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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
一种基于微滴预混和转印的气敏膜的并行合成装置及合成方法
本发明属于气敏膜合成技术领域，更具体地，涉及一种基于微 滴预混和转印的气敏膜的并行合成装置及合成方法，该气敏膜并行合 成装置包括限位载物台、控制模块、三维滑台、微滴预混模块和微滴 转印模块，微滴预混模块采用阵列蠕动泵和阵列微滴针头相结合来实 现气敏原材料预混，微滴转印模块采用气密自动微量进样器、图像定 位摄像头和预制定位膜的基片共同协调实现转印过程中的定量微滴和 气敏膜的精准定位定形。本发明还公开了气敏膜的制备方法。
华中科技大学
2021-04-14
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
西安交通大学能源与动力工程学院微区X射线荧光光谱仪竞争性磋商
西安交通大学能源与动力工程学院微区X射线荧光光谱仪竞争性磋商
西安交通大学
2022-06-23
物理与光电工程学院郭鹏飞课题组在国际能源领域顶级期刊Nano Energy发表最新研究成果
郭鹏飞课题组发展了一种源移动式纳米线生长技术，通过材料在微纳尺度的能带设计和生长控制，可控制备了一种一维半导体钙钛矿CsPbCl3/CsPbI3异质结构，解决了由于单纳米结构带隙不可控导致的钙钛矿纳米线激光器发射波长单一的问题。
太原理工大学
2022-06-07