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兰州化物所开发出氮掺杂多孔石墨烯制备新方法并用于稀土分离

中国科学院兰州化学物理研究所手性分离与微纳分析课题组开发出一种多重限域的一步可控合成掺杂方法，制备出对稀土离子具有高分离选择性的氮掺杂纳孔石墨烯膜（专利申请号：CN 202010861481.0）。该研究在吸附了苯丙氨酸的氧化石墨烯膜的二维层间空间限域生长层状锌类水滑石，从而构建类水滑石/苯丙氨酸/氧化石墨烯三明治型复合材料。由于锌类水滑石层间夹层可作为密闭反应器，通过限域燃烧，可将苯丙氨酸中的氮原子掺杂到石墨烯晶格中。同时，形成的多孔锌类水滑石可作为模板，通过孔区域内限域燃烧在氧化石墨烯上蚀刻出孔径可控的纳米孔（图1）。

图1.多重限域策略可控合成氮掺杂纳孔石墨烯示意图

科研人员将获得的氮掺杂纳孔石墨烯（图2）制备成膜用于稀土元素的分离，获得了良好的分离选择性，最高膜分离因子达到3.7。理论模拟表明，氮掺杂纳孔石墨烯中的吡咯氮原子，在稀土离子的选择性分离过程中起到主要作用。该制备方法简单高效、膜分离稳定性优异。该研究不仅为杂原子掺杂纳孔石墨烯材料的制备开辟了新途径，而且为实现稀土离子的高选择性膜分离提供了新思路，具有潜在的工业应用前景。相关研究成果发表在Cell Press旗下综合类子刊上，博士生谭洪鑫为论文第一作者，研究员李湛和邱洪灯为论文共同通讯作者。

图2.氮掺杂纳孔石墨烯表征图

合肥研究院等在荧光碳量子点的太赫兹光电特性研究中获进展

中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所研究员徐文课题组与西南大学合作，利用太赫兹时域光谱（THz TDS）技术，探究荧光碳量子点（CQDs）的光电特性，发现在80-280 K温度范围内，红光荧光量子点（R-CQDs）在0.2-1.2 THz频段为光绝缘体（即对THz光全透），而蓝光荧光量子点（B-CQDs）随THz频率、温度的增加出现绝缘体-半导体转变。

该工作首次将THz TDS技术应用于荧光碳量子点的研究，为碳量子点粉末关键物理参数的实验测量提供了新方法，有助于深入了解碳量子点的基本物理特性。同时，研究中观测到荧光碳量子点在THz频段的绝缘-半导体转变这一物理现象，表明碳量子点可应用于THz光透射的调控，制备新型THz器件。

（a）两种碳量子点的光致发光光谱；（b）两种碳量子点的紫外-可见吸收光谱；（c）电子能级和光致发光电子跃迁示意图

吉林大学杨柏团队综述：碳点，一种应用广泛的新型碳基纳米材料！

碳点（CDs）作为一种新型的碳基纳米材料，由于其多样的物理化学性质和良好的生物相容性、独特的光学性能、低成本、生态友好性、丰富的官能团（如氨基、羟基、羧基）、高稳定性和电子迁移率等优点，近年来引起了广泛的研究兴趣。

吉林大学杨柏教授等人发表的最新综述中，在分析CDs的形成机理、微纳米结构和性质特点的基础上，对CDs的分类进行了全面的综述，并介绍了CDs的合成方法和光学性质，包括强吸收、光致发光和磷光。此外，各种应用领域的最新重大进展，包括光学（传感器、防伪）、能源（发光二极管、催化、光伏、超级电容器），以及有前途的生物医学，都得到了系统的强调。最后，作者展望了所面临的关键问题、未来的研究方向和前景，以展示CDs基材料的全貌。相关论文以题目为“Carbon Dots: A New Type of Carbon-Based Nanomaterial with Wide Applications”发表在ACS Central Science期刊上。

中美研究人员开发出碳纳米管晶体管制造新工艺

据IEEE官网消息，台积电公司、美国加州大学圣地亚哥分校和斯坦福大学联合研究团队开发出一种碳纳米管晶体管制造新工艺，可制造出更小、更稳定的碳纳米管晶体管。业界认为碳纳米管晶体管有望打破硅晶体管芯片无法进一步缩小的瓶颈，延续“摩尔定律”。研究人员将二氧化铪和氧化铝材料相结合，形成具有较高介电常数的介质材料，以作为碳纳米管晶体管结构中的栅极电介质。二氧化铪和氧化铝的综合电特性，使得研究人员能够构造一个厚度小于4nm的栅极电介质装置。仿真实验的结果表明，用这一方法制造出的碳纳米管元件，与基于CMOS(互补式金属氧化物半导体)的硅元件性能更为接近，且其尺寸还有望进一步缩小。该研究为碳基半导体的开发进一步拓宽了道路。

《化学工程杂志》：中国科学家开发氧化石墨烯纳滤膜，有效过滤水中微污染物

中国科学院过程工程研究所（IPE）万印华教授带领的研究小组开发了一种稳定的、均匀孔径的氧化石墨烯纳滤膜来去除OMPs。研究成果已于近日发表在《化学工程杂志》(Chemical Engineering Journal)上。研究人员表示，“与市面上销售的聚酰胺纳滤膜相比，GO膜具有靶向涂层，即使在长期操作、交叉流过滤或高压下，也能对各种OMPs产生更高、更稳定的过滤效果。”

《ACS Nano》：石墨烯将光学数据传输速度提高1万倍

韩国科学技术研究院（KIST）宣布，由光电子材料与器件中心的高级研究员Song Yong-Won Song博士领导的研究小组能够产生的激光脉冲的频率至少比现有技术水平高10,000倍。

通过将包含石墨烯的附加谐振器插入在飞秒（10-15秒）范围内工作的光纤脉冲激光振荡器中，可以实现这一目标。通过将这种方法应用于数据通信，有望大大提高数据传输和处理速度。直接在铜线表面合成的石墨烯充当直径控制的微纤维的集线器，以形成环形谐振器直接在铜线表面合成的石墨烯充当直径控制的微纤维的集线器，以形成环形谐振器。

合肥研究院等在石墨烯材料的等离子体制备及应用研究中获进展

中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所研究员王奇主持的安徽省重点研究与开发计划项目《等离子体技术制备高质量功能化石墨烯》通过安徽省科技厅组织的结题验收。

在研究方面，研究团队通过等离子体增强化学气相沉积技术，实现了在较低温度下、不同基底上制备石墨烯薄膜；基于等离子体法制备石墨烯，实现了高纯度粉体石墨烯的可控制备；以实现石墨烯的功能化为目标、石墨烯的结构修饰为研究重点，研究了通过修饰、掺杂、复合等手段对石墨烯电子结构和表面化学特性的影响，为面向储能器件应用的石墨烯材料制备提供了研究基础。

在应用方面，研究团队积极开展标准化工作，参与制定了3项石墨烯领域行业标准，与多家企业和清华大学、北京大学、中科院宁波材料技术与工程研究所、中科院山西煤炭化学研究所、中科院苏州纳米技术研究所等科研院所合作，共同制定了团体标准《锂离子电池用石墨烯导电浆料》（T/CGIA 032—2020）；针对锂离子电池导电剂，建立了全面评价技术参数和测试方法；针对石墨烯材料的自有特点，建立了相应的技术参数要求，为石墨烯浆料企业产品研发、质量控制、电池企业采购浆料提供了指导和参考。

信息来源：兰州化学物理研究所、合肥物质科学研究院、潇湘晨报、材料科学与工程、全球技术地图、前瞻网、腾讯网等

（中国粉体网编辑整理/黑金）

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