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金屬氧化物半導體基等離激元學研究取得突破性進展
項目成果/簡介:在傳統貴金屬（金、銀等）之外發掘出具有高性能等離激元效應的非金屬新材料，是當前等離激元學基礎研究及應用研發的一個熱點與難點。金屬氧化物半導體材料具有豐富可調的光、電、熱、磁等性質，對其采取氫化處理可有效修飾其電子結構，從而獲得豐富可調的等離激元效應；此處的一個關鍵性挑戰在于如何顯著提高金屬氧化物半導體材料內稟的低自由載流子濃度。基于該研究團隊新近發展的、理論模擬計算指導下的電子-質子協同摻氫策略，在本工作中研究人員采用簡便易行的金屬-酸溶液原位聯合處理方法實現了金屬氧化物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從近紅外區移至可見光區，且兼具強增益及可調性。結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同摻氫所導致的準金屬能帶結構及相應的等離激元動力學性質。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）。 這項工作創新性地發展出一種調控非金屬半導體材料系統中自由載流子濃度的一般性策略，不僅低成本地實現了具有強且可調的等離激元效應的準金屬相材料，而且顯著地拓寬了半導體材料物化性質的可變范圍，為新型金屬氧化物功能材料的設計提供了嶄新的思路和指導。
中國科學技術大學
2021-04-11
摻鋁氧化鋅薄膜的退火真空度和氬離子濺射清洗工藝控制
摻鋁氧化鋅薄膜（ AZO ）成本低廉、無毒環保，溶膠凝膠法制備 AZO 薄膜具有工藝簡單、成膜均勻性好、易于精確摻雜等優點，而后續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律，發現：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 個數量級。電阻率在 10 Pa 退火時達到最小值，繼續提高真空度（減低氣壓），電阻率不再繼續降低。這一研究結果不僅澄清了以往對溶膠 - 凝膠法制備透明薄膜后續工藝處理的模糊認識，而且對實際生產工藝具有重要的指導意義，例如以此為根據，選擇合適的真空度退火，達到既滿足產品的性能指標，又能節能減排的最佳效果。 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構，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的光吸收材料對入射太陽光的捕獲，提高光能利用率。
遼寧大學
2021-04-11
三階式生物接觸氧化富營養化原水藻類及藻毒素去除技術
該技術運用反應器原理，將具有完全混合流特征的單階反應器串聯組成具有推流特征的階式反應器，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，并可減少后續工藝中混凝劑與消毒劑的用量，提高了飲用水的安全性。
東南大學
2021-04-10
水熱法制備氫氧化鎂阻燃劑的研究與工業開發
1 成果簡介長期以來我國制鹽行業對資源的利用主要集中在制鹽方面，而對于制鹽副產物的綜合利用及深加工方面重視不足。制鹽中副產的苦鹵(氯化鎂含量高達百分之十以上)利用率小于20%，不但造成資源的嚴重浪費，而且破壞了周邊地區的生態平衡。我國目前鹽化工行業對鎂資源利用十分薄弱，僅有少部分鎂鹽被用來生產廉價的六水氯化鎂（ 300~400 元/噸）和七水硫酸鎂（ 500~600 元/噸），其余大部分閑置在海鹽區。因此鎂資源的高度利用直接關系到含鹽資源（海水、鹽湖、地下鹵水等）的可持續開發。 在鎂系產品中，阻燃型氫氧化鎂由于國內外市場潛力很大而獨具魅力。隨著塑料工業的快速發展，對阻燃型熱塑性高聚物的需求與日俱增，對阻燃劑的需求特別是對無毒、抑煙、熱穩定性高的氫氧化鎂阻燃劑的需求將更為迫切。氫氧化鎂阻燃劑可用于各種復合材料如電線、電纜、家電、建材，尤其適合與加工溫度較高的 PP、 PA、 POM 等聚合物配合使用。 我國從 80 年代后期開始進行氫氧化鎂的研究與開發， 1998 年不同規格氫氧化鎂總生產能力約為 1.0~1.2 萬噸/年，但絕大部分產品性能較差，表現為形狀不規則，粒徑分布寬，純度低，比表面積偏大，團聚現象明顯，限制了氫氧化鎂阻燃劑的工業應用。2 應用說明清華大學近年來一直致力于氫氧化鎂阻燃劑的研究與開發，經過多年努力，現已開發出氫氧化鎂阻燃劑的常溫合成-水熱改性技術，產品性能指標達到國際同類企業的標準。該項技術以制鹽行業副產的氯化鎂為主要原料， 產品附加值高（保守售價 10000 元/噸）。現已完成千噸級工業中試并通過青海省鑒定。3 技術指標形貌：六方片狀；粒徑： 0.2~1.5 微米；純度： 397 %（ 視原料純度而定）；比表面積： 小于 25m2/g 。圖 1 我系研制的氫氧化鎂阻燃劑產品 圖 2 日本的氫氧化鎂阻燃劑產品（ 1.5~2 萬元/噸）4 效益分析按年產 2000 噸規模計，成本:約 5000 元/噸， 售價： 10000 元/噸， 年創產值（萬元）：2000′10000?10000=2000， 年創利稅（萬元）： 2000′(10000-5000)?10000=1000。
清華大學
2021-04-13
Pt基催化劑抗一氧化碳中毒催化加氫過程
催化加氫過程是現代工業的重要過程， 是清潔 燃料和高階化學品生產中 的關鍵步驟。 經估算 催化加氫在整個 化學工業體系 中的占比 超過 3 0% 。 在 催化 加氫 工業 過程中， 雖然使用粗氫作為氫源 具有 工業裝置簡單 、 更高的經濟性 等特點 ，但是粗氫中含有的少量一氧化碳 ( 從幾百到幾千ppm ) 會造成加氫催化劑很快失活。 這部分ppm 量 級的CO 由于 和貴金屬催化劑具有很強的相互作用 ，在催化反應過程中占據催化活性位，從而使得反應物分子無法在催化劑表面吸附而導致催化劑中毒失活。 所以，現代催化加氫過程一般使用更為昂貴而且工業裝置更為復雜的 高純氫 系統作為 氫源。 發展新型高效貴金屬催化劑，提高貴 金屬 催化劑 對 CO 耐受度， 甚至 直接利用粗氫進行 低溫 催化加氫反應 ， 從而 降低加氫成本 和工業催化裝置的復雜性 是該研究領域的重大挑戰 。
北京大學
2021-04-11
一種鐵氧化物結晶法修復六價鉻污染土壤的方法
本發明公開了一種鐵氧化物結晶法修復六價鉻污染土壤的方法。首先將土壤磨碎并加入HCl溶液調節pH，再根據土壤中鉻的賦存形態，根據六價鉻和總鉻的濃度配制相應的二價鐵溶液[或FeSO4和Fe2(SO4)3混合溶液]，將鐵的溶液加入到土壤還原六價鉻。然后迅速加入NaOH熱溶液形成Fe2+、Fe3+、Cr3+的共沉淀，通入熱空氣進行氧化一段時間，形成鐵氧化物晶體從而將鉻(包括六價鉻和三價鉻)穩定在晶格中，形成的晶體十分穩定，在酸堿中均難以溶解。本方法簡單易行，成本低廉，安全可靠，無二次污染問題，穩定化處理后的
安徽建筑大學
2021-01-12
一種海藻酸鹽-石墨烯-納米氧化亞銅復合抗菌纖維的制備方法
本發明公開了一種海藻酸鹽-石墨烯-納米氧化亞銅復合抗菌纖維的制備方法，其通過將石墨烯加入至銅鹽溶液制得混合溶液A;然后，按體積比5-9:1-5，將上述混合溶液A加入到海藻酸鈉水溶液巾，并加入葡萄糖或抗壞血酸作還原劑，反應得到海藻酸鈉-石墨烯-納米氧化亞銅凝膠，再經負壓除泡、靜置、陳化得到紡絲液，然后成膜、凝固成形，并經水洗、熱拉定幅、烘干，即得成品。本發明的制備方法所制得的海藻酸鹽-石墨烯-納米氧化亞銅復合抗菌纖維，其內部結構均勻一致，納米氧化亞銅粒徑可控，具有很好的吸水性和透氣性能;適于用作生產功能性紡織品和功能性無紡布，具有廣闊的市場前景。
青島大學
2021-04-13
一種提純大腸桿菌表達的重組黃曲霉尿酸氧化酶的方法
研發階段/n本發明公開了一種從高效表達的基因工程菌中提取重組黃曲霉尿酸氧化酶的方法。該菌是攜帶重組質粒的大腸桿菌Rosetta(DE3)，該重組質粒是含黃曲霉尿酸氧化酶uricase基因的質粒pET-30c(+)。用該菌生產黃曲霉尿酸氧化酶的方法包括四個步驟：A、工程菌發酵，累積胞內尿酸氧化酶；B、超聲波破胞，離心收集上清液（含可溶性尿酸氧化酶）；C、依次進行離子交換層析、疏水層析及凝膠過濾層析，收集活性峰；D、將活性峰冷凍干燥，即得高純度的重組黃曲霉尿酸氧化酶。本發明的優點：生產重組黃曲霉尿酸氧化
湖北工業大學
2021-01-12
城市污泥生物質流化床燃燒氮氧化物生成機理和再燃控制技術
開展城市污泥生物質流化床燃燒氮氧化物生成機理和再燃控制技術研究， 探究了市政污泥生物質熱解過程中 NH3、HCN 等 NOx 前驅物的釋放特性，揭示了 污泥熱解過程中氮元素的遷移規律;研究了 CaO、Fe2O3 等添加劑對污泥資源化 利用過程中 NOx 前驅物釋放的控制機理。同時，在流化床爐上進行了污泥的燃燒 試驗，探究了燃燒溫度、污泥含水率、過量空氣系數等因素對污泥燃燒特性以及 主要氮氧化物釋放特性的影響，揭示了城市污泥流化床燃燒氮氧化物形成機理， 達到減量化、資源化、無害化處理污泥的目的。為進一
上海理工大學
2021-01-12
一種層燃爐氮氧化物排放量的復合控制系統
本發明屬于鍋爐節能與環保的技術領域，并公開了一種層燃爐 氮氧化物排放量的復合控制系統，該系統包括層燃爐本體，自帶煙氣 循環的分級燃燒裝置、SNCR 脫硝裝置、多功能煙氣在線監測儀和 PLC 控制系統；分級燃燒裝置均勻分布在爐膛兩側的墻上，其進氣端的中 心設置有進風管，進風管的另一端設置有絕熱穩焰鈍體，進氣端器壁 還設置有二次風旋流器，遠離進氣端的一端還設置有穩燃腔，將適量 煤粉或燃氣、新鮮空氣及循環煙氣的混合物通過該分級燃燒裝置噴入 層燃爐內。該發明的復合控制系統可顯著提高燃料氧化反應速度和爐 膛溫度均勻性，能夠實現燃料充分燃燒和低氮燃燒，減少空氣過剩系 數，實現脫硝效率和熱效率的雙重提升，達到節能減排的目的。
華中科技大學
2021-04-13