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金鐘團隊在高倍率鎂二次電池正極材料領域取得新進展
金屬鎂可以用于二次電池的負極材料，具有資源豐富、環境友好、理論體積容量高、鎂沉積/溶解過程不易形成枝晶等優點，在大規模儲能體系中具有很大的應用潛力。然而，由于二價鎂離子的電荷半徑比大、極化率高，導致其與常規儲鎂正極材料中的晶格陰離子之間發生強的靜電相互作用，阻礙Mg2+離子在正極活性材料中的嵌入和擴散動力學，導致充放電速度緩慢。因此，鎂二次電池非常欠缺高性能的正極材料，嚴重阻礙了該領域的研究發展與應用。 近日，南京大學化學化工學院、介觀化學教育部重點實驗室、江蘇省先進有機材料重點實驗室金鐘教授帶領的“清潔能源材料與器件機制”研究團隊研發了基于一種特殊的置換反應機制、非化學計量比的立方相硒化銅，用于高倍率的鎂二次電池正極材料。以該硒化銅為正極、金屬鎂為負極組裝的鎂電池能夠在100 mA g-1下表現出222 mAh g-1的最大放電比容量，在1000 mA g-1大電流密度下放電比容量仍可達155 mAh g-1，此外，在1000 mA g-1大電流密度下，電池循環500次之后，容量保持率約為84.3%。 該團隊通過簡單的一步溶劑熱法合成了一種高結晶度的非化學計量比的立方相Cu2-xSe納米片（圖1）。以Cu2-xSe為正極組裝鎂電池在100 mA g-1下循環25次后，放電比容量達到最大222 mAh g-1，在300、500和1000 mA g-1下，放電比容量分別可保持為182、166和155 mAh g-1，表現出優異的倍率性能（圖2）。此外，該工作從正極和負極兩方面對電池經歷較長的活化過程給予了一定的解釋（圖2f）。具體而言，隨著Mg2+的嵌入和脫出，Cu2-xSe電極材料的尺寸會逐漸減小，而適當減小活性材料的尺寸可以有效地縮短Mg2+的擴散路徑，便于活性材料與電解液充分接觸，從而使容量增加。對于Mg負極來說，電解液中具有腐蝕性的氯離子會腐蝕Mg負極表面的氧化物等鈍化層，從而使Mg負極表面暴露出更多具有活性的金屬鎂表面，從而利于容量的提升和穩定。最后，通過非原位表征技術（包括XRD、XPS、TEM和EDX等）對不同充/放電狀態的電極片進行詳細表征，實驗結果表明非計量比Cu2-xSe正極材料的儲鎂機制為一種特殊的鎂/銅離子置換反應。該研究為基于可逆離子置換反應機制的新型高性能多價離子電池電極材料的設計提供了新的思路。
南京大學
2021-02-01
納米二氧化硅／硼酚醛樹脂納米復合材料的制備方法
本發明屬于無機／有機納米復合材料技術領域，具體涉及一種納米 SiO2／硼酚醛樹 脂納米復合材料及其制備方法。本發明采用了溶液共混法和超聲波輔助分散法相結合， 確保納米顆粒在復合材料中得到納米級分散；納米 SiO2表面經過處理，使納米 SiO2與基 體樹脂硼酚醛樹脂之間形成了良好的界面，可以充分發揮出納米 SiO2、硼酚醛樹脂的優 點。本發明的目的在于通過合理的工藝控制，制備出納米 SiO2含量不同的硼酚醛樹脂納 米復合材料。利用納米 SiO2的剛性、耐磨性、熱化學穩定性和硼改性酚醛樹脂的良好的 力學性能、耐熱性和耐燒蝕性等優點，制備出的納米 SiO2／硼酚醛樹脂納米復合材料可 廣泛用于高溫制動摩擦材料、耐燒蝕材料、特種結構材料、防熱材料等眾多領域。
同濟大學
2021-04-11
在二維反鐵材料MnPS3中磁振子輸運的實驗進展
量子材料科學中心韓偉課題組在二維磁性體系中展開工作并取得了重要進展，觀測到了二維反鐵磁體系中磁振子的長距離輸運。MnPS3晶體是一種層狀反鐵磁材料，利用機械剝離手段得到了二維的MnPS3薄片。MnPS3薄片上制備了用于測量磁振子輸運的非局域器件，器件結構如圖A所示。器件左側Pt電極通過熱方法來注入磁振子，右側Pt電極探測在二維MnPS3中擴散傳輸的磁振子。在二維反鐵磁MnPS3中，實驗上觀測到了幾微米的磁振子擴散長度。并且從圖B中可以看出，隨著注入端和探測端距離的增加，探測到的非局域信號表現出e指數衰減的形式，跟一維漂移擴散模型的理論模型一致。在此基礎上，他們還系統研究了MnPS3厚度對磁振子弛豫性質的影響。隨著MnPS3厚度從40nm降低至8nm，磁振子弛豫長度由4μm減小到1μm（圖C），這可能是由較薄的MnPS3中較強的表面雜質散射效應導致的。 二維材料中的磁振子輸運實現為二維磁性材料在磁振子電子學的應用與發展奠定了基礎，也有望推動磁振子在量子尺度下的新穎量子物理性質研究。圖：二維反鐵磁體系中磁振子輸運研究。（A）二維反鐵磁MnPS3中的磁振子輸運測量結構示意圖。（B）自旋信號R_NL^*隨電極間距的依賴關系，與理論預言的e指數衰減吻合。（C）磁振子弛豫長度隨MnPS3厚度的依賴關系。
北京大學
2021-04-11
利用聚二甲基硅氧烷疏水材料板分離微絲菌的方法
本發明提供一種利用聚二甲基硅氧烷疏水材料板分離微絲菌的方法，該方法的步驟是將污水處理廠曝氣池中已發生以微絲菌為優勢菌的膨脹污泥混合液滴加在具有凹槽結構的聚二甲基硅氧烷疏水材料板上，冷藏放置保存后，采用氯化鈉溶液對聚二甲基硅氧烷疏水材料板進行沖洗，利用相似相容原理實現微絲菌從活性污泥混合液中的分離。本發明的效果是該方法操作簡單易行，可快速地實現微絲菌從活性污泥混合液中的分離，克服了微絲菌從活性污泥系統中分離困難的問題，可將分離有微絲菌的聚二甲基硅氧烷疏水板上置于培養基中，進行微絲菌的純培養，與傳統的稀釋平板法和涂布平板法等微絲菌純培養方法相比，加快了微絲菌菌種的篩選，可將微絲菌的純培養周期縮短3～6周。
天津城建大學
2021-04-11
量子谷Berry Phase的拓撲聲子態在二維六角晶格材料
徐虎課題組發現具有量子谷Berry Phase的拓撲聲子態在二維六角晶格材料中普適存在。隨著研究的深入，拓撲材料的分類越來越豐富和多樣化。到目前為止，拓撲材料的研究主要集中在費米子相關的系統。隨著研究水平的進一步發展，拓撲的玻色子系統也越來越引起人們的關注，例如光子晶體、聲子晶體等人工晶體中的拓撲現象等。但是，固體中的THz頻率段的拓撲聲子的研究相對緩慢。理論研究表明，拓撲聲子對研究量子聲子霍爾效應、拓撲聲子熱器件等具有重要作用。因此，在現實材料中尋找拓撲聲子態是相關領域亟待解決的問題。 在研究中，徐虎課題組研究人員采用基于密度泛函理論的晶格動力學計算，根據二階力常數矩陣構造類似于電子系統的緊束縛哈密頓量，從而可以獲得聲子系統的Berry 相和拓撲邊緣態。在此基礎上，他們結合高通量計算，發現具有量子谷Berry相的Dirac聲子態在二維六角晶格材料中普適存在(圖3a)。研究結果對進一步研究拓撲聲子態以及其實際應用具有重要作用。 近兩年，徐虎課題組致力于拓撲材料的理論預測和設計方面的研究工作，以南方科技大學物理系為第一單位發表1篇Phys. Rev. Lett.，1篇Nano Lett.和8篇Phys. Rev. (其中5篇為Phys. Rev. B Rapid Communications)。
南方科技大學
2021-04-13
反應精餾法合成乙二醇二醋酸酯
成果背景及主要用途： 乙二醇二醋酸酯，又名二乙酸乙二醇酯，為無色液體，沸點 190.2℃。它是 優良、高效、安全無毒的有機溶劑。廣泛用于制藥工業；鑄造樹脂有機酯固化劑； 也作為各種有機樹脂特別是硝化纖維素的優良溶劑，和皮革光亮劑的原料；在油 漆涂料中作為硝基噴漆、印刷油墨、纖維素酯、熒光涂料的溶劑；在煙草工業中， 乙二醇二乙酸酯可用作三醋酸甘油酯的代用品，在有機合成工業中用途也十分廣 泛。 傳統生產乙二醇二醋酸酯的方法是 1，2-二溴乙烷合成法和乙二醇、醋酸酯 化合成法。1,2-二溴乙烷法是用無水醋酸鉀(鈉)與 1，2-二溴乙烷反應而得，此法 原料要求嚴格，且收率不高(小于 60％)，這限制了它的生產和開發利用。醋酸酯 化合成法是以對甲苯磺酸、樹脂、氯化物、硫酸鹽等作為催化劑，通過酯化反應 合成乙二醇二醋酸酯，此法原料有醋酸，對反應裝置的耐腐蝕性要求高，成本增 加，環境污染嚴重。 技術原理與工藝流程簡介： 本工藝針對目前乙二醇二醋酸酯生產中存在的問題，提供了一種新的合成方 法，本工藝采用反應精餾技術，反應條件溫和，設備損耗小，而且副產物仲丁醇 也是一種重要的化工原料，理論原子收率為 100%。 應用領域：乙二醇二醋酸酯生產企業 技術轉化條件：根據具體情況面議 作方式及條件：根據具體情況面議
天津大學
2021-04-11
反應精餾法合成乙二醇二醋酸酯
乙二醇二醋酸酯，又名二乙酸乙二醇酯，為無色液體，沸點190.2℃。它是優良、高效、安全無毒的有機溶劑。廣泛用于制藥工業；鑄造樹脂有機酯固化劑；也作為各種有機樹脂特別是硝化纖維素的優良溶劑，和皮革光亮劑的原料；在油漆涂料中作為硝基噴漆、印刷油墨、纖維素酯、熒光涂料的溶劑；在煙草工業中，乙二醇二乙酸酯可用作三醋酸甘油酯的代用品，在有機合成工業中用途也十分廣泛。傳統生產乙二醇二醋酸酯的方法是1，2-二溴乙烷合成法和乙二醇、醋酸酯化合成法。1,2-二溴乙烷法是用無水醋酸鉀(鈉)與1，2-二溴乙烷反應而得，此法原料要求嚴格，且收率不高(小于60％)，這限制了它的生產和開發利用。醋酸酯化合成法是以對甲苯磺酸、樹脂、氯化物、硫酸鹽等作為催化劑，通過酯化反應合成乙二醇二醋酸酯，此法原料有醋酸，對反應裝置的耐腐蝕性要求高，成本增加，環境污染嚴重。本工藝針對目前乙二醇二醋酸酯生產中存在的問題，提供了一種新的合成方法，本工藝采用反應精餾技術，反應條件溫和，設備損耗小，而且副產物仲丁醇也是一種重要的化工原料，理論原子收率為100%。
天津大學
2023-05-10
山東乾佑新材料有限公司
山東乾佑新材料有限公司
2025-04-07
山東峰泉新材料有限公司
山東峰泉新材料有限公司
2024-09-23
第二屆高等教育高質量發展論壇
第62屆中國高等教育博覽會——第二屆高等教育高質量發展論壇
中國高等教育博覽會
2024-11-07