项目名称：新型分布式光纤感测技术及应用主要完成单位：太原理工大学主要完成人：张明江、刘少文、靳宝全、薛晓辉、刘晓、王云才推荐单位：山西省教育厅项目简介：为适应长隧道火灾及应变监测、边坡滑坡监测等对分布式光纤传感技术所提

出的新要求，由太原理工大学与山西省交通科学研究院共同组成的联合攻关项目组在国家重大科研仪器研制项目、科技部国际科技合作专项等 5个基金项目的资助下，深入开展了“新型分布式光纤感测技术及应用”项目研究。本项目提出一系列具有自主知识产权的新型分布式感测关键技术，提升了我国分布式传感设备的研发水平。研究过程所取得的主要成果及科技创新为：（1）提出一种基于混沌激光布里渊光相干域分析技术的分布式光纤传感系统，从根本上解决了传统技术中无法兼顾长距离与高分辨的瓶颈问题。（2）开发基于多级恒温控制及低噪声动态偏压反馈技术，克服了 APD增益难以稳定的技术难题，研制出测温范围 30km、精度±0.2℃的长距离高精度拉曼测温仪（DTS），真正实现了长距离、高精度的分布式测量。（3）研制出基于双段参考光纤散射信号强度差分算法、色散补偿平移算法和实时移动神经网络预测模型的高速实时拉曼测温仪（DTS），填补了DTS在预警方面的国内外技术空白。（4）开发基于 FPGA

控制并集成脉冲信号源与同步触发输出模块的半导体光放大器脉冲光调制技术，结合利用MFC 消息响应机制和多线程特点所设计的高效数据处理算法，研制出高速布里渊分布式光纤应变/温度测量仪，其实时处理能力达国际先进水平。

该项目起始于 2011 年 7 月，终止于 2017 年 5 月，期间共发表期刊论文52 篇，其中 SCI 收录 32 篇，EI 收录 10 篇；授权中国发明专利 21项、实用新型专利 12项；获软件著作权 15项。

经核实，该项目推荐书所填内容属实，具有显著的科学创新与应用前景。根据本项目所取得的创新性成果和 2017 年度山西省科学技术奖推荐条件及有关规定，同意推荐该项目申报 2017 年度山西省科学技术奖（技术发明类）。项目名称：清香型酒曲仿生踩压成型关键技术与装备主要完成单位：太原理工大学主要完成人：吴娟、寇子明、崔功军、高贵军、魏耀成、范舒云推荐单位：山西省教育厅项目简介：

清香型汾酒，清香纯正，口感柔和、回味爽净，与酱香型茅台、浓香型泸州老窖、凤香型西凤酒并称为中国四大名酒。白酒的香型与其制曲原料和工艺密切相关。曲是酒中骨，酒曲的质量直接决定着出酒率和酿酒品质。与其他类型酒的制作相比，清香型酒曲的制作是最难的。本项目在继承清香型酒（汾酒）传统制曲工艺的前提下，研制了无尘无余料外泄的规模化生产的清香型酒曲仿生踩压成型装备, 解决了长期困扰清香型酒曲安全高效生产的难题，为清香型酒高效高品质生产提供重要的理论和技术支撑。 主要科技创新为：（1）发明了曲料无尘化连续输送技术，开发了清香型酒曲原料（60%大麦、40%豌豆）的无尘化定比配送、多级粒度粉碎及密闭粉储仓内防爆均匀混合搅拌系统，解决了粉尘污染和食品卫生的问题，实现了安全清洁生产。（2）发明了曲料定比定量连续供给技术，研制了曲料定量连续均匀输送控制系统和曲料定比加水控制系统，解决了水份不稳定、曲块重量不达标和产品质量波动的问题，避免出现马蹄形曲块等现象。（3）发明了模盒周期性转动定位与锤头同步踩压技术，研制了基于凸轮分段曲面的周期性转动-静止-转动的驱动与定位机构与多锤头同心导向同步踩压创新装备，解决了模盒与锤头间隙过大或锤头砸坏模盒的问题，实现了无余料外泄和连续自动踩曲作业。（4）发明了仿生踩压技术，研制了基于不同曲率半径的拟合曲面锤头，解决了曲块

密实度不均衡问题，改善了曲块内部气体排放和表面提浆效果。 本项目拥有 9项自主知识产权，已有三套装备在山西杏花村汾酒集团有限责任公司大曲分厂运行 5 年多，该设备生产的曲块类似人工踩制的酒曲，酒曲生产率由 2010 年 80%提高到 2016 年 84%，汾酒出酒率从从 43%增加到44%，特优率由 6.63%提高到 15.44%。每年可多创造价值 580 万余元，节支258 万余元。项目名称：大型采掘运装备数字化集成设计系统与关键技术主要完成单位：太原理工大学

太重煤机有限公司山西煤矿机械制造股份有限公司山西新富升机器制造有限公司中国煤炭科工集团太原研究院有限公司

主要完成人：杨兆建、王义亮、王学文、任芳、刘混举、丁华、暴庆保、席庆祥、张兰俊、杨韬仁等

推荐单位：山西省教育厅项目简介：项目源于“十二五”山西省科技重大专项“采掘运装备数字化集成设计技

术与系统”（编号：20111101040）和国家“十一五”科技支撑计划项目课题“大采高工作面采运关键设备现代设计技术与系统”（编号：2007BAB13B01-02）。项目组织 130 余人、历时九年，创建了国内外最大的涵盖煤矿采掘运关键

装备的数字化设计专门知识库，研发了国内外第一个包括采掘运多种煤矿机械

装备的数字化集成设计平台（http://mjsj.tyut.edu.cn），该平台是集成现代机械设计技术、互联网技术、计算机技术、数据库与云计算技术于一体的煤矿机械装备创新载体，构建了信息化时代的煤矿机械制造业的互联网公共服务平台，包括概念设计、参数化建模、虚拟装配与演示、CAE分析、知识管理、关键设计技术服务、通用支持系统以及机械设计所需的文献检索、技术培训、实用技术和规程标准等子系统，编程语句达 40多万条，取得了互联网+采掘运装备设计有效结合的成功经验。实现了煤矿采掘运装备设计的数字化、集成化、网络化、信息化智能化与自动化。 项目通过发明一系列针对先进采掘运装备的力学特性检测试验平台（包括

采煤机扭矩轴试验台、刮板输送机链轮啮合试验台、掘进机截割特性试验台、提升机综合试验台以及关键零件数字化设计制造装置等），获得了采掘运装备特殊性能分析验证的专门知识，有效地提高了“采掘运装备数字化集成设计平台”的针对性、实用性和可靠性。项目申请国家专利 13项（其中发明专利授权 4项、受理 2项，实用新型专

利授权 7项）；授权国家软件著作权 104个；核心期刊发表论文 162 篇，其中 SCI/EI 收录 25 篇；出版著作教材 6部；制定企业标准 17项。项目为我国高端煤矿装备智能化设计制造提供了先进手段，对发展和提升

我国煤机装备制造业竞争力具有重要意义。推广应用情况：项目完成后，项目成果首先在太重煤机有限公司、山西煤矿机械制造股份有

限公司、山西新富升机器制造有限公司和中国煤炭科工集团太原研究院有限公司等合作单位投入应用，取得了明显的经济效益。其中“十二五”山西省科技重大专项项目“采掘运装备数字化集成设计技术与系统”应用时间为 2015 年 6 月-

2017 年 6 月；国家“十一五”科技支撑计划项目“大采高工作面采运关键设备现代设计技术与系统”应用时间为 2010 年 6 月-2017 年 6 月。两个项目成果分别应用 2 年和 7 年来，累计产生 27900多万元的直接经济效益和 56700

多万元的间接经济效益。基于互联网的“采掘运装备数字化集成设计平台”上线后，受到山西省和

国内许多煤机装备制造企业、煤矿设计院所的欢迎。特别是对于煤矿机械制造领域的中小企业，技术力量相对薄弱，通过使用基于互联网的“采掘运装备数字化集成设计平台”，无需对现代设计理论与方法有深入的了解和掌握，即可利用设计平台提供的技术服务，进行机械产品的设计与CAE分析，有效地提高了企业产品的研发能力，促进了煤机装备制造领域相关行业的现代设计理论与技术、信息技术、互联网技术的推广应用。项目成果符合《中国制造 2025》的发展战略，特别是在煤机装备领域的数

字化、网络化与智能化的先进设计技术，开发设计工具软件，构建设计资源共享平台的研究和相关创新人才培养等方面取得了有益成果，对我国制造业具有重要的经济与社会发展意义。项目成果推广应用实施，可有效提高产品的设计效率，降低生产成本、缩短

新产品的开发周期、促进企业知识创新、改善设计环境；提高应用企业的技术创新能力和市场竞争力，提高应用企业的技术创新能力，保护应用企业知识资产的安全，并提高应用企业知识资产的再利用能力，具备广阔的市场需求和应用前景。主要知识产权证明目录：序号 授权（申请）项目名称 知识产权类别 授 权 号

1 一种虚拟采煤机记忆截割方法 发明专利实审中201611034015.5

2 一种旋转轴轴向力测量装置 发明专利实审中201610123719.3

3 基于振动分析的多绳摩擦提升机载荷识别方法 发明专利 ZL201310486940.1

4 多绳提升机钢丝绳张力检测方法 发明专利 ZL200910227802.5

5 一种刮板输送机的阻链装置 发明专利 ZL201310254326.2

6 智能化带式输送机自移机尾及使用方法 发明专利 ZL201310367474.5

7 T 形导槽插装式滑靴架 发明专利 ZL201110440061.6

8 隔爆型变压器柔性连接组合水道冷却结构 实用新型专利 ZL201320855113.0

9 采煤机用安全型旋转式防砸落护板装置 实用新型专利 ZL201220719065.8

10 一种刮板输送机液压马达张紧装置 实用新型专利 ZL201320363769.0

11 一种刮板输送机的槽架联接装置 实用新型专利 ZL201120544213.2

12 一种刮板输送机的阻链装置 实用新型专利 ZL201320365595.1

13 一种煤矿井下刮板输送机 实用新型专利 ZL201320656232.3

14 基于Web的机械设计通用支持系统 计算机软件著作权 2010SR034211

15 基于Web的机械优化设计系统 计算机软件著作权 2010SR034210

16 基于Web的矿井提升设备选型设计系统 计算机软件著作权 2010SR034249

17 基于Web的矿井通风与压气设备选型设计系统 计算机软件著作权 2010SR034248

18 基于Web的摩擦学与可靠性设计系统 计算机软件著作权 2010SR034483

19 矿井提升机主轴远程参数化设计与有限元分析系统 计算机软件著作权 2010SR034484

20 基于Web的大型汽轮发电机组负荷与负荷敏感度计算系统 计算机软件著作权 2010SR034486

21 基于web的矿井排水泵选型设计系统 计算机软件著作权 2010SR010513

22 矿井供电在线设计系统软件 计算机软件著作权 2010SR010515

23 基于web的刮板输送机与矿山电机车选型设计系统 计算机软件著作权 2010SR034207

24 电牵引采煤机实例库系统 计算机软件著作权 2011SR021051

25 电牵引采煤机概念设计系统 计算机软件著作权 2011SR021308

26 电牵引采煤机零件库系统 计算机软件著作权 2011SR021369

27 电牵引采煤机零部件虚拟装配系统 计算机软件著作权 2011SR021048

28 基于UG的采煤机零件参数化 CAD设计系统 计算机软件著作权 2011SR021059

29 电牵引采煤机 CAE分析数据库系统 计算机软件著作权 2011SR044914

30 电牵引采煤机材料库系统 计算机软件著作权 2011SR021194

31 刮板输送机实例库系统 计算机软件著作权 2011SR021061

32 刮板输送机零部件 CAD参数化系统 计算机软件著作权 2011SR021047

33 刮板输送机零部件虚拟装配系统 计算机软件著作权 2011SR021309

34 基于UG的刮板输送机选型计算系统 计算机软件著作权 2011SR021367

35 刮板输送机中部槽的参数化设计与分析系统 计算机软件著作权 2011SR038157

36 刮板输送机 CAE分析数据库系统 计算机软件著作权 2011SR051225

37 基于Web的采煤机选型系统 计算机软件著作权 2012SR091552

38 采煤机虚拟现实装配试验系统 计算机软件著作权 2012SR091549

39 基于Web的截割部和调高油缸分析系统 计算机软件著作权 2012SR090656

40 基于Web的刮板输送机零件参数化建模系统 计算机软件著作权 2012SR090409

41 基于Web的采煤机外牵引部CAE分析系统 计算机软件著作权 2012SR091558

42 基于Web的采煤机内牵引部CAE分析系统 计算机软件著作权 2012SR090760

43 基于Web的刮板输送机零件有限元分析系统 计算机软件著作权 2012SR090653

44 多绳摩擦提升机防滑分析系统 计算机软件著作权 2012SR090592

45 多绳摩擦提升机钢丝绳张力不平衡诊断系统 计算机软件著作权 2012SR113803

46 采运装备虚拟拆卸装配系统 计算机软件著作权 2014SR025357

47 刮板输送机虚拟装配系统 计算机软件著作权 2014SR025222

48 基于RS的多绳摩擦提升机在线复合故障诊断系统 计算机软件著作权 2014SR026196

49 多绳摩擦提升机电控系统远程监测与诊断系统 计算机软件著作权 2014SR026199

50 多绳摩擦提升机钢丝绳磨损诊断系统 计算机软件著作权 2014SR029319

51 多绳摩擦提升机主轴系统振动状态监测与故障诊断系统 计算机软件著作权 2014SR043659

52 电牵引采煤机牵引部设计系统 计算机软件著作权 2014SR202327

53 电牵引采煤机截割部设计系统 计算机软件著作权 2014SR202337

54 电牵引采煤机设计系统-参数化设计系统 计算机软件著作权 2014SR202788

55 提升机 CAD参数化设计系统 计算机软件著作权 2014SR202373

56 矿井提升机关键零部件 CAE分析系统 计算机软件著作权 2014SR202402

57 基于WEB的矿井提升机卷筒CAE分析系统 计算机软件著作权 2014SR202730

58 刮板输送机知识管理系统 计算机软件著作权 2014SR202711

59 刮板输送机概念设计系统 计算机软件著作权 2014SR202416

60 基于UG的刮板输送机零部件参数化 CAD设计系统 计算机软件著作权 2014SR202396

61 基于UG的刮板输送机 CAE分析系统 计算机软件著作权 2014SR202411

62 基于UG 二次开发的采煤机牵引部虚拟装配规划系统 计算机软件著作权 2014SR202315

63 基于UG 二次开发的采煤机模型装配信息数据获取系统 计算机软件著作权 2014SR203357

64 采煤机截割部自动装配系统 计算机软件著作权 2014SR202599

65 矿井提升机关键监测参数无线传输系统 计算机软件著作权 2014SR202342

66 基于UG的采煤机概念设计系统 计算机软件著作权 2014SR202407

67 悬臂式掘进机实例库系统 计算机软件著作权 2014SR202461

68 悬臂式掘进机零件库系统 计算机软件著作权 2014SR203136

69 悬臂式掘进机材料库系统 计算机软件著作权 2014SR203126

70 悬臂式掘进机 CAE分析系统 计算机软件著作权 2014SR203131

71 悬臂式掘进机关键零部件参数化建模系统 计算机软件著作权 2015SR014848

72 手机版-矿井提升设备远程监测与故障诊断系统 计算机软件著作权 2015SR015085

73 提升机知识管理系统-实例库系统 计算机软件著作权 2015SR015092

74 提升机知识管理系统-材料库与零件库系统 计算机软件著作权 2015SR015087

75 基于Web的采煤机概念设计系统 计算机软件著作权 2015SR248066

76 基于Web的采掘运装备关键零部件 CAE分析模型导入系统 计算机软件著作权 2015SR248069

77 基于Web的提升机关键零部件 CAE分析系统 计算机软件著作权 2015SR248084

78 基于WEB的提升机关键零部件参数化设计系统 计算机软件著作权 2015SR248086

79 采煤机部件设计系统 计算机软件著作权 2015SR248089

80 矿井提升机关键运行信息远程监测系统 计算机软件著作权 2015SR248189

81 基于WEB的采掘运装备零件库系统 计算机软件著作权 2015SR248327

82 基于运行工况的提升机动力学修改系统 计算机软件著作权 2015SR248344

83 采掘运装备关键零部件疲劳分析系统 计算机软件著作权 2015SR248390

84 基于web的采掘运装备关键零部件优化设计系统 计算机软件著作权 2015SR248399

85 基于Web的采掘运装备关键零部件 CAE分析参数化建模系统 计算机软件著作权 2015SR248451

86 基于UG的采掘运装备参数化设计集成系统 计算机软件著作权 2015SR248277

87 采掘运装备场景仿真与漫游系统 计算机软件著作权 2015SR248333

88 悬臂式掘进机虚拟装配系统 计算机软件著作权 2015SR248338

89 基于ActiveX控件的采掘运装备虚拟拆装与仿真系统 计算机软件著作权 2015SR248455

90 采掘运装备虚拟手人机交互系统 计算机软件著作权 2015SR248316

91 基于WEB的提升机可靠性分析系统 计算机软件著作权 2015SR248269

92 基于Web的采煤机可靠性分析系统 计算机软件著作权 2015SR248274

93 基于Web的刮板输送机可靠性分析系统 计算机软件著作权 2015SR248287

94 基于Web的掘进机可靠性分析系统 计算机软件著作权 2015SR248427

95 基于 LAN的矿井提升机知识管理系统 计算机软件著作权 2017SR014151

96 基于 LAN的矿井提升机数字化设计集成系统 计算机软件著作权 2017SR013890

97 基于网络的煤矿机械装备数字模型预览系统 计算机软件著作权 2017SR016202

98 基于WebGL的煤矿机械装备数字模型平台 计算机软件著作权 2017SR016646

99 煤矿机械装备知识资源集成服务平台 计算机软件著作权 2017SR016196

100 基于网络的采掘运装备知识资源集成与培训系统 计算机软件著作权 2017SR016813

101 基于 LAN的煤矿机械装备故障与处理措施记录系统 计算机软件著作权 2017SR017067

102 基于 LAN的刮板输送机文献资源管理系统 计算机软件著作权 2017SR017058

103 基于 LAN的刮板输送机数字化设计集成系统 计算机软件著作权 2017SR017051

104 基于 LAN的刮板输送机数字化设计关键技术系统 计算机软件著作权 2017SR016934

105 基于 LAN的刮板输送机参数化动力学分析系统 计算机软件著作权 2017SR016810

106 基于 LAN的矿井提升机用户管理系统 计算机软件著作权 2017SR016674

107 基于 LAN的矿井提升机数字化设计关键技术系统 计算机软件著作权 2017SR016205

108 基于 LAN的掘进机知识资源服务系统 计算机软件著作权 2017SR016650

109 基于 LAN的掘进机选型系统 计算机软件著作权 2017SR016808

110 基于 LAN的掘进机数字化设计集成系统 计算机软件著作权 2017SR016805

111 基于 LAN的掘进机数字化设计关键技术系统 计算机软件著作权 2017SR016677

112 基于 LAN的采煤机知识管理系统 计算机软件著作权 2017SR016917

113 基于 LAN的采煤机数字化设计集成系统 计算机软件著作权 2017SR016905

114 基于 LAN的采煤机数字化设计关键技术系统 计算机软件著作权 2017SR016925

115 基于 LAN的采煤机扭矩轴参数化分析系统 计算机软件著作权 2017SR016909

116 基于 LAN的煤矿机械装备概念设计系统 计算机软件著作权 2017SR017036

项目名称：煤矿井下供电运行安全保障关键技术主要完成单位：太原理工大学

山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司寺河煤矿山西晋煤集团赵庄煤业有限责任公司山西江源科技有限公司山西煤炭运销集团七一煤业有限公司

主要完成人：靳宝全、郭凌龙、田振东、杜亚玲、魏建军、张宏飞、姚李威、白清

推荐单位：山西省教育厅项目简介：

煤矿供电对于煤矿安全生产至关重要，本研究主要从以下三个方面开展以进一步提高煤矿井下供电的安全性，确保煤矿安全生产。本研究提出一种集绘图、计算、整定、数据库、优化、设计、输出于一体的煤矿

供电设计软件系统方案。软件系统采用图元结构绘图，数据库交互管理，设计与整定过程采用人机交互模式，实现计算书动态可视化输出，软件系统极大地提高供电设计效率、避免了人为失误，保证了供电设计可靠性，确保煤矿井下安全供电。设计的软件系统依托 AutoCAD平台，集成word、数据库，实现高效的煤矿井下供电设计。提出一种煤矿井下高压配电装置的数字监测系统及远程监测方案。采用

RS485、CAN及以太网实现数据的数字采集与传输，并设计了实现数据现场与远程显示、状态监控、参数整定等功能及配套软件，并上传高压供电设备的运行信息到集控中心，实现多信号模式下的高压供电设备远程监控，为高压供电安全提供保障。设计的数字化监测方案可同时实现RS485、CAN及以太网信号的采集，配套的软件系统实现对整个高压供电系统的实时全程监测。提出一种煤矿井下低压供电短路保护的方案，研究在低压线路任意点发生

短路故障时，依托终端电压取样进行短路可靠动作保护的装置，提高煤矿低压照明及信号供电安全性，并设计了低压保护计算整定软件，为照明及信号等低压供电线路的安全提供了技术保障。设计的远距离供电保护装置可实现 3000米的远距离供电短路保护，配套的整定计算软件可实现供电距离的精确计算，确保了低压供电的安全性。研究过程中授权 1项发明专利、6项软件著作权，发表科技论文 5 篇。成果

在数十个单位推广使用，其中参研企业山西江源科技有限公司获得软件企业认证，并提交产品进行安标认证并获批，产品获得广泛推广使用，应用单位包括晋煤集团、晋能集团、吉煤集团、山西煤炭进出口集团等所属煤矿，经济效益和社会效益显著。项目应用三年新增利润 1760 万元，新增税收 1732.47 万元，节支 171

万元。经济效益和社会效益显著。 经核实，该项目推荐书所填内容属实，项目创新突出，技术先进。根据本项

目所取得的创新性成果和山西省科学技术奖励推荐条件及有关规定，推荐该项目参选 2017 年度山西省科学技术奖。

项目名称：面向信息存储显示应用的新型金属配合物/聚合物材料构效关系研究主要完成单位：太原理工大学

香港浸会大学大同大学

主要完成人：董清晨、许慧侠、高志翔、陶鹏、王华、黄维扬推荐单位：山西省教育厅项目简介：本项目属于材料学科领域，在功能化金属芳炔类聚合物和金属铱配合物设

计合成及其信息存储和显示应用方面进行了系列研究。随着大数据信息时代的来

临，信息高密度存储和显示体系制备成为社会和技术上亟待解决的关键问题之

一。其中，面向信息存储和显示应用的材料研发至关重要，而如何通过分子水平

上的结构设计实现目标化合物的性能调控，是自然科学领域非常重要的基础理

论研究内容之一。本项目从化学和材料学角度出发，深入探究金属配合物和聚合

物结构与性能之间的构效关系，致力于突破传统的硅基半导体技术在克服摩尔

定律时面临的严重小尺寸化技术障碍，着重实现信息高密度存储和可柔性显示

领域高性能化有机材料和技术的研发与应用。本项目主要研究内容如下：一、面向信息存储应用的金属芳炔类聚合物：1.设计合成了含氮配体的 FePt/CoPt异核双金属芳炔类聚合物，以此为前

驱体通过高温可控分解一步法高效制备铁磁相 FePt/CoPt合金纳米材料；2.设计合成了含 Fe/Co和含 Pt单金属芳炔类聚合物混合前驱体材料，大幅

降低合成难度并扩宽铁磁相 FePt/CoPt合金纳米材料的前驱体材料来源范围；3.成功将电子束光刻、紫外光刻以及纳米压印光刻技术和金属聚合物的溶液

可加工性相结合，实现基于铁磁相 FePt/CoPt合金纳米材料的位元规则介质大

面积快速制备。二、面向信息显示应用的金属有机磷光/荧光材料：1.以 2-苯基喹啉（橙红光配体）作为环金属配体，通过在配体分子 2-位苯

环的不同位置进行氟原子和（或）三氟甲基取代基功能化，并结合不同的辅助

配体实现了高效黄光/黄绿光铱(III)配合物OLED磷光材料的制备；2.利用多氮唑为主、辅配体，通过调控配体上取代基团设计一系列高性能铱

(III)金属配合物，实现具有优越蓝色磷光性质的OLED发光材料的制备；3.以磷光 Ir(Ⅲ)配合物为中心核，通过调控支链基团种类及其比例，制备出

超支化白光OLED聚合物材料，实现单发光层结构白光 OLED的制备，简化了

器件结构与制备工艺。本项目已发表 SCI 论文 46 篇，授权发明专利 5项，代表性研究工作发表

于 Adv. Mater., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Funct. Mater.,

Nanoscale, J. Mater. Chem. C等 SCI 期刊，其中 10 篇代表性论文被 SCI 他

引 231 次，尤其有 4 篇 SCI 论文被国际顶级刊物 “Chemical Society

Reviews” ”Nat. Mater.” ”J. Am. Chem. Soc”等引用 170次。2008 年发表

在 Angew. Chem. Int. Ed. 上 的 论 文 “ Synthesis and lithographic

patterning of FePt nanoparticles using bimetallic metallopolyyne

precursor” 单篇 SCI 他引高达 57次，其中被德国应用化学“Angew Chem

Int Ed” 、 美 国 化 学 会 志 “ Journal of the American Chemical

Society”、“Chemical Society Reviews”、“ASC Nano”引用。2012 年发

表在 Adv. Mater.上的论文“ A Polyferroplatinyne Precursor for the

Rapid Fabrication of L10-FePt-type Bit Patterned Media by

Nanoimprint Lithography” 单篇 SCI 他引高达 61次，其中被美国化学会志

“ Journal of the American Chemical Society”、 “Chemical Society

Reviews”、“Chemical Reviews”引用，创新性地在信息存储领域开辟出一

条突破摩尔定律限制的可行性途径，得到国内外同行的高度评价和肯定，项目

组成员多次在国际学术会议作邀请和口头报告。代表性论文专著目录：1.Qingchen Dong, Guijun Li, Cheuk-Lam Ho, Mahtab Faisal, Chi-Wah Leung, Philip Wing-Tat Pong*, Kun Liu, Ben-Zhong Tang*, Ian Manners* and Wai-Yeung Wong*, “A Polyferroplatinyne Precursor for the Rapid Fabrication of L10-FePt-type Bit Patterned Media by Nanoimprint Lithography” Adv. Mater. 2012, 24, 1034-1040. 2.Kun Liu, Cheuk-Lam Ho, Stephane Aouba, Yi-Qun Zhao, Zheng-Hong Lu, Srebri Petrov, Neil Coombs, Paul Dube, Harry E. Ruda, Wai-Yeung Wong, and Ian Manners, “Synthesis and lithographic patterning of FePt nanoparticles using bimetallic metallopolyyne precursor”, Angew. Chem. Int. Ed., 2008, 47, 1255-1259.3.Qingchen Dong, Guijun Li, Cheuk-Lam Ho, Chi-Wah Leung*, Philip Wing-Tat Pong*, Ian Manners* and Wai-Yeung Wong*, “Facile Generation of L10-FePt Nanodot Arrays from a Nanopatterned

Metallopolymer Blend of Iron and Platinum Homopolymers”, Adv.

Funct. Mater. 2014, 24, 857-862.4.Peng Tao, Wei-Ling Li, Jing Zhang, Song Guo, Qiang Zhao*, Hua Wang*, Bin Wei, Shu-Juan Liu, Xin-Hui Zhou, Qi Yu, Bing-She Xu, Wei Huang*. Facile synthesis of highly efficient lepidine-based phosphorescent iridium(III) complexes for yellow and white organic light-emitting diodes. Adv. Funct. Mater., 2016, 26: 881-894. 5.Qingchen Dong*, Wenshan Qu, Wenqing Liang, Kunpeng Guo, Haibin Xue, Yuanyuan Guo, Zhengong Meng, Cheuk-Lam Ho, Chi-Wah Leung*, Wai-Yeung Wong*, “Metallopolymers precursors to ferromagnetic L10-CoPt nanoparticles: synthesis, characterization, nanopatterning study and potential application in data storage system.” Nanoscale, 2016, 8, 7068-7074. 6.Qingchen Dong*, Feifei Tai, Hong Lian, Bo Zhao, Zheng Zhong, Zheng Chen, Jianxin Tang* and Furong Zhu*, “Realization of efficient light out-coupling in organic light-emitting diodes with surface carbon-coated magnetic alloy nanoparticles”, Nanoscale, 2017, 9, 2875-2882. 7.Huixia Xu*, Peng Sun, Kexiang Wang, Jie Li, Fang Wang, Yanqin Miao, Hua Wang, Bingshe Xu and Wai-Yeung Wong, “Bipolar Hosts and Non-Doped Deep-Blue Emitters (CIEy = 0.04) Based on Phenylcarbazole and 2-(2-phenyl-2H-1,2,4-triazol-3-yl)pyridine Groups” J. Mater. Chem. C. 2017, 5, 4455-4462.

8.Hua Wang*, Yang Xu, Taiju Tsuboi, Huixia Xu, Yuling Wu, Zhuxia

Zhang, Yanqin Miao, Yuying Hao, Xuguang Liu, Bingshe Xu and Wei

Huang. Energy transfer in polyfluorene copolymer used for white-

light organic light emitting device. Organic Electronics, 2013, 14,

827-838.

项目名称：水-热耦合作用的煤层气开采基础研究主要完成单位：太原理工大学主要完成人：冯增朝、赵东、周动、刘志祥推荐单位：山西省教育厅项目简介：自进入工业化社会，开始大规模的煤矿开采以来，解决和控制煤矿巷道中

的瓦斯浓度，保障煤矿安全生产一直是煤矿科技工作者重要的研究课题。1916

年美国物理化学家欧文朗格缪尔（Iving Langmuir）提出了著名的朗格缪尔等

温吸附方程，奠定了煤吸附甲烷理论研究的基础。人们从煤的组分及其孔隙结构

煤分子与甲烷分子相互作用、煤体骨架与甲烷气体孔隙压力的相互作用等方面展

开研究，但仍然无法破解低渗透煤层的瓦斯抽采难题。 本项目依托国家自然基金、山西省自然科学基金，采用理论分析和试验验证

的研究方法，基于煤与瓦斯吸附的能量守恒原理，形成了高温及含水条件下煤

层气吸附解吸理论，主要创新成果如下： （1）研制了常温-300℃的高温高压的等温吸附试验装置，通过实验揭示了

常温至 270℃条件下的煤吸附/解吸甲烷的规律；研制了大煤样的绝热吸附试验

装置，利用 φ100mm×150mm的大煤样试验，揭示了煤吸附/解吸甲烷过程

中煤体温度的变化规律，测定了煤吸附/解吸甲烷过程中变形能与热能；研制了

在线 CT扫描的煤吸附/解吸甲烷试验装置，分析了煤吸附/解吸甲烷过程中的细

观结构变化及孔隙率变化规律。 （2）创建了 CT扫描与 SEM相结合的煤表面细观结构研究方法，发现了吸

附甲烷后煤体内部结构同时存在膨胀与挤压两种变形的物理现象，揭示了煤吸

附甲烷的细观结构变形机理。 （3）基于统计热力学的相关理论和能量守恒定律，得到煤与甲烷两能态吸

附模型，和吸附势方程。 （4）通过大煤样的高温吸附/解吸试验，揭示了水制约煤中瓦斯解吸的规律，

发现了注水压力与水进入煤体孔隙的临界孔隙尺度；获得了高温加速含水煤层

瓦斯解吸的数学关系式。本项目出版专著 1部，发表学术论文 30 篇，被国内外学者广泛引用，被

SCI 收录 5 篇，EI 收录 10 篇,SCI引用 27次，他引 18次，CNKI引用 167次。

以本项目发现的物理规律与理论为基础，发明了注热开采煤层气的发明专利 3

项，项目整体处于国际领先水平。代表性论文专著目录：核心论文：（*表示文章的通讯作者）[1] 冯增朝,周动,赵阳升,蔡婷婷, Study on Microstructural Changes of

Coal after Methane Adsorption. Journal of Natural Gas Science & Engineering. 2016, 30(5):28-37.

[2] 刘志祥,冯增朝(*),张清明,赵东, Heat and deformation effects of

coal during adsorption and desorption of carbon dioxide, Journal of Natural Gas Science and Engineering, 2015, 25:242-252.

[3] 冯增朝，赵东，赵阳升，赵静， Effects of temperature and

pressure on gasdesorption in coal in an enclosed system:a

theoretical and experimental study ， Int.J.Oil, Gas and Coal

Technology. 2016, 11(2):193-203.

[4] 赵东 ,冯增朝 ,赵阳升 , Laboratory Experiment on Coalbed-

Methane Desorption Influenced by Water Injection and Temperature,

Journal of Canadian Petroleum Technology, 2011, 2011(7/8）:24-33.

[5] 赵东 ,赵阳升 ,冯增朝 (*), Liu, Z. X.， Liu, T., Experiments of

Methane Adsorption on Raw Coal at 30-270 degrees C, Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization and Environmental Effects, 2012, 34(1-4):324-331.

[6] 赵东,冯增朝(*),赵阳升,高压注水对煤体瓦斯解吸特性影响的试验研究,

岩石力学与工程学报,2011,30(03):547-555.

[7] 赵东,赵阳升,冯增朝(*),结合孔隙结构分析注水对煤体瓦斯解吸的影响,

岩石力学与工程学报,2011,30(04):686-692.

[8] 周动,冯增朝,赵东,王潞,王雪龙.煤吸附瓦斯细观特性研究[J].煤炭学

报,2015 .40(1):98-102.

[9] 刘志祥 ,冯增朝 (*), 煤体对瓦斯吸附热的理论研究 , 煤 炭学

报,2012,37(04):647-653.

[10] 赵东，冯增朝，赵阳升，基于吸附动力学理论分析水分对煤体吸附特

性的影响，煤炭学报，2014，39（3）:518-523.

[11] 冯增朝 ,赵东 ,刘志祥 ,王彦琪 , Two-state energy model and

experimental study of coal adsorb methane，Journal of Coal Science

& Engineering(China),2013,19(4):488-492.

专著：[1] 赵东. 水-热耦合作用下煤层气吸附解吸机理研究，煤炭工业出版社，

北京，2013.

项目名称：非晶合金原子结构及韧化的研究主要完成单位：太原理工大学主要完成人：乔珺威,潘少鹏,杨慧君,王永胜,马胜国,王重推荐单位：山西省教育厅项目简介：自从 1960 年非晶合金第一次被加州理工学院发现以来，非晶

态合金便成为了科学领域研究的热点。其原子无序排列的特点使得非晶合金的性能与晶体相比优势突出，例如，相对比晶态合金，非晶合金具有高的弹性极限（~2%）、高的屈服强度（通常为相应晶体合金的 5-10倍）等一系列优异的

室温力学性能。但非晶合金在室温变形时存在致命的缺陷——脆性断裂。因此，研究人员试图通过增加非晶合金中的自由体积浓度或者通过复合第二相晶体相的方法使得非晶合金增韧。本研究团队对非晶合金的研究特别是非晶合金的韧化及机理的研究超过 10

年，取得了一些显著的成绩：第一，揭示了非晶合金双体分布函数第二峰劈裂产生的根源；第二，提出

了新的结构参量来表征非晶合金的原子结构，并建立结构-性质之间的关联；第三，揭示了非晶合金室温锯齿流变中特征参数的幂律分布；和第四，研究了内生非晶复合材料的室温变形韧化机理。在非晶合金原子结构方面，确认了原子间键合连接方式的不均衡性是造成

非晶合金双体分布函数的劈裂主要起因。提出了一种结构参数来表征金属熔体和非晶合金中的结构缺陷，对于解释动力学反常行为的结构根源以及揭示玻璃转变的本质将会起到重要的推动作用。在非晶合金锯齿流变研究方面，从能量学角度出发，构建变形的本构方程，

将剪切与塑性变形定量化。采用平均场理论实现特征参量的同一幂率分布，进而找到了塑性失稳的临界应变速率。锯齿流变过程中将剪切温升——自由体积演化——特征参量幂率分布归一化——临界塑性失稳条件——剪切塑性这几个微观和宏观物理过程，通过一步步环环相扣的“中间桥梁”有机统一起来，揭示了锯齿流变动力学本质。在非晶合金韧化机理研究方面，对室温下具有较大拉伸塑性的非晶复合材

料进行机理研究，发现拉伸屈服后的复合材料的变形以枝晶的碎化为变形结构，枝晶内部被剪切带和位错墙分割成细小的亚晶。构建了非晶基复合材料的拉伸变形和动态冲击时的本构模型。代表性论文专著目录：

1. J.W. Qiao*, H.L. Jia, P.K. Liaw. Metallic glass matrix composites.

Materials Science and Engineering R 100 (2016) 1–69.

2. J.W. Qiao*, T. Zhang, F.Q. Yang, P.K. Liaw, S. Pauly, B.S. Xu. A

tensile deformation model for in-situ dendrite/metallic glass matrix

composites. Scientific Reports 3, 2816 (2013).

3. J.W. Qiao*, H.L. Jia, Y. Zhang, P.K. Liaw, L.F. Li. Multi-step shear

banding for bulk metallic glasses at ambient and cryogenic

temperatures. Materials Chemistry and Physics 136, 75 (2012).

4. S.P. Pan, J.Y. Qin*, W.M. Wang, T.K. Gu. Origin of splitting of the

second peak in the pair-distribution function for metallic glasses.

Physical Review B 84, 092201 (2011)

5. X.H. Sun, J.W. Qiao*, Z.M. Jiao, Z.H. Wang, H.J. Yang, B.S. Xu. An

improved tensile deformation model for in-situ dendrite/metallic

glass matrix composites. Scientific Reports 5 (2015) 13964.

6. Z. Wang, J.W. Qiao*, H. Tian, B.A. Sun, B.C. Wang, B.S. Xu, M.W.

Chen. Composition mediated serration dynamics in Zr-based bulk

metallic glasses. Applied Physics Letters 107 (2015) 201902.

7. S.P. Pan*, S.D. Feng, J.W. Qiao, W.M. Wang, J.Y. Qin. Crystallization

pathways of liquid bcc transition for a model iron by fast quenching.

Scientific Reports 5 (2015) 16956.

8. J.W. Qiao*. In-situ Dendrite/Metallic Glass Matrix Composites: A

Review. Journal of Materials Science and Technology 29, 685 (2013).

项目名称：纳米物理化学主要完成单位：太原理工大学主要完成人：薛永强、崔子祥、杜建平、温艳珍、付青山、段慧娟推荐单位：山西省教育厅项目简介：纳米科学与技术是 21世纪前沿科学技术的代表领域之一，对

整个世界经济和社会发展将产生重大影响。在纳米科学与技术领域中涉及到大量的纳米体系（包括纳米材料）的物理化学问题，由于经典物理化学理论的局限性，不能解决这些问题，从而严重地制约着纳米科学与技术的研究、应用与发展

26 年来，项目组在 3个国家自然科学基金项目的资助下，深入系统地开展

了纳米体系物理化学的理论和实验研究。主要的创新成果包括 6个方面：（1）从理论和实验上阐明了纳米体系中分散相的粒度和形貌对化学反应的平衡常数和热力学性质的影响机理和影响规律，建立了纳米体系反应的热力学理论；（2）从理论和实验上阐明了纳米体系中分散相的粒度和形貌对相变热力学性质的影响机理和影响规律，建立了纳米体系相变的热力学理论；（3）从理论和实验上阐明了纳米颗粒的粒度和形貌对表面张力、表面热力学性质和吸附热力学性质的影响机理和影响规律，建立了纳米体系的表面热力学理论；（4）从理论和实验上阐明了构成电极（电池）的纳米颗粒的粒度对电极电势（电动势）、温度系数和电化学热力学性质的影响机理和影响规律，建立了纳米电极（电池）的热力学理论；（5）从理论和实验上阐明了纳米体系中分散相的粒度对化学反应动力学参数的影响机理和影响规律，建立了纳米体系反应的普遍化动力学理论；（6）通过对上述理论的集成和系统化，初步建立了纳米物理化学的理论体系，创立了纳米物理化学新的交叉学科（物理化学学科与纳米科学与技术学科），可解决纳米科学与技术领域中涉及到的相关物理化学问题。

本项目共发表相关学术论文 83 篇，其中 SCI 收录 35 篇，核心论文（19

篇）他引 208次，并在科学出版社出版《纳米物理化学》专著 1部。该成果得到了国内专家的高度评价，他们认为纳米物理化学理论体系的建立是近几十年来物理化学学科的重大进展，具有显著的学科特色和集成创新的特点。经核实，该项目推荐书所填内容属实。根据本项目所取得的创新性成果和山西省科学技术奖励推荐条件及有关规定，推荐该项目申报 2017 年度山西省科学技术成果奖励自然科学奖一等奖。

项目名称：微力学环境调控细胞力学生物学行为及其与疾病的关联主要完成单位：太原理工大学主要完成人：陈维毅、李晓娜、王艳芹、张全有、武晓刚、宋婕推荐单位：山西省教育厅项目简介：基质力学微环境调控细胞感受和响应外部力学和化学信号的过

程，从而改变细胞力学生物学行为，最终使细胞功能发生变化。因此，认识正常和疾病过程基质力学微环境演变和揭示力学微环境对细胞力学和生物学行为的调控机制是理解疾病成因和改善治疗方法的根本所在。本项目深入研究了骨力学

微环境中复杂条件下的力及力-电传导问题，通过反演基质力学微环境揭示了基质刚度和周期性牵张对细胞力学生物学行为的调控机制，并发展了细胞实时动态理化信号的监测方法。具体研究内容包括：一、建立了骨内力学微环境中力及力-电传导的生物力学模型建立了骨内液

体流动参与下的骨单元多孔介质弹性力学模型；建立了骨小管内的液体流动产生的流动电位模型；揭示了载荷作用下骨内流体剪应力和流动电位的产生机理。

二、建立了理-化信号监测方法和可调基质刚度的细胞微环境系统构建了可调基底刚度的细胞培养系统； 利用“一锅法”将 CdTe 量子点包埋到聚 （N-异丙基丙烯酰胺）（PNIPAM）微球中；采用共价连接的方式，制备出了核-卫星式结构的 CdTe/Silica/Au NCs 杂化微球；通过两步合成步骤制备了 QDs-

Silica-Au NCs 三级杂化结构微球。三、揭示了基底刚度和牵张对细胞力学生物学行为的调控机制研究了基底刚

度对心肌细胞和心肌成纤维细胞明胶酶表达的影响；研究了基底刚度对软骨细胞骨架形态和力学行为的影响；研究了基底刚度对海马神经元钙震荡、突触连接和传递的调控机制；研究了眼角巩膜成纤维细胞对力学刺激和炎性因子作用的力学生物学响应，探索了圆锥角膜及后巩膜变形的力学生物学机制。本项目共发表学术论文 81 篇，其中 SCI 46 篇，EI 19 篇。获批基金项目

共 14 项，国家发明授权专利 6 项，专著 2 部。其中 14 篇共被他人引用 148 次。六、主要完成人及技术贡献：

序号 姓名 技术职称 工作单位 对成果创造性贡献

1 陈 维毅

正高 太原理工大学

项目技术和创新的主要完成人，对所有创新点均有贡献。

2 李 晓娜

副高 太原理工大学

项目技术和创新的主要完成人，系统地开展了力学微环境变化对圆锥角膜基质细胞生物学行为调控的研究。

3 王 艳芹

中级 太原理工大学

研究成果的主要完成者，学术论文的主要撰写者，制备了细胞微环境敏感荧光探针。

4 张 全有

中级 太原理工大学

研究成果的主要完成者，学术论文的主要撰写者，系统构建二维细胞培养基底系统， 研究了基底刚度对细胞力学生物学影响。

5 武 晓刚

副高 太原理工大学

部分研究成果的完成者，学术论文的撰写者，基于多孔弹性原理建立了骨内液体流动参与下的力及力电传导的生物力学模型。

6 宋婕 中级 太原理工大学

部分研究成果与学术论文的完成者与撰写者，开展了力学微环境变化对正常角膜基质细胞生物学行为调控的研究。

七、主要完成单位及创新推广贡献排名 单位名称 对本项目科技创新和推广应用支撑作用情况

1 太原理工大学 项目技术和创新的主要完成单位，对本项目科技创新具有重要的支撑作用。

八、代表性论文、专著[1] Jing Xie, Quanyou Zhang, Ting Zhu, Yanyan Zhang, Bailin Liu,

Jianwen Xu, Hucheng Zhao, Substrate stiffness-regulated matrix metalloproteinase output in myocardial cells and cardiac fibroblasts: Implications for myocardial fibrosis, Acta Biomater, 2014, 10(6): 2463-72

[2] Quanyou Zhang, Yanyan Zhang, Jing Xie, Chenxu Li, Weiyi Chen, Bailin Liu, Xiaoan W, Shuna Li, Bo Huo, Jiang Linhua, Hucheng Zhao, Stiff substrates enhance cultured euronal network activity, Scientific Reports, 2014, 4: 6215

[3] Yanqin Wang，Yeyun Zhang，Fei Zhang，Wenyou Li，One-pot synthesis of thermal responsive QDs-PNIPAM hybrid fluorescent microspheres by controlling the polymerization temperature at two different polymerization stages ， Journal of Materials

Chemistry，2011, 21:6556-62

[4] Yanqin Wang ， Tong Zhao ， Xiwen He ， Wenyou Li ， Yukui

Zhang，A novel core-satellite CdTe/Silica/Au NCs hybrid sphere as dual-emission ratiometric fluorescent probe for Cu2+，Biosensors and Bioelectronics，2014, 51: 40-46

[5] Yanqin Wang ， Yang Liu ， Xiwen He ， Wenyou Li ， Yukui

Zhang，Highly sensitive synchronous fluorescence determination of mercury (II) based on the denatured ovalbumin coated CdTe QDs，Talanta，2012, 99: 69-74

[6] Yanqin Wang，Yeyun Zhang，Xiaogang Wu, Xiwen He, Wenyou

Li ， Rapid facile in situ synthesis of the Au/Poly(N-isopropylacrylamide) thermo sensitive gels as temperature sensors，Materials Letters, 2015, 143, 326-329

[7] Chengxing Liu, Pengfei Feng, Xiaona Li, Jie Song, Weiyi Chen, Expression of MMP-2, MT1-MMP, and TIMP-2 by cultured rabbit corneal fibroblasts under mechanical stretch. Exp Bio Med, 2014, 239(8): 907-912

[8] Wu Xiaogang, Yu Weilun, Cen Haipeng, Wang yanqing, Guo yuan, Chen Wei-Yi, Hierarchical model for strain generalized streaming potential induced by the canalicular fluid flow of an osteon. Acta Mechanica Sinica, 2015,1(31): 112-121.

[9] 武晓刚, 陈维毅. 骨的多孔介质弹性力学行为及力-电效应. 山西省科学技术出版社, 2014.

[10] 郭媛, 张绪树, 陈维毅. 膝关节生物力学模型.山西科学技术出版社, 2013.

九、获批基金项目目录1. 陈维毅（10872140）高度近视眼与后巩膜加固术发病机制的力学生物学研究，2009.1-2011.12

2. 陈维毅（11032008）眼球功能相关疾患治疗机理的力学生物学研究2011.1-2014.12

3. 陈维毅（31271005）用胶原交联术治疗高度近视眼及圆锥角膜的力学生物学机理研究 2013.1-2016.12

4. 陈维毅（11572213）可折叠微板上的细胞牵引力检测及其 3D 建模分析，2016.1-2019.12

5. 李晓娜（11402162）非糖基化交联后基质刚度变化对角膜基质重塑的调控机理研究 2015.1-2017.12

6. 武晓刚(11302143). 骨单元的多孔介质弹性力学行为及骨的力-电性质研

究，2014.1-2016.12

7. 宋婕（31300770）力刺激调节 LASIK术后圆锥角膜病变过程中MMP-2/-

9 表达的分子机制研究，2014.1-2016.12

8. 李晓娜，山西省自然科学基金面上项目（2012011046-2）: 力学刺激对角膜基质重塑相关蛋白表达的影响，

9. 王艳芹，山西省自然科学青年基金(201602114)：多功能 MOFs基质纳米复合药物载体的制备及其在肿瘤靶向控释中的应用研究

10.武晓刚，山西省青年科技研究基金(2014021013).：骨单元内部液体的流动行为及骨的力-电效应研究

11.宋婕，山西省自然科学青年基金(2013021003-2)：力学刺激调节 LASIK

术后角膜细胞中明胶酶表达的机制研究12.武晓刚，2014 年度山西省高等学校优秀青年学术带头人支持计 划

(143230146-S)13.王艳芹，精细化工国家重点实验室开放基金(No.KF1511)：基于煤基碳量

子点与石墨烯的普适性荧光传感平台构建及应用14.王艳芹，山西省高等学校科技创新基金(2014116)：基于前/后-联合编码模式的“荧光条形码”制备及其在病原菌检测中的应用研究

十、知识产权证明目录

序号 授权专利名称 类别 国别 授权号

1基于金纳米簇的荧光型温度智能响应传感器的制备方法 发明 中国 ZL 2014101121840

2 一种壳聚糖/氧化石墨烯/羟基磷 发明 中国 ZL 2014104670411

灰石/聚丙烯酰胺复合材料的制备方法

3 一种复合水凝胶的制备方法 发明 中国 ZL201410467738.9

4

具有荧光示踪性能的碳点/聚丙烯酰胺软骨替代材料的制备方法

发明 中国 ZL201410271074.9

5一种采用后编码方式制备双荧光发射纳米探针的方法 发明 中国 ZL

201210178124X

6

丹参羟基肉桂酰转移酶基因序列和编码的氨基酸序列及其应用

发明 中国 ZL201010245

814.3

项目名称：碳基复合材料电化学储能研究主要完成单位：太原理工大学

主要完成人：王晓敏，康利涛，王金平，高丽丽，田真推荐单位：山西省教育厅项目简介：本项目属于材料科学领域，能源、生物、凝聚态物理和化学等学

科。本项目选择 sp2杂化碳材料（石墨烯、纳米碳管）为研究目标，由碳原子sp2 杂化成键而成的富勒烯、碳纳米管和石墨烯构成了富勒烯家族。富勒烯类存在着结构缺陷丰富了其物理化学和电化学反应性，被视为高容量、高功率、低污染、长寿命、高安全性电化学储能体系的重要组成材料。目前，研究主要围绕石墨烯类复合材料的能量转换机制与效率、容量衰减、电化学反应过程中微观结构变化与性能之间的关系规律，是能源储存和转换效率的提高的关键基础问题。主要研究内容:

① 石墨烯复合材料微观结构与电化学机理研究； ② 导电聚合物修饰碳纳米材料催化机制研究； ③ 纳米碳基复合材料可控制备机理研究。研究成果详细地揭示了 sp2杂化碳材料功能化过程中的物理和化学问题。

通过基础性研究，重点探索作为超级电容器材料在复合后储放性能变化，为纳米材料应用提供理论依据。通过研究，发现了一些物理、化学现象和规律，得到了大量的有价值的实验数据和结论，为碳纳米材料的功能化利用开辟了新途径，对指导纳米碳材料功能化和器件化具有十分重要的意义。

项目名称：煤矿无人值守工作面液压支架电液控制系统的研制主要完成单位：太原理工大学主要完成人：宋建成,田慕琴,许春雨,吝伶艳,曲兵妮,雷志鹏推荐单位：山西省教育厅项目简介：项目属于煤矿生产自动化领域，是提高综采工作面生产效率、确

保安全生产的关键技术。项目是针对综采工作面液压支架电液控制技术长期被国外垄断和封锁，严

重制约着我国煤炭高效集约化生产、无人值守开采技术的发展而提出的。项目受国家国际科技合作专项和山西省重大科技专项资助，提出了基于分布式总线结构的自动化采煤控制方法，制定了全工作面综采装备自动协调控制方案，开发了具有系列化自主知识产权的液压支架自动控制技术，研制了具有三级网络结构的液压支架电液控制系统，即支架控制系统、端头集控系统和顺槽监控系统。支架控制系统通过邻架控制实现支架的各种功能，并采集液压支架的运行状态，经分析、汇总后，上传至端头控制器；端头集控系统可巡检整个工作面液压支架状态参数，并根据巡检结果，以采煤机的红外位置信号和采煤机编码器位置信号为依据，对液压支架进行追机移架自动控制，即实现无人值守自动化操作，同时将采集的支架状态参数传至顺槽监控系统；顺槽监控系统可实现对支架控制器参数的远程设定和远程实时控制，并对端头控制器及架间控制器程序进行在线升级。整个系统是一个集实时控制、信息采集和数据分析为一体的智能化系

统。全工作面液压支架运行参数 采样周期小于 1s，支架控制器动作电流

160/60mA，端头和支架控制器程序在线升级时间小于 250ms；本安电源输出电流大于 2A；液压支架的控制精度大于 98％，故障预警准确率大于 95％，整套产品成本较国外同类产品降低 50%左右。项目共获授权国家发明专利 8 件，受理国家发明专利 7 件，国际发明专利

2 件，软件著作权 10 件。该成套技术已形成了 10 余种产品，并转让三家企业生产，形成了年产亿元的生产能力。产品已广泛应用于古书院矿、赵庄矿等十多个自动化工作面，取得了良好的应用效果。项目的推广应用大大促进了煤矿自动化领域的技术进步，提高了生产效益，降低了劳动强度，保障了安全生产，打破了国外技术在这一领域的垄断局面。

推广应用情况：该成果已转让到山西晋煤集团金鼎煤机矿业有限责任公司、晋煤集团技术研

究院有限责任公司和太原市弘科电器有限公司等企业，自 2014 年到 2016 年底，金鼎公司生产了 6 套液压支架电液控制系统，其中包括集控计算机 6 台、间架控制器 900 台、端头控制器 12 台，本安型电源 220 台。晋煤集团研究院生产了 5 套液压支架电液控制系统，太原市弘科电器有限公司生产了 5 套液压支架电液控制系统，合计产值达 3000 余万元，新增利税 1500 万元。借助生产企业的推广能力和产品的良好性能，成果已广泛应用于晋煤集团

古书院矿、赵庄矿等十多个综采工作面，不仅提高了煤炭生产的自动化水平，而且减少了操作人员，降低了劳动强度，产生了巨大的经济效益和社会效益。仅古

书院矿就应用了五个工作面，增产原煤 40 余万吨，新增产值 2000 余万元。古书院矿是最早应用该成果的矿井，从 2013 年开始在 152304工作面投

入使用，这是第一个使用该系统的自动化综采工作面，该工作面生产 7个月，共采原煤 120 余万吨，工作面减少操作工人 5人，取得了良好应用效果。基于第一个工作面的试验成功，不仅获得了管理层的高度评价，也获得了

一线工人的一致好评，古书院矿相继在 152305、152308、153303 和152313等工作面应用该成果，生产时间长达 40个月，产生了显著的经济效益。

该成果以其优越的性能，低廉的价格，周到的服务，相继又在晋煤集团赵庄矿、成庄矿等多个工作面推广应用，展现了该成果广阔的应用前景。综上所述，项目成果既产生了巨大的经济效益和社会效益，又大大推动了

我国数字化矿山的技术进步，提高了综采工作面生产的自动化水平，优化了智能电器的产业结构，特别是促进了“无人”值守自动化采煤技术的发展。知识产权证明：

授权发明专利：[1]宋建成，田幕琴，李文华等.一种液压支架端头电液控制器[P].中国，发

明专利，ZL 200910227849.1

[2]宋建成，许春雨，武爱平等.一种液压支架电液控制器及其控制方法[P].

中国，发明专利，ZL 200910227801.0

[3]宋建成，田慕琴，李磊等.一种用于液压支架间架控制器的电液控制装置[P].中国，发明专利，ZL200910175276.2

[4]宋建成，田慕琴，田慕玲.用于井下工作面液压支架远程监测及控制的实现方法[P].中国，发明专利， ZL201010033389.1

[5]宋建成、刘媛、张文杰等.一种液压间架控制器的程序在线升级方法[P].中国，发明专利，ZL201210086081.2

[6]许春雨、田慕琴、张文杰等.一种液压支架支架控制器的急停闭锁功能的实现方法[P].中国，发明专利，ZL201210086082.7

[7]宋建成、杨世华、田慕琴等.一种煤矿综采工作面无人值守作业的控制方法[P].中国，发明专利， Zl201310177472.X

[8] 宋建成、于亚运、田慕琴等.一种基于端头控制器的液压支架集控系统热备份方法[P].中国，发明专利，ZL201510065421.7

授权外观设计专利：[1]宋建成、田慕琴、许春雨等.液压支架电液控制系统支架控制器[P].中国，

外观设计专利，ZL201530366044.1

受理发明专利：[1]宋建成，杨永枝，马春燕等.一种安装于液压支架油缸中的位移测量装

置[P].中国，发明专利，201310007260.7

[2] 宋建成，田慕琴，许春雨，一种井下综采工作面生产设备自动停机控制方法[P].中国，发明专利，201610540315.2

[3] 宋建成，田慕琴，宋鑫.一种基于跳频扩频通信的桥路可调式无线应变传感装置[P].中国，发明专利，201610637626.2

[4]田慕琴，宋渊，辛春红等.液压支架电液控制系统端头控制器软件远程在线升级方法[P].中国，发明专利，20121008686080.8

[4] 宋建成，刘媛，张文杰等.一种液压间架控制器的程序在线升级方法[P].中国，发明专利，201210086081.2

[5] 宋建成，于亚运，田慕琴.一种基于端头控制器的液压支架集控系统热备份方法[P].中国，发明专利，201510065421.7

[6] 田慕琴 许春雨 宋建成.一种井下综采工作面液压支架集中控制平台的实现方法[P].中国，发明专利，201510425692.9

[7]田慕琴 许春雨 宋建成 柴文 赵龙，专利名称“一种井下综采工作面液压支架集中控制平台的实现方法”，申请号：PCT/CN2016/000368(国际专利)

[8]宋建成、田慕琴、许春雨、吝伶艳、郭俊、于亚运、耿泽昕，专利名称“一种煤 矿综采工作面大型装备集中控制平台的实现方法，申请号： PCT/

CN2016/084400(国际专利)

软件著作权：[1] 液压支架电液控制系统间架控制器主控装置软件 V1.0，2009.9.10

[2]液压支架间架控制器程序在线升级系统V1.0，2011.3.5

[3]液压支架间架控制器接口控制软件 V1.0，2011.3.11

[4]液压支架端头控制软件在线升级系统V1.0，2011.4.10

[5]液压支架端头控制器监控系统软件 V1.0，2011.5.13

[6]液压支架电液自动控制系统软件 V1.0，2010.11.16

[7] （ 1 ） 基 于 PowerBuilder12.5 的 液 压 支 架 远 程 控 制 系 统 ，2015.09.25

[8]（2）基于 F020单片机的无人值守工作面液压支架主控装置软件，2015.11.12

[9]（3）基于 F020单片机的无人值守工作面液压支架端头服务器软件，

2016.03.04[10]综采工作面输送设备状态监测软件系统，2014.03.12

安全标志证书和防爆合格证：（1）ZDYZ-K液压支架电液控制装置主控器安全标志证书（2）ZDYZ-JK液压支架电液控制装置间架控制器安全标志证书（3）ZDYZ液压支架电液控制装置安全标志证书（4）FYS3H红外接收器安全标志证书（5）FYS3H红外发射器安全标志证书（6）KDW127/12 矿用隔爆兼本安型直流稳压电源安全标志证书（7）ZDYZ-K液压支架电液控制装置主控器防爆合格证（2）ZDYZ-JK液压支架电液控制装置间架控制器防爆合格证（3）ZDYZ液压支架电液控制装置防爆合格证（4）FYS3H红外接收器防爆合格证（5）FYS3H红外发射器防爆合格证（6）KDW127/12 矿用隔爆兼本安型直流稳压电源防爆合格证

企业标准：（1）ZDYZX-D型液压支架端头控制器（2）ZDYZX-J型液压支支架架控制器（3）ZDYZX型液压支架电液控制系统（4）GUH5-F 矿用本安型红外线发射传感器（5）GUH5-S 矿用本安型红外线接收传感器（6）KDW-127/12/1.5 矿用隔爆兼本安型电源

项目名称：钝化金属结构件的机械损伤-腐蚀控制技术研发主要完成单位：太原理工大学主要完成人：王鹤峰、林乃明、李志刚、路志强、田伟、肖革胜、金涛推荐单位：山西省教育厅项目简介：本课题属材料、力学、化学与生物医学工程等多学科交叉融合的课题项目主要研究了典型钝化金属材料：奥氏体不锈钢和钛合金的机械损伤-腐蚀失效机理与表面改性控制。从奥氏体不锈钢和钛合金的磨损-腐蚀行为入手，澄清奥氏体不锈钢和钛合金的磨损-腐蚀损伤机理，并针对奥氏体不锈钢和钛合金在不同服役条件下因磨损、腐蚀、磨损-腐蚀(含冲蚀)、细菌粘附而引起的表面损伤，综合考虑相关损伤形式之间的联系，在保证奥氏体不锈钢和钛合金整体力学性能和组织稳定的前提下，研发了能够有效应对上述损伤的表面改性技术，包括离子渗镀-热氧化或表面织构-离子渗镀复合处理技术。 本项目的主要技术创新点包括： 1、将离子渗镀技术和真空热氧化技术结合，形成新型复合处理技术。使不锈钢形成的氮掺杂 TiO2 表面改性层既与基体具有良好的结合强度，同时也可实现其成分、结构、性能的可控性。 2、开发集抗菌、耐磨、耐蚀性能于一体的氮掺杂 TiO2 表面改性不锈钢。 3、采用“表面织构+表面改性”的复合处理，使表面织构与氮化层的优异相

结合，发挥两者之间的协同作用，获得表面织构与等离子氮化的优化匹配，满足奥氏体不锈钢和钛合金在摩擦磨损工况下的表面防护需求。 依托本项目共发表学术论文 45 篇，其中 SCI 收录 44 篇，获得授权国家发明专利 5 件。此项技术经山西省科技厅组织专家鉴定，达到国际先进水平，并获批科技部中小企业创新基金的支持，所研发抗菌不锈钢产品通过国家计量认证。该技术所开发的抗菌耐磨不锈钢产品，性能指标达到国外同类产品的先进水平。推广该项技术，对于改善我国金属结构材料的服役性能，对于建设资源节约型和环境美好型社会，具有重要意义。

六、主要完成人及技术贡献：

排名 姓名 技术职称 工作单位 对本项目技术创造性贡献 曾获国家、省科技奖励情况

1 王鹤峰 副教授 太原理工大学 负责了本项目主要相关课题的立项，并主持了项目的研究工作。探讨了表面改性层强韧性与耐磨机制之间的联系，发现适当调配改性层结构及其强韧匹配可满足不同性能侧重的要求。建立了磨损-腐蚀过程中电化学腐蚀信息的实时监测方法--摩擦-电化学噪声装置，依此为手段深入研究了不

无

同环境介质中不锈钢及其各类表面改性层的摩擦-电化学规律和机

制。

2 林乃明 副教授 太原理工大学

承担本项目中的等离子体表面处理技术研究工作，深入研究了表面处理工艺参数对难镀金属材料钛合金表面渗镀层性能的影响规律，特别是成功地利用等离子表面合金化技术，获得了钛合金表面冶金结合、成分可调的合金化渗镀层，为耐磨、抗疲劳、耐蚀表面改性奠定了坚实的基础，该类表面处理技术克服了传统方法的

诸多缺点。

无

3 李志刚 副教授 太原理工大学

系统研究了改性后不锈钢和钛合金在高接触应力条件下抗磨损机理、梯度改性层的力学性能，具

有重要学术贡献。

无

4 路志强 经济师 太原民丰金属表面处理科技有限公司

负责项目转化应用具体实施以及项目管理，系统推进了改性后不锈钢和钛合金的推广应用，而且

无

在项目实施过程中提出了建设性宝贵意见，保证了项目的顺利实施和完成，并参与完成鉴定项

目。

5 田伟 教授级高工

中联西北工程设计研究院有

限公司

项目相关学术论文的主要撰写者和完成者，参与了钛合金表面改性前后的磨损-腐蚀行为的相关研究，并在项目研发推广和工程应用方面具有重要贡献。

无

6 肖革胜 讲师 太原理工大学

部分研究成果与学术论文的主要撰写者和完成者，基于纳米压入法系统研究了表面改性后不锈钢和钛合金的微观力学性能，在表面改性后不锈钢和钛合金的抗磨损-腐蚀机理分析研究方面有重要

学术贡献。

无

7 金涛 讲师 太原理工大学 部分研究成果与学术论文的主要撰写者和完成者，系统研究了表面改性后不锈钢和钛合金的常规力学性能，并进行了有限元模拟分析，在表面改性后不锈钢和钛

无

合金抗磨损-腐蚀机理分析研究方面具有重要学术贡献。

七、主要完成单位及创新推广贡献

排名 单位名称 对本项目科技创新和推广应用支撑作用情况

1 太原理工大学

探讨了表面改性层强韧性与耐磨机制之间的联系，发现适当调配改性层结构及其强韧匹配可满足不同性能侧重的要求。建立了磨损-腐蚀过程中电化学腐蚀信息的实时监测方法--摩擦-电化学噪声装置，依此为手段深入研究了不同环境介质中不锈钢及其各类表面改性层的摩擦-电化学规律和机制。

2太原民丰金属表面处理科技

有限公司,

系统推进了改性后不锈钢和钛合金的推广应用，而且在项目实施过程中提出了建设性宝贵意见，保证了项目的顺利实施和完成，并参与完成鉴定项目。

3中联西北工程设计研究院有

限公司

参与了钛合金表面改性前后的磨损-腐蚀行为的相关研究，并在项目研发推广和工程应用方面具有重要贡献。

八、技术评价证明及国家法律法规要求行业审批文件目录序号 项目名称 评价方式 组织评价单位 评价时间 编号

1 制造抗菌耐磨不锈钢的等离子表面复合处理技术

鉴定 山西省科技厅 2014/05 ［2014］第167号九、主要知识产权证明目录：

序号 授权专利名称 类别 国别 授权号

1 一种铜掺杂二氧化钛镀层的制备方法 发明 中国 ZL201310014293.

4

2 一种硼掺杂二氧化钛薄膜的制备方法 发明 中国 ZL201310014295.

3

3 一种镍铜合金渗镀层的制备方法 发明 中国 ZL201310014455.

4

4 一种钛合金表面钛基非晶涂层的制备方法 发明 中国 ZL201410247198.

3

5用表面分形维数评价渗铬 P110 油套管钢耐蚀性的方法 发明 中国 ZL201410099454.

9

十、代表性论文

序号

作者姓名（英文）

文章标题(英文)

期刊名称或会议名称

年卷期

需检索数据库名称

1Wang,

H F

Influence of rare earths on

electrochemical corrosion and wear

resistance of RE Cr/Ti pack coatings

on cemented 304 stainless steel

Surface and

Coatings

technology

2016

, 291

SCI

他引 2

次2 Wang, Characterization and tribocorrosion International 2016 SCI

H F behavior of sputtered NiTi coatings

Journal of

Materials

Research

,

107:

3Wang,

H F

Determination of the Poisson's ratio

of viscoelastic materials based on the

linear rheological model using

instrumented indentation

Soft Materials2016

, 14: SCI

4Wang,

H F

Creep-related micromechanical

behavior of zirconia-based ceramics

investigated by nanoindentation

Ceramics

International

2015

, 41: SCI

5Wang,

H F

A comparative study of the corrosion

performance of titanium (Ti), titanium

nitride (TiN), titanium dioxide (TiO2)

and nitrogen-doped titanium oxides

(N-TiO2), as coatings for biomedical

applications

Ceramics

International

2015

, 41:

SCI

他引 4

次

6Wang,

H F

Electrochemical corrosion resistance

of CeO2-Cr/Ti coatings on 304

stainless steel via pack cementation

Journal of Rare

Earths

2015

, 33

SCI

他引 6

次

7Wang,

H F

Microstructure, corrosion and

tribological and antibacterial

properties of Ti-Cu coated stainless

steel

Journal of the

Mechanical

Behavior of

Biomedical

Materials,

2015

, 50:

SCI

他引 7

次

8 Wang,

H F

Assessments on corrosion,

tribological and impact fatigue

Surface and

Coatings

2014

,

SCI

他引 4

performance of Ti- and TiN-coated

stainless steels by plasma surface

alloying technique

Technology 239: 次

9Wang,

H F

Structural, tribological and

antibacterial activities of Ti-Cu-N hard

coatings prepared by plasma surface

alloying technique

Surface and

Coatings

Technology

2013

,

235:

SCI

他引 4

次

10Wang,

H F

Thermally oxidized C, N co-doped

anatase-TiO2 coatings on stainless

steel for tribological properties

Modern

Physics

Letters B

2013

, 27:SCI

11

Lin

Naimi

ng

Comparison of surface fractal

dimensions of chromizing coating

andP110 steel for corrosion

resistance estimation

APPLIED

SURFACE

SCIENCE

2014

/311/

SCI

他引 9

次

12

Lin,

Naimi

ng

Assessments on friction and wear

behaviors of P110 steel and

chromizing coating sliding against

two counterparts under dry and wet

condition

APPLIED

SURFACE

SCIENCE

2012

/258/

11

SCI

他引 12

次

13

Lin,

Naimi

ng

In vitro assessments on bacterial

adhesion and corrosion performance

of TiN coating on Ti6Al4V titanium

alloy synthesized by multi-arc ion

plating

APPLIED

SURFACE

SCIENCE

2012

/258/

18

SCI

他引 23

次

14 Lin,

Naimi

Effects of plasma nitriding and

multiple arc ion plating TiN coating on

SURFACE &

COATINGS

2012

/209

SCI

他引 16

ng

bacterial adhesion of commercial

pure titanium via in vitro

investigations

TECHNOLOGY 次

15

Lin,

Naimi

ng

Surface texturing-plasma nitriding

duplex treatment for improving

tribological performance of AISI 316

stainless steel,

Materials

2016

: 9:

875

SCI

16

Lin,

Naimi

ng

Slurry erosion behaviors of P110 steel

and chromizing coating in liquid-solid

two-phase flow,

Science China-

Technological

Sciences

2013

, 56:

SCI

他引 2

次

17

Lin,

Naimi

ng

Study on fabrication and corrosion

resistance of Ni-based alloy coating

on P110 steel by electro spark

deposition,

Journal of

Materials

Engineering

and

Performance

2013

, 22:

SCI

他引 3

次

18

Lin,

Naimi

ng

Influence of process parameters on

thickness and wear resistance of rare

earth modified chromium coatings on

P110 steel synthesized by pack

cementation

Journal of Rare

Earths,

2011

, 29:

SCI

他引 5

次

19

Lin,

Naimi

ng

Influence of adding various rare

earths on microstructures and

corrosion resistance of chromizing

coatings prepared via pack

cementation on P110 steel

Journal of Rare

Earths,

2010

, 28:

SCI

他引 11

次

20 Lin Recent developments in improving REVIEWS  ON  2014 SCI

Naimi

ng

tribological performance of TC4

titanium alloy via double glow plasma

surface alloying in China: a literature

review

ADVANCED 

MATERIALS  

SCIENCE

/38/1他引 4

次

项目名称：大型矿用提升机恒减速制动及智能闸控系统主要完成单位：太原理工大学主要完成人：黄家海，赵瑞峰，权龙，纪文彬，汪成文

推荐单位：山西省教育厅项目简介：矿井提升机是井工矿山输送设备、物料和人员的唯一通道。制动

系统是提升机最后一道、也是最重要的安全保障措施，若出现异常，往往会造成重大事故，严重威胁矿山生产安全，如湖南某矿提升机由于制动压力不足发生坠罐事故，死伤 31人，山西某矿提升机由于制动系统故障发生飞车事故，死伤 42人。为提高制动安全性，国外矿井提升机已大量使用恒减速制动系统，但该系统在国内的使用率不足提升机总量的 l％，这主要与进口产品价格昂贵、国内仿制产品的综合性能不佳等因素有关。因此，攻克恒减速制动系统关键技术，研制出拥有自主知识产权的恒减速制动系统已成为我国矿山运输机械工程和矿山安全工程领域亟待解决的难题。经过多年研究，本项目在恒减速制动系统的制动平稳性、可靠性、数字化和制动正压力检测等方面取得了突破。 主要发明如下（1）提出矿井提升机辅助制动方法，以减小恒减速制动初始时刻的冲击现象及负载、速度变化对制动平稳性的影响；（2）发明了可在小流量或零流量工况下对系统压力进行精确控制的新型三通比例减压阀，以及基于新型三通比例减压阀和低空转能耗动力源技术的矿井提升机恒减速制动液压系统，解决了当前基于比例溢流阀或比例方向阀控制系统存在的不足；（3）发明了提升机盘式制动器制动正压力的检测新方法、提升机负载模拟装置，研制出了产品样机，并对其进行了测试。项目成果已在公司研制的三十多套恒减速制动系统系列产品中得到应用，

产品在山西同煤集团等企业的大型提升设备中得到应用，打破了国外产品垄断，对我国采矿行业提升运输技术的进步起到促进作用。近三年新增销售 3900 万元新增利润 780 万元。申请发明专利 14项，获授权发明专利 9项，软件著作权 1

项，发表论文 12 篇，培养硕士研究生 7、博士研究生 2人。推广应用情况：目前新富升机器制造有限公司已累计生产、销售 30 余台恒减速制动系统，

产品销往河南安钢集团、山西同煤集团、山西阳煤集团，山东黄金集团等大型煤矿或金属矿山企业，产品使用效果良好，达到了预期的性能指标。主要知识产权证明目录：

项目名称：相变蓄热蒸发型空气源热泵热水机组

主要完成单位：太原理工大学主要完成人：马素霞,宋建成,尹建国,谢豪,刘旭飞,李永辉,蒋永明,李小刚推荐单位：山西省教育厅项目简介：空气源热泵是一种高效、节能、绿色的热力装置，其是替代传统

燃煤小锅炉的一种新型供热装备。常规的空气源热泵在我国北方寒冷冬季运行时存在室外机结霜、能效比下降，甚至无法正常工作的问题。针对这些问题，本项目引入相变蓄热技术，研发了高效低温相变蓄热器，研制了相变蓄热蒸发型空气源热泵热水机组，有效解决空气源热泵在低温环境下运行存在的热量供需矛盾、压缩机运行安全和室外机除霜等一系列问题，该项成果的核心技术、整体结构及优化设计等均具有自主知识产权。主要科技内容包括：1）相变蓄热材料性能研究。通过大量的理论分析和实

验验证，确定了适用于热泵系统的蓄热材料组成（80%Na2SO4·10H2O+

20%Na2HPO4·12H2O），具有相变温度合理稳定、蓄热时间短以及重复性好的优点。2）相变蓄热器优化设计。通过传热分析和翅片结构优化，确定了传热效率高、体积小、相间布置的双管束相变蓄热器。3）相变蓄热器传热理论研究。给出了相变蓄热量和放热量的计算方法，并进行了实验验证，为热泵系统相变蓄热器的优化设计提供技术基础。4）相变蓄热蒸发型空气源热泵机组开发。在热泵系统中设置相变蓄热器，保障了系统在低温环境下的供热性能和使用安全性，完成了系统全工况性能的实验测定。5）太阳能-空气能复合热泵系统开发。将太阳辐射能耦合入空气源热泵系统，充分利用可再生能源，进一步提高空气源热泵在低温环境下的供热性能和运行经济性。6）相变蓄热蒸发型空气源热泵机组控制系统开发。开发了机组监测监控系统的硬件结构和软件，硬件结构包括底层

信号采集电路和电控箱，软件包括数据采集、实时监测和控制、人机交互等功能实现了系统的全自动控制。相变蓄热蒸发型空气源热泵热水机组在-30℃的低温环境下，供热性能系数

COP为 1.94，太阳能-空气能复合热泵系统的 COP 达到 2.21，远高于常规空气源热泵的 1.3。相比燃煤热水锅炉，5 KW 供热量的相变蓄热空气源热泵热水机组全年可节约标准煤 2.06t，节能率超过 30.61%，具有可观的经济效益。同时，由于燃煤减少，也具有很大的社会效益。相比燃煤热水锅炉，5 KW 相变蓄热空气源热泵热水机组全年 可实现 CO2减排量 5402kg， SO2 减排量17.3kg，NOx减排量 15.2kg，粉尘减排量 8.3kg。作为一种新型环保供热技术，相变蓄热蒸发型空气源热泵具有高效、绿色、

节能、安全的优势，是取代传统燃煤小锅炉的最佳供热装备，对于以燃煤锅炉供热的广大的城中村、工厂园区、学校、医院和企业等，其具有广阔的推广应用前景，打开了空气源热泵在我国广大北方寒冷地区大规模推广应用的新局面。本科研成果已在山西正和热电工程有限公司、太原锅炉集团有限公司、山西

新聚星锅炉有限公司、原平市宝华热能设备有限公司、山西平朔煤矸石发电有限责任公司、山西漳电同华发电有限公司、太原业峰装饰工程有限公司和太原理工大学得到应用，取得了显著的经济效益和环保效益。代表性科研成果：1、科技成果鉴定《相变蓄热蒸发型空气源热泵热水机组》，国际先进水平，成果完成人：马素霞,

宋建成 ,尹建国 ,谢豪 ,刘旭飞 ,李永辉 ,蒋永明 ,文博，张亚琦，鉴定时间：2015.10.16，山西省科技厅。

2、国家发明专利[1] 一种相变蓄热空气源热泵热水机组，专利号：ZL 201210263150.2，发明人：马素霞，蒋永明，文博，张亚琦，尹建国，授权时间：2015.04.08；

[2] 一种低温相变蓄热器，专利申请号：201210263150.2，发明人：马素霞，李永辉，张建春，武卫红，公开时间：2014.01.15；

[3] 相变蓄热空气源热泵热水机组控制系统及其控制方法，专利申请号：201510777061.3，发明人：马素霞，刘旭飞，宋建成，谢豪，公开时间：2016.03.02。

3、学术论文[1] 马素霞*,蒋永明，文博，张亚琦. 相变蓄热蒸发型空气源热泵性能实验研究

[J]. 太阳能学报，2015, 36(3):604-608. (EI)

[2] 文博，马素霞*，蒋永明，张亚琦，张子静. 蓄热蒸发型空气源热泵蓄热器特性实验研究. 太阳能学报，2015,36（4）：922-927. (EI)

[3] 谢豪， 马素霞*，李永辉. 相变蓄热蒸发型空气源热泵性能优化实验研究[J].

太阳能学报，已录用.(EI)

[4] 蒋永明, 马素霞*, 文博, 张亚琦. 蓄热蒸发型空气源热泵实验研究[J]. 暖通空调, 2014, 44(2): 114-118.

[5] 李永辉，马素霞*，谢豪. 管翅式相变蓄热器性能的实验研究[J]. 可再生能源，2014,32（5）:574-578.

[6] 刘旭飞，宋建成，耿浦龙，马素霞，谢豪.相变蓄热蒸发型空气源控制系统的开发，2017,47(3)：95-99.

项目名称：快装站运煤列车防冻液高能效自动喷洒系统主要完成单位：太原理工大学主要完成人：张晓刚，王鹤，权龙，任晓迪推荐单位：山西省教育厅项目简介：选煤厂冬季生产中面临的最大问题就是精煤中含有水分，在运

输过程中会发生冻结，致使卸煤非常困难，为此，需在装煤过程中将防冻液均匀喷洒在煤流中，防止精煤之间冻结，同时对车厢底部、内壁进行喷洒，防止煤与车厢之间冻结。随着人类对环境保护和可持续发展的认识加深，以及国家环保力度的不断加大，运煤车防冻液喷洒设备的节能环保性要求越来越高。目前运煤车防冻液喷洒设备存在主要问题是防冻液浪费与环境污染以及系统可靠性与效率低下。

该项目所属学科为流体传动与控制，发明了快装站运煤列车防冻液高能效自动喷洒系统，授权发明专利 12项，发表论文 17 篇。主要内容如下：

1. 发明了快装站运煤列车两车厢之间防冻液自动停喷技术，防冻液喷洒量根据运煤列车行驶速度调节，两车厢之间不喷洒防冻液，喷洒滚筒具有防漏洒功能，有效地防止液体外泄、飞溅，避免对设备下方的工作人员或其它设备造成

慢性破坏，解决防冻液喷洒系统存在的防冻液喷洒效果差等问题，与当前国内外同类技术相比，可节省防冻液约 30%。

2. 发明了基于闭式控制的快装站运煤列车防冻液喷洒设备大臂升降系统及其关键元件三油口液压泵，提出基于三油口液压泵的泵控非对称液压缸流量实时匹配技术，当大臂下降时，回收大臂的势能并储存到电能存储单元中，方便地实现了大臂势能的回收和释放，起到节能效果，与当前国内外同类技术相比，节能约 50%。

3.发明了快装站运煤列车防冻液喷洒设备大臂低能耗回转驱动系统，将将防冻液喷洒设备大臂的动能转化为蓄能器组中高压液体的压力能，回收利用大臂回转动能，与当前国内外同类技术相比，节能约 43%，提高了机器的工作效率、降低了运行成本，减少了发动机的污染排放。 推广应用情况：

该项目所发明的快装站运煤列车防冻液高能效自动喷洒系统设备运行可靠、系统节能、动作精确，大幅提高了冬季装车效率、大量节约防冻液、解决了装车站的环境污染，近 3 年，太原市磊炎科技有限公司生产销售 12 套，新增销售额 1128 万元，新增利润 313 万元。该系统已在中煤平朔集团有限公司煤炭洗选中心、内蒙古准能龙王渠煤炭集运有限责任公司、大地工程开发（集团）有限公司天津分公司、朔州中煤杨涧洗选有限公司等企业应用，为用户创造长期的经济效益，产生经济效益 1.9亿多元，如中煤平朔洗选中心年产 8000 万吨精煤，使用该新型防冻液自动喷洒系统后，年节约防冻液费用 30%，每年节约防冻液费用 5000 万元。

主要知识产权证明目录：

项目名称：煤气中硫和汞中温脱除吸附剂的可控制备及机理研究主要完成单位：太原理工大学主要完成人：王建成，任秀蓉，郑仙荣，常丽萍，鲍卫仁，刘翠玲推荐单位：山西省教育厅项目简介：对中温煤气硫和汞的脱除，开展了铁基粗脱硫剂，锰基和锌基精脱硫剂及钯基脱汞吸附剂的可控合成及性能研究，研发了超临界水热浸渍法、(超声)加压浸渍法等新型吸附催化材料的制备工艺，构建了多目标梯级脱硫及硫汞一体化脱除工艺体系。1）煤气粗脱硫，以赤泥为铁源制备了铁基脱硫剂，研究了助剂对其机械强度和脱硫性能的影响，探讨了脱硫过程中 COS的成因，阐明

了 Fe2O3的本征脱硫机理。2）煤气精脱硫，分别采用超临界水热浸渍法和（超声）加压浸渍法制备了锰基和锌基精脱硫剂，揭示了载体和组分前驱体对锰及锌存在形态、组分粒径及分散性与脱硫性能之间的内在关联。3）煤气中汞的脱除，将工业用铁基脱硫剂用于煤气中协同脱除汞和硫，研究了 Pd-Fe吸附剂的吸附-再生性能，揭示了载体、制备方法对脱汞活性的影响规律。 项目实施过程中，共申请和授权国家发明专利 9 件，发表学术论文 59 篇，其中 SCI 收录 28 篇，专著 2部。提供的 20 篇 SCI 论文二区以上 17 篇，被 SCI

他引 170 余次，培养博士 3名，硕士研究生 20名。本项目围绕煤气中硫、汞污染物的脱除，提出两步法粗脱硫、精脱硫和硫汞

协同脱除机理的研究。粗脱精脱相结合可在保证脱硫精度的同时降低脱硫成本；协同脱除硫和汞可简化煤气净化工艺。通过超临界水热浸渍法和（超声）加压浸渍法等新型制备脱硫剂的技术，开辟了煤气净化材料的制备新领域。代表论著：八篇代表作：1) Bao W R, Zhang Z Y, Ren X R, Chang L P. Desulfurization behavior

of iron-based sorbent with MgO and TiO2 additive in hot coal gas.

Energ Fuel, 23(2009) 3600-3604.（代表作一）2) Chang L P, Zhang Z Y, Ren X R, Li F, Xie K C. Study on the stability

of sorbents removing H2S from hot coal gas. Energ Fuel,

23(2009)762-765.（代表作二）3) Wang J C, Qiu B, Han L, Feng G, Hu Y F, Chang L P, Bao W R. Effect

of precursor and preparation method on manganese based

activated carbon sorbents for removing H2S from hot coal gas. J

Hazard Mater, 213-214(2012) 184-192.（代表作三）4) Guo B, Chang L P, Xie K C. Desulfurization behavior of Cerium-

Iron mixed metal oxide sorbent in hot coal gas. Ind Eng Chem

Res,53(2014) 8874-8880.（代表作四）5) Wang J C, Zhang Y P, Han L N, Chang L P, Bao W R. Simultaneous

removal of hydrogen sulfide and mercury from simulated syngas by

iron-based sorbents. Fuel, 103(2013) 73-79.（代表作五）6) Geng L, Han L N, Wen C, Wang J C, Chang L P, Kong D J, Feng G. A

first-principles study of Hg adsorption on Pd(111) and Pd/γ-

Al2O3(110) surfaces. Appl Surf Sci, 321(2014)30-37.（代表成果六）7)Ren X R, Chang L P, Li F, Xie K C. Study of intrinsic sulfidation

behavior of Fe2O3 for high temperature H2S removal. Fuel,

89(2010)883-887.（代表作七）8)Zheng X R, Bao W R, Jin Q M, Chang L P, Xie K C. Use of high-

pressure impregnation in preparing Zn-based sorbents for deep

desulfurization of hot coal gas. Energ Fuel, 25(2011)2997-3001.（代表作八）

项目名称：具有环境控制功能的典型微纳传感器多参数批量测试设备研发与应用主要完成单位：太原理工大学，苏州中盛纳米科技有限公司，江苏汇博机器人技术有限公司，上海芯敏微系统技术有限公司，武汉飞恩微电子有限公司，昆

山光微电子有限公司主要完成人：张文栋、桑胜波、石云波、刘吉柱、焦斌斌、王东平、刘胜、菅傲群、孔延梅、王小平推荐单位：山西省教育厅项目简介：该项目属于先进制造技术领域，成果源于国家 863 计划主题项

目（太原理工大学为项目首席单位）。本项目突破了可变环境加载及系统控制、压力多路气密精确同步自对准、加

速度加载平台与翻转振动平台隔离、流量传感器批量调理与测试误差补偿、圆片级器件自动加载输运及装卡等多项关键技术，解决了典型微纳传感器多参数批量测试的快速性、准确性、稳定性等问题，研制出了MEMS 表压压力传感器多通道并行自动检测设备、MEMS 加速度翻转振动一体化静动态标定测试设备 、MEMS流量传感器全自动批量调理与测试设备、圆片级红外热电堆传感器性能测试设备，在惯性测量、生物医疗和流程工业等领域得到广泛应用，取得了显著的经济效益。经科技部专家验收组及省科技厅鉴定委员会一致认为：该项目成果填补了国内空白，部分技术达到国际先进水平。

项目实施过程中，申请国家发明专利 19项，其中授权发明专利 11项，软件 著 作权 1 项；在 IEEE Transactions on Electron Devices ， IEEE

Sensors Journal等知名期刊上发表论文 23 篇（其中 SCI7 篇），国际会议论文 8 篇。培养了一批优秀中青年行业领军人才，其中，万人计划领军人才 1名，国家优青 2名，青年三晋学者 2名，山西省青年拔尖人才 3名；培养博士、硕士研究生 19名。

该成果研制的测试设备已分别在北京芯创敏特科技有限公司、中科瑞测（天

津）有限公司、苏州迪纳精密设备有限公司、河北美泰电子科技有限公司、太原市华纳方盛科技有限公司等单位应用，经济效益达 1.394亿元，为推动我国MEMS传感器的产业化发挥了重大作用，具有重要的现实意义。

项目名称：高速交通基础设施智能感知技术主要完成单位：太原理工大学、山西省交通科学研究院、上海华测导航技术股份

有限公司主要完成人员：桑胜波、张军、张文栋、贾磊、姜春生、李宏祥推荐单位：山西省教育厅

项目简介：项目所属高速交通基础设施监测预警领域。具体涉及传感技术研发、监测预警平台构建及工程示范。随着我国高速交通基础设施（高速公路、高速铁路、城市轨道交通等）大规

模的兴建，其体量大、环境复杂、病害多、寿命短的工程问题日益突显。有效的监测预警技术是保障高速交通基础设施安全与耐久的重要手段。项目组依托国家 863 计划、国家自然科学基金等多项国家、省部级科技项目

针对高速交通基础设施智能传感、监测预警与养护处治等需求，通过理论创新、关键技术突破，研发出了具有自主知识产权的高速交通基础设施智能感知设备，取得了一系列创新性成果：（1）研发了点式与分布式传感装置，提出了高速交通基础设施智能感知技术，构建了“天-地-地下”一体化监测预警体系；（2）研发了无线信号采集系统，建立了高速交通基础设施实时化、系统化、自动化监测平台，实现了相关性能指标的实时、连续、长期监测；（3）基于信息感知技术，形成了监测-预警-养护辅助决策成套技术，为高速交通基础设施预养护和精准处治提供了数据支撑。依托项目实施，获国家专利授权 54项，其中发明专利 31项；出版专著 3

部；主编地方标准 2部；发表论文 60 余篇，其中 SCI/EI检索 23 篇；培养博士 10名、硕士 32名，培训工程技术人员 800 余人；1人入选国家“万人计划”科技创新领军人才，1人获得国家优秀青年科学基金，2人入选青年三晋

学者，2人入选山西省青年拔尖人才，1人入选山西省 131领军人才工程优秀中青年拔尖创新人才。依托研究成果，建设了交通运输部黄土地区公路工程长期性能观测基地

（交通运输部批准建设的两个长期性能观测基地之一）。同时，在太原市城市轨道交通 2号线一期工程、沪蓉高速公路（湖北段）、京承高速公路、岢临高速公路等工程中成功推广应用，经济效益达 2.4亿。项目成果对提高交通运输领域智能监测预警水平，提升高速交通基础设施整体性能、延长使用寿命、确保安全运营方面发挥了重要作用。

项目名称：渗透汽化-分凝耦合工艺从稀溶液中高效分离回收高纯度高沸点有机物完成单位：太原理工大学主要完成人：郝晓刚，侯红串，王忠德，梁国琴，张新儒，李春成推荐单位：山西省教育厅项目简介：渗透汽化膜分离耦合多级冷凝一步回收稀溶液中高沸点有机物如苯酚、苯胺

和糠醛等，属于废水净化与生物质燃料提取等领域。 我课题组发现聚醚聚酰胺嵌段共聚物（PEBA）中聚醚含量越高，膜对苯酚溶液的分离性能越好。聚醚含量为 80 wt%的 PEBA2533膜分离苯酚溶液时，苯酚的通量最大。将多孔疏水材料 ZIF-8、MCM-41等填充到 PEBA2533中得到的杂化膜对苯酚的通量和选择性都有明显提高。我们课题组通过对苯酚与水的物理性质的深入理解，成功利用渗透汽化技术从稀苯酚水溶液中回收到高纯度结晶苯酚；在此基础上，我们又优化结晶苯酚生产工艺，开发了渗透汽化 -结晶耦合工艺回收结晶苯酚、渗透汽化-分级冷凝耦合分离工艺回收高纯度苯胺与糠醛，通过 Aspen 软件获得了高真空度下不同高沸点有机物水溶液体系的相图，优化了操作参数。上述研究将会加快渗透汽化技术处理含酚废水的工业化进程。相关研究工作发表 SCI 论文三篇及其他论文若干篇，申请国家发明专利三项，其中已获批二项国家发明专利。“一种从含苯酚稀溶液中分离回收结晶苯酚的方

法(ZL 201110245756.9)”，“一种采用渗透汽化-结晶耦合的苯酚类结晶方法及装置(ZL 201410114481.9)”。 苯酚、苯胺与糠醛的大致市场价分别 1.3 万元/吨，0.82 万元/吨，0.66 万元/吨。我课题组利用渗透气化-分级冷凝耦合分离工艺从稀水溶液中回收高沸点有机物（如苯酚、苯胺、糠醛等）为世界首例，所得到的有机物纯度高达 99.99

wt%。利用该工艺回收水溶液中 1 wt%的苯胺时，苯胺的产率高达 1222.5

g/(m2?h), 纯度为 99.7wt%。此工艺的开发与运用将对渗透汽化分离回收高沸点有机物的工业化进程起到明显促进作用，并产生可观的经济价值和社会效益 。2014 年与中国蓝星哈尔滨石化有限公司签订含酚废水处理专利转让合同；2015 年与潞安煤基合成油有限公司就煤气化含酚废水中苯酚的回收达成了初步合作意向。2015 年与太原中云工程项目管理有限公司就“低浓度苯酚资源化回收技术”签订了转让合同。推广应用情况：我课题组利用渗透汽化-分级冷凝耦合分离工艺从稀水溶液中回收高沸点有

机物（如苯酚、苯胺、糠醛等）为世界首例，所得有机物纯度高达 99.99 wt%。利用该工艺 回 收水溶液中 1 wt%的苯胺时，苯胺的产率高达 1222.5

g/(m2h), 纯度为 99.7 wt%。此工艺从稀水溶液中回收到的物质无需进一步的纯化操作，因此该工艺具有明显的节能优势，此工艺的开发与运用将明显促进渗透汽化分离回收高沸点有机物的工业化应用进程。 截止目前，我们所开发的渗透汽化-分级冷凝系统在含酚废水处理、有机污染物(VOCs) 回收等方面已与多家公司合作，取得了良好的效果。 2012 年为运城制版集团印刷机械制造有限公司设计、建立了一套处理VOCs

工艺装置，其中乙酸乙酯回收采用新型渗透汽化膜分离回收工艺，目前已运行3 年，处理能力：3吨/天，每年运行 300天；产品质量：含水率≤ 0.1wt％； 2013 年与山西太钢不锈刚股份有限公司焦化厂签订焦化废水处理技术合作研发协议。 2014 年与中国蓝星哈尔滨石化有限公司签订含酚废水处理专利转让合同，以解决该公司低浓度废水中酚类物质的高效回收和资源化利用问题； 2014 年潞安煤基合成油有限公司也与我方就煤气化含酚废水中苯酚的回收表明了合作意向； 2014 年为山西华阳染化有限公司生产制药中间体过程中产生的酸性含酚废水样品进行了高纯度苯酚回收实验验证与产品分析测定； 2015 年与太原中云工程项目管理有限公司就“低浓度苯酚资源化回收技术”签订了转让合同； 2015 年与重庆凡松化工技术有限公司就“一种采用渗透汽化-结晶耦合的苯酚类结晶方法及装置”签订专利技术转让合同。主要知识产权证明目录：

授权项目名称 知识产权类别

国（区）别 申请号 授权号

一种从含酚稀溶液中分离回收结晶苯酚的方法

发明专利 中国 2011102

45756.9

CN

102320682 A

一种采用渗透汽化-结晶耦合的苯酚类结晶方法及

装置发明专利 中国 2014101

14481.9

CN

10390608 A

项目名称：智能决策预警系统研究及其在煤矿防治水中的应用主要完成单位：太原理工大学主要完成人：张雪英,李凤莲,陈桂军,朱政江,黄丽霞,孙颖,曹俊琴,刘雪艳,程韶辉,

李芸推荐单位：太原理工大学项目简介：山西省作为我国的煤炭资源大省，煤矿安全问题却始终难以有效解决，为

了对煤矿突水进行预测预警，本项目研究实现了煤矿水害智能决策预警系统，所解决的关键共性技术及创新点包括：（1）融合 GIS技术开发了煤矿水文地质信息管理和显示平台，并基于离散格子玻尔兹曼方法（LBM）和 Flow-3D 数

值软件实现了水灾后突水蔓延过程建模，进而运用最大最小蚁群算法实现井下人员最优逃生路径的规划；（2）结合神经网络和自适应鲁棒性证据理论构建了智能决策突水预测模型，在突水样本有限的情况下，提出了万有引力的半监督学习算法和鲁棒性支持向量数据描述算法用于煤层底板突水预测；（3）通过建立用户信息数据库及煤矿水质信息数据库，并融入改进可拓识别方法和改进模糊综合评判法，开发出了能快速判别出矿井突水水源的信息决策系统。本项目实施过程中，申请发明专利 4项，授权发明专利 1项，取得软件著

作权 2项；发表相关学术论文 21 篇，其中，SCI 收录 4 篇，EI 收录 7 篇，SCI

二区论文 1 篇；培养博士研究生 2名，硕士研究生 7名；引进山西省“百人计划”特聘专家 1人；构建了煤矿安全预警数据处理中心，逐渐形成了一支由教授、副教授、讲师、在读研究生构成的年龄结构合理、具有持续发展潜力的研究团队。推广应用情况：

该项目转化应用程度高，具有较强的示范和带动能力，提高了行业的整体技术水平，促进了产业结构升级和更新换代，对行业的发展起了很大的推动作用，已在霍州煤电吕梁山煤电公司方山木瓜煤矿和方山店坪煤矿、冀中能源邢东矿、同煤集团四台矿、山西晋兴斜沟煤矿等进行了应用，并取得了较好的应用效果，为煤矿企业安全、高效、有序的生产提供技术保障，有效减少煤矿突水事故发生。主要知识产权证明目录：1）申请和授权的中国发明专利[1]李凤莲，张雪英，马朝阳，王峰，基于蚁群聚类算法的码书分类方法及其码

书分类装置，2014.4，中国，授权号：ZL201010267156.8，权利人：太原理工大学[2]张雪英，李凤莲，陈桂军，李智勇，李文杰，黄丽霞，一种用于井下多巷道任意角度耦合的水害漫延系统，2016.3，中国,申请号：201610162388.4，权利人：太原理工大学[3]李凤莲，张雪英，陈桂军，黄丽霞，李文杰，李智勇，段淑菲，一种基于GIS 技 术 的 煤 矿 突 水 预 警 方 法 ， 2016.3 ， 中 国 , 申 请 号 ：201610165854.4，权利人：太原理工大学[4]张雪英，李凤莲，陈桂军，黄丽霞，李文杰，李智勇，陈宏涛，用于矿井下多巷道任 意角度耦合的水害漫延方法， 2016.3，中国 , 申请号：201610165666.1，权利人：太原理工大学[5]张雪英，陈桂军，李凤莲，王子中，黄丽霞，煤矿底板奥灰岩突水在线监测智能预警系统，2016.8，中国，申请号：201610623669.5，权利人：太原理工大学2）授权的计算机软件著作权[1] 基 于 ArcGIS Engine 的 煤 矿 防 治 水 信 息 管 理 系 统 ， 授 权 号 ：2015SR089928，权利人：太原理工大学[2]矿井突水水源快速判别辅助决策系统，授权号：2015SR129831，权利人：太原理工大学3）代表性论文[1]李凤莲,陈晓磊,张雪英,焦江丽,李园园. 鲁棒性证据理论的煤层底板突水预测[J]. 辽宁工程技术大学学报(自然科学版),2015,12:1350-1355.

[2]刘雪艳,张雪英,李凤莲. 基于万有引力的煤层底板突水预测算法[J]. 煤炭学报,2015,S2:458-463. [3]陈桂军 , 张雪英 , 王子中 , 李凤莲 . Robust support vector data description for outlier detection with noise or uncertain data[J]. Knowledge-Based Systems, 2015, 90, 129-137. [4]陈桂军, 张雪英, 王子中, 李凤莲. An Enhanced Artificial Bee Colony-Based Support Vector Machine for Image-Based Fault Detection[J]. Mathematical Problems in Engineering, vol. 2015, Article ID 638926, 12 pages, 2015. [5] 刘雪艳, 张雪英, 李凤莲. Gravitational classification algorithm via unlabeled graph [J] Journal of Computational and Theoretical Nanoscience ,2015: 1-7. [6] 刘雪艳, 张雪英, 李凤莲, 黄丽霞. Combining supervised classifiers with unlabeled data[J]. Journal of Central South University, 2016, 23(5):1176-1182. [7] 李凤莲,张雪英,陈晓磊, et al. Adaptive and robust evidence theory with applications in prediction of floor water inrush in coal mine[J]. Transactions of the Institute of Measurement and Control,2017, 39(4), 483-493.[8]李凤莲,冯琳,张雪英,王子中. 模糊综合评判法的改进及在水源判别中的应用[J]. 太原理工大学学报,2015,04:444-447.

[9]李芸,李凤莲,张雪英,成韶辉. 基于MultiPatch的煤矿巷道三维模型的构建研究[J]. 太原理工大学学报,2014,03:408-410+430.

项目名称：珍珠岩膨胀技术及其混凝土制品的研究与应用主要完成单位：太原理工大学

信阳师范学院北京铭基建筑节能科技有限公司

主要完成人：李珠,赵林,王文婧,井强山,刘鹏,张玉,张家广,贾冠华,张亚男推荐单位：山西省教育厅项目简介：本项目属于建筑节能领域。一方面，面对日益严重的建筑能耗问题以及持续

刚性增长压力，我国大力支持建筑节能技术的推广应用，但由于各类建筑节能技术产品尚未成熟，存在性能不稳定、价格昂贵等原因，其推广受到阻碍 。2015 年，我国签订《巴黎协议》，意味着我国的碳排放量要从目前的 103亿吨降到 35亿吨，我国建筑节能面临严峻的挑战。另一方面，频发的建筑火灾事件给人民生命及财产安全造成了巨大的损失，而使火势迅速蔓延的根本原因 90%

以上是由于外墙保温层易燃且与结构层粘结处形成的空腔造成，现有外墙保温系统存在火灾隐患。针对这两方面的难题，本项目提出改进传统珍珠岩膨胀技术研发出性能稳定的膨胀珍珠岩—玻化微珠，并将其作为细骨料（保温骨料）首次应用于混凝土中去，将该混凝土应用于实际工程中，可实现保温与承重一体化，在降低建筑能耗的同时消除了建筑火灾隐患。本项目申请了相关专利 5项。（1）主要科技内容包括两个方面：①珍珠岩膨胀技术②玻化微珠保温承重混凝土的工程应用技术

（2）技术指标①膨胀珍珠岩—玻化微珠：堆积密度 80～160 kg/m3；导热系数 0.045～0.052 w/（m·k）；质量

吸水率 58.2～196%；闭孔率＞90%；强度（1Mp压力下体积损失率）32.5

～46%。②玻化微珠保温混凝土：强度等级在C20~C70；导热系数为0.167~0.558W/(m·K)、弹性模量为 2.4×104~3.5×104MPa。（3）经济指标、促进行业科技进步作用及应用推广情况： 利用信阳师范学院“球形闭孔膨胀珍珠岩的制造方法”专利技术，已建成 6

条以上电炉生产线，年产玻化微珠 8.3 万吨，产生经济效益 4000 余万元，成功实现产学研的技术转化。 利用太原理工大学与北京铭基建筑节能科技有限公司共同研发的“玻化微珠保温混凝土”专利技术，已建成山西晋城铭基凤凰城 16-19号楼示范工程，结构主体混凝土全部采用玻化微珠保温混凝土，实现了结构保温一体化，节省了外墙保温材料、降低了地基处理费用，建筑防火性能提高。推广应用情况基于发明专利“球形闭孔膨胀在做作业的制造方法”（ZL99116356.7）

和“球形闭孔膨胀珍珠岩工业化生产试验研究”（豫科鉴委字[2001]第 004

号）,已在全国珍珠岩行业使用。

本项目基于发明专利成果技术“玻化微珠保温混凝土” （ZL2006l0012726.2），该专利在 2012 年由太原理工大学与山西铭基房地产开发有限公司合作进行推广，首次将玻化微珠保温混凝土从实验室应用到大型单体建筑施工中，建设了示范工程—山西省晋城市铭基凤凰城 17-19#楼。该工程从 2012 年 9 月开始进行浇筑，至 2013 年 5 月主体结构浇筑完成，建筑通过泵送玻化微珠保温混凝土的方式施工，太原理工大学与山西铭基房地产公司全程派驻技术人员跟随项目抽查、取样、送检，对玻化微珠保温混凝土建筑主体结构的混凝土强度、导热系数、施工质量等方面进行了检测，并委托山西省建筑科学研究院、晋城市质量监督检查站进行检测验收。2013 年 6 月，示范工程已获得了国家住建部绿色建筑三星级设计评价标识。主要知识产权证明目录发明专利1.玻化微珠保温混凝土，中国，专利号：ZL200610012726.2

2.整体式保温隔热建筑，中国，专利号：ZL200910075207.4

3.一种玻化微珠产品收集专用料仓，中国，专利号：ZL201410069875.7

4.球形闭孔膨胀珍珠岩的制作方法，中国，专利号：ZL99116356.7

5.含纳米珍珠岩的建筑保温混凝土及其制备方法，中国，专利号：ZL201410804375.3.

项目名称：表面等离激元增强型光俘获及光电转换器件主要完成单位： 太原理工大学主要完成人：崔艳霞，郝玉英，冀婷，张叶，王文艳，朱福荣推荐单位：山西省教育厅项目简介：【科学技术领域】 金、银等贵金属纳米结构可激发表面等离激元共振模式，具有传统光学结构无法比拟的诸多超常特性。基于表面等离激元的光俘获及光电转换等功能器件已被世界高度重视。太阳能是最理想的绿色能源之一，对其利用包含光热和光电两个方面。传统器件将光能转化为热能或电能等其他形式的能量转换过程中，材料固有的工作波段及较弱的陷光能力一般无法满足实际需求。具有宽带高效光俘获性能的表面等离激元器件可直接用作太阳能光热元件，而表面等离激元增强的光电转换器件有望实现更轻薄、更高效的太阳能电池组件。【主要科技内容】

一、基于表面等离激元的光俘获器件：①利用一维周期排列的楔形金属/介质复合薄膜制成了超宽带表面等离激元光俘获器件；②实验上证实了多尺寸金属纳米腔共振单元复合可以拓宽光俘获的带宽;③通过激发横向相位共振模式或纵向相位共振杂化模式，实现了多带宽的光俘获器件。

二、表面等离激元增强型光电转换器件：①将包覆的金属纳米颗粒分别引入了太阳能电池中，研究了掺入颗粒对电池光/电性能的影响；②设计了含金属纳米光栅的有机太阳能电池，提高了活性层光吸收；③利用自组装或纳米压印将金属纳米光栅引入太阳能电池中，提高了光电转换性能。【促进行业科技进步作用】 本项目围绕表面等离激元的超常光俘获性能及增强光电转换性能开展研究，揭示了“金属纳米结构形貌特征-电磁场局域行为-光子/光电子器件宏观性能”之间的关系规律；揭示了具有宽带/多带光俘获性能的表面等离激元器件的物理机制；完善了此类光俘获器件的设计原则；揭示了在太阳能电池中掺入金属纳米颗粒对器件光学/电学性能的影响规律；设计了多种金属纳米光栅增强型光电转换器件；对开发高性能纳米光子/光电子能源器件有着重要的战略意义。论文发表在Nano Lett.、J. Mater. Chem. C等国际知名期刊，在Adv. Mater.(IF:

19.791)、Chem. Rev.(IF: 47.928)等期刊上被他引 413次，单篇最高 255次（ESI高被引）。

代表性论文专著目录：Yanxia Cui, Kin Hung Fung, Jun Xu, Hyungjin Ma, Yi Jin, Sailing He, Nicholas X. Fang. Ultrabroadband light absorption by a sawtooth

anisotropic metamaterial slab. Nano letters, 2012, 12(3): 1443-1447.Yanxia Cui, Jun Xu, Kin Hung Fung, Yi Jin, Anil Kumar, Sailing He, Nicholas X. Fang. A thin film broadband absorber based on multi-sized nanoantennas. Applied Physics Letters, 2011, 99(25): 253101.Wenyan Wang, Yanxia Cui, Yingran He, Yuying Hao, Yinyue Lin, Ximin Tian, Ting Ji, Sailing He. Efficient multiband absorber based on one-dimensional periodic metal–dielectric photonic crystal with a reflective substrate. Optics letters, 2014, 39(2): 331-334.Yanxia Cui, Kin Hung Fung, Jun Xu, Sailing He, Nicholas X. Fang. Multiband plasmonic absorber based on transverse phase resonances. Optics express, 2012, 20(16): 17552-17559.Yang Hao, Jingcheng Song, Fan Yang, Yuying Hao, Qinjun Sun, Junjie Guo, Yanxia Cui, Hua Wang, Furong Zhu. Improved performance of organic solar cells by incorporating silica-coated silver nanoparticles in the buffer layer. Journal of Materials Chemistry C, 2015, 3(5): 1082-1090.Runsheng Wu, Bingchu Yang, Chujun Zhang, Yulan Huang, Yanxia Cui, Peng Liu, Conghua Zhou, Yuying. Prominent efficiency enhancement in perovskite solar cells employing silica-coated gold nanorods. The Journal of Physical Chemistry C, 2016, 120(13): 6996-7004.Wenyan Wang, Yuying Hao, Yanxia Cui, Ximin Tian, Ye Zhang, Hua Wang, Fang Shi, Bin Wei, Wei Huang. High-efficiency, broad-band and wide-angle optical absorption in ultra-thin organic photovoltaic devices. Optics express, 2014, 22(102): A376-A385.Yanxia Cui, Haoyang Zhao, Fan Yang , Peiqian Tong, Yuying Hao, Qinjun Sun, Fang Shi, Qiuqiang Zhan, Hua Wang, Furong Zhu. Efficiency enhancement in organic solar cells by incorporating silica-coated gold nanorods at the buffer/active interface. Journal of Materials Chemistry C, 2015, 3(38): 9859-9868.

项目名称：磁性膨润土复合材料与器件成套制备技术及其在废水处理中的应用完成单位：太原理工大学主要完成人：马建超,马清亮,史慧贤,乔燕,葛晓华,李彦威推荐单位：山西省教育厅项目简介： 项目所属科学技术领域：属于矿物加工和环境技术交叉的科学技术领域 主要技术内容 1.一种磁响应性膨润土水处理剂的制备方法 为提高煤系粘土的综合利用价值，实现从“资源-产品-再生资源”的环保型发展。将膨润土等固废资源化，提出了一种磁响应性膨润土水处理剂的制备方法包括膨润土的提纯工艺、煤系粘土资源化制备水处理剂复合材料。该发明主要解决了铁零膨润土存在铁零附着力不高或者生产成本较高的问题，通过CO/H2作为还原剂，经过还原铁盐制备铁零膨润土。 2.超顺磁性膨润土基水处理剂的制备方法 提出了超顺磁性膨润土基水处理剂的制备方法。利用共沉淀法和溶剂热法制备出不同粒径分布与形貌特征的纳米 Fe3O4颗粒。提出了 Fe3O4-膨润土二元

复合结构与 Fe3O4-壳聚糖@膨润土三元结构的水处理剂。发现 Fe3O4-壳聚糖@膨润土具有良好的晶型结构和热稳定性，壳聚糖与 Fe3+的比为2:1，Fe3O4-壳聚糖与膨润土比 2:3为最佳比例。 3.一种磁性净水设备 针对目前污水处理设备分离时间长、分离效率低、占地面积大、自动化程度低和建设成本高等问题。开发了一种占地面积小、分离效率高、分离时间短、结构简单、适应性强的磁性净水设备。通过磁性分离手段结合对加药量、水压、流速、电流大小等的精确控制，改变传统沉淀池结构， 实现对污水的充分整流，使污泥、水轻重层次分离，提高固液分离效能，连续化进行大大提高了分离效率和分离效果。 授权专利指标：8项发明专利。 技术经济指标：膨润土的利用率≥90%，废水处理达到国家废水排放一级标准。 促进行业科技进步作用：本项目的成套技术促使煤系粘土的资源化利用日趋成熟，也会促进环保行业的进步和发展，也会引领相关产业的技术创新。对提高废弃资源的再生利用，保护生态平衡，促进社会生态文明的发展具有重要意义。 应用推广情况：本项目自 2014 年在全国各地的相关制药、化工、煤炭等行业推广应用以来，创造的经济价值 4723.45 万元，取得了良好的社会效益。