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新型稀土镍基储氢合金(AB5)电极材料及其制备方法
小型镍氢电池已产业化、商品化，大容量镍氢电池是当前电动车辆主选动力电池之一。目前国内外生产镍氢电池的负极材料，基本采用混合稀土镍基储氢合金(MmB5， Mm为混合稀土金属，B为Ni、Co、Mn、Al等金属)。 南开大学课题组首次制备了含碱金属锂（Li）新组分储氢合金[MmB5（Li）]，提高了电池负极电催化活性和延长电池寿命，并获得中、美、欧发明专利（ZL 92100029.4； US 5,242,656； EP 0554617B1）。同时
南开大学
2021-04-14
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
一种低温合成镁−镍三元金属硼化物的方法
（专利号：ZL 201410611880.6） 简介：本发明公开了一种低温合成镁-镍三元金属硼化物的方法，属于材料合成技术领域。该合成方法包括下述步骤：在真空或氩气气氛下，对卤化镁、镍及碱金属硼氢化物的混合粉末进行2～10h机械球磨处理；然后，在0.5～1atm氢背压下，将球磨产物加热到650～700℃，并保温1～2h后自然冷却；接着，将加热产物倒入蒸馏水中，过滤出固体悬浮和沉淀物后，再用蒸馏水清洗；最后，将水洗固体产物进行烘干，即可获得
安徽工业大学
2021-01-12
高功率锌镍一次电池正极羟基氧化镍材料生产技术
高功率锌镍一次电池具有很多优点:①与碱锰电池相比可大功率放电，适合数码相机、摄像机、电动玩具等便携式电子产品使用，如在数码相机中照相的张数可比碱锰电池多3倍以上;②与镍氢电池、锂离子电池相比则不需要充电器进行充电，买来则可使用，很方便;③组装工艺成熟，可利用现成的碱锰电池生产线组装;④适用面广，目前使用锌锰电池、碱锰电池、镍氢电池的地方就可使用锌镍一次电池;⑤绿色电池，对环境没有污染。生产锌镍一次电池的关键就在于其正极材料羟基氧化镍，羟基氧化镍的研发国内外都刚刚起步。
技术成熟程度
我们从2002年就开始羟基氧化镍的制备研究，现已申请有关羟基氧化镍和锌镍一次电池正极制备方法的5项中国发明专利。目前制备羟基氧化镍的工艺已很成熟，已进行了很多次中试试验，性能很好，超过了日本东芝公司。在1000mA恒流持续放电至1.0V的情况下,我们好的配方的电池放电接近1个小时,而日本东芝公司的高能一次锌镍电池只有47分钟。
厦门大学
2021-01-12
一种亚纳米厚度的纳米孔传感器
本发明公开了一种亚纳米厚度的纳米孔传感器。第二电泳电极或微泵、第二储藏室、第二微纳米分离通道、基板、第一绝缘层、亚纳米功能层、第一微纳米分离通道、第一储藏室、第一电泳电极或微泵顺次放置，亚纳米功能层的中心设有纳米孔，第一绝缘层的中心设有第一绝缘层开孔，基板的中心设有基板开口，第一微纳米分离通道中部设有测量离子电流的第一电极，第二微纳米分离通道的中部设有测量离子电流的第二电极。本发明解决了将亚纳米功能层集成于纳米孔的技术难点，其制备亚纳米功能层的方法简单；解决了DNA或RNA碱基穿越纳米孔时由于碱基可能存在的不同取向而导致对碱基与亚纳米功能层的相互作用的影响。
浙江大学
2021-04-11
药用级黄腐酸的研制技术及应用
年青煤 (泥炭、褐煤、风化煤) 中存在的黄腐酸是天然生物技术和地球物理化学的产物， 采用现代生物技术提取泥炭蛋白、萜类、甾类等化合物，结合分子印迹技术研制药用级的黄 腐酸，于抗病毒、抗肿瘤、抗白血病、抗关节炎、提高免疫T、B细胞方面已通过动物应用试 验，由ID、ED等指标显示效果显著。
华东理工大学
2021-04-11
高值化手性氨基酸生物合成技术
进入21世纪以来，手性氨基酸作为最重要的原料和中间体，市场规模也越来越大。本项目目前研发的手性氨基酸包含L-2-氨基丁酸、D-苏氨酸、L-天冬酰胺、L-叔亮氨酸、L-色氨酸等。
创新点：
1）本项目采用一锅化反应，以廉价的L-苏氨酸为原料，经过工程菌催化合成2-氨基丁酸，反应时间10-12 h，原料的转化率达到99%以上，2-氨基丁酸的产量达到100 g/L以上。
2）以消旋化苏氨酸为原料，进行酶法拆分制备D-苏氨酸。底物添加量达到2.5 M,反应10 h内达到完全拆分，D-苏氨酸ee值为99%。
3）以天冬氨酸为原料，采用工程菌催化反应10-12 h，L-天冬氨酸转化率达到了94.4 %，L-天冬酰胺产量可达120 g/L，生产强度达到12.4 g/(L•h)。
4）基于构建的基因工程菌，采用偶联辅酶再生技术，转化廉价底物合成L-叔亮氨酸，反应24 h，底物转化率达95%，产量达到100 g/L以上水平。
5）其它手性氨基酸（L-色氨酸、D-氨基酸）发酵和生物合成正在陆续开展中。
6）多种高效酶制剂的工程菌株构建、发酵产酶以及多种中间体的制备。如苏氨酸脱氨酶、亮氨酸脱氢酶、甲酸脱氢酶、ω-转氨酶等，以及利用这些酶制备的多种医药中间体。
江南大学
2021-05-11
一种钛酸锂材料的制备方法
本发明公开了一种尖晶石结构钛酸锂材料的制备方法，针对现有材料性能的不足，本发明将Ag、Co、Al、Mg、Zn、Ti、Zr、Si、F的化合物中的一种或几种与纳米二氧化钛一起溶于溶剂后，并与偏钛酸、锂源以及分散剂一起球磨搅拌，同时进行紫外光照射；将磨细并混合均匀后物料烘干后于600-900℃以及一定气氛下恒温加热2-20h，冷却后得到具有晶格掺杂的尖晶石结构钛酸锂材料，所制备材料具有优异的容量、循环和倍率性能。
四川大学
2021-04-11
木质纤维素干法稀酸预处理技术
预处理是木质纤维素原料生物加工工艺中的第一步工序，也是最重要的一个环节，因为预 处理过程的能耗和预处理效果直接决定最终产品的得率和整个生物加工过程的成本。预处理的 目的是改变改变天然木质纤维素的致密结构，破坏纤维素、木质素和半纤维素之间的化学和物 理连接，降低纤维素的结晶度，或脱去木质素，增加原料的疏松性以增加纤维素酶系与纤维素 的有效接触，从而提高后续糖化和发酵的得率。然而，高额的预处理成本严重阻碍了预处理技 术的产业化进程。目前，预处理过程的成本具体表现在高能耗、大量废水排放等环节上。 本项目的木质纤维素干法稀酸预处理技术通过使用新型的螺带搅拌式预处理反应器，并控 制预处理过程的关键技术参数，使在保证预处理效率的前提下，实现预处理后木质纤维素原料 含水量不超过50% (w/w) ，整个过程新鲜水用量和蒸汽用量比目前典型的稀酸预处理技术分别 降低80%和50%，实现了从“干基秸秆到干基预处理秸秆”的干法预处理过程。通过该成套技 术可以为木质纤维素生物炼制产业提供高质量的预处理后的木质纤维素原料。本技术的实施将 会大大降低木质纤维素生物炼制产业的水耗和能耗成本，为纤维素基能源或化学品行业的产业 化奠定基础。
华东理工大学
2021-04-11
蛋白质药物聚氨基酸偶联技术
自1984年首个重组胰岛素获得批准以来，重组蛋白质药物因其高特异性及高活性逐渐受到人们的青睐；近5年来蛋白质药物批准的量已经隐隐赶超传统小分子药物。然而蛋白质药物往往药代动力学较差，循环时间短，需要高频次重复用药，给患者带来极大的生活不便及经济负担。另一个更为严重的问题是蛋白药物的高免疫源性。以各类重组抗体为例，即使完全人源化的抗体在多次注射后也会产生大量的抗药物抗体（anti-drug antibody，简称ADA）；而ADA的产生轻则造成药物失去本身的药效，重则造成严重的过敏反应甚至威胁病人生命安全。因此，如何避免临床用药过程中（尤其是多频次给药过程中）ADA的产生成为蛋白质药物研发的必要前提。蛋白质PEG化不仅能够延长蛋白质循环时间，也能通过其自身的位阻效应一定程度上降低蛋白质的免疫源性。然而PEG本身会诱发免疫系统产生anti-PEG抗体（本质上也是一种ADA），进而导致其加速血液清除（简称ABC效应）。综上所述，寻找新的低免疫源性聚合物用于蛋白质修饰以同时实现长循环与抑制ADA产生迫在眉睫。 聚氨基酸（也称合成聚多肽）是一种模拟蛋白质多肽结构的合成高分子，可生物降解，生物毒性低，是理想的蛋白质药物修饰高分子。
北京大学
2021-02-01