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单壁碳纳米管和石墨烯的制备及其在能源、光电器件和复合材料等方面的应用
项目成果/简介:1991 年发现的碳纳米管（CNT）以及 2004 年发现的石墨烯（graphene），分别是一维和二维纳米材料的典型代表，被认为是 21世纪的战略性材料。 本项目发明了一类新的催化剂和大量制备 SWNTs 的方法，实现了高质量单壁碳纳米管的宏量制备（图 1），纯度达 70%以上，并达到了产业化规模（达 200 公斤/年以上）。采用机械共混及"原位"聚合 等方法，使SWNTs 有效地分散于高分子基质中，获得了以环氧树脂、ABS 及聚氨酯等为基质材料，电导率达 0.2 S/cm、导电临界含量仅为0.06%、电磁屏蔽效果高达 49dB 的复合材料。 本项目首先发展了一种可大量制备的可溶性功能化石墨烯（SPFGraphene）的方法，实现了石墨烯的百克级制备（图 2）。通过透射电子显微镜（图 3）及原子力显微镜（图 4）确定了石墨烯的二维平面结构。 获得了可溶性石墨烯材料及柔性透明导电薄膜（图 5）；制备了基于石墨烯的高稳定性有机光伏电池及复合材料。 图 5、基于石墨烯的透明电极材料 所研制的单壁碳纳米管及石墨烯已用于数十家科研机构的研究和相关产品/样机的研制，包括应用于国家 863 重大汽车电池项目（中科院物理所）和军工卫星电池项目（中国电子科技集团公司第十八研究所）等。已研制出晶体管、锂离子电池、超级电容器（图 6）以及高性能复合材料等多种产品，具有广阔的应用前景。应用范围:南开大学在碳纳米材料的制备及应用研究方面取得了一批开创性成果，该项目技术的推广，将促进我国新材料、微电子、储能、资源保护等领域的技术进步和发展，为我国在这一新型纳米材料领域占据有利地位，提高国际竞争力，做出重要贡献。
南开大学
2021-04-11
单壁碳纳米管和石墨烯的制备及其在能源、光电器件和复合材料等方面的应用
1991 年发现的碳纳米管（CNT）以及 2004 年发现的石墨烯（graphene），分别是一维和二维纳米材料的典型代表，被认为是 21世纪的战略性材料。 本项目发明了一类新的催化剂和大量制备 SWNTs 的方法，实现了高质量单壁碳纳米管的宏量制备（图 1），纯度达 70%以上，并达到了产业化规模（达 200 公斤/年以上）。采用机械共混及"原位"聚合 等方法，使SWNTs 有效地分散于高分子基质中，获得了以环氧树脂、ABS 及聚氨酯等为基质材料，电导率达 0.2 S/cm、导电临界含量仅为0.06%、电磁屏蔽效果高达 49dB 的复合材料。 本项目首先发展了一种可大量制备的可溶性功能化石墨烯（SPFGraphene）的方法，实现了石墨烯的百克级制备（图 2）。通过透射电子显微镜（图 3）及原子力显微镜（图 4）确定了石墨烯的二维平面结构。 获得了可溶性石墨烯材料及柔性透明导电薄膜（图 5）；制备了基于石墨烯的高稳定性有机光伏电池及复合材料。 图 5、基于石墨烯的透明电极材料 所研制的单壁碳纳米管及石墨烯已用于数十家科研机构的研究和相关产品/样机的研制，包括应用于国家 863 重大汽车电池项目（中科院物理所）和军工卫星电池项目（中国电子科技集团公司第十八研究所）等。已研制出晶体管、锂离子电池、超级电容器（图 6）以及高性能复合材料等多种产品，具有广阔的应用前景。
南开大学
2021-02-01
一种基于碳纳米管载体的单分散氢氧化镁纳米粒子制备方法及应用
本发明公开了一种基于碳纳米管载体的单分散氢氧化镁纳米粒子制备方法及应用，按照下述步骤进行：称取1-10重量份的碳纳米管，加入到含有100重量份的镁盐的乙醇溶液中，充分搅拌分散后加入0.1-10重量份的表面活性剂，超声分散后在分散好的悬浮液中加入含有100-200重量份沉淀剂的水溶液。将该混合液转移至水热釜中恒温反应，待反应结束后进行后续处理，得到以碳纳米管载体的单分散氢氧化镁纳米粒子。利用这种方法制备的单分散氢氧化镁纳米粒子，比表面积、分散和功能性均得到了大幅提高。将其加入到高聚物体系中，可以极大地提高聚合物基体的各项性能。
天津城建大学
2021-04-11
安徽大学在氧化物薄膜晶体管掺杂工程及其稳定性研究中取得新进展
近日，我校材料科学与工程学院2019级材料物理专业本科生严锦同学在氧化物薄膜晶体管掺杂工程及其稳定性研究中取得新进展，作为第一作者在微电子器件顶级期刊《IEEETransactionsonElectronDevices》上发表了以“Electrospinning-DrivenInHfOxNanofiberChannelField-EffectTransistorsandHumidityStabilityExploration”为题的论文。
安徽大学
2022-09-21
单壁碳纳米管和石墨烯的制备及其在能源、光电器件和复合材料等方面的应用
1991年发现的碳纳米管（CNT）以及2004年发现的石墨烯（graphene），分别是一维和二维纳米材料的典型代表，被认为是21世纪的战略性材料。 本项目发明了一类新的催化剂和大量制备SWNTs的方法，实现了高质量单壁碳纳米管的宏量制备（图1），纯度达70%以上，并达到了产业化规模（达200公斤/年以上）。 采用机械共混及"原位"聚合等方法，使SWNTs有效地分散于高分子基质中，获得了以环氧树脂、ABS及聚氨酯等为基质材料，电导率达0.2 S/cm、导
南开大学
2021-04-14
单壁碳纳米管和石墨烯的制备及其在能源、光电器件和 复合材料等方面的应用
1991 年发现的碳纳米管（CNT）以及 2004 年发现的石墨烯（graphene），分别是一维和二维纳米材料的典型代表，被认为是 21
世纪的战略性材料。
本项目发明了一类新的催化剂和大量制备 SWNTs 的方法，实现了高质量单壁碳纳米管的宏量制备（图 1），纯度达 70%以上，并达到了产业化规模（达 200 公斤/年以上）。采用机械共混及"原位"聚合等方法，使 SWNTs 有效地分散于高分子基质中，获得了以环氧树脂、ABS 及聚氨酯等为基质材料，电导率达 0.2 S/cm、导电临界含量仅为0.06%、电磁屏蔽效果高达 49dB 的复合材料。
本项目首先发展了一种可大量制备的可溶性功能化石墨烯（SPFGraphene）的方法，实现了石墨烯的百克级制备（图 2）。通过透射电子显微镜（图 3）及原子力显微镜（图 4）确定了石墨烯的二维平面结构。
南开大学
2021-04-13
ZnO突波吸收器及其制备方法
ZnO突波吸收器及其制备方法,它涉及突波吸收器及其制备方法.为了解决目前的ZnO突波吸收器原料混合均匀性差,粉体粒径大,性能差的问题.ZnO突波吸收器由ZnO瓷片和ZnO瓷片表面的银电极制成;ZnO瓷片由ZnO,Sb
哈尔滨师范大学
2021-05-04
全固态太赫兹前端关器键件
1、主要功能和应用领域 针对太赫兹高分辨雷达和通信系统应用需求，研究了常温固态太赫兹连续波发射和接收的总体方案和实现技术，研究了太赫兹平面肖特基势垒二极管非线性模型的精确模型，提出了太赫兹高效倍频电路和低损耗分谐波接收电路的拓扑结构，掌握了太赫兹倍频器和分谐波混频器的优化方法，解决了固态太赫兹关键技术的工艺难题，突破太赫兹连续波发射和接收的关键技术，打破国外技术封锁，提高自主创新能力，形成自主知识产权，相关技术水平达到国际先进，为我国太赫兹技术的发展和太赫兹系统的应用奠定技术基础，提供技术支撑。 2、特色和先进性 1）国内首次报道了400GHz以上频段的太赫兹源，输出功率大于5mW 2）首次开展了太赫兹高功率多管芯二极管的三维电磁模型研究； 3）国内首次报道了220GHz、380GHz和664GHz分谐波混频器，变频损耗指标由于10dB； 4）国内首次开展了基于光电结合的太赫兹高速无线通信系统实验，通信速率大于12.5Gbps； 5）太赫兹核心模块已应用于太赫兹成像和通信系统中。 3、技术指标 太赫兹倍频器指标对比 频段 国外研究机构 电子科技大学 美国VDI FARRAN 仿真 实测 59GHz 26dBm 20dBm 23dBm 17dBm 91.5GHz 22dBm 15dBm 16dBm 13dBm 110GHz 20dBm 12dBm 16dBm 12.5dBm 212.5GHz 15dBm 4dBm 13dBm 7dBm 340GHz 15dBm 4dBm 13dBm 4.5dBm 420GHz 9.5dBm 无 12dBm 4dBm 太赫兹分谐波混频器指标对比
电子科技大学
2021-04-10
热释电红外气体传感器
热释电红外气体传感器是指采用热释电薄膜材料制备的敏感元件，利用极性气体的对特定红外光谱的吸收特性，采用郎伯比尔定律实现对气体浓度的测量分析的传感器，其核心元件是热释电薄膜敏感元。 主要功能与应用领域：热释电红外气体传感器是一种新型的传感器，它可以自我抑制零点漂移，具有精度高、选择性好、灵敏度高、测量范围宽、寿命长，不中毒，不依赖氧气等特点。与传统的半导体型、催化燃烧型和电化学型气体传感器相比，技术优势明显因此，特别适合红外气体传感器逐渐在各种气体监控网络中的应用。 图1 含有双Si杯微桥绝热结构的器件示意图 图2红外气体监测器样机 特色及先进性：本团队采用纳米自缓冲层技术制备的热释电薄膜材料具有高热释电系数的特点。通过自缓冲层技术控制热释电薄膜与电极之间的界面特性，实现热释电薄膜的择优取向生长，制备了低漏电流密度、高热释电系数的热释点薄膜材料，掌握了红外气体传感器核心元件的材料生长、器件设计与加工的核心技术。 技术指标：热释电系数大于1x10-6Ccm-2K-1，器件探测率大于1x108cmHz1/2W-1。 能为产业解决的关键问题和实施后可取得的效果：本成果目前主要应用于有毒、有害等危险气体的监测，在工业生产监控、矿山安全、环境保护等领域，应用前景广阔。功能完善、系统兼容性好、经久耐用、长期稳定性好、测量精度高、校正周期长的便携式气体检测仪和红外气体检测传感器，替代催化燃烧型产品和进口红外产品，提高现有气体监控系统的稳定性和可靠性，提升装备性能，防范工业生产中违规气体排放、危险气体如瓦斯等导致的安全生产事故的发生，同时改善现有安全监控系统、检测仪器维护量大的问题。
电子科技大学
2021-04-10
自主式水下航行器（海洋机器人）
项目成果/简介: 经过多年的努力，国内AUV研究已取得长足进展，然而仍存在可靠性差、智能水平低等问题，难以应对复杂海底环境，不能满足我们对高效率作业和长期自主性的迫切需求。为解决上述关键问题，中国海洋大学致力于研发面向长航程深海观测任务的具有数据驱动能力的新一代AUV系统。在结合自主导航系统精确定位与高性能的运动控制基础上，根据AUV调查任务需求，通过对海量高维观测数据的关键特征实行快速分析，赋予AUV系统对航行路径的智能决策能力，极大提升了海洋调查任务实施的质量与效率。 “旗鱼”系列AUV是具备高智能性、自主性、灵活性的自主式水下机器人，在海洋科学研究、资源调查、应急搜救等民用领域，以及情报侦测、探雷灭雷、战场支援等军事领域发挥着关键作用。旗鱼系列AUV具备如下优点： （1）易操作，具有图形化的任务界面使得任务规划过程简单快捷； （2）易布放和收回，三型AUV都配备专用布放回收吊钩，用户可以使用简易回收杆手动使潜器与母船吊放机构建立连接； （3）大航程，可选高配置电池舱，续航力可增加50%； （4）高航速，水动力学优化设计，航速最高可达5节； （5）高可靠性，声学跟踪功能、AUV缠绕物切断与自主摆脱、冗余自救设计、硬件软件设计和测试等，确保系统高可靠性； （6）模块化设计，系统包含基本配置与用户自定义配置，可根据任务要求更换模块化任务舱段。项目阶段:小试、中试阶段效益分析:民用市场：未来5年，AUV年需求量5~10倍的增长，集中在海洋渔业、港口安防、近海能源设施无人值守、海洋工程服务、海洋观测网等。军用市场：随着新式作战模式的确立，将有爆发时发展，未来海上战争逐渐走向无人化，各种海洋机器人武器系统将大量装备。潜在合作单位：青岛澎湃海洋探索技术有限公司、青岛海力旭机电科技有限公司、青岛华通军工投资有限公司、杭州腾海科技有限公司等。知识产权类型:发明专利 、 软件著作权知识产权编号:ZL200810237864.X 201510789501.7技术成熟度:通过中试技术先进程度:达到国内领先水平成果获得方式:独立研究获得政府支持情况:无
中国海洋大学
2021-04-11