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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
東南大學熊仁根教授團隊在分子鐵電科學領域取得新進展
東南大學化學化工學院熊仁根教授團隊首次提出并利用全氟取代策略成功設計合成了二維雜化鈣鈦礦鐵電體(全氟芐胺)2PbBr4。相關成果以“Two-Dimensional Hybrid Perovskite Ferroelectric Induced by Perfluorinated Substitution”為題在線發表在化學領域國際頂級期刊Journal of the American Chemical Society（《美國化學會會志》）上。東南大學為唯一通訊單位和完成單位，化學化工學院博士生張含悅為論文第一作者。這是在“東南大學十大科學與技術問題”啟動培育基金的持續資助下，以及東南大學化學化工學院江蘇省“分子鐵電科學與應用”重點實驗室研究團隊所建立的“鐵電化學”學科基礎上，熊仁根教授團隊取得的又一重大階段性進展。 此前，團隊通過單氟取代和雙氟取代策略成功設計了多種性能優異的分子鐵電體，并伴有許多有趣的物理現象如渦旋疇、窄帶隙、熱致變色、鐵電光伏效應等。然而，對于具有苯環的剛性結構而言，此前的氟取代策略并不令人滿意。在先前報道中，以(芐胺)2PbCl4為母體在苯環上不同位置實施單氟取代策略得到的結果中，只有(2-氟芐胺)2PbCl4具有鐵電性，而(3-氟芐胺)2PbCl4和(4-氟芐胺)2PbCl4則不是鐵電體(J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 18334-18340)。在苯環上，單氟取代作用具有位置選擇的局限性，即在正確的結構位置有選擇地引入氟離子才有可能誘導鐵電性，這存在著極大的隨機性和偶然性。在此工作中，鐵電體(2-氟芐胺)2PbBr4以及非鐵電體(3-氟芐胺)2PbBr4(中心對稱結構)和(4-氟芐胺)2PbBr4(中心對稱結構)再次驗證了單氟取代策略在剛性芳環結構上的局限性和不確定性。探究有效通用的方法實現分子鐵電體的精確設計仍然是一個巨大的挑戰。
東南大學
2021-02-01
蛋白質nog1在調控植物產量和穗粒數中的應用
本發明公開了蛋白質nog1在調控植物產量和/或穗粒數中的應用。所述蛋白質nog1為氨基酸序列是序列表中序列2所示的蛋白質；所述產量為單株產量；所述穗粒數為主莖穗粒數。實驗證明，向Guichao 2中導入抑制所述蛋白質nog1表達的物質，得到轉基因植物乙；與Guichao 2相比，轉基因植物乙的單株產量減少和/或主莖穗粒數減少。將編碼蛋白質nog1的核酸分子導入SIL176中，得到轉基因植物甲；與SIL176相比，轉基因植物甲的單株產量增加和/或主莖穗粒數增加。因此，蛋白質nog1對調控水稻產量和穗粒數具有非常重要的作用。
中國農業大學
2021-04-11
一種提高小球藻在養豬廢水中生物量的方法
本發明提供了一種提高小球藻在養豬廢水中生物量的方法，屬于微生物應用領域。本發明將保藏編號為CGMCC NO.9225的小球藻與保藏編號為CGMCC NO.7724的類芽孢桿菌共培養于養豬廢水中，結果發現類芽孢桿菌能夠顯著提高小球藻在養豬廢水中的生物量，促進作用達1.6倍。本發明方法解決了養豬廢水處理問題，降低環境污染，類芽孢桿菌的加入改善了養豬廢水中水體微環境，顯著提高小球藻生物量，降低了微藻生物柴油的生產成本，取得較好的經濟效益，具有良好的市場應用前景。
中國農業大學
2021-04-11
西伯利亞花楸果實提取物在制備治療胃癌藥物中的應用
本發明獲得的西伯利亞花楸果實提取物，通過提取物對胃癌細胞BGC823抑制率的研究表明：西伯利亞花楸果實提取物具有很強的抑制胃癌細胞生長的能力，當提取物濃度為200μg/mL，培養48h時，抑制率就達到50%。
遼寧大學
2021-04-11
含氮有機絡合劑的合成及其在硫酸鋁中 除鐵技術的應用
1.項目簡介：目前，我國生產的硫酸鋁的產品質量較低，主要表現在氧化鋁的含量偏低（Al2O3≤17%）：鐵離子含量過高（0.3~0.1%）。各生產廠家雖然投入了大量的人力和物力降低鐵離子含量從而提高氧化鋁的含量，但收效甚微。該項目中的含氮有機螯合劑是一種高效的鐵離子螯合沉淀劑，在制備無鐵或低鐵工業硫酸鋁中，與其它除鐵試劑和方法相比，具有效率高，沉淀速度快，條件溫和，工藝技術簡單，成本低，無“三廢”排放，經濟效益和社會效益顯著等特點；氮有機螯合沉淀劑用于硫酸鋁母液中除鐵，可以使固體硫酸鋁產品中的含鐵量從0.2%降至20ppm，達到無鐵級標準。 高純度的無鐵離子硫酸鋁廣泛應用與高檔紙品的生產。 2.技術特點： ①. 該技術除鐵效果非常明顯，產品經武漢市產品質量監督管理局檢驗化工站參照HG/T2225-2001標準方法檢驗，符合Ⅱ型一等品技術指標要求。 ②. 有機螯合沉淀劑的生產工藝簡單，設備投資少；沒有廢酸、廢水、廢氣等污染物排放。符合環保要求。 ③. 此技術應用到原有的硫酸鋁生產工藝上無須較大的設備改造，即可達到理想的除鐵效果。且該有機絡合沉淀劑可回收重復使用。
武漢工程大學
2021-04-11
一種在二維平面內生成隨機橢圓形增強相的方法
本發明公開一種在二維平面內生成隨機橢圓形增強相的方法，該方法利用計算機隨機數生成方式，隨機產生橢圓中心坐標和偏轉角，通過判斷點與橢圓的位置關系，避免了橢圓之間相互重疊。本發明理論簡單、快速高效，判斷橢圓之間是否相交只涉及到點與圓位置關系的判斷公式，相比已有專利中通過多邊形覆蓋法、橢圓覆蓋法等，本發明更易于學習掌握；本發明中橢圓的生成遵循逐行逐列的原則，相比在整個模擬區域內隨機生成隨機的橢圓，特別是當生成橢圓的縱橫比相差較大的時候，生成橢圓形增強相的時間更短，效率更高。
東南大學
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
單糖木糖制品在制備預防和治療泌尿系統感染藥物中的應用
本發明提出單糖-木糖（D-xylose）通過與尿道致病性大腸桿菌的菌毛抗原相結合，抑制尿道致病性大腸桿菌在尿道中的定殖，從而具有預防和治療尿道致病性大腸桿菌造成的泌尿系統感染的效果。
天津醫科大學
2021-02-01
豬雞病原細菌耐藥性研究及在安全高效新獸藥研制中的應用
成果描述：項目針對豬雞病原菌耐藥性導致細菌病難防控、用藥量大、產品藥殘的關鍵技術難題，取得了重大理論和方法創新成果。 項目揭示了我國近12年豬雞病原細菌耐藥性變化規律，建立菌種庫和耐藥數據庫，創立了5種細菌耐藥基因分子檢測新方法；改進了7種動物專用抗生素及其制劑的生產工藝和質量；創制了非生素免疫增強劑4種。獲國家2類新獸證書6個，3類2個。獲國家發明專利12項，實用新型專利1項。主編參編專著6部，發表論文123篇，包括本專業權威SCI論文AAC(IF:4.672)，JAC(IF:4.659)等35篇。成果應用使豬雞抗生素用量減少30%-70%，細菌病降低50%，節省用藥成本30%，為有效控制豬雞細菌感染及耐藥，減少抗生素使用，保障公共衛生和食品安全提供了新的理論和技術。市場前景分析：應用領域：本項目的應用領域主要為獸藥、疫苗生產企業以及大中型豬雞養殖生產企業。可共同企業合作開發新型獸藥、生物制品等，同時也可為大中型豬雞養殖生產企業提供技術支撐，有效降低抗生素的使用，保障產品安全，打造高品質放心品牌。市場需求：豬雞細菌性疾病嚴重危害公共衛生和食品安全，如豬鏈球菌、豬雞沙門氏菌引起人感染發病的公共衛生事件。在規模化養殖條件下，細菌性疾病呈多發趨勢如大腸桿菌等，畜禽因細菌性疾病致死或生產性能下降等造成全國年直接經濟損失400億元（畜牧業年鑒2010）。病原細菌產生耐藥性是致細菌疾病難控治、用藥量大（每年畜禽抗生素原料藥用量多達10萬噸）、產品藥殘高的關鍵技術難題，如近年來出現耐多種抗生素的結核桿菌、金黃葡萄球菌、大腸桿菌等“超級耐藥菌”，引起了極大關注。本項目通過產學研結合12年聯合攻關，創立了細菌耐藥基因的分子檢測新方法，揭示了細菌耐藥性變化規律，創新了耐藥性控制理論和應用技術，并在安全高效新獸藥研發中得到廣泛應用（圖1），可為保障我國豬雞養殖健康、公共衛生和產品安全提供了有力的科技支撐，其市場需求極大。與同類成果相比的優勢分析：“該項目已在國內多個省市規模化豬場，雞場、示范區、飼料廠、獸藥廠等進行了推廣應用，成果應用效益顯著。研究成果豐富了病原菌耐藥基因的基礎理論研究，為病原菌的耐藥性分子檢測和監測提供了新的技術手段，項目選題技術路線合理，研究手段先進，數據可靠，結果可信，具有先進性、創新性和實用性的特點。其成果總體水平居國內領先、國際先進，部分成果處于國際領先水平”。
四川大學
2021-04-11