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環(huán)境污染和能源短缺已成為當(dāng)今世界面臨的最主要危機(jī)，人們不斷探究治理環(huán)境和開(kāi)發(fā)可再生能源的新方法。于1972年，F(xiàn)ujishima和Honda報(bào)道采用TiO2光電極和鉑電極組成光電化學(xué)體系使水分解為氫氣和氧氣，從而開(kāi)辟了半導(dǎo)體催化這一新的研究領(lǐng)域。近些年，將有機(jī)污染物降解已經(jīng)成為能源環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。該研究對(duì)于治理水污染，保護(hù)水環(huán)境具有重要的科學(xué)意義。 主要通過(guò)化學(xué)方法可控的調(diào)控可見(jiàn)光催化材料納米晶體的尺寸和形貌，合成具有規(guī)則形貌和特定裸露晶面的可見(jiàn)光催化材料（例如納米棒、納米帶、納米片、納米八面體和納米六面體等），并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化能級(jí)能帶結(jié)構(gòu),同時(shí)探究催化劑不同晶面上光生載流子的分離行為、氧化還原能力以及催化活性的選擇性等獨(dú)特性質(zhì)，深入結(jié)合理論模擬計(jì)算，研究不同形貌的催化劑的裸露晶面上光生載流子的行為和表面/界面微觀反應(yīng)機(jī)制。為了深入研究太陽(yáng)能-化學(xué)能轉(zhuǎn)化過(guò)程中的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，構(gòu)筑一種新型的具有特定結(jié)構(gòu)和功能的MnxV2O5+x（x=1、2或3）基可見(jiàn)光催化材料，在不添加任何貴金屬元素的情況下，Mn3V2O8修飾的V2O5/g-C3N4異質(zhì)結(jié)構(gòu)在可見(jiàn)光照射下表現(xiàn)出明顯的光催化活性，比V2O5/g-C3N4異質(zhì)結(jié)構(gòu)高出近3倍。由于V2O5和g-C3N4之間的Z-方案路徑促進(jìn)了載流子的分離，因此具有優(yōu)異的可見(jiàn)光催化活性。

本發(fā)明公開(kāi)了一種原位合成納米金剛石增強(qiáng)鐵鎳合金基復(fù)合材料的方法，所述復(fù)合材料由碳納米管和鐵鎳合金粉末作為原材料所制成，制備工藝為放電等離子燒結(jié)技術(shù)。碳納米管在鐵鎳合金粉末的催化和放電等離子燒結(jié)的直流脈沖電場(chǎng)作用下部分相變?yōu)榧{米金剛石，轉(zhuǎn)變比例為50?80％，碳納米管和納米金剛石在復(fù)合材料中起到纖維增強(qiáng)和顆粒強(qiáng)化的協(xié)同增強(qiáng)效果。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，協(xié)同增強(qiáng)的強(qiáng)韌化效果更加優(yōu)異，本發(fā)明所得到的鐵鎳合金基復(fù)合材料具有比純鐵鎳合金更高的硬度、強(qiáng)度和耐磨性能而且具有更低的熱膨脹系數(shù)，可以廣泛應(yīng)用于精密儀器和高新技術(shù)領(lǐng)域。

2-芳基喹啉、1-芳基異喹啉是一系列藥物或生物活性化合物的結(jié)構(gòu)，也是重要的有機(jī)材料骨架，比如2-苯基喹啉與不同的金屬-配體絡(luò)合會(huì)形成不同顏色的發(fā)光材料，因而具有良好的市場(chǎng)發(fā)展前景。但這些化合物的合成比較困難，大多數(shù)采用非常昂貴的2-溴喹啉和1-溴異喹啉與相應(yīng)的芳香鹵化物在昂貴且對(duì)環(huán)境有害的過(guò)渡金屬催化下反應(yīng)合成；或者由2-溴喹啉和1-溴異喹啉類化合物與不同的金屬化合物在過(guò)渡金屬催化下偶聯(lián)；再或者先把喹啉與異喹啉首先氧化為相應(yīng)的N-氧化物，然后與芳基格氏試劑反應(yīng)，最后再脫掉氧得到2-芳基喹啉、1

激光雷達(dá)等傳感器以及高效率砷化鎵太陽(yáng)能電池是國(guó)務(wù)院國(guó)家制造強(qiáng)國(guó)建設(shè)戰(zhàn)略咨詢委員會(huì)列出的核心基礎(chǔ)元器件，本項(xiàng)目在國(guó)務(wù)院國(guó)資委以及國(guó)家級(jí)人才計(jì)劃科研項(xiàng)目支持下，聯(lián)合國(guó)內(nèi)知名企業(yè)進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，研制出基于砷化鎵的超快半導(dǎo)體激光芯片與激光器可適用于激光加工、5G通信、生物醫(yī)療等領(lǐng)域，同時(shí)研制出的高效率砷化鎵薄膜三結(jié)電池曾獲得世界最高效率，相關(guān)產(chǎn)品已處于中試和量產(chǎn)階段，本項(xiàng)目相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品曾獲得過(guò)2018年度上海市科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，2020年中國(guó)發(fā)明協(xié)會(huì)發(fā)明創(chuàng)新二等獎(jiǎng)，2020年中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)光學(xué)科技獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)等獎(jiǎng)勵(lì)。本次將展示本項(xiàng)目研制的相關(guān)砷化鎵基半導(dǎo)體激光器以及高效率柔性輕質(zhì)砷化鎵薄膜三結(jié)太陽(yáng)能電池。

2-芳基喹啉、1-芳基異喹啉是一系列藥物或生物活性化合物的結(jié)構(gòu)，也是重要的有機(jī)材料骨架，比如 2-苯基喹啉與不同的金屬-配體絡(luò)合會(huì)形成不同顏色的發(fā)光材料，因而具有良好的市場(chǎng)發(fā)展前景。但這些化合物的合成比較困難，大多數(shù)采用非常昂貴的 2-溴喹啉和 1- 溴異喹啉與相應(yīng)的芳香鹵化物在昂貴且對(duì)環(huán)境有害的過(guò)渡金屬催化下反應(yīng)合成；或者由 2-溴喹啉和 1-溴異喹啉類化合物與不同的金屬化合物在過(guò)渡金屬催化下偶聯(lián)；再或者先把喹啉與異喹啉首先氧化為 相應(yīng)的 N-氧化物，然后與芳基格氏試劑反應(yīng)，最后再脫掉氧得到 2-

本發(fā)明公開(kāi)了一種鈣基二氧化碳/二氧化硫吸收劑及其制備方 法，該制備方法為將含有鈉鹽化合物或鉀鹽化合物配制成質(zhì)量百分濃 度為 5％～25％的鹽溶液；接著，將含氧化鈣的粉末投入到該鹽溶液 中；然后，在 20℃～90℃干燥，接著，在 700℃～950℃煅燒即得到鈣 基二氧化碳/二氧化硫吸收劑。本發(fā)明通過(guò)對(duì)制備方法中關(guān)鍵的工藝步 驟，如水合反應(yīng)與浸漬反應(yīng)的時(shí)機(jī)、鹽溶液的濃度與施加量、氧化鈣 原料的粒徑大小等進(jìn)行改進(jìn)，能夠制備組織均勻的鈣基吸收劑，該吸 收劑還具有高循環(huán)轉(zhuǎn)化率以及穩(wěn)定的孔隙結(jié)構(gòu)，尤其在多次循環(huán)中該 吸收劑的吸收容量比天然的吸收劑可以提高 130％以上。

2-芳基喹啉、1-芳基異喹啉是一系列藥物或生物活性化合物的結(jié) 構(gòu)，也是重要的有機(jī)材料骨架，比如 2-苯基喹啉與不同的金屬-配體 絡(luò)合會(huì)形成不同顏色的發(fā)光材料，因而具有良好的市場(chǎng)發(fā)展前景。但 這些化合物的合成比較困難，大多數(shù)采用非常昂貴的 2-溴喹啉和 1- 溴異喹啉與相應(yīng)的芳香鹵化物在昂貴且對(duì)環(huán)境有害的過(guò)渡金屬催化 下反應(yīng)合成;或者由 2-溴喹啉和 1-溴異喹啉類化合物與不同的金屬 化合物在過(guò)渡金屬催化下偶聯(lián);再或者先把喹啉與異喹啉首先氧化

本發(fā)明公開(kāi)了一種高性能二氧化碳/二氧化硫鈣基吸收劑顆粒的制備方法，將含鈣的前驅(qū)體和有機(jī)物溶于水中，將溶液在 60～90℃條件下持續(xù)攪拌成溶膠，經(jīng)過(guò) 110～200℃干燥 1 小時(shí)以上得到干凝膠；再將干凝膠在 600～900℃條件下空氣中煅燒 0.5 小時(shí)以上，得到白色鈣基吸收劑粉；最后將粉末與水泥以及微量水混合成泥狀后，經(jīng)過(guò)擠壓成型得到所需鈣基吸收劑顆粒。有機(jī)物的燃燒可以使鈣基吸收劑的表面具有豐富的孔隙，水泥的添加可

銅氧化物超導(dǎo)體自從1986年被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，其超導(dǎo)機(jī)理一直被本領(lǐng)域科學(xué)家高度關(guān)注。具有庫(kù)侖排斥的兩個(gè)電子，為什么在高達(dá)160多開(kāi)爾文（約等于零下113度）下仍然能夠相互吸引形成電子配對(duì)，并凝聚成為宏觀的量子相干態(tài)，這是橫亙?cè)谀蹜B(tài)物理領(lǐng)域的一個(gè)重大科學(xué)問(wèn)題。2008年至今，鐵基超導(dǎo)體家族的發(fā)現(xiàn)和壯大也為超導(dǎo)機(jī)理的研究注入了新的活力。隨著研究的深入，從僅有的兩大非常規(guī)超導(dǎo)家族出發(fā)，實(shí)際上人們很難直接得到普遍的規(guī)律和共識(shí)。如果出現(xiàn)一個(gè)除銅基，鐵基之外的第三家族的超導(dǎo)體，這一情況可能得到很大的改善。2019年，美國(guó)斯坦福大學(xué)小組在介于鐵、銅之間的鎳元素所形成的氧化物Nd1-xSrxNiO2薄膜中發(fā)現(xiàn)了9-15 K左右的超導(dǎo)電性，它似乎具有與銅氧化物超導(dǎo)體類似的3d9最外層電子軌道，這為非常規(guī)超導(dǎo)機(jī)理的研究提供了一個(gè)嶄新的平臺(tái)。科學(xué)界非常關(guān)心它的超導(dǎo)形成與銅氧化物超導(dǎo)體有何異同，因此在學(xué)界迅速掀起了對(duì)鎳基超導(dǎo)體研究的熱潮。 超導(dǎo)體內(nèi)部的單粒子激發(fā)需要一定的能量即為超導(dǎo)能隙，這也是超導(dǎo)態(tài)為什么能夠在一定溫度下穩(wěn)定存在的原因。而兩個(gè)電子形成配對(duì)的內(nèi)在因素直接決定著超導(dǎo)能隙函數(shù)的表現(xiàn)形式。因此探測(cè)非常規(guī)超導(dǎo)體的機(jī)理問(wèn)題的首要任務(wù)是知道超導(dǎo)能隙的函數(shù)形式。就鎳基超導(dǎo)體實(shí)驗(yàn)而言，得到Nd1-xSrxNiO2超導(dǎo)薄膜樣品似乎比較困難，因此國(guó)際上關(guān)于Nd1-xSrxNiO2薄膜的相關(guān)實(shí)驗(yàn)還不是很多，許多實(shí)驗(yàn)并不能直接反映超導(dǎo)的能隙函數(shù)。最近南京大學(xué)聞海虎團(tuán)隊(duì)和聶越峰、潘曉晴團(tuán)隊(duì)通力合作，成功在Nd1-xSrxNiO2超導(dǎo)薄膜樣品中測(cè)量到高質(zhì)量的掃描隧道譜，證明了Nd1-xSrxNiO2中存在兩類超導(dǎo)能隙，一類是V型隧道譜即典型的d波超導(dǎo)能隙，能隙最大值為3.9meV，這一點(diǎn)與銅氧化物超導(dǎo)體及其類似；而另一類是完全能隙形式（full gap）的隧道譜，能隙值為2.35meV，這一點(diǎn)又與銅氧化物不一致，而與鐵基超導(dǎo)體相似。聶越峰實(shí)驗(yàn)組利用分子束外延（MBE）技術(shù)制備出高質(zhì)量的Nd1-xSrxNiO3 (113)薄膜及具有初步超導(dǎo)轉(zhuǎn)變的Nd1-xSrxNiO2 (112)薄膜，聞海虎小組進(jìn)行了后續(xù)的氫化處理，進(jìn)一步優(yōu)化了Nd1-xSrxNiO2 (112)鎳基薄膜的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度及表面平整度，這是實(shí)驗(yàn)?zāi)軌颢@得成功的關(guān)鍵因素之一。這一結(jié)果揭示了Nd1-xSrxNiO2超導(dǎo)體的能隙函數(shù)，發(fā)現(xiàn)與銅氧化物之間既有相似之點(diǎn)也有不同之處，并為接下來(lái)繼續(xù)對(duì)鎳基超導(dǎo)體開(kāi)展深入研究奠定了堅(jiān)實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

常見(jiàn)的納米酶大多數(shù)是金屬化合物納米顆粒，其催化活性主要是來(lái)自在納米顆粒表面的金屬離子。在自然界中，生物酶的特征表明活性位點(diǎn)和支持、穩(wěn)定活性位點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境對(duì)于高催化效率同樣重要。通過(guò)調(diào)整活性位點(diǎn)的成分和環(huán)境可以實(shí)現(xiàn)高的活性和選擇性。水凝膠是一類具有良好生物相容性的三維親水網(wǎng)絡(luò)材料，其結(jié)構(gòu)可以有效地保護(hù)酶分子活性中心，同時(shí)提供更好的底物遷移微環(huán)境，從而實(shí)現(xiàn)有效的催化作用，載酶水凝膠材料已成為生物學(xué)研究中的熱點(diǎn)。納米凝膠為水凝膠的納米粒子，具有類似于宏觀水凝膠材料的親水網(wǎng)絡(luò)及類似流體的傳輸特性，其納米的尺寸可以作為進(jìn)一步體內(nèi)生物應(yīng)用的理想載體。在受限的納米空間中實(shí)現(xiàn)修飾或組裝以獲得雜化納米凝膠仍然存在挑戰(zhàn)。應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，同濟(jì)大學(xué)化學(xué)科學(xué)與工程學(xué)院王啟剛團(tuán)隊(duì)從仿生的角度出發(fā)，設(shè)計(jì)了一種酶催化的原子轉(zhuǎn)移自由基聚合（ATRPase）和金屬配位交聯(lián)方法成功制備出納米人工多酶凝膠體系。該體系具有模擬超氧化物歧化酶（SOD-like）和過(guò)氧化物酶（POD-like）特性，可以實(shí)現(xiàn)腫瘤微環(huán)境級(jí)聯(lián)催化的響應(yīng)成像。日前，相關(guān)研究成果以“Multienzyme‐Mimic Nanogels Synthesized by Biocatalytic ATRP and Metal Coordination for Bioresponsive Fluorescence Imaging”為題，發(fā)表在國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊 Angewandte Chemie International Edition （《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》） 上。同濟(jì)大學(xué)化學(xué)科學(xué)與工程學(xué)院為該文的唯一通訊作者單位，碩士生齊美園為第一作者，王霞副教授和王啟剛教授為共同通訊作者。 圖1.（a）人工多酶凝膠體系的ATRPase及配位交聯(lián)制備流程（b）模擬SOD和POD級(jí)聯(lián)酶催化的腫瘤微環(huán)境響應(yīng)的熒光成像機(jī)制。研究人員首先在納米粒子表面修飾酶催化的原子轉(zhuǎn)移自由基聚合的引發(fā)劑(-Br)，以具有良好生物相容性的生物酶為催化劑，修飾有雙鍵的賴氨酸（N-acryloyl-L-lysine）為聚合單體，在納米粒子周圍聚合制備得到聚賴氨酸高分子刷，最后通過(guò)亞鐵配位交聯(lián)，從而構(gòu)建出具有多酶活性的人工多酶凝膠體系（如圖1所示）。凝膠體系中高分散的Fe離子一方面作為凝膠網(wǎng)絡(luò)的交聯(lián)劑，同時(shí)作為模擬酶的活性中心。通過(guò)模擬SOD和POD酶，先將腫瘤部位高水平的O 2 ?? 催化轉(zhuǎn)化為H 2 O 2 ，進(jìn)一步基于腫瘤部位提升的H 2 O 2 通過(guò)級(jí)聯(lián)酶催化反應(yīng)實(shí)現(xiàn)腫瘤微環(huán)境響應(yīng)的安全、高效的腫瘤成像。該人工多酶凝膠體系類似自然的過(guò)氧化物酶催化機(jī)制不產(chǎn)生羥基自由基，具有低毒性和高生物安全性。同時(shí)，ATRPase方法和金屬配位交聯(lián)技術(shù)可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)多種納米材料體系的制備，用于藥物輸送和其他生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。該研究成果得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等經(jīng)費(fèi)支持以及中國(guó)科學(xué)院強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心的技術(shù)支持。王啟剛教授團(tuán)隊(duì)多年來(lái)一直致力于高分子凝膠固定酶技術(shù)及其生物診療應(yīng)用，近5年累計(jì)以通訊作者在 Adv.Mater. ,  Nat. Commun. ,  Angew. Chem. Inter. Ed. 等期刊發(fā)表SCI論文50多篇。文獻(xiàn)鏈接：https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202002331  PDF：anie_202002331.pdf課題組網(wǎng)站：https://qgwang.tongji.edu.cn/