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項(xiàng)目成果/簡介:福州大學(xué)化學(xué)學(xué)院/能源與環(huán)境光催化國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的研究論文“Molecular-level insights on the reactive facet of carbon nitride single crystals photocatalysing overall water splitting”在國際頂級刊物《Nature Catalysis》在線發(fā)表。 氫氣由于其能量密度高，燃燒后生成水清潔無污染，是未來能源的理想載體。太陽能光催化分解水制氫氣被認(rèn)為是獲取氫能源的理想途徑之一。開發(fā)高效廉價(jià)的光催化劑是光解水技術(shù)的核心。近年來，氮化碳光催化劑由于其制備工藝簡單，價(jià)格低廉，無毒無污染等優(yōu)點(diǎn)，受到了廣泛的關(guān)注。 該工作以具有高結(jié)晶度的氮化碳光催化劑polytriazine imides（PTI）單晶為模型，研究了其在光催化全解水反應(yīng)中的活性面。光催化全解水實(shí)驗(yàn)表明，PTI的性能與其{10-10}/{0001}晶面的面積比呈近似線性關(guān)系，進(jìn)一步證實(shí)了{(lán)10-10}晶面是光催化反應(yīng)的活性面。此外，{10-10}晶面比例最大的光催化劑在全解水中的產(chǎn)氫與產(chǎn)氧速率分別達(dá)到了１８６μmol／h和９１μmol／h，在３６５ｎｍ單色光照下的量子效率達(dá)到了８％，高于之前報(bào)道的結(jié)果。該論文從分子尺度上研究了氮化碳光催化劑的反應(yīng)活性面，為高性能氮化碳光催化劑的發(fā)展提供了重要的研究基礎(chǔ)。

福州大學(xué)化學(xué)學(xué)院/能源與環(huán)境光催化國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的研究論文“Molecular-level insights on the reactive facet of carbon nitride single crystals photocatalysing overall water splitting”在國際頂級刊物《Nature Catalysis》在線發(fā)表。 氫氣由于其能量密度高，燃燒后生成水清潔無污染，是未來能源的理想載體。太陽能光催化分解水制氫氣被認(rèn)為是獲取氫能源的理想途徑之一。開發(fā)高效廉價(jià)的光催化劑是光解水技術(shù)的核心。近年來，氮化碳光催化劑由于其制備工藝簡單，價(jià)格低廉，無毒無污染等優(yōu)點(diǎn)，受到了廣泛的關(guān)注。 該工作以具有高結(jié)晶度的氮化碳光催化劑polytriazine imides（PTI）單晶為模型，研究了其在光催化全解水反應(yīng)中的活性面。光催化全解水實(shí)驗(yàn)表明，PTI的性能與其{10-10}/{0001}晶面的面積比呈近似線性關(guān)系，進(jìn)一步證實(shí)了{(lán)10-10}晶面是光催化反應(yīng)的活性面。此外，{10-10}晶面比例最大的光催化劑在全解水中的產(chǎn)氫與產(chǎn)氧速率分別達(dá)到了１８６μmol／h和９１μmol／h，在３６５ｎｍ單色光照下的量子效率達(dá)到了８％，高于之前報(bào)道的結(jié)果。該論文從分子尺度上研究了氮化碳光催化劑的反應(yīng)活性面，為高性能氮化碳光催化劑的發(fā)展提供了重要的研究基礎(chǔ)。

1.項(xiàng)目簡介：本設(shè)計(jì)了一種制備結(jié)晶氮化碳薄膜的裝置，設(shè)有脈沖電弧放電的機(jī)構(gòu)及電路，該電路由高壓和電弧產(chǎn)生電路組成；該機(jī)構(gòu)包括基板和與之相連的電加熱器，設(shè)有半密封箱體，基板、電加熱器和電極位于半密封箱體腔內(nèi)，基板位于電極的下方或四周，設(shè)有2條帶有控制閥的管道，分別通氮?dú)夂腿芤海湎露松钊氚朊芊庀潴w腔內(nèi)，通溶液的管道下端出口處于電極的上方。該裝置能高效率、高質(zhì)量地制備出結(jié)晶氮化碳薄膜，能方便地將結(jié)晶氮化碳薄膜涂層制備到管徑較小的管道內(nèi)壁，從而有利于結(jié)晶氮化碳薄膜的推廣應(yīng)用。項(xiàng)目已獲實(shí)用國家新型專利權(quán)。2.技術(shù)特點(diǎn)：該發(fā)明解決了氮化碳薄膜低溫常壓沉積的困難，而且提供了能高效率、高質(zhì)量地制備結(jié)晶氮化碳薄膜的方法及裝置。與其它方法相比，該發(fā)明的顯著特點(diǎn)是：在常壓下合成的產(chǎn)品主要為結(jié)晶氮化碳薄膜；沉積速率快，在大氣環(huán)境下產(chǎn)生稠密的含碳、氮等離子體，從而提高了生產(chǎn)效率，利于推廣結(jié)晶氮化碳薄膜的應(yīng)用。

已有樣品/n中科院半導(dǎo)體所是國內(nèi)最早開展 GaN 基電子材料研發(fā)的單位，并一直在該領(lǐng)域起著引領(lǐng)、 示范和帶動作用。經(jīng)過盡二十年的自主創(chuàng)新，攻克了 2 英寸和3英寸藍(lán)寶石、碳化硅和硅襯底上GaN 基電子材料外延生長的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題，在高阻 GaN 外延材料、高遷移率 GaN 外延材料、高遷移率 AlGaN/GaN 異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)材料等方面形成了系統(tǒng)的自主知識產(chǎn)權(quán)，設(shè)計(jì)并研制出了多種具有特色的 AlGaN/GaN 異質(zhì)結(jié)構(gòu)電子材料，并實(shí)現(xiàn)了批量供片。市場預(yù)期：該技術(shù)是采用金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積（MOCVD）

浸沒循環(huán)撞擊流反應(yīng)器（SCISR）（中國專利申請?zhí)?Chinese Patent App No 02138720.6）能強(qiáng)化液相體系微觀混合的特性，其適用于快速反應(yīng)沉淀過程的規(guī)律，在超細(xì)粉體研究制備領(lǐng)域具有其獨(dú)特的優(yōu)勢。且從反應(yīng)器尺寸上來說，浸沒循環(huán)撞擊流反應(yīng)器比一般實(shí)驗(yàn)室反應(yīng)器要大得多，工業(yè)化的放大問題容易解決。 在浸沒循環(huán)撞擊流反應(yīng)器中，以CuCl2作原料、KBH4作為還原劑、氨水作絡(luò)合劑、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）作分散劑，反應(yīng)—沉淀法制取納米銅粉。最優(yōu)工藝條件下制得粒徑5.1～10 nm左右、粒徑分布比較窄的納米銅粉。制備工藝比較溫和，反應(yīng)溫度為常溫，實(shí)驗(yàn)制備產(chǎn)品粒徑重復(fù)性好，實(shí)驗(yàn)室制備成本為3600元／公斤。產(chǎn)品經(jīng)武漢大學(xué)檢測中心X-射線衍射和透射電鏡檢測，分析得到產(chǎn)品單質(zhì)銅含量較高，產(chǎn)物均為球形顆粒，無針狀結(jié)晶。與已有的同類方法但采用不同反應(yīng)技術(shù)制得的納米銅粉數(shù)據(jù)相比，本產(chǎn)品更細(xì)、粒徑分布更窄，是所見報(bào)道中粒徑最小的。 納米銅粉是一種新型的納米金屬材料，廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活的各個方面，具有廣闊的應(yīng)用前景。本產(chǎn)品可通過包覆銀膜制備銅銀雙金屬粉替代貴金屬銀、鈀粉末應(yīng)用在電學(xué)領(lǐng)域的如導(dǎo)電膠、導(dǎo)電涂料和電極材料的制造等，包覆量僅為30％就可以具有常溫抗氧化性能；同時(shí)制得的納米銅粉可以作為潤滑油添加劑，直接分散在高級潤滑油中可提高潤滑性能達(dá)到40％－50％，它的研發(fā)成功將為我國汽車發(fā)動機(jī)高級潤滑油等產(chǎn)品的升級換代提供一種新型抗磨添加劑產(chǎn)品，因而具有廣闊的應(yīng)用前景。

主要用途是在水泥中摻和以及在商品混凝土中添加，其利用方式各有所不同，歸結(jié)起來，主要表現(xiàn)為三種利用形式：外加劑形式、摻合料形式、主摻形式。主要作用是可以提高水泥、混凝土的早強(qiáng)和改善混凝土的某些特性（如易和性、提高早強(qiáng)、減少水化熱等）。

我公司研發(fā)人員從粉體技術(shù)觀點(diǎn)切入，以實(shí)現(xiàn)任意分級的選粉要求和顆粒形狀識別及其控制的工藝技術(shù)理念出發(fā)，研究開發(fā)了“多流態(tài)可調(diào)式高效選粉機(jī)”技術(shù)（即多級導(dǎo)流、多級分級技術(shù)），可以根據(jù)不同的粉磨工藝要求，借助多級精細(xì)分級裝置保證成品比表面積可以靈活調(diào)節(jié)，同時(shí)產(chǎn)品顆粒形狀和級配也可以任意調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)精確控制成品顆粒級配和顆粒形貌的特殊粉磨工藝的要求，特別適合于特殊多品種物料的分別粉磨作業(yè)需求。 二、DLT型多流態(tài)可調(diào)式高效選粉機(jī)的性能優(yōu)勢及其特點(diǎn)： 2.1創(chuàng)新分級原理：       打破以往僅依靠強(qiáng)制平流層渦流實(shí)現(xiàn)分級的傳統(tǒng)理念，采用多流態(tài)可調(diào)整的工藝技術(shù)，徹底克服了傳統(tǒng)單級導(dǎo)流的弊端，實(shí)現(xiàn)了任意分級和顆粒形狀識別及其控制的工藝要求。 2.2處理量大：       由于優(yōu)化了磨內(nèi)和選粉機(jī)內(nèi)的流場分布，允許更多物料通過選粉機(jī)進(jìn)行高效分選； 2.3分級效率高：       通過配備特殊設(shè)計(jì)的多級導(dǎo)流裝置、附加氣流調(diào)速錐和帶渦流調(diào)整裝置的轉(zhuǎn)子，避免了細(xì)顆粒再次回到磨機(jī)內(nèi)產(chǎn)生過多的物料內(nèi)循環(huán)； 2.4分級精度高：       基于任意分級的選粉要求和顆粒形狀識別及其控制的工藝技術(shù)的支撐，使得選粉機(jī)的分級精度 K 值≤1.5（可控制在 K=1.2～1.5 之間），保證了產(chǎn)品成品比表面積（或篩余細(xì)度）可以靈活調(diào)節(jié)，同時(shí)產(chǎn)品顆粒形狀和級配也可以任意調(diào)整。

根據(jù)煤氣化裝置的控制運(yùn)行需求，開發(fā)了干煤粉輸送煤粉流量計(jì)，可實(shí)時(shí)測量煤粉的速度、濃度和流量，儀器測量性能穩(wěn)定可靠，耐壓可達(dá)6MPa，結(jié)合煤粉調(diào)配措施可保證各煤粉管道煤粉速度和濃度的均勻分配，從而提高燃燒效率，為裝置安全高效運(yùn)行提供保障。

根據(jù)煤氣化裝置的控制運(yùn)行需求，開發(fā)了干煤粉輸送煤粉流量計(jì)，可實(shí)時(shí)測量煤粉的速度、濃度和流量，儀器測量性能穩(wěn)定可靠，耐壓可達(dá)6MPa，結(jié)合煤粉調(diào)配措施可保證各煤粉管道煤粉速度和濃度的均勻分配，從而提高燃燒效率，為裝置安全高效運(yùn)行提供保障。

高效率制備高品質(zhì)氮化鋁薄膜，并研究應(yīng)用于 4G、5G 通信(智能手機(jī)和基站)的高頻濾波器。制備薄膜質(zhì)量高于現(xiàn)有工藝，制備效率提高十倍以上。作為制備濾波器的關(guān)鍵薄膜性能指標(biāo)，薄膜的取向性良好（XRD搖擺曲線半高寬2度左右）， 薄膜表面起伏小于 1 納米；薄膜制備效率比傳統(tǒng)工藝提高 10 倍以上