基于微流控绿色合成技术制备出了贵金属金、银、金银合金纳米颗粒以及磁性材料镍、氧化镍纳米颗粒。这些纳米材料在光学、电磁学、催化学和生物学领域有着潜在的应用。基于纳米颗粒的成熟合成技术，通过沉淀法制备的金基催化剂与热电薄膜结合而成的CO热电薄膜传感器可以在室温下工作，对CO气体的灵敏性很高。

研发阶段/n该发明涉及一种羟基磷灰石纳米材料的制备方法，该方法包括以下步骤：1）将谷氨酸加入至氯化钙水溶液中得到混合溶液，其中谷氨酸和氯化钙的摩尔比为0-4:1，氯化钙溶液的浓度为0.25摩尔/升；2）将尿素加入至三聚磷酸钠水溶液中得到混合溶液，其中三聚磷酸钠与氯化钙的摩尔比为1-10:5，尿素与氯化钙摩尔比为0-5:1，三聚磷酸钠水溶液的浓度为0.05-0.5摩尔/升；3）将步骤1）所得混合溶液缓慢滴加到步骤2）所得混合溶液中，搅拌后转入反应釜，然后将反应釜置于烘箱中在180℃下反应10小时，将所

1. 痛点问题 氧化物微纳米颗粒在储能材料、高端光学材料、高性能气体传感器、高端催化剂等领域均有广阔的应用前景。然而工业制备中现有的共沉淀、凝胶、浸渍等湿法合成方法，由于其原理和工艺上的限制，存在不易放大、生产不连续、产线通用性弱、废液污染、掺混不均匀等问题，尤其在被国外企业垄断的高端高熵多元氧化物颗粒生产方面，存在很大挑战。 2. 解决方案 采用火焰合成方法得到纳米颗粒具有一步工艺、纯度高、易放大、成本低、污染排放少、可控性相对较高的特点。在各种火焰形式中，本技术设计了一种基于旋流强化混合的雾化火焰合成系统，在保证较高产量的同时降低了高温区停留时间，能够显著提高火焰合成纳米颗粒的产量和生产效率，可以为各种单元、多元纳米氧化物粉体的生产提供定制化服务。 合作需求 为实现本技术的产业化和市场化，主要需求包括： 1.一支专精于纳米材料合成与收集方面的研发团队，能够承接专利技术，并大幅拓展至规模化、定制化产业生产； 2.300平米以上的科学实验场地与300万以上的启动资金； 3.与光学、电学领域高端粉体需求方有较广泛的联系，能够协助产品、技术拓展市场。

通过精细调控Ge2+离子前驱体溶液与已制备的锡纳米颗粒反应，合成带隙可调的半导体锡锗合金纳米晶（0.51 eV至0.71 eV）。使用的锡纳米晶模板可以大大降低反应的成核、结晶和生长的反应能垒。与以前报道的反应温度（约300 ℃）相比，课题组的方法可以在较低的温度下（60-180 ℃）得到锡锗合金纳米晶。课题组深入阐明了从锡到锡锗合金纳米晶的相变机理，清晰揭示了从不均匀核壳结构到均匀合金结构的演变过程。

通过“二维限制效应(two-dimensional confinement, 2DC)”能够使无催化活性的非晶态材料转变成为高性能的光催化分解水制氢材料即二维非晶光催化剂。他们采用自己发展的“金属氧化物纳米晶LAL（laser ablation in liquids, LAL）非晶化”技术，在纯水中将Ni纳米晶转化为二维非晶NiO纳米片，并且证实了其在不添加任何贵金属助催化剂的情况下可以实现高效光

纳米氮化硼材料兼具氮化硼和纳米材料的双重优势，广泛应用于航空航天、高端电子散热材料、吸附剂、水净化、化妆品等领域。项目团队开发出一种能够实现形貌和尺寸均一且具有超大比表面积多孔氮化硼纳米纤维的规模化制备技术，目前市场尚未实现规模化生产。该技术合成工艺简单可控、成本低、过程绿色环保，处于国际领先地位。 1 产品的应用领域 图2 高性能氮化硼纳米纤维粉体 图3 氮化硼纳米纤维粉体微观形貌

半导体纳米线是一种独特的准一维纳米材料。它不仅是电荷的最小载体，也是构建新的复杂体系和新概念纳米器件的基元。在该领域中，新现象和新概念层出不穷，推动着材料、物理、化学等交叉学科的发展，并将对未来电子、光电子、通讯等产业产生重大影响。在这一当今最前沿的研究领域中，国际上尤其是发达国家集中了最精锐的研发力量，以期望在纳米器件的实用化方面有所突破，在未来高科技争夺战中，保持领先并居于主导地位。在纳米研究领域，美国政府仅在2005年就投入10亿美元，而日本在同一年的投入约12亿美元。 我国的《国家中长期科技发展规划纲要》中也已经把纳米科技作为基础研究重大研究计划，列入重点支持范围。其中一维功能纳米材料的控制合成、性能调控及应用研究是目前纳米材料研究的世界热点。 张跃教授承担了973、863、重大国际合作、自然科学基金杰出青年基金和面上项目等各类纳米研究方向的课题，通过创新合成方法、优化合成工艺，实现了多种形貌的一维功能纳米材料的可控制备，利用等多种手段对纳米材料的形貌、结构进行了表征，并对其生长机理、力学性能以及光致发光、场发射、导电性等物理性能进行了系统和深入的研究，特别是在碳纳米管及ZnO纳米阵列的实际应用领域取得了重要突破，其代表性成果包括： 1.改进了ZnO和掺杂ZnO一维纳米材料的制备方法。采用化学气相沉积法，在较低温条件下，通过不同工艺成功制备了纯ZnO及In、Mn、Sn等掺杂ZnO纳米棒、纳米线、纳米带、纳米电缆、纳米阵列、四针状纳米棒、纳米梳、纳米盘等多种形貌结构的纳米材料，实现了一维ZnO纳米材料较低温度条件下形态和尺度控制生长，产物品质纯净、产率高、质量好，易于工业化生产。制备方法受到国际同行的高度评价，认为是半导体制造领域中氧化物纳米结构集成方法的重大进步，不仅对从事纳米材料研究的科学家，而且对半导体产业意义重大。有关双晶ZnO纳米带的论文发表在国际知名期刊Chemical Physics Letters (2003，375：96-101)上，论文被引用60余次，位列该期刊2003至2007年被引用前50名之内。 2.提出了一维氧化锌纳米材料新的生长机理。首次合成四针状纳米氧化锌材料并揭示了该结构的八面体孪晶核生长的理论模型，该研究结果的论文发表在Chemical Physics Letters (2002,358:83-86)上，被他引更是达到了130 余次。首次发现和论证了一维氧化锌纳米结构中的螺旋位错诱导晶体生长机理，观察到了一维氧化锌纳米材料存在的大量螺旋位错、周期性的位错及生长台阶，发现生长是沿着位错进行，且与其伯格斯矢量的方向一致。 3.原位研究单根ZnO和In-ZnO纳米线的力学行为。利用TEM对单根纳米线加载交变电压使其发生共振，原位测量其本征共振频率，通过计算得出氧化锌纳米线的弯曲模量。氧化锌纳米线可以构建纳米悬臂梁和纳米谐振器，通过氧化锌纳米线构建的纳米秤，测量了黏附在纳米线自由端的纳米颗粒质量。该研究论文发表在英国物理协会的期刊J. Phys.: Condens. Matter( 2006, 18 (15), L179-L184)上，被评为该期刊2006年度的顶级论文(Top paper)，位列其中第九名，是该年度该期刊22篇Top papers研究论文中唯一由中国研究人员完成的成果。 4.合成了多种ZnS准一维纳米材料，并提出了四针状ZnS纳米结构的生长机理，指出其生长过程由立方相形核和六方相孪晶生长机制共同控制。同时率先报道了ZnS四针状纳米材料的光致发光性能，发光波长相对其它ZnS 纳米材料发生蓝移4.8~32.8nm。该研究论文发表在国际著名期刊Nanotechnology (18 (2007) 475603)上，在发表后的第一个季度内，下载量就超过250次，成为该期刊排名前10％的热点文章。 5.碳纳米管及ZnO纳米阵列的实际应用取得了重要突破。采用涂敷和CVD两种方法成功制备了多种大面积碳纳米管阴极，采用水热合成法制备了大面积一维纳米ZnO阵列阴极。首次研究了纳米阴极的强流脉冲发射性能，其中碳纳米管阴极的发射电流密度高达344 A/cm2，ZnO阴极的发射电流密度达到123A/cm2。系列研究成果发表在Carbon、Appl. Phys. Lett.等国际著名期刊上。研制的多种纳米阴极在线性感应加速器上已经得到成功应用，阴极的发射电流强度及发射电子的均匀性远远高于现有的阴极性能指标。 张跃教授有关纳米材料的研究成果获教育部高等学校科学技术奖（自然科学奖）二等奖1项（2006-052），完成专著1部，另合作出版专著1部，发表论文80 余篇（其中SCI 40余篇、EI 近20 篇），重要成果发表在Appl. Phys. Lett.、Carbon、Advan. Funct. Mater.、 J. Physical Chemistry C、Chemical Physics Letters、J. Phys.: Condens. Matter、J. Physics D: Applied Physics、J. Nanosci. Nanotech.等国际知名期刊上，申报12项发明专利（已授权5项）。发表研究论文中的4 篇代表性论文，已被引用300余次，单篇他引超过130次。

本发明提出一种水介质分散铈锆氧化物纳米材料的合成方法，包括以下步骤：（1）用Ce及Zr的无机盐类水溶液与无机碱类水溶液进行沉淀反应，制备Ce-Zr混合氢氧化物沉淀物；（2）将Ce-Zr混合氢氧化物沉淀物加热回流，制备Ce-Zr氢氧化物共溶体；（3）将Ce-Zr氢氧化物共溶体经过滤及洗涤，制备Ce-Zr氢氧化物水凝胶；（4）将Ce-Zr氢氧化物水凝胶与有机醇类、有机酸类、高聚物混合，制备Ce-Zr氧化物合成浆料；（5）将Ce-Zr氧化物合成浆料加热并经一步水热合成，得到水介质分散铈锆氧化物纳米材料。本发明获得铈锆氧化物纳米颗粒为单晶体，纳米尺度为2～8nm，在水介质中为单分散；铈锆氧化物的质量占纳米材料溶胶体体积的百分数为5～10%。

一种全新的光热转换全介质材料（all-dielectric materials）即碲（Te）纳米颗粒，它不仅可以实现全太阳光谱吸收而且具有极高的光热转换效率。他们采用自己发展的液相激光熔蚀（laser ablation in liquids, LAL）技术制备出多晶碲纳米颗粒，粒径分布范围10到300纳米，并且发现由碲纳米颗粒自组装形成的吸收层具有强烈的宽谱吸收属性，在整个太阳光谱范围内的吸收率超过85%（紫外区接近100%）。在太阳光照射下，该吸收层的温度从29°C上升到85°C只需要100秒的时间。此外，通过将所制备碲纳米颗粒均匀分散到水中，在太阳光照射下水的蒸发速率提升了3倍，这种表现超越了所有已经报道的用于太阳能光热转换水蒸发的纳米光子学材料，包括等离激元（plasmonic）和全介质材料。

煤系高岭土合成SiAlON体系材料是以煤系高岭岩（主要化学成分是二氧化硅、三氧化二铝以及残存的碳）为主要原料，采用多种介质（碳、金属粉、氮化物等）协同还原-氮化的方法合成高性能SiAlON体系耐火材料的一种技术，其基本工艺过程是：将煤系高岭土与少量添加介质均匀混合，添加有机粘结剂混合后压制初始强度成型，在高温下通入氮气还原氮化合成SiAlON耐火材料。目前，我国已成为耐火材料的生产大国，耐火材料市场巨大，故合理利用煤炭工业废弃物、实现资源高效利用对于环境保护、实现煤炭工业的可持续发展均具有非常重要的意义。本课题的特点是：一方面原料丰富、价格低廉、合成工艺非常简单,有利于大型工业化生产, 可以高效、清洁、充分利用煤系高岭岩矿的有价值成分，是制备高温耐火材料的又一个新途径；另一方面可以明显降低我国耐火材料原料紧张的压力，提高耐火材料质量。本课题在多项国家科技支撑计划及国家自然科学基金的资助下，在该技术的研究与应用开发方面进行了深入系统的研究工作，创造了一系列具有自主知识产权的新配方、新工艺，拥有4项国家发明专利，并分别获得了教育部二等奖、中国冶金科学技术奖二等奖等多项奖项。 可用于合成低成本、高性能、高附加值的氮氧化物复合材料。其应用领域包括：高炉炉腰、炉腹和下部炉身耐火材料，新一代高炉复合炉衬陶瓷杯，钢包透气砖，水平连铸防裂环，连铸浸入式水口防堵塞材料热电偶套管，喷射冶金炉喷涂料等。