上海市稀土功能材料重点实验室


来源:中国粉体网   山川

[导读]  上海市稀土功能材料重点实验室是在上海市稀土功能材料重点学科建设的基础上,2007 年批准成立的。实验室研究方向为稀土催化材料、稀土催化材料、稀土环保材料和稀土特种材料。

中国粉体网讯  上海市稀土功能材料重点实验室是在上海市稀土功能材料重点学科建设的基础上,2007 年批准成立的。


实验室总体目标是充分发挥原有稀土基础研究和应用开发取得的优势,集聚优秀人才,聚焦集成创新,实现化学学科、物理学科和材料学科等的交叉,开拓纳米技术和纳米生物技术等前沿领域的研究,建设成为具有国际先进水平、若干领域处于国际领先地位、科研力量雄厚的稀土材料理论研究和应用开发实验室以及人才培养基地,培养出1-2名具有一定知名度的学科带头人和一支优秀的学术队伍,承担国家和省部级重要项目,培育高水平科研成果,同时,加强与稀土企业的合作,开发具有自主知识产权的新型高科技稀土功能材料品牌产品,推动我国稀土事业的发展。




研究方向


实验室研究方向为稀土催化材料、稀土发光材料、稀土环保材料和稀土特种材料。


1、稀土催化材料


(1) 精细化工催化


采用传统化学和物理方法,结合激光溅射沉积、化学蒸气沉积、Sol-gel、超声波技术、超临界技术和喷雾干燥辅助表面活性剂自组装等新途径和新方法,制备一系列新型高效的稀土催化剂,特别是研制和开发具有纳米介孔结构负载型稀土催化剂以及具有骨架型结构的负载型稀土-过渡金属-类金属非晶态合金催化剂,将其应用于重要的精细有机化工单元反应,解决传统多相催化剂存在的低选择性和高污染问题及均相催化合成中的分离问题,开发对环境友好的生产新工艺,实现化工生产中的绿色化学和原子经济性。


(2) 催化聚合


着重研究:(i) 稀土配合物催化合成具有纳米线(管)状结构的磺化/全磺化聚苯胺,探索其在电化学传感器中的应用;(ii) 稀土配合物催化合成由聚苯乙烯硬段和氢化的聚丁二烯烃软段构成嵌段共聚物 (SEBS),通过SEBS与PE,PP等热塑性塑料共混,改善苯乙烯类热塑性弹性体的性能,拓宽其应用;(iii) 稀土配合物催化无机高分子材料包括半导体、光电材料、铁电材料等。


 (3) 稀土有机金属催化


探索稀土有机金属催化剂的固定化技术,实现均相催化剂的固定化。探索稀土金属离子与配体、配体与配体之间的协同作用及对催化性能的影响;探索稀土有机金属固载化对活性位的化学环境的影响,提高催化活性和套用次数,争取在理论研究和应用开发两方面均有所突破。


2、稀土发光材料


(1) 长余辉发光材料


引进非常规技术,如超声波、超临界、微波、喷雾干燥、表面活性剂自组装和原位合成技术等,开发新型稀土长余辉发光材料,结合工程技术研究,提高稀土化合物的蓄光性能,延长发光时间,开发出具有自主知识产权的新一代超长余辉发光材料,早日实现其在消防应急安全领域、交通运输领域、公共建筑领域、纺织品及装饰材料领域和发光工艺品领域中的应用。


(2)转光材料


某些稀土配合物的发射光与激发光之间存在一定的能量差,有望成为高效稀土转光材料。实验室已经成功地研制开发了稀土红光转光粉,将其应用于塑料农膜覆盖在农作物上能够显著提高农产品的产量和质量。依据上述基础,通过筛选稀土金属配合物和改进制备条件及工艺,合成稀土兰光转光粉,由此制备的塑料农膜覆盖于农作物幼苗,能够大大通过其成活率,促进其生长发育。


(3) LED材料


研究内容包括:设计和制备具有自主知识产权的硫掺杂半导体纳米晶发光材料(电致发光材料和光致发光材料),在近紫外/紫光激发下能发射高效的蓝、黄绿或红色荧光。重点是粒径、形貌、氧化渗硫量的控制。在此基础上制备电致发光薄膜和光致发光薄膜,并深入了解掺杂半导体纳米晶发光材料的表面结构与其发光性能之间的构效关系,探讨稀土掺杂半导体发光材料的发光机理并进一步优化筛选,为近紫外/紫光LED照明技术提供有实用价值的发光材料。


3、稀土环保材料


(1) 抗菌剂


采用喷雾干燥辅助表面活性剂自组装、溶剂蒸发诱导自组装、表面嫁接、超声波发展化学还原法合成高活性、广普性、长效和安全性的无机-有机杂化纳米稀土抗菌材料,探索其在机场、车站、码头、商场、宾馆、饭店、体育馆、影院等公共场所内环境净化中的应用,特别要解决抗菌剂抑杀菌的广普性、速率和使用寿命及其与结构的关系。


(2) 光催化剂


将超声波技术、超临界技术等引入TiO2光催化剂的制备及进行稀土修饰,改善稀土与光催化剂的协同作用,提高其对有机污染物的降解活性,结合絮凝技术和生物技术,实现对上海景观水和城市空气的综合治理。


(3) 农药和化肥


以天然产物为原料,通过稀土改性,合成环境低毒、无毒的新型生物农药和化肥,当前主要开展植物源生物杀虫剂鱼藤酮和低毒(稠)杂环化合物的除草剂以及稀土氨基酸配合物作为植物生长素的研究。


4、稀土特种材料


(1) 稀土铁电材料


开展高灵敏度的新型热释电材料、高机电耦合性能的压电材料、弛豫铁电体、集敏感与驱动为一体的铁电功能材料研制和应用开发,利用稀土元素的独特电子结构,通过稀土金属掺杂,实现对材料的改性,使常规铁电体转变为弛豫铁电体,使陶瓷材料的晶粒变细,密度提高,甚至使陶瓷变得透明,期望大幅度地提高热释电和压电性能,并开发其在光电子和光电转换等领域中的新用途。


(2) 稀土磁性分离器


以微型化、高性能化为目标,致力于研制和开发体积小磁场强度高的新型稀土永磁材料(如轻稀土化合物Nd(Fe, M)12Nx、Pr(Fe, M)12Nx具有易磁化轴,饱和磁化强度提高约20%),并由此设计稀土纳米磁性分离器,应用于临床细胞分离。


(3) 稀土特种氧化物


制备具有粒径形貌可控的高纯稀土氧化物,满足不同需求,着重解决稀土氧化物沉淀过程、稀土化合物分解过程和表面活性剂去除过程的关键科学和工程技术问题,探索特种稀土氧化物的应用。


最近科研成果——李辉教授课题组在ACS Nano上发表文章




李辉教授课题组在ACS Nano上发表关于高浓度MXene有机分散液的文章。MXene是当前最热门的二维材料之一。但是,如何获得高在有机溶剂中高度分散的MXene材料仍然是当前研究的一个巨大挑战。



本篇文章展示了李辉教授的在高浓度MXene有机溶剂分散液方面的工作。文章详细的介绍了表面微环境修饰法(TMM)制备高浓度有机溶剂的方案,并对合成机理进行了深入探讨,同时该方案完美的解决了MXene的氧化问题。本文为未来MXene的研究提供高效的制备路径,有助于加速MXene材料领域的研究及实际应用。


参考来源:上海市稀土功能材料重点实验室官网


(中国粉体网编辑整理/山川)

注:图片非商业用途,存在侵权告知删除


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