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无机陶瓷超滤膜的石油和化工行业中的应用
1.油田采出水的处理技术
油田采出水处理是石油生产中的重要环节，这一过程包括了提供储油地层增压注水所进行的一切水质改造过程（也有一小部分是为了污水达标排放），这一过程随油田开采期的延长，重要性愈显突出。陶瓷膜用于油田采出水处理具有明显的优点，首先在于材料的亲水性憎油特性，有利于防止有机类物质的污染；其次由于陶瓷膜材料的良好化学稳定性，可用于强酸、强碱、强氧化还原剂等清洗剂来清洗再生；再次陶瓷膜的机械强度高，能在高温、高压下使用和清洗。最后，陶瓷膜出水水质好，水质稳定，完全能满足标准SY/T5329-94对低渗透油层注水水质的要求。从目前国内外陶瓷膜研究应用的情况来看，陶瓷膜处理采出水的设备投资和运行成本较其他水处理方法也具有较明显的优势，这主要是由于陶瓷膜设备使用寿命长、占地面积少、配套设施少等。
2.脱沥青油中溶剂回收技术
通过精馏得到的大部分的石油炼制成分大都做为重油使用，由于越来越严厉的环境法规，需要对这些重质燃料进行催化剂重整，在炼制过程中，由于沥青质的存在，容易使催化剂发生中毒，可以在重油中加入一种链烷烃溶剂如戊烷来使沥青质沉积，以去除重油中的沥青质。脱沥青后的混合物可采用超滤技术将油和溶剂分离，从而回收溶剂戊烷，达到重复使用目的，而脱沥青油则送催化裂化或者加氢裂化。对于这类体系，高分子膜难以适用。利用陶瓷膜耐高温、耐有机溶剂的特性，可去除重油中的沥青质。
3.石油重组分直接脱沥青技术
采用无机陶瓷膜技术可以对石油重组分直接进行沥青的脱除，使用氧化锆超滤膜，孔径为6.3 nm，在温度150ºC，流速11.5 m•s-1的条件下可维持较长时间的稳定通量。相比较而言，氧化锆对石油组分的吸附作用较小。从过程研究来看，沥青质的结构以及分子量分布对陶瓷膜的操作有很大的影响。
南京工业大学
2021-01-12
基于纳秒-皮秒-飞秒激光技术的金属制品 3D 打印方法及系统
本发明公开了一种基于纳秒-皮秒-飞秒激光技术的金属制品 3D 打印方法，该方法采用集成光纤激 光器提供纳秒激光对金属原材料进行烧结熔化及固化，同时，使用皮秒或飞秒激光对精加工区域进行 精加工。实时监测系统可采用多种宏观和微观检测手段，具体选用哪些检测手段取决于待制作产品所 需精度。本发明可实现更精确的尺寸控制，提高了打印效率，省去了传统 3D 打印后所需的清
武汉大学
2021-04-14
微纳尺度腔量子电动力学新原理
随着纳米技术的发展，光学腔的尺寸越来越小，甚至可以达到亚波长尺度或者纳米尺度，同时伴随着非常局域的电场。由于金属的损耗以及低的收集效率，单个表面等离激元纳腔和单个量子发射体的强耦合很少被报道。论文通过精心设计光学模式，将金属纳腔置于金属或者介质纳米线提供的一维的电磁真空背景中，通过一维电磁背景强局域效应，可极大地增强单个量子发射体和金属纳腔的相互作用。理论指出在疏逝的电磁背景下，纳米间隙中的耦合系数可以达到真空中的4.2倍，同时荧光收集效率可提高到47%。此外，这个体系辐射出的光子，还可以通过纳米线的一维倏逝波导入到集成芯片上。
北京大学
2021-04-11
微纳尺度图纹压印模具的制作方法
微纳尺度图纹压印模具的制作方法，属于压印模具的精细加工 方法，解决激光干涉光刻制作模具条纹尺度不够精细，而电子束光刻 制作高精细图形速度过慢、不适于大面积制作的问题。本发明的一种 方法，顺序包括电子束光刻、一次干法刻蚀、激光干涉光刻、二次干 法刻蚀、纳米压印、微电铸步骤；本发明的另一种方法，顺序包括激 光干涉光刻、一次干法刻蚀、电子束光刻、二次干法刻蚀、纳米压印、 微电铸步骤。本发明结合电子束光刻制作精细和激光干涉光
华中科技大学
2021-04-14
一种可拆卸式容量可变的纳水容器
本实用新型提供一种可拆卸式容量可变的纳水容器，包括软质防水壳体、上箍圈、下箍圈和侧向支 撑杆。软质防水壳体和上箍圈下箍圈钩配连接，侧向支撑杆和上箍圈下箍圈内钩连接，侧向支撑杆和上 箍圈下箍圈稳定支撑起软质防水壳体，同时达到容器的骨架和壳体可拆卸分离的效果。侧向支撑杆可上 下伸缩为容器容量的改变提供保障。本实用新型可拆卸、容量可变、占用空间少、携带方便、实用性强。
武汉大学
2021-04-14
一种超滤膜成孔剂溶出动力学实验装置
本实用新型涉及一种超滤膜成孔剂溶出动力学实验装置，包括动力驱动装置、内槽和外槽；所述内槽内设有第一搅拌头，所述外槽内设有第二搅拌头；所述动力驱动装置用于驱动第一搅拌头和第二搅拌头的转动；所述外槽内设置用于固定内槽的支架；所述内槽内设置有放置架，所述放置架与水平面夹角为30‑45度。本实用新型的超滤膜添加剂溶出动力学实验装置可以实现准确控制凝胶浴温度，可开展温度对添加剂溶出动力学的影响等相关实验研究。保证凝胶浴中各个点位添加剂的浓度始终是均一的，有效克服取样点位对测量结果的影响，使得实验结果更精确，更有效的研究超滤膜成孔剂溶出动力学。
青岛农业大学
2021-04-13
一种皮纳卫星星箭固定及分离装置
本发明公开了一种皮纳卫星星箭固定及分离装置，包括底板，所述底板上固定有卫星支撑座、拉杆、拉杆切断机构以及卫星弹出机构，所述卫星支撑座设有至少一对，任一一对卫星支撑座两两相对布置，所述拉杆设有至少一对，每对拉杆分别安装在任一一对卫星支撑座内，每根拉杆伸出对应卫星支撑座的卫星支撑面与卫星连接并将卫星压紧在该卫星支撑面上；本发明的皮纳卫星星箭固定及分离装置，在连接卫星与底板时将底板所受的拉力和压力设置在同一直线上，从而使底板和卫星之间的相互作用力合理分布，整体结构简单、稳定，且安装方便，制造成本低。
浙江大学
2021-04-11
一种仿壁虎脚微纳分级结构及其制造工艺
本发明公开了一种用于仿壁虎脚微纳分级结构的制造工艺，包括：S1、使用 LPCVD 设备在洁净的硅片上热生长一层 SiO2 薄膜；S2、 在有 SiO2 层的硅片表面旋涂光刻胶并进行光刻，制备出圆孔阵列图 形；S3、使用缓冲氢氟酸溶液对暴露出的 SiO2 进行刻蚀，将光刻胶上 的图形转移到 SiO2 层；S4、在样品表面镀一层 Cu 膜；S5、在丙酮或 乙醇中进行超声，通过溶脱剥离工艺去除表面的光刻胶及光刻胶表面 的 Cu；S6、利用 CVD-VLS 生长工艺，以上述工艺制备的 Cu 为催化 剂，以 SiCl4 为硅源，以 H2 为载气，生长 Si 微米线阵列；S7、在硅 线表面镀一层 Cu 膜；S8、利用 CVD-VLS 生长工艺，以 S7 制备的 Cu 膜为催化剂，以 SiCl4 为硅源，以 H2 为载气，在 Si 微米线表面生长 Si 纳米线。本发明提供的微纳分级结构中 Si 微米线的表面分布有 Si 纳米线，即一种仿壁虎脚微纳分级结构，为干性黏附材料的设计与制 造提供了一种解决方案。
华中科技大学
2021-04-11
飞秒激光脉冲制备硅基微纳结构光伏材料
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。
上海理工大学
2021-04-11
在片上微纳激光器精确集成领域的研究
北京大学“极端光学创新研究团队”发展了一种高精度的暗场光学成像定位技术(位置不确定度仅21 nm)，并结合电子束套刻工艺，实现了片上量子点微盘激光器与银纳米线表面等离激元波导的精确、并行、无损集成。这种微盘-银纳米线复合结构同时具有介质激光器与表面等离激元波导的优势，因此不仅具有介质激光器的低阈值与窄线宽特性，而且具有表面等离激元波导的深亚波长场束缚特性。基于这种灵活、可控的制备方法，他们实现了片上微盘激光器与表面等离激元波导间多种形式的精确可控集成，包括切向集成、径向集成以及复杂集成，并且对量子点无任何加工损伤；进一步，通过同时集成多个片上微盘激光器与多个银纳米线表面等离激元波导，他们获得了多模、单色单模以及双色单模的深亚波长(0.008λ2)相干输出光源。这些高性能的深亚波长相干输出光源可以容易地耦合并分配至其它深亚波长表面等离激元光子器件和回路中。因此，这种灵活、可控的精确集成方法在高集成密度的光子-表面等离激元复合光子回路中具有重要应用，并且这种方法可以拓展到其它材料和其它功能的微纳光子器件集成中，为未来光子芯片的实现提供了一种可行的解决方案。 该工作于2018年5月发表在Advanced Materials上(Advanced Materials 2018, 30, 1706546)，并以卷首插画(Frontispiece)的形式予以重点报道。文章的第一作者为北京大学物理学院博士研究生容科秀，陈建军研究员为通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金委、科技部、人工微结构和介观物理国家重点实验室、量子物质科学协同创新中心和极端光学协同创新中心等的支持。 图1. 片上胶体量子点微盘激光器与银纳米线表面等离激元波导的精确、并行、无损集成。
北京大学
2021-04-11