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蘭州化物所開(kāi)發(fā)出氮摻雜多孔石墨烯制備新方法并用于稀土分離

中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所手性分離與微納分析課題組開(kāi)發(fā)出一種多重限域的一步可控合成摻雜方法,，制備出對(duì)稀土離子具有高分離選擇性的氮摻雜納孔石墨烯膜（專利申請(qǐng)?zhí)枺篊N 202010861481.0）,。該研究在吸附了苯丙氨酸的氧化石墨烯膜的二維層間空間限域生長(zhǎng)層狀鋅類(lèi)水滑石,，從而構(gòu)建類(lèi)水滑石/苯丙氨酸/氧化石墨烯三明治型復(fù)合材料,。由于鋅類(lèi)水滑石層間夾層可作為密閉反應(yīng)器,，通過(guò)限域燃燒,，可將苯丙氨酸中的氮原子摻雜到石墨烯晶格中,。同時(shí),，形成的多孔鋅類(lèi)水滑石可作為模板,，通過(guò)孔區(qū)域內(nèi)限域燃燒在氧化石墨烯上蝕刻出孔徑可控的納米孔（圖1）。

圖1.多重限域策略可控合成氮摻雜納孔石墨烯示意圖

科研人員將獲得的氮摻雜納孔石墨烯（圖2）制備成膜用于稀土元素的分離,，獲得了良好的分離選擇性,，最高膜分離因子達(dá)到3.7。理論模擬表明，氮摻雜納孔石墨烯中的吡咯氮原子,，在稀土離子的選擇性分離過(guò)程中起到主要作用,。該制備方法簡(jiǎn)單高效、膜分離穩(wěn)定性優(yōu)異,。該研究不僅為雜原子摻雜納孔石墨烯材料的制備開(kāi)辟了新途徑,，而且為實(shí)現(xiàn)稀土離子的高選擇性膜分離提供了新思路，具有潛在的工業(yè)應(yīng)用前景,。相關(guān)研究成果發(fā)表在Cell Press旗下綜合類(lèi)子刊上,，博士生譚洪鑫為論文第一作者，研究員李湛和邱洪燈為論文共同通訊作者,。

圖2.氮摻雜納孔石墨烯表征圖

合肥研究院等在熒光碳量子點(diǎn)的太赫茲光電特性研究中獲進(jìn)展

中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院固體物理研究所研究員徐文課題組與西南大學(xué)合作,，利用太赫茲時(shí)域光譜（THz TDS）技術(shù)，探究熒光碳量子點(diǎn)（CQDs）的光電特性,，發(fā)現(xiàn)在80-280 K溫度范圍內(nèi),，紅光熒光量子點(diǎn)（R-CQDs）在0.2-1.2 THz頻段為光絕緣體（即對(duì)THz光全透），而藍(lán)光熒光量子點(diǎn)（B-CQDs）隨THz頻率,、溫度的增加出現(xiàn)絕緣體-半導(dǎo)體轉(zhuǎn)變,。

該工作首次將THz TDS技術(shù)應(yīng)用于熒光碳量子點(diǎn)的研究，為碳量子點(diǎn)粉末關(guān)鍵物理參數(shù)的實(shí)驗(yàn)測(cè)量提供了新方法,，有助于深入了解碳量子點(diǎn)的基本物理特性,。同時(shí)，研究中觀測(cè)到熒光碳量子點(diǎn)在THz頻段的絕緣-半導(dǎo)體轉(zhuǎn)變這一物理現(xiàn)象,，表明碳量子點(diǎn)可應(yīng)用于THz光透射的調(diào)控,，制備新型THz器件。

（a）兩種碳量子點(diǎn)的光致發(fā)光光譜,；（b）兩種碳量子點(diǎn)的紫外-可見(jiàn)吸收光譜,；（c）電子能級(jí)和光致發(fā)光電子躍遷示意圖

吉林大學(xué)楊柏團(tuán)隊(duì)綜述：碳點(diǎn)，一種應(yīng)用廣泛的新型碳基納米材料,！

碳點(diǎn)（CDs）作為一種新型的碳基納米材料,，由于其多樣的物理化學(xué)性質(zhì)和良好的生物相容性、獨(dú)特的光學(xué)性能,、低成本,、生態(tài)友好性、豐富的官能團(tuán)（如氨基,、羥基,、羧基）、高穩(wěn)定性和電子遷移率等優(yōu)點(diǎn),，近年來(lái)引起了廣泛的研究興趣,。

吉林大學(xué)楊柏教授等人發(fā)表的最新綜述中，在分析CDs的形成機(jī)理,、微納米結(jié)構(gòu)和性質(zhì)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,，對(duì)CDs的分類(lèi)進(jìn)行了全面的綜述，并介紹了CDs的合成方法和光學(xué)性質(zhì),，包括強(qiáng)吸收,、光致發(fā)光和磷光。此外,，各種應(yīng)用領(lǐng)域的最新重大進(jìn)展,，包括光學(xué)（傳感器、防偽）,、能源（發(fā)光二極管,、催化、光伏,、超級(jí)電容器）,，以及有前途的生物醫(yī)學(xué)，都得到了系統(tǒng)的強(qiáng)調(diào),。最后,，作者展望了所面臨的關(guān)鍵問(wèn)題、未來(lái)的研究方向和前景,，以展示CDs基材料的全貌,。相關(guān)論文以題目為“Carbon Dots: A New Type of Carbon-Based Nanomaterial with Wide Applications”發(fā)表在ACS Central Science期刊上。

中美研究人員開(kāi)發(fā)出碳納米管晶體管制造新工藝

據(jù)IEEE官網(wǎng)消息,，臺(tái)積電公司,、美國(guó)加州大學(xué)圣地亞哥分校和斯坦福大學(xué)聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出一種碳納米管晶體管制造新工藝，可制造出更小,、更穩(wěn)定的碳納米管晶體管,。業(yè)界認(rèn)為碳納米管晶體管有望打破硅晶體管芯片無(wú)法進(jìn)一步縮小的瓶頸，延續(xù)“摩爾定律”,。研究人員將二氧化鉿和氧化鋁材料相結(jié)合,，形成具有較高介電常數(shù)的介質(zhì)材料，以作為碳納米管晶體管結(jié)構(gòu)中的柵極電介質(zhì),。二氧化鉿和氧化鋁的綜合電特性,，使得研究人員能夠構(gòu)造一個(gè)厚度小于4nm的柵極電介質(zhì)裝置。仿真實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明,，用這一方法制造出的碳納米管元件,，與基于CMOS(互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體)的硅元件性能更為接近，且其尺寸還有望進(jìn)一步縮小,。該研究為碳基半導(dǎo)體的開(kāi)發(fā)進(jìn)一步拓寬了道路,。

《化學(xué)工程雜志》：中國(guó)科學(xué)家開(kāi)發(fā)氧化石墨烯納濾膜，有效過(guò)濾水中微污染物

中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所（IPE）萬(wàn)印華教授帶領(lǐng)的研究小組開(kāi)發(fā)了一種穩(wěn)定的、均勻孔徑的氧化石墨烯納濾膜來(lái)去除OMPs,。研究成果已于近日發(fā)表在《化學(xué)工程雜志》(Chemical Engineering Journal)上,。研究人員表示，“與市面上銷(xiāo)售的聚酰胺納濾膜相比,，GO膜具有靶向涂層,，即使在長(zhǎng)期操作、交叉流過(guò)濾或高壓下,，也能對(duì)各種OMPs產(chǎn)生更高,、更穩(wěn)定的過(guò)濾效果�,！�

《ACS Nano》：石墨烯將光學(xué)數(shù)據(jù)傳輸速度提高1萬(wàn)倍

韓國(guó)科學(xué)技術(shù)研究院（KIST）宣布,，由光電子材料與器件中心的高級(jí)研究員Song Yong-Won Song博士領(lǐng)導(dǎo)的研究小組能夠產(chǎn)生的激光脈沖的頻率至少比現(xiàn)有技術(shù)水平高10,000倍。

通過(guò)將包含石墨烯的附加諧振器插入在飛秒（10-15秒）范圍內(nèi)工作的光纖脈沖激光振蕩器中,，可以實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),。通過(guò)將這種方法應(yīng)用于數(shù)據(jù)通信，有望大大提高數(shù)據(jù)傳輸和處理速度,。直接在銅線表面合成的石墨烯充當(dāng)直徑控制的微纖維的集線器,，以形成環(huán)形諧振器直接在銅線表面合成的石墨烯充當(dāng)直徑控制的微纖維的集線器，以形成環(huán)形諧振器,。

合肥研究院等在石墨烯材料的等離子體制備及應(yīng)用研究中獲進(jìn)展

中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體物理研究所研究員王奇主持的安徽省重點(diǎn)研究與開(kāi)發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目《等離子體技術(shù)制備高質(zhì)量功能化石墨烯》通過(guò)安徽省科技廳組織的結(jié)題驗(yàn)收,。

在研究方面，研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積技術(shù),，實(shí)現(xiàn)了在較低溫度下,、不同基底上制備石墨烯薄膜；基于等離子體法制備石墨烯,，實(shí)現(xiàn)了高純度粉體石墨烯的可控制備,；以實(shí)現(xiàn)石墨烯的功能化為目標(biāo)、石墨烯的結(jié)構(gòu)修飾為研究重點(diǎn),，研究了通過(guò)修飾,、摻雜、復(fù)合等手段對(duì)石墨烯電子結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)特性的影響,，為面向儲(chǔ)能器件應(yīng)用的石墨烯材料制備提供了研究基礎(chǔ),。

在應(yīng)用方面，研究團(tuán)隊(duì)積極開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)化工作,，參與制定了3項(xiàng)石墨烯領(lǐng)域行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),，與多家企業(yè)和清華大學(xué)、北京大學(xué),、中科院寧波材料技術(shù)與工程研究所,、中科院山西煤炭化學(xué)研究所,、中科院蘇州納米技術(shù)研究所等科研院所合作，共同制定了團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《鋰離子電池用石墨烯導(dǎo)電漿料》（T/CGIA 032—2020）,；針對(duì)鋰離子電池導(dǎo)電劑,，建立了全面評(píng)價(jià)技術(shù)參數(shù)和測(cè)試方法；針對(duì)石墨烯材料的自有特點(diǎn),，建立了相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)要求,，為石墨烯漿料企業(yè)產(chǎn)品研發(fā),、質(zhì)量控制,、電池企業(yè)采購(gòu)漿料提供了指導(dǎo)和參考。

信息來(lái)源：蘭州化學(xué)物理研究所,、合肥物質(zhì)科學(xué)研究院,、瀟湘晨報(bào)、材料科學(xué)與工程,、全球技術(shù)地圖,、前瞻網(wǎng)、騰訊網(wǎng)等

（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/黑金）

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