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項目采用了中山大學自主研發的低損耗低應力超低溫氮化硅材料平臺，研制了一系列光子集成的關鍵 器件

最近以來，LED照明以其節能環保等優點，獲得了大規模的應用。以氮化物結構陶瓷相關材料（如AlN，Si3N4）為寄出的氧氮化物熒光粉在保持了高溫、化學和力學穩定性的基礎上，還具有較為優異的光轉換性能，贏得了越來越廣泛的關注。其中， 有潛力應用在紫外激發的白光LED上的Eu2+摻雜AlN藍色熒光粉不僅具有較高的光量子效率，而且與常用的熱淬滅嚴重的BaMgAl10O17:Eu2+ (BAM)相比，具有很高的熱穩定性。但是，目前報道的Eu2+摻雜AlN藍色熒光粉的制備方法（如Dierre B, Yuan X L, Inoue K等， J. Am. Ceram Soc, 2009, 92 (6):1272-1275；Hirosaki N, Xie R J, Inoue K等，Appl. Phys. Lett. , 2007, 91(6): 061101）都是采用高純度氮化物粉體在高溫下通過固相反應合成，要求2050℃的高溫下，10個大氣壓的氮氣壓力，保溫4個小時以上獲得，粉體還要在保護環境中球磨粉碎由于高溫產生的團聚，成本及其高昂，且顆粒尺寸控制困難。探索能夠得到高純度、粒徑均勻可控、發光性能

成果簡介： 最近以來，LED照明以其節能環保等優點，獲得了大規模的應用。以氮化物結構陶瓷相關材料（如AlN，Si3N4）為寄出的氧氮化物熒光粉在保持了高溫、化學和力學穩定性的基礎上，還具有較為優異的光轉換性能，贏得了越來越廣泛的關注。其中， 有潛力應用在紫外激發的白光LED上的Eu2+摻雜AlN藍色熒光粉不僅具有較高的光量子效率，而且與常用的熱淬滅嚴重的BaMgAl10O17:Eu2+ (BAM)相比，具有很高的熱穩定性。但是，目前報道的Eu2+摻雜AlN藍色熒光粉的制備方法（如Dierre B, Yuan X L, Inoue K等， J. Am. Ceram Soc, 2009, 92 (6):1272-1275；Hirosaki N, Xie R J, Inoue K等，Appl. Phys. Lett. , 2007, 91(6): 061101）都是采用高純度氮化物粉體在高溫下通過固相反應合成，要求2050℃的高溫下，10個大氣壓的氮氣壓力，保溫4個小時以上獲得，粉體還要在保護環境中球磨粉碎由于高溫產生的團聚，成本及其高昂，且顆粒尺寸控制困難。探索能夠得到高純度、粒徑均勻可控、發光性能好的熒光粉且成本低的合成方法，對于這類新型材料的研究、應用都具有重要意義。 目前， AlN的合成方法主要有以下幾種: 鋁粉直接氮化法、碳熱還原法、氣相還原氮化法、裂解法、等離子體法、電弧熔煉法、自蔓延高溫合成法、微波合成法，其中前兩種方法已經應用于工業化大規模生產。比較而言，鋁粉直接氮化法為強放熱反應,反應不易控制，反應過程中放出的大量熱易使鋁形成融塊，造成反應不完全，難以制備高純度、細粒度的產品；碳熱還原法制備的氮化鋁粉末純度高、性能穩定、粉末粒度細小均勻、成形和燒結性能良好，但是因為反應物中必須加入稍過量的碳以保證反應完全，這種方法難以避免碳的殘留；而氣相還原氮化法制得的AlN純度高、粉末粒度細小均勻并且大大減少了碳的殘留。而在制備氮化鋁前驅體時溶膠-凝膠法又以成分易分布均勻、顆粒細小勝過固相混合法。我們首次利用檸檬酸做絡合劑，通過溶膠凝膠法制備Eu2O3和Al2O3均勻混合的反應前驅體，結合氣相還原氮化法的方法來合成AlN：Eu2+熒光粉，如下圖。這種制備方法成本低，且具有很強的普適性，可應用于合成其他高純氮化物應該材料。 該方法解決了生產氮化物熒光材料中需要高純氮化物作為起始粉料成本高等劣勢，利用價格低廉，原料易得的氧化物作為原料，合成出所需的氮化物熒光材料。而且此方法反應活性高，低溫下得到顆粒大小均勻，發光穩定可控的發光材料，節約后處理成本。

最近以來，LED照明以其節能環保等優點，獲得了大規模的應用。以氮化物結構陶瓷相關材料（如AlN，Si3N4）為寄出的氧氮化物熒光粉在保持了高溫、化學和力學穩定性的基礎上，還具有較為優異的光轉換性能，贏得了越來越廣泛的關注。其中， 有潛力應用在紫外激發的白光LED上的Eu2+摻雜AlN藍色熒光粉不僅具有較高的光量子效率，而且與常用的熱淬滅嚴重的BaMgAl10O17:Eu2+ (BAM)相比，具有很高的熱穩定性。但是，目前報道的Eu2+摻雜AlN藍色熒光粉的制備方法（如Dierre B, Yuan X L, Inoue K等， J. Am. Ceram Soc, 2009, 92 (6):1272-1275；Hirosaki N, Xie R J, Inoue K等，Appl. Phys. Lett. , 2007, 91(6): 061101）都是采用高純度氮化物粉體在高溫下通過固相反應合成，要求2050℃的高溫下，10個大氣壓的氮氣壓力，保溫4個小時以上獲得，粉體還要在保護環境中球磨粉碎由于高溫產生的團聚，成本及其高昂，且顆粒尺寸控制困難。探索能夠得到高純度、粒徑均勻可控、發光性能好的熒光粉且成本低的合成方法，對于這類新型材料的研究、應用都具有重要意義。 目前， AlN的合成方法主要有以下幾種: 鋁粉直接氮化法、碳熱還原法、氣相還原氮化法、裂解法、等離子體法、電弧熔煉法、自蔓延高溫合成法、微波合成法，其中前兩種方法已經應用于工業化大規模生產。比較而言，鋁粉直接氮化法為強放熱反應,反應不易控制，反應過程中放出的大量熱易使鋁形成融塊，造成反應不完全，難以制備高純度、細粒度的產品；碳熱還原法制備的氮化鋁粉末純度高、性能穩定、粉末粒度細小均勻、成形和燒結性能良好，但是因為反應物中必須加入稍過量的碳以保證反應完全，這種方法難以避免碳的殘留；而氣相還原氮化法制得的AlN純度高、粉末粒度細小均勻并且大大減少了碳的殘留。而在制備氮化鋁前驅體時溶膠-凝膠法又以成分易分布均勻、顆粒細小勝過固相混合法。我們首次利用檸檬酸做絡合劑，通過溶膠凝膠法制備Eu2O3和Al2O3均勻混合的反應前驅體，結合氣相還原氮化法的方法來合成AlN：Eu2+熒光粉，如下圖。這種制備方法成本低，且具有很強的普適性，可應用于合成其他高純氮化物應該材料。 該方法解決了生產氮化物熒光材料中需要高純氮化物作為起始粉料成本高等劣勢，利用價格低廉，原料易得的氧化物作為原料，合成出所需的氮化物熒光材料。而且此方法反應活性高，低溫下得到顆粒大小均勻，發光穩定可控的發光材料，節約后處理成本。

新能源學院趙學波教授領銜的氫能團隊在具有工業應用前景的丙烷氧化脫氫制丙烯高性能催化劑研究方面取得新進展，相關論文《含硼金屬有機框架化合物衍生的球形超結構氮化硼納米片》（A Spherical Superstructure of Boron Nitride Nanosheets Derived from Boron-Contained Metal-Organic Frameworks）在國際化學領域頂級期刊Journal of the American Chemical Society發表。我校2016級博士生曹磊、新能源學院代鵬程副教授為該論文共同第一作者，新能源學院趙學波教授、代鵬程副教授、昆士蘭大學Yusuke Yamauchi教授為共同通訊作者，中國石油大學（華東）為第一署名單位。 丙烯是極為重要的大宗化工基礎原料，后續衍生出的眾多有機化工產品在建筑、汽車、包裝紡織等領域有廣泛應用。近年來隨著丙烯下游產業規模的迅速擴張，傳統的丙烯來源已無法滿足市場需求，因而亟需開發新的丙烯來源。丙烷氧化脫氫制丙烯具有底物轉化率高、工藝能耗低和無積碳不易失活等優勢，極具工業應用前景。但是由于產物丙烯容易與氧化劑發生過度氧化，降低了目標產物的選擇性，從而讓丙烷氧化脫氫工藝一直無法達到工業化的要求。因此，開發一種高效催化劑，抑制過度氧化，提升產物中丙烯的選擇性是推動丙烷氧化脫氫發展最直接有效的手段。 氮化硼是目前烯烴選擇性最高的丙烷氧化脫氫催化劑，但是單程烯烴收率離工業化需求仍有一定差距。通過可控合成提高活性物種在氮化硼表面的含量和分散度是一種提升催化性能的有效途徑。構建分層的三維結構，尤其是基于二維氮化硼納米片為基本單元的球狀三維結構，有助于提高邊緣活性物種的含量。除豐富的邊緣活性位點外，特殊的三維球狀結構促使反應混合氣沿著球面進行有效地擴散并充分與活性位接觸，提高催化劑的催化活性。然而迄今為止，如何控制氮化硼納米片自組裝形成三維球狀超結構仍是一個充滿挑戰性的工作。 針對上述問題，研究人員以金屬有機框架化合物（MOFs）為前驅體，通過溶劑熱轉換的方式制備了三維球形超結構MOFs納米片（SS-MOFNSs），并進一步以SS-MOFNSs為自犧牲模板，制備了球形超結構氮化硼納米片（SS-BNNSs）催化劑。 SS-BNNSs在丙烷氧化脫氫反應中表現出了優異的催化性能，510 ºC的操作溫度下，產物中烯烴的收率達到了40.2%（丙烯，27.8%；乙烯，12.4%），遠超商業化的氮化硼納米片（丙烯，23.8%；乙烯，8.6%）和高比表面積的氮化硼纖維（丙烯，20.7%；乙烯，10.2%）。通過系統的表征可以發現，SS-BNNSs表面富含B-OH，讓催化劑無須活化就可以直接催化反應進行，同時特殊的結構優勢提高了活性物種的分散度，利于反應氣與活性位點快速接觸和產物丙烯的迅速脫附，提升了產物丙烯的單程收率。SS-BNNSs自組裝的構造過程和結構優勢帶來的性能提升拓寬了催化劑的設計思路。 該研究成果獲得審稿專家充分肯定，審稿專家一致認為該工作提出的含硼MOFs衍生三維超結構氮化硼納米片具有很好的創新性，其作為丙烷氧化脫氫催化劑表現出的高烯烴收率在工業應用方面具有較大潛力，為丙烷氧化脫氫催化劑的研究提供了新的參考。

通用小型汽油機用于小型發電機組、社會生產和家庭省力用機具的動力，全世界年產量達 5000 多萬臺。我國近年快速發展， 2013 年產量達 2400 余萬臺，已是世界生產基地。 近 10 年間小型汽油機的排放法規不斷加嚴，項目結合行業發展和國際市場需求，研究與國際同步，對共性技術開展攻關，掌握了突破歐美排放法規壁壘的核心關鍵技術，研發了系列低污染節能小型汽油機產品， 解決了行業發展的難題， 形成的成果豐富了內燃機的理論。項目主要研究內容與創新：（ 1） 突破歐美環保壁壘的低

天津大學神經工程團隊針對人機交互面臨的神經系統層面交互信息復雜共性挑戰，歷時十余年，發明了一套面向高性能人機交互的腦-機-體復合神經感知與反饋的系統解決

發明公開了一種基于氮化鈦材料的新型納米結構光陰極；所述氮化鈦光陰極包括襯底、氮化鈦納米結構層；還涉及了該型氮化鈦光陰極的制備方法，及其電場輔助型光陰極測試裝置，所述電場輔助型光陰極包括絕緣墊片、金屬薄板陽極、上／下電極導線、外加偏壓電源。本設計中核心的氮化鈦納米結構具有表面等離激元共振效應，會帶來光子吸收增強和局域電場增強，且材料功函數僅約為３．７ｅＶ和導電性優良，有助于光致電子的發射；通過設計氮化鈦結構的組成納米圖形和結構參數，可獲得與入射激勵光波相匹配的等離激元共振，實現可光調控的電子發射。因所述氮化鈦材料還具有穩定的物化性質，從而本發明提供了一種可作為穩定、高效率的光陰極。

在高技術陶瓷領域，先進陶瓷占有極其重要的地位，在諸多的先進陶瓷中，氮化硅基先進陶瓷以其高強度、高韌性、高的抗熱震性、高的化學穩定性在先進陶瓷中占有獨特的地位，是公認的未來陶瓷發動機中最重要的侯選材料。并且在國際上氮化硅陶瓷刀具和氮化硅基陶瓷軸承已經形成相當規模的產業。任何一個跨國刀具公司都有氮化硅基陶瓷刀具的系列產品，足見其在機加工行業中具有不可替代的地位。 但是，影響氮化硅陶瓷推廣的一個主要因素，是氮化硅粉末價格昂貴，這是由于傳統的制取氮化硅粉末的方法耗能高，生產周期長，生產成本高。本項目采用具有自主知識產權的創新的燃燒合成技術，制取氮化硅陶瓷粉末和氮化硅復合粉末，具有耗能低，生產周期短，雜質含量低，生產成本低等特點，具有廣泛的應用前景。 燃燒合成（Combustion Synthesis，CS）又名自蔓延高溫合成（Self- Propagating High-Temperature Synthesis，SHS），是利用化學反應自身放熱合成材料的新技術，基本上（或部分）不需要外部熱源，通過設計和控制燃燒波自維持反應的諸多因素獲得所需成分和結構的產物。 自1990年以來，本項目負責人等針對燃燒合成氮化硅陶瓷產業化的一系列關鍵問題，在氣-固體系氮化硅基陶瓷的燃燒合成熱力學、動力學和形成機制等方面進行了深入研究后得到的創新成果。 采用本項目的技術，可以生產符合制作先進陶瓷要求的從全α-Si3N4相到高β- Si3N4相，及不同配比的氮化硅粉末，還可根據用戶要求，用此技術生產α-Sialon，β-Sialon和其它各種氮化硅基的復合粉末。粉末的質量優良而穩定。 應用于航天、航空及機械行業等，用于制作氮化硅陶瓷刀具、氮化硅基陶瓷軸承、耐磨耐腐陶瓷涂料等。

氮化鋁（AlN）陶瓷具備優異的綜合性能，是近年來受到廣泛關注的新一代先進陶瓷，在多方面都有廣泛的應用前景。例如高溫結構材料、金屬溶液槽和電解槽襯里，熔融鹽容器、磁光材料、聚合物添加劑、金屬基復合材料增強體、裝甲材料等。尤其因其導熱性能良好，并且具備低的電導率和介電損耗，使之成為高密度集成電路基板和封裝的理想候選材料，同時氮化鋁—聚合物復合材料也可用作電子器材的封裝材料、粘結劑、散熱片等。氮化鋁在微電子領域應用的市場潛力極其巨大。氮化鋁還是導電燒舟的主要成分之一，導電燒舟大量地用于噴涂電視機的顯象管等器件、超級市場許多商品包裝用的涂鋁薄膜，有著廣泛的市場。但是，影響氮化鋁基陶瓷的推廣的主要因素之一，是采用傳統方法合成氮化鋁粉末，耗能高，生產周期長，生產成本高。本項目采用具有自主知識產權的創新技術，采用燃燒合成技術制取優質的氮化鋁陶瓷粉末，具有耗能低，生產周期短，雜質含量低，生產成本低等特點，具有廣泛的推廣價值。 燃燒合成（Combustion Synthesis，CS）又名自蔓延高溫合成（Self- Propagating High-Temperature Synthesis，SHS），是利用化學反應自身放熱合成材料的新技術，基本上（或部分）不需要外部熱源，通過設計和控制燃燒波自維持反應的諸多因素獲得所需成分和結構的產物。 自1994年以來，本項目負責人等針對燃燒合成氮化鋁陶瓷產業化的一系列關鍵問題，在氣-固體系氮化鋁基陶瓷的燃燒合成熱力學、動力學和形成機制等方面進行了深入研究后得到的創新成果。 本項目來源于國家教委高校博士點專項科研基金項目（1994.3-1997.3）。 本項目以應用基礎研究成果“燃燒合成氮化鋁基陶瓷的應用基礎研究”已于1999年通過專家函審。 采用本項目的技術，可以生產符合制作先進陶瓷要求的氮化鋁粉末，還可根據用戶要求，用此技術生產氮化鋁基陶瓷粉末。粉末的質量優良而穩定。 氮化鋁廣泛應用于高溫結構材料、金屬溶液槽和電解槽襯里、熔融鹽容器、磁光材料、聚合物添加劑、金屬基復合材料增強體、裝甲材料、高密度集成電路基板、電子器材的封裝材料、粘結劑、散熱片、導電燒舟等。