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金属氧化物半导体基等离激元学研究取得突破性进展
项目成果/简介:在传统贵金属（金、银等）之外发掘出具有高性能等离激元效应的非金属新材料，是当前等离激元学基础研究及应用研发的一个热点与难点。金属氧化物半导体材料具有丰富可调的光、电、热、磁等性质，对其采取氢化处理可有效修饰其电子结构，从而获得丰富可调的等离激元效应；此处的一个关键性挑战在于如何显著提高金属氧化物半导体材料内禀的低自由载流子浓度。基于该研究团队新近发展的、理论模拟计算指导下的电子-质子协同掺氢策略，在本工作中研究人员采用简便易行的金属-酸溶液原位联合处理方法实现了金属氧化物MoO3半导体材料在温和条件下的可控加氢（即实现了“本征半导体→准金属”的可控相变），从而突破性地大幅提升了该材料中的自由载流子浓度。研究表明，氢化后的MoO3材料中自由电子浓度与贵金属相当（譬如H1.68MoO3：~1021cm-3；Au/Ag：~1022cm-3），这使得该材料的等离激元共振响应从近红外区移至可见光区，且兼具强增益及可调性。结合第一性原理模拟计算和以超快光谱为主的多种物性表征，研究人员进一步揭示出该协同掺氢所导致的准金属能带结构及相应的等离激元动力学性质。作为效果验证，研究人员在一系列表面增强拉曼光谱（SERS）实验中证实该材料表面等离激元局域强场可使吸附的罗丹明6G染料分子的SERS增强因子高达1.1×107（相较于一般半导体的104⁓5和贵金属的107⁓8），检测灵敏限低至纳摩量级（1×10-9mol L-1）。 这项工作创新性地发展出一种调控非金属半导体材料系统中自由载流子浓度的一般性策略，不仅低成本地实现了具有强且可调的等离激元效应的准金属相材料，而且显著地拓宽了半导体材料物化性质的可变范围，为新型金属氧化物功能材料的设计提供了崭新的思路和指导。
中国科学技术大学
2021-04-11
掺铝氧化锌薄膜的退火真空度和氩离子溅射清洗工艺控制
掺铝氧化锌薄膜（ AZO ）成本低廉、无毒环保，溶胶凝胶法制备 AZO 薄膜具有工艺简单、成膜均匀性好、易于精确掺杂等优点，而后续处理工艺则是提高溶胶凝胶法制备的透明导电薄膜性能的关键。为此我们研究 105 到 10-4 Pa 大真空度范围退火条件下的电阻率变化规律，发现：电阻率的降低集中在相对狭窄的真空度范围，其中在 100 Pa 到 10 Pa 之间，电阻率陡降了 2 个数量级。电阻率在 10 Pa 退火时达到最小值，继续提高真空度（减低气压），电阻率不再继续降低。这一研究结果不仅澄清了以往对溶胶 - 凝胶法制备透明薄膜后续工艺处理的模糊认识，而且对实际生产工艺具有重要的指导意义，例如以此为根据，选择合适的真空度退火，达到既满足产品的性能指标，又能节能减排的最佳效果。 XRD 与 XPS 的分析表明中真空下氧空位、锌填隙、以及 Al3+ 对 Zn2+ 离子的取代是中真空度下电阻率陡降的主要原因。此外，利用 Ar+ 离子对退火后的样品进行反溅射清洗，能进一步提高电导率。更重要的是能在薄膜表面形成具有一定的凹凸起伏的绒面结构，能将入射太阳光分散到各个角度。用作太阳能电池电极时，能有效增强太阳能电池内的光吸收材料对入射太阳光的捕获，提高光能利用率。
辽宁大学
2021-04-11
三阶式生物接触氧化富营养化原水藻类及藻毒素去除技术
该技术运用反应器原理，将具有完全混合流特征的单阶反应器串联组成具有推流特征的阶式反应器，大幅度提高了氨氮、可生物降解有机物、藻毒素的去除效率和生物除藻效果，并可减少后续工艺中混凝剂与消毒剂的用量，提高了饮用水的安全性。
东南大学
2021-04-10
水热法制备氢氧化镁阻燃剂的研究与工业开发
1 成果简介长期以来我国制盐行业对资源的利用主要集中在制盐方面，而对于制盐副产物的综合利用及深加工方面重视不足。制盐中副产的苦卤(氯化镁含量高达百分之十以上)利用率小于20%，不但造成资源的严重浪费，而且破坏了周边地区的生态平衡。我国目前盐化工行业对镁资源利用十分薄弱，仅有少部分镁盐被用来生产廉价的六水氯化镁（ 300~400 元/吨）和七水硫酸镁（ 500~600 元/吨），其余大部分闲置在海盐区。因此镁资源的高度利用直接关系到含盐资源（海水、盐湖、地下卤水等）的可持续开发。 在镁系产品中，阻燃型氢氧化镁由于国内外市场潜力很大而独具魅力。随着塑料工业的快速发展，对阻燃型热塑性高聚物的需求与日俱增，对阻燃剂的需求特别是对无毒、抑烟、热稳定性高的氢氧化镁阻燃剂的需求将更为迫切。氢氧化镁阻燃剂可用于各种复合材料如电线、电缆、家电、建材，尤其适合与加工温度较高的 PP、 PA、 POM 等聚合物配合使用。 我国从 80 年代后期开始进行氢氧化镁的研究与开发， 1998 年不同规格氢氧化镁总生产能力约为 1.0~1.2 万吨/年，但绝大部分产品性能较差，表现为形状不规则，粒径分布宽，纯度低，比表面积偏大，团聚现象明显，限制了氢氧化镁阻燃剂的工业应用。2 应用说明清华大学近年来一直致力于氢氧化镁阻燃剂的研究与开发，经过多年努力，现已开发出氢氧化镁阻燃剂的常温合成-水热改性技术，产品性能指标达到国际同类企业的标准。该项技术以制盐行业副产的氯化镁为主要原料， 产品附加值高（保守售价 10000 元/吨）。现已完成千吨级工业中试并通过青海省鉴定。3 技术指标形貌：六方片状；粒径： 0.2~1.5 微米；纯度： ³97 %（ 视原料纯度而定）；比表面积： 小于 25m2/g 。图 1 我系研制的氢氧化镁阻燃剂产品 图 2 日本的氢氧化镁阻燃剂产品（ 1.5~2 万元/吨）4 效益分析按年产 2000 吨规模计，成本:约 5000 元/吨， 售价： 10000 元/吨， 年创产值（万元）：2000´10000¸10000=2000， 年创利税（万元）： 2000´(10000-5000)¸10000=1000。
清华大学
2021-04-13
Pt基催化剂抗一氧化碳中毒催化加氢过程
催化加氢过程是现代工业的重要过程， 是清洁 燃料和高阶化学品生产中 的关键步骤。 经估算 催化加氢在整个 化学工业体系 中的占比 超过 3 0% 。 在 催化 加氢 工业 过程中， 虽然使用粗氢作为氢源 具有 工业装置简单 、 更高的经济性 等特点 ，但是粗氢中含有的少量一氧化碳 ( 从几百到几千ppm ) 会造成加氢催化剂很快失活。 这部分ppm 量 级的CO 由于 和贵金属催化剂具有很强的相互作用 ，在催化反应过程中占据催化活性位，从而使得反应物分子无法在催化剂表面吸附而导致催化剂中毒失活。 所以，现代催化加氢过程一般使用更为昂贵而且工业装置更为复杂的 高纯氢 系统作为 氢源。 发展新型高效贵金属催化剂，提高贵 金属 催化剂 对 CO 耐受度， 甚至 直接利用粗氢进行 低温 催化加氢反应 ， 从而 降低加氢成本 和工业催化装置的复杂性 是该研究领域的重大挑战 。
北京大学
2021-04-11
一种铁氧化物结晶法修复六价铬污染土壤的方法
本发明公开了一种铁氧化物结晶法修复六价铬污染土壤的方法。首先将土壤磨碎并加入HCl溶液调节pH，再根据土壤中铬的赋存形态，根据六价铬和总铬的浓度配制相应的二价铁溶液[或FeSO4和Fe2(SO4)3混合溶液]，将铁的溶液加入到土壤还原六价铬。然后迅速加入NaOH热溶液形成Fe2+、Fe3+、Cr3+的共沉淀，通入热空气进行氧化一段时间，形成铁氧化物晶体从而将铬(包括六价铬和三价铬)稳定在晶格中，形成的晶体十分稳定，在酸碱中均难以溶解。本方法简单易行，成本低廉，安全可靠，无二次污染问题，稳定化处理后的
安徽建筑大学
2021-01-12
氧化锌纳米棒的制备，用于无光条件下的有机废水处理
利用滚压振动研磨得到的纳米锌粉颗粒，经低温水解生成氧化锌纳米棒， ZnO/CNTs 多孔复合结构在无光照条件下降解有机染料废水。
上海理工大学
2021-01-12
一种海藻酸盐-石墨烯-纳米氧化亚铜复合抗菌纤维的制备方法
本发明公开了一种海藻酸盐-石墨烯-纳米氧化亚铜复合抗菌纤维的制备方法，其通过将石墨烯加入至铜盐溶液制得混合溶液A;然后，按体积比5-9:1-5，将上述混合溶液A加入到海藻酸钠水溶液巾，并加入葡萄糖或抗坏血酸作还原剂，反应得到海藻酸钠-石墨烯-纳米氧化亚铜凝胶，再经负压除泡、静置、陈化得到纺丝液，然后成膜、凝固成形，并经水洗、热拉定幅、烘干，即得成品。本发明的制备方法所制得的海藻酸盐-石墨烯-纳米氧化亚铜复合抗菌纤维，其内部结构均匀一致，纳米氧化亚铜粒径可控，具有很好的吸水性和透气性能;适于用作生产功能性纺织品和功能性无纺布，具有广阔的市场前景。
青岛大学
2021-04-13
一种提纯大肠杆菌表达的重组黄曲霉尿酸氧化酶的方法
研发阶段/n本发明公开了一种从高效表达的基因工程菌中提取重组黄曲霉尿酸氧化酶的方法。该菌是携带重组质粒的大肠杆菌Rosetta(DE3)，该重组质粒是含黄曲霉尿酸氧化酶uricase基因的质粒pET-30c(+)。用该菌生产黄曲霉尿酸氧化酶的方法包括四个步骤：A、工程菌发酵，累积胞内尿酸氧化酶；B、超声波破胞，离心收集上清液（含可溶性尿酸氧化酶）；C、依次进行离子交换层析、疏水层析及凝胶过滤层析，收集活性峰；D、将活性峰冷冻干燥，即得高纯度的重组黄曲霉尿酸氧化酶。本发明的优点：生产重组黄曲霉尿酸氧化
湖北工业大学
2021-01-12
纳米线碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管
研发阶段/n内容简介：纳米线碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管涉及一种新型功率半导体器件制造技术。结合微电子技术工艺，构造用纳米线碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管。它具有高速、耐苛刻环境、低导通电阻等一系列特点，广泛用于数字电子技术等领域。本产品获得一项专利，专利号：200510018701.9。
湖北工业大学
2021-01-12