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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
一种核壳结构银包镍纳米粉体材料的制备方法
简介：本发明公开了一种核壳结构银包镍纳米粉体材料的制备方法，属于核壳结构纳米双金属材料领域。该方法是将不同比例的金属镍粉和银粉压制成块体，作为等离子电弧炉的阳极材料，采用钨金属作为阴极材料，采用氩气和氢气作为工作气体，在一定的电流下，阳极和阴极之间起弧，持续一段时间后进行钝化，即得粒径为45～70nm的具有核壳结构的银包镍纳米粉体。本发明所提供的制备方法，工艺简单，流程短，易于控制，适合大规模工业生产且对环境无污染，绿色环保。
安徽工业大学
2021-04-11
一种环形高温超导磁体传导制冷结构
一种环形高温超导磁体传导制冷装置，属于超导磁体传导制冷 装置，通过制冷机进行传导制冷，解决现有环形磁体传导制冷结构存 在的导冷效率低、磁体热稳定性差的问题。本发明包括上导冷盘、下 导冷盘、导冷棒和 N 个导冷单元，导冷棒两端分别与上、下导冷盘固 接，导冷棒上端端部固接有铜块，铜块和上、下导冷盘组成超导环形磁体的主要热沉；N 个导冷单元排列成环形位于上、下导冷盘之间； 上、下导冷盘之间还穿有内侧、外侧导冷杆，用于所述上、下导冷盘 之间导热。本发明可以在制冷机冷量充足的情况下使超导磁体降至预 定的温度，
华中科技大学
2021-04-14
航空航天用新型高强高温钛基复合材料
网状结构钛基复合材料密度(4.5 g/cm3)与传统钛合金相当，是在高温钛合金的基础上，通过粉末冶金与增强相分布调控技术，在钛合金晶粒周围定向引入增强相，有效抑制晶界高温弱化效果、并进一步提高了室温强化效果、均匀等轴的网状组织以及大尺寸基体区的存在有效提高了塑韧性，体现出超耐高温与高强韧一体化的特性。
一、项目分类
显著效益成果转化
二、成果简介
网状结构钛基复合材料密度(4.5 g/cm3)与传统钛合金相当，是在高温钛合金的基础上，通过粉末冶金与增强相分布调控技术，在钛合金晶粒周围定向引入增强相，有效抑制晶界高温弱化效果、并进一步提高了室温强化效果、均匀等轴的网状组织以及大尺寸基体区的存在有效提高了塑韧性，体现出超耐高温与高强韧一体化的特性。使用温度较基体钛合金提高200 ℃，达到600-800 ℃。某高温条件下，较基体钛合金稳态蠕变速率降低2-3个数量级、相同持久时间下，持久应力提高3倍多、相同应力下，持久时间提高57倍，显示非常优异的高温性能。且具有优异的焊接性能、塑性与成形性能，成为高速飞行器耐热部件的理想结构材料，替代高温合金可减重45%左右，如设计的钛基复合材料气动格栅单件可实现减重5800 g，具有重要经济与社会价值。可彻底解决高速飞行器轻质耐热结构件无合适材料可选的瓶颈问题，填补了其它领域无可用的轻质、耐热、高强韧、可加工、可焊接材料空白，处于世界领先水平。
哈尔滨工业大学
2022-08-12
铁基非晶合金磁性材料及其制备方法
本发明公开了一种铁基非晶合金磁性材料及其制备方法。该合金材料的化 学分子式为：(Fe100-aCoa)x-Dyy-Bz-Siw，式中的x，y，z，w为原子百分数：60≤x ≤75，5≤y≤25，20≤z≤25，0≤w≤10，0≤a≤10，且x+y+z+w＝100。该合金 的制备过程如下：将工业纯金属原料以及FeB合金按合金配方配料，采用真空 感应熔炼成母合金，然后用单辊甩带法制得非晶薄带。本发明具有较好的玻璃 形成能力，且软磁性能优良。所需的原材料大多为工业纯度，从而降低了成本， 同时制备工艺简单，可广泛应用于结构材料和磁性材料等方面。
浙江大学
2021-04-11
铁基粉末冶金用超细铁合金粉
该铁合金粉末平均粒径小于500纳米，比表面积大，强度高；与超细铁粉相比，化学稳定性好，具有一定的磁性，可长时间在空气中放置而不腐蚀，不变质，成型性好，阻尼性能好；适合取代超细铁粉用于高端粉末冶金制造；适合用于阻尼涂料添加剂，对高频振动波具有很好的吸收效果；适合用于磁流体材料添加剂，在弱酸、弱碱中能稳定存在而不被腐蚀。
西南交通大学
2015-01-26
微纳复合结构富锂锰基正极材料
"近年来，锂离子电池在智能电网、航空航天和军事储能等高能耗新能源领域的应用不断扩展，现有商用正极材料体系（包括层状结构的镍钴锰酸锂、尖晶石结构的锰酸锂和橄榄石结构的磷酸铁锂）的实际比容量已经接近各自的理论极限值，无法满足日益增长的能量密度需求。富锂锰基正极材料不仅具有高的比容量（250 mA h/g）和能量密度（1000 Wh/kg），而且其较低的钴和镍含量能够有效降低电池的成本。 本项目主要通过构筑缺陷来增强富锂锰基正极材料的电化学性能，实现高的首圈库伦效率、倍率性能和循环稳定性，提升富锂锰基正极材料整体性能，为其商业化应用打下基础。 "
厦门大学
2021-04-10
微纳复合结构富锂锰基正极材料
近年来，锂离子电池在智能电网、航空航天和军事储能等高能耗新能源领域的应用不断扩展，现有商用正极材料体系（包括层状结构的镍钴锰酸锂、尖晶石结构的锰酸锂和橄榄石结构的磷酸铁锂）的实际比容量已经接近各自的理论极限值，无法满足日益增长的能量密度需求。富锂锰基正极材料不仅具有高的比容量（250 mA h/g）和能量密度（1000 Wh/kg），而且其较低的钴和镍含量能够有效降低电池的成本。本项目主要通过构筑缺陷来增强富锂锰基正极材料的电化学性能，实现高的首圈库伦效率、倍率性
厦门大学
2021-01-12
航空发动机高温合金叶片的快速精铸技术
高温合金叶片研制是航空发动机、大型舰艇发动机、重型燃气轮机等“国之重器”创新发展的核心技术之一，因技术难度大、发展起步晚、国外封锁严等，成为制约国家安全能力提升的技术瓶颈。以满足国家重大需求为己任，西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室融合新型的3D打印技术和成熟的精密铸造技术，发明了航空发动机高温合金叶片的快速精铸技术。该技术可显著提升复杂叶片的制造能力、大幅缩短叶片制造的工艺路线、大幅降低制造对叶片设计的限制，对我国航空发动机制造体系和研制体系能力的提升具有重大的革新意义。目前，在国家项目和各级部门大力支持下，研究团队已攻克了该技术的关键难题，形成了完备的技术体系，建成了小批量生产线，具备了服务于我国先进航空发动机创新设计的能力。 航空发动机高温合金叶片的快速精铸技术的技术。以CAD数字数据直接驱动，利用光固化3D技术成形制造树脂原型，采用凝胶注模方法将陶瓷浆料一次贯注成型，冷冻干燥处理后，烧失树脂原型和烧结陶瓷，经过强化处理后，制备出芯壳一体化陶瓷铸型，在此铸型中浇铸金属，经凝固、脱芯等工序，即可得到高温合金叶片。
西安交通大学
2021-04-11
红土镍矿直接还原—酸浸分步提镍铁新技术
世界70%的镍矿资源为红土镍矿，而目前世界90%的镍是从硫化镍矿中提取的，且能供传统工艺提取的镍金属矿物日益短缺，由于镍是现代工业重要的战略技术资源，形势严峻。而大量红土镍矿难以应用的原因是技术的限制，本技术采用直接还原—酸浸分步提镍的方法将火法与湿法方法相结合，通过红土镍矿直接还原方法选别铁，富集镍的尾矿进行酸性湿法浸出，浸出液纯化后制备电镍。
北京科技大学
2021-04-13