太阳能作为一种洁净和相对易于获取的能源在未来的动力产品中将占有越来越大的比份。如何发展高光电能量转换效率、高可靠性和低成本的太阳能电池是目前太阳能利用领域所面临的关键问题。相对于第一代和第二代太阳能电池(转换效率<<50％)，各国科学家纷纷研究不同的应用于第三代太阳能电池的新材料和新结构，目标是使光电转换效率大于5 0％。近年来，一种具有微、纳米量级特殊结构的光伏材料成为太阳能电池的研究热点。利用飞秒脉冲激光在极短的持续时间内激发出极大的峰值能量，其在硅片的相互作用过程中具有很强的非线性效应，聚焦烧蚀硅表面很小的一块面积，形成规则排列的微纳米结构。这种微纳米结构由于表面积增大，对入射光波有很大的吸收，且对光的敏感性提高了数百倍，这些性质对我们提高光电转换效率具有很大的指导意义。这种材料与本底未处理材料的性质相比，材料带隙减小，对光的敏感性提高了数百倍，这使得其对波长为250—2500 nm的入射光波有大于90％的吸收；另外，黑硅比传统材质的硅的比重低。这些奇特的光电和物理性质能进一步提高太阳能电池的光电转换效率。根据光吸收效率，激子光量子效率，化学电势效率以及填充因子计算总的光电转换效率，普通硅基太阳能电池光电转换效率只有1 5％，而基于微纳结构光伏材料的太阳能电池转换效率可望达到50%-60%。 针对国民经济可持续发展在太阳能光伏技术方面的重大需求，发展利用超短脉冲激光制备具有优异光电转化效率的微纳结构光伏材料的新方法，以及通过探测光伏材料中非平衡载流子的能带结构及微分负电导等特性，探知光伏材料的光电转换效率，从而筛选出转换效率较高的微纳结构光伏材料，最终在发展新型、高效太阳能电池的新原理和新技术方面取得创新性突破，为我国研发具有自主知识产权的高效第三代光伏电池打下坚实基础。

针对车载氢能源的难题，开展纳米结构镁基合金复合材料储氢研 究，特别开展了 Mg 纳米线的储氢性能研究。 MgH2（7.6wt% H2）是理想的轻质储氢材料之一，但其缓慢的吸 放氢动力学和相对高的操作温度，限制了它的发展。为了改善镁基材 料的储氢性能，通过气相传输的方法制备了不同形貌的 Mg 纳米线。 结果表明，改变载气流速、传输温度和沉积基底，可以控制 Mg 纳米 线的长度和直径。测试结果显示，Mg 纳米线降低了脱附能垒，改善 了热力学和动力学性能。实验结果显示，直径为 30-50nm 的 Mg 纳米 线具有良好的可逆储放氢性能。研究成果发表在 J. Am. Chem. Soc.，J. Phys. Chem. C，J. Alloys Compds 等期刊上，授权发明专利 2 项。 

针对车载氢能源的难题，开展纳米结构镁基合金复合材料储氢研究，特别开展了Mg纳米线的储氢性能研究。 MgH2（7.6wt% H2）是理想的轻质储氢材料之一，但其缓慢的吸放氢动力学和相对高的操作温度，限制了它的发展。为了改善镁基材料的储氢性能，通过气相传输的方法制备了不同形貌的Mg纳米线。结果表明，改变载气流速、传输温度和沉积基底，可以控制Mg纳米线的长度和直径。测试结果显示，Mg纳米线降低了脱附能垒，改善了热力学和动力学性能。实验结果显示，直

本项目针对现行碳热还原工艺存在的不足，提供一种实用用微波还原弱磁性铁矿物制取铁精矿的方法，它无需用碳作为还原剂和热源，因而没有碳的消耗和由此产生的CO2对环境的污染，生产成本低，特别适于铁品位为15～45%的难选低品位红铁矿和含铁工业废料中弱磁性铁矿物的磁化改性，再用弱磁选机磁选获得高品质铁精矿。 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是： 利用微波具有通过物体内部原子和分子发生高速振动的方式，选择性加热能够吸收微波的矿物之特点，以微波场中升温极快的铁粉或铁泥代替碳作为还原剂，铁粉或铁泥同时也是促进剂，通过微波磁化还原焙烧，使难选低品位红铁矿和含铁工业废料中的弱磁性铁矿物还原为磁铁矿，再用弱磁选机磁选获得高品质合格铁精矿。  与传统的碳热还原技术相比，本发明的有益效果在于： （1）用废铁粉或铁泥作还原剂，用弱磁选可将其作为铁精矿回收，可变废为宝，没有还原剂的消耗、过程清洁、成本大幅度降低；而且由于铁粉或铁泥在微波场中升温极快，对高温还原反应具有促进作用。 （2）由于微波仅选择性加热铁矿物，导致铁矿物和脉石矿物热膨胀系数不同，在晶格间应力的作用下，铁矿物更容易在晶界断裂单体解离，有利于后续的磁选回收富集。 （3）微波焙烧不仅可降低磁化还原反应的活化能，而且因其可选择性地加热铁矿物，不需要象碳热还原那样将整个物料加热至600～800℃的高温，还原反应效率高，可显著降低过程所需的能耗。实验表明：将同样二份1kg的红铁矿粉，一份用焦炭作还原剂，在4kw的马弗炉中还原焙烧，另一份用废铁粉作还原剂，在频率2450MHz、功率1.3kw的微波炉中还原焙烧6分钟，还原剂加入量均为处理物料的20%，后者在6分钟内可将98%的弱磁性铁矿物还原为强磁性的磁铁矿,而前者50分钟内弱磁性铁矿物的还原率不到60%，本发明所处理的弱磁性铁矿物物料含铁品位为15～45%，得到的铁精矿其铁品位大于60%，回收率大于80%。（4）突破传统工艺处理贫、细、杂难选红铁矿和含铁工业废料成本高、效率低的瓶颈，使目前传统工艺难以处理的大量铁矿资源得到回收和利用。

图1. 矿识的4个页面 a: 选取待识别的矿物，可现场拍照获取或从手机相册中选取 b: 截取待识别矿物中心图 c: 输入便携硬度仪测量或经验估计所得的硬度值后得到识别结果 d: 可以不使用硬度值，仅用图片进行识别 表1 矿识与其他相关工作的对比 图片类型 相关研究 性能 可识别矿物数 准确率(%) Raman spectroscopy 拉曼光谱 Computers & geosciences 2013 6 83.0 Microscope 显微镜 Sensors 2019 4 90.9 Mathematical and Computational Applications 2011 5 93.9 Photo 相机图片 Artificial Intelligence in Theory and Practice, 2008 6 91.0 Minerals 2019 12 74.2 photo & hardness 相机图片+硬度 矿识 36 90.6   表2 矿识能够识别的36种矿物及其准确率 矿物名 样本数  仅用图片识别的正确数 结合图片与硬度识别的正确数 Agate玛瑙 5 5 5 almandine铁铝榴石 6 4 4 azurite蓝铜矿 2 1 2 beryl绿柱石 1 1 1 chalcopyrite黄铜矿 2 1 2 cinnabar辰砂 1 1 1 copper铜 2 2 2 fluorite萤石，氟石 11 8 10 galena方铅矿 3 2 3 halite石盐 1 1 1 hematite赤铁矿 8 1 5 malachite孔雀石 6 5 5 opal欧泊 1 1 1 orpiment雌黄 3 1 3 pyrite黄铁矿 6 5 6 quartz石英 4 4 4 sphalerite闪锌矿 1 0 0 stibnite辉锑矿 8 7 8 sulphur硫磺 2 2 2 total 73 52 65 Accuracy \ 71.2% 89%    

刘奇航及其合作者以最近由中科院物理所领衔的研究团队发现的ZnCu3(OH)6BrF为例，采用修正后的单体平均场密度泛函理论方法，对这一体系的本征和掺杂行为进行了详尽的模拟。研究发现，ZnCu3(OH)6BrF掺杂后，掺入的电子并没有成为期待的“自由载流子”，而是局域在一个铜原子周围，引起了局域形变。这种电子与束缚它的晶格畸变的复合体称为极化子（如图一所示）。本征材料的带隙中形成新的电子态。因此，电子掺杂后，ZnCu3(OH)6BrF并没有实现半导体到导体的转变。相比之下，具有类似CuO4局部环境的铜氧化物高温超导体的母体材料Nd2CuO4显现除了不同的随掺杂浓度变化的导电性。研究发现，低掺杂浓度时，铜原子附近形成较为扩展的极化子，因此在高掺杂浓度时，这些极化子之间的跃迁可以使系统导电性大大增加，实现半导体到导体的转变，与实验观测很好地吻合。 该研究圆满地解释了最近实验上观测到的Kagome晶格的锌铜羟基卤化物在掺杂后并不导电的现象，指出要在量子自旋液体实现超导，仅仅找到量子自旋液体体系是远远不够的，还必须实现有效掺杂，注入一定浓度的“自由载流子”，为耕耘在该领域的实验工作者提出了新的挑战和实验方向。

目前用于空气过滤的净化材料，主要以丙纶、涤纶纤维无纺布为主，其微观结构是以直径为50~100nm 、长 10~20µm 的纤维组成多孔的纤维薄膜。对空气中悬浮颗粒（包含 PM2.5）的过滤净化主要是通过多层纤维进行阻隔，存在着过滤性能与透气性相矛盾的问题，且无法有效解决。本项目采 用涂装技术将多孔矿物材料、矿物纤维材料与 ePTFE 纤维进行了复合，在多孔纤维的结点上担载了一定量多孔矿物或矿物纤维作为吸附活性中心，制备出具有吸附功能的纤维过滤材料，可实现对微细、 超微细颗粒过滤的同时产生吸附作用，这样即使存在较大的孔隙也能产生良好的净化作用，可有效解 决过滤性能与透气性相矛盾的问题。经过检测，本项目所制备的样品对空气中微细、超微细颗粒（以PM2.5 为例）具有很强的去除功能，且透气性良好。

中国是凹凸棒石粘土矿的资源大国，但是由于成矿条件的苛刻，天然凹凸棒石粘土存在着一定的矿物学局限性。比如气候条件、地质环境与矿床成分的不同，都会影响凹凸棒石粘土的形成、晶体发育、元素组成等，所以，含量较高、单晶体发育良好的矿床很少，极大部 分的天然凹凸棒石粘土矿物中凹凸棒石粘土的含量都低于 50%，通常，在凹凸棒石粘土矿物开采之后，都要对其进行提纯处理，将其中的伴生矿物与之分离，同时，在提纯过程中减小矿物粒径，提高分散性， 使包含于凹凸棒石粘土聚集体中以及晶体束中间的杂质去除，获得均匀、完整的凹凸棒石

本发明提供一种含芴基及芳醚键结构的双马来酰亚胺及其制备方法,含芴基及芳醚键结构的双马来酰亚胺具有如下结构式:式中的取代基R1,R2各自独立地选自氢原子,卤素原子,硝基,C1～C20的脂肪族烷基或其衍生物,或者C6～C12的芳香烃烷基或其衍生物。

本发明是一种凹凸棒矿物制造印染废水脱色材 料的技术方法，它是以凹凸棒石粘土为主原料(80～100目)， 与1.5～ 3.0mol/LH2SO4，固液比1∶2～3，在常温下活化1～2h，并加入 0～5％的Fe、Mn、Al等金属硫酸盐(按金属氧化物计)，再经3～ 6mol/L碱溶液中和至pH值7～8，一次固液分离，造粒(3～ 5mm)，烘干，再经700℃煅烧0.5～2h后制成。产出的滤液副 产回收 Na2SO4·10H2O或 (NH4) 2SO4；该脱色料 对印染废水脱色后，颗粒料经1.5～6.0mol/L硫酸铵溶液浸泡 2～5min、在300℃下焙烘5～25min后，可重复循环使用四次 以上；脱色材料对印染废水的脱色率≥94％，循环使用的脱色 率≥91％。具有制造过程简单、成本低廉、无污染物排放等特 点。