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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
安徽大学王佩红教授课题组在新型摩擦电能量收集器件研究方面取得新进展
作为一种高熵可再生能源，不规则海洋波浪能量是一种很有前途的可持续能源，正受到全世界的广泛关注。
安徽大学
2022-10-10
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
基于谐振频率的硅微谐振式加速度计在线温度补偿方法
本发明公开了一种基于谐振频率的硅微谐振式加速度计在线温度补偿方法，在零加速度情况下标定出两谐振梁谐振频率平方和与其谐振频率差的单调变化关系曲线，然后在输入加速度情况下对两谐振梁谐振频率和谐振频率差进行测量，结合先前获得的关系曲线将温度引起的谐振频率差从测量得到的谐振频率差中减去，完成温度补偿工作。本发明提供的硅微谐振式加速度计温度补偿方法，克服了传统直接温度补偿方法中温度场分布的不确定性和热传导延迟给补偿结果带来较大偏差的缺陷，能够实现实时的、高精度的温度补偿。本发明方法的温度补偿成本低，该方案全部基于FPGA实现，不需要额外增加传感器和引入其它设备，仅利用已有电路器件即可实现。
东南大学
2021-04-11
平板气升环流式养藻光合反应器及其进行微藻养殖的方法
本发明涉及生物质能利用技术，旨在提供平板气升环流式养藻光合反应器及其进行微藻养殖的方法。该平板气升环流式养藻光合反应器为箱型结构，箱型结构的顶部有一个直径为3cm的开孔，内部通过隔板分隔成三块区域，分别为中心流上升区和两个两侧流下降区；该进行微藻养殖的方法包括步骤：接种微藻液体至平板气升环流式养藻光合反应器中，在平板气升环流式养藻光合反应器的一侧设置光源，用气泵向平板气升环流式养藻光合反应器中送入的空气或工业烟气。本发明能形成一个旋转的交替更迭的大涡流动，加强了气液搅拌和物质传递，能够明显改善藻液流场和促进闪光效应，有利于提高微藻光合作用和生物质产量。
浙江大学
2021-04-11
计及交直流微网应对灾害事件弹性能力的鲁棒调度方法
本发明公开了一种计及交直流微网应对灾害事件弹性能力的鲁棒调度方法，包括以下步骤：步骤10）获取不确定性预测参数，构造交直流微网中的不确定性集；步骤20）基于步骤10）构造的不确定性集，线性化可再生能源发电机组的出力约束；步骤30）获取交直流微网中各设备的运行成本系数和运行限值，基于步骤10）和步骤20）建立灾害事件下交直流微网的鲁棒调度模型；步骤40）求解步骤30）建立的鲁棒调度问题：利用嵌套型列约束生成算法迭代求解该鲁棒模型，获得交直流微网在灾害事件发生情况下的鲁棒运行计划。该方法提高交直流微网在应对灾害事件上的弹性能力，为制定特殊天气情况下交直流微网的运行计划提供重要指导。
东南大学
2021-04-11
一种交直流混联微网的随机鲁棒耦合型优化调度方法
本发明公开了一种交直流混联微网的随机鲁棒耦合型优化调度方法，包括以下步骤：步骤10）获取交直流混联微网的源荷功率预测数据，构造随机不确定性集；步骤20）建立随机鲁棒耦合型优化调度模型的目标函数；步骤30）建立随机鲁棒耦合型优化调度模型的约束条件；步骤40）求解随机鲁棒耦合型优化调度问题：利用列约束生成算法求解随机鲁棒耦合型优化问题，获得交直流混联微网的随机鲁棒协调运行计划。该方法考虑到传统鲁棒优化调度模型保守性强的缺点，将随机优化和鲁棒优化相结合，在保证系统鲁棒性的基础上能够提高交直流混联微网的运行经济性，为制定交直流混联微网的运行方式提供指导和帮助。
东南大学
2021-04-11
解吸池及分子印迹搅拌棒微萃取-高效液相色谱在线联用装置
本技术成果研发了一种微波辅助提取-高速逆流色谱联用方法及其装置。首先采用微波辅助提取模式 本技术成果研发了一种适于装载分子印迹搅拌棒的解吸池，包括一上部池体及一下部池体。上部池体 提取物料；然后提取液浓缩预分离；最后通过高速逆流色谱纯化制备得到目标组分或分析天然产物提取液 的底部连接于下部池体的顶部且两者内部形成一上下贯通的解吸腔，上部池体顶部设有一液流出口，下部 中的目标组分；上述步骤通过接口及转换控制实现微波辅助提取、分离、纯化、高速逆流色谱制备或分析 池体下部圆周对称地均布有三个液流入口，液流出口及液流入口与所述解吸腔连通；还包括一分子印迹搅 于一体，可直接从天然产物中提取得到毫克级高纯度对照品，具有快速高效、高选择性的特点，实现天然 拌棒，放置于所述解吸腔中；还包括一密封圈，密封所述上部池体及下部池体的连接部。上述解吸池配以 产物快速高效的在线提取分离、纯化制备或分析。“天然物质提取分离纯化的实验室制备微波装置”集微 微量注射泵可实现对分子印迹搅拌棒的高效流动加热解吸。另外在该解吸池的基础上，通过与高效液相色 波辅助提取快速高效分离的优势和高速逆流色谱高效纯化、制备
中山大学
2021-04-10