶黏剂及其制备方法

专利号:ZL201910600579.8

项目来源：河北科技大学

成果简介：

本技术针对现有的硫氧镁胶凝材料具有强度低、耐水性差等缺点，以活性氧化镁为原料，重点围绕硫氧镁胶凝材料水化动力学和性能调控技术，固废资源循环利用技术等开展相关研究。

技术创新性

本项目通过开发新型复合改性剂，制备出具有力学强度高、耐水性好等优点的改性硫氧镁胶凝材料;通过添加再生硫氧材料实现在一定程度上保持硫氧镁胶凝材料的性能，突破了质量轻、体积稳定性好、抗折强度高、耐火、保温隔热等性能的技术瓶颈。

解决的关键问题及成效

本项目通过开发复合改性剂对硫氧镁胶凝材料的改性，改善现有硫氧镁胶凝材料的物理性能、保温性能以及延长材料的使用寿命，同时可以有效实现硫氧镁材料的循环。

应用前景及案例

在建筑材料领域，经改性后的硫氧镁胶凝材料可用于主要用于高层建筑、学校、医院等场所的隔断墙等场景。

5

高首次库伦效率SiOC负极材料制备

所属领域：新材料领域

知识产权：

一种复合锂电池负极材料及其制备方法和锂电池负极专利号:Z1202210704221.1

项目来源：河北科技大学

成果简介：

在提升电池能量密度过程中，负极材料扮演着至关重要的角色。Si0C负极不仅可以发挥高比容量，而且在循环过程中可以保持较高的结构和界面稳定性，极具应用前景。但规模化制备Si0C仍然较难实现，此外大部分Si0C首次库伦效率较低，无法满足实际需求。围绕上述问题，开展高首次库伦效率Si0C的规模化制备研究。

技术创新性

利用CVD法实现了SiOC的规模化制备，调节技术参数，提升首次库伦效率到87%。

解决的关键问题及成效

实现了高首次库伦效率Si0C的规模化生产。为提升电池续航能力提供了支持。

应用前景及案例

在新能源材料领域，高首次库伦效率的Si0C材料不仅具备高的比容量，而且其无定形结构使其在充放电过程中表现出极小的体积波动。通过优化材料的合成工艺和纳米结构，该材料展现出优异的电化学性能，特别是在高倍率充放电条件下，仍能保持稳定的循环性能和容量保持率。具体应用领域包括高性能电动汽车、电网储能系统以及便携式电子设备。在电动汽车中，Si0C材料能够显著提升车辆的续航里程，并减少充电频率;在电网储能系统中，其长循环寿命和高能量密度能够有效提升储能效率和系统可靠性;在便携式电子设备中，该材料可以提供更长的电池使用时间和更高的功率密度，满足消费者对高性能、长续航的需求。

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