本項目提出紫莖澤蘭微波熱解及其熱解產(chǎn)物利用的基礎(chǔ)研究，實現(xiàn)了資源化利用。測定了紫莖澤蘭的成分組成、元素組成和工業(yè)分析，分析了熱重行為及其添加劑對熱失重的影響，研究了紫莖澤蘭和生物質(zhì)熱解炭的介電常數(shù)與介電損耗，以及微波場下的升溫特性曲線，奠定了微波熱解利用基礎(chǔ)；研究了熱解溫度、保溫時間、氮氣流速、添加劑等條件固、液、氣產(chǎn)物分布的影響規(guī)律，分析了熱解產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)，與常規(guī)熱解對比，揭示微波熱解機理，熱解氣凈化處理后可作為燃氣；開展了熱解炭通過物理活化、化學活化制備多孔炭的研究，探索了活化劑種類、反應(yīng)時間、微波功率等主要因素對多孔炭指標和得率等的影響規(guī)律，優(yōu)化了工藝參數(shù)，揭示了活化機理與孔炭結(jié)構(gòu)調(diào)控規(guī)律，物理活化可制得1036 m2/g以上多孔炭，活化過程產(chǎn)生16.91MJ/Nm3以上高熱值、富氫燃氣，化學活化可制得高于3000m2/g的高比表面積活性炭；分析了熱解液體產(chǎn)物的成分、熱值等基本特性參數(shù)，開展了乳化生物油的高值化研究，探索了主要參數(shù)對生物油熱值等主要參數(shù)的影響，獲得了熱值為40.2MJ/kg的乳化燃料。開展了楊木屑等物料微波熱解的移植性研究。通過項目實施，出版學術(shù)專著1部，發(fā)表論文15篇，SCI檢索14篇；申請專利19件，已獲授權(quán)11件。獲全國“冶金院長獎”青年教師提名獎、國際發(fā)明展覽會金獎1項。項目負責人晉升為教授，被遴選為云南省萬人計劃青年拔尖人才、博士研究生指導教師、中國有色金屬學會冶金物理化學學術(shù)委員會委員等，指導畢業(yè)博士研究生1人、碩士研究生2人。

生物質(zhì)可再生資源的開發(fā)利用是資源、環(huán)境和能源領(lǐng)域的重要研究方向。紫莖澤蘭位列我國外來入侵生物首位，數(shù)量和危害巨大，其資源化研究具有重要的科學意義和社會價值。針對熱解速率慢導致二次熱解、熱解產(chǎn)物復雜的問題，本項目提出熱解炭摻雜強化紫莖澤蘭在微波場下快速熱解，實現(xiàn)固體產(chǎn)物制備生物質(zhì)多孔炭、液體產(chǎn)物制取生物油、氣體產(chǎn)物燃氣化。首次研究紫莖澤蘭在微波場下固、液、氣熱解產(chǎn)物的綜合利用，實現(xiàn)紫莖澤蘭向生物質(zhì)能的熱化學轉(zhuǎn)化及高值化，提高熱解利用率；探索紫莖澤蘭微波快速熱解的固、液、氣產(chǎn)物分配特性及調(diào)控機制；研究熱解溫度、反應(yīng)時間、活化劑種類等對生物質(zhì)多孔碳的性能影響，乳化條件對生物油密度、熱值等的影響規(guī)律；構(gòu)建產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)聯(lián)關(guān)系，形成紫莖澤蘭微波快速熱解的資源化技術(shù)與應(yīng)用基礎(chǔ)理論。項目符合我國當前資源綜合利用、可持續(xù)發(fā)展的要求，對促進微波快速熱解在生物質(zhì)資源的綜合利用具有重要意義和應(yīng)用前景。

單分散、高純度的銦錫氧化物（ITO）粉末是制備高性能靶材的關(guān)鍵和必要環(huán)節(jié)，目前僅通過氣、固或液相通過純金屬進行制備。項目擬利用微波外場的直接加熱和對化學反應(yīng)的特殊效應(yīng)，將定向凈化和配置的銦、錫氯化物前驅(qū)體直接在微波作用下閃速熱解制備銦錫氧化物粉體材料。著重研究微波作用下銦、錫氯化物前驅(qū)體閃速熱解直接獲得ITO氧化物的反應(yīng)過程機制和調(diào)控方法，深層次揭示動態(tài)條件下，流化-微波復合場的噴霧速率、空間分布和微波能量的耦合關(guān)聯(lián)關(guān)系，最終形成液-固相流化復合場中微波促進液滴干燥脫水-分解收縮-粉體成型過程的反應(yīng)機理，得到前驅(qū)體在外場作用下的傳熱-傳質(zhì)規(guī)律，揭示微波能量內(nèi)部驅(qū)動下顆粒熱解的反應(yīng)機制，獲得高質(zhì)量的ITO粉體和新技術(shù)原型。項目有力的深化微波加熱技術(shù)基礎(chǔ)理論，革新傳統(tǒng)噴霧熱解技術(shù)，更為短流程冶金材料一體化技術(shù)開辟了綠色途徑，立足于地區(qū)優(yōu)勢開發(fā)高端產(chǎn)品和技術(shù)，具有重要的研究價值和應(yīng)用前景。

銦錫氧化物（ITO）由于優(yōu)異的光電性能被廣泛地應(yīng)用于電子工業(yè)、宇航、軍事、發(fā)光材料等領(lǐng)域。本項目以云南優(yōu)勢有色金屬資源銦、錫產(chǎn)業(yè)為依托，針對銦、錫高端產(chǎn)品深加工不足的問題，開發(fā)出微波強化噴霧閃速熱解一步法直接合成高品質(zhì)、透明的銦錫氧化物（ITO）超細粉體的新思路。利用微波選擇性、均勻、內(nèi)部加熱的優(yōu)勢，代替常規(guī)加熱方式，克服了常規(guī)噴霧熱解過程粉體粒徑分布不均勻、表面粗糙、破碎率高的缺點，在科學和實踐上具有創(chuàng)新性和研究價值。 從實驗研究和理論分析的角度，探討了氣-液-固流化反應(yīng)場中前驅(qū)體霧化液滴生成ITO產(chǎn)品的反應(yīng)機制和傳熱-傳質(zhì)規(guī)律。首次利用諧振腔微繞法測定了相關(guān)原料和產(chǎn)品的微波介電常數(shù)和微波損耗因子，為微波作用下的熱解反應(yīng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。利用差熱差重（TG-DTA）、X射線衍射（XRD）、掃描電子顯微（SEM）、透射電子顯微（TEM）、Malvern激光粒度、紅外光譜（FT-IR）、紫外可見光譜（UV-Vis）、透射能譜（EDS）分析等表征手段，獲得了工藝參數(shù)和微波熱源調(diào)控參數(shù)對產(chǎn)品晶體結(jié)構(gòu)、組成、微觀形貌及粒徑分布的影響規(guī)律。實驗結(jié)果表明，合適的前驅(qū)溶液濃度和微波熱解溫度是制備高純、超細的球形ITO粉體的關(guān)鍵因素。同時，在添加檸檬酸和乙醇作為表面活性劑的條件下，所制備的超細粉體具有分散性更好、尺寸分布更小且更均勻等優(yōu)點。超額完成了薄膜材料的制備和表征。在研究工作期間，發(fā)表學術(shù)論文10篇，其中SCI收錄7篇，申請發(fā)明專利4項，授權(quán)實用新型專利2項，獲省部級獎勵一等獎兩項（各排名第3）。 項目立足于地區(qū)優(yōu)勢開發(fā)了高端產(chǎn)品和綠色技術(shù)，實驗和理論研究結(jié)果為高效、快速制備ITO粉體材料提供了可靠依據(jù)和支撐，并對進一步的工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用具有重要參考和指導價值。