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单壁碳纳米管和石墨烯的制备及其在能源、光电器件和复合材料等方面的应用
项目成果/简介:1991 年发现的碳纳米管（CNT）以及 2004 年发现的石墨烯（graphene），分别是一维和二维纳米材料的典型代表，被认为是 21世纪的战略性材料。 本项目发明了一类新的催化剂和大量制备 SWNTs 的方法，实现了高质量单壁碳纳米管的宏量制备（图 1），纯度达 70%以上，并达到了产业化规模（达 200 公斤/年以上）。采用机械共混及"原位"聚合 等方法，使SWNTs 有效地分散于高分子基质中，获得了以环氧树脂、ABS 及聚氨酯等为基质材料，电导率达 0.2 S/cm、导电临界含量仅为0.06%、电磁屏蔽效果高达 49dB 的复合材料。 本项目首先发展了一种可大量制备的可溶性功能化石墨烯（SPFGraphene）的方法，实现了石墨烯的百克级制备（图 2）。通过透射电子显微镜（图 3）及原子力显微镜（图 4）确定了石墨烯的二维平面结构。 获得了可溶性石墨烯材料及柔性透明导电薄膜（图 5）；制备了基于石墨烯的高稳定性有机光伏电池及复合材料。 图 5、基于石墨烯的透明电极材料 所研制的单壁碳纳米管及石墨烯已用于数十家科研机构的研究和相关产品/样机的研制，包括应用于国家 863 重大汽车电池项目（中科院物理所）和军工卫星电池项目（中国电子科技集团公司第十八研究所）等。已研制出晶体管、锂离子电池、超级电容器（图 6）以及高性能复合材料等多种产品，具有广阔的应用前景。应用范围:南开大学在碳纳米材料的制备及应用研究方面取得了一批开创性成果，该项目技术的推广，将促进我国新材料、微电子、储能、资源保护等领域的技术进步和发展，为我国在这一新型纳米材料领域占据有利地位，提高国际竞争力，做出重要贡献。
南开大学
2021-04-11
单壁碳纳米管和石墨烯的制备及其在能源、光电器件和复合材料等方面的应用
1991 年发现的碳纳米管（CNT）以及 2004 年发现的石墨烯（graphene），分别是一维和二维纳米材料的典型代表，被认为是 21世纪的战略性材料。 本项目发明了一类新的催化剂和大量制备 SWNTs 的方法，实现了高质量单壁碳纳米管的宏量制备（图 1），纯度达 70%以上，并达到了产业化规模（达 200 公斤/年以上）。采用机械共混及"原位"聚合 等方法，使SWNTs 有效地分散于高分子基质中，获得了以环氧树脂、ABS 及聚氨酯等为基质材料，电导率达 0.2 S/cm、导电临界含量仅为0.06%、电磁屏蔽效果高达 49dB 的复合材料。 本项目首先发展了一种可大量制备的可溶性功能化石墨烯（SPFGraphene）的方法，实现了石墨烯的百克级制备（图 2）。通过透射电子显微镜（图 3）及原子力显微镜（图 4）确定了石墨烯的二维平面结构。 获得了可溶性石墨烯材料及柔性透明导电薄膜（图 5）；制备了基于石墨烯的高稳定性有机光伏电池及复合材料。 图 5、基于石墨烯的透明电极材料 所研制的单壁碳纳米管及石墨烯已用于数十家科研机构的研究和相关产品/样机的研制，包括应用于国家 863 重大汽车电池项目（中科院物理所）和军工卫星电池项目（中国电子科技集团公司第十八研究所）等。已研制出晶体管、锂离子电池、超级电容器（图 6）以及高性能复合材料等多种产品，具有广阔的应用前景。
南开大学
2021-02-01
单壁碳纳米管和石墨烯的制备及其在能源、光电器件和复合材料等方面的应用
1991年发现的碳纳米管（CNT）以及2004年发现的石墨烯（graphene），分别是一维和二维纳米材料的典型代表，被认为是21世纪的战略性材料。 本项目发明了一类新的催化剂和大量制备SWNTs的方法，实现了高质量单壁碳纳米管的宏量制备（图1），纯度达70%以上，并达到了产业化规模（达200公斤/年以上）。 采用机械共混及"原位"聚合等方法，使SWNTs有效地分散于高分子基质中，获得了以环氧树脂、ABS及聚氨酯等为基质材料，电导率达0.2 S/cm、导
南开大学
2021-04-14
单壁碳纳米管和石墨烯的制备及其在能源、光电器件和 复合材料等方面的应用
1991 年发现的碳纳米管（CNT）以及 2004 年发现的石墨烯（graphene），分别是一维和二维纳米材料的典型代表，被认为是 21
世纪的战略性材料。
本项目发明了一类新的催化剂和大量制备 SWNTs 的方法，实现了高质量单壁碳纳米管的宏量制备（图 1），纯度达 70%以上，并达到了产业化规模（达 200 公斤/年以上）。采用机械共混及"原位"聚合等方法，使 SWNTs 有效地分散于高分子基质中，获得了以环氧树脂、ABS 及聚氨酯等为基质材料，电导率达 0.2 S/cm、导电临界含量仅为0.06%、电磁屏蔽效果高达 49dB 的复合材料。
本项目首先发展了一种可大量制备的可溶性功能化石墨烯（SPFGraphene）的方法，实现了石墨烯的百克级制备（图 2）。通过透射电子显微镜（图 3）及原子力显微镜（图 4）确定了石墨烯的二维平面结构。
南开大学
2021-04-13
Fe-MOF/Fe3S4复合材料及其作为纳米酶在检测马拉硫磷中的应用
本发明属于污染物检测技术领域，涉及一种Fe‑MOF/Fe<subgt;3</subgt;S<subgt;4</subgt;复合材料及其作为纳米酶在检测马拉硫磷中的应用。将六水合三氯化铁溶液和富马酸溶液混合，得到混合液A，然后进行回流反应，得到Fe‑MOF前驱体；将硫源加入到Fe‑MOF前驱体的乙醇分散液中，超声处理后，密封并进行水热反应，制得Fe‑MOF/Fe<subgt;3</subgt;S<subgt;4</subgt;复合纳米材料。本发明所提供的制备方法流程简便、原材料价格低廉、资源丰富，合成成本低，且产品性能稳定，适合大批量合成。通过溶液颜色变化可实现对马拉硫磷的可视化检测，具有高灵敏度、低检测限、宽线性响应范围和较好的选择性及稳定性。
南京工业大学
2021-01-12
工信部等三部门联合印发《“十四五”原材料工业发展规划》
原材料工业是实体经济的根基，是支撑国民经济发展的基础性产业和赢得国际竞争优势的关键领域，是产业基础再造的主力军和工业绿色发展的主战场。“十三五”期间，我国原材料工业转型升级成效显著，综合实力稳步增长，国际竞争力持续增强，已成为名副其实的原材料工业大国。
工信微报
2021-12-30
复合防锈润滑脂技术
防锈几乎是所有金属与生俱来的共性，因为只要有氧，就必然有金属的氧化，有水汽就会有金属的锈蚀。只要有界面就存在摩擦，相对应的就需要润滑，润滑是随摩擦产生的，这是在日常生活和科学技术领域的任何地方都存在的一种平凡现象；也是现代技术部门经常遇到的最普遍最重要的问题之一。因此防锈润滑脂是一种用途极其广泛的长线产品。 防锈主要是为了保障材料的使用性能，延长其使用寿命。润滑主要是为了使机械设备在苛刻的使用条件（如高温、高速、高负荷、特殊介质环境）下持续稳定工作，发挥最大功能，减少维修和停工损耗，节约能耗和材料消耗，提高综合经济效益。由于金属材质和使用环境的差异，摩擦形式的不同，对产品有不同的功能要求。为了适应用的需要，开发生产了各种不同用途的润滑脂、防锈剂。 新近开发的该复合防锈润滑脂是复合了多重防锈及润滑于一体的一种膏脂，在高温120℃和强紫外线照射下不流淌，不流失；在低温-40℃下不干固、不龟裂；经水冲刷不脱落不稀释；在丝扣缝隙有很好的油浸润性。可用于长期暴露在野外的螺栓（如铁路轨道螺栓）的防锈润滑，达到延长使用寿命，方便松紧螺栓进行保养和维修的目的。产品已在铁道轨道最恶劣环境路段的螺栓上做了应用试验，其防锈和浸润润滑效果极佳。 本产品也可用于各类传动（齿轮、链条、滚球）部位的润滑，也可用于其它长期暴露在野外露天的螺栓的防锈与润滑，是一种适应性较广的防锈润滑兼备的实用型膏脂。
武汉工程大学
2021-04-11
XCC桩及复合地基技术
该技术是利用一种截面如字母X形的钢模代替传统的沉管灌注桩圆形钢模，钢模在 X形活瓣桩靴的保护下沉入地基中形成X形空腔，灌注混凝土后边振动边拔管，X 形活瓣桩靴自动打开，使混凝土进入X形空腔内，形成一种X形状的现浇混凝土 桩。施工机具、桩模和桩尖分别如图1〜4所示，成桩后的X形混凝土桩如图5 所示。现浇X形混凝土桩的截面尺寸通过三个变量控制：外包圆直径a、开弧 间距力和孤度。（如图6所示）；一般情况下，其取值范围分别在250mm~1500mm、 100 mm ~130 mm和60。~120。之间。与传统灌注桩技术相比，现浇X形混凝土 桩具有较大的单位体积材料比表面积，因而可以在不增加工程量的前提下大大 提高单桩承载力，从而提高性能价格比。以桩径为426 mm普通混凝土桩为例， 在等面积的情况下，X形混凝土桩周长是普通圆形截面桩的165.8 %,说明在混 凝土用量相同的情况下，X形混凝土桩侧摩阻力大大提高；在等周长的情况下，X 形混凝土桩的截面积仅为普通圆形桩截面的36. 4 %,说明在保证侧摩阻力基本 不变的条件下，X形混凝土桩的混凝土用量大大减小。
重庆大学
2021-04-11
PCC桩及复合地基技术
针对我国高速公路和高速铁路等工程建设中的工后沉降控制难题，研发了 具有独立自主知识产权的大直径现浇混凝土管桩（以下简称PCC桩）及复合地基 施工方法。PCC桩桩机设备由机架、高频振动头、双层套管沉模结构，活瓣桩靴, 沉模造浆器，混凝土分流器等部分组成。在技术实施过程中，首先进行场地平 整和定位等准备工作，然后通过PCC桩桩机上部振动头将特制两个固定同心的 大直径钢管组成的环形沉模装置，在活瓣桩靴的保护下打入地基设计深度，通 过混凝土分流器向该沉模装置的环形域均匀注入混凝土，然后振动拨出该沉模 装置，在沉入和拨出过程中，成模造浆器向该沉模装置内、外侧壁注入润滑泥 浆，活瓣桩靴结构在该沉模装置进入地基时闭合，拨出时自动分开，使之形成 混凝土管桩。为了保证桩与土共同承担荷载，并调整桩与桩间土之间竖向荷载 及水平荷载的分担比例，在群桩顶部设置1-2层土工格栅与碎石混合的加筋褥 垫层形成复合地基。复合地基褥垫层厚度一＜300-500mm,群桩桩间距3-4m,梅 花形布置和方形布置。
重庆大学
2021-04-11
复合防锈润滑脂技术
中试阶段/n防锈主要是为了保障材料的使用性能，延长其使用寿命。润滑主要是为了使机械设备在苛刻的使用条件（如高温、高速、高负荷、特殊介质环境）下持续稳定工作，发挥最大功能，减少维修和停工损耗，节约能耗和材料消耗，提高综合经济效益。由于金属材质和使用环境的差异，摩擦形式的不同，对产品有不同的功能要求。为了适应用的需要，开发生产了各种不同用途的润滑脂、防锈剂。。新近开发的该复合防锈润滑脂是复合了多重防锈及润滑于一体的一种膏脂，在高温120℃和强紫外线照射下不流淌，不流失；在低温-40℃下不干固、不龟裂；经水冲刷不脱落不稀释；在丝扣缝隙有很好的油浸润性。可用于长期暴露在野外的螺栓（如铁路轨道螺栓）的防锈润滑，达到延长使用寿命，方便松紧螺栓进行保养和维修的目的。产品已在铁道轨道最恶劣环境路段的螺栓上做了应用试验，其防锈和浸润润滑效果极佳。。 本产品也可用于各类传动（齿轮、链条、滚球）部位的润滑，也可用于其它长期暴露在野外露天的螺栓的防锈与润滑，是一种适应性较广的防锈润滑兼备的实用型膏脂。
武汉工程大学
2021-04-11