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超導(dǎo)體臨界磁場是指在外加磁場下超導(dǎo)態(tài)轉(zhuǎn)變成正常態(tài)所需的磁場強度。它是超導(dǎo)的基本性質(zhì)之一，也是決定超導(dǎo)體應(yīng)用的一項重要指標。第一個被發(fā)現(xiàn)的超導(dǎo)體——水銀，它的臨界磁場僅有幾十毫特斯拉。近年來人們發(fā)現(xiàn)，某些厚度僅有幾個原子層的薄膜可以在幾十特斯拉的磁場下保持超導(dǎo)，這大大超出了人們的預(yù)料。為了解釋這個現(xiàn)象，人們提出了伊辛配對機制，認為這是由于這一類特殊材料的晶格不具備中心反演對稱性，參與超導(dǎo)配對的電子具有了鎖定的自旋取向所致。在此框架下，人們通過在非中心對稱的材料中尋找，又發(fā)現(xiàn)了多個具有巨大臨界磁場的超導(dǎo)體。然而，也有人認為這完全是材料維度效應(yīng)所導(dǎo)致的，挑戰(zhàn)了伊辛配對機制。同時，伊辛超導(dǎo)理論的一個重要預(yù)言——臨界磁場的低溫發(fā)散行為也一直未被實驗驗證。最近，清華大學(xué)物理系張定副教授和薛其坤教授領(lǐng)導(dǎo)的中德合作團隊，打破了此前理論的限制，首次在具有高對稱性的材料——錫烯薄膜中觀測到了數(shù)倍于理論預(yù)期的臨界磁場，并清晰地觀測到了溫度逼近絕對零度時臨界磁場的發(fā)散行為，給出了伊辛超導(dǎo)非常強的證據(jù)。北京時間3月13日，相關(guān)研究成果以《錫烯薄膜中的第二類伊辛配對機制》（“Type-II Ising pairing in few-layer stanene”）為題在線發(fā)表于《科學(xué)》（Science）上。圖1. 實驗測得的錫烯超導(dǎo)中奇異的上臨界磁場行為。顏色代表樣品的電阻（紫色區(qū)間為正常態(tài)，深藍色區(qū)間為超導(dǎo)）。圓圈標出了不同溫度下的上臨界磁場。實線和虛線代表了不同的理論模型，其中紅色為本工作中提出的第二類伊辛配對機制。左下和右上的示意圖分別畫出了錫烯的原子結(jié)構(gòu)和能帶。薛其坤教授研究團隊長期從事原子級可控的高質(zhì)量薄膜的制備和物性探索，在二維超導(dǎo)領(lǐng)域發(fā)現(xiàn)了單層鉛膜超導(dǎo)、單層鐵硒/鈦酸鍶界面高溫超導(dǎo)和雙原子層鎵膜超導(dǎo)的格里菲斯奇異性等。2018年，團隊核心成員張定副教授等人首次發(fā)現(xiàn)灰錫薄膜—錫烯—具有超導(dǎo)電性（ 《自然-物理》Nature Physics, 14，344（2018）），隨后發(fā)現(xiàn)其面內(nèi)上臨界磁場超過了常規(guī)超導(dǎo)體的上限—泡利極限。為了進一步深刻理解錫烯的二維超導(dǎo)特性，研究團隊與德國馬普固態(tài)研究所的約瑟夫-福森（Joseph Falson)博士和尤根-斯密特（Jurgen Smet）教授合作，利用極低溫強磁場下原位旋轉(zhuǎn)測量技術(shù)，系統(tǒng)測量了不同厚度錫烯樣品在近乎整個超導(dǎo)溫度區(qū)間上臨界磁場的變化行為，發(fā)現(xiàn)上臨界磁場不僅超出泡利極限，而且在溫度逼近絕對零度時仍無飽和跡象，這是典型的伊辛超導(dǎo)行為。由于錫烯具有中心反演對稱性，這些行為不能用現(xiàn)有的伊辛超導(dǎo)理論解釋。為了理解這一令人困惑的現(xiàn)象，清華大學(xué)物理系徐勇副教授和北京師范大學(xué)劉海文研究員等開展了深入的理論研究。論文鏈接：https://science.sciencemag.org/content/early/2020/03/11/science.aax3873

近年來，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，石油開采、油品運輸?shù)冗^程的泄漏造成了越來 越嚴重的環(huán)境污染，并已嚴重威脅到人類的生存。如何有效的祛除這些油類污 染物成為了全球性的研究課題。為此，我們以石墨烯為原材料，成功制備了一 種新型的石墨烯海綿。 石墨烯是一種由碳原子以特殊結(jié)構(gòu)排列而成的單層片狀結(jié)構(gòu)的新材料是世 上已知的最薄、最堅硬的納米材料，而且它的柔韌性也很強，對芳香性的分子 具有很強的吸附能力。利用石墨烯的這些特性，我們將石墨烯和聚合物復(fù)合到 一起，通過原位聚合的方法合成了石墨烯海綿（如下圖 1 所示）。石墨烯海綿 的合成過程簡單，條件溫和，海綿的形狀和大小可以通過改變?nèi)萜鞯男螤詈痛?小來控制，成本低，可大規(guī)模批量生產(chǎn)。所制成的海綿具有親油疏水、大孔徑、 高彈性等特點，能夠特異性的吸附水體中的油類（如：汽油、柴油、原油等） 和有機污染物（如：四氯化碳、正己烷、環(huán)己烷等），并且利用其彈性可以將 吸附的油類污染物擠出，可進行循環(huán)利用。因此，這種新型石墨烯海綿在處理 油水混合物領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，可以用于處理海洋溢油，含油廢水，生 活污水等。 

團隊研究后發(fā)現(xiàn)，樟腦與石墨烯表面吸附能較小，作為輔助轉(zhuǎn)移層時可以僅通過室溫下干燥升華、低溫短時間退火或無水乙醇試劑清洗被完全除去。這避免了傳統(tǒng)轉(zhuǎn)移方法中去除轉(zhuǎn)移支撐層所使用的有機試劑長時間浸泡和高溫退火等操作，減少了對石墨烯薄膜的品質(zhì)損壞，并擴展了石墨烯在諸多柔性基底上的應(yīng)用。 除此之外，在使用自制的樟腦溶液旋涂至石墨烯薄膜上并刻蝕掉銅基底時，石墨烯薄膜周圍形成了一層樟腦油包圍層，對石墨烯薄膜提供了緊固保護。團隊還發(fā)現(xiàn)，由于樟腦油層在

升溫迅速、采暖舒適、高效節(jié)能環(huán)保、保健作用、強度高，重量輕、安裝方便、運行費用低、控制靈活、壽命長久、安全可靠。

基于新型雙主相合金技術(shù)(La/Ce主要分布在(La,Ce)2Fe14B 相和富稀土晶界相中，高內(nèi)稟磁性能(PrNd)2Fe14B相中幾乎無La/Ce分布，減少磁性能的稀釋)發(fā)展高品質(zhì)富鈰稀土永磁材料的新思路，重點突破富鈰稀土永磁材料的批量化制備關(guān)鍵技術(shù)，成功制備出高品質(zhì)的富鈰稀土永磁材料(鑭鈰等對鐠釹取代量為27.19 wt%時，剩磁達到12.56 kGs，矯頑力達到7.23 kOe，最大磁能積達到36.38 MGOe)。 該技術(shù)已在釹鐵硼永磁生產(chǎn)線上實現(xiàn)多批次的生產(chǎn)和應(yīng)用，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，制備的富鈰稀土永磁材料可用于玩具電機、箱包紐扣、電聲器件等領(lǐng)域。 該技術(shù)將改變鈰、鑭資源大量積壓、低端產(chǎn)品過剩、高端產(chǎn)品不足的現(xiàn)狀，實現(xiàn)資源價值的最大化；推動稀土產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整與升級，帶動上下游相關(guān)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，促進經(jīng)濟和社會的快速發(fā)展。

項目成果/簡介:基于新型雙主相合金技術(shù)(La/Ce主要分布在(La,Ce)2Fe14B 相和富稀土晶界相中，高內(nèi)稟磁性能(PrNd)2Fe14B相中幾乎無La/Ce分布，減少磁性能的稀釋)發(fā)展高品質(zhì)富鈰稀土永磁材料的新思路，重點突破富鈰稀土永磁材料的批量化制備關(guān)鍵技術(shù)，成功制備出高品質(zhì)的富鈰稀土永磁材料(鑭鈰等對鐠釹取代量為27.19 wt%時，剩磁達到12.56 kGs，矯頑力達到7.23 kOe，最大磁能積達到36.38 MGOe)。該技術(shù)已在釹鐵硼永磁生產(chǎn)線上實現(xiàn)多批次的生產(chǎn)和應(yīng)用，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，制備的富鈰稀土永磁材料可用于玩具電機、箱包紐扣、電聲器件等領(lǐng)域。該技術(shù)將改變鈰、鑭資源大量積壓、低端產(chǎn)品過剩、高端產(chǎn)品不足的現(xiàn)狀，實現(xiàn)資源價值的最大化；推動稀土產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整與升級，帶動上下游相關(guān)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，促進經(jīng)濟和社會的快速發(fā)展。知識產(chǎn)權(quán)類型:發(fā)明專利知識產(chǎn)權(quán)編號:相關(guān)發(fā)明專利近20項技術(shù)先進程度:達到國際領(lǐng)先水平成果獲得方式:獨立研究

鉛富氧閃速熔煉新技術(shù)及裝置，攻克了低品位鉛礦、鉛二次 資源、卡林金礦和復(fù)雜含金物料等的經(jīng)濟利用關(guān)鍵技術(shù)與裝備難題及工程實踐 問題，形成了經(jīng)濟、高效、清潔、短流程直接煉鉛新工藝，并建成了年產(chǎn) 10 萬噸粗鉛規(guī)模的示范工程。鉛總回收率 98.5%、硫利用率大于 98%，伴生金銀回收率 99.5%、銅回收率 85%、鋅回收率大于 90%。主要創(chuàng)新點為：①發(fā)明了鉛富氧閃速熔煉新技術(shù)，改變了鉛的生成途徑，增強了工藝對 物料的適應(yīng)性，入爐料含鉛由底吹熔煉的 48%降至 25%甚至更低，實現(xiàn)了低品 位鉛礦、鉛二次資源的經(jīng)濟利用，解決了鉛冶煉過程能耗高、污染重等問題； ②發(fā)明研制了鉛富氧閃速熔煉成套裝備，優(yōu)化了反應(yīng)塔的溫度場、氧勢場、顆 粒場以及熔池的氣流場，生產(chǎn)操作更加穩(wěn)定；③創(chuàng)新了鉛富氧閃速熔煉的成套 操作技術(shù)，形成了清潔、高效、短流程、伴生金屬回收率高的直接煉鉛新工藝； ④發(fā)明了難處理卡林金礦和硫化金精礦混合熔煉的金高效捕集新技術(shù)，實現(xiàn)了 伴生金、銀、鉛、鋅、硫的同步高效回收。相關(guān)研究成果以 20 余篇論文形式在 國際會議及學(xué)術(shù)期刊上宣講和發(fā)表，被收入邱定蕃院士主編的《有色冶金與環(huán) 境保護》專著中。

本發(fā)明公開了一種富氧燃燒系統(tǒng)，包括燃燒凈化裝置和循環(huán)煙氣冷卻裝置，燃燒凈化裝置包括鍋爐本體、空氣預(yù)熱器、電除塵系統(tǒng)、引風(fēng)機、第一調(diào)節(jié)閥、第二調(diào)節(jié)閥、第三調(diào)節(jié)閥、脫硫系統(tǒng)和煙囪；循環(huán)煙氣冷卻裝置包括第四調(diào)節(jié)閥、一級換熱器、羅茨風(fēng)機、二級換熱器和第五調(diào)節(jié)閥，第五調(diào)節(jié)閥通過出口管道與冷卻風(fēng)母管連接，冷卻風(fēng)母管與所述看火探頭連接，冷卻風(fēng)母管通過冷卻風(fēng)支管與所述火檢探頭連接；冷卻風(fēng)母管通過冷卻風(fēng)管道連接有冷卻風(fēng)機。本發(fā)明可滿足火焰檢測、火焰電視的冷卻風(fēng)要求，在保證相關(guān)設(shè)備的安全運行的前提下，能在富氧燃燒工況下維持煙氣中 CO2 濃度，利于后續(xù)的捕獲、封存與利用。