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納米氮化硼材料兼具氮化硼和納米材料的雙重優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于航空航天、高端電子散熱材料、吸附劑、水凈化、化妝品等領(lǐng)域。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出一種能夠?qū)崿F(xiàn)形貌和尺寸均一且具有超大比表面積多孔氮化硼納米纖維的規(guī)模化制備技術(shù)，目前市場(chǎng)尚未實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。該技術(shù)合成工藝簡(jiǎn)單可控、成本低、過(guò)程綠色環(huán)保，處于國(guó)際領(lǐng)先地位。 1 產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域 圖2 高性能氮化硼納米纖維粉體 圖3 氮化硼納米纖維粉體微觀形貌

本發(fā)明提供了一種納米氮化釩及納米碳氮化釩粉體的制備方法。其特征在于以粉狀釩酸銨、碳質(zhì)還原劑和微量稀土等催化劑為原料，按一定配比將它們?nèi)苡谌ルx子水或蒸餾水中，并攪拌均勻，制得溶液。然后將該溶液加熱、干燥，最后得到含有釩源和碳源的前驅(qū)體粉末。將前驅(qū)體粉末置于高溫反應(yīng)爐中，并通入還原氣體作為反應(yīng)和保護(hù)氣體，于800～950℃、30～60min條件下，制得平均粒徑＜100nm、粒度分布均勻的納米氮化釩及納米碳氮化釩粉體。本方法具有反應(yīng)溫度低、反應(yīng)時(shí)間短、生產(chǎn)成本低、工藝簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，適合工業(yè)化生產(chǎn)。

已有樣品/n基于超低溫的恒定電容深能級(jí)瞬態(tài)傅里葉譜表征了LPCVD-SiNx/GaN界面態(tài)，在70K低溫下探測(cè)到近導(dǎo)帶能級(jí)ELP (EC - ET = 60 meV)具有1.5 × 10-20 cm-2的極小捕獲界面。在國(guó)際上第一次通過(guò)高分辨透射電鏡在LPCVD-SiNx/GaN界面發(fā)現(xiàn)晶化的Si2N2O分量，并基于Si2N2O/GaN界面模型的第一性原理分析，證明了近導(dǎo)帶界面態(tài)主要來(lái)源于鎵懸掛鍵與其臨近原子的強(qiáng)相互作用。由于晶化的Si2N2O

北京科技大學(xué)特種陶瓷研究室開(kāi)發(fā)出一種自蔓延反應(yīng)燒結(jié)氮化硅/氮化硼復(fù)相可加工陶瓷材料，其應(yīng)用前景極其廣闊。 Si和N2合成Si3N4反應(yīng)的絕熱燃燒溫度高，體積有所增加，生成棒狀的b-Si3N4相相互交叉，提高了自蔓延反應(yīng)燒結(jié)氮化硅多孔陶瓷的強(qiáng)度，但氮化硅加工性能差。h-BN陶瓷可加工性能好，但燒結(jié)性能差。本項(xiàng)目利用h-BN相在氮化硅陶瓷中形成弱界面，當(dāng)加工時(shí)，弱界面上會(huì)形成微裂紋，并沿弱界面發(fā)生偏轉(zhuǎn)，耗散裂紋擴(kuò)展的能量使裂紋擴(kuò)展終止；當(dāng)載荷繼續(xù)上升時(shí)，在下層的弱結(jié)合界面處將產(chǎn)生新的臨界裂紋再擴(kuò)展；如此反復(fù)，使裂紋成為跳躍式階梯狀擴(kuò)展，斷裂漸次發(fā)生而非瞬間脆斷，使氮化硅/氮化硼多孔陶瓷材料具有了好的可加工性能。 本項(xiàng)目原料中采用了一定比例的Si粉，比完全以Si3N4粉為原料的普通燒結(jié)工藝節(jié)約了原料成本。產(chǎn)品的基本工藝為自蔓延高溫合成（燃燒合成）工藝，在氣體高壓反應(yīng)器中進(jìn)行，燒結(jié)所需要的能量完全由原料自身放熱提供，與其他制備方法（常壓燒結(jié)、熱壓燒結(jié)、反應(yīng)燒結(jié)）相比較，不需要高溫?zé)Y(jié)爐長(zhǎng)時(shí)間燒結(jié)，大大節(jié)省了能源。本項(xiàng)目工藝簡(jiǎn)單，燒結(jié)速度快，效率高?？芍谱鲝?fù)雜形狀一維，二維的大尺寸陶瓷材料?？箯潖?qiáng)度已做到188MPa，材料可加工性能優(yōu)良。 已獲中國(guó)發(fā)明專利《ZL 200610089013.6自蔓延反應(yīng)燒結(jié)Si3N4/BN復(fù)相可加工陶瓷的方法》。

項(xiàng)目成果/簡(jiǎn)介:福州大學(xué)化學(xué)學(xué)院/能源與環(huán)境光催化國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的研究論文“Molecular-level insights on the reactive facet of carbon nitride single crystals photocatalysing overall water splitting”在國(guó)際頂級(jí)刊物《Nature Catalysis》在線發(fā)表。 氫氣由于其能量密度高，燃燒后生成水清潔無(wú)污染，是未來(lái)能源的理想載體。太陽(yáng)能光催化分解水制氫氣被認(rèn)為是獲取氫能源的理想途徑之一。開(kāi)發(fā)高效廉價(jià)的光催化劑是光解水技術(shù)的核心。近年來(lái)，氮化碳光催化劑由于其制備工藝簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，無(wú)毒無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，受到了廣泛的關(guān)注。 該工作以具有高結(jié)晶度的氮化碳光催化劑polytriazine imides（PTI）單晶為模型，研究了其在光催化全解水反應(yīng)中的活性面。光催化全解水實(shí)驗(yàn)表明，PTI的性能與其{10-10}/{0001}晶面的面積比呈近似線性關(guān)系，進(jìn)一步證實(shí)了{(lán)10-10}晶面是光催化反應(yīng)的活性面。此外，{10-10}晶面比例最大的光催化劑在全解水中的產(chǎn)氫與產(chǎn)氧速率分別達(dá)到了１８６μmol／h和９１μmol／h，在３６５ｎｍ單色光照下的量子效率達(dá)到了８％，高于之前報(bào)道的結(jié)果。該論文從分子尺度上研究了氮化碳光催化劑的反應(yīng)活性面，為高性能氮化碳光催化劑的發(fā)展提供了重要的研究基礎(chǔ)。

福州大學(xué)化學(xué)學(xué)院/能源與環(huán)境光催化國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的研究論文“Molecular-level insights on the reactive facet of carbon nitride single crystals photocatalysing overall water splitting”在國(guó)際頂級(jí)刊物《Nature Catalysis》在線發(fā)表。 氫氣由于其能量密度高，燃燒后生成水清潔無(wú)污染，是未來(lái)能源的理想載體。太陽(yáng)能光催化分解水制氫氣被認(rèn)為是獲取氫能源的理想途徑之一。開(kāi)發(fā)高效廉價(jià)的光催化劑是光解水技術(shù)的核心。近年來(lái)，氮化碳光催化劑由于其制備工藝簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，無(wú)毒無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，受到了廣泛的關(guān)注。 該工作以具有高結(jié)晶度的氮化碳光催化劑polytriazine imides（PTI）單晶為模型，研究了其在光催化全解水反應(yīng)中的活性面。光催化全解水實(shí)驗(yàn)表明，PTI的性能與其{10-10}/{0001}晶面的面積比呈近似線性關(guān)系，進(jìn)一步證實(shí)了{(lán)10-10}晶面是光催化反應(yīng)的活性面。此外，{10-10}晶面比例最大的光催化劑在全解水中的產(chǎn)氫與產(chǎn)氧速率分別達(dá)到了１８６μmol／h和９１μmol／h，在３６５ｎｍ單色光照下的量子效率達(dá)到了８％，高于之前報(bào)道的結(jié)果。該論文從分子尺度上研究了氮化碳光催化劑的反應(yīng)活性面，為高性能氮化碳光催化劑的發(fā)展提供了重要的研究基礎(chǔ)。

1.項(xiàng)目簡(jiǎn)介：本設(shè)計(jì)了一種制備結(jié)晶氮化碳薄膜的裝置，設(shè)有脈沖電弧放電的機(jī)構(gòu)及電路，該電路由高壓和電弧產(chǎn)生電路組成；該機(jī)構(gòu)包括基板和與之相連的電加熱器，設(shè)有半密封箱體，基板、電加熱器和電極位于半密封箱體腔內(nèi)，基板位于電極的下方或四周，設(shè)有2條帶有控制閥的管道，分別通氮?dú)夂腿芤?，其下端深入半密封箱體腔內(nèi)，通溶液的管道下端出口處于電極的上方。該裝置能高效率、高質(zhì)量地制備出結(jié)晶氮化碳薄膜，能方便地將結(jié)晶氮化碳薄膜涂層制備到管徑較小的管道內(nèi)壁，從而有利于結(jié)晶氮化碳薄膜的推廣應(yīng)用。項(xiàng)目已獲實(shí)用國(guó)家新型專利權(quán)。2.技術(shù)特點(diǎn)：該發(fā)明解決了氮化碳薄膜低溫常壓沉積的困難，而且提供了能高效率、高質(zhì)量地制備結(jié)晶氮化碳薄膜的方法及裝置。與其它方法相比，該發(fā)明的顯著特點(diǎn)是：在常壓下合成的產(chǎn)品主要為結(jié)晶氮化碳薄膜；沉積速率快，在大氣環(huán)境下產(chǎn)生稠密的含碳、氮等離子體，從而提高了生產(chǎn)效率，利于推廣結(jié)晶氮化碳薄膜的應(yīng)用。

已有樣品/n中科院半導(dǎo)體所是國(guó)內(nèi)最早開(kāi)展 GaN 基電子材料研發(fā)的單位，并一直在該領(lǐng)域起著引領(lǐng)、 示范和帶動(dòng)作用。經(jīng)過(guò)盡二十年的自主創(chuàng)新，攻克了 2 英寸和3英寸藍(lán)寶石、碳化硅和硅襯底上GaN 基電子材料外延生長(zhǎng)的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問(wèn)題，在高阻 GaN 外延材料、高遷移率 GaN 外延材料、高遷移率 AlGaN/GaN 異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)材料等方面形成了系統(tǒng)的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，設(shè)計(jì)并研制出了多種具有特色的 AlGaN/GaN 異質(zhì)結(jié)構(gòu)電子材料，并實(shí)現(xiàn)了批量供片。市場(chǎng)預(yù)期：該技術(shù)是采用金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積（MOCVD）

小試階段/n本發(fā)明專利采用一種新的合成方法制備了氮化硅或氮化硅/碳化硅粉體。與傳統(tǒng)制備方法相比，此工藝簡(jiǎn)單，成本低，具有較大的市場(chǎng)前景，為非氧化物耐火材料原料的生產(chǎn)提供了一個(gè)新的思路。