《宁波材料所在海洋超疏水超亲油油水分离材料与应用关键技术方面取得进展》

  • 来源专题:中国科学院亮点监测
  • 编译者: liuzh
  • 发布时间:2019-01-08
  • 中国科学院宁波材料技术与工程研究所海洋环境材料团队研制了系列亲油疏水材料,并基于这些材料开发新型智能溢油应急装置。通过对材料的孔径控制、结构设计及表面能调控,研制了系列亲油疏水金属和高分子材料,分别实现对水上原油、重油、轻油、柴油汽油、有机化学液体及水下有机化学液体等的高效吸附与回收等。目前,相关技术及生产线已经转移给上海仪耐新材料科技有限公司,公司在上海奉贤、山东东营建立了两个生产基地,形成日产60000平方米生产规模,其中单条生产线的生产效率最高达200平方米/小时。

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    • 来源专题:中国科学院亮点监测
    • 编译者:yanyf@mail.las.ac.cn
    • 发布时间:2019-04-06
    • 传感器与计算机、通信被称为信息系统的三大支柱,传感器技术的优劣成为衡量一个国家科技水平和是否处在国际战略竞争制高点的重要标志,是发达国家高度重视的核心基础技术。传感器产业已被国内外公认为是具有发展前途的高技术产业,其技术含量高、经济效益好、渗透力强、市场前景广等特点为世人所瞩目。   由中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员杨明辉带领的固体功能材料团队在先进气体传感材料的研发与先进气体传感器设计方面进行了系统的研究。通过对材料结构、形貌及组成的设计,开发出一系列高性能的气体传感材料,包括首次将金属氮氧化物异质结构材料应用于气体传感材料(Small, 2016, 12(23): 3128-3133)、首次合成纯相Sn3N4材料并应用于酒精传感(Chemistry of Materials, 2017, 29(3): 969-974) 及多种多壳层中空传感材料(ACS Applied Materials & Interfaces, 2018, 10(17): 15314-15321、Nanoscale, 2016, 8(36): 16349-16356等)。   团队在研发高性能传感材料的基础上,开发了多种类型气体传感器以满足不同应用环境,主要包括半导体型、电化学型、催化燃烧型及光学型气体传感器。团队目前已经采用先进的制造工艺,开发了低功耗、小尺寸、高性能的多种气体传感器。   基于研制的先进气体传感器件,固体功能材料团队正在积极研制多场景智能气体检/监测装备。“室内空气监测设备”面向室内典型的污染物进行监测,主要包括VOCs( 甲醛、苯系物)、颗粒物(PM2.5、PM10) 及臭氧等,实时获取室内空气质量状况,并及时反馈到空气净化装置。“空气质量微型监测站”面向室外空气污染物的监测,主要包括颗粒物(PM2.5、PM10)、NO、CO、SO2及O3。设备在城市中进行网格化布置,并通过无线网络将数据及时传回控制中心,实现对污染源迅速定位,促使人员快速赶赴现场排查原因,对其进行紧急处置,尽量将污染所产生的影响降到最低。
  • 《宁波材料所在二维纳米防护薄膜材料方面取得进展》

    • 来源专题:中国科学院亮点监测
    • 编译者:yanyf@mail.las.ac.cn
    • 发布时间:2019-03-30
    • 石墨烯具有大的比表面积、高的化学惰性以及优异的阻隔性,被认为是已知最薄的防护材料,采用化学气相沉积(CVD)法制备的石墨烯薄膜可直接用于金属的腐蚀防护,逐渐成为制备石墨烯防护薄膜最主要的方法。但石墨烯薄膜在制备过程不可避免会引入空位、晶界等结构缺陷,将其长时间暴露在空气中,腐蚀介质容易通过这些缺陷与基底金属发生反应,且高导电的石墨烯薄膜将促进界面处的电化学反应进而加速基底金属的腐蚀。   近期,中国科学院宁波材料技术与工程研究所海洋新材料与应用技术重点实验室研究员王立平团队利用CVD技术在多晶铜衬底上成功制备了一系列的氮掺杂石墨烯薄膜,通过调节NH3的气流量获得不同氮浓度的氮掺杂石墨烯薄膜。同时,研究发现氮掺入石墨烯晶格网络中会造成薄膜体系的导电率相比于原始石墨烯下降,在大气长效暴露试验条件下,低导电的氮掺杂石墨烯薄膜可抑制电子在腐蚀界面的传输,降低铜和氮掺杂石墨烯界面处的电化学腐蚀速率,有效延缓腐蚀区域的扩散,表现出更佳的长效腐蚀防护性能(图1),但该方法仍不能根除薄膜在生长过程中形成的结构缺陷,以及所造成的表面不均匀的腐蚀点。相关结果已经发表在Journal of Materials Chemistry A(2018, 6, 24136-24148)上,并作为期刊的Inside back cover被亮点报道。   另一方面,六方氮化硼(h-BN)纳米片作为一种石墨烯类似物,也具有很好的抗渗透性。王立平团队通过CVD法在多晶铜衬底上生长出不同层数的h-BN薄膜,由于h-BN自身的绝缘特性,无论是单层或是多层h-BN薄膜,将其包覆在铜衬底表面都表现出优异的大气长效防护性能。在高温加热条件下(200℃),单层h-BN薄膜包覆铜箔的氧化主要发生在薄膜晶界和缺陷处,而多层h-BN的氧化主要集中在薄膜的褶皱区;相比于单层h-BN薄膜,多层h-BN薄膜能够有效阻碍氧气的横向扩散,显著提高了基底铜的抗氧化性能(图2)。相关结果发表在ACS Applied Materials & Interfaces(2017, 9, 27152-27165)上。   以上研究工作得到中国科学院前沿科学重点研究项目(QYZDY-SSW-JSC009)、国家自然科学基金(41506098)、青岛海洋科学与技术国家实验室开放基金(QNLM2016ORP0409)等的资助。