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1991 年發(fā)現(xiàn)的碳納米管（CNT）以及 2004 年發(fā)現(xiàn)的石墨烯（graphene），分別是一維和二維納米材料的典型代表，被認為是 21 世紀的戰(zhàn)略性材料。 本項目發(fā)明了一類新的催化劑和大量制備 SWNTs 的方法，實現(xiàn)了高質(zhì)量單壁碳納米管的宏量制備（圖 1），純度達 70%以上，并達到了產(chǎn)業(yè)化規(guī)模（達 200 公斤/年以上）。采用機械共混及"原位"聚合等方法，使 SWNTs 有效地分散于高分子基質(zhì)中，獲得了以環(huán)氧樹脂、ABS 及聚氨酯等為基質(zhì)材料，電導率達 0.2 S/cm、導電臨界含量僅為0.06%、電磁屏蔽效果高達 49dB 的復合材料。 本項目首先發(fā)展了一種可大量制備的可溶性功能化石墨烯（SPFGraphene）的方法，實現(xiàn)了石墨烯的百克級制備（圖 2）。通過透射電子顯微鏡（圖 3）及原子力顯微鏡（圖 4）確定了石墨烯的二維平面結(jié)構(gòu)。

在傳統(tǒng)貴金屬（金、銀等）之外發(fā)掘出具有高性能等離激元效應(yīng)的非金屬新材料，是當前等離激元學基礎(chǔ)研究及應(yīng)用研發(fā)的一個熱點與難點。金屬氧化物半導體材料具有豐富可調(diào)的光、電、熱、磁等性質(zhì)，對其采取氫化處理可有效修飾其電子結(jié)構(gòu)，從而獲得豐富可調(diào)的等離激元效應(yīng)；此處的一個關(guān)鍵性挑戰(zhàn)在于如何顯著提高金屬氧化物半導體材料內(nèi)稟的低自由載流子濃度。基于該研究團隊新近發(fā)展的、理論模擬計算指導下的電子-質(zhì)子協(xié)同摻氫策略，在本工作中研究人員采用簡便易行的金屬-酸溶液原位聯(lián)合處理方法實現(xiàn)了金屬氧化物MoO3半導體材料在溫和條件下的可控加氫（即實現(xiàn)了“本征半導體→準金屬”的可控相變），從而突破性地大幅提升了該材料中的自由載流子濃度。研究表明，氫化后的MoO3材料中自由電子濃度與貴金屬相當（譬如H1.68MoO3：~1021cm-3；Au/Ag：~1022cm-3），這使得該材料的等離激元共振響應(yīng)從近紅外區(qū)移至可見光區(qū)，且兼具強增益及可調(diào)性。結(jié)合第一性原理模擬計算和以超快光譜為主的多種物性表征，研究人員進一步揭示出該協(xié)同摻氫所導致的準金屬能帶結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的等離激元動力學性質(zhì)。作為效果驗證，研究人員在一系列表面增強拉曼光譜（SERS）實驗中證實該材料表面等離激元局域強場可使吸附的羅丹明6G染料分子的SERS增強因子高達1.1×107（相較于一般半導體的104?5和貴金屬的107?8），檢測靈敏限低至納摩量級（1×10-9mol L-1）。 這項工作創(chuàng)新性地發(fā)展出一種調(diào)控非金屬半導體材料系統(tǒng)中自由載流子濃度的一般性策略，不僅低成本地實現(xiàn)了具有強且可調(diào)的等離激元效應(yīng)的準金屬相材料，而且顯著地拓寬了半導體材料物化性質(zhì)的可變范圍，為新型金屬氧化物功能材料的設(shè)計提供了嶄新的思路和指導。

項目成果/簡介:在傳統(tǒng)貴金屬（金、銀等）之外發(fā)掘出具有高性能等離激元效應(yīng)的非金屬新材料，是當前等離激元學基礎(chǔ)研究及應(yīng)用研發(fā)的一個熱點與難點。金屬氧化物半導體材料具有豐富可調(diào)的光、電、熱、磁等性質(zhì)，對其采取氫化處理可有效修飾其電子結(jié)構(gòu)，從而獲得豐富可調(diào)的等離激元效應(yīng)；此處的一個關(guān)鍵性挑戰(zhàn)在于如何顯著提高金屬氧化物半導體材料內(nèi)稟的低自由載流子濃度。基于該研究團隊新近發(fā)展的、理論模擬計算指導下的電子-質(zhì)子協(xié)同摻氫策略，在本工作中研究人員采用簡便易行的金屬-酸溶液原位聯(lián)合處理方法實現(xiàn)了金屬氧化物MoO3半導體材料在溫和條件下的可控加氫（即實現(xiàn)了“本征半導體→準金屬”的可控相變），從而突破性地大幅提升了該材料中的自由載流子濃度。研究表明，氫化后的MoO3材料中自由電子濃度與貴金屬相當（譬如H1.68MoO3：~1021cm-3；Au/Ag：~1022cm-3），這使得該材料的等離激元共振響應(yīng)從近紅外區(qū)移至可見光區(qū)，且兼具強增益及可調(diào)性。結(jié)合第一性原理模擬計算和以超快光譜為主的多種物性表征，研究人員進一步揭示出該協(xié)同摻氫所導致的準金屬能帶結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的等離激元動力學性質(zhì)。作為效果驗證，研究人員在一系列表面增強拉曼光譜（SERS）實驗中證實該材料表面等離激元局域強場可使吸附的羅丹明6G染料分子的SERS增強因子高達1.1×107（相較于一般半導體的104?5和貴金屬的107?8），檢測靈敏限低至納摩量級（1×10-9mol L-1）。 這項工作創(chuàng)新性地發(fā)展出一種調(diào)控非金屬半導體材料系統(tǒng)中自由載流子濃度的一般性策略，不僅低成本地實現(xiàn)了具有強且可調(diào)的等離激元效應(yīng)的準金屬相材料，而且顯著地拓寬了半導體材料物化性質(zhì)的可變范圍，為新型金屬氧化物功能材料的設(shè)計提供了嶄新的思路和指導。

本發(fā)明涉及一種同軸納米電纜的制備方法領(lǐng)域，具體為碳化硅/二氧化硅（內(nèi)芯/外 層）同軸納米電纜的制備方法領(lǐng)域。本發(fā)明中碳化硅/二氧化硅（內(nèi)芯/外層）同軸納米 電纜的制備方法如下：將硅油、硅脂或硅氧烷置于剛玉坩堝或剛玉舟內(nèi)，將剛玉坩堝或 剛玉舟放在耐高溫板上面，然后把耐高溫板推入高溫爐，排出爐內(nèi)氧氣，并以 6－15sccm 的速率通入惰性氣體保護，以 5－15℃/min 的速度將爐溫升到 1000－1100℃，保溫 1－ 5 小時后自然降到室溫。利用本發(fā)明所說的方法生成產(chǎn)物均為碳化硅/二氧化硅（內(nèi)芯/ 外層）同軸納米電纜，且長度比現(xiàn)有的方法制備的提高了 2 個量級，是迄今為止報道的 最長的納米電纜，且制備方法簡單，原料便宜易得，設(shè)備要求簡化，成本低，產(chǎn)率高。

本發(fā)明屬于無機／有機納米復合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種納米 SiO2／硼酚醛樹 脂納米復合材料及其制備方法。本發(fā)明采用了溶液共混法和超聲波輔助分散法相結(jié)合， 確保納米顆粒在復合材料中得到納米級分散；納米 SiO2表面經(jīng)過處理，使納米 SiO2與基 體樹脂硼酚醛樹脂之間形成了良好的界面，可以充分發(fā)揮出納米 SiO2、硼酚醛樹脂的優(yōu) 點。本發(fā)明的目的在于通過合理的工藝控制，制備出納米 SiO2含量不同的硼酚醛樹脂納 米復合材料。利用納米 SiO2的剛性、耐磨性、熱化學穩(wěn)定性和硼改性酚醛樹脂的良好的 力學性能、耐熱性和耐燒蝕性等優(yōu)點，制備出的納米 SiO2／硼酚醛樹脂納米復合材料可 廣泛用于高溫制動摩擦材料、耐燒蝕材料、特種結(jié)構(gòu)材料、防熱材料等眾多領(lǐng)域。 

成果描述：傳統(tǒng)的聚氨酯發(fā)泡劑存在消耗臭氧和導致全球變暖等問題，承受著巨大的環(huán)保壓力。如目前使用的氫氟碳化合物地球變暖潛值是二氧化碳（CO2）的800多倍，長遠來看其使用必將受到限制。本項目（專利申請?zhí)枺?01410182221.5）在國家自然科學基金的支持下，開發(fā)了疏水改性的聚乙烯亞胺材料，該材料能夠可逆吸收二氧化碳，并在聚氨酯泡沫成型的過程中釋放出二氧化碳來參與聚氨酯泡沫的形成。這種新型的發(fā)泡劑不消耗臭氧、不產(chǎn)生額外的溫室效應(yīng)、不燃，和聚氨酯泡沫的原料能均勻混合，可用于各種聚氨酯泡沫。 利用該發(fā)泡劑我們已制備出聚氨酯硬泡材料，其力學強度和密度均能達到現(xiàn)有泡沫的要求。目前正在研發(fā)可應(yīng)用的聚氨酯軟硬泡產(chǎn)品。該項目具有二氧化碳減排效應(yīng)，將會受到國家產(chǎn)業(yè)政策的支持。市場前景分析：2013年我國氫氯氟碳發(fā)泡劑的用量為10萬噸，年增長率為15%，到2014年約為12萬噸。目前的氫氟碳發(fā)泡劑HFC-245fa和HFC-365mfc售價約為8萬/噸，如果我們的市場占有率為5%，即有6000噸/年，按同樣價格計算，市場年銷售額可達4.8億元。目前我們的氣候友好發(fā)泡劑實驗室成本為200元/kg（20萬/噸），產(chǎn)業(yè)化以后成本會大大降低，可以達到甚至低于HFC的水平。 我們希望和企業(yè)一道，爭取國家產(chǎn)業(yè)政策的支持，完成本氣候友好發(fā)泡劑的產(chǎn)業(yè)化。與同類成果相比的優(yōu)勢分析：聚氨酯的第一代發(fā)泡劑氯氟碳（CFC-11）由于嚴重破壞臭氧層和產(chǎn)生溫室效應(yīng)（導致全球變暖），在我國已停止使用。第二代發(fā)泡劑氫氯氟碳（如HCFC-141b）臭氧消耗值已降至CFC-11的十分之一，仍有嚴重溫室效應(yīng)，按照“蒙特利爾議定書”的要求，我國2015年要實現(xiàn)基線水平17.5%的淘汰。第三代發(fā)泡劑為氫氟碳，如HFC-245fa和HFC-365mfc，這是目前接受的環(huán)保型發(fā)泡劑，不消耗臭氧，但地球變暖潛值仍為CO2的800倍，受“京都議定書”的限制，目前歐美已禁止使用，我國禁止也是遲早的事。 現(xiàn)在的環(huán)保型發(fā)泡劑還有烷烴，如環(huán)戊烷，不消耗臭氧，地球變暖潛值只有CO2的7倍，但存在可燃易爆的缺點。液體CO2發(fā)泡也是不錯的選擇，但這種發(fā)泡需要高壓和制冷設(shè)備（使CO2保持液態(tài)），使用很不方便。 最近，美國霍尼韋爾公司公布第四代發(fā)泡劑（2015年美國專利US9,000,061 B2）1-氯-3,3,3-三氟丙烯（HCFO-1233zd）用于聚氨酯泡沫，據(jù)報道，這種發(fā)泡劑不燃，地球變暖潛值低，所得泡沫導熱系數(shù)比HFC-245fa低8%。這種發(fā)泡劑雖然對氣候影響小，但發(fā)泡劑最終仍會排放到大氣中（潛在影響未知），對于要求揮發(fā)性物含量低的泡沫（如汽車內(nèi)飾）仍不合適。 我們研制的氣候友好型發(fā)泡劑除CO2以外，不向大氣排放任何揮發(fā)性物質(zhì)，不破壞臭氧，不產(chǎn)生額外的溫室效應(yīng)（因CO2可來自于大氣），不燃燒，可以像現(xiàn)有的發(fā)泡劑一樣使用。根據(jù)目前的研究，所得泡沫除導熱系數(shù)較高以外，其他性能均和現(xiàn)有泡沫性能相當，因此可廣泛用于對絕熱效果要求不高的領(lǐng)域，比如汽車內(nèi)飾、沙發(fā)、床墊等等領(lǐng)域。

氣候變化問題已成為全世界關(guān)注的焦點，造成的各種全球性環(huán)境問題已向人類敲響了警 鐘。氣候變化的主要原因是以二氧化碳 (CO2) 為主的溫室氣體的排放量迅速增加。由于我國 煤炭能源占總能源70%，隨著經(jīng)濟的快速增長，能源消耗需求量越來越大，CO2排放量逐年上 升，受到世界各國的廣泛關(guān)注。因此我國在參與《聯(lián)合國氣候變化框架公約》活動中遭受的壓 力將會越來越大，妥善應(yīng)對全球氣候變化問題，事關(guān)我國經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展目標的實現(xiàn)。 在非化石能源體系完整建立前，CO2捕集和封存的技術(shù) (CCS) 具有減少成本及增加實現(xiàn) 溫室氣體減排靈活性的潛力。針對燃煤電廠、鋼鐵冶金、水泥建材和石油化工等大型工業(yè)常壓 煙氣的巨大煙氣流量和流速，提高了大規(guī)模CO2捕集系統(tǒng)運行的費用和技術(shù)難度，現(xiàn)有的分離 技術(shù)面臨著諸多挑戰(zhàn)。無論是將CO2進行封存還是資源化利用，高效、低能耗的CO2捕集分離 技術(shù)是目前的主要瓶頸。吸附法因其設(shè)備簡單、能耗低、易于實現(xiàn)自動化操作、低腐蝕性、過 程放大規(guī)律簡單等因素具有一定的優(yōu)勢，是捕集分離CO2氣體最有希望實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用的重要 備選技術(shù)之一。 燃煤電廠、鋼鐵冶金、水泥建材和石油化工等主要工業(yè)煙道氣中CO2的大規(guī)模、低成本 捕集需要通過多種手段的創(chuàng)新和集成才能完成，涉及新型高效吸附材料開發(fā)、循環(huán)吸附/脫附 工藝優(yōu)化、吸附設(shè)備設(shè)計、捕集過程與煙道氣除濕除雜質(zhì)過程及后續(xù)壓縮液化利用或者封存過 程的系統(tǒng)集成優(yōu)化、工廠低品位余熱的合理利用。 華東理工大學對吸附法捕集CO2關(guān)鍵技術(shù)展開了系統(tǒng)研究，通過國際合作引進歐洲先進的 吸附捕集技術(shù)，建立循環(huán)吸附/脫吸過程的數(shù)學模型，開發(fā)兩級多塔循環(huán)吸附捕集CO2工藝模 擬優(yōu)化軟件包。已設(shè)計和建設(shè)年處理量20萬標米的常壓煙道氣CO2吸附捕集中試示范裝置，捕 集能耗比現(xiàn)有技術(shù)能耗下降20%以上，形成成套自主的CO2吸附捕集技術(shù)，為國家CO2減排計 劃提供先進技術(shù)支撐。

摻鋁氧化鋅薄膜（ AZO ）成本低廉、無毒環(huán)保，溶膠凝膠法制備 AZO 薄膜具有工藝簡單、成膜均勻性好、易于精確摻雜等優(yōu)點，而后續(xù)處理工藝則是提高溶膠凝膠法制備的透明導電薄膜性能的關(guān)鍵。為此我們研究 105  到  10-4 Pa 大真空度范圍退火條件下的電阻率變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)：電阻率的降低集中在相對狹窄的真空度范圍，其中在 100 Pa  到 10 Pa  之間，電阻率陡降了 2 個數(shù)量級。電阻率在 10 Pa  退火時達到最小值，繼續(xù)提高真空度（減低氣壓），電阻率不再繼續(xù)降低。這一研究結(jié)果不僅澄清了以往對溶膠 - 凝膠法制備透明薄膜后續(xù)工藝處理的模糊認識，而且對實際生產(chǎn)工藝具有重要的指導意義，例如以此為根據(jù)，選擇合適的真空度退火，達到既滿足產(chǎn)品的性能指標，又能節(jié)能減排的最佳效果。 XRD 與 XPS  的分析表明中真空下氧空位、鋅填隙、以及 Al3+  對 Zn2+  離子的取代是中真空度下電阻率陡降的主要原因。此外，利用  Ar+ 離子對退火后的樣品進行反濺射清洗，能進一步提高電導率。更重要的是能在薄膜表面形成具有一定的凹凸起伏的絨面結(jié)構(gòu)，能將入射太陽光分散到各個角度。用作太陽能電池電極時，能有效增強太陽能電池內(nèi)的光吸收材料對入射太陽光的捕獲，提高光能利用率。

該技術(shù)運用反應(yīng)器原理，將具有完全混合流特征的單階反應(yīng)器串聯(lián)組成具有推流特征的階式反應(yīng)器，大幅度提高了氨氮、可生物降解有機物、藻毒素的去除效率和生物除藻效果，并可減少后續(xù)工藝中混凝劑與消毒劑的用量，提高了飲用水的安全性。

一種利用二氧化碳生產(chǎn)殺蟲劑的工藝方法，步驟如下：稱取1，3?環(huán)己二酮類底物、催化劑和Cs2CO3于Schleck瓶中，脫氣，持續(xù)通入1atm的二氧化碳。加入溶劑，在50℃油浴中，反應(yīng)48h。反應(yīng)完成后，后處理，得到2(a?e)。將得到的酸酰化，然后滴加到含有苯胺的二氯甲烷溶液中，常溫下反應(yīng)2h。反應(yīng)完后，柱層析分離，得到3(a?e)。將3(a?e)加入到50％的濃硫酸中，80℃回流8h。通過分離，得到4(a?e)。本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的高毒性，高污染性問題，以發(fā)現(xiàn)新型的殺蟲劑為目的，提供一種在常溫常壓條件下利用二氧化碳生產(chǎn)殺蟲劑化合物3(3a-3e)以及由殺蟲劑化合物3(3a-3e)制備殺蟲劑化合物4(4a-4e)的方法。該發(fā)明操作簡單，對設(shè)備要求較低，原料來源廣泛且成本低，毒性低，處理簡單，合成條件溫和，產(chǎn)率更高，易于工業(yè)化放大，實現(xiàn)了更加高效環(huán)保的制備殺蟲劑。