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“石墨烯体系中的阳离子-π相互作用”的研究成果
近日，清华大学材料学院朱宏伟教授团队在《先进材料》（Advanced Materials）上在线发表了题为“石墨烯体系中的阳离子-π相互作用”（Cation-π Interactions in Graphene Containing Systems for Water Treatment and Beyond）的长篇综述论文，系统总结了石墨烯体系中的阳离子-π相互作用在水处理（膜分离、吸附）、新材料合成、纳米发电、能量存储及溶液/复合材料分散等应用中所发挥的关键作用，分析了阳离子-π相互作用的影响机理，综述了现阶段相关理论工作进展，讨论了石墨烯体系中的阳离子-π相互作用研究中存在的问题，展望了未来潜在的研究方向。
阳离子-π相互作用是一种非共价相互作用，在自然界，尤其是生命体中普遍存在，在诸多生命反应进程中必不可少。近年来，阳离子-π相互作用在生物学、化学、物理学中的重要性被广泛关注。石墨烯是碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，可被视为一种独特的芳香族大分子。阳离子和石墨烯中离域π电子之间的相互作用会引起阳离子在石墨烯表面的富集、溶液中离子及石墨烯结构中电子的重新分布，进而影响石墨烯材料的本征性质及基于石墨烯的器件的性能。深入理解石墨烯体系中的阳离子-π相互作用，对于石墨烯特性的调控、器件的优化设计具有重要意义。
石墨烯体系中的阳离子-π相互作用及其应用
近年来，朱宏伟教授团队在石墨烯等新型二维材料的可控制备、结构设计及其在能源（太阳能电池、光电探测、光电催化）、环境（水处理、空气净化、土壤治理）、柔性传感器件等领域开展了大量研究工作，取得了一系列重要进展。该综述论文以石墨烯体系中的阳离子-π相互作用为切入点，对相关研究报道进行了梳理和讨论，并对其发展趋势和前景进行了展望。
本文通讯作者为朱宏伟教授，第一作者为清华大学材料学院2016级博士生赵国珂。本研究得到国家自然科学基金委基础科学中心项目和面上项目资助。
论文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201905756
清华大学
2021-04-11
准一维纳米发射材料的研制
一、系统深入研究了作为纳米场发射冷阴极的发射材料——纳米氧化锌阵列和碳纳米管的制备工艺。通过工艺优化，采用水热合成法和化学气相沉积法分别制备出形态可控、尺寸满足合同要求且适合作为场发射冷阴极的纳米氧化锌阵列和碳纳米管。 二、在场发射冷阴极材料可控制备条件下，采用水热合成法制备出直径为50mm的氧化锌纳米场发射冷阴极，采用化学气相沉积法和丝网印刷/涂敷法分别制备出直径为50mm的碳纳米管场发射冷阴极。各类纳米场发射冷阴极的形态指标均满足合同要求。 三、在线性感应加速器的脉冲电场条件下，现场测试了纳米氧化锌阵列和碳纳米管场发射冷阴极的发射性能，其中氧化锌纳米棒阵列阴极、碳纳米管阵列阴极、涂覆法制备的碳纳米管阴极的最高发射电流密度分别达到132.42A/cm2、176.73A/cm2、343.77A/cm2。各类纳米场发射冷阴极的发射性能均优于合同指标。根据用户报告，纳米场发射冷阴极的寿命达到合同要求。 四、发现了氧化锌和碳纳米管场发射冷阴极的不同强流发射特性，建立了纳米场发射冷阴极的高压脉冲发射模型，提出了纳米场致发射冷阴极在高压脉冲电场条件下存在场致发射和场致等离子体发射两种电子发射的强流发射机理。该理论模型和发射机理具有创新性。综上所述，本项目全面完成了合同中研究工作的内容，各项性能指标达到了项目合同要求，满足了线性感应加速器的使用。经查新检索及该研究中基础理论部分发表的论文表明，本项目首次将氧化锌阴极作为强流电子束源使用在线性感应加速器上，且使碳纳米管阴极应用在加速器上得到的发射电流密度超过目前国内外报道的最高值。专家组一致认为，研究水平达到国际领先水平。
北京科技大学
2021-04-11
将三维数字信息记录在全息底片上的装置及其记录方法
将三维数字信息记录在全息底片上的装置及其记录方法,它涉及的是三维图像存储及立体显示的技术领域.它是为了解决现有技术存在制作物理模型时间较长,费用较高,虚拟现实系统价格昂贵的问题.它的数字微反射镜的光轴上依次设置有四分之一波片,偏振分束镜,第一凸透镜,空间滤波器,第二凸透镜,全息底片,激光器输出的激光通过电动快门,分束镜,二分之一波片,第四凸透镜,第三凸透镜入射到偏振分束镜的输入端;另一部分激光透过分束镜后由反射镜反射到全息底片的背面上.它的步骤为:将三维图像转换成不同视角的二维图像系列;在数字微反射镜上显示;在全息底片上成像.本发明能将计算机中数字式三维图像记录到全息底片上,以实现立体显示.
收起
哈尔滨师范大学
2021-05-04
同时具有水平与俯仰多视场的全景空间三维显示装置
本发明公开了一种同时具有水平与俯仰多视场的全景空间三维显示装置。该装置包括高速投影机、选择性透射式定向散射屏、反射镜系统和转动装置。选择性透射式定向散射屏可控制出射光在不同方向上的发散角度，使得观察者在水平方向及垂直方向的不同位置均能看到不同视角的双目视差图像，实现三维物体在全景空间上的三维显示。本发明提出的同时具有水平与俯仰多视场的全景空间三维显示装置可显示出三维场景的360°水平周视图像，同时在俯仰方向也能提供多环带视场的图像，实现三维显示。基于本发明的三维显示系统，可以实现真实的供多人360°环绕裸眼观看且具有空间消隐功能的空间三维的完美显示。
浙江大学
2021-04-11
高视角分辨率的360°视场三维显示装置和显示方法
本发明公开了高视角分辨率的360°视场三维显示装置，包括：LED光源、照明光学系统、空间光调制器、投影光学系统、组合式定向散射屏、转动装置、图像存储控制模块、转动检测模块和光源脉冲驱动控制模块。本发明还公开了实现高视角分辨率的360°视场三维显示方法。本发明通过光源脉冲驱动控制模块对LED光源进行脉冲点亮的方式与组合式定向散射屏的旋转相配合，利用了每个定向散射子屏散射方向的微小偏差实现高密度的视角扫描，实现了具有高视角分辨率的360°视场三维显示，提高了三维显示图像的质量，更加符合人眼自然观察的习惯。
浙江大学
2021-04-11
基于组合屏幕的俯仰多视角悬浮式全景空间三维显示装置
本发明公开了基于组合屏幕的俯仰多视角悬浮式全景空间三维显示装置，包括：组合式偏折型散射屏、高速投影机、图像控制模块、转动检测模块、电机和传动机构。高速投影机把三维物体不同俯仰视角的水平360°视场组合图像同时投影到组合式偏折型散射屏上的不同区域。组合式偏折型散射屏的每个区域均可控制不同角度入射光线的垂直偏折及发散角度和水平发散角度，保证围绕观看的不同高度的观察者的双眼都能观察到与其视点位置相符合的立体图像，实现再现的三维场景悬浮于组合式偏折型散射屏的上方。本发明中俯仰多视角悬浮式全景空间三维显示具有供多人俯仰多视角、水平360°全视场裸眼同时观看、空间遮挡消隐、可探入触摸交互等特点。
浙江大学
2021-04-11
基于高速投影机的悬浮式360°视场空间三维显示装置
本发明公开了一种基于高速投影机的悬浮式360°视场空间三维显示装置。该装置包括偏折型散射屏、高速投影机、图像发生器、探测模块、电机和传动机构。高速投影机将三维物体360°全景视场的组合图像投影到高速旋转的偏折型散射屏上。偏折型散射屏可控制出射光的垂直偏折角度和水平发散角度，使观察者的双眼观察到不同视角的图像，实现显示的三维物体悬浮在偏折型散射屏的上方。基于高速投影机的悬浮式360°空间三维显示可供多人360°视场裸眼同时观看，实现空间遮挡消隐并可探入触摸交互。
浙江大学
2021-04-13
一种具有一维核壳结构的载碳磁性纤维材料的制备方法及其应用
（专利号：ZL 201310498905.1） 简介：本发明公开了一种具有一维核壳结构的载碳磁性纤维材料复合物的制备方法及其应用，属于水处理领域。本发明的制备方法采用铁酸钴纳米纤维作为载体，生物质材料-可溶性粉淀粉作为碳源前驱体，制备出一维核壳结构的载碳磁性纤维材料复合物材料。采用此法制得的材料富含羟基、羧基基团的碳层均匀涂布在铁酸钴纳米纤维基体上，形成的复合物材料具有良好的磁响应性，可有效去除水体六价铬。本发明的制备方法具备工艺简单，溶
安徽工业大学
2021-01-12
一种利用铁锰双相掺杂石墨烯激活单过硫酸盐去除水中内分泌干扰物的方法
一种利用铁锰双相掺杂石墨烯激活单过硫酸盐去除水中内分泌干扰物的方法，它涉及一种去除水中内分泌干扰物的方法。本发明的目的是要解决现有方法去除水中内分泌干扰物的去除效率低，成本高的问题。方法：一、将单过硫酸盐与预处理的水混合；二、调节反应pH值；三、制备铁锰双相掺杂石墨烯；四、投加铁锰双相掺杂石墨烯；五、采用外磁场分离铁锰双相掺杂石墨烯，即完成一种利用铁锰双相掺杂石墨烯激活单过硫酸盐去除水中内分泌干扰物的方法。使用本发明的方法去除水中内分泌干扰物的去除率可达85％～96％。本发明可以去除水中残余内分泌干扰物。
四川大学
2016-09-13
一种交联改性聚酰胺复合膜及其制备方法
本发明公开了一种交联改性聚酰胺复合膜及其制备方法，其中制备方法包括：(1)将酸溶液与甲醛溶液混合均匀得到还原液，将还原液加热至预定温度并恒温；所述的酸为磷酸、乙酸、硼酸中的至少一种；(2)将表面含有氨基的聚酰胺复合膜浸入恒温的还原液中，搅拌反应后取出膜，洗涤去除还原液后得到N-羟基化修饰的聚酰胺复合膜；(3)将N-羟基化修饰的聚酰胺复合膜浸入交联剂溶液中，搅拌反应后取出膜，洗涤去除交联剂后得到交联改性聚酰胺复合膜；交联剂为戊二醛、己二醛、丁二醛中的至少一种。本发明的制备方法在不明显损失聚酰胺复合膜分离性能的同时增强了聚酰胺复合膜的耐氯性能。
浙江大学
2021-04-13