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北京大學(xué)物理學(xué)院凝聚態(tài)物理與材料物理研究所、人工微結(jié)構(gòu)和介觀物理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室劉開(kāi)輝教授課題組與合作者提出模塊化局域元素供應(yīng)生長(zhǎng)技術(shù)，成功實(shí)現(xiàn)了半導(dǎo)體性二維過(guò)渡金屬硫族化合物晶圓批量化高效制備，晶圓尺寸可從2英寸擴(kuò)展至與當(dāng)代主流半導(dǎo)體工藝兼容的12英寸，有望推動(dòng)二維半導(dǎo)體材料由實(shí)驗(yàn)研究向產(chǎn)業(yè)應(yīng)用過(guò)渡，為新一代高性能半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展奠定了材料基礎(chǔ)。2023年7月4日，相關(guān)研究以“模塊化局域元素供應(yīng)技術(shù)批量制備12英寸過(guò)渡金屬硫族化合物晶圓”（Modularized Batch Production of 12-inch Transition Metal Dichalcogenides by Local Element Supply）為題，在線(xiàn)發(fā)表于《科學(xué)通報(bào)》（Science Bulletin）。

本發(fā)明公開(kāi)了一種硅烷偶聯(lián)劑修飾二氧化鈦納米管陣列材料及其制備方法和應(yīng)用。該硅烷偶聯(lián)劑修飾二氧化鈦納米管陣列材料主要由二氧化鈦納米管陣列、硅烷偶聯(lián)劑、有機(jī)溶劑和冰醋酸混合后反應(yīng)得到，可應(yīng)用于處理含有機(jī)污染物和/或重金屬污染物的廢水中。本發(fā)明的硅烷偶聯(lián)劑修飾二氧化鈦納米管陣列材料氧化還原能力強(qiáng)，可同時(shí)去除有機(jī)污染物和重金屬污染物，且去除效果好，可反復(fù)使用。

本發(fā)明公開(kāi)了一種硅烷偶聯(lián)劑修飾二氧化鈦納米管陣列材料及其制備方法和應(yīng)用。該硅烷偶聯(lián)劑修飾二氧化鈦納米管陣列材料主要由二氧化鈦納米管陣列、硅烷偶聯(lián)劑、有機(jī)溶劑和冰醋酸混合后反應(yīng)得到，可應(yīng)用于處理含有機(jī)污染物和/或重金屬污染物的廢水中。本發(fā)明的硅烷偶聯(lián)劑修飾二氧化鈦納米管陣列材料氧化還原能力強(qiáng)，可同時(shí)去除有機(jī)污染物和重金屬污染物，且去除效果好，可反復(fù)使用。

專(zhuān)利申請(qǐng)時(shí)，成果處于研發(fā)階段，技術(shù)處于國(guó)內(nèi)空白。

成果簡(jiǎn)介：  成功開(kāi)發(fā)出了在正常太陽(yáng)能輻射強(qiáng)度條件下能滿(mǎn)足全天供熱的鍋爐-太陽(yáng)能耦合工作的技術(shù)，保證了系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行；開(kāi)發(fā)出了高效太陽(yáng)能集熱陣列（增加基于涂料分解反射聚光效應(yīng)的高效集熱器技術(shù)）； 研發(fā)出一套具有一定生產(chǎn)能力和深入實(shí)驗(yàn)、改造能力的金屬網(wǎng)基波紋管結(jié)構(gòu)的相變蓄熱樣機(jī)；提高系統(tǒng)單位安裝面積的集熱量，保證全天候預(yù)熱軟水出水溫度80-95

針對(duì)火電機(jī)組汽輪機(jī)組凝汽器管式換熱器、管式空預(yù)器易結(jié)垢與積灰、換熱 端差大，清洗較困難，且運(yùn)行成本高等問(wèn)題，提出并設(shè)計(jì)了一種以帶平衡孔的旋 流葉片為核心的清垢、清灰及強(qiáng)化換熱裝置，其能依靠循環(huán)水、煙氣的流動(dòng)實(shí)現(xiàn) 旋流葉片自激旋轉(zhuǎn)，強(qiáng)化擾流，實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)自動(dòng)清垢清灰及強(qiáng)化換熱，且在平衡孔 的作用下，能防止旋流片的偏斜而實(shí)現(xiàn)自平衡穩(wěn)定。應(yīng)用本方法與裝置應(yīng)用本方 法與裝置于火電機(jī)組凝汽器，端差可降低為1~3C,應(yīng)用于火電機(jī)組管式煙氣換 熱器，可提高熱力發(fā)電廠熱效率該裝置還可廣泛應(yīng)用于電力、化工、制 藥、印染等表面式換熱過(guò)程，節(jié)能減排效果顯著。

項(xiàng)目成果/簡(jiǎn)介:1991 年發(fā)現(xiàn)的碳納米管（CNT）以及 2004 年發(fā)現(xiàn)的石墨烯（graphene），分別是一維和二維納米材料的典型代表，被認(rèn)為是 21世紀(jì)的戰(zhàn)略性材料。 本項(xiàng)目發(fā)明了一類(lèi)新的催化劑和大量制備 SWNTs 的方法，實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量單壁碳納米管的宏量制備（圖 1），純度達(dá) 70%以上，并達(dá)到了產(chǎn)業(yè)化規(guī)模（達(dá) 200 公斤/年以上）。采用機(jī)械共混及"原位"聚合 等方法，使SWNTs 有效地分散于高分子基質(zhì)中，獲得了以環(huán)氧樹(shù)脂、ABS 及聚氨酯等為基質(zhì)材料，電導(dǎo)率達(dá) 0.2 S/cm、導(dǎo)電臨界含量?jī)H為0.06%、電磁屏蔽效果高達(dá) 49dB 的復(fù)合材料。 本項(xiàng)目首先發(fā)展了一種可大量制備的可溶性功能化石墨烯（SPFGraphene）的方法，實(shí)現(xiàn)了石墨烯的百克級(jí)制備（圖 2）。通過(guò)透射電子顯微鏡（圖 3）及原子力顯微鏡（圖 4）確定了石墨烯的二維平面結(jié)構(gòu)。 獲得了可溶性石墨烯材料及柔性透明導(dǎo)電薄膜（圖 5）；制備了基于石墨烯的高穩(wěn)定性有機(jī)光伏電池及復(fù)合材料。 圖 5、基于石墨烯的透明電極材料 所研制的單壁碳納米管及石墨烯已用于數(shù)十家科研機(jī)構(gòu)的研究和相關(guān)產(chǎn)品/樣機(jī)的研制，包括應(yīng)用于國(guó)家 863 重大汽車(chē)電池項(xiàng)目（中科院物理所）和軍工衛(wèi)星電池項(xiàng)目（中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十八研究所）等。已研制出晶體管、鋰離子電池、超級(jí)電容器（圖 6）以及高性能復(fù)合材料等多種產(chǎn)品，具有廣闊的應(yīng)用前景。應(yīng)用范圍:南開(kāi)大學(xué)在碳納米材料的制備及應(yīng)用研究方面取得了一批開(kāi)創(chuàng)性成果，該項(xiàng)目技術(shù)的推廣，將促進(jìn)我國(guó)新材料、微電子、儲(chǔ)能、資源保護(hù)等領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展，為我國(guó)在這一新型納米材料領(lǐng)域占據(jù)有利地位，提高國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，做出重要貢獻(xiàn)。

1991 年發(fā)現(xiàn)的碳納米管（CNT）以及 2004 年發(fā)現(xiàn)的石墨烯（graphene），分別是一維和二維納米材料的典型代表，被認(rèn)為是 21世紀(jì)的戰(zhàn)略性材料。 本項(xiàng)目發(fā)明了一類(lèi)新的催化劑和大量制備 SWNTs 的方法，實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量單壁碳納米管的宏量制備（圖 1），純度達(dá) 70%以上，并達(dá)到了產(chǎn)業(yè)化規(guī)模（達(dá) 200 公斤/年以上）。采用機(jī)械共混及"原位"聚合 等方法，使SWNTs 有效地分散于高分子基質(zhì)中，獲得了以環(huán)氧樹(shù)脂、ABS 及聚氨酯等為基質(zhì)材料，電導(dǎo)率達(dá) 0.2 S/cm、導(dǎo)電臨界含量?jī)H為0.06%、電磁屏蔽效果高達(dá) 49dB 的復(fù)合材料。 本項(xiàng)目首先發(fā)展了一種可大量制備的可溶性功能化石墨烯（SPFGraphene）的方法，實(shí)現(xiàn)了石墨烯的百克級(jí)制備（圖 2）。通過(guò)透射電子顯微鏡（圖 3）及原子力顯微鏡（圖 4）確定了石墨烯的二維平面結(jié)構(gòu)。 獲得了可溶性石墨烯材料及柔性透明導(dǎo)電薄膜（圖 5）；制備了基于石墨烯的高穩(wěn)定性有機(jī)光伏電池及復(fù)合材料。 圖 5、基于石墨烯的透明電極材料 所研制的單壁碳納米管及石墨烯已用于數(shù)十家科研機(jī)構(gòu)的研究和相關(guān)產(chǎn)品/樣機(jī)的研制，包括應(yīng)用于國(guó)家 863 重大汽車(chē)電池項(xiàng)目（中科院物理所）和軍工衛(wèi)星電池項(xiàng)目（中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十八研究所）等。已研制出晶體管、鋰離子電池、超級(jí)電容器（圖 6）以及高性能復(fù)合材料等多種產(chǎn)品，具有廣闊的應(yīng)用前景。

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于碳納米管載體的單分散氫氧化鎂納米粒子制備方法及應(yīng)用，按照下述步驟進(jìn)行：稱(chēng)取1-10重量份的碳納米管，加入到含有100重量份的鎂鹽的乙醇溶液中，充分?jǐn)嚢璺稚⒑蠹尤?.1-10重量份的表面活性劑，超聲分散后在分散好的懸浮液中加入含有100-200重量份沉淀劑的水溶液。將該混合液轉(zhuǎn)移至水熱釜中恒溫反應(yīng)，待反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)行后續(xù)處理，得到以碳納米管載體的單分散氫氧化鎂納米粒子。利用這種方法制備的單分散氫氧化鎂納米粒子，比表面積、分散和功能性均得到了大幅提高。將其加入到高聚物體系中，可以極大地提高聚合物基體的各項(xiàng)性能。

1991 年發(fā)現(xiàn)的碳納米管（CNT）以及 2004 年發(fā)現(xiàn)的石墨烯 （graphene），分別是一維和二維納米材料的典型代表，被認(rèn)為是 21 世紀(jì)的戰(zhàn)略性材料。 本項(xiàng)目發(fā)明了一類(lèi)新的催化劑和大量制備 SWNTs 的方法，實(shí)現(xiàn) 了高質(zhì)量單壁碳納米管的宏量制備（圖 1），純度達(dá) 70%以上，并達(dá) 到了產(chǎn)業(yè)化規(guī)模（達(dá) 200 公斤/年以上）。采用機(jī)械共混及"原位"聚合 等方法，使 SWNTs 有效地分散于高分子基質(zhì)中，獲得了以環(huán)氧樹(shù)脂、 ABS 及聚氨酯等為基質(zhì)材料，電導(dǎo)率達(dá) 0.2 S/cm、導(dǎo)電臨界含量?jī)H為 0.06%、電磁屏蔽效果高達(dá) 49dB 的復(fù)合材料。 本項(xiàng)目首先發(fā)展了一種可大量制備的可溶性功能化石墨烯 （SPFGraphene）的方法，實(shí)現(xiàn)了石墨烯的百克級(jí)制備（圖 2）。通過(guò) 透射電子顯微鏡（圖 3）及原子力顯微鏡（圖 4）確定了石墨烯的二 維平面結(jié)構(gòu)。