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2017年粉体行业大盘点——科技篇

文章出处:未知人气:332发表时间:2018-05-14





科技创新永远像一辆火车永不停歇的前进着,每隔几年,旧技术就会被新技术或更先进的变化所取代。2017年,我国在石墨烯、纳米材料、锂电等领域都取得了一定的成绩,现简单盘点主要成就。

石墨烯

石墨烯一直是国际上的研究热点,其神奇的性能,加上制备简便、研究视角多维,应用潜力巨大、适用行业宽广的特点,成为抢眼的材料“新星”一点不奇怪。2017年,我国在石墨烯技术研发上取得了多项新成果。

1中科院成功研制石墨烯“防腐外衣”

王立平和薛群基团队开发出石墨烯“防腐外衣”,经中国腐蚀与防护学会鉴定,关键技术指标盐雾寿命超过6000小时,处于国际领先水平,相关成果已由宁波中科银亿新材料有限公司实施产业化。

2中国科研团队实现“石墨烯”外差混频探测

中国电科太赫兹专业领域首席专家冯志红博士带领团队,自主研发出了一整套低损伤,自对准探测器件工艺流程,并成功制备了100纳米栅长的石墨烯太赫兹探测器,大幅提高了探测器的工作频率和灵敏度。

3我国实现米级单晶石墨烯的制备

北大刘开辉、俞大鹏、王恩哥等人利用外延生长技术和超快生长技术(20分钟内)在单晶铜箔上制备出世界最大尺寸(5×50 cm2)的外延单晶石墨烯材料。为快速生长米级单晶石墨烯提供了必要的科学依据。

纳米材料

由于具备高性能和多功能特性,纳米材料对目前产业结构具有颠覆性影响的潜力,是本世纪最前沿的科学之一,几乎在所有行业里都有应用场景,前景充满想象。2017年,我国在纳米材料研发上取得了多项新成果。

1科学家发现可追踪燃煤活动的纳米级颗粒物

华东师范大学杨毅教授等与美国弗吉尼亚理工大学教授Hochella等合作,发现一种新型的次生Magnéli相氧化钛在煤灰中广泛存在,并具有潜在的生物毒性,其在环境中高度稳定,因此可用作环境示踪剂来追踪和评估全球的燃煤活动。

2中科院研发出新型“纳米农药”

中科院合肥研究院技术生物所吴正岩课题组利用凹凸棒土、碳酸氢铵等材料制备出一种复合纳米材料,并以该材料为载体与除草剂复配研制出温敏型控释除草剂颗粒。该颗粒对于温度具有较强的敏感性,可通过温度有效调节颗粒中纳米孔道的数量,从而控制除草剂的释放。

3高载负量高荧光亮度碳纳米点

中科院长春光机所曲松楠团队利用碳纳米点表面大量的羟基官能团引发正硅酸乙酯水解,在碳纳米点表面原位包覆二氧化硅。在高浓度的碳纳米点乙醇溶液中,进一步获得荧光效率高达41%的干凝胶粉体材料,在开发基于碳纳米点的发光器件领域具有重要的应用前景。

锂离子电池

2017年,伴随着新能源汽车扶持政策稳步调整,锂电行业高度景气,以锂电为主的动力电池电极材料的研究成果也随之呈现爆发趋势,现罗列以下几项。

1中国锂电池高容量硅/碳负极材料获突破

北京大学项目团队通过原位包覆、刻蚀等途径,制备出一种蛋黄结构Si/C复合材料。由于在活性纳米Si核与碳壳之间预留了缓冲空间,复合材料在充放电过程中表现出自体积适应性和良好的结构、界面稳定性。该材料为开发高能量密度高容量锂离子电池奠定了基础。

2高倍率长寿命锂硫电池研究取得进展

中国科学院福建物质结构研究所研究员王瑞虎课题组和温州大学教授杨植合作,将水蒸气刻蚀的多孔NbS2和高导电碘掺杂石墨烯(IG)复合到三元混合硫正极系统中,合成了由IG包裹的三明治型NbS2@S@IG正极材料。该材料协同解决了多硫化物溶解和穿梭效应的问题;是制备高倍率高寿命锂硫电池的关键。

3纳米级钻石可使锂电池更安全

中国清华大学和美国德雷克塞尔大学等机构合作将纳米钻石添加到锂电池电解质中,发现生成的沉积物是平滑的层状,而不是树枝状。这项新成果有望在使用纯锂电极情况下抑制“树突”生成,使锂电池兼具安全性和高性能。添加了纳米钻石的锂电池在实验中经受了长达200小时的稳定充放电循环,对一些工业应用来说这已足够。

4梨树叶“变身”正极,电容器性能大增

南开大学材料科学与工程学院周震教授课题组以梨树叶为原料,成功制备出拥有高比表面积的生物质碳材料作为吸附型正极。这种以树叶制备的生物质碳材料表现出了对阴离子快速的吸脱附特性和突出的循环稳定性,大幅提升电容器存储电量和充放电速度。

其它领域

1中南大学研发出耐3000℃烧蚀的新材料

中南大学黄伯云院士研发团队采用熔渗工艺将多元陶瓷相引入到多孔炭/炭复合材料中,获得一种新型Zr-Ti-C-B陶瓷涂层改性的炭/炭复合材料。该材料兼具了碳化物的高温适应性和硼化物的抗氧化特性,表现出优越的抗烧蚀性能和抗热震性能,是高超声速飞行器关键部件极具前途的候选材料。

2硫酸法制备钛白粉新工艺

道恩集团与中科院过程工程研究所签约合作,该项目以钛液为原料,以清洁的电子为还原剂电解制备新材料,完全不产生废弃物,生产成本较铁粉还原工艺降低50%以上,每吨钛白粉的制备可减少硫酸亚铁排放量400公斤以上(干基计)。

3碳家族又添新成员,T-碳即将问世

中外科学家联合研究团队成功合成了T-碳,T-碳是一种蓬松的碳材料,内部有很大的可利用空间,如果用作储能材料,其储氢能力重量百分比不低于7.7%。从而使T-碳成为可与石墨和金刚石比肩的碳的另一种三维新结构。中科院大学物理学院苏刚教授认为,T-碳将会在光催化、吸附、储能、航空航天材料等领域拥有广泛的应用前景。

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