|
搜索
搜 索
高等教育领域数字化综合服务平台
吸附分离新概念：中间尺寸分子筛
研究团队长期致力于配位聚合物多孔材料的设计、功能和机理研究，已发展了“动力学控制的柔性”（J.Am.Chem. Soc.2008, 130,6010;Natl. Sci. Rev.2018,5,907）、“亲水孔道捕获疏水分子”（Nat. Commun.2015,6,8697）、“控制客体分子构型调控吸附选择性”（Science 2017,356,1193）等多种吸附分离理论/概念。最近，他们又提出了一种新的吸附分离原理，称为中间尺寸分子筛（intermediate-sized molecular sieve，iSMS），能在复杂混合物只吸附中间尺寸的目标成分，解决类似苯乙烯分离提纯等重大需求。为实现这种特殊的吸附行为，多孔材料必须具有合适的柔性，从而结合热力学原理（太小的分子吸附能不足以打开柔性框架）和动力学原理（太大的分子尺寸超过打开的孔窗）排除非目标成分。他们设计合成了一例具有限制柔性的配位聚合物多孔材料MAF-41，实现了在乙苯、苯乙烯、甲苯和苯混合物中超高效纯化苯乙烯（选择性3300）的目标，只需一次吸附脱附循环，即可获得纯度99.9%+的苯乙烯。MAF-41还具有超高热稳定性（500 oC）、水稳定性（沸水，pH 3‒14）以及超疏水特性，有利于实际应用。
中山大学
2021-04-13
填料的表面改性及其在高分子材料中的应用
随着我国四个现代的高速发展，对高分子材料制品提出了各种新的要求。为了满足不同用途的需要，除了积极发展新的合成橡胶和合成树脂之外，还应该在现有树脂或橡胶加工成制品的过程中，利用化学方法或物理方法改变制品的一些性能，以达到预期的目的，这就是高分子材料改性。高分子材料改性一般可分为化学改性和物理改性。物理改性分为填充改性和共混改性等。填充改性是指在高分子材料成型加工过程中加入无机或有机填充剂，不仅能使高分子材料制品价格大大降低，而且更重要的是能显著改善高分子材料的机械性能或增加其他功能性，如导热性能、导电性能、光学性能等等。然而，无机填料和高分子材料间密度的差异妨碍了填料在基体中的均匀分散，因而给混炼成型加工带来了困难。又因为两者表面能不同，在遇到外力时，高分子材料与填料界面上应力集中易产生空隙，加速材料的老化。为了提高填料与高分子材料的亲和能力，需要对填料进行活化处理。本项目即涉及用于塑料和橡胶中大部分填料的表面处理技术，包括多种填料，如炭黑、碳纳米管、硅灰石、滑石粉、云母、碳酸钙、铁粉等等。该处理技术简单，易产业化，并具有成功产业化案例：某企业要求向再生丁基橡胶中加入铁粉和钙粉，需大量填充使胶料密度达到2.7，但直接添加，根本加不进去如此大量的填料，经本技术改性后，成功添加到胶料中，且密度达到要求。
华东理工大学
2021-04-11
在反铁磁材料中观测到拓扑自旋波的研究
李源和合作者所关注的材料是Cu3TeO6，在这个材料中，每个原胞内有12个具有磁性的Cu2+离子。在61K以下，Cu3TeO6成为反铁磁体，原胞中6个Cu2+离子磁矩方向大致平行，而另外6个Cu2+离子与它们反向。利用线性自旋波理论，李源和合作者发现，Cu3TeO6中的自旋波具有线性的能带交叠，而进一步的分析表明这种能带交叠具有拓扑性质：具有纯数形式的拓扑电荷，它们不依赖于模型的细节，而只和体系的对称性有关。李源和合作者证明了，只要材料中具有PT对称性（时间反演和空间反演），那么，自旋波的线性能带交叠总是存在。如果同时也存在整体的自旋旋转对称性U(1)，这种拓扑能带交叠具有狄拉克点的形式（图1a），而将U(1)对称性移除，则狄拉克点将拓展为结线（图1b）。狄拉克点和结线都是在特定材料新预言的拓扑能带交叠类型。Cu3TeO6具有很高的晶体对称性（第206号空间群，图1c）,由此保证了在U(1)对称性存在的前提下，布里渊区P点位置的自旋波总是狄拉克点。图1：（a）基于J1-J2模型的自旋波色散（b）布里渊区以及布里渊区中的狄拉克点，同时展示了U(1)对称性移除后狄拉克点演化为结线的过程（c）材料中Cu2+离子J1-J2交换网络。 为了在实验上研究上述自旋波的拓扑能带，李源和合作者又对Cu3TeO6晶体阵列样品进行了非弹性中子散射实验。在实验中，李源和合作者观测到了四维空间中清晰的自旋波信号。为了将实验结果和理论计算进行对照，李源和合作者在模拟材料中磁交换作用方面做了大量工作，他们认为：Cu2+离子之间最主要的磁交换作用是最近邻和第九近邻的交换作用，前者由于距离最近，后者由于离子之间相对笔直的交换路径。从图2a和b可以看到实验和计算结果符合得相当好：数据不仅表明在布里渊区的P点存在狄拉克锥型的色散（图2c），而且散射信号的强度与计算也几乎是一致的（图2d和e）。散射信号的强度反映了动力学结构因子S(Q,w)，其中包含了自旋波波函数的重要信息，所以实验和理论的一致性可以认为是材料中自旋波拓扑属性的直接验证。图2：（a和b）沿着图1（b）高对称路径的实验和计算的自旋波信号强度图，布里渊区中心是(1, 1, 2)（c）布里渊区P点的狄拉克锥型色散（d和e）a和b虚线框中自旋波的细节，虚线包络表明了P点的狄拉克锥型色散。
北京大学
2021-04-11
色素（染料）敏化复合薄膜太阳能电池
成果与项目的背景及主要用途： 将太阳能转换为电能是目前各国研究的重点, 它具有清洁、不需要燃料、能 广泛的应用于各个领域等优点。由于成本低，转化效率高，染料敏化纳米晶太阳 能电池近年来成为纳米技术和光电转换材料研究领域的热点, 其发展可解决硅 电池原材料紧缺的问题，具有很广阔的发展前景。二氧化钛广泛应用于染料敏化 太阳能电池（DSSC）的制备，但因 TiO2 薄膜结构缺陷的存在，不利于电子的传 输，制约了光电转换效率的进一步提高，可通过制备 TiO2/ZnO 复合薄膜解决这 一问题。采用天然色素（黑果枸杞色素和河湟红花黄色素）或染料对光阳极进行 敏化处理可进一步降低成本，简化工艺流程。该项目成果具有成本低，生产工艺 93天津大学科技成果选编 94 简单，生产过程中无污染等优点，比传统硅电池具有更为广泛的用途，可实现太 阳能电池的轻量化、薄膜化，并易于设计成不同形状以满足不同使用环境的需要。 技术原理与工艺流程简介： 染料敏化太阳能电池主要是由纳米晶半导体薄膜、染料敏化剂、氧化还原电 解液、导电基底以及对电极等几部分组成的。染料敏化太阳能电池的原理是源于 光合作用的启发，其具体实现的方式是通过染料分子吸收太阳光中的光能，从而 激发染料分子中的电子变成受激发的状态，通过与之复合的多孔薄膜传导出来。 本项目采用溶胶凝胶法制备 TiO2/ZnO 复合薄膜，染料敏化太阳能电池的主要制 备过程如下：技术水平及专利与获奖情况：实验室成熟阶段 应用前景分析及效益预测： 生产成本较低，仅为硅太阳能的 1/5~1/10，且使用寿命较长，如进一步提高 光电转换效率，可逐步取代硅太阳能电池。 应用领域：太阳能发电站、电子设备、太阳能建筑等，逐步取代硅太阳能电池
天津大学
2021-04-11
脂肪酸修饰的有机荧光染料生物探针
本发明提供一种脂肪酸修饰的有机荧光染料生物探针，该有机荧光染料生物探针是在有机荧光染料或量子点上连接脂肪酸形成的有机荧光染料探针或量子点探针。本发明的效果是该生物探针制备方法简单，对丝状菌细胞具有较好的标记靶向性，为标记丝状菌细胞进行污泥膨胀的预警研究提供方便。在标记过程中增加了生物探针与丝状菌细胞的生物相容性。该生物探针对丝状菌的毒性低，灵敏度高，使用量少。
天津城建大学
2021-01-12
植物染料工业化生产及其环保染色关键技术
农村经济作物种植和配套加工产业在促进农村经济快速发展的同时，也产生了大量的废弃物，如莲蓬壳、板栗壳、板蓝根茎叶、栀子果等，此类废弃物特别之处在于蕴含着色彩丰富的天然植物色素和易转化为多孔性生物炭的生物质材料。传统的堆置焚烧低值处理浪费资源且污染环境。当前，染料工业与印染行业都面临着巨大的环保压力。如何实现废弃资源高值化利用和有害物减排，顺应绿色发展和无废社会的战略需求，也是我国相关领域一直面临的关键难题。
天然植物染料技术符合产业发展趋势，依靠农业推动工业，完成资源高效利用，实现循环发展和产业转型升级。陈群书记、纪俊玲教授带领团队在国内率先开展了“农林生物质废弃物提取植物色素关键技术研究与应用”等方面的基础研究及技术开发，相继承担了国家、江苏省、常州市等近10个纵横向项目，取得了丰富的工作积累及创新成果。
本项目针对农村经济作物废弃物高值化瓶颈问题，提出了“因物而为”高效资源化利用新思路，针对农村经济作物及废弃物发明了长间隔臂大孔强碱性树脂吸附剂，开发了低温超声高效分离-移动床吸附纯化技术，首次得到性能稳定的商品化植物染料粉体；提出植物染料微结构调控新方法，开发了全品类植物染料染色的生态纺织品，发明了提取残渣高效定向热解专用装备，开发了生物炭功能元素高值化利用新技术，实现了残渣无害化处理和高效循环利用。本项目成功研发并拥有从农村经济作物废弃物提取植物染料、制备生物炭缓释肥及其应用的成套自主知识产权技术，实现了植物染料、植物染纺织品、生物炭缓释肥等系列高值化绿色产品的稳定生产，成功实施了农村经济作物废弃物综合循环利用技术。
本项目开发的天然植物染料已获得国际上规模最大的工业与消费产品检验ITS检测认证；植物染料、染色纺织品在全球范围内具有广泛公信力的SGS报告中，获得I类纺织品认证；天然植物染料在收获→原材料→加工→最终产品过程中，所有投入物在毒性和生物降解能力方面满足GOTS国际纺织品有机绿色认证。本项目共获授权发明专利30件，牵头起草中国首个纺织用植物染料标准—团订标准T/CTES 1007-2018《纺织用植物染料 靛蓝》（已公布），技术成果在全国15家企业推广应用，累计处理量超过25万吨，开发植物染料20种。相关技术获2019年江苏省科学技术奖一等奖，“纺织之光”中国纺织联合会科技进步二等奖。
常州大学
2021-05-10
酥松纳滤膜法染料脱盐（印染废水处理技术）
墨水，印花设备，喷头是高速数码印花的三大元素。墨水作为耗材用量巨大， 影响着设备、喷头的使用寿命以及印花布质量的优劣，是破局的关键所在。国内 目前没有成熟的墨水技术来实现进口产品的替代，制约了高速数码印花技术的发展。 经过膜法处理的墨水用于印花设备，提高设备运行状态稳定和印花布印花质量。相较与传统印花，该项目的染辅料利用率高十倍以上，印花废水大大减少。 高品质墨水为印花过程带来了质量与速度的完美融合
江南大学
2021-04-13
一种花粉管装载荧光染料的方法
本发明公开了一种花粉管装载荧光染料的方法，包括以下步骤：第一步，将花粉包裹于称量纸中，放置于密闭的硅胶瓶中保存于低温冰箱中；第二步，花粉从冰箱中取出后，在常温下放置2h后加入培养液中，将其搅拌均匀后置于25℃恒温箱中培养2h，第三步，将培养液与裂解液、染色剂对应混合，避光10‑30min，然后置于25℃恒温箱中避光培养2h。本发明采用裂解液处理，破坏花粉的细胞膜，使得染色剂能够快速有效地进入细胞。本发明通过使用裂解液及染色剂(Fluo‑4AM‑ester)，在常温(25℃)下对花粉管处理20min，能够对花粉管中钙离子成功染色。
青岛农业大学
2021-04-13
颗粒化微生物吸附剂用于废水染料回收
Ø 含染料废水的脱色一直是印染行业和染料工业所面临的重大问题之一。目前用于该类废水脱色处理的工艺和技术如活性炭吸附、化学絮凝、臭氧氧化、光催化氧化等，虽然具有较好的脱色性能，但处理成本高，难以广泛使用；并且它们只能用于废水脱色，不能完成染料回收。如果能对上述有色废水中的染料进行回收，尤其是对那些含高浓度染料且组分相对简单的工序废水进行单独处理和染料回收，不但解决了其脱色问题，还具有较好的经济效益，应用前景可观。利用颗粒化微生物吸附回收废水染料正是基于这一思路而开发的染料废水处理新技术本技术
北京理工大学
2021-01-12
纳米改性超稳定泡沫及其在超轻密度水泥基多孔材料中的应用
本发明公开了一种纳米改性超稳定泡沫及其在超轻密度水泥基多孔材料中的应用。通过将纳米颗粒稳定分散在发泡剂中，改性后的发泡剂在搅拌发泡后可实现纳米颗粒对气泡的包裹，使得泡沫由传统的气—液两相结构变为气—液—固三相结构，显著的提高了泡沫的稳定性。由改性后的发泡剂制备的泡沫稳定性好，尺寸细小均一，并且由此制备的超轻多孔水泥基材料强度高，不塌陷，解决了传统超轻水泥基材料性能差等问题，是一种提高超轻水泥基材料性能的有效方法。
东南大学
2021-04-14