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Advanced Materials报道华东理工大学在单原子气敏传感器领域的研究综述
近日，国际知名学术期刊Advanced Materials以“Progress and Perspectives of Single-atom Catalystsfor Gas Sensing”为题，在线报道了我校机械与动力工程学院在单原子气体传感领域的评论性综述论文。
华东理工大学
2022-10-11
2000Nm3/h回转窑用大推力长火焰高速射流天然气燃烧器
燃烧器结构从内到外依次包括中心天然气辅助喷嘴通道，中心稳燃直流风通道，环形天然气主喷嘴通道，内旋流高速空气通道（旋流角25度），外轴向高速直流风通路。经过精确的空气动力学设计，可以实现理想的火焰温度、速度、强度和刚度，天然气流量可在100---2700Nm3/h内调节，具有自主知识产权。 燃烧器提高了天然气的喷射压力（320---390m/s）和喷射速度（2000m3/h），以提高火焰强度和刚性。燃料压力、流量实际调节比可达1：36。火焰的形状、温度、强度和刚性在整个火焰长度都能高效热交换，不形成局部过热，不出现峰值温度。一方面有利于熟料结粒，熟料矿物晶相正常发育，防止烧成带扬尘；另一方面有利于形成致密稳定的烧成带窑皮，延长耐火砖使用寿命。 天然气喷嘴由单一大直径喷嘴改为较小直径的多孔喷射平行流多喷嘴。可以加强与一次风和二次助燃风的掺混，强化燃烧，提高燃烧速度和效率，提高火焰的温度，缩短根部黑头长度。 燃烧器采用了火焰稳定器技术，防脱火效果显著；采用了“拢焰罩”技术，有利于形成细长体刚性火焰，使窑体温度分布合理，火焰峰值温度降低。该燃烧器具备了低过剩空气系数下完全燃烧的性能，因而可以在过剩空气系数1.1下操作，可以节约的天然气将可达到总量的10%。 主要性能指标：1. 燃料：天然气（或中高热值煤气）；2. 天然气压力/流量：天然气设计压力50kPa，中心天然气辅枪出力500Nm3/h，环形天然气主枪出力1500Nm3/h，主、辅枪共同工作出力2000Nm3/h；3. 用途：用于回转窑供热（窑钢板内径：3.5m，耐火材料内径3m）；4. 工艺温度：1400℃，最高温度：1600℃；5. 安装位置：安装在窑罩后部，火焰直接进回转窑，伸进窑筒内的火管长度4.5m（窑罩端面至喷火口）；6. 助燃风温度：一次风不超过总量的10%，来自净风机,压力25---50KPa，常温，二次风:不小于总量的90%，来自冷却机,温度:～800℃； 其中： P气：为燃烧器喷枪前天然气表压力，单位:KPa V辅：为中心辅喷枪的天然气流量，单位:Nm3/h V主：为环形主喷枪的天然气流量，单位:Nm3/h V总：为主、辅喷枪共同工作的天然气流量，单位:Nm3/h
北京航空航天大学
2021-04-13
超声、微波辅助水热合成氧化锌基的纳米复合颗粒用于气敏传感器的应用
使用超声、微波辅助水热合成的方法制备出不同相貌的ZnO、Cr ZnO、CoO ZnO等纳米复合颗粒，通过复合和掺杂改性，分别构建p-n结和形成催化活性位点，提高气敏性能。
上海理工大学
2021-01-12
一种全尺度多功能危险可燃固体废弃物连续热解焚烧处置装置及研究平台
本成果涉及的是一种全尺度危险固体废弃物连续热解焚烧装置及焚烧过程，属于可燃危险固体废弃物处置及焚烧技术领域。该处置装置及研究平台的主要工艺设备，按照功能包括上料、热解燃烧、余热利用、烟气净化、烟气排放、电器控制监控系统和附件等七部分。
通过采用废弃物热解气化原理，废弃物在立式热解炉内欠氧条件下热解、气化，热解炉内气体温度控制在200-400℃左右，炉渣中心温度可达800-1100℃左右，将有机废弃物转化成可燃烧的CO和CH4等可燃成分和无机水蒸汽、酸性气体和炉渣，可燃气体进入混合室后，与切向进入的空气强烈混合后送入二次室燃烧，二次室出口烟气温度可达850-1100℃，烟气停留时间2-5s，烟气中有机物得以完全燃烧，同时抑制了不完全燃烧产物（焦油、烟炱和碳等）的产生，可达到减容的目的，也为烟气净化和灰渣回收创造成了条件；G-L换热器可实现补充热风助燃，充分余热利用；急冷塔雾化降温系在升温时、正常运行时、残烧时均能实现自动运行；布袋除尘器能实现有效自动除去烟气中小颗粒粉尘；活性炭喷射装置能有效吸附烟气中有害物质；当设备全部投入运行时，烟囱无黑烟，可另外设计新型热解、焚烧和烟气处理等工艺模块，并与已有设计模块融合，能够改造、升级和替换。
技术优势：
本成果将热解和高温焚烧技术优化组合，把低温气体和高温熔融结合起来，将废弃物的焚烧分为热解-预混-焚烧三步进行，实现热解焚烧、能量回收和烟气净化综合工艺流程和工艺条件，具有前瞻性，整体工艺无害化突出，减容性和资源化显著，物料适用性广泛，过程中不涉及危险反应介质和有毒有害溶剂，可实现“本质绿色化”。
南京工业大学
2021-01-12
一种全尺度多功能危险可燃固体废弃物连续热解焚烧处置装置及研究平台
本成果涉及的是一种全尺度危险固体废弃物连续热解焚烧装置及焚烧过程，属于可燃危险固体废弃物处置及焚烧技术领域。该处置装置及研究平台的主要工艺设备，按照功能包括上料、热解燃烧、余热利用、烟气净化、烟气排放、电器控制监控系统和附件等七部分。
通过采用废弃物热解气化原理，废弃物在立式热解炉内欠氧条件下热解、气化，热解炉内气体温度控制在200-400℃左右，炉渣中心温度可达800-1100℃左右，将有机废弃物转化成可燃烧的CO和CH4等可燃成分和无机水蒸汽、酸性气体和炉渣，可燃气体进入混合室后，与切向进入的空气强烈混合后送入二次室燃烧，二次室出口烟气温度可达850-1100℃，烟气停留时间2-5s，烟气中有机物得以完全燃烧，同时抑制了不完全燃烧产物（焦油、烟炱和碳等）的产生，可达到减容的目的，也为烟气净化和灰渣回收创造成了条件；G-L换热器可实现补充热风助燃，充分余热利用；急冷塔雾化降温系在升温时、正常运行时、残烧时均能实现自动运行；布袋除尘器能实现有效自动除去烟气中小颗粒粉尘；活性炭喷射装置能有效吸附烟气中有害物质；当设备全部投入运行时，烟囱无黑烟，可另外设计新型热解、焚烧和烟气处理等工艺模块，并与已有设计模块融合，能够改造、升级和替换。
技术优势：
本成果将热解和高温焚烧技术优化组合，把低温气体和高温熔融结合起来，将废弃物的焚烧分为热解-预混-焚烧三步进行，实现热解焚烧、能量回收和烟气净化综合工艺流程和工艺条件，具有前瞻性，整体工艺无害化突出，减容性和资源化显著，物料适用性广泛，过程中不涉及危险反应介质和有毒有害溶剂，可实现“本质绿色化”。
南京工业大学
2021-01-12
金属氧化物半导体基等离激元学研究取得突破性进展
在传统贵金属（金、银等）之外发掘出具有高性能等离激元效应的非金属新材料，是当前等离激元学基础研究及应用研发的一个热点与难点。金属氧化物半导体材料具有丰富可调的光、电、热、磁等性质，对其采取氢化处理可有效修饰其电子结构，从而获得丰富可调的等离激元效应；此处的一个关键性挑战在于如何显著提高金属氧化物半导体材料内禀的低自由载流子浓度。基于该研究团队新近发展的、理论模拟计算指导下的电子-质子协同掺氢策略，在本工作中研究人员采用简便易行的金属-酸溶液原位联合处理方法实现了金属氧化物MoO3半导体材料在温和条件下的可控加氢（即实现了“本征半导体→准金属”的可控相变），从而突破性地大幅提升了该材料中的自由载流子浓度。研究表明，氢化后的MoO3材料中自由电子浓度与贵金属相当（譬如H1.68MoO3：~1021cm-3；Au/Ag：~1022cm-3），这使得该材料的等离激元共振响应从近红外区移至可见光区，且兼具强增益及可调性。结合第一性原理模拟计算和以超快光谱为主的多种物性表征，研究人员进一步揭示出该协同掺氢所导致的准金属能带结构及相应的等离激元动力学性质。作为效果验证，研究人员在一系列表面增强拉曼光谱（SERS）实验中证实该材料表面等离激元局域强场可使吸附的罗丹明6G染料分子的SERS增强因子高达1.1×107（相较于一般半导体的104⁓5和贵金属的107⁓8），检测灵敏限低至纳摩量级（1×10-9mol L-1）。 这项工作创新性地发展出一种调控非金属半导体材料系统中自由载流子浓度的一般性策略，不仅低成本地实现了具有强且可调的等离激元效应的准金属相材料，而且显著地拓宽了半导体材料物化性质的可变范围，为新型金属氧化物功能材料的设计提供了崭新的思路和指导。
中国科学技术大学
2021-02-01
金属氧化物半导体基等离激元学研究取得突破性进展
项目成果/简介:在传统贵金属（金、银等）之外发掘出具有高性能等离激元效应的非金属新材料，是当前等离激元学基础研究及应用研发的一个热点与难点。金属氧化物半导体材料具有丰富可调的光、电、热、磁等性质，对其采取氢化处理可有效修饰其电子结构，从而获得丰富可调的等离激元效应；此处的一个关键性挑战在于如何显著提高金属氧化物半导体材料内禀的低自由载流子浓度。基于该研究团队新近发展的、理论模拟计算指导下的电子-质子协同掺氢策略，在本工作中研究人员采用简便易行的金属-酸溶液原位联合处理方法实现了金属氧化物MoO3半导体材料在温和条件下的可控加氢（即实现了“本征半导体→准金属”的可控相变），从而突破性地大幅提升了该材料中的自由载流子浓度。研究表明，氢化后的MoO3材料中自由电子浓度与贵金属相当（譬如H1.68MoO3：~1021cm-3；Au/Ag：~1022cm-3），这使得该材料的等离激元共振响应从近红外区移至可见光区，且兼具强增益及可调性。结合第一性原理模拟计算和以超快光谱为主的多种物性表征，研究人员进一步揭示出该协同掺氢所导致的准金属能带结构及相应的等离激元动力学性质。作为效果验证，研究人员在一系列表面增强拉曼光谱（SERS）实验中证实该材料表面等离激元局域强场可使吸附的罗丹明6G染料分子的SERS增强因子高达1.1×107（相较于一般半导体的104⁓5和贵金属的107⁓8），检测灵敏限低至纳摩量级（1×10-9mol L-1）。 这项工作创新性地发展出一种调控非金属半导体材料系统中自由载流子浓度的一般性策略，不仅低成本地实现了具有强且可调的等离激元效应的准金属相材料，而且显著地拓宽了半导体材料物化性质的可变范围，为新型金属氧化物功能材料的设计提供了崭新的思路和指导。
中国科学技术大学
2021-04-11
面向物联网硅基SIW带金属柱悬臂梁可重构带通滤波器
本发明公开了一种面向物联网的硅基SIW带金属柱悬臂梁可重构带通滤波器，包括SIW带通滤波器、转接结构(3)和带金属柱的MEMS悬臂梁结构。带金属柱的MEMS悬臂梁结构包括MEMS悬臂梁(6)，MEMS悬臂梁依靠锚区(7)的支持悬浮在硅衬底(1)之上，MEMS悬臂梁的下表面上设置有金属柱(11)，硅衬底对应金属柱的位置开设有孔(14)，且该孔(14)穿过硅衬底(1)上的氮化硅层(10)和上表面金属层(5)进入硅衬底(1)中。本发明只需要通过控制MEMS悬臂梁的状态就能够改变滤波器通带的中心频率，达到切换滤波器通带中心频率的目的，MEMS悬臂梁可以实现快速的DOWN态和UP态的转换，可以有效地实现微波电路中对滤波器滤波范围的控制。
东南大学
2021-04-11
一种新型介孔碳担载的金属催化剂及其制备方法
本发明涉及一种新型介孔碳担载的金属催化剂及其制备方法，金属催化剂由金属粒子0.01wt％～90wt％和介孔碳载体10wt％～99.99wt％组成，介孔碳载体由杂原子掺杂的介孔碳材料制成，该杂原子掺杂的介孔碳材料是以含有杂原子的离子液体为单体，与模板剂在室温下混合，然后在400～1000℃下煅烧1～6小时，冷却至室温，最后除去模板剂制得，金属粒子的平均粒径为1～100nm，介孔碳材料中杂原子的质量分数为0.01wt％～80wt％。本发明催化剂可以通过氮、硫、磷、硼、氟等杂原子的掺杂调控纳米金属的价态以及金属在载体表面的沉积与分散，从而有利于增强其催化活性。另外，催化剂制备简单，对水、空气和热稳定。
浙江大学
2021-04-11
基于一种搅拌摩擦钎焊制备双金属复合板专利的技术及产品
针对搅拌摩擦搭接焊焊道狭窄、驱除与分散界面氧化膜能力差、对界面处压入深度敏感、针的恶性磨损等问题，开发了搅拌摩擦钎焊专利技术（2012 年授权）。该技术的优点有：采用简单的无针工具可免除钢质母材对搅拌针的磨损；单道焊接宽度取决于轴肩的直径，远大于针的直径；能打碎并分散界面金属间化合物层。大气环境施焊、免用钎剂、利用旋转工具的机械作用与钎料的冶金作用的综合作用实现界面去膜、挤出多余低熔低强钎料、打碎并分散界面脆性金属间化合物层、节能环保。在界面焊接质量方面，FSB 的突出技术优势在于：氧化膜能随共晶液相被挤出，所以界面去膜效果优异；在低熔低强液态钎料被挤出后，最终所得为母材间扩散形成的扩散焊组织。2011 年发表于美国冶金与材料学报（MMTA, 2011, 42(9): 2850）等 FSB 相关论文已被美、欧、日、韩、伊朗、中国台湾、中国大陆等研究人员广泛引用。本组关于铝/钢组合的 FSB 的论文获得015 年全国钎焊年会优秀论文奖，该文对 1060/16Mn（3+18mm）组合，剪切强度已达 55.5MPa。
西安交通大学
2021-04-10