层间转角在层状堆垛的二维材料体系中提供了一个全新的自由度来调控其结构与性质。近几年，相关方面的研究引起了广泛的关注。早在2012年，何林课题组就开始关注转角对双层石墨烯结构和电学性质的影响，测量了不同转角双层石墨烯的两个范霍夫峰的峰间距能量与转角大小的关系[1]，并预言该体系中的准粒子具有可调控的手征性[2]，研究了应变结构在该体系产生的赝磁场和赝朗道能级[3]。2015年，何林团队发现双层转角石墨烯体系费米速度随角度减小而迅速下降，证明在转角为1.1度(第一魔转角)附近时费米速度降为零[4]，并于2017年，在转角接近魔转角的双层石墨烯体系观察到强电子-电子相互作用[5]。2018年初MIT的Pablo课题组在魔角双层石墨烯观察到电子-电子相互作用导致的关联绝缘体态和超导态，魔角双层石墨烯物性研究迅速成为过去两年凝聚态物理研究的最大热点。 近期，何林课题组发展了一套方法，能够可控地制备利于扫描隧道显微镜系统（STM）研究的双层转角石墨烯，并利用STM研究了小角度双层石墨烯的性质，深入探索该体系由于电子-电子相互作用导致的平带简并度解除和新奇强关联量子物态的关联。例如，何林课题组与合作者发现当小转角体系的平带被部分填充时，电子-电子相互作用会解除平带的谷赝自旋简并度，在体系中产生很大的轨道磁矩（每个莫尔约10μ_B），由于轨道磁矩和磁场的耦合，谷极化态的劈裂能量会随着外加磁场线性增大[6]。同样的结果也在应变引起的平带中观察到了，当双层石墨烯的转角接近魔角时，体系中微小的应变结构可以使两个范霍夫峰之间出现一个新的零能量平带（赝朗道能级），何林课题组与合作者发现电子-电子相互作用会解除赝朗道能级的谷赝自旋简并度，产生轨道磁性态[7]。这些结果表明小转角石墨烯体系是研究二维轨道磁性态和量子反常霍尔效应的理想平台。在角度大于魔角的小转角双层石墨烯中，何林课题组与合作者证明电子-电子相互作用依然会起重要作用，并有可能产生完全不同于魔角双层石墨烯的新奇强关联量子物态。例如在1.49度的样品中，他们证明电子-电子相互作用解除了体系平带中的自旋和谷赝自旋的简并度，产生了一种全新的自旋和谷极化的金属态[8]，这一结果进一步拓宽了转角体系新奇强关联量子物态的研究范围。 除了电学性质受层间转角的调制，在双层转角石墨烯体系，由于层间堆垛能与层内晶格畸变引起的应变能的竞争，其原子结构也会随着角度发生改变。最近，何林课题组系统研究了双层转角石墨烯结构随着角度的演化，发现当转角大于魔角时，体系可以看作两个独立的刚性石墨烯层发生扭转，层内晶格畸变几乎可以忽略（定义为非重构结构）；当转角小于魔角时，由于莫尔条纹周期较大，层间堆垛能占主导，从而引起晶格畸变产生堆垛的畴界（domain wall）网格（定义为重构结构）。这种畴界的两边都是Bernal堆垛的双层石墨烯（分别为AB堆垛和BA堆垛），能传输谷极化的电流（图一）。我们利用STM证明非重构和重构的两种结构在魔角附近都能稳定存在。进一步，我们发现利用STM针尖脉冲可对魔角双层石墨烯的非重构和重构结构进行切换，从而开关其二维导电拓扑网格。同时，我们发现在强关联效应中起到重要作用的魔角双层石墨烯平带的带宽也能在这一过程中被调控[9]。相关成果近日刊发在物理学期刊《Physical Review Letters》上。何林教授课题组博士生刘亦文为第一作者，美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的苏赢博士为文章的共同第一作者，何林教授为通讯作者。

层间转角在层状堆垛的二维材料体系中提供了一个全新的自由度来调控其结构与性质。近几年，相关方面的研究引起了广泛的关注。早在2012年，何林课题组就开始关注转角对双层石墨烯结构和电学性质的影响，测量了不同转角双层石墨烯的两个范霍夫峰的峰间距能量与转角大小的关系[1]，并预言该体系中的准粒子具有可调控的手征性[2]，研究了应变结构在该体系产生的赝磁场和赝朗道能级[3]。2015年，何林团队发现双层转角石墨烯体系费米速度随角度减小而迅速下降，证明在转角为1.1度(第一魔转角)附近时费米速度降为零[4]，并于2017年，在转角接近魔转角的双层石墨烯体系观察到强电子-电子相互作用[5]。2018年初MIT的Pablo课题组在魔角双层石墨烯观察到电子-电子相互作用导致的关联绝缘体态和超导态，魔角双层石墨烯物性研究迅速成为过去两年凝聚态物理研究的最大热点。 近期，何林课题组发展了一套方法，能够可控地制备利于扫描隧道显微镜系统（STM）研究的双层转角石墨烯，并利用STM研究了小角度双层石墨烯的性质，深入探索该体系由于电子-电子相互作用导致的平带简并度解除和新奇强关联量子物态的关联。例如，何林课题组与合作者发现当小转角体系的平带被部分填充时，电子-电子相互作用会解除平带的谷赝自旋简并度，在体系中产生很大的轨道磁矩（每个莫尔约10μ_B），由于轨道磁矩和磁场的耦合，谷极化态的劈裂能量会随着外加磁场线性增大[6]。同样的结果也在应变引起的平带中观察到了，当双层石墨烯的转角接近魔角时，体系中微小的应变结构可以使两个范霍夫峰之间出现一个新的零能量平带（赝朗道能级），何林课题组与合作者发现电子-电子相互作用会解除赝朗道能级的谷赝自旋简并度，产生轨道磁性态[7]。这些结果表明小转角石墨烯体系是研究二维轨道磁性态和量子反常霍尔效应的理想平台。在角度大于魔角的小转角双层石墨烯中，何林课题组与合作者证明电子-电子相互作用依然会起重要作用，并有可能产生完全不同于魔角双层石墨烯的新奇强关联量子物态。例如在1.49度的样品中，他们证明电子-电子相互作用解除了体系平带中的自旋和谷赝自旋的简并度，产生了一种全新的自旋和谷极化的金属态[8]，这一结果进一步拓宽了转角体系新奇强关联量子物态的研究范围。 除了电学性质受层间转角的调制，在双层转角石墨烯体系，由于层间堆垛能与层内晶格畸变引起的应变能的竞争，其原子结构也会随着角度发生改变。最近，何林课题组系统研究了双层转角石墨烯结构随着角度的演化，发现当转角大于魔角时，体系可以看作两个独立的刚性石墨烯层发生扭转，层内晶格畸变几乎可以忽略（定义为非重构结构）；当转角小于魔角时，由于莫尔条纹周期较大，层间堆垛能占主导，从而引起晶格畸变产生堆垛的畴界（domain wall）网格（定义为重构结构）。这种畴界的两边都是Bernal堆垛的双层石墨烯（分别为AB堆垛和BA堆垛），能传输谷极化的电流（图一）。我们利用STM证明非重构和重构的两种结构在魔角附近都能稳定存在。进一步，我们发现利用STM针尖脉冲可对魔角双层石墨烯的非重构和重构结构进行切换，从而开关其二维导电拓扑网格。同时，我们发现在强关联效应中起到重要作用的魔角双层石墨烯平带的带宽也能在这一过程中被调控[9]。相关成果近日刊发在物理学期刊《Physical Review Letters》上。何林教授课题组博士生刘亦文为第一作者，美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的苏赢博士为文章的共同第一作者，何林教授为通讯作者。

构建三维多孔结构 CAD 模型，并通过增材制造技术制得相应形 状的三维多孔金属结构；在惰性气体的保护氛围下，将所制得的三维 多孔金属结构升温至 900℃～1500℃，然后冷却至室温；然后进行喷 砂和超声清洗处理以获得金属模板；通过化学气相沉积法在金属模板 上生长石墨烯薄膜；配置腐蚀液并在 60℃～90℃的温度下回流溶解金 属模板，经洗涤和干燥处理后即得到三维石墨烯多孔材料产品。通过 本发明，能够有效克服现有技术中所存

本发明公开了一种利用微波燃烧对石墨烯进行可控造孔的方法，采用硝酸盐、醋酸盐或者银单质和氧化石墨烯作为原料，首先将原料进行均匀包覆、冷冻、干燥处理，通过控制原料的成份、浓度和冷冻与干燥的时长，制得各种成分、各种均匀性的复合物；通过对该复合物进行微波燃烧处理、控制微波处理时长得到不同孔径分布的多孔石墨烯；本发明提供的这种方法在 6～45s 反应时间内获得多孔石墨烯，主孔径在 5nm～200nm 范围内，快速简单的实现对复

本成果处于研发阶段

本发明公开了一种石墨烯支撑的微米金核壳结构及其制备方法；制备方法包括下述步骤：(1)获得聚苯乙烯微球乳液，并在聚苯乙烯微球乳液中加入改性溶液后进行搅拌，获得表面改性的聚苯乙烯微球乳液；(2)获得微球金种子的凝胶溶液；(3)获得表面有金壳层的聚苯乙烯微球的凝胶溶液；(4)将所述表面有金壳层的聚苯乙烯微球的凝胶溶液进行烘干后获得粉末状的样品；通过将样品在四氢呋喃溶液中浸泡使其在金壳层内壁生长出石墨烯多层并除去聚苯乙烯微球，再进行烘干后获得石墨烯支撑的微米金核壳结构。本发明中改进的单分散法制备的聚苯乙烯微

本发明公开了一种同时制备石墨烯和多孔非晶碳薄膜的方法，包括 S1 对金属镍片衬底进行超声清洗，并烘干后放置于管式炉中；S2向管式炉中通入惰性气体；S3 对管式炉进行升温处理使其达到750℃～1000℃并保持 10 分钟～50 分钟，向管式炉中通入氢气，并对金属镍片衬底进行热处理；S4 向管式炉中通入流量为 20sccm～100sccm 的碳氢化合物，使得经过热处理后的金属镍片衬底催化碳氢化合物裂解以及镍片溶碳后同时生长石墨烯和非晶碳薄膜；S5 对管式炉进行降温处理，并将生长有石墨烯和非晶碳薄膜的镍片

成果与项目的背景及主要用途： 间二甲苯经一硝化可制得 2,4-二甲基硝基苯和 2,6-二甲基硝基苯，再经还原 可分别得到 2,4-二甲基苯胺和 2,6-二甲基苯胺，广泛应用于染料、医药、橡胶助 剂及塑料等领域，是重要的有机中间体之一。目前的混酸常规硝化法，反应温度 低，耗水、耗能大，反应时间长，过程不易控制，废酸难处理。因此开发先进的 间二甲苯一硝化方法很重要。 本工艺首次采用间二甲苯绝热硝化制得硝基间二甲苯。绝热硝化反应开始后， 利用自己反应放出的热来提高物料的反应温度。虽然混酸浓度不断降低，但由于 反应温度的提高，因此仍能使混酸具有足够的硝化能力，从而保证了反应速度。 该法比常规混酸硝化优点多，如反应温度高，无需冷却水，耗能小，反应时间仅 为半小时，设备生产能力比常规硝化法提高至少 2 倍。所用设备仅为常规的硝化 及分离设备，无需特殊加工。硝化后废酸可经闪蒸后全部回用，减少了环境污染。 技术原理与工艺流程简介： 间二甲苯与混酸经良好搅拌混合后，快速绝热升温进行硝化反应，反应结束 后硝化分离得硝基物和高温废酸。硝基物供进一步还原，可以制备其它有机物或 中间体。高温废酸经闪蒸提浓可回收再利用。 技术水平及专利与获奖情况： 已完成成熟小试工艺，国内外技术领先。本技术可降低能耗 50～60％，收率 提高 5～10％，硝基物收率可大于 95%，二硝基物小于 6000ppm，原料消耗定额 降低 5～10％，设备生产能力提高约 2 倍。 应用前景分析及效益预测： 绝热硝化法不仅可服了常规硝化法的诸多不足，而且具有许多新优点。用本 技术生产一硝基间二甲苯，可使成本下降约 10％。按年产 600 吨计，可比常规 法净增利润 200 多万元。并可回收利用废酸，解决废酸污染问题。 应用领域：有机中间体。 技术转化条件（包括：原料、设备、厂房面积的要求及投资规模）： 25天津大学科技成果选编 生产规模及产量：600 吨/年。 所需厂房面积：300m2。 主要设备：硝化锅、硝化分离器、硫酸高位槽、硝酸高位槽、混酸高位槽、 混酸配制罐、稀碱配制罐、稀碱高位槽、水洗及分离器、碱洗及分离器、闪蒸器、 真空泵。 主要原材料及来源：间二甲苯、硫酸、烧碱、硝酸，国内均有现货供应。 设备投资：110 万元。 合作方式及条件：面议。 

成果简介：丙二醇、碳酸二甲酯以及碳酸丙烯酯是重要的有机化学品。丙二 醇在食品和医药工业有多种用途，可制聚醚多元醇等。碳酸二甲酯可以用作 汽油添加剂、甲基化反应试剂，以及用作合成医药、农药和香料的原料等。 碳酸丙烯酯是无毒高效的有机溶剂，也可用于酯交换反应制碳酸二甲酯。现 在的市场售价是: 丙二醇 11000- 13000 元/吨，碳酸二甲酯（医药级）9000-10000 元/吨，碳酸丙烯酯 6000元/吨。我们

间二甲苯经一硝化可制得2,4-二甲基硝基苯和2,6-二甲基硝基苯，再经还原可分别得到2,4-二甲基苯胺和2,6-二甲基苯胺，广泛应用于染料、医药、橡胶助剂及塑料等领域，是重要的有机中间体之一。目前的混酸常规硝化法，反应温度低，耗水、耗能大，反应时间长，过程不易控制，废酸难处理。因此开发先进的间二甲苯一硝化方法很重要。本工艺首次采用间二甲苯绝热硝化制得硝基间二甲苯。绝热硝化反应开始后，利用自己反应放出的热来提高物料的反应温度。虽然混酸浓度不断降低，但由于反应温度的提高，因此仍能使混酸具有足够的硝化能力，从而保证了反应速度。该法比常规混酸硝化优点多，如反应温度高，无需冷却水，耗能小，反应时间仅为半小时，设备生产能力比常规硝化法提高至少2倍。所用设备仅为常规的硝化及分离设备，无需特殊加工。硝化后废酸可经闪蒸后全部回用，减少了环境污染。间二甲苯与混酸经良好搅拌混合后，快速绝热升温进行硝化反应，反应结束后硝化分离得硝基物和高温废酸。硝基物供进一步还原，可以制备其它有机物或中间体。高温废酸经闪蒸提浓可回收再利用。