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纳米金属粉体连续制备技术
纳米金属粉体材料广泛用于催化剂、润滑剂、建筑材料、陶瓷材料、气敏材料、绝缘材料、纺织材料、发光材料、木材、灭火剂、生物医学材料等，在冶金、机械、化工、电子、国防、核技术、航空航天等领域具有极其重要的潜在应用价值。金属纳米粉体制备技术是纳米金属粉体材料研究、开发和应用的关键。本技术依托南京工业大学粉体研究所，已开发出三代年产1000公斤级高性能、高产率直流电弧等离子体蒸发金属纳米粉体连续制备产业化生产线，并实现了平均粒度在15～300nm的金属Cu、Ni、Fe、Ag、Sn、Bi、Zn、Co、不锈钢及高均匀混合性Cu-Ni-Sn等金属粉体材料的产业化生产。所制备的纳米金属粉体纯度高，可满足不同行业特别是电子行业对高纯度纳米金属粉体的需求；可满足多系列、多品种纳米金属粉体的生产，易控制粉体的粒径以及粒度分布；有利于降低粉体粒度分布范围，减小粒度；易收集，包装，且能在后续环节中保证粉体的高纯度。该生产线具有能量利用率高，制备成本低，产率高；可靠性高，易维护；原材料可适应性强，即可采用不规则金属块体，也可采用粉体；产品均一性好等优点。目前，该技术已成功转让给相关企业，并在同行业具有强的竞争优势。技术优势(特点、指标等) 生产线真空度高，极限真空度可达5×10-4 Pa，采用三枪结构，为高均匀性复合金属纳米粉体、合金纳米粉体和薄壳修饰形纳米粉体的制备奠定了基础；采用最新的等离子体电源组合技术，可有效解决国内现行产业化生产线依赖使用国外进口大功率等离子体电源的现状；根据不同金属特点，在一条生产线上，采用不同结构粒子控制器，可有效解决多品种金属纳米粉体的生产问题；引入纳米粉体分级系统，可进一步降低生产金属纳米粉体的粒度分布范围，提高产品质量；所研制的生产线已考虑到金属纳米粉体的钝化、真空储存和设备与后续产品生产设备的连接等问题；采用复合蒸发和特殊蒸发坩埚技术，可进一步提高设备能量利用率，降低制备成本；设备主要操作由计算机控制，易于操作，稳定性高。与国内现有技术相比，在粒度相同情况下，铜粉产率可提高1.5倍，镍粉产率可提高2倍，银粉产率可提高5倍，铁粉产率可提高2～5倍。基本解决了现有纳米金属粉气相法生产中存在的产率低、成本高、纯净度低等问题。中国颗粒学会鉴定结果认为该技术达到国际先进、国内领先水平。
南京工业大学
2021-04-13
纳米乳液的低能乳化法制备
纳米乳液是液滴直径为纳米级的乳液，当纳米乳液粒径小于 100 nm 时，外 观通常为透明或半透明的液体，能够在相对较长的时间内不发生分层，广泛应 用于药物、化妆品、食品等领域。纳米乳液是热力学不稳定体系，不能自发形 成，因此在纳米乳液的制备过程中需要能量的输入。根据输入能量的强度，可 以分为高能乳化法和低能乳化法两类。高能乳化法是指用高速搅拌、高压均质 或超声等方法提供大量的能量，通过拉伸和碰撞使大液滴破裂成小液滴，从而 形成纳米乳液。低能乳化法是利用体系组分释放的化学能制备纳米乳液的方法， 包括在固定温度下改变组成的 PIC 法（phase inversion composition method）、 在固定组成下改变温度的 PIT 法（phase inversion temperature method）、微乳液 稀释法和自乳化法等。由于能量输入少，仪器装置简单，成本低廉的优点，低 能乳化法的研究近年来引起了广泛关注。
山东大学
2021-04-13
纳米磁性液体的制备与应用
纳米磁性液体（magnetic fluid，简称MF）是一种将纳米尺寸的Fe3O4磁性粒子分散在液态基础液中构成的一种新型液体磁性材料，它既具有普通磁性材料的磁性，又具有一般液体的流动性，被广泛应用于航空航天器和其它工业领域的各种设备中。用纳米磁性液体开发的旋转轴密封轴承，可实现自润滑、高转速（10000r/min以上）、无磨损、零泄漏、长寿命的极佳效果，大大提高了设备工作的可靠性和使用寿命。 我单位利用应用化学方面的专业优势，从上世纪八十年代就开始了磁性液体的研究，现已研制出了具有多种型号，性能优异的纳米磁性液体（见下表），其中BH-2、BH-3在旋转轴动密封的实际应用中取得了良好的效果。
北京航空航天大学
2021-04-13
绿色高效制备纳米纤维素
纳米纤维素材料是以棉、木桨生物质经过化学或机械等处理技术得到的尺寸在纳米级的纤维素产品。主要分为纳米纤维素晶体CNWs、纳米纤维素纤维CNFs两大类。由于 CNWs、CNFs 二者均具有结晶度高、可降解、高强度、极低的热膨胀系数等优势，可被广泛用于生物医学、汽车制造、航空航天、3D 打印、建 筑、军工特殊材料、电子产品、化妆品、涂料、油漆、食品、 造纸、复合材料和聚合物增强等领域。
本团队研制了一种新型复合纳米化技术，实现纳米纤维素的量化制备，解决量化制备过程中的酸化、均质化、液体回收与净化循环利用技术，该技术国内外均无文献报道。
北京理工大学
2023-05-09
绿色高效制备纳米纤维素
纳米纤维素材料是以棉、木桨生物质经过化学或机械等处理技术得到的尺寸在纳米级的纤维素产品。主要分为纳米纤维素晶体CNWs、纳米纤维素纤维CNFs两大类。由于 CNWs、CNFs 二者均具有结晶度高、可降解、高强度、极低的热膨胀系数等优势，可被广泛用于生物医学、汽车制造、航空航天、3D 打印、建 筑、军工特殊材料、电子产品、化妆品、涂料、油漆、食品、 造纸、复合材料和聚合物增强等领域。
本团队研制了一种新型复合纳米化技术，实现纳米纤维素的量化制备，解决量化制备过程中的酸化、均质化、液体回收与净化循环利用技术，该技术国内外均无文献报道。
北京理工大学
2022-12-16
纳米乳液的低能乳化法制备
纳米乳液是液滴直径为纳米级的乳液，当纳米乳液粒径小于100 nm时，外观通常为透明或半透明的液体，能够在相对较长的时间内不发生分层，广泛应用于药物、化妆品、食品等领域。纳米乳液是热力学不稳定体系，不能自发形成，因此在纳米乳液的制备过程中需要能量的输入。根据输入能量的强度，可以分为高能乳化法和低能乳化法两类。高能乳化法是指用高速搅拌、高压均质或超声等方法提供大量的能量，通过拉伸和碰撞使大液滴破裂成小液滴，从而形成纳米乳液。低能乳化法是利用体系组分释放的化学能制备纳米乳液的方法，包括在固定温度下改变组
山东大学
2021-04-14
纳米碳材料高效生产技术应用
成果描述：纳米碳材料在人类的生产生活中正显示出越来越多的重要作用，具有广阔的市场空间。碳纳米材料生产由于成本高及部分技术上的瓶颈制约了大规模生产，市场拓展减缓。我们团队经过十余年的研究和开发，采取研发创新的高新技术，可廉价高效地生产高附加值碳纳米材料（纳米碳管，纳米碳纤维）。目前技术路线可行，实验室小试阶段已完成；团队急需通过有实力企业的诚意投入，共同完成纳米碳材料新产品的放大生产；快速扩大工业化规模生产和市场销售，形成品牌。市场前景分析：可用于多个高技术产品市场，附加值高；例如：可强化锂电池电极材料性能和锂电池的整体性能；可用于超级电容器储存电能；可用于隐身吸波材料；以及飞机、汽车等轻质配件材料，轻质合金钢，强化钢化高分子材料等。其中纳米碳纤维年用量4万吨，纳米碳管年产能数千吨；而且每年都在明显增长。与同类成果相比的优势分析：目前本团队创新研发的新技术的指标主要有催化剂性能指标和碳纳米管纯度指标。碳纳米管 CVD 制备过程中催化剂的性能将直接影响所生产的碳纳米管的性能。碳纳米管的技术指标主要有反应温度、制备 CNTs 单位质量产量、及原料固碳率等。本技术中催化剂反应温度低于800 ℃, 催化剂的产碳能力可达CNTs 60 - 120 kg/kg cat, 原料单程固碳率为 15%-50%；纳米碳材料纯度高，在85%-98%。碳纳米管的纯度高，制备的碳纳米管纯度超过85%；有的达到 98%。国际先进,国内先进。
四川大学
2021-04-10
无机纳米材料改性的抗静电腈纶
选用多种修饰剂对无机纳米抗静电材料ATO进行修饰、分散处理，系统地研究了无机纳米抗静电材料ATO悬浮液的稳定性、分散性和流变性，探索了多种纺丝工艺，表征了纳米ATO在纤维中的扩散、分布情况和纤维的结构与性能，解决了纳米ATO改性聚丙烯腈纤维的关键技术。并在腈纶纺丝过程中采用ATO悬浮液为添加剂，使得ATO纳米微粒能够通过扩散、迁移进入纤维表面，从而赋予PAN纤维良好的抗静电性能。 该课题开发的在纺丝过程中添加抗静电剂的工艺路线，避免了腈纶传统纺丝中的聚合物中加入添加剂所造成的纳米微粒凝聚、堵塞喷丝头的缺陷，具有设备投资少、效率高、操作简单、产品质量稳定的优点。该研究成果已在1000吨/年腈纶中试装置上得到应用，生产出质量优异的抗静电纤维。该抗静电腈纶在保持腈纶原有的力学性的基础上，纤维的体积比电阻率下降到108μcm水平，上染率达到90%。该课题所开发的纺丝添加改性剂的生产抗静电腈纶工艺技术，已申请二项发明专利。
东华大学
2021-02-01
纳米碳材料高效生产技术应用
纳米碳材料在人类的生产生活中正显示出越来越多的重要作用，具有广阔的市场空间。碳纳米材料生产由于成本高及部分技术上的瓶颈制约了大规模生产，市场拓展减缓。四川大学研发团队经过十余年的研究和开发，采取研发创新的高新技术，可高效低成本地生产高附加值碳纳米材料（纳米碳管，纳米碳纤维）。
新技术的指标主要有催化剂性能指标和碳纳米管纯度指标。碳纳米管 CVD 制备过程中催化剂的性能将直接影响所生产的碳纳米管的性能。碳纳米管的技术指标主要有反应温度、制备 CNTs 单位质量产量、及原料固碳率等。本技术中催化剂反应温度低于800 ℃, 催化剂的产碳能力可达CNTs 60 - 120 kg/kg cat, 原料单程固碳率为 15%-50%；纳米碳材料纯度高，在85%-98%。碳纳米管的纯度高，制备的碳纳米管纯度超过85%；有的达到 98%。此技术路线可行，实验室小试阶段已完成。
碳纳米管、碳纤维是近十年飞速发展的新型纳米材料，具有很大的商业价值和用途，附加值高。碳纳米管可以作为模具制备出最细的纳米尺度的导线，或者全新的一维材料，在未来的分子电子学器件或纳米电子学器件中得到应用。制备的微型导线可以置于硅芯片上，用来生产更加复杂的电路。利用碳纳米管的性质可以制作出很多性能优异的复合材料。例如用碳纳米管材料增强的塑料力学性能优良、导电性好、耐腐蚀、屏蔽无线电波。使用水泥做基体的碳纳米管复合材料耐冲击性好、防静电、耐磨损、稳定性高，不易对环境造成影响。碳纳米管增强陶瓷复合材料强度高，抗冲击性能好。碳纳米管和金属形成金属基复合材料；这样的材料强度高、模量高、耐高温、热膨胀系数小、抵抗热变性能强。
四川大学
2021-05-11
多品种小批量新型纳米材料
成果简介：当代化工、制药等领域正在面临深刻变革，新材料的出现，助推了这一趋势。山东大学科研团队长期致力于各种新型纳米材料的研制，获得了多个品类的新型纳米材料。
① 新型碳纳米材料
以块体富碳材料和小分子有机化合物为原料，利用混酸回流、无溶剂热解等方法，制备了发光纳米碳；以多胺为原料，制备了超高分子量聚合物和碳纳米颗粒；以有机羧酸为原料，制备了生物相容性纳米碳。产品可用于发光二极管、荧光油墨、油田、食品等多个领域。
② 结构精确的胶体银
以硝酸银和巯基烟酸为原料，碱性条件下制备了具有原子级精准结构的银簇，主体框架为六个银原子形成的八面体，外围被六个巯基烟酸配体保护起来。该纳米材料可溶于水，形成胶体银，具有抗菌等功效。
③ 强吸附多孔材料
共价有机多孔材料具有比表面积大、稳定性高、可塑性强等优点。把对二氧化碳具有亲和作用的富氮基功能团引入共价有机框架材料，制备了一系列富氮基共价有机多孔材料，可选择性吸附二氧化碳。该方法可替代传统二氧化碳处理方法，即有机胺水溶液吸收法，能够降低能耗，减少环境污染。
④ 纳米纤维素
利用酸解法，制备了纳米纤维素水分散液，品质高，性能稳定。
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山东大学
2021-05-11