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熱電材料是能夠實現熱能與電能直接相互轉換的新能源材料，在熱電制冷和廢熱發電等方面有著廣泛的應用前景，對于提高現有能源利用率和緩解能源危機有重要作用。然而熱電材料大規模商業應用面對著成本高效率低的瓶頸，因此，開發利用原料豐富、廉價、低毒的熱電材料越來越受到研究者的關注。SnSe作為近年來熱電材料中的研究熱點，保持著目前熱電材料中最高品質因子 (ZT)的世界記錄。其優異的熱電性能主要來源于其超高的功率因子和超低的晶格熱導率。它的低導熱性已經成功解釋（何佳清等課題組有報道），然而高的功率因子等電性能都間接地進行解釋，沒有直接和強有力的實驗證據。角分辨光電子能譜儀(ARPES)是研究其電屬性最好的實驗方法，它是一種可以直接測量單晶樣品能帶結構的高端儀器。 在本論文中，陸強聲等利用我校測試中心的ARPES儀器對無摻雜和空穴摻雜的SnSe單晶在不同溫度 (80 – 600 K)下的能帶結構作了系統性的測量。根據測量和數據分析的結果，他們認為該體系價帶頂的空穴有效質量比理論值要大，并且溫度越低，有效質量越大。由這一結論出發，結合簡單的單帶輸運模型，他們發現這種有效質量的異常增加可以定量解釋該體系在測量溫度下的電屬性。因此，論文為解釋硒化錫熱電材料的電學行為提供了一種新的思路。

在傳統貴金屬（金、銀等）之外發掘出具有高性能等離激元效應的非金屬新材料，是當前等離激元學基礎研究及應用研發的一個熱點與難點。金屬氧化物半導體材料具有豐富可調的光、電、熱、磁等性質，對其采取氫化處理可有效修飾其電子結構，從而獲得豐富可調的等離激元效應；此處的一個關鍵性挑戰在于如何顯著提高金屬氧化物半導體材料內稟的低自由載流子濃度?；谠撗芯繄F隊新近發展的、理論模擬計算指導下的電子-質子協同摻氫策略，在本工作中研究人員采用簡便易行的金屬-酸溶液原位聯合處理方法實現了金屬氧化物MoO3半導體材料在溫和條件下的可控加氫（即實現了“本征半導體→準金屬”的可控相變），從而突破性地大幅提升了該材料中的自由載流子濃度。研究表明，氫化后的MoO3材料中自由電子濃度與貴金屬相當（譬如H1.68MoO3：~1021cm-3；Au/Ag：~1022cm-3），這使得該材料的等離激元共振響應從近紅外區移至可見光區，且兼具強增益及可調性。結合第一性原理模擬計算和以超快光譜為主的多種物性表征，研究人員進一步揭示出該協同摻氫所導致的準金屬能帶結構及相應的等離激元動力學性質。作為效果驗證，研究人員在一系列表面增強拉曼光譜（SERS）實驗中證實該材料表面等離激元局域強場可使吸附的羅丹明6G染料分子的SERS增強因子高達1.1×107（相較于一般半導體的104?5和貴金屬的107?8），檢測靈敏限低至納摩量級（1×10-9mol L-1）。 這項工作創新性地發展出一種調控非金屬半導體材料系統中自由載流子濃度的一般性策略，不僅低成本地實現了具有強且可調的等離激元效應的準金屬相材料，而且顯著地拓寬了半導體材料物化性質的可變范圍，為新型金屬氧化物功能材料的設計提供了嶄新的思路和指導。

項目成果/簡介:在傳統貴金屬（金、銀等）之外發掘出具有高性能等離激元效應的非金屬新材料，是當前等離激元學基礎研究及應用研發的一個熱點與難點。金屬氧化物半導體材料具有豐富可調的光、電、熱、磁等性質，對其采取氫化處理可有效修飾其電子結構，從而獲得豐富可調的等離激元效應；此處的一個關鍵性挑戰在于如何顯著提高金屬氧化物半導體材料內稟的低自由載流子濃度。基于該研究團隊新近發展的、理論模擬計算指導下的電子-質子協同摻氫策略，在本工作中研究人員采用簡便易行的金屬-酸溶液原位聯合處理方法實現了金屬氧化物MoO3半導體材料在溫和條件下的可控加氫（即實現了“本征半導體→準金屬”的可控相變），從而突破性地大幅提升了該材料中的自由載流子濃度。研究表明，氫化后的MoO3材料中自由電子濃度與貴金屬相當（譬如H1.68MoO3：~1021cm-3；Au/Ag：~1022cm-3），這使得該材料的等離激元共振響應從近紅外區移至可見光區，且兼具強增益及可調性。結合第一性原理模擬計算和以超快光譜為主的多種物性表征，研究人員進一步揭示出該協同摻氫所導致的準金屬能帶結構及相應的等離激元動力學性質。作為效果驗證，研究人員在一系列表面增強拉曼光譜（SERS）實驗中證實該材料表面等離激元局域強場可使吸附的羅丹明6G染料分子的SERS增強因子高達1.1×107（相較于一般半導體的104?5和貴金屬的107?8），檢測靈敏限低至納摩量級（1×10-9mol L-1）。 這項工作創新性地發展出一種調控非金屬半導體材料系統中自由載流子濃度的一般性策略，不僅低成本地實現了具有強且可調的等離激元效應的準金屬相材料，而且顯著地拓寬了半導體材料物化性質的可變范圍，為新型金屬氧化物功能材料的設計提供了嶄新的思路和指導。

本發明涉及一種同軸納米電纜的制備方法領域，具體為碳化硅/二氧化硅（內芯/外 層）同軸納米電纜的制備方法領域。本發明中碳化硅/二氧化硅（內芯/外層）同軸納米 電纜的制備方法如下：將硅油、硅脂或硅氧烷置于剛玉坩堝或剛玉舟內，將剛玉坩堝或 剛玉舟放在耐高溫板上面，然后把耐高溫板推入高溫爐，排出爐內氧氣，并以 6－15sccm 的速率通入惰性氣體保護，以 5－15℃/min 的速度將爐溫升到 1000－1100℃，保溫 1－ 5 小時后自然降到室溫。利用本發明所說的方法生成產物均為碳化硅/二氧化硅（內芯/ 外層）同軸納米電纜，且長度比現有的方法制備的提高了 2 個量級，是迄今為止報道的 最長的納米電纜，且制備方法簡單，原料便宜易得，設備要求簡化，成本低，產率高。

本發明屬于無機／有機納米復合材料技術領域，具體涉及一種納米 SiO2／硼酚醛樹 脂納米復合材料及其制備方法。本發明采用了溶液共混法和超聲波輔助分散法相結合， 確保納米顆粒在復合材料中得到納米級分散；納米 SiO2表面經過處理，使納米 SiO2與基 體樹脂硼酚醛樹脂之間形成了良好的界面，可以充分發揮出納米 SiO2、硼酚醛樹脂的優 點。本發明的目的在于通過合理的工藝控制，制備出納米 SiO2含量不同的硼酚醛樹脂納 米復合材料。利用納米 SiO2的剛性、耐磨性、熱化學穩定性和硼改性酚醛樹脂的良好的 力學性能、耐熱性和耐燒蝕性等優點，制備出的納米 SiO2／硼酚醛樹脂納米復合材料可 廣泛用于高溫制動摩擦材料、耐燒蝕材料、特種結構材料、防熱材料等眾多領域。 

成果描述：傳統的聚氨酯發泡劑存在消耗臭氧和導致全球變暖等問題，承受著巨大的環保壓力。如目前使用的氫氟碳化合物地球變暖潛值是二氧化碳（CO2）的800多倍，長遠來看其使用必將受到限制。本項目（專利申請號：201410182221.5）在國家自然科學基金的支持下，開發了疏水改性的聚乙烯亞胺材料，該材料能夠可逆吸收二氧化碳，并在聚氨酯泡沫成型的過程中釋放出二氧化碳來參與聚氨酯泡沫的形成。這種新型的發泡劑不消耗臭氧、不產生額外的溫室效應、不燃，和聚氨酯泡沫的原料能均勻混合，可用于各種聚氨酯泡沫。 利用該發泡劑我們已制備出聚氨酯硬泡材料，其力學強度和密度均能達到現有泡沫的要求。目前正在研發可應用的聚氨酯軟硬泡產品。該項目具有二氧化碳減排效應，將會受到國家產業政策的支持。市場前景分析：2013年我國氫氯氟碳發泡劑的用量為10萬噸，年增長率為15%，到2014年約為12萬噸。目前的氫氟碳發泡劑HFC-245fa和HFC-365mfc售價約為8萬/噸，如果我們的市場占有率為5%，即有6000噸/年，按同樣價格計算，市場年銷售額可達4.8億元。目前我們的氣候友好發泡劑實驗室成本為200元/kg（20萬/噸），產業化以后成本會大大降低，可以達到甚至低于HFC的水平。 我們希望和企業一道，爭取國家產業政策的支持，完成本氣候友好發泡劑的產業化。與同類成果相比的優勢分析：聚氨酯的第一代發泡劑氯氟碳（CFC-11）由于嚴重破壞臭氧層和產生溫室效應（導致全球變暖），在我國已停止使用。第二代發泡劑氫氯氟碳（如HCFC-141b）臭氧消耗值已降至CFC-11的十分之一，仍有嚴重溫室效應，按照“蒙特利爾議定書”的要求，我國2015年要實現基線水平17.5%的淘汰。第三代發泡劑為氫氟碳，如HFC-245fa和HFC-365mfc，這是目前接受的環保型發泡劑，不消耗臭氧，但地球變暖潛值仍為CO2的800倍，受“京都議定書”的限制，目前歐美已禁止使用，我國禁止也是遲早的事。 現在的環保型發泡劑還有烷烴，如環戊烷，不消耗臭氧，地球變暖潛值只有CO2的7倍，但存在可燃易爆的缺點。液體CO2發泡也是不錯的選擇，但這種發泡需要高壓和制冷設備（使CO2保持液態），使用很不方便。 最近，美國霍尼韋爾公司公布第四代發泡劑（2015年美國專利US9,000,061 B2）1-氯-3,3,3-三氟丙烯（HCFO-1233zd）用于聚氨酯泡沫，據報道，這種發泡劑不燃，地球變暖潛值低，所得泡沫導熱系數比HFC-245fa低8%。這種發泡劑雖然對氣候影響小，但發泡劑最終仍會排放到大氣中（潛在影響未知），對于要求揮發性物含量低的泡沫（如汽車內飾）仍不合適。 我們研制的氣候友好型發泡劑除CO2以外，不向大氣排放任何揮發性物質，不破壞臭氧，不產生額外的溫室效應（因CO2可來自于大氣），不燃燒，可以像現有的發泡劑一樣使用。根據目前的研究，所得泡沫除導熱系數較高以外，其他性能均和現有泡沫性能相當，因此可廣泛用于對絕熱效果要求不高的領域，比如汽車內飾、沙發、床墊等等領域。

氣候變化問題已成為全世界關注的焦點，造成的各種全球性環境問題已向人類敲響了警 鐘。氣候變化的主要原因是以二氧化碳 (CO2) 為主的溫室氣體的排放量迅速增加。由于我國 煤炭能源占總能源70%，隨著經濟的快速增長，能源消耗需求量越來越大，CO2排放量逐年上 升，受到世界各國的廣泛關注。因此我國在參與《聯合國氣候變化框架公約》活動中遭受的壓 力將會越來越大，妥善應對全球氣候變化問題，事關我國經濟社會可持續發展目標的實現。 在非化石能源體系完整建立前，CO2捕集和封存的技術 (CCS) 具有減少成本及增加實現 溫室氣體減排靈活性的潛力。針對燃煤電廠、鋼鐵冶金、水泥建材和石油化工等大型工業常壓 煙氣的巨大煙氣流量和流速，提高了大規模CO2捕集系統運行的費用和技術難度，現有的分離 技術面臨著諸多挑戰。無論是將CO2進行封存還是資源化利用，高效、低能耗的CO2捕集分離 技術是目前的主要瓶頸。吸附法因其設備簡單、能耗低、易于實現自動化操作、低腐蝕性、過 程放大規律簡單等因素具有一定的優勢，是捕集分離CO2氣體最有希望實現大規模應用的重要 備選技術之一。 燃煤電廠、鋼鐵冶金、水泥建材和石油化工等主要工業煙道氣中CO2的大規模、低成本 捕集需要通過多種手段的創新和集成才能完成，涉及新型高效吸附材料開發、循環吸附/脫附 工藝優化、吸附設備設計、捕集過程與煙道氣除濕除雜質過程及后續壓縮液化利用或者封存過 程的系統集成優化、工廠低品位余熱的合理利用。 華東理工大學對吸附法捕集CO2關鍵技術展開了系統研究，通過國際合作引進歐洲先進的 吸附捕集技術，建立循環吸附/脫吸過程的數學模型，開發兩級多塔循環吸附捕集CO2工藝模 擬優化軟件包。已設計和建設年處理量20萬標米的常壓煙道氣CO2吸附捕集中試示范裝置，捕 集能耗比現有技術能耗下降20%以上，形成成套自主的CO2吸附捕集技術，為國家CO2減排計 劃提供先進技術支撐。

摻鋁氧化鋅薄膜（ AZO ）成本低廉、無毒環保，溶膠凝膠法制備 AZO 薄膜具有工藝簡單、成膜均勻性好、易于精確摻雜等優點，而后續處理工藝則是提高溶膠凝膠法制備的透明導電薄膜性能的關鍵。為此我們研究 105  到  10-4 Pa 大真空度范圍退火條件下的電阻率變化規律，發現：電阻率的降低集中在相對狹窄的真空度范圍，其中在 100 Pa  到 10 Pa  之間，電阻率陡降了 2 個數量級。電阻率在 10 Pa  退火時達到最小值，繼續提高真空度（減低氣壓），電阻率不再繼續降低。這一研究結果不僅澄清了以往對溶膠 - 凝膠法制備透明薄膜后續工藝處理的模糊認識，而且對實際生產工藝具有重要的指導意義，例如以此為根據，選擇合適的真空度退火，達到既滿足產品的性能指標，又能節能減排的最佳效果。 XRD 與 XPS  的分析表明中真空下氧空位、鋅填隙、以及 Al3+  對 Zn2+  離子的取代是中真空度下電阻率陡降的主要原因。此外，利用  Ar+ 離子對退火后的樣品進行反濺射清洗，能進一步提高電導率。更重要的是能在薄膜表面形成具有一定的凹凸起伏的絨面結構，能將入射太陽光分散到各個角度。用作太陽能電池電極時，能有效增強太陽能電池內的光吸收材料對入射太陽光的捕獲，提高光能利用率。