中南大学/香港理工大学在纳米多孔储能材料研究领域取得重要进展

正纳米多孔结构的碳材料由于具有大比表面积、独特的孔结构以及丰富的纳米孔,使其在储能领域应用潜力巨大,也引起了人们的高度重视。然而,对于多孔材料在纳米尺度上,面向不同储能需求的多功能组合和调控仍是目前材料领域的一个难点问题。在国家自然科学基金项目的资助下,中南大学周向阳课题组与香港理工大学Limin Zhou课题组合作,在一     

纳米孔"炭"和纳米孔"碳"——对碳质多孔材料的几点思考

对碳质纳米孔隙材料提出一种新的分类方法——基于孔壁结构分类。根据这种方法，碳质多孔材料分为：纳米孔“碳”（石墨烯纳米孔材料）和纳米孔“炭”（类石墨微晶纳米孔材料）。具有相近比表面积的两种碳质材料由于具有不同的孔壁结构而可能具有完全不同的物理化学性质（比如：电化学性质）。文中简要介绍了两种新型的纳米孔“碳”——单壁微孔“碳”和碳纳米管-DNA杂化物以及区分纳米孔“碳”和纳米孔“炭”的重要判据：拉曼光谱。     

结构可控的纳米多孔气凝胶材料

综述了气凝胶材料的发展及潜在的应用前景。     

具有多孔基体复合相变储能材料研究

本文提出了研制一种具有多孔基体的复合相变储能材料，通过实验分析了该储能材料的融解温度、融解热、热稳定性及微相结构等性能。该储能材料是由两种有机相变材料组成，通过物理吸附的方法将其复合在多孔基体材料中。在热分析中，用示差扫描量热仪(DSC)来测定储能材料的融点、融解热，用热重分析仪(TGA)测定其热稳定性，并用扫描电镜(SEM)观测了该储能材料的微相结构。测试结果表明该储能材料具有较高的相变潜热和较好的热稳定性，可被应用于储能和热能回收系统中。     

中科院纳米氧化锌材料研究取得重要进展

据有关媒体报导，中科院力学所科研人员利用气相沉积法，成功地合成了多种形貌的微纳米氧化锌材料，比如纳米线、纳米棒、纳米锥、四足纳米氧化锌等，还实现了纳米氧化锌在碳纳米管上的直接生长，并制备出多种独特形貌的氧化锌微纳米材料，通过这种方法合成出来的材料具有很强的发光性能和催化活性。准一维纳米材料由于量子尺寸效应具有许多特异的物理、化学特性，是研究电子传输行为、光学特性和力学性能等物理性质的理想系统，在构建纳米电子和光学器件方面具有很大的应用潜力，近年来受到各界的广泛关注。纳米氧化锌特有的量子尺寸效应、界面效应和耦合效应，使其在紫外激光器、光波导器件、发光元件、表面声波元件、太阳能电池窗口材料、压敏电阻及气体传感器等方面有着广泛的用途，被称为“第三代半导体材料”。     

安徽在纳米器件研究领域取得重要进展

安徽省仿生感知实验室刘锦淮、黄行九研究组在纳米器件研究领域取得了重要进展,研究论文《基于“T”型二氧化锡纳米线的分流器件》发表在国际材料科技与学术领域著名评论期刊《今日材料》（MaterialsToday,2011,14,42—49）dz。     

理化所在一维有机纳米材料研究领域取得重要进展

中国科学院理化技术研究所张晓宏研究组在方向性弱相互作用诱导一维有机单晶纳米材料生长方面取得重要进展,该研究组发明了一种高纯度、低结构和形貌分散度的、相对普适的制备一维和准一维单晶有机纳米结构的新方法。这一发明扩展了能够形成一维单晶有机纳米材料的有机分子结构种类,为深入理解纳米材料的一维生长机制和有机纳米材料形状调控提供了实验依据,为进一步研究有机纳米器件的构筑提供了重要材料基础。     

纳米碳材料的辐射改性及其应用进展

碳材料是自然界中与人类关系最为密切的重要材料之一,伴随着纳米科技的发展,具有纳米结构的功能碳材料的研究逐渐深入,已经出现了石墨烯、碳纳米管等性能优异的纳米碳材料。纳米碳材料具有机械强度高、导热导电能力强等诸多优点以及环境友好特性,能够满足绿色化学和可持续性发展的要求,因而其在复合材料中的应用成为相关领域的研究热点。纳米碳材料的引入可以显著提高复合材料的性能,并且还可以赋予材料新的性能,其在功能复合材料方面有良好的应用前景。然而,由于纳米碳材料自身的结构特点,其在溶剂和聚合物基体中的分散性、相容性和稳定性较差,这一直阻碍着其性能在复合材料中的发挥,甚至可能导致材料的整体性能降低。因此,提高纳米碳材料的分散能力和使用性能一直是研究的难点和热点。通过化学的方法提高纳米碳材料的分散能力,操作过程复杂,生产成本增加,且化学品试剂大多具有很强的毒性。近年来,纳米碳材料的辐射改性受到各界广泛的重视,利用辐射技术制备和官能化修饰纳米碳材料,可以显著提高纳米碳材料的分散能力和与基体的相容性。辐射刻蚀和还原技术用于纳米碳材料的制备时,可对其结构进行设计,例如辐射制备短切碳纳米管,降低了碳纳米管的长度,可有效提高分散能力。利用高能射线还可将氧化石墨烯进行还原,提供简单高效制备石墨烯的新方法和新思路。辐射接枝可用于纳米碳材料的表面修饰,例如在碳纳米管或石墨烯表面接枝聚合含碳碳双键的酯和芳香类聚合物,提高了纳米碳材料在溶剂和聚合物基体中的分散性能,有助于制备各种高性能功能材料。本文综述了近年来辐射技术在碳纳米管、氧化石墨烯及碳纳米纤维等材料改性及其应用方面的研究进展,总结了这三种纳米碳材料的优异性能及其复合材料在生物医药、能源、智能材料等领域的最新研究进展,分析了辐射改性纳米碳材料的优势,并对今后辐射技术和纳米碳材料相结合的研究方向进行了展望。随着对纳米碳材料辐射改性的研究和产业化的不断深入,分散性能优异的纳米碳材料有望实现大规模低成本的连续批量生产,未来在功能化和高性能化复合材料等领域的应用也将会更加广阔。     

中国纳米电缆研制取得重要进展

中国科技大学俞书宏教授领导的合肥微尺度物质科学国家实验室（筹）纳米材料与化学研究部在中国科学院“引进国外杰出人才”计划、国家杰出青年基金、国家基金委优秀创新群体、国家自然科学基金等的大力支持下，继在生物模拟矿化与仿生合成特殊无机纳米结构材料方面取得重要进展之后，最近在同轴纳米电缆和纳米管的低温化学合成方面又获得一系列新进展。同轴纳米电缆和复合纳米管是一种新型纳米结构材料。     

多孔碳化聚苯胺纳米片的制备及其性能研究

先通过原位聚合制备聚苯胺(PANI),然后经过碳化处理制备了多孔的碳化聚苯胺(C-PANI)纳米片。分别利用TEM、FT-IR、XRD、全自动比表面及孔隙度分析仪及恒流充放电等对其形貌、表面结构、晶体结构、比表面积及电容性能进行表征,并对该纳米片的形成机理进行了探讨。同时,电容性能测试结果表明该纳米片显示较理想的电容值,这可能归因于碳化聚苯胺纳米片拥有较大的比表面积,有利于电解液离子的传输和渗透;碳化聚苯胺中氮元素的存在使其又具有赝电容效应,也有助于电容性能的提高。     

物理所轻元素纳米结构研究取得重要进展

中科院物理所的王恩哥、白雪冬等与武汉大学的同事合作，在硼碳氮纳米管的结构调控和性质研究方面又取得了新进展。他们采用等离子体辅助热丝化学气相沉积生长技术，在金属衬底上直接生长硼碳氮/碳多壁纳米管异质结阵列。结构分析表明，硼碳氮纳米管和碳纳米管具有高质量的界面结构。采用原子力显微镜对单个异质结构进行电学测量，     

多孔材料孔结构分形维数的研究现状

分形表征是多孔材料孔结构表征中的一种新兴的方法。通过构造分形几何模型，阐述了多孔材料孔结构分形表征中不同类型的分形维数。分析了现阶段研究中存在的问题，探讨了分形表征在多孔材料孔结构表征中未来的发展趋势。     

纳米羟基磷灰石/聚酰胺多孔支架材料的制备及性能研究

使用多种致孔剂采用粒子沥滤法制备了纳米羟基磷灰石／聚酰胺多孔支架材料，用IR、XRD、SEM等手段对多孔复合材料的组成结构及形貌进行了表征，并检测了其物理性能指标。结果表明，复合材料中两相分散均匀，且发生了界面结合；材料的孔隙率与致孔剂的含量成正比，支架中大孔与微孔并存且相互贯通；以NaCl作致孔剂且孔隙率达到80％左右时的支架材料可以同时满足组织工程对孔隙率和力学强度的双重要求。     

新型纳米碳材料应用研究获系列进展

<正>碳材料以其优异的性能而成为材料领域的研究热点之一,国内外材料科学工作者围绕新型纳米碳材料的可控制备及其在超级电容器等化学储能器件中的应用开展了大量的研究工作。在中科院"百人计划"和国家自然科学基金项目支持下,中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室阎兴斌研究员带领的研究团队自2009年以来     

纤维对硅酸盐基多孔材料吸声性能的影响

以硅酸盐水泥为主要原料,通过原位自组装技术制备了硅酸盐基多孔材料.通过改变纤维的添加量,制备了含有不同种类和不同纤维添加量的多孔材料,并分析了纤维对多孔材料的吸声性能的影响.采用驻波管法测试多孔材料的吸声性能,通过立体显微镜(SM)分析材料形貌.结果表明,PP纤维和玻纤对材料吸声性能影响显著:当PP纤维长度为19mm时,材料的吸声效果最好;随着PP纤维掺量的增加,材料的中低频吸声性能提高,中高频吸声性能降低;随着玻纤掺量的增加,材料的中低频吸声性能提高,中高频吸声性能降低.     

多孔阳极氧化铝膜在纳米功能材料制备中的应用

纳米材料具有一系列不同于块体材料的新异特性，在许多领域都有着广阔应用前景。阳极氧化铝膜具有独特的多孔结构，可作为制备各种纳米功能材料的模板，因而在纳米功能材料制备中占有重要地位。本文综述了多孔阳极氧化铝模板的结构特征、制作方法及由模板合成法制备的多种纳米功能材料的研究与应用现状，并介绍了模板及纳米功能材料的常用表征手段。     

ZIF-8@PAN纳米纤维膜基多孔碳材料的制备及对镉离子的吸附性能

主要将通过磁控溅射技术制备所得的氧化锌@聚丙烯腈(ZnO@PAN)静电纺丝纳米纤维膜材料,利用溶剂热反应合成金属有机框架材料ZIF-8@聚丙烯腈(ZIF-8@PAN)纳米纤维膜材料,后经过900℃高温煅烧工序制备ZIF-8@PAN纳米纤维膜基多孔碳材料,并将其应用于水体中重金属离子镉的吸附。X射线衍射、红外光谱、扫描电镜分析表征结果表明,ZIF-8成功地在PAN纳米纤维膜上原位生长,经过高温煅烧,ZIF-8的结构并未明显改变。ZIF-8@PAN纳米纤维膜基多孔碳材料在水溶液中对镉离子具有良好的吸附效果。探究证明,吸附过程中,在溶液为中性条件下,且水浴加热35℃时,镉离子吸附效果最好,吸附效率最高可达到88%左右。     

纳米多孔金属研制取得重要进展

大多数金属材料经制备和加工后,力学性能不再能够进行调节。最近,中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室金海军研究员和德国汉堡-哈尔堡工业大学Jōrg Weissmü-ller教授合作研制出一种杂化材料。该材料的强度和塑性变形能力可通过施加电信号来进行快速、大幅度、往复调节。研究成果发表于近日出版的美国《科学》杂志上。     

纳米炭材料在储能产业中的应用进展与展望

能源和环境问题是目前人类亟需解决的两大难题,如何实现能源的多样性、绿色和高效利用是更为迫切的问题。随着交通、信息等领域的高速发展,对高能量密度、高功率密度、长寿命、高安全性、廉价、环境友好的高性能储能器件提出了迫切需求。在选择储能器件时,最关键的是储能器件的能量密度和功率密度,而决定这些性能的根本因素是储能材料,因此,研究开发高性能、低成本的电极材料是储能器件研究开发工作的核心。作为综合性能最好的炭材料,在各种储能器件特别是锂离子电池、超级电容器等中都有着非常重要的应用。随着储能器件产业的壮大,作为活性物质和导电剂的炭材料已成为极为重要的材料之一。     

多孔材料的孔结构表征及其分析

多孔材料的研究已成为当今材料科学研究领域的一大热点,而多孔材料的研究离不开结构表征分析.多孔材料的表征常用X射线小角度衍射法、气体吸附法、电子显微镜观察法等.重点介绍了这些表征方法对多孔材料的孔道有序性、孔形态、比表面积和孔体积及孔径等的表征分析应用,最后简单介绍了孔结构表征的新方法.