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北京師范大學(xué)病毒進(jìn)化溯源技術(shù)服務(wù)采購(gòu)項(xiàng)目競(jìng)爭(zhēng)性磋商

本發(fā)明涉及一種在醫(yī)用鈦表面制備具有多級(jí)孔結(jié)構(gòu)二氧化鈦層的方法。本發(fā)明提出的方法是首先將醫(yī)用鈦在醋酸電解液中采用直流緩慢均速升流模式陽(yáng)極氧化,然后在硫酸或醋酸鈉電解液中采用直流恒壓模式二次陽(yáng)極氧化,得到具有多級(jí)孔結(jié)構(gòu)的二氧化鈦層,大孔結(jié)構(gòu)由交錯(cuò)分布的溝槽結(jié)構(gòu)組成,溝槽寬20～30微米,小孔結(jié)構(gòu)為致密分布于整個(gè)膜上亞微米級(jí)微孔結(jié)構(gòu),孔徑在幾十到幾百納米之間。本工藝簡(jiǎn)單、快捷,操作簡(jiǎn)便,有望作為骨科、牙科或整形外科領(lǐng)域醫(yī)用鈦金屬的表面改性方法。

本發(fā)明公開一種凈化室內(nèi)空氣的銳鈦型微孔二氧化鈦材料制備方法。目前尚無(wú)成功合成含有大量微孔結(jié)構(gòu)的晶型二氧化鈦的報(bào)道。該方法是將鈦酸丁酯乙醇溶液與十二胺乙醇溶液按1:0.5～2體積比混合均勻，得到混合溶液；在混合溶液中加入蒸餾水?dāng)嚢?～3h后加入到反應(yīng)釜，100～130℃水熱反應(yīng)12～48h，自然降溫并離心，取固體加入到乙醇-鹽酸溶液中攪拌反應(yīng)1～4h，離心；再重復(fù)乙醇-鹽酸溶液洗固體的操作2～4次；將離心后得到的固體水洗至pH值為6～8，離心，自然風(fēng)干或烘干得高活性銳鈦型微孔二氧化鈦材料。本發(fā)明材料孔徑小于2nm，同時(shí)具有較好的結(jié)晶度，呈銳鈦礦型，可以高效吸附-光催化降解低濃度有機(jī)污染物。

石墨烯是材料科學(xué)領(lǐng)域的一顆迅速崛起的明星，開啟了二維材料的大門。作為納米光電子器件廣泛使用的理想電極材料，石墨烯除了具有優(yōu)異的彈性和剛度外，還具有最高的載流子遷移率(104-105 cm2 V-1 s-1)。然而，石墨烯作為一種典型的半金屬材料，它的零帶隙極大地限制了其在半導(dǎo)體工業(yè)的應(yīng)用。自石墨烯被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，它的零帶隙一直是世界范圍內(nèi)最具挑戰(zhàn)性的難題之一。  多年來(lái)，人們一直致力于解決這一關(guān)鍵問(wèn)題，最主要的打開石墨烯帶隙方法可以概括為下面兩種。第一種是通過(guò)摻雜、吸附、襯底相互作用、外加電場(chǎng)、應(yīng)變、建立二維異質(zhì)結(jié)等方法直接打開石墨烯的帶隙。不幸的是，在打開石墨烯帶隙的同時(shí)，保持其具有超高載流子遷移率的線性電子色散的多種嘗試，至今仍未成功。第二種方法是開辟新的路徑，尋找新的具有超高載流子遷移率（線性色散）的二維材料，如二硫化鉬、硅烯、鍺烯和磷烯等，它們構(gòu)成了新的二維材料家族。遺憾的是，迄今還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何具有類似石墨烯線性電子色散和超高載流子遷移率的二維半導(dǎo)體。 北京大學(xué)物理學(xué)院史俊杰教授及其研究團(tuán)隊(duì)注意到：鈣鈦礦材料具有多樣的組成和結(jié)構(gòu)，如ABX3(具有三個(gè)不同原子位置的三維結(jié)構(gòu))、A'2[An-1BnX3n+1] (二維Ruddlesden-Popper型結(jié)構(gòu))、A'[An-1BnX3n+1] (二維Dion-Jacobson型結(jié)構(gòu))、A'2An-1BnX3n+3(二維111型結(jié)構(gòu))和AnBnX3n+2(二維110型結(jié)構(gòu))等，為材料設(shè)計(jì)提供了一個(gè)理想和龐大的平臺(tái)。此外，鈣鈦礦結(jié)構(gòu)中陽(yáng)（陰）離子價(jià)態(tài)的劈裂和置換，陽(yáng)（陰）離子的混合等，為組分工程提供了更多的可能性，從而極大地調(diào)節(jié)了所設(shè)計(jì)的鈣鈦礦材料的電子結(jié)構(gòu)（帶隙和電子色散）及物理、化學(xué)性質(zhì)，為尋找具有新奇性質(zhì)的材料開辟了一條新的道路。圖注：左圖為二維Ca3Sn2S7鈣鈦礦結(jié)構(gòu)示意圖，中圖為它的三維線性色散能帶圖（帶隙0.5 eV），右圖為它的光吸收系數(shù)，并與光伏明星材料MAPbI3及Si的光吸收系數(shù)作對(duì)比。 最近，他們?cè)诹蚧镡}鈦礦的研究中，意外發(fā)現(xiàn)了一種新奇的穩(wěn)定且環(huán)境友好的二維鈣鈦礦半導(dǎo)體Ca3Sn2S7材料，它具有類似石墨烯的線性Dirac錐電子色散，直接的本征準(zhǔn)粒子帶隙0.5 eV，超小載流子有效質(zhì)量0.04m0，室溫下載流子遷移率高達(dá)6.7×104 cm2V-1s-1，光吸收系數(shù)高達(dá)105 cm-1（超越鈣鈦礦光伏明星材料MAPbI3）, 從一個(gè)全新的角度實(shí)現(xiàn)了打開石墨烯帶隙的夢(mèng)想。該研究將會(huì)為二維鈣鈦礦材料的設(shè)計(jì)和研發(fā)提供新的思路，并進(jìn)一步促進(jìn)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

采用核技術(shù)方法，利用高能離子束輻照，對(duì)PtPb/Pt二維納米片進(jìn)行了原子尺度結(jié)構(gòu)調(diào)控和修飾，極大地提高了納米片的催化活性。在線輻照和原位透射電子顯微鏡（TEM）結(jié)果表明：通過(guò)入射高能離子與納米片中靶原子相互作用，精確地控制納米片微觀結(jié)構(gòu)的變化，利用鍵長(zhǎng)變化和電子軌道雜化等機(jī)制來(lái)修飾表面原子的電子結(jié)構(gòu)，從而增加催化反應(yīng)活性位點(diǎn)，增強(qiáng)催化性能。同時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)入射離子的劑量大小，可以有效地控制缺陷產(chǎn)生的數(shù)量及演化，得到具有不同催化活性的PtPb/Pt二維納米片材料。

化學(xué)化工學(xué)院婁永兵教授課題組在國(guó)際頂級(jí)期刊《ACS Nano》上發(fā)表題為“MoS2-Stratified CdS-Cu2?xS Core?Shell Nanorods for Highly Efficient Photocatalytic Hydrogen Production”（二硫化鉬層化硫化鎘?硫

合成了一個(gè)具有光敏性的三苯胺橋聯(lián)的三腳架型鉑配合物Pt-tripod，在體外和體內(nèi)都表現(xiàn)出高潛力的DNA靶向光動(dòng)力治療抗腫瘤效果。機(jī)制研究表明，通過(guò)光照，Pt-tripod可以誘導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生ROS并快速損傷DNA，也包括G-四鏈體DNA（Chem. Eur. J, 2017, 23: 16442–16446.）。在前期研究的基礎(chǔ)之上，毛宗萬(wàn)教授研究團(tuán)隊(duì)在鉑配合物Pt-tripod與G-四鏈體的NMR結(jié)構(gòu)解析上取得了突破性進(jìn)展。實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，Pt-tripod能特異性靶向混合I型人體端粒G-四鏈體DNA，并能顯著抑制端粒酶的活性。利用NMR方法深入探索了Pt-tripod與人體端粒G-四鏈體DNA序列Tel26的動(dòng)態(tài)結(jié)合。NMR實(shí)驗(yàn)表明，Pt-tripod可以逐漸誘導(dǎo)人體端粒G-四鏈體Tel26形成多個(gè)“Pt-tripod-Tel26”復(fù)合物，包括單體、二聚和多聚G-四鏈體與Pt-tripod的復(fù)合物。研究團(tuán)隊(duì)確定了其中兩個(gè)復(fù)合物的NMR結(jié)構(gòu)，分別是1:1和4:2 Pt-tripod-Tel26復(fù)合物結(jié)構(gòu)。鉑配合物與G-四鏈體復(fù)合物的結(jié)構(gòu)信息為設(shè)計(jì)合成特異性靶向混合型人體端粒G-四鏈體的鉑合物提供了結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，同時(shí)對(duì)研究G-四鏈體DNA與小分子的動(dòng)態(tài)結(jié)合以及小分子誘導(dǎo)多聚體G-四鏈體高級(jí)結(jié)構(gòu)的形成具有指導(dǎo)性意義。

本發(fā)明涉及納米材料、催化及分析化學(xué)領(lǐng)域，具體包括一種基于多肽作生物模板合成二氧化錳納米片的制備方法及其在催化及分析化學(xué)方面的應(yīng)用。該方法利用多肽的納米結(jié)構(gòu)特征及其官能團(tuán)的性質(zhì)，將多肽與二價(jià)錳離子混合，加入氫氧化鈉后常溫反應(yīng)以使二氧化錳納米片在多肽的穩(wěn)定下生成。該材料具有仿酶催化特性，使其在分析化學(xué)、環(huán)境工程和催化領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。該方法以生物材料為模板，制備工藝簡(jiǎn)單，反應(yīng)條件溫和環(huán)保，納米結(jié)構(gòu)易控。