气凝胶作为建筑节能材料起到什么样的作用?它有哪些局限性?_生活广记

气凝胶作为建筑节能材料起到隔热、保温、轻量化的作用，局限性是价格昂贵。
气凝胶材料的低成本大规模生产，进一步利用制成气凝胶毡、气凝胶板、气凝胶玻璃、气凝胶涂料等，可以作为绝热材料、隔声材料、吸附剂、干燥介质、催化剂载体等进行应用。其中，气凝胶毡、板可以用于建筑保温、管道及设备保温等，深入开发这些保温材料可以进一步丰富市场中保温材料的种类，具有更加多样的应用范围，具有很好的市场前景。
高热阻、阻燃的气凝胶材料丰富了保温隔热材料市场，提高建筑的保温性能和节能特性，避免了能源资源的浪费，气凝胶的阻燃特性也提高了住户的安全保障。
轻质保温的气凝胶材料制品将突破目前建筑保温材料自身发展的瓶颈，有效推动住宅产业化、建筑节能及其评价等产业的发展，以此推进天津市住宅的建筑节能和绿色建筑的产业化进程，可有效提高节能环保功能，积极促进我国建筑节能产业的绿色发展。
产品价格昂贵。气凝胶的生产成本主要集中在原材料硅源、设备折旧以及能耗方面。其中设备折旧以及能耗成本约占产业链总成本的6成。
气凝胶：
一定浓度的高分子溶液或溶胶，在适当条件下，粘度逐渐增大，最后失去流动性，整个体系变成一种外观均匀，并保持一定形态的弹性半固体，这种弹性半固体称为凝胶。
气凝胶相比于普通多孔材料有一个重要的特点：其骨架在纳米尺度。因此，当可见光穿过时散射较?。?看上去像“冻住的烟” 。
气凝胶密度极低，是世界上最轻的固体。目前，最轻的气凝胶是一种“全碳气凝胶” ，密度仅有0.16mg/cm3（去除空气密度），仅为空气密度的1/6 。把这种材料放在花朵上，柔软的花蕊几乎没有变形。
合肥工业大学化学工程学院的科研介绍气凝胶的制备通常采用两步法：第一步溶胶-凝胶过程，第二步干燥过程。
制备过程：
1、溶胶-凝胶过程
用含高化学活性组分的化合物作前驱体，前驱物与溶剂产生水解或醇解，在溶液中形成稳定的透明溶胶体系，溶胶经陈化胶粒间缓慢聚合，形成三维空间网络结构的凝胶，凝胶网络间充满了失去流动性的溶剂。因此更全面地看，此法应称为SSG法，即溶液-溶胶-凝胶法，其最基本的反应如下：
（1）溶剂化
电离反应：能电离的前驱物金属盐的金属阳离子Mz+吸引水分子形成溶剂单元M(H2O)z+n (z为M离子的价数) ，为保持它的配位数而具有强烈的释放H+的趋势。
M(H2O)nz+=M(H2O)n-1(OH)(z-1)+H+
水解反应：非电离式分子的前驱物，如金属醇盐M(OR)n(n为金属M的原子价，R代表烷基) ，与水反应:M(OR)n+xH2O=M(OH)x(OR)n-x+xROHM(OH)n
反应可延续进行，直至生成M(OH)n 。
（2）缩聚反应
失水缩聚：-M-OH+HO-M- = -M-O-M-+H2O
失醇缩聚：-M-OR+HO-M- = -M-O-M-+ROH
2、干燥过程
前驱体经过Sol-gel过程后获得凝胶，凝胶由富有弹性的固体网络和网络中的液相溶剂组成，凝胶中存在纳米结构微孔。干燥初期，足够多的液相填充于凝胶孔中，凝胶体积的减少与液体蒸发的体积相等，无毛细管力。
当凝胶体积减少量小于液体蒸发体积时，液体蒸发使固相暴露出来，固/液界面被能量更高的固/气界面所取代，为阻止体系能量增加，孔内液体将向外流动覆盖固/气界面。此时液相在凝胶孔中形成弯月面，由于液体表面张力的作用，产生了毛细管压力。
毛细管力作用于凝胶微孔的孔壁上，这样将会导致大量凝胶网络结构的坍塌。因此要想得到气凝胶，就必须在保持原有凝胶网络结构的情况下，将网络中的溶剂排除。为了解决这一难题，近年相继发展出了超临界干燥，冷冻干燥，常温常压干燥和传导干燥等技术。
超临界干燥
【气凝胶作为建筑节能材料起到什么样的作用?它有哪些局限性?】
在气凝胶制备中，超临界干燥是最常用的干燥方法。所谓的临界状态指的是一种气液共存的状态。每种物质都有其固有的临界温度Tc和临界压力Pc，在临界温度Tc以上时，不论加入多大压力都不能使气体液化；Pc是指在临界温度Tc下气体液化所需的压力。
由于液体的表面张力与温度有如下关系：
（γ为液体的表面张力；γ0为与分子间引力有关的液体特性常数；T为体系的温度；TC为临界温度；）所以根据公式，在临界条件下（T=TC），气液界面将消失，表面张力趋于零，这样凝胶微孔中就不存在毛细管附加压力了。因此超临界干燥，可以保持凝胶网络结构，防止纳米粒子的团聚和微孔结构的坍塌。
实际中最常用的三种干燥介质是甲醇，乙醇和二氧化碳，但由于甲醇，乙醇易燃、易爆且临界条件较苛刻，故大规模制备时仍采用二氧化碳。
装置的关键部分是温度和压力的控制器，根据干燥介质的临界参数，通过控温器和减压阀来调节超临界干燥中所需的温度和压力。
冷冻干燥 ?
各种干燥方法的主要目的都是为消除或减小干燥过程中对内部网络结构的破坏力，尤其是毛细管力。超临界干燥通过在高温高压下产生的超临界流体来消除气/液界面，从而消除毛细管压力；而冷冻干燥恰恰相反，是在低温低压下将湿凝胶冻为固态，然后通过升华作用来干燥。
干燥过程中气/液界面转变为固/气界面，避免了微孔内弯月面的形成，从而消除毛细管力。因此冷冻干燥获得的干凝胶也叫冻凝胶。虽然冻凝胶也有很大的比表面积，但与超临界干燥技术制备的产品相比，仍有一定的差距，且孔容较小。
凝胶冷冻的过程是固化相变的过程，通常会发生一定体积的变化，且有晶核形成和溶剂晶体长大的趋势，这也可能会对凝胶的网络结构产生破坏，并形成非常大的孔洞。
常温常压干燥
常压常压干燥与其他干燥方法相比，所需设备简单，一旦工艺成熟，就能进行连续化和规模化生产。因此常温常压干燥是最有希望大规模运用的一种干燥方法。
通常，凝胶网络结构不可能非常均匀，凝胶内部的孔道有粗有细。这样，在同一块凝胶内,应力的不均衡往往会造成开裂或粉碎。非超临界干燥方法可以通过以下措施来实现：增强凝胶网络骨架的强度，改善凝胶中孔洞的均匀性，凝胶的表面修饰以及减小溶剂的表面张力等。
扩展资料：

气凝胶，又称为干凝胶。当凝胶脱去大部分溶剂，使凝胶中液体含量比固体含量少得多，或凝胶的空间网状结构中充满的介质是气体，外表呈固体状，这即为干凝胶，也称为气凝胶。如明胶、阿拉伯胶、硅胶、毛发、指甲等。气凝胶也具凝胶的性质，即具膨胀作用、触变作用、离浆作用。
气凝胶是一种固体物质形态，世界上密度很小的固体之一。密度为3千克每立方米。一般常见的气凝胶为硅气凝胶，其最早由美国科学工作者Kistler在1931年因与其友打赌制得。气凝胶的种类很多，有硅系，碳系，硫系，金属氧化物系，金属系等等。
aerogel是个组合词，此处aero是形容词，表示飞行的，gel显然是凝胶。字面意思是可以飞行的凝胶。任何物质的gel只要可以经干燥后除去内部溶剂后，又可基本保持其形状不变，且产物高孔隙率、低密度，则皆可以称之为气凝胶。
因为密度极低，目前最轻的气凝胶仅有0.16毫克每立方厘米，比空气密度略低，所以也被叫做“冻结的烟”或“蓝烟” 。由于里面的颗粒非常?。?擅琢考叮??所以可见光经过它时散射较?。ㄈ鹄?⑸洌?nbsp;，就像阳光经过空气一样。因此，它也和天空一样看着发蓝（如果里面没有掺杂其它东西），如果对着光看有点发红。（天空是蓝色的，而傍晚的天空是红色的）。
由于气凝胶中一般80%以上是空气，所以有非常好的隔热效果，一寸厚的气凝胶相当20至30块普通玻璃的隔热功能。即使把气凝胶放在玫瑰与火焰之间，玫瑰也会丝毫无损。气凝胶在航天探测上也有多种用途，在俄罗斯“和平”号空间站和美国“火星探路者”的探测器上都有用到这种材料。气凝胶也在粒子物理实验中，使用来作为切连科夫效应的探测器。
位在高能加速器研究机构B介子工厂的Belle 实验探测器中一个称为气凝胶切连科夫计数器(Aerogel Cherenkov Counter, ACC) 的粒子鉴别器，就是一个最新的应用实例。这个探测器利用的气凝胶的介于液体与气体之低折射系数特性，还有其高透光度与固态的性质，优于传统使用低温液体或是高压空气的作法。同时，其轻量的性质也是优点之一。
百度百科-气凝胶
本方向主要从事有机功能高分子、精细高分子的合成与应用基础理论研究，运用高分子分子设计手段，通过可控合成反应技术研究多层次结构高分子体系，并涉及高聚物多相体系的结构、性能与流变学；纳米复合高分子；高分子 / 无机杂化复合；功能与绿色高分子；聚合物复合改性等。本方向是材料科学与工程一级博士学科点的重要研究方向之一，现有教授 3 人（博导 2 人），具有博士学位教师 10 人，先后承担国家和省部级攻关、基金项目 20 余项，获省部级科技奖励10余项，2000年以来发表论文100 余篇，其中SCI 、EI收录40余篇。
在多层次高分子可控合成方面，采用分子设计与性能设计相结合的手段，研究树枝状结构聚合物、核壳结构高分子、定点接枝结构聚合物的可控合成原理与实施方法，并展开结构、性能与功能关系研究。目前正承担二项国家自然科学基金的研究，2004年在Advanced Materials, Macromolecules, Polymer 等刊物上发表论文 5 篇。
在聚合物复合改性方面，继续开展高聚物共混物间相容性、界面特性、形态和尺寸控制及破坏机制、寿命预测及界面分子结合状态等基础理论及应用研究，并对有机高分子 / 无机杂化复合机理、聚合物纳米复合体系物化性能及分子剪裁、组装进行深入的理论研究和应用开发工作；目前正承担 2 项国家自然科学基金的研究，近 5 年来在 Journal of Polymer Science-Part B, Jourmal of Applied Polymer Science, Polymer Science and Engimeering 等国际刊物上发表论文 14 篇。与安徽国风集团、皖北煤电集团、安徽丰原集团、安徽氯碱集团、黄山永佳集团等大型企业建立了长期的科研与人才培养合作关系，并共建了多个产学研工程中心。
在功能与绿色高分子方面（隐身涂层、紫外光固化涂料、温致变色凝胶、水性涂料、水性粘合剂、两亲性涂料），进行光、热、电磁学、力学、生物学等功能高分子材料的应用基础研究及应用开发工作，并向绿色可降解高分子功能材料及环境协调型高分子材料方向拓展。目前承担一项国家自然科学基金项目和大量企业委托项目的研究。同时，丙烯酸型阴极电泳漆、快干腻子、两亲性涂料等项目已成功地应用于上海、安徽等地的柴油机、汽车、叉车、空调行业，为企业带来了显著地经济效益。环保型水性黏合剂系列已在合肥等地企业正式生产，满足了市场需求。
无机功能材料的制备技术与工艺
无机功能材料包括了除有机高分子和复合材料以外的所有功能材料，在国民经济发展中占有重要地位，其制备方法的研究与开发越来越引起国内外研究学者的高度重视。本方向围绕我们所选定的介观尺度新材料如催化剂材料、光学功能材料、矿物材料的制备，按照应用过程的需要来进行材料设计与过程优化，结合化学工程学科发展的最新动态与研究热点，开展用化学工程的理论与方法去解决介观尺度新材料制备过程中的关键问题，目标是通过对制备工艺 – 微结构 – 性能关系的研究达到对材料微结构与性能的控制。一方面通过研究拓展传统的化学工程技术如超重力技术、微重力技术、超临界技术、水热技术、膜技术等，将它们应用于介观尺度新材料的制备；另一方面发展新的单元技术和反应 – 分离集成技术，并解决其过程放大的技术问题，实现相关新材料的规模生产。通过研究创新，不仅可以解决新材料生产中的关键问题，同时也将促进新兴的材料化学工程学科的发展。
本方向近年来先后承担了 3 项国家自然科学基金项目、 1 项教育部优秀青年教师资助计划、 2 项教育部留学回国人员启动基金、 6 项安徽省自然科学基金、 1 项安徽省国际合作项目、 1 项安徽省科技攻关等项目，以及一批企业委托合作项目。2001–2006 年期间发表论文 120 余篇，其中在国际重要学术刊物上发表 SCI 论文 50 余篇，经 Web of Science 检索，目前被国内外同行引用的次数已达 250 余次。申请发明专利 5 项及多项科研成果转让。获得安徽省高等学校优秀科技成果三等奖 1 项， 1 人被授予“安徽青年五四奖章” 。电化学作为具有广泛应用背景的学科，其基础研究往往具有强烈的应用导向，并在能源、材料、生命、环境以及纳米科学领域有重要应用。应用电化学方向研究内容涉及非线性电化学、能源电化学、材料电化学、纳米电化学、金属电沉积、化学电源、电化学腐蚀与防腐、电解、电沉积、生物电化学、电催化材料与技术、纳米功能材料、计算化学等方面。
本方向在电化学方法和技术应用、材料制备及电化学表征、电池技术等方面形成了自己的特色。合成新型的能源纳米材料，重点开展锂离子电池用电极材料、太阳电池材料的研究。系统制备了氮化物及复合材料，研究了氮化物材料的超电容性能，此项工作国外极少研究报道，国内没有其它课题组的相关研究。在国内较早开展超电容材料的电化学研究；开辟炭气凝胶材料新的制备方法，开发低成本高效率的制备工艺；充分利用秸秆这一可再生资源，制备高比电容活性炭材料，解决秸秆燃烧带来的环境和社会问题，开展新型储能炭材料的研究与开发；开拓了国内电化学混沌研究，实现了电化学混沌的控制和同步的研究，在非线性电化学方面有明显的特色和优势；以层状硅化物、石墨为基体，通过插层、杂化技术，获得具有电池材料有机/无机层状纳米复合材料；结合电化学方法与生物技术进行生物分析，结合谱学电化学方法进行电化学现场分析，开展现场分析在天然抗氧化剂、生物激素及各种生物小分子的检测及动态过程分析；开展电化沉积、材料表面处理和缓蚀剂应用，并采用无机有机杂化材料进行涂层保护，围绕保护技术开展深入的理论研究和应用开发。
本方向积极参加科技企业的技改工作，与淮北东磁集团合作的科研课，得到省科技厅的支持，获准为安徽省科技攻关重点项目。在生物质的综合利用上，实现了与宁国市达成产学研联合。在开发超电容器方面，与源光电器有限公司，形成产学研合作。铜电解精炼的相关研究，为提高了我国最大铜冶炼基地铜的品位发挥了重要作用。积极参与杭州湾公路大桥防腐工程项目，顺利完成两个防腐项目的研发与实施。开发的防水防腐材料已用于包公祠的保护中，取得了良好的效果。近年来，承担了包括国家自然科学、安徽省自然科学基金、安徽省科技攻关，合肥市科技攻关项目多种科研课题。近年在国内外学术杂志上发表论文 120 多篇。在电化学理论方面取得了重要成果，获得了省科技成果三等奖多项。本研究方向开展医药、农药和表面活性剂及其中间体等精细与专用化学品的开发，开展精细有机合成与生物转化及其过程中的理论和技术问题研究。精细化学品生产是化学工业中最重要组成部分，国际上精细化工在化工比重达 85 %以上，我国只有 50 %左右，而我们安徽省比重更低。精细化工行业是技术、资金密集行业，产品利税率也很高。通过改革开放近三十年发展，我国在东部沿海地区已经发展起来相对集中的精细化工产业群，这也为安徽的精细化工发展提供了机遇。随着化石资源的消耗，对利用生物质生产精细化学品的技术需求日益迫切。我省是东部的农业省，农产品等生物质资源产量较大，为生物转化生产精细化学品提供了原料保障。因此，开展精细合成与生物转化及其过程耦合技术的研究，对提高我省乃至我国的精细化学品生产技术水平，减少环境污染和有毒有害物质排放，提高生产中安全水平，降低生产成本，将会起着决定性作用。
本方向结合现代化学工程发展动态开展了反应分离耦合工程和生物酶工程的研究，形成了具有自主知识产权和一定优势的结合塔分离的氯化反应工程技术。开发的气液氯化反应－塔分离耦合工程技术已用于 1200 吨 / 年间二氯苯、 600 吨 / 年医药级一氯丙酮和二（三氯甲基）碳酸酯（即三光气）等的工业化生产过程。反应－塔分离工程技术还成功地用于 5000 吨 / 年医药用（无味） 1 ， 2- 丙二醇的工业化生产。依据化学反应原理和传质过程的基本理论，研究了有机气液氯化反应的等分子双相扩散传质过程，提出并建立了全新的传质（数学）模型。目前，正在进行甲苯对位选择性氯化反应分离耦合工程技术，利用秸秆（纤维素）产乙醇和乳酸等的固定化微生物酶同步糖化发酵技术的研究。
在药物与精细功能化学品的合成方面，根据市场需求及国内外发展动态开展表面活性剂以及中间体和其它功能性精细化学品的合成研究，结合非专利药物的工艺研究开展药物的合成新方法和新技术研究，新结构药物以“ me-too” 药物为主，开展药物的设计与合成研究。形成了具有自主知识产权并处于国内领先水平的三光气法合成碳酸酯和异氰酸酯的新技术方法，已用于合成聚碳酸酯、碳酸二苯酯、碳酸（ 4 －硝基苯）酯、磺酰异氰酸酯等产品，其中三光气法磺酰异氰酸酯的合成为我省以及我国的磺酰脲类除草剂的关键生产技术的突破做出了重大贡献。目前，正在进行功能性产品羟基丁酮及其衍生物的合成、生物法香兰素和燃料乙醇、细胞（酶）固定化生产高分子药物右旋糖酐、抗癌药物灵菌红素的生物合成以及非水溶性药物和多肽类药物等的高分子前药化设计与合成研究。本方向将现代生物技术与反应分离耦合工程基本原理相结合，以生物酶工程技术和反应分离耦合工程为基础，针对生物制药过程的特点和目前存在的问题，着重研究保持微生物以及酶活性的固定化方法，并借助工程方法研究微生物以及酶合成药物的过程，所开发的生物酶固定化技术方法已开始为生物制药业提供技术保障。
本方向的主要研究内容包括：化学及生物制药过程耦合工程技术与应用；药物及其中间体的合成研究；药用高分子与药物新剂型；应用微生物及其酶对天然产物进行生物转化；酶固定化技术研究；制药工程 GMP 设计技术研究。
在固定化酶法生产右旋糖酐研究中，形成了肠膜状明串珠菌固定化新材料及方法并申报了国家发明专利。采用海藻酸盐基复合材料固定肠膜状明串珠菌生产右旋糖酐蔗糖酶，推出游离酶法合成右旋糖酐的新工艺。根据右旋糖酐合成形成机理，结合工艺工程条件对分子量大小和分步的影响的研究结果，提出了酶法原位定长剪切的分子量调控方法。结合反应分离耦合工程技术，基本实现了临床用特定分子量的右旋糖酐的生产调控。对粘质沙雷氏菌酶促氧以及双氧水对容易降解的多元酚/胺的降解的研究发现，可催化降解多元酚/胺的酶为胞外酶，基本弄清了酶降解氧化的机理。采用固定化酶实现了异丁香酚的转化，并生产出香兰素。
为解决阿司匹林胃肠道明显刺激作用，同时延长其在体内的停留时间，以生物高分子 – 右旋糖酐为载体，合成出右旋糖酐 – 阿司匹林偶联的高分子药物。通过化学键将药物和聚合物直接结合，制备可降解的生物溶蚀型缓释药物，使阿司匹林可通过水解或酶反应从聚合物中释放出来，右旋糖酐 - 阿司匹林偶联的高分子药物因右旋糖酐的生物酶可降解性而具有肠靶向性。
以安徽地道铜陵丹皮提取物丹皮酚为有效成分，创造性地利用冰片以及冰片包合物与之形成突释和缓释结合型全天然日用防腐防霉剂，提供一种对环境友好、对人体安全的纯天然、高效、持效的新一代防霉防蛀剂，已申报国家发明专利。
近几年来，本方向承担和完成了一批省部级和企业委托合作项目，如：固定化酶法生产右旋糖酐新技术应用开发（皖经贸技术项目，450 万）；一类新药金水宝胶囊二次开发高技术产业化；发酵法生产香兰素；中药提取工程设计研究；中药提取及制剂工程设计与研究；安全无毒型防霉防蛀剂的研究；卡介菌的核糖核酸生产技术 GMP 研究等。安徽省是一个矿产资源非常丰富的省份，膨润土、明矾石、凹凸棒土、蛇纹石、钾长石、高岭土等矿物储量十分丰富。但目前我省乃至全国的矿产资源利用率尚低，深加工及综合开发利用空间很大。本方向自“七五”以来，在国家自然科学基金、安徽省科技攻关、安徽省自然科学基金、省重点科研、合肥市重点攻关等科研计划的资助下，在相关企业的配合下，针对我国尤其是安徽省非金属矿资源，重点开展了非金属矿产物理化学性质、深加工技术和综合利用新工艺、矿物材料的合成及应用等研究。
近十年来，本方向的典型成果有：
（1）矿物火法加工方面，获得了明矾石矿物高温快速脱水分解制备硫酸钾和酸熔法分离铝硅新方法；建立了钾长石提钾新机理，开发出从钾长石制钾肥和含钾复合肥多种新工艺。
（2）在膨润土、蛇纹石、高岭土等矿物湿法加工方面，获得活化酸浸新技术，使其加工过程具有能耗低，原料消耗少，无环境污染，工艺、设备简单易实现工业化，基本实现了绿色加工等特点。
（3）在矿物加工热力学研究方面，利用“矿物加和技术”将复杂硅酸盐矿物表示为可能的多种简单化合物的组合加和的形式，并引入树图理论，采用最小二乘回归方法估算了蒙脱石、蛇纹石等多种硅酸盐矿物的标准Gibbs生成自由能，从而为硅酸盐矿物化学加工过程的热力学分析提供了依据。在矿物加工动力学研究方面，重点对高岭土、蛇纹石、明矾石等矿物主要加工工序的反应模型、反应控制步骤、宏观动力学及反应器的最优化设计等进行了研究，为主要设备的工业化设计打下了基础。
（4）利用现代仪器研究发现，膨润土、蛇纹石等经无机酸处理后所得的无定形二氧化硅有良好的功能性和显著的易反应性，使其易于用来合成各种硅化合物，用作多种功能材料等。
（5）在利用非金属矿制取高附加值产品方面，已研究出系列镁化合物、硅化合物、铝化合物等的生产技术。
（6）在矿物材料合成及应用方面，开展了微/介孔矿物材料——层柱粘土等的制备及应用研究；并在深入开展其结构与性能研究的基础上，采用活性物质对层柱粘土结构进行修饰的方法，以期改善层柱粘土的性能，使其具有更优良的催化和吸附等性能。
上述成果的取得为非金属矿的深度开发利用打下了坚实的基?。?并为矿产资源开发利用向环境友好和可持续发展的方向迈进提供了技术保障。目前已公开发表相关学术论文 60 余篇，成果已为国内外同行学者所重视。
在人类高度重视可持续发展的今天，资源综合利用是一项意义十分重大并且十分迫切的课题，涉及到资源加工利用中的诸多化学、化工和环境问题。本方向在已有工作基础上，力争在 “十一五”期间发展成为安徽省非金属矿综合利用研究基地，并致力于加强矿物资源绿色加工工艺、新的应用领域等方面的研究和开发，使资源开发与利用向环境友好和可持续发展的方向迈进。分离工程与技术是化学工程与技术重要的单元过程，是化学与生物工程下游加工技术的核心，也是国际化工热点研究领域之一。分离与精制过程在化学工程、精细化工、农产品加工工程、食品工程等众多产业领域内都占有举足轻重地位。深入开展化工产品与生物活性成分分离纯化技术研究，有助于将我国丰富的生物资源优势及时转化为经济优势，对增强国际竞争力，带动相关产业科学、快速、可持续地发展具有深远重大的意义。
本研究方向紧跟国际分离与精制工程领域的前沿，以化工、石化、轻工、制药、生物等工业生产过程为研究对象，重点研究膜分离、络合萃取、超临界萃取、精馏、吸附分离等新型分离技术与设备，并对产品成形喷雾干燥、反应－分离集成过程、新型功能化学品开发、化工过程设计与控制等进行开发研究；另外在化工节能与换热、环境保护等方面也取得了许多可喜的科研成果。
本方向先后在国内外著名学术期刊上发表研究论文 100 余篇，获得国家发明奖、国家科技进步奖各 1 项，省部级各类奖励 6 项，实用新型专利和发明专利 4 项。研究成果已在许多企业推广、应用，如溶剂厂尾气分离回收工程项目、超细粉体生产厂膜分离设备、急弯射流微粉分级机、氨基苯酚生产废处理、膜法处理碱法草浆造纸黑液、草酸厂设计、天然药物分离与精制等。本方向从事与汽车、机动车有关的化学品的研究与开发，涉及到车用塑料，车用橡胶，车用水性粘合剂，汽车涂料与涂层，车内环境检测、分析与评价，车用化学品的分析、检测及评价等的研究。本方向的主要研究内容包括：
车用塑料的统一：汽车上用的塑料品种达几十种，给材料再生利用带来更大的困难，从而提出汽车塑料材料品种统一的问题。把车用改性聚丙烯材料归纳为低温高抗冲型、高刚性型、耐热型、低翘曲型等几大品种，使各种汽车上使用的 30 余种聚丙烯材料尽量统一起来。通过几个大品种的开发研制，降低开发与回收成本，具有良好的经济与社会效益。
汽车保险杠专用料的开发：汽车保险杠是汽车轻量化过程中的重要环节，并承担着美化车体和提高行驶安全系数的作用。新型保险杠专用料要求具有更低的成本，更好的性能及可回收性，本方向在色母粒研制方面取得小试突破。
汽车仪表板骨架与蒙皮材料的开发：区分不同档次的车型和用户需求，针对各种各样的需要开发出优质的汽车仪表板骨架与蒙皮材料。高档车型可以选用 PC/ABS 或 PBT/ABS 合金材料作骨架；中低档车型可以选择 PP 骨架材料，低档车型可以选用硬质 PVC 一次成型骨架材料。在仪表板蒙皮材料用聚氨酯的研制方面，已积累丰富的开发和研究经验，与合肥安利聚氨酯集团合作开发了新型聚氨酯人造革材料的生产配方和生产工艺。
POM 、 PA 工程塑料及其共混改性产品研发：本方向在 POM 工程塑料的阻燃改性和耐磨性方面作了大量工作，有许多学术论文发表，曾经与飞虎汽车有过愉快的合作。在 PA 共混以及玻纤改性材料的研制方面具有丰富的经验。
涂料体系：总体发展思路是在逐步提高使用性能的前提下，向环保涂料方向发展。目前除底漆主要采用电泳漆外，其它涂层主要的研究方向有：水性涂料；高固体份涂料；超高固体份涂料；粉末涂料；光固化涂料。涂料助剂作为精细化工的一部分对于涂料的开发具有十分重要的作用，结合涂料专用树脂和涂料体系的开发，配套进行涂料助剂的研发，以形成一个完整的体系。
车内环境检测、分析与评价：汽车内使用了大量多类型的内装饰材料，如车身材料、保温材料、工程塑料、地板革、粘结剂等，所使用的高分子材料多达几十种，其中都含有一定的有毒有害物质。已成功完成江淮汽车委托项目，率先在全国制订了汽车内空气质量企业标准并通过省级鉴定，在开展汽车车箱内环境检测、分析与评价，致力于摸清车箱内污染来源，提出控制污染源的措施与对策方面走在了国内前列。