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近日，天津大學(xué)趙廣久教授團(tuán)隊(duì)在鈣鈦礦材料的激發(fā)態(tài)化學(xué)機(jī)制研究方面取得突破性進(jìn)展。相關(guān)研究成果發(fā)表在《Chemical Engineering Journal》（IF: 10.65）上。該團(tuán)隊(duì)首次合成了一種新型非鉛雙鈣鈦礦材料，并調(diào)控晶格畸變，調(diào)控了激發(fā)態(tài)載流子動(dòng)力學(xué)，從而顯著促進(jìn)了光致發(fā)光量子產(chǎn)率的提升，對(duì)進(jìn)一步的材料開(kāi)發(fā)和應(yīng)用有很強(qiáng)的指導(dǎo)意義。 研究背景 在過(guò)去的十年中，關(guān)于鈣鈦礦材料的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用一直在光伏電池和發(fā)光領(lǐng)域得到了極大的發(fā)展。鈣鈦礦納米晶體的與其塊狀材料相比，具有許多優(yōu)勢(shì)，例如鈣鈦礦納米晶具有高的光致發(fā)光量子產(chǎn)率，顏色可調(diào)，同時(shí)易于大規(guī)模制備柔性器件。因此，鹵化鈣鈦礦納米晶體已成為研究人員的重要研究對(duì)象。 不幸的是，鉛的毒性限制了鹵化鉛的進(jìn)一步應(yīng)用鈣鈦礦納米晶體。最近報(bào)道了一些無(wú)鉛鈣鈦礦納米晶體的合成，但是其很難構(gòu)造3D的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致性能不佳。鉛基鈣鈦礦的出色光學(xué)性能NC由獨(dú)特的3D鈣鈦礦結(jié)構(gòu)和ns2電子軌道，使其具有優(yōu)異的電荷載流子行為。同時(shí)，幾種雙鈣鈦礦納米晶體 3D結(jié)構(gòu)取得了一些進(jìn)展。但是有兩個(gè)問(wèn)題仍然存在。一種是開(kāi)發(fā)更新穎的雙納米晶體來(lái)配合設(shè)備的應(yīng)用；另一種是使用高精度光譜探索更深層次的激發(fā)態(tài)動(dòng)力學(xué)。因此，更有效的合成技術(shù)改造和更深刻的載流子動(dòng)力學(xué)研究是目前最有效的方法，這可提高無(wú)鉛鈣鈦礦納米晶體的應(yīng)用前景。 研究基礎(chǔ) 在前期的研究中，團(tuán)隊(duì)在鈣鈦礦光電材料設(shè)計(jì)與機(jī)理研究方面取得了一系列的原創(chuàng)性成果。前期我們團(tuán)隊(duì)通過(guò)離子摻雜誘導(dǎo)相轉(zhuǎn)變，從非活性相轉(zhuǎn)變?yōu)榛钚韵啵沟冒l(fā)光效率得到大幅度提高 (Angew. Chemie. Int. Ed. 2019, 58, 11642.) ; 在認(rèn)識(shí)到晶型對(duì)發(fā)光調(diào)控的重要影響后，我們進(jìn)一步地通過(guò)離子摻雜控制晶格變形程度進(jìn)而調(diào)控發(fā)光峰的寬度，可以在實(shí)現(xiàn)高發(fā)光效率的同時(shí)隨意控制發(fā)光峰寬度的窄化和拓寬(Chem. Eng. J. 2020, 125367; J. Lumin. 2020, 117045; 2D Mater. 2020, 7, 031008.)；最后我們?yōu)榱碎_(kāi)發(fā)多手段實(shí)現(xiàn)構(gòu)象調(diào)控，我們通過(guò)引入不同的左右旋手性基團(tuán)，從而實(shí)現(xiàn)手性的傳遞和放大(J. Mater. Chem. C. 2020, 8, 5673. Phys. Chem. Chem. Phys. 2020, 22, 17299.)。 研究進(jìn)展 在這項(xiàng)工作中，趙廣久團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新地開(kāi)發(fā)了高效光致發(fā)光鈉鉍雙鈣鈦礦Cs2NaBiX6（X = Cl，Br）納米晶體。該團(tuán)隊(duì)通過(guò)離子摻雜控制晶格畸變，促進(jìn)自陷態(tài)激子的捕獲，實(shí)現(xiàn)了超快的熱載流子弛豫；同時(shí)，DFT理論計(jì)算分析表明離子摻雜后的晶體的能帶結(jié)構(gòu)從間接帶隙轉(zhuǎn)變?yōu)橹苯訋叮龠M(jìn)了電子空穴的輻射復(fù)合；此外離子摻雜也降低了晶體的體相缺陷，減少了缺陷產(chǎn)生的非輻射復(fù)合。以上三者的貢獻(xiàn)綜合作用從而大幅度促進(jìn)了光致發(fā)光產(chǎn)率的提升，結(jié)果離子摻雜后的雙鈣鈦礦Cs2NaBiCl6 NCs可顯示約16％的明亮寬帶光致發(fā)光PLQY，高于迄今為止報(bào)告的單組分鈣鈦礦發(fā)光材料（2-10％）。我們的研究為未來(lái)的新材料的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用提供了指導(dǎo)。

項(xiàng)目成果/簡(jiǎn)介:近日，天津大學(xué)趙廣久教授團(tuán)隊(duì)在鈣鈦礦材料的激發(fā)態(tài)化學(xué)機(jī)制研究方面取得突破性進(jìn)展。相關(guān)研究成果發(fā)表在《Chemical Engineering Journal》（IF: 10.65）上。該團(tuán)隊(duì)首次合成了一種新型非鉛雙鈣鈦礦材料，并調(diào)控晶格畸變，調(diào)控了激發(fā)態(tài)載流子動(dòng)力學(xué)，從而顯著促進(jìn)了光致發(fā)光量子產(chǎn)率的提升，對(duì)進(jìn)一步的材料開(kāi)發(fā)和應(yīng)用有很強(qiáng)的指導(dǎo)意義。 研究背景 在過(guò)去的十年中，關(guān)于鈣鈦礦材料的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用一直在光伏電池和發(fā)光領(lǐng)域得到了極大的發(fā)展。鈣鈦礦納米晶體的與其塊狀材料相比，具有許多優(yōu)勢(shì)，例如鈣鈦礦納米晶具有高的光致發(fā)光量子產(chǎn)率，顏色可調(diào)，同時(shí)易于大規(guī)模制備柔性器件。因此，鹵化鈣鈦礦納米晶體已成為研究人員的重要研究對(duì)象。 不幸的是，鉛的毒性限制了鹵化鉛的進(jìn)一步應(yīng)用鈣鈦礦納米晶體。最近報(bào)道了一些無(wú)鉛鈣鈦礦納米晶體的合成，但是其很難構(gòu)造3D的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致性能不佳。鉛基鈣鈦礦的出色光學(xué)性能NC由獨(dú)特的3D鈣鈦礦結(jié)構(gòu)和ns2電子軌道，使其具有優(yōu)異的電荷載流子行為。同時(shí)，幾種雙鈣鈦礦納米晶體 3D結(jié)構(gòu)取得了一些進(jìn)展。但是有兩個(gè)問(wèn)題仍然存在。一種是開(kāi)發(fā)更新穎的雙納米晶體來(lái)配合設(shè)備的應(yīng)用；另一種是使用高精度光譜探索更深層次的激發(fā)態(tài)動(dòng)力學(xué)。因此，更有效的合成技術(shù)改造和更深刻的載流子動(dòng)力學(xué)研究是目前最有效的方法，這可提高無(wú)鉛鈣鈦礦納米晶體的應(yīng)用前景。 研究基礎(chǔ) 在前期的研究中，團(tuán)隊(duì)在鈣鈦礦光電材料設(shè)計(jì)與機(jī)理研究方面取得了一系列的原創(chuàng)性成果。前期我們團(tuán)隊(duì)通過(guò)離子摻雜誘導(dǎo)相轉(zhuǎn)變，從非活性相轉(zhuǎn)變?yōu)榛钚韵啵沟冒l(fā)光效率得到大幅度提高 (Angew. Chemie. Int. Ed. 2019, 58, 11642.) ; 在認(rèn)識(shí)到晶型對(duì)發(fā)光調(diào)控的重要影響后，我們進(jìn)一步地通過(guò)離子摻雜控制晶格變形程度進(jìn)而調(diào)控發(fā)光峰的寬度，可以在實(shí)現(xiàn)高發(fā)光效率的同時(shí)隨意控制發(fā)光峰寬度的窄化和拓寬(Chem. Eng. J. 2020, 125367; J. Lumin. 2020, 117045; 2D Mater. 2020, 7, 031008.)；最后我們?yōu)榱碎_(kāi)發(fā)多手段實(shí)現(xiàn)構(gòu)象調(diào)控，我們通過(guò)引入不同的左右旋手性基團(tuán)，從而實(shí)現(xiàn)手性的傳遞和放大(J. Mater. Chem. C. 2020, 8, 5673. Phys. Chem. Chem. Phys. 2020, 22, 17299.)。 研究進(jìn)展 在這項(xiàng)工作中，趙廣久團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新地開(kāi)發(fā)了高效光致發(fā)光鈉鉍雙鈣鈦礦Cs2NaBiX6（X = Cl，Br）納米晶體。該團(tuán)隊(duì)通過(guò)離子摻雜控制晶格畸變，促進(jìn)自陷態(tài)激子的捕獲，實(shí)現(xiàn)了超快的熱載流子弛豫；同時(shí)，DFT理論計(jì)算分析表明離子摻雜后的晶體的能帶結(jié)構(gòu)從間接帶隙轉(zhuǎn)變?yōu)橹苯訋叮龠M(jìn)了電子空穴的輻射復(fù)合；此外離子摻雜也降低了晶體的體相缺陷，減少了缺陷產(chǎn)生的非輻射復(fù)合。以上三者的貢獻(xiàn)綜合作用從而大幅度促進(jìn)了光致發(fā)光產(chǎn)率的提升，結(jié)果離子摻雜后的雙鈣鈦礦Cs2NaBiCl6 NCs可顯示約16％的明亮寬帶光致發(fā)光PLQY，高于迄今為止報(bào)告的單組分鈣鈦礦發(fā)光材料（2-10％）。我們的研究為未來(lái)的新材料的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用提供了指導(dǎo)。

項(xiàng)目成果/簡(jiǎn)介:如何快速、有效的提高煤層透氣性，并長(zhǎng)時(shí)間的保持增透技術(shù)產(chǎn)生的大量裂隙，進(jìn)而有效的、長(zhǎng)時(shí)間的提高和保持煤層的高透氣性，是目前煤層氣開(kāi)采領(lǐng)域的主要研究方向之一。實(shí)踐已經(jīng)證明，兩淮礦區(qū)利用地面鉆井的方法預(yù)抽未采動(dòng)煤層瓦斯的嘗試均未達(dá)到預(yù)期效果。因此，在現(xiàn)有技術(shù)條件下，在兩淮礦區(qū)直接從地面開(kāi)采未采動(dòng)煤層瓦斯難以實(shí)施。

如何快速、有效的提高煤層透氣性，并長(zhǎng)時(shí)間的保持增透技術(shù)產(chǎn) 生的大量裂隙，進(jìn)而有效的、長(zhǎng)時(shí)間的提高和保持煤層的高透氣性， 是目前煤層氣開(kāi)采領(lǐng)域的主要研究方向之一。實(shí)踐已經(jīng)證明，兩淮礦區(qū)利用地面鉆井的方法預(yù)抽未采動(dòng)煤層瓦斯的嘗試均未達(dá)到預(yù)期效 果。因此，在現(xiàn)有技術(shù)條件下，在兩淮礦區(qū)直接從地面開(kāi)采未采動(dòng)煤 層瓦斯難以實(shí)施。

結(jié)構(gòu)特異性醇/酯因其獨(dú)特的理化性質(zhì)與生理功能在食品、醫(yī)藥和化工等領(lǐng) 域具有重要的應(yīng)用價(jià)值。本項(xiàng)目針對(duì)立體特異性芳基醇和位置特異性結(jié)構(gòu)脂質(zhì)為典型代表的高附加值醇/酯，解決其綠色制造過(guò)程中關(guān)鍵酶選擇性差，工業(yè)適應(yīng)性弱，表達(dá)制備成本高以及催化反應(yīng)效率低的關(guān)鍵技術(shù)難題，開(kāi)展工業(yè)酶的定向 篩選、功能強(qiáng)化、高效表達(dá)及應(yīng)用技術(shù)研究，開(kāi)發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和適合工業(yè)化要求的高選擇性、高活性、高穩(wěn)定性工業(yè)酶（脂肪酶和氧化還原酶）的高效創(chuàng)制及應(yīng)用技術(shù)體系，打破國(guó)際技術(shù)壁壘，推動(dòng)了我國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和持續(xù)健康發(fā)展

成果簡(jiǎn)介：  基于厭氧生物濾床（AF）的基本運(yùn)行特征，引入低能耗氣水混合動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)載體微流化，加強(qiáng)底物傳質(zhì)過(guò)程，顯著提高厭氧生物代謝效率。 以載體類型、載體裝填量、水力條件三因素交叉研究，探索出易于厭氧生物膜形成、高厭氧污泥濃度且載體微流化的高效厭氧反應(yīng)模式。

浙大650千瓦機(jī)組在2017年就完成了廠內(nèi)和現(xiàn)場(chǎng)并網(wǎng)發(fā)電試驗(yàn)。此后，浙大摘箬山島海洋能試驗(yàn)電站根據(jù)國(guó)家需要，數(shù)次騰出650千瓦機(jī)組試驗(yàn)泊位為國(guó)內(nèi)包括國(guó)電集團(tuán)（和浙大共同承擔(dān)國(guó)家自然資源部項(xiàng)目）、哈電集團(tuán)、杭州江河水電等單位研制的300千瓦樣機(jī)提供實(shí)海況試驗(yàn)支撐。其間，650千瓦機(jī)組也根據(jù)階段性海試信息優(yōu)化改進(jìn)。此次疫后“復(fù)工發(fā)電”的改進(jìn)型650千瓦機(jī)組，葉輪結(jié)構(gòu)和工藝進(jìn)一步優(yōu)化，軸向推力載荷有所減小，防腐防砂抗磨損的性能進(jìn)一步強(qiáng)化。我國(guó)東部沿海是世界上海流能功率密度最大的地區(qū)之一。浙江舟山群島附近水道平均功率密度在每平方米20千瓦以上，開(kāi)發(fā)環(huán)境和利用條件十分有利。日益成熟的海流能發(fā)電裝備將有效滿足無(wú)電、無(wú)水、無(wú)人島嶼和離島的特殊供電需求，實(shí)現(xiàn)就地取能、海能海用。

合成的一種定位三氟甲基取代的高效有機(jī)太陽(yáng)能電池受體材料，該材料可通過(guò)H/J聚集的協(xié)同作用形成具有更多電子跳躍傳輸結(jié)點(diǎn)的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可極大改善電荷在分子間的傳輸，大幅提高器件性能。

具有重要的應(yīng)用價(jià)值。本項(xiàng)目針對(duì)立體特異性芳基醇和位置特異性結(jié)構(gòu)脂質(zhì)為 典型代表的高附加值醇/酯，解決其綠色制造過(guò)程中關(guān)鍵酶選擇性差，工業(yè)適應(yīng) 性弱，表達(dá)制備成本高以及催化反應(yīng)效率低的關(guān)鍵技術(shù)難題，開(kāi)展工業(yè)酶的定向篩選、功能強(qiáng)化、高效表達(dá)及應(yīng)用技術(shù)研究，開(kāi)發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和適合工業(yè)化要求的高選擇性、高活性、高穩(wěn)定性工業(yè)酶（脂肪酶和氧化還原酶）的高效創(chuàng)制及應(yīng)用技術(shù)體系，打破國(guó)際技術(shù)壁壘，推動(dòng)了我國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和持續(xù)健康發(fā)展。