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在基于纳米石墨烯的高性能单原子电催化剂、C60衍生物高效储锂、CSPbBr3量子点铁电性质
南方科技大学材料科学与工程系讲席教授王湘麟课题组在基于纳米石墨烯的高性能单原子电催化剂、C60衍生物高效储锂、CSPbBr3量子点铁电性质研究等取得重要进展。相关论文发表于Nano Energy(IF：15.548)；ACS nano (IF：13.903)；《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society，IF：14.695)。发展高效稳定的非铂基电催化剂对质子交换膜电池等清洁能源转换装置的大规模应用具有关键作用。王湘麟团队基于结构明确的纳米石墨烯，合成了单原子铁-氮-碳氧还原催化剂，其催化活性接近商业Pt/C，并具有高循环稳定性。我校物理系副教授徐虎和物理系博士后黄祥构建了理论计算模型并模拟电催化反应过程。在锂电池电极材料方面，王湘麟团队与台湾大学高分子科学与工程研究所教授王立義(Wang Leeyih)团队合作，基于C60衍生物开发高性能的储锂材料，研究论文发表于ACS Nano。王湘麟团队与吉林大学化学学院袁宏明教授合作，首次发现全无机卤化物钙钛矿CsPbBr3量子点具有出色的铁电性，研究论文发表于《美国化学会志》。
南方科技大学
2021-04-11
新型稀土磁性蓄冷材料
磁性蓄冷材料是在90年代初被发现的。这些材料用于制冷机中后，使得商用制冷机的温度可达2K，效率有了突破性提高（以往这种制冷机中使用的蓄冷材料只有铅，但是因为铅的比热容在15K以下急剧下降，使得小型制冷机在10K温度以下制冷效率几乎为零，商用制冷机的最低制冷温度在8K左右）。使用磁性蓄冷材料的最大特点在于不需要重新建立一个制冷体系，只要将商品化的气体制冷机中的蓄冷材料换成磁性蓄冷材料。 Er-Ni系列磁性蓄冷材料的指标： 比热容峰值：5K~20K； 在10K以下的比热容峰值为0.35~0.81J/cm3.K； 4K到20K的比热容积分∫CdT是5.5J/cm3 新型稀土磁性蓄冷材料已经用于小型回热式低温气体制冷机产品中。这种制冷机的制冷温度在4.2K～20K，一般用于医用核磁共振成象仪、磁悬浮列车和超导发电机中冷却其大型超导磁铁、用于量子干涉仪（SQUID)、射频天文望远镜的传感器探头和军用红外探测器中以提高其灵敏度，并用于低温冷疑高真空泵中等等。使用了这种新型稀土磁性蓄冷材料替代传统蓄冷材料以后，可以使医用核磁共振成象仪等不用灌注液氦，每年仅每台医用核磁共振成象仪就可以节约16万人民币。
北京科技大学
2021-04-11
新型稀土磁性蓄冷材料
新型稀土磁性蓄冷材料是一种高熵密度磁性材料(high entropy magnetic materials)，高熵密度磁性材料这一概念是磁性材料用于制冷工程时提出的。它的特点是材料的磁熵发生变化时会出现大的吸热与放热效应，可以应用于制冷技术中。利用磁性材料在经历磁相变时发生的磁熵变化，可以将高熵密度磁性材料作为磁蓄冷材料(magnetic regenerator material)，用于小型回热式低温气体制冷机中。 这种制冷机的制冷温度在4.2K～20K，一般用在高技术领域，例如可用于医用核磁共振成象仪、磁悬浮列车和超导发电机中冷却其大型超导磁铁、用于量子干涉仪（SQUID）、射频天文望远镜的传感器探头和军用红外探测器中以提高其灵敏度，也可以用于低温冷疑高真空泵中等等。以往这种制冷机中使用的蓄冷材料只有铅。由于铅的比热容在15K以下急剧下降，使得小型制冷机在10K温度以下制冷效率几乎为零，制冷温度难以低于8K。要得到低于8K的制冷温度，只得附加效率极低的J-T回路。为了提高低温制冷机的制冷效率，在过去的几十年中，人们都在努力寻找在20K以下具有高比热容的材料。具有实用价值的Er—Ni系列磁性蓄冷材料是在90年代初被发现的。这些材料用于制冷机中后，使制冷机的效率有了突破性提高。 磁性蓄冷材料的最大特点是不需要重新建立一个制冷体系，只要将商品化的气体制冷机中的蓄冷材料换成磁性蓄冷材料，就可大大提高制冷机效果。因此磁蓄冷材料正在取代原来的蓄冷材料金属铅。而且由于磁性蓄冷材料的出现，推动了低温制冷机的发展。现在，不用灌液氦，用制冷机带动的医用核磁共振成象仪和超导磁体已经商品化。在这些新设备中，都必须使用磁蓄冷材料。
北京科技大学
2021-04-11
稀土低铬铸铁磨球
球磨机磨球在我国的工业行业中消耗量极大，为解决低生产成本、低磨耗的问题。特开发了可供小型生产企业进行生产的稀土低铬铸铁磨球技术。本技术采用稀土合金变质处理以及先进的金属型铸造工艺，无须高温热处理，即可得到组织致密、韧性较高、硬度适中的磨球。解决了常规低铬铸铁磨球韧性差、易破碎等缺点。其综合机械性能为：硬度HRC50～58，冲击韧性αk�5.5J/cm2(普
西安交通大学
2021-01-12
多元复合稀土钨钼电极材料
北京工业大学
2021-04-14
羟基磺基脂肪酸反选捕收剂生产技术
中试阶段/n该项目技术生产的反选捕收剂，可以在常温下解决低品位胶磷矿的浮选的技术难题。具有反应条件温和、成本低、泡沫流动性好、操作简单的优点，而且生产过程中无环境污染。适用于中低品位胶磷矿(18-23%P2O5)的反浮选。主要技术经济指标如下：。相关概述：(1)特点：水溶性药剂，选择性强；(2)适用矿：中低品位胶磷矿；(3)25%水溶液pH值78；(4)有效成分含量：≥60%，(5)使用方法：配制为25%水溶液使用。。生产条件：带夹套和内置盘管陶瓷反应釜；油水分离釜；水解釜；固化池。25kg包装袋。。支持额度：。500。万元。承接单位：。湖北省。项目进展：。该项目技术生产的反选捕收剂，可以在常温下解决低品位胶磷矿的浮选的技术难题。具有反应条件温和、成本低、泡沫流动性好、操作简单的优点，而且生产过程中无环境污染。适用于中低品位胶磷矿(18-23%P2O5)的反浮选。主要技术经济指标如下：相关概述：(1)特点：水溶性药剂，选择性强；(2)适用矿：中低品位胶磷矿；(3)25%水溶液pH值78；(4)有效成分含量：≥60%，(5)使用方法：配制为25%水溶液使用。生产条件：带夹套和内置盘管陶瓷反应釜；油水分离釜；水解釜；固化池。25kg包装袋。。项目基本内容：。我国能利用的磷矿资源中，需要选矿的资源(品位在12～28%P2O5)为461.37亿吨。本项目产品无毒、易降解，生产过程无“三废”排放；在常温下分散性和选择性好，无需加热；原料来源广、成本低，生产条件温和。满足环保、节能，效益的要求。因此有广泛的市场前景。生产1吨产品原料成本约3000元，市场定价5000元/吨，效益明显。该项目技术生产的反选捕收剂，可以在常温下解决低品位胶磷矿的浮选的技术难题。具有反应条件温和、成本低、泡沫流动性好、操作简单的优点，而且生产过程中无环境污染。适用于中低品位胶磷矿(18-23%P2O5)的反浮选。主要技术经济指标如下：相关概述：(1)特点：水溶性药剂，选择性强；(2)适用矿：中低品位胶磷矿；(3)25%水溶液pH值78；(4)有效成分含量：≥60%，(5)使用方法：配制为25%水溶液使用。生产条件：带夹套和内置盘管陶瓷反应釜；油水分离釜；水解釜；固化池。25kg包装袋。
武汉工程大学
2021-04-11
一种高性能多孔钙基吸收剂及其制备方法
本发明属于环境污染防治与洁净煤燃烧技术领域，具体地涉及一种高性能多孔钙基吸收剂，其包括钙源粉末和生物质粉末，该钙基吸收剂在高温煅烧时生物质粉末热解挥发，内部形成多孔结构。本发明还公开了制备该钙基吸收剂的制备方法。本发明利用富纤维素类生物质粉末在高温下热解挥发形成孔洞来提高钙基吸收剂吸附容量和循环稳定性的原理，由此制备的球形钙基吸收剂适合在流化床系统中捕获 CO2，而且整个制备过程充分利用了生物质的成本低廉的特点，同时存在高效率、高质量、低成本和便于操控等优点，因而尤其适用于大规模批量生产的运用场合。
华中科技大学
2021-04-13
一种钙基 CO2 吸附剂及其制备方法
本发明公开了一种钙基 CO2 吸附剂，包括质量比为 1:9～1:1 的Ca2MnO4 和 CaO，且 Ca2MnO4 和 CaO 的总质量分数为 90％～99.9％，所述 CaO 用于吸附 CO2，所述 Ca2MnO4 均匀掺杂于所述 CaO 中，用于增强 CO2 吸附剂的抗烧结能力，使所述 CO2 吸附剂的循环性能增强，所述钙基 CO2 吸附剂的粒径小于 300μm。本发明还公开了该钙基 CO2 吸附剂的制备方法。通过本发明，制备了一种 Ca2MnO4 掺杂CaO 的钙基 CO2 吸附剂，该吸附剂吸附能力强，抗烧结性好，制备方法简单，具有广阔的工业应用前景。
华中科技大学
2021-04-13
钴镍基配位聚合物的构筑及电催化析氢性能研究
配位聚合物是由无机金属中心与桥连的有机配体通过自组装相互连接，形成的一类具有周期性网络结构的晶态多孔材料。
一、项目进展
创意计划阶段
二、负责人及成员
姓名
学院/所学专业
入学/毕业时间
祝涣钧
化学与化工学院应用化学专业
2019年9月至2023年6月
吴凌志
化学与化工学院应用化学专业
2019年9月至2023年6月
郑毅
化学与化工学院应用化学专业
2019年9月至2023年6月
王梓
化学与化工学院应用化学专业
2019年9月至2023年6月
武辰禹
化学与化工学院应用化学专业
2019年9月至2023年6月
三、指导教师
姓名
学院/所学专业
职务/职称
研究方向
覃玲
化学与化工学院
副教授
多功能配位聚合物材料的合成及应用研究
四、项目简介
配位聚合物是由无机金属中心与桥连的有机配体通过自组装相互连接，形成的一类具有周期性网络结构的晶态多孔材料。它具有多样的拓扑结构，并且稀疏多孔，密度较低。这些特点使得它在吸附，催化，储能的各个方面有着优良的效果。
本项目主要目的在于合成钴/镍基配位聚合物，选择合适的有机配体与金属离子钴/镍通过配位键构筑得到钴镍基配位聚合物，利用单晶衍射、元素分析、红外光谱等方法对其结构及组成进行表征，或者通过合成和掺杂的方式，调控它的析氢性能，设计出高催化活性和稳定性、低成本的非贵金属催化剂。
项目组成员通过设计选择有机配体与金属离子，通过溶剂热方法合成了多种金属有机框架材料，并将其热解得到衍生材料。通过线性伏安扫描法等多种实验方法测试了它们的电催化性能，其中化合物Ni-MOF的初始电位为-356mV，Tafel斜率127.3 mV⋅dec-1。Co-MOF通过掺杂Zn2+后，过电位降低到-307 mV，Tafel斜率150.2 mV⋅dec-1。我们还合成了一种对金属离子（Fe3+）与抗生素（加替沙星）有明显检测效果的锌基材料，可作为多功能探针检测水中金属离子和抗生素的残余量。由于化合物没有催化位点，我们通过掺杂钴金属的方式，改善了它的电催化析氢性能，使它具有较低的初始电位(-423 mV)、较低的Tafel效率(101.9 mV⋅dec-1)和较好的循环稳定性。
项目为研究高性能和稳定性的HER电催化剂及金属离子和抗生素荧光探针材料的设计合成提供了可行的思路。
合肥工业大学
2022-07-27
一种用于乙醇胺(MEA)吸收解吸CO2的硫酸根协同磷钨酸双促进偏钛酸催化剂及制备方法和应用
本发明公开了一种用于乙醇胺(MEA)吸收解吸CO2的硫酸根协同磷钨酸双促进偏钛酸催化剂及制备方法和应用，该方法的特征在于采用成本低廉的钛酸乙酯，经搅拌静置沉淀过滤后，烘干得到偏钛酸固体。得到的偏钛酸先用磷钨酸修饰，然后再用硫酸盐浸渍。该方法制得的硫酸根协同磷钨酸双促进偏钛酸催化剂不仅能够有效催化解吸CO<subgt;2</subgt;，而且能够使解吸能耗降至较低的水平，在很大程度上解决了CO<subgt;2</subgt;解吸过程能耗高的问题。
南京工业大学
2021-01-12