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常温常压水相电催化合成氨的研究
合成氨工业对国民经济与社会发展具有举足轻重的作用。目前，每年全球氨产量已超过亿吨，其中大部分用于农业生产以解决粮食与温饱问题，其它部分用作重要的工业原料。此外，氨还具有含氢量高（质量比达17.6%）、易液化等优点，有望成为重要的清洁储氢与储能材料，具有广阔的应用前景。然而，由于氮气分子非常稳定且难以活化，温和条件下合成氨反应难以迅速进行。工业上广泛采用的Haber-Bosch方法通过高温高压（300–500摄氏度，100–200个大气压）等苛刻条件来促使高纯氢气和氮气在铁基催化剂表面进行反应生成氨，其能量和氢气都来自于化石燃料（如甲烷等），表现出高能耗、高化石燃料消耗和高二氧化碳排放等缺点。合成氨工业消耗全球每年3–5%的甲烷与1–2%的能源供给，并产生1.6%的二氧化碳排放。寻找合适的绿色替代方案，在温和条件下实现高效、低能耗、低排放合成氨，成为亟待解决的科学挑战。 电催化氮还原反应（总反应为N2 + 3H2O 2NH3 + 1.5O2）提供了一种可持续合成氨的新路径。该反应在常温常压下即可进行，以大量易得的水与氮气（空气）作为反应原料，以可持续能源（太阳能，风能等）产生的电能作为能量来源，即可实现“零排放”合成氨。因此，不论是作为传统Haber-Bosch方法的潜在替代者还是作为新型清洁能源体系的重要组成部分，电化学合成氨技术都具有极大的发展潜力与广阔的应用前景。 然而，电化学合成氨技术仍面临重大挑战，其发展严重受制于现有催化剂非常低下的选择性与活性。若要将该技术实用化，就必须同时大幅提升催化剂的选择性与活性。然而，现有研究经验与理论表明，该反应催化剂普遍面临严重的“选择性-活性”两难问题：具有理论高活性的催化剂通常会导致激烈的析氢副反应，从而表现出低的反应选择性；而可能具有高选择性的催化剂对氮的吸附又过强，导致产物难以脱附，表现出过低的反应活性。因此，为取得电催化合成氨研究进展，大幅提高催化剂的选择性与活性，就必须突破现有理论，发展新型催化剂与催化体系。
北京大学
2021-04-11
内修饰萘基分子管的设计理念、模块化合成
以“萘基分子管：具有仿生空腔特征的大环主体”（Naphthotubes: Macrocyclic Hosts with a Biomimetic Cavity Feature）为题，介绍了该课题组近年来在内修饰萘基分子管方面的研究进展（图5）。论文从内修饰萘基分子管的设计理念、模块化合成、分子识别以及其在分析传感、智能材料、分子机器、自组装等领域的应
南方科技大学
2021-04-14
一种利用全细胞催化合成海藻糖的方法
本发明涉及一种利用全细胞催化合成海藻糖的方法.发酵培养能大量生产海藻糖合酶的重组大肠杆菌细胞,通过使用生物表面活性剂对重组细胞进行通透性处理,经处理的细胞以麦芽糖为底物子啊磷酸盐缓冲体系中合成海藻糖.经透性化处理的大肠杆菌以25%-3%的麦芽糖为底物合成海藻糖,在20-25℃反应16-20h底物的转化率可达到55%-60%,并且反应液组分十分简单,大大简化了海藻糖的提取纯化工艺.利用本发明的提供方法可以实现大规模,低成本,高效率生产高质量的海藻糖。
南京工业大学
2021-01-12
脂肪酶催化合成生物香料 -- 短链香酯技术
本项目从白酒大曲中分离筛选出具有自主知识产权的高效脂肪酶生产菌华根霉，建立了利用华根霉全细胞脂肪酶在非水相中催化合成以己酸乙酯为代表的短链芳香酯技术体系，并实现了产业化。此方法反应条件温和、反应特异性强、有毒副产物少、反应效率更高；转化产物品质高，合成的短链的脂肪酸酯主要包括己酸乙酯、戊酸乙酯、庚酸乙酯、辛酸乙酯等，属于天然等同生物香料，具有巨大的市场需求和商业价值。相关技术成果 2006 年获江苏省科技进步一等奖，2003 年获教育部提名国家技术进步二等奖。
江南大学
2021-04-11
一种喷射沉积成形制备大块非晶合金的方法
雾化喷射沉积成形技术近年来被广泛用于研究和发展高性能的快速凝固材料。该技术最突出的创新点在于，将液态金属的雾化和雾化熔滴的沉积自然地结合在一起，是一种短流程快速凝固体材料制备新技术。喷射沉积成形块体致密件的形成，是在特定条件下的凝固过程。其基本特点是在沉积表面形成一层极薄的液膜，块体致密件的形成则是这一液膜不断凝固、推进的过程。在多年研究喷射成形技术的基础上，杨滨教授及其课题组成员近年利用喷射沉积成形技术成功地制备出了最大直径为380mm、最大厚度12～13mm的La62Al15.7(Cu, Ni)22.3大块非晶合金，这是国际上迄今报导的最大尺寸的镧基非晶合金样品。DSC测试结果表明，沉积态La62Al15.7(Cu, Ni)22.3非晶合金的过冷液相区宽度DTx和约化玻璃转变温度Trg均高于单辊旋转熔体快淬或铜模铸造法制备的同成分非晶合金。 已获得中国发明专利，杨滨，刘宗峰，张勇，张济山，陈国良，一种喷射沉积成形制备镧基大块非晶合金的方法，专利号：ZL200510086239.6。“高熔点高合金化材料快速凝固气雾化制备技术”，获中国有色金属工业科学技术奖一等奖（2003.12）。
北京科技大学
2021-04-11
晶圆级二维半导体单晶薄膜外延生长的研究
主流硅基芯片CMOS（互补金属氧化物半导体）技术正面临短沟道效应等物理规律和制造成本的限制，需要开发基于新材料和新原理的晶体管技术来延续摩尔定律。高迁移率二维半导体因其超薄的平面结构和独特的电子学性质，有望成为“后摩尔时代”高性能电子器件和数字集成电路的理想沟道材料，进一步缩小晶体管的尺寸和提高其性能。为满足集成电路加工工艺和器件成品率对沟道材料的苛刻要求，二维半导体单晶薄膜的大面积制备尤为关键与重要。然而，现有二维半导体材料体系（过渡金属硫族化合物、黑磷等）薄膜制备仍未满足现实要求，因此亟需实现晶圆级二维半导体单晶薄膜制备技术的突破。 该研究瞄准二维半导体材料的晶圆级单晶制备，率先实现了同时具有高电子迁移率、合适带隙、环境稳定的二维半导体（硒氧化铋，Bi2O2Se)单晶晶圆的外延生长。他们基于自主设计搭建的双温区化学气相沉积系统，在商用的钙钛矿单晶基底【SrTiO3，LaAlO3，或(La, Sr)(Al,Ta)O3】上，利用Bi2O2Se与钙钛矿完美的晶格匹配性及较强的界面相互作用，促使Bi2O2Se晶核同一取向外延并融合生成晶圆级单晶薄膜。Bi2O2Se单晶薄膜在晶圆尺寸上表现出优异的材料和电学均匀性，可被用于批量构筑高性能场效应晶体管。基于晶圆级二维Bi2O2Se单晶薄膜的标准顶栅型场效应晶体管展现了高的室温表观迁移率（>150 cm2/V s）、大的电流开关比（>105）和较高的开态电流（45μA/μm）。相关成果发表在Nano Letters (Wafer-Scale Growth of Single-Crystal 2D Semiconductor on Perovskite Oxides for High-Performance Transistors. Nano Lett. 2019, 19, 2148)。
北京大学
2021-04-11
一种超硬非晶碳薄膜的制备装置和工艺
项目为一种超硬的非晶四面体碳（ta-c）薄膜的制备装置和工艺，该薄膜具有极好的物理化学特性，在碳基薄膜中，是目前国际上公认的SP3键含量最高，超过85%，特性最接近天然金刚石的薄膜，硬度达到HV≥85Gpa，可见光和红外光透明，透光率达97%，吸收紫外光，达98%，薄膜均匀性好，薄膜平整度达0.2nm，摩擦系数≤0.08，电阻率达（1012Ω·cm），击穿电压3.5×106，（），热导率18（）,密度3.5（g/cm3），薄膜致密耐腐蚀作用极好。 该项目可用于高精度专有刀具、模具和摩擦滑动部件，提高使用寿命，减小摩擦，如手术和美容刀具、丝锥、PCB钻、拉丝模、冲压模具、压缩机滑块，滑动环等；用于视窗、镜片和传感器表面，可防止划伤，增强散热，利于红外光传递，等；用于激光透镜，可提高损伤阈值；用于射线辐射测量传感器，可抗射线辐射损伤，提高测量的灵敏度。
西安交通大学
2021-04-11
一种非晶合金零件的快速成形方法
本发明公开了一种非晶合金零件的快速成形方法，包括首先对 电磁成形系统中的电容器充电，然后采用电脉冲放电对非晶合金进行 快速升温使其温度升至过冷液态温度，在温度达到设定温度停止电脉 ·549·冲放电，同时使所述电磁成形系统的电容器放电，产生电磁力并驱动 过冷液态的非晶合金变形至模具中，即可实现非晶合金零件的快速成 形。本发明还公开了利用上述方法所制备的非晶合金零件。本发明通 过对热塑性成形过程中的加热方式、成形驱动方式
华中科技大学
2021-04-14
一种大塑性非晶基复合材料的制备方法
本发明公开了一种非晶基复合材料的制备方法，其特征在于， 包括：将片状非晶合金与增韧第二相材料交替层叠后置于夹具中，其 中所述增韧第二相为板状且上下表面开有阵列通孔的结构；在恒压或 渐增载荷的条件下，对层叠的非晶合金及多孔板加热，同时对其实施 超声振动，非晶合金迅速软化并被压入第二相增韧板的孔中，使得非 晶相合金与增韧第二相的界面冶金良好结合，而且成形过程中不会发 生晶化，从而获得塑形良好的非晶合金复合材料。本发明还公
华中科技大学
2021-04-14
一种基于洛伦兹力的非晶合金成形方法
本发明公开了一种基于洛伦兹力的非晶合金成形方法及装置， 该方法包括：非晶合金样件在感应电流的作用下升温至过冷液态区， 同时在洛伦兹力的驱动下变形至模具冷却成形；感应电流和洛伦兹力均由成形线圈放电产生，感应电流由设置在成形线圈周围的导体在成 形线圈放电过程中感应产生，洛伦兹力由放电过程中成形线圈产生的 磁场与非晶合金样件流过的感应电流共同作用产生，导体与非晶合金 样件构成感应回路，以使感应电流流过所述非晶合金样件。非晶合金 样件的升温、成形、冷却过程在数毫秒脉冲放电时间内一次完成，具 有升温、成形、冷
华中科技大学
2021-04-14