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一种高性能精细化透明导电电极的制备方法
本发明提供了一种高性能精细化透明导电电极的制备方法，包 括下述步骤：(1)通过非接触式一维纳米材料阵列的大面积组装方法获 得单方向有序排列的金属纳米线阵列，并在与阵列垂直的方向采用所 述非接触式一维纳米材料阵列的大面积组装方法，获得垂直方向的有 序排列的金属纳米线阵列后形成金属纳米线透明导电网络；(2)对金属 纳米线透明导电网络进行精细化刻蚀，并在刻蚀时选择与有序排列的 金属纳米线平行的方向进行，刻蚀后获得精细化透明
华中科技大学
2021-04-14
有机电极材料在锂电池中的实际应用前景分析
中国科学院院士、南开大学教授陈军团队受Nature子刊《自然评论·化学》编委会邀请，发表题为“有机电极材料在锂电池中的实际应用前景分析”的综述论文。该文章深入阐述了有机电极材料的结构特征、作用机理、构效关系等，着重分析了有机电极材料的实际现状和应用前景，有助于学术界和工业界充分了解有机电极材料的实际应用潜力和待解决的问题，有望激发更多应用导向的研究工作，进而促进未来有机电池的商品化应用。文章第一作者为卢勇博士，通讯作者为陈军院士。
锂离子电池目前广泛应用于各类便携式电子设备，在人类社会的信息化、移动化、智能化、社会化等方面凸显作用，并有望在电动汽车和智能电网等领域大规模应用。商品化锂离子电池的正极材料主要是无机过渡金属氧化物和磷酸盐，其中过渡金属资源大都不可再生，电池回收利用技术复杂、成本高，从长远的角度来看可能会面临资源短缺等难点问题。因此，可循环再生的电极材料开发已成为电池领域的学术前沿和重大需求。
有机电极材料由于含有丰富的碳、氢、氧等元素而显现出可再生、绿色环保、低成本和高容量等优点，近年来受到了广泛的关注。有机电极材料的制备具有合成创造的特点。有机电极材料一般可以从植物中（比如玉米等作物和苹果等果蔬）直接提取或者以生物质材料为原料通过简单的方法制备得到；在有机材料提取制备、电池装配和回收过程中产生的二氧化碳又可以被植物吸收利用，因而体现了很好的循环和可再生性。然而，有机电极材料还面临着在电解液中溶解度大、导电性差、密度低等难点问题，其材料特征、作用机理、构效关系等亟待深入理解。
陈军院士团队的综述论文围绕有机电极材料的未来发展提出见解。文章指出，有机电极材料具有结构可调控特点。根据不同的分子结构和反应电位，有机材料在实际应用中可作为正极或者负极活性材料。文章首先讨论了有机电极材料本身的各种关键性质，包括材料的能量密度、功率密度、循环寿命、密度、电导率、能量效率、价格、资源可用性和热/化学稳定性。其中能量密度、功率密度和循环寿命是材料的基本电化学性质，这些性质会受到材料密度和电导率的影响，其他因素如稳定性和价格等也是必须要考虑的问题。接着从实际电池应用角度分析了电极中活性物质的单位面载量和电解液用量等因素对全电池性能的影响。最后利用软件对以有机材料为正极或者负极的实际锂电池体系进行了模拟，得出了相关电池体系的性能（如整体能量密度、功率密度）和价格等参数。结果表明，n型有机正极材料特别是羰基化合物具有较好的实际应用前景。
南开大学
2021-04-11
一种复合量子点电极材料及其制备方法和应用
本发明公开了一种复合量子点电极材料及其制备方法和应用，属于光电化学电极材料技术领域，包括如下步骤：将钛基材料打磨、清洗后，浸泡于第一酸性溶液中以去除氧化膜，后将钛基材料置于第二酸性溶液中，以制得钛基体；将钼源溶于水中同时调节pH值，并加入硫源后，进行热反应，得到MoS<subgt;2</subgt; QDs；将MoS<subgt;2</subgt; QDs、锑盐、稀土金属盐按预设比例混合溶于浓酸的醇溶液中以制得浸渍液；将钛基体进行清洗、干燥后，完全浸没在浸渍液中，经一系列处理后，得到复合量子点电极材料；本发明制得的电极材料具有导电性强、电催化活性高、耐腐蚀性能优异、稳定性持久等优点，能够用于油田聚合物驱油。
南京工业大学
2021-01-12
一种集成有接地电极的气流辅助电喷印喷头
本发明属于电流体喷印喷头相关技术领域，其公开了一种集成有接地电极的气流辅助电喷印喷头。所述气流辅助电喷印喷头包括进液筒、气罩、金属针头、导电线、电极罩及环形电极。所述进液筒连接于所述气罩且部分收容于所述气罩内。所述气罩的两端分别连接所述进液筒及所述电极罩；所述金属针头一端与所述进液筒形成螺纹连接，另一端穿过所述气罩伸入所述电极罩内；所述导电线的一端连接于高压电源，另一端穿过所述进液筒连接于所述金属针头；所述环形电极嵌设在所述电极罩内，且其通过接地来将接地电极集成在所述气流辅助电喷印喷头中。本发明的气流辅助电喷印喷头通过设置有环形电极而具有接地电极，使得收集基板不用接地，提高应用范围及灵活性。
华中科技大学
2021-04-14
预移相模型热线（膜）动态流速计
用于中低速风洞动态流速测量，是湍流研究，风洞试验的必备设备。 功能特点： 1.操作极简单，无需平衡消振荡调节； 2.流速全范围一次标定，任意测量； 3.动态响应极好，贫响宽； 4.全计算机控制处理，高速 A/D，软件包内含基本流体测量，研究算法。 应用领域： 风洞试验，环境现场流场测量分析等
同济大学
2021-04-11
无膜分步法电解水制氢
传统的电解工业（电解水、氯碱工业）阴、阳极会同时产生两种气体，一般采用离子交换膜防止两种气体的混合，避免爆炸性混合气体的产生。离子交换膜的使用增加了电解的成本，此外膜内阻也增加了电解的能耗。且由于阳极和阴极室的气体压力必须通过稳定的电源输入保持平衡，很难利用风能和太阳能等不稳定的可持续能源来直接为离子膜电解池供电。另一方面，电解池中的高压气体和阳极氧化过程的中间产物也会加剧膜的老化降解，近一步增加电解成本。基于电池电极的分步法无膜电解技术有望为电池电极反应推出一个新的研究方向，随着电池工业迅速发展，电池电极的制备已经非常成熟，分步法电解技术很容易利用现有的商业化电极实现产业化。
复旦大学
2021-04-10
MBR-X系列膜生物反应器
膜生物反应器(MBR)是膜分离技术与生物处理方法的高效结合，其起源是用膜分离技术取代活性污泥法中的二沉池，进行固液分离，经过一系列研究和改进后，膜生物反应器(MBR)可直接达到处理出水回用的目的，并且具有污水三级传统工艺无法比拟的优点： 1、微生物数量高于常规生物处理2～5倍，处理程度高，中空纤维膜孔径0.2μm，能高效进行固液分离，出水悬浮物浓度和浊度接近于零，细菌总数接近于零，可直接用于回用目的。 2、处理工艺简单可靠，构筑物少，可大规模节省占地面积和征地费用，降低水处理投资，占地面积约为常规二级处理加深度处理工艺的1/4～1/10。 3、污泥龄长，污泥产量低，除无机颗粒物外，基本无剩余污泥排放，由于不投加化学药剂，所以不产生化学污泥。 4、出水水质优良，各项指标低于国家污水回用有关标准规定，且不受进水水质影响。 5、自动化程度高，利用PLC进行控制，不需设置专人管理，人员经短期培训就能操作，维护工作量小。一、MBR-X系列膜生物反应器进水处理出水水质比较 1.进水水质：(对于高浓度有机废水可采用在MBR反应器前增加预处理措施) CODcr＜500mg/L BOD5＜300mg/L SS＜300mg/L NH4+-N＜40mg/L 2.出水水质： CODcr＜20mg/L BOD5＜5mg/L SS=0mg/L NH4+-N＜1mg/L 浊度＜1NTU 细菌总数＜20个mg/L 大肠杆菌数未检出二、MBR-X系列膜生物反应器适用范围 1．生活污水 2.工业污水①城市生活污水 ①食品工业废水 ②宾馆、办公楼污水 ②印染工业废水 ③工矿企业生活污水 ③制药工业废水 ④公厕粪便水 ④石油化工废水 ⑤洗车业废水 ⑤造纸工业废水 ⑥垃圾渗透液等 ⑦焦炭或煤气含酚工业废水
上海理工大学
2021-04-11
一种塑性丝胶蛋白膜的制备方法
本发明涉及一种塑性丝胶蛋白膜的制备方法。目前还没有一种工艺简单、制备条件温和、无有毒化交联剂、有较好的力学性能的塑性丝胶蛋白膜的制备方法。本发明的特点在于：依次包括如下步骤：（1）将蚕丝蛋白原料置于浓度为7-11mol/L的LiBr溶液中，于30-100℃的条件下溶解处理0.25-15min，得到不溶胶状物；（2）将步骤（1）中得到的不溶胶状物取出，用蒸馏水洗涤数次，除去不溶胶状物中的LiBr分子，得到丝胶蛋白胶体；（3）将步骤（2）中得到的丝胶蛋白胶摊开铺平，干燥后制得塑性丝胶蛋白膜。本发明的工艺简单、制备条件温和、不添加任何化学交联剂而获得具有较好力学性能的塑性丝胶蛋白膜。
浙江大学
2021-04-11
超硬耐高温抗氧化纳米多层膜材料
"表面涂层技术是改善材料性能的有效技术之一，在现代工业中发挥着越来越重要的作用。将涂层与基体材料的优良性能相结合可以有效降低材料的磨损，提高材料的强度，提高材料的高温抗氧化性等性能。随着现代工业技术的发展，传统TiN、CrN等单一涂层材料难易满足其需要，通过复合单层材料而成的纳米多层膜涂层拥有单层材料无法比拟的综合性能而越来越被重视，成为了一种具有广阔应用前景的材料，具有重大的应用和经济价值。 技术特点：该项目制备出了异结构TiAlSiN/Si3N4、CrAlSiN/Si3N4纳米多层膜及同结构TiCrAlN/TiAlN纳米多层膜，其硬度可超过36 Gpa，抗氧化温度超过了800℃；可以根据实际性能需求选择单层材料制备具有特殊性能的纳米多层膜涂层材料。 "
厦门大学
2021-04-10
关于超高通量分离膜的研究成果
纳米孔道的离子输运现象是材料科学和生物物理等领域研究的热点。当纳米孔道的尺度达到纳米即接近分子大小时，将会出现许多奇异的输运现象。研究这些输运现象对于了解细胞膜离子通道机制，制备新型高效分离设备淡化海水、处理污水，探索新型DNA测序方法等都有重要意义。基于核径迹高分子膜制备的纳米孔具有结构坚韧富有柔性并且可以高效大规模制备的优点，但是由于已沿用六十多年的传统化学蚀刻制备法不便可靠控制蚀刻速率，无法达到亚纳米尺度。刘峰和王宇钢课题组基于多年来核径迹纳米孔研究工作的基础（JACS，2008,2009；AFM, 2010,2011; EES, 2011等），首次通过高能重离子轰击高分子膜并进行充分紫外线照射，不进行蚀刻而成功制备亚纳米尺度的核孔膜 （Qi Wen, et al., Advanced Functional Materials，2016, Cover Highlights)。该膜具有超高离子选择性，比如阴阳离子选择性高达108，但导通量离实际应用尚有一定距离。事实上，选择性和通量对于所有离子分离膜都是一对难以调和的矛盾。2017年《Science》专门就此发表题为“Maximizing the right stuff: The trade-off between membrane permeability and selectivity”的长篇评述文章，指出分离膜研究的正确方向是要同时具有高选择性和高通量。通过优选高分子膜并利用新的制备工艺，刘峰、王宇钢课题组所获得的新型纳米尺度核孔膜，在保持碱金属离子与重金属离子高选择性的同时，将离子的输运率提高了3个数量级 （图A）。 这种纳米核孔膜的优异分离性能突破了传统的分离膜和氧化石墨烯等新型分离膜的局限 （图B）。与此同时，他们还建立了高分子纳米孔模型并通过分子动力学模拟揭示，一方面由于孔的半径在0.5纳米左右极大减少了脱水势垒的阻碍从而极大提高了输运量，同时由于部分脱水的离子和表面吸附的电荷之间的相互作用而保持了高选择性 （图C）。 这项研究揭示了纳米孔道的离子输运新机制，并且为突破高选择性和高输运率的矛盾提供了新的思路。通过该方法所制备的高分子膜在过滤重金属元素的水净化，制备新型电池等方面也有重要应用价值。
北京大学
2021-04-11