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清華大學化工系魏飛團隊在亞納米尺度下原位研究分子吸附擴散機制領(lǐng)域取得重要進展
清華大學化學工程系魏飛團隊在亞納米尺度下原位研究分子吸附擴散機制領(lǐng)域取得重要進展。該團隊采用皮米電鏡原位成像策略，實現(xiàn)了分子篩中小分子吸脫附行為和分子篩骨架結(jié)構(gòu)動態(tài)演變的原位實時觀測，首次發(fā)現(xiàn)了剛性分子篩的亞單胞拓撲柔性結(jié)構(gòu)特點，揭示了分子擴散突破孔徑限制的微觀機制，豐富了對分子篩擇形催化與限域效應(yīng)的理解。
清華大學
2022-05-09
新型高效MnxV2O5+x基可見光催化劑的催化機理及動態(tài)表征
環(huán)境污染和能源短缺已成為當今世界面臨的最主要危機，人們不斷探究治理環(huán)境和開發(fā)可再生能源的新方法。于1972年，F(xiàn)ujishima和Honda報道采用TiO2光電極和鉑電極組成光電化學體系使水分解為氫氣和氧氣，從而開辟了半導(dǎo)體催化這一新的研究領(lǐng)域。近些年，將有機污染物降解已經(jīng)成為能源環(huán)境科學領(lǐng)域的研究熱點。該研究對于治理水污染，保護水環(huán)境具有重要的科學意義。
主要通過化學方法可控的調(diào)控可見光催化材料納米晶體的尺寸和形貌，合成具有規(guī)則形貌和特定裸露晶面的可見光催化材料（例如納米棒、納米帶、納米片、納米八面體和納米六面體等），并在此基礎(chǔ)上進一步優(yōu)化能級能帶結(jié)構(gòu),同時探究催化劑不同晶面上光生載流子的分離行為、氧化還原能力以及催化活性的選擇性等獨特性質(zhì)，深入結(jié)合理論模擬計算，研究不同形貌的催化劑的裸露晶面上光生載流子的行為和表面/界面微觀反應(yīng)機制。為了深入研究太陽能-化學能轉(zhuǎn)化過程中的關(guān)鍵科學問題，構(gòu)筑一種新型的具有特定結(jié)構(gòu)和功能的MnxV2O5+x（x=1、2或3）基可見光催化材料，在不添加任何貴金屬元素的情況下，Mn3V2O8修飾的V2O5/g-C3N4異質(zhì)結(jié)構(gòu)在可見光照射下表現(xiàn)出明顯的光催化活性，比V2O5/g-C3N4異質(zhì)結(jié)構(gòu)高出近3倍。由于V2O5和g-C3N4之間的Z-方案路徑促進了載流子的分離，因此具有優(yōu)異的可見光催化活性。
淮陰工學院
2021-05-11
一種原位合成納米金剛石增強鐵鎳基復(fù)合材料的方法及其所得材料和應(yīng)用
本發(fā)明公開了一種原位合成納米金剛石增強鐵鎳合金基復(fù)合材料的方法，所述復(fù)合材料由碳納米管和鐵鎳合金粉末作為原材料所制成，制備工藝為放電等離子燒結(jié)技術(shù)。碳納米管在鐵鎳合金粉末的催化和放電等離子燒結(jié)的直流脈沖電場作用下部分相變?yōu)榧{米金剛石，轉(zhuǎn)變比例為50?80％，碳納米管和納米金剛石在復(fù)合材料中起到纖維增強和顆粒強化的協(xié)同增強效果。相對于現(xiàn)有技術(shù)，協(xié)同增強的強韌化效果更加優(yōu)異，本發(fā)明所得到的鐵鎳合金基復(fù)合材料具有比純鐵鎳合金更高的硬度、強度和耐磨性能而且具有更低的熱膨脹系數(shù)，可以廣泛應(yīng)用于精密儀器和高新技術(shù)領(lǐng)域。
東南大學
2021-04-11
喹啉與異喹啉類雜環(huán)化合物的鄰位芳基衍生物的經(jīng)濟高效合成方法
2-芳基喹啉、1-芳基異喹啉是一系列藥物或生物活性化合物的結(jié)構(gòu)，也是重要的有機材料骨架，比如2-苯基喹啉與不同的金屬-配體絡(luò)合會形成不同顏色的發(fā)光材料，因而具有良好的市場發(fā)展前景。但這些化合物的合成比較困難，大多數(shù)采用非常昂貴的2-溴喹啉和1-溴異喹啉與相應(yīng)的芳香鹵化物在昂貴且對環(huán)境有害的過渡金屬催化下反應(yīng)合成；或者由2-溴喹啉和1-溴異喹啉類化合物與不同的金屬化合物在過渡金屬催化下偶聯(lián)；再或者先把喹啉與異喹啉首先氧化為相應(yīng)的N-氧化物，然后與芳基格氏試劑反應(yīng)，最后再脫掉氧得到2-芳基喹啉、1
蘭州大學
2021-04-14
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砷化鎵基超快激光器與高效率輕質(zhì)砷化鎵薄膜三結(jié)太陽電池
激光雷達等傳感器以及高效率砷化鎵太陽能電池是國務(wù)院國家制造強國建設(shè)戰(zhàn)略咨詢委員會列出的核心基礎(chǔ)元器件，本項目在國務(wù)院國資委以及國家級人才計劃科研項目支持下，聯(lián)合國內(nèi)知名企業(yè)進行關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，研制出基于砷化鎵的超快半導(dǎo)體激光芯片與激光器可適用于激光加工、5G通信、生物醫(yī)療等領(lǐng)域，同時研制出的高效率砷化鎵薄膜三結(jié)電池曾獲得世界最高效率，相關(guān)產(chǎn)品已處于中試和量產(chǎn)階段，本項目相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品曾獲得過2018年度上海市科技進步二等獎，2020年中國發(fā)明協(xié)會發(fā)明創(chuàng)新二等獎，2020年中國光學學會光學科技獎一等獎等獎勵。本次將展示本項目研制的相關(guān)砷化鎵基半導(dǎo)體激光器以及高效率柔性輕質(zhì)砷化鎵薄膜三結(jié)太陽能電池。
復(fù)旦大學
2021-09-18
喹啉和異喹啉類雜環(huán)化合物的鄰位芳基衍生物的經(jīng)濟高效合成方法
2-芳基喹啉、1-芳基異喹啉是一系列藥物或生物活性化合物的結(jié)構(gòu)，也是重要的有機材料骨架，比如 2-苯基喹啉與不同的金屬-配體絡(luò)合會形成不同顏色的發(fā)光材料，因而具有良好的市場發(fā)展前景。但這些化合物的合成比較困難，大多數(shù)采用非常昂貴的 2-溴喹啉和 1- 溴異喹啉與相應(yīng)的芳香鹵化物在昂貴且對環(huán)境有害的過渡金屬催化下反應(yīng)合成；或者由 2-溴喹啉和 1-溴異喹啉類化合物與不同的金屬化合物在過渡金屬催化下偶聯(lián)；再或者先把喹啉與異喹啉首先氧化為 相應(yīng)的 N-氧化物，然后與芳基格氏試劑反應(yīng)，最后再脫掉氧得到 2-
蘭州大學
2021-01-12
單壁碳納米管和石墨烯的制備及其在能源、光電器件和復(fù)合材料等方面的應(yīng)用
項目成果/簡介: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(dǎo)率達 0.2 S/cm、導(dǎo)電臨界含量僅為0.06%、電磁屏蔽效果高達 49dB 的復(fù)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)。 獲得了可溶性石墨烯材料及柔性透明導(dǎo)電薄膜（圖 5）；制備了基于石墨烯的高穩(wěn)定性有機光伏電池及復(fù)合材料。 圖 5、基于石墨烯的透明電極材料 所研制的單壁碳納米管及石墨烯已用于數(shù)十家科研機構(gòu)的研究和相關(guān)產(chǎn)品/樣機的研制，包括應(yīng)用于國家 863 重大汽車電池項目（中科院物理所）和軍工衛(wèi)星電池項目（中國電子科技集團公司第十八研究所）等。已研制出晶體管、鋰離子電池、超級電容器（圖 6）以及高性能復(fù)合材料等多種產(chǎn)品，具有廣闊的應(yīng)用前景。應(yīng)用范圍:南開大學在碳納米材料的制備及應(yīng)用研究方面取得了一批開創(chuàng)性成果，該項目技術(shù)的推廣，將促進我國新材料、微電子、儲能、資源保護等領(lǐng)域的技術(shù)進步和發(fā)展，為我國在這一新型納米材料領(lǐng)域占據(jù)有利地位，提高國際競爭力，做出重要貢獻。
南開大學
2021-04-11
單壁碳納米管和石墨烯的制備及其在能源、光電器件和復(fù)合材料等方面的應(yīng)用
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(dǎo)率達 0.2 S/cm、導(dǎo)電臨界含量僅為0.06%、電磁屏蔽效果高達 49dB 的復(fù)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)。 獲得了可溶性石墨烯材料及柔性透明導(dǎo)電薄膜（圖 5）；制備了基于石墨烯的高穩(wěn)定性有機光伏電池及復(fù)合材料。 圖 5、基于石墨烯的透明電極材料 所研制的單壁碳納米管及石墨烯已用于數(shù)十家科研機構(gòu)的研究和相關(guān)產(chǎn)品/樣機的研制，包括應(yīng)用于國家 863 重大汽車電池項目（中科院物理所）和軍工衛(wèi)星電池項目（中國電子科技集團公司第十八研究所）等。已研制出晶體管、鋰離子電池、超級電容器（圖 6）以及高性能復(fù)合材料等多種產(chǎn)品，具有廣闊的應(yīng)用前景。
南開大學
2021-02-01
一種基于碳納米管載體的單分散氫氧化鎂納米粒子制備方法及應(yīng)用
本發(fā)明公開了一種基于碳納米管載體的單分散氫氧化鎂納米粒子制備方法及應(yīng)用，按照下述步驟進行：稱取1-10重量份的碳納米管，加入到含有100重量份的鎂鹽的乙醇溶液中，充分攪拌分散后加入0.1-10重量份的表面活性劑，超聲分散后在分散好的懸浮液中加入含有100-200重量份沉淀劑的水溶液。將該混合液轉(zhuǎn)移至水熱釜中恒溫反應(yīng)，待反應(yīng)結(jié)束后進行后續(xù)處理，得到以碳納米管載體的單分散氫氧化鎂納米粒子。利用這種方法制備的單分散氫氧化鎂納米粒子，比表面積、分散和功能性均得到了大幅提高。將其加入到高聚物體系中，可以極大地提高聚合物基體的各項性能。
天津城建大學
2021-04-11
單壁碳納米管和石墨烯的制備及其在能源、光電器件和 復(fù)合材料等方面的應(yīng)用
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(dǎo)率達 0.2 S/cm、導(dǎo)電臨界含量僅為 0.06%、電磁屏蔽效果高達 49dB 的復(fù)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)。
南開大學
2021-04-13