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納米碳材料高效生產技術應用
納米碳材料在人類的生產生活中正顯示出越來越多的重要作用，具有廣闊的市場空間。碳納米材料生產由于成本高及部分技術上的瓶頸制約了大規模生產，市場拓展減緩。四川大學研發團隊經過十余年的研究和開發，采取研發創新的高新技術，可高效低成本地生產高附加值碳納米材料（納米碳管，納米碳纖維）。
新技術的指標主要有催化劑性能指標和碳納米管純度指標。碳納米管 CVD 制備過程中催化劑的性能將直接影響所生產的碳納米管的性能。碳納米管的技術指標主要有反應溫度、制備 CNTs 單位質量產量、及原料固碳率等。本技術中催化劑反應溫度低于800 ℃, 催化劑的產碳能力可達CNTs 60 - 120 kg/kg cat, 原料單程固碳率為 15%-50%；納米碳材料純度高，在85%-98%。碳納米管的純度高，制備的碳納米管純度超過85%；有的達到 98%。此技術路線可行，實驗室小試階段已完成。
碳納米管、碳纖維是近十年飛速發展的新型納米材料，具有很大的商業價值和用途，附加值高。碳納米管可以作為模具制備出最細的納米尺度的導線，或者全新的一維材料，在未來的分子電子學器件或納米電子學器件中得到應用。制備的微型導線可以置于硅芯片上，用來生產更加復雜的電路。利用碳納米管的性質可以制作出很多性能優異的復合材料。例如用碳納米管材料增強的塑料力學性能優良、導電性好、耐腐蝕、屏蔽無線電波。使用水泥做基體的碳納米管復合材料耐沖擊性好、防靜電、耐磨損、穩定性高，不易對環境造成影響。碳納米管增強陶瓷復合材料強度高，抗沖擊性能好。碳納米管和金屬形成金屬基復合材料；這樣的材料強度高、模量高、耐高溫、熱膨脹系數小、抵抗熱變性能強。
四川大學
2021-05-11
黑磷-碳布復合材料制備技術
黑磷是一種新型的二維材料，由于其較寬的可調控直接帶隙、高載流子遷移率和優異的各向異性光電性質，在電子學、光電子學、生物醫藥、電化學和儲能等領域展現了巨大的應用潛力，成為“后石墨烯時代”最受矚目的二維材料之一。碳布（石墨化碳纖維布）是一種擁有獨特功能性質的、可用于支撐功能型材料的三維空間構型的材料。目前，碳布主要用作電沉積的基底材料，以與其它功能材料復合形成新的復合材料，所得的復合材料在電化學和儲能方面有著廣泛的應用前景。我們發明了一種黑磷-碳布復合新材料，制備方法簡單、溫和且高效，所制得的黑磷-碳布復合材料表現出優異的電化學性能，特別是在電化學析氧反應中表現優異，能為電化學反應分解水提供新的材料選擇。 本技術以單質錫、碘、磷以及碳布作為原料，制備了一種新型的黑磷-碳布復合材料。所得的黑磷-碳布復合材料表現出優異的電化學性能，特別是在電化學析氧反應中表現優異，能為電化學反應分解水提供新的催化劑選擇。
清華大學
2021-04-11
晶硅太陽電池生產虛擬仿真實訓
晶硅太陽電池生產仿真實訓讓學員以車間技術人員的身份參與整條晶硅太陽電池產線的生產工作。學員可以按標準生產流程操作車間生產設備、檢測生產樣品以及對電池生產進行工藝仿真，從而深刻了解整個太陽電池生產流程以及關鍵工藝參數。
一.1.1. 場景設計
場景由制絨車間、擴散車間、后清洗車間、PECVD鍍膜車間、絲網印刷車間和分選包裝車間六大場景組成。場景素材從多個真實工廠采集而來，高保真還原車間設備與生產流程
場景模型主要包括：潔凈車間、制絨機、自動上下料機、硅片、電子天平、分光光度計、電源柜、水冷機、空壓機、化學液柜、電腦，鍵盤、鼠標、擴散爐、石英舟、插片房、傳遞窗、純水箱、石英舟清洗槽、防毒面具、試驗臺、緩沖墊、防化服、源瓶、氣柜、硅槳、方阻測試儀，萬用表，石墨舟、PECVD鍍膜機、舟車、烘箱、全自動絲網印刷機、網版、刮刀、攪拌機、槳料、夾具、接觸電阻測試儀、燒結爐、IV分選儀、硅片盒、五格花藍等...
一.1.2. 互動設計
第一人稱視角控制主角場景漫游，學員可以在三維空間中自由活動和觀察場景中的物體。
拾取物體操作采用3D空間實際抓取的方式，沒有采用一般游戲中的背包欄方式，而當需要同時拾取多個物體時則提供3維工具用于裝放，采取這種方式會更加接近現實，使學員更真實的體驗實際工具的存放及使用的技巧。
各生產車間按照真實生產流程設計實訓生產任務，完成當前任務后才能進入下一個任務，每個任務記錄完成時間以及工藝仿真結果
縮略地圖實時顯示角色位置與任務點位置
第一人稱視角與特寫觀察視角無縫平滑撤換
機器與設置仿真控制，通過機器控制面板設置工藝參數，控制啟動生產，檢測生產結果
表單填寫與作業報告生成
使用儀器與設備檢測生產樣品
操作規程與關鍵知識點主動提示學習
原理動畫演示
廣東順德宙思信息科技有限公司
2025-06-02
一種低碳鎂碳質耐火材料及其制備方法
小試階段/n一種低碳鎂碳質耐火材料的制備方法，其特征在于將65~70 wt.%的電熔鎂砂顆粒、15~20 wt.%的電熔鎂砂細粉、5~15 wt.%的納米晶尖晶石-碳復合粉體、0~5 wt.%的鱗片石墨、1~3 wt.%的金屬鋁粉、0~3 wt%的Al-Mg合金和0~3 wt.%的結晶硅粉為原料混合，外加所述原料3~5 wt.%的酚醛樹脂，在高速混碾機中混練，用6300KN的壓磚機壓制成型；自然干燥24h，于200~230℃條件下干燥24h，制得低碳鎂碳質耐火材料。。本技術制備的低碳鎂碳質耐火材料的
武漢科技大學
2021-01-12
全降解低碳生物質復合材料
目前，低碳生活、節能社會是能源開發和材料研究的主旋律和重點，所以研究制造低碳材料是熱點中的熱點；而同時又是可再生、可降解的材料的聚乳酸、淀粉等生物材料，是當今研究的重要方向。聚乳酸、淀粉等生物材料都是從植物等非石油基能源開發而來，因此本項目所研究范圍屬于國家大力支持的綠色可降解材料領域，應用范圍相當廣，可替代現有的石油基、石油基復合物等污染環境、破壞生態的材料，是造福人類的潛在綠色材料。本研究以PBS、PLA、植物纖維或淀粉、增韌劑為主要原料用HAKKE制備PBS、PLA基復合材料。由于PLA的脆性和耐熱性差，提高PLA的耐熱性和韌性是本研究的關鍵。通過加入植物纖維等填料，并對其進行改性處理，可大大改善復合材料的耐熱性能；而在PLA/淀粉復合材料中加入某些特定的增韌增強材料，可大大提高PLA復合材料的韌性，達到可日常生活所用的標準。同時，得到PLA復合材料是生物可降解材料，對環境無任何污染。
華東理工大學
2021-04-11
碳包覆納米鈦酸鋰電極材料
傳統的鋰離子具有高比能量的特點，現在廣泛用于移動電話、筆記本 電腦等通訊工具、電動工具等。但由于其安全性，循環壽命和對極限 溫度耐受性等負面問題，已成為制約其在大規模儲能以及電動汽車中 廣泛使用的瓶頸。而上述三大問題產生的根本原因就在于現在鋰離子 電池采用的負極石墨材料。我們采用獨特的固相合成技術結合碳包覆 技術 (ZL. 200510030998.0), 制備了高電子導電性的納米鈦酸鋰材料。 其特點:1. Li4Ti5O12 可以實現顆粒大小和形狀可控，
復旦大學
2021-01-12
硅基新一代鋰電負極材料制備
項目成果/簡介:目前鋰離子電池的能量密度已經越來越不能滿足其在電動汽車、智能手機和大規模儲能方面的應用。鋰離子電池的能量密度低主要是因為所采用的正負極材料的比容量較低，尤其是負極材料石墨，其理論比容量為 372 mAh/g。目前研究最多的、最具有商業化前景的負極材料為硅基負極材料，其理論比容量為 4200 mAh/g，是石墨的十倍以上。據招商證券預計，硅基負極材料在 2020 年的市場使用量接近于 5 萬噸，銷售額接近于 50 億。 然而硅基材料在充放電過程中較大的體積變化率（>300%）限制了其商業化應用，較大的體積變化導致極片碎裂以及電解液在材料表面持續分解，從而造成其循環性能劇烈下降。另外，硅基材料為半導體，其導電性較差，從而導致硅基負極材料的倍率性能較差。如何解決硅基負極材料這兩大缺點是普及硅基材料在鋰離子電池應用的關鍵。 陳永勝教授課題組結合在納米技術和石墨烯材料領域的專長，經過近 10 幾年的研究，采用低成本的原材料、易工業化的工藝技術制備了石墨烯包覆的硅基負極材料，主要技術創新點包括：1）采用獨特的、具有自主知識產權的納米技術將大粒徑的硅粉進行納米化處理，納米化大大緩解了硅在充放電過程中體積變化的問題，從而從根本上解決了硅基負極材料循環性能差的問題；2）石墨烯包覆則充分發揮了石墨烯導電導熱性能好、機械性能優異、電化學性能穩定等特點，改善了材料的鋰離子擴散性能和電子導電性，大大提高了功率特性； 14隔絕了硅與電解液的直接接觸，抑制副反應造成的電解液分解和材料侵蝕，提高了首次效率，延緩了使用過程中的壽命衰減；進一步減緩了充放電過程中硅的體積變化，維持材料結構的整體穩定性，極大地提升了循環特性。效益分析:陳永勝教授課題組發明的石墨烯包覆硅基負極材料，從制備過程上講，具有工藝簡單、成本低廉、易工業化的特點；從性能上講，具有比容量高、穩定性好、壓實密度大等優點，與高比容量正極組成的鋰離子電池的能量密度是當前商業化鋰離子電池能量密度的數倍以上。
南開大學
2021-04-11
硅基新一代鋰電負極材料制備
目前鋰離子電池的能量密度已經越來越不能滿足其在電動汽車、智能手機和大規模儲能方面的應用。鋰離子電池的能量密度低主要是因為所采用的正負極材料的比容量較低，尤其是負極材料石墨，其理論比容量為 372 mAh/g。目前研究最多的、最具有商業化前景的負極材料為硅基負極材料，其理論比容量為 4200 mAh/g，是石墨的十倍以上。據招商證券預計，硅基負極材料在 2020 年的市場使用量接近于 5 萬噸，銷售額接近于 50 億。 然而硅基材料在充放電過程中較大的體積變化率（>300%）限制了其商業化應用，較大的體積變化導致極片碎裂以及電解液在材料表面持續分解，從而造成其循環性能劇烈下降。另外，硅基材料為半導體，其導電性較差，從而導致硅基負極材料的倍率性能較差。如何解決硅基負極材料這兩大缺點是普及硅基材料在鋰離子電池應用的關鍵。 陳永勝教授課題組結合在納米技術和石墨烯材料領域的專長，經過近 10 幾年的研究，采用低成本的原材料、易工業化的工藝技術制備了石墨烯包覆的硅基負極材料，主要技術創新點包括：1）采用獨特的、具有自主知識產權的納米技術將大粒徑的硅粉進行納米化處理，納米化大大緩解了硅在充放電過程中體積變化的問題，從而從根本上解決了硅基負極材料循環性能差的問題；2）石墨烯包覆則充分發揮了石墨烯導電導熱性能好、機械性能優異、電化學性能穩定等特點，改善了材料的鋰離子擴散性能和電子導電性，大大提高了功率特性； 14隔絕了硅與電解液的直接接觸，抑制副反應造成的電解液分解和材料侵蝕，提高了首次效率，延緩了使用過程中的壽命衰減；進一步減緩了充放電過程中硅的體積變化，維持材料結構的整體穩定性，極大地提升了循環特性。
南開大學
2021-02-01
一種碳納米結構修飾片狀有序介孔碳材料及其制備方法
本發明公開了一種碳納米結構修飾片狀有序介孔碳材料及其制備方法。本發明的方法包括步驟：（１）制作前驅體溶液：以無水乙醇為溶劑，可溶性酚醛樹脂為第一組分，三嵌段共聚物為第二組分，按比例混合形成均勻的前驅體溶液。（２）選用草酸鉀作為基質，將其固體粉末堆積到反應器中，按比例加入前驅體溶液，利用乙醇的蒸發獲得復合材料，將獲得的復合材料經歷低溫熱交聯、高溫分段焙
東南大學
2021-04-14
多孔油料碳吸附材料制備和應用技術
含油廢水是一種量大而且面廣的污染源，其排放量居各類工業廢水之首。含油廢水的來源很廣，其中主要有油田開采泄露原油、石油工業的煉油廠含油廢水、鐵路機務段的洗油罐含油廢水、軋鋼廢水和金屬清洗液、拆船廠的油貨輪含油廢水、油輪壓艙水、洗艙水、機械切削加工的乳化油廢水、以及餐飲業、食品加工業、洗車業排放的含油廢水等。隨著人們生活水平的提高，對環境的要求日益提高，含油廢水的處理越來越受重視，成為現代社會待解決的重要課題之一。
西安交通大學
2021-04-11