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利用晶相共生现象可控合成异质结光催化材料
基于半导体异质结概念，首次通过工艺简单，成本低廉熔融盐法合成一系列钽酸钙基半导体异质结复合材料，发现了两元及多元半导体复合物组分及其含量可通过改变前驱物比例简单调控，证明该异质结复合物相，组分变化与光催化制氢性能有着密切关系，阐明不同钽酸钙晶相界面异质结形成促进光生电荷有效分离机制，极大地提高光催化制氢性能。
上海理工大学
2021-04-10
B/N 掺杂型 Al-Ti-C 系晶种合金
铝合金结晶组织的微细化会显著提高铝材的强韧性、组织均匀性、致密性、 耐蚀性、加工工艺性和表面质量等，并减少偏析和裂纹等诸多铸造缺陷。目前， 国内外通常采用 Al-Ti-B 或 Al-Ti-C 中间合金来细化晶粒，但 Al-Ti-B 中间合金 126 的形核衬底质点 TiB2 本身的直径大小在 0.5-3.0μm，而且往往以较大的聚集团 形式存在，如此大的颗粒团在加入到铝合金中后会带来一系列的副作用。而普 通 Al-Ti-C 中间合金细化效果不稳定，易衰退，难以满足铝制品产品质量的要 求。 Al-Ti-C 中间合金之所以细化效果不稳定和容易衰退，是由于其中的 TiCx 晶体存在较多碳空位，从而使之失稳，且随 TiCx中碳空位数量的增加，Al 原子 在 TiCx 表面的偏聚及有序化受到抑制，由原来的完全共格逐渐转变为不完全共 格。因此，减少 TiCx中的碳空位是提高其结构稳定性和生核效率的关键。 研究表明，无空位的 TiC 是铝的有效生核衬底，在接近凝固点的铝熔体中， Al 原子能够依附于其周围形成一个完全共格的有序区，最终促进 α-Al 生核和铝 晶粒细化。经过长期的研究和探索发现，TiCx 中的碳空位可以被原子半径较小 的 B、N 等原子填充，最终形成掺杂型的 TiCxB1-x和 TiCxN1-x等粒子，从而降低 空位浓度并提高异质生核能力。 B 掺杂型 Al-Ti-C 晶种合金中含有大量直径在 1μm 以下（亚微米）的 TiCxB1-x 晶核衬底粒子，且弥散分布，当将该中间合金以微量（0.15%左右）加 入到待细化的铝及其合金熔体中后，立即释放出大量的亚微米级的掺杂型 TiC 晶核，从而使待细化铝合金的晶粒组织得到显著细化甚至超细化（指晶粒直径 在微米级）。因此，采用掺杂型 Al-Ti-C 晶种合金对铝熔体进行晶粒细化处理 将是铝加工行业又一次重要的技术进步。
山东大学
2021-04-13
电脉冲对亚微米晶材料结构和性能的影响
电脉冲可以显著改变材料微观结构演化路径和扩展材料微观结构的特征参数范围；为材料加工和新材料的制备提供了新的广阔空间。电脉冲退火快速强化亚微米纯铝，短时间电脉冲退火降低拉错密度且不引起晶粒尺寸增大，液氮下电脉冲处理可以析出致密的纳米析出相，提升材料性能。
上海交通大学
2023-05-09
深海微生物驱动碳氮循环耦合研究
浮游植物在表层获取光能固定CO2，形成颗粒有机碳（POC）往下沉降，在深海再矿化后生成铵（NH4+），从而为深海化能自养细菌/古菌提供了能量来源。因此，氨氧化古菌和亚硝氧化细菌所介导的两步硝化过程是实现光能传递到深海被利用的重要途径，是深海重要的供能过程，支撑了海洋“黑暗固碳”——不依赖于光合作用的化能自养固碳，为深海生物圈提供了“新”的有机质，同时积累硝氮。由于亚硝氧化菌群研究的长期滞后，氨氧化和亚硝氧化功能群在深海的协作关系始终不明了，因此国际上对深海硝化菌群支撑的碳（C）−氮（N）耦合机理（定性）的理解仍极为有限，对C−N计量学关系（定量）的准确估算仍是空白。 该研究工作结合多组学分析、生理学实验、现场原位速率及动力学观测和模拟，以及生态系统模型，阐释了氨氧化古菌和亚硝氧化细菌显著差异的代谢策略，及两步氧化过程耦合、硝化与黑暗固碳耦合的生理生态学机制，建立了硝化菌群支撑的C−N、物质与能量转换的计量学关系，量化了深海硝化过程对深海生物圈及全球海洋碳循环的贡献和影响。该工作为深海物质与能量循环研究提供了新的参数，对深入认识深海生物地球化学过程具有重要意义。
厦门大学
2021-02-01
深海微生物驱动碳氮循环耦合研究
项目成果/简介:浮游植物在表层获取光能固定CO2，形成颗粒有机碳（POC）往下沉降，在深海再矿化后生成铵（NH4+），从而为深海化能自养细菌/古菌提供了能量来源。因此，氨氧化古菌和亚硝氧化细菌所介导的两步硝化过程是实现光能传递到深海被利用的重要途径，是深海重要的供能过程，支撑了海洋“黑暗固碳”——不依赖于光合作用的化能自养固碳，为深海生物圈提供了“新”的有机质，同时积累硝氮。由于亚硝氧化菌群研究的长期滞后，氨氧化和亚硝氧化功能群在深海的协作关系始终不明了，因此国际上对深海硝化菌群支撑的碳（C）−氮（N）耦合机理（定性）的理解仍极为有限，对C−N计量学关系（定量）的准确估算仍是空白。 该研究工作结合多组学分析、生理学实验、现场原位速率及动力学观测和模拟，以及生态系统模型，阐释了氨氧化古菌和亚硝氧化细菌显著差异的代谢策略，及两步氧化过程耦合、硝化与黑暗固碳耦合的生理生态学机制，建立了硝化菌群支撑的C−N、物质与能量转换的计量学关系，量化了深海硝化过程对深海生物圈及全球海洋碳循环的贡献和影响。该工作为深海物质与能量循环研究提供了新的参数，对深入认识深海生物地球化学过程具有重要意义。
厦门大学
2021-04-10
液态烷烃回流包碳法制备纳米碳化钛
一种液态烷烃回流包碳制备纳米碳化钛粉体的方法，以廉价的水合二氧化钛为钛源和液态的烷烃混 合物(C11-C16)为碳源，工艺步骤依次为备料、回流、干燥、装料、高温热处理、取样。控制原料的回流 时间与回流温度，可以制备得到不同碳含量的先驱体粉体，通过不同的热处理工艺可调控有机碳转变为无 机碳的碳量，从而制备出高纯纳米碳化钛粉体。用此法制备的碳化钛粉体分散性较好，平均粒度为20～ 40nm，平均晶粒度为10～20nm。此法工艺简单，成本较低，较一般碳热还原法节约能源，容易实现规模 化制备。
四川大学
2021-04-11
一种制备碳纳米空心格子的方法
本发明公开了一种制备碳纳米空心格子的方法，是将醇和草酸亚铁混合， 137 密封在高压釜中，在 550℃条件下反应 5~12 小时，产物经过盐酸洗涤，工业乙 醇洗涤，最后水洗至 pH 值中性，常规抽滤、干燥后即获得碳纳米空心格子。
山东大学
2021-04-13
轻质超薄碳纳米材料柔性全固态超电容
移动互联网时代，智能手机等设备的屏幕越做越大，研发可卷曲、可折叠的便携电子产品已成为趋势。然而，固定形状的电池限制了可折叠电子产品的发展，亟需开发相应的柔性储能器件。天津大学赵乃勤教授课题组与天津工业大学康建立教授合作，研发成功了迄今最薄的碳纳米材料薄膜超级电容器，其厚度仅为A4纸的三分之一（约30微米），柔韧、轻盈，是可穿戴设备的理想电源。
“轻质超薄”是这款超电容的显著特点。为获得高的器件综合性能，该研究团队从器件结构优化设计出发，使其兼具超高能量密度和功率密度。他们先采用化学气相沉积法一步制备了一种柔韧多孔碳纳米纤维/超薄石墨层杂化薄膜，再以固态电解质封装两片杂化薄膜得到全固态自支撑薄膜超电容。
该超电容厚度只有A4纸厚度的三分之一左右，且有很好的柔韧性。经过优化结构设计，该器件整体的体积能量密度和功率密度比目前已报道的同类超电容可以高出几个数量级，这对于空间有限的微电子器件来说尤为重要。该超电容每平方米重量仅为58克，未来可将多片超电容嵌入到衣服中，使得平时穿的衣服变成可以给电子产品供电的“电源”，穿在身上几乎不增加负重，且便于携带。
同时，整个器件还具有很好的抗变形性和循环稳定性，充放电循环5000次后电容量还保持在96%以上（而锂电池在充放电循环1000次左右后电极性质会发生变化，使用中会出现电量不足的情况）。此外，锂电池的安全问题也成为目前人们关注的重点，该超电容采用全固态设计理念，当其遭受撞击或者损坏时不会有液体外泄情况发生，极大程度上提高了产品的安全性。该超电容同时具备一般超电容使用寿命长、充放电速度快等优势，在可穿戴电子器件和微器件领域具有很好的应用前景，成果实现产业化后将会有力推进相关电子产业的升级换代。
天津大学
2023-05-12
低碳生活污水高效脱氮除磷技术
该技术 COD 消耗量节省 40%以上，有效解决了现阶段污水脱氮除磷中碳源不足的问题，可提高脱氮除磷效果，除磷效率接近 100%。该项技术，还可灵活应用到现有的污水处理工艺中，如连续流的 A2/O、或续批式 SBR 工艺等。该技术除了有效提高碳源利用率外，还可降低氧气消耗量 30%，减少污泥产量 50%。此工艺的最大特点是，利用反硝化聚磷菌生物学特性达到“一碳两用”的目的， 有效提高脱氮除磷效率。
扬州大学
2021-04-14
单原子铁-氮-碳氧还原催化剂
纳米石墨烯是经由有机合成路线制备的稠合苯环组成的纳米片状材料，其结构可以在有机合成过程中精确控制，并通过碳谱、氢谱等手段表征。研究团队以自制的纳米石墨烯、商业化的含氮化合物、铁盐和二维石墨烯为前驱体，经过高温焙烧和酸洗处理，最终得到了高效的酸性氧还原催化剂。催化剂合成过程中，高温条件下三聚氰胺提供的氮原子倾向于取代纳米石墨烯的边缘碳原子，并以此锚定
南方科技大学
2021-04-14