高性能一维纳米储能材料的制备科学与结构性能优化-武汉理工大学
武汉理工大学新材料或省部科技奖励情况
4
2014
湖北省科技发明奖
一等
复合精冲成形技术与装备
华林、毛华杰、朱春东、杨静刚、张勇、刘艳雄
5
2014
中国高校科研成果科技进步奖
一等
专用项目
傅正义
6
2014
中国建筑材料联合会技术发明奖
一等
诱导损伤神经再生的可降解材料设计与制备技术及临床应用
李世普
7
2013
湖北省自然科学奖
二等
无团聚亚微米-Al2O3粉及微晶刚玉瓷球制备新技术
吴伯麟、段兴龙、袁润章、邵刚勤、谢济仁
46
1999
建材行业部科技进步奖
二等
提拉法大容量磁悬浮冷坩埚晶体生长新技术
李强、李银祥、叶箐、张一玲、袁润章、欧阳世翕
47
1999
建材行业部科技进步奖
三等
中远红外光纤用硫卤玻璃和锗硅酸盐玻璃的基础研究
赵修建、刘继翔、李新菊、杜金成、陈文梅、韩建军
方亮、张辉、吴伯麟、袁润章
26
2007
湖北省自然科学奖
三等
系列新铌、钽酸盐晶体化合物的发现、合成、结构与性能研究
方亮、张辉、吴伯麟、袁润章
27
2006
湖北省科技进步奖
一等
陶瓷复合材料蒸发坩埚低成本制造技术的开发与应用研究
傅正义
28
2006
湖北省科技进步奖
二等
低压成型纤维增强片状模塑料的研究
张联盟
29
2006
国防科学技术奖
三等
×××高性能纳米复合碳化钨—钴材料研制
邵刚勤
30
2005
湖北省科技进步奖
纳米材料的制备方法
纳米材料的制备方法1 纳米材料纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围或由它们作为基本单元构成的晶体，非晶体、准晶体以及界面层结构的材料，这大约相当于10-100个原子紧密排列在一起的尺度[1]。
纳米材料大致可分为纳米粉末（零维），纳米纤维（一维），纳米膜（二维），纳米块体（三维），纳米复合材料，纳米结构等六类。
[2]纳米材料的物理化学性质不同于微观原子、分子，也不同于宏观物体，纳米介于宏观世界与微观世界之间。
纳米材料的特殊结构使得它具有特殊的力学、磁学、光学等特殊的性能。
这些有益的性能让纳米材料的研究空前火热。
现在，纳米材料已经广泛应用于工业和民用领域。
比如纳米疏水涂料可以用来制成衣服、汽车玻璃膜等，这样衣服不会湿，汽车玻璃也不会在下雨天模糊了；再如纳米吸波材料，可以作为隐身战机的涂层，配合特殊的气动布局能使战机的雷达反射面积减小到几平方厘米。
2纳米材料的制备方法2.1 溶胶凝胶法溶胶-凝胶法是以无机物或金属醇盐做前驱体，在液相将这些原料均匀混合，并进行水解、缩合化学反应，在溶液中形成稳定的透明溶胶体系，溶胶经陈化，胶粒间缓慢聚合，形成三维空间网络结构的凝胶，凝胶网络间充满了失去流动性的溶剂，形成凝胶。
凝胶经过干燥、烧结固化制备出分子乃至纳米亚结构的材料。
可在低温下制备纯度高、粒度尺寸均匀的纳米材料。
在制备过程中无需机械混合，不易掺入杂质，产品纯度高。
由于在溶胶-凝胶过程中，溶胶由溶液制得，化合物在分子级水平混合，因此胶粒内及胶粒间的化学成分完全一致，化学均匀性好;颗粒细，胶粒尺寸小于0.1μm；工艺、设备简单。
余家国等[3]用该法制备了锐钛矿型TiO2纳米粉体，甲基橙水溶液的光催化降解实验表明，TiO2纳米粉体的光催化活性明显高于普通TiO2粉体。
干燥蒸发水解湿凝胶溶胶溶质溶剂热处理干凝胶成品图1 溶胶-凝胶法的过程图2.2 水热合成法水热合成法是通过高温高压在水溶液或蒸汽等流体中合成物质，再经分离和热处理得到纳米微粒。
一种纳米植物纤维理分固态电池的制备方法
一种纳米植物纤维理分固态电池的制备方法
纳米植物纤维是一种具有优异性能的纳米材料，其在固态电池领域具有广泛的应用前景。
本文将介绍一种纳米植物纤维理分固态电池的制备方法。
我们需要准备一定量的纳米植物纤维，这些纳米植物纤维可以通过植物纤维的机械处理，如高压纤维化、超声波处理等方法获得。
在处理过程中，需要注意避免使用可能对环境造成污染的溶剂和化学品。
将获得的纳米植物纤维进行表面修饰。
这一步骤可以通过利用化学修饰剂或物理方法，如等离子体处理等，使纳米植物纤维表面具有更好的导电性和化学稳定性。
将修饰后的纳米植物纤维与合适的电解质相混合，电解质可以选择具有高离子传导性和化学稳定性的材料，如聚合物电解质或无机电解质。
混合过程中需要注意均匀搅拌，以确保纳米植物纤维和电解质能够充分接触。
将混合后的材料放置在特定的模具中，并施加适当的压力。
这将使纳米植物纤维与电解质形成紧密结合的固态电池结构。
压力的大小可以根据实际需要进行调整，以获得更好的电池性能。
将制备好的纳米植物纤维理分固态电池进行热处理，热处理过程中，需要控制好温度和时间，以促进纳米植物纤维和电解质之间的交互作用，进一步提高电池性能。
纳米植物纤维理分固态电池的制备方法包括纳米植物纤维的制
备、表面修饰、与电解质的混合、施加压力和热处理等步骤。
这种方法可以用于制备高性能的固态电池，具有应用前景广阔。
第四章-一维纳米材料ppt课件
Au-Ag-Au-Ag nanowire
17
1.3 硬模板：碳纳米管(carbon nanotubes)
用于制备碳化物纳米棒的反应路线示意图
18
碳纳米管
以碳纳米管为模板合成的
GaN纳米线
19
1.4 硬模板：外延模板法
“外延模板法”制备单晶GaN 纳米管的过程示意图 20
A) TEM images of Ag/SiO2 coaxial nanocables that were prepared by directly coating silver nanowires with an amorphous silica sheath using the sol-gel method.
10
1.2 硬模板：多孔氧化铝膜(AAO)
结构特点是孔洞为六边形或圆形且垂直于膜面，呈 有序平行排列。孔径在5至200nm 范围内调节，孔密 度可高达1011 个/cm2。
184nm
477nm
666nm
11
利用AAO模板合成纳米材料
沉积
电抛光 纳米棒
阳极氧化
Al 纳米有序阵列复合结构
纳米管
纳米粒子
32
2.6 软模板法特点： (1) 模拟生物矿化； (2)软模板的形态具有多样性； (3)容易构筑，不需要复杂的设备； (4)稳定性较差，模板效率不够高。
33
2.7 模板法制备纳米材料的比较 共性：能提供一个有限大小的反应空间 区别：硬模板提供的是静态的孔道,物质只能从开口
处进入孔道内部 软模板：提供的则是处于动态平衡的空腔,物质可以
杂后的C60表现出良好的导电性和超导性。 57
碳60超导体
C60中掺杂，引入碱金属、碱土金属原子，
一维纳米材料的制备与性能研究
一维纳米材料的制备与性能研究纳米材料是指在纳米尺度下具有特殊性质和应用潜力的材料。
其中，一维纳米材料是指在至少一个维度上具有纳米尺度的材料。
一维纳米材料的制备与性能研究是纳米科学与纳米技术领域的重要研究方向之一。
一维纳米材料的制备方法多种多样，其中最常见的方法是化学合成法。
化学合成法通过控制反应条件和添加特定的助剂，可以实现对纳米材料形貌、尺寸和结构的精确调控。
例如，碳纳米管就是一种常见的一维纳米材料，它可以通过化学气相沉积法、电弧放电法等方法制备得到。
此外，金属纳米线、半导体纳米线等也是常见的一维纳米材料，它们可以通过模板法、溶液法等方法制备。
一维纳米材料的制备方法对其性能具有重要影响。
首先，制备方法可以影响纳米材料的形貌和尺寸。
例如，碳纳米管的直径和壁厚可以通过调控反应温度和碳源浓度来控制。
其次，制备方法还可以影响纳米材料的结构和组成。
例如，金属纳米线的晶格结构和晶面取向可以通过控制溶液中的配位剂和表面活性剂来调控。
最后，制备方法还可以影响纳米材料的表面性质和界面特性。
例如，通过在化学合成过程中加入特定的表面改性剂，可以实现对纳米材料表面的修饰，从而改变其表面能和化学活性。
一维纳米材料的性能研究是纳米科学与纳米技术领域的热点研究方向之一。
一维纳米材料具有独特的电子、光学、热学和力学性质，因此在能源、电子、光电和生物医学等领域具有广泛的应用前景。
例如，碳纳米管具有优异的导电性和力学性能，可以用于制备高性能的导电材料和复合材料。
金属纳米线具有优异的电子输运性能，可以用于制备高性能的电子器件和传感器。
半导体纳米线具有优异的光学性能，可以用于制备高效的光电器件和光催化材料。
此外，一维纳米材料还具有较大的比表面积和较好的可控性，可以用于制备高效的催化剂和吸附材料。
在一维纳米材料的性能研究中，表征方法的发展起到了重要的推动作用。
传统的表征方法如透射电子显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射等可以用于观察纳米材料的形貌和晶体结构。
一维纳米材料
一维纳米材料
一维纳米材料是指至少有一个尺寸在纳米尺度（10^-9米）范围内的材料，但
其它两个维度的尺寸可以远远大于纳米尺度。
一维纳米材料包括纳米线、纳米棒、纳米管等，这些材料在纳米尺度下呈现出特殊的物理和化学性质，因此被广泛应用于各种领域。
一维纳米材料的制备方法多种多样，包括化学气相沉积、溶液法合成、电化学
沉积等。
其中，化学气相沉积是一种常用的方法，通过在高温下将气态前驱体转化为固态纳米材料，可以制备出高质量、高纯度的一维纳米材料。
溶液法合成则是通过在溶液中加入适当的前驱体，利用溶剂的挥发或化学反应来制备一维纳米材料，这种方法简单易行，适用于大规模生产。
一维纳米材料具有许多独特的性质，例如，纳米线的电学性质优异，可以用于
制备高性能的电子器件；纳米管具有优异的力学性能和热学性能，被广泛应用于纳米材料复合材料的制备；而纳米棒则具有优异的光学性能，可用于制备高效的光电器件。
这些特殊的性质使得一维纳米材料在电子、光电、传感、催化等领域有着广泛的应用前景。
除了应用领域的广泛性外，一维纳米材料还具有很强的研究价值。
通过对一维
纳米材料的研究，可以深入了解纳米尺度下的物理和化学性质，为纳米材料的设计与制备提供理论基础。
同时，一维纳米材料还可以作为纳米材料复合材料的增强相，提高复合材料的力学性能和热学性能。
总的来说，一维纳米材料具有独特的物理和化学性质，具有广泛的应用前景和
研究价值。
随着纳米技术的不断发展，一维纳米材料必将在各个领域发挥重要作用，推动科技的进步。
武汉理工大学2016年湖北省优秀学士学位论文
闫映飞 张玉明 李旻哲 张静 李玲 王召磊 孟杰 丘椿荣 张淼森 覃艺 沙志寰 王伟钊 朱立基 王齐贤 李乐平 王蒙 刘亚东 韩素 李文韬 王一新 张丹萍 冯澜 王海滨 郑伟杰 薛倩 王远 胡明昊 王讷 刘东领 程浩 李潇颖 方舒 施辉 陈振东 连震 于安斌 郭庆康 曾凡哲 杨洋 赵麟斐 郑宇 黄炜祥 袁煜明 马栋梁 刘圣源 李南南 崔进 刘浪
0121209310333 0121209310222 0121209320418 0121209310224 0121209320125 0121209310204 0121209320216 0121209320611 0121209310618 0121116150201 0121216150111 0121216150513 0121208720231 0121216610217 0121216150515 0121216600119 0121216150325 0121216610124 0121216590112 0121219620109 0121219630134 0121219630219 0121219630127 0121208870117 0121208290219 0121208720242 0121208290130 0121208290107 0121208720221 0121208670132 0121208670218 0121208260131 0121208870332 0121208260111 0121208260126 0121208670133 0121208270227 0121203921104 0121211350627 0121211350333 0121211350521 0121211360227 0121211360408 0121202110230 0121211350436 0121211350526 0121205830202 0121211350621
武汉理工大学材料学院导师信息
6董丽杰Leabharlann 女1973教授
7
顾少轩
女
1967
教授
非线性光学材料：氧化物 博导 玻璃、非氧化物玻璃及薄 膜、有机-无机复合材料
8
郝华
女
1972
教授
博导
高温介电陶瓷材料，压电 陶瓷，高性能电容器瓷料
9
胡曙光
男
1957
研究员
10
黄尚宇
男
1963
教授
11 12 13
黄志雄 姜洪义 林宗寿
男 男 男
1963 1961 1957
29 30
张奇 周 静
男 女 1970
教授 教授
塑性聚合物方法压电纤维复合材料机理与性能研究； 介电、压电、铁电功能材 Pechini方法介电薄膜的制备与界面效应分析；NBT基 料的结构与物理效应 陶瓷的双位复合取代与压电特性研究；
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31
材料科学与工程专业硕士研究生导师一览表
（按姓氏排序）
一、材料科学与工程学院
序 号 姓名 性 别 出生 年 职称 导师 类别 研究方向 在研项目 新型纳米敏感材料及微纳气体传感器件的研制；超长 二氧化钒纳米线的制备及其压阻效应；柔性太阳能电 池材料及器件设计；TiO2基纳米光催化材料及器件的 制备与性能优化；低成本燃油活化助燃红外辐射材料 的研制；一维层状氧化物纳米材料的结构、性能调控 与器件探索；金属氧化物纳米材料及在电池中的应 用； Ca-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃结构与内应内关系的研 究；浮法新型高强度耐热玻璃；多孔结构玻璃表面 Ag+的组装及其抗菌性能的研究 高温传热蓄热材料设计与性能调控原理（973计 划）；基于Al-Si-Cu-Mg-Zn合金的高温相变储热材料 及高温储热技术的研究（863计划）；中温太阳能储 热材料与装置研究（支撑计划）；Mg基相变储热材 料研究（基金项目）；高性能汽车零部件关键材料与 氧化锰多层次纳米结构超级电容器电极材料的研究； TiO2基纳米光催化材料及器件的制备与性能优化；国 防科工委军品配套项目，功能陶瓷；铁电纳米线的控 制生长及纳米尺度铁电性能研究；有序异形纳米ZnO 材料的结构与性能相关性研究 环境友好型现代混凝土基础研究；杂散电流与氯离子 共存环境下混凝土的劣化机理与耐久性设计；雅西高 速公路干海子大桥钢管混凝土及桥面铺装混凝土配合 比设计及施工质量控制 多功能磁性荧光纳米颗粒基于新型碳纳米管的自组 装；PVC工程化及其应用；具有类液体行为的碳纳米 管的制备、结构与特性；高耐热抗老化PVC合金；碳 纳米管类流体奇异流变性能与组装结构研究 GeS2-基硫系玻璃的二阶非线性光学效应研究；硫系 玻璃的制备与二阶非线性光学性能研究；GeS2-基硫 系玻璃的结构与性能研究；高居里温度压电陶瓷；硫 系及硫卤玻璃的光电子性能与结构研究；红外偏振玻 璃中试研究；聚合物/层状氧化物纳米复合体系界面 结构与电致变色性能研究 新世纪优秀人才支持计划；梯度纳米包覆BiMeO3基材 料结构设计及高温介电性能研究(国家自然科学基 金）；高介高稳定NP0型多层陶瓷电容器瓷料制备与 改性研究
材料科学如何制备高性能的碳纳米管材料
材料科学如何制备高性能的碳纳米管材料近年来，碳纳米管作为一种具有许多优异性能的纳米材料，引起了众多研究人员的广泛关注。
作为一种纳米级别的碳材料，碳纳米管具有很高的比表面积、优异的导电性和力学性能，可用于各种领域，如电子学、能源存储和催化等。
然而，要制备高性能的碳纳米管材料并非易事，需要一系列复杂的工艺和精确的控制技术。
在制备高性能的碳纳米管材料时，首先要考虑的是原料的选择。
常用的原料包括甲烷、乙烯和丙烷等。
这些原料中的含碳气体在高温条件下可以被分解，生成碳源，从而形成碳纳米管。
此外，还需要选择适当的催化剂和载体材料，以促进碳纳米管的生长。
常用的催化剂有铁、钴和镍等过渡金属，常用的载体材料有氧化铝和硅胶等。
其次，制备高性能的碳纳米管材料需要控制合适的生长条件。
其中，温度是影响碳纳米管生长的关键因素之一。
通常情况下，较高的温度有利于碳纳米管的生长，但如果温度过高，会导致碳纳米管过度生长或者堆积。
此外，选择合适的反应时间和反应压力也是非常重要的，在一定范围内调节这些参数可以控制碳纳米管的形貌和尺寸。
在制备过程中，还可以采用一些辅助技术来提高碳纳米管的生长质量。
例如，气相掺杂技术可以通过向生长体系中引入适当的气体，调控碳纳米管的结构和形貌。
此外，还可以通过控制催化剂的吸附形态和分布状态，来改善碳纳米管材料的性能。
另外，在制备高性能的碳纳米管材料时，检测分析也是必不可少的环节。
常用的检测手段有扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和拉曼光谱等。
通过这些分析手段，可以对碳纳米管的形貌、尺寸和结构进行表征，从而评估碳纳米管材料的性能。
总之，制备高性能的碳纳米管材料是一项复杂而又具有挑战性的任务。
只有掌握适当的原料选择、合适的生长条件和辅助技术，才能获得理想的碳纳米管材料。
随着材料科学的不断发展，相信制备出更高性能的碳纳米管材料将为各个领域的应用提供更广阔的前景。
一维纳米结构材料制备方法的研究进展
ｎ昏１司嘶硼铲ｄ怔俚一№ｑ眦眦嘛
罔２ ＣｕＯ纳米管的ＳＥＭ母 Ｆｉｇ ２ ＳＥＭ ｉｍａ学ｅｓ。ｆｔｈｅ ｃｕ０ ｎ蛆酿ｔｂｓ
１２４
化学研究与应用
第１８卷
ｋｉＹ等”１用ＡＡ０浸入Ｔｉ０２溶胶一段时间， 然后用５％的Ｈ３ＰＯ。溶解掉ＡＡ０的方法成功获得
米尺度的复合物。高温下碳纳米管与氧化物或碘 化物一起焙烧可获得纳米尺度的碳化物丝，如碳
１模板法
模板法是制备一维纳米结构材料的一种有效 方法。模扳具有限域能力，容易调控所制一维材 料的尺寸及形状，设计组装多种纳米结构材料，得 到常规体系法无法制得的新物性，因此模板合成 法已迅速发展成为制备纳米线和纳米管的一种十 分重要的途径。目前，广泛应用的模板主要有径 迹蚀刻（ｎ—ｋ－ｅｔｃ｝－）聚合物膜、多｝Ｌ阳极氧化铝膜 （ｐｏｍｕｓ蚰ｏｄｉｃ ａｕ岫ｉｎｕｍ ｏｘｉｄｅ，ＡＡ０）和介孔沸石 等，其它一些可被使用的模板有多孔玻璃、多孔ｓｉ 模板、ＭｃＭ４ｌ、金属、生物分子模板、碳纳米管模 板等ｕ“。下面是几种代表性的方法。 １．１电化学沉积法
模板，用电化学沉积的方法成功地合成了Ｆｅ—ｃｏ —Ｍ三组份有序纳米线阵列。扫描电子显墩镜 （ｓＥＭ）和透射电子显微镜（ＴＥＭ）观察表明纳米线 表面光滑、有序、高长径比，磁性测量表明．其矫顽 力较同组份的膜材料有较大的提高。表１为电化 学沉积法制备的纳米线和纳米管实例。
再在空气中焙烧氧化制得多晶结构的Ｉｎ：０，纳米
万方数据
第２期
袁爱华等：一维纳米结构材料制备方法的研究进展
１２５
条件下避光老化几天，ｃｄＴｅ纳米粒子自组装成为 ＣｄＴｅ晶相纳米线。王显明等”“通过氨化射频溅 射工艺生长的纳米ｃａ２０，薄膜，在石英衬底上反 应自组装生成了高质量的Ｇ８Ｎ纳米线。用ｘ射 线衍射（ｘＲＤ）、透射电镜（ＴＥＭ）和高分辨电镜 （ＨＲＴＥＭ）对样品的组分、形貌和结构进行了分 析。生成的ＧａＮ纳米线平直光滑，其直径为２０一
武汉理工大学研究生导师信息2014-9-2
59
黄从运
男
1963
教授
60
黄学辉
男
1962
教授
61 62 63 64 65 66
黄贇 吉晓莉 冀运东 蹇守卫 姜洪舟 雷丽文
男 女 男 男 男 女
1972 1963 1972 1980 1963 1976
副教授 副教授 副教授 副教授 副教授 副教授
67
李爱农
男
1958
副教授
硕导
68
李俊国
男
1972
105
徐任信
男
1973
副教授 助理研究 员 教授
106 107
尧中华 叶 菁
男 男
1976 1960
108
叶卫平
男
1955
教授
硕导
计算机在材料学中应用；材料 表面工程纳米改性技术
109
余际星
男
1957
副教授
高温合金钢材料性能及热加工 工艺研究；汽车车身结构及材 硕导 料研究；材料成形CAD研究
110
副教授
工艺模拟和设备虚拟设计；材 硕导 料成形新工艺；材料特种成形 工艺 焊接技术工程、疏浚装备过流 硕导 部件的再制造研究与应用、材 料磨损特性研究
47
杜学铭
男
1962
副教授
48
段华军
男
1974
副教授
硕导
高分子材料与复合材料、高性 能聚合物基体、合成与改性
49
范晓明
男
1963
副教授
铸造合金及应用；新型金属材 硕导 料与表面工程；智能材料与结 构 精密成形工艺与数值模拟技 术；模具CAD/CAE/CAM与优化 硕导 设计；高分子材料成型工艺与 模具设计 无机非金属材料的组成、结构 与性能；钙镁资源的综合利用
表2-武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室
罗国强、李君、张联盟、沈强、李玫娟、王传彬
2012. 4. 4
15
具有识别能力的手性三组分聚合物及其制备和应用
发明
ZL201010222860.1
孙涛垒、卿光焱
2012. 4. 4
16
一种通过添加氧化还原穿梭电对提高燃料电池寿命的方法
发明
ZL201010158164.9
44
一种板栗状氧化铁核壳结构磁性吸附剂粒子及其制备方法
发明
ZL201110044394.7
官建国、牟方志、许蕾蕾
2012. 11. 7
45
空心立方结构锌掺杂氧化锡的水热合成方法
发明
ZL201010236510.0
王为民、贾铁昆、傅正义、王晓峰、王玉江、廖桂华
2012. 11. 7
46
一种轻量化大刚度精冲压力机机身的优化设计方法
2012. 4. 25
19
一种无模板制备γ-Al2O3空心微球抛光材料的水热方法
发明
ZL200810197208.1
余家国、蔡卫权
2012. 4. 25
20
一种V2O5-有序介孔碳复合材料及其制备方法
发明
ZL200910062524.2
陈文、赵春霞、喻理、龙曦、宋彦宝、冯素波
2012. 4. 25
21
2012. 12. 19
49
具有碳纳米层的导电陶瓷为担体的燃料电池催化剂及其制备方法
发明
ZL201110000145.8
木士春、吕海峰
2012. 12. 19
50
BiL-xSbx热电合金粉体的超声化学快速制备方法
发明
ZL201110086251.2
一维纳米结构的制备及其应用研究
一维纳米结构的制备及其应用研究在材料科学与工程领域中，纳米技术已经成为了一个重要的研究领域。
作为纳米技术中的一个重要方向，一维纳米结构制备和应用研究已经引起了广泛的关注。
一维纳米结构的定义一维纳米结构通常是指其在纵向方向上具有重要的尺寸限制效应，其横向尺寸要比纵向尺寸大得多。
所以，一维纳米结构通常具有长条形的外观。
根据其几何形状的不同，一维纳米结构可以分为纳米线、纳米管、纳米带和纳米带等。
制备方法制备一维纳米结构有许多方法，其中引导晶体成核法、气-液-固生长法、溶液合成法、电化学法和物理气相沉积法等方法成为了制备成功的主要方法。
引导晶体成核法是一种常用的低温制备方法，其原理是在具有尺寸特别小的晶体或聚合物的表面上沉积金属或半导体，从而得到具有一维结构的纳米线和纳米管。
气-液-固生长法则是一种更为常见和大规模的制备方法，它可制备多种一维纳米结构，如硫化锌纳米线、氧化锌纳米线、碳纳米管和二硫化钼纳米线等。
溶液合成法是一种高效的制备方法，它可制备一系列不同种类的一维纳米结构，而且具有低成本、适用性广、制备过程简单等优点。
电化学法是利用电解法在电解液中将电子转移至电化学实体制备一维纳米结构的方法。
物理气相沉积法则是利用高能粒子进行表面硫化的技术制备纳米线和纳米管等结构，其优点在于制备的单晶纳米线尺寸分布较窄，振动模式和光学性质也相对较好。
应用研究一维纳米结构的制备不仅能够通过优化结构、形态和尺寸的控制来提高其性质，而且由于具有良好的电、热、机械和光学性质，因此它们也具有广泛的应用潜力，例如汽车发动机、光伏、催化剂、传感器等领域的应用。
在能源材料方面，锌氧化物纳米线是一种非常重要的材料，其具有优异的光催化和光电特性。
这些性质对于太阳能电池和光化学反应器的制备具有重要的意义。
在光电材料方面，纳米线是一种有着广阔应用前景的光电材料，它们不仅应用于光电器件，如电池和显示屏，还可应用于光电催化和传感等领域。
在生物医学方面，纳米管和纳米线等一维纳米结构还被广泛应用于药物运输和生物成像等领域。
武汉理工大学材料学院硕导
沈春晖
2、学位 博士
3、职称 副教授
4、工作院系 材料学院高分子系
四、研究领域（不多于3个）
1、燃料电池材料 2、精细高分子材料
4) 武汉理工大学科学研究基金——石英粉-三维编制纤维布注凝成型技术及烧结性能研究
5) 湖北省交通厅项目——公路隧道降噪技术研究
主要奖励及荣誉
科研获奖：
1）2001获湖北省科技进步二等奖1项（第5完成人）
2）2005年获武汉市科学技术进步二等奖（第7完成人）
3）2002年获中国硅酸盐学会第四届优秀论文奖
国家自然科学基金（乳液法构筑梯度功能聚合物材料中的界面作用研究，28万）
八、联系方式：
1、tel: 15871685038（本地）；13971550975
2、E-mail：yanjunchen@
3、工作地址（实验室）：逸夫楼六楼高分子办公室
程海斌 研究员, 武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室。
2005.7-今 武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室从事燃料电池的研究及开发工作
五、研究领域（不多于3个）
1、燃料电池非贵金属催化剂研究
2、燃料电池关键组件MEA（CCM）耐久性测试技术
六、科研项目（不多于5项）
1、PEMFC阴极非贵金属催化剂研究，合同编号：06-12-06-002，武汉理工新能源有限公司横向经费，2007.1-2007.12，10万，项目负责人
2. “新型魔芋葡甘聚糖/无机小分子复合凝胶材料”，教育部留学回国人员科研启动项目，2006.1-2007.12，3万，项目负责人
3. “热可逆魔பைடு நூலகம்葡甘聚糖衍生物凝胶的制备及流变性能”，湖北省杰出青年基金（2007ABB035），10万，项目负责人
2016年湖北省自然科学基金拟立项项目
121 COX和LOX抑制剂/拮抗剂与PTEN在结直肠癌中相互作用机制研究 122 井-地-空磁数据一体化协同反演研究 123 南海西北次海盆11.6Ma以来深水海底扇体系发育演化研究 发热伴血小板减少综合征病毒对IL-10信号的抑制及其分子机制研 124 究 以发光碳材料为银纳米簇能量供体的FRET新方法用于生物传感分 125 析 126 季鏻盐树状大分子支载手性催化剂的设计、制备及其应用研究 127 黑素合成限速酶tyrp1转运机制研究 128 艾塞那肽介导的胰岛内皮细胞对胰岛β 细胞的调控及机制研究 129 新型石墨烯/硅纳米结构设计及其高性能储锂机理研究 拟靶向代谢组学策略筛选高脂血症磷脂标记物组及其在泽泻三萜 130 药效研究中的应用 131 纤维素/甲壳素热解碳微球的构筑、储钠性能和机理研究 132 生活垃圾生物质混合干燥与燃烧生成PM2.5的关联耦合机制研究 SDF-1/CXCR4轴趋化BMSCs定点归巢在脂肪组织工程在体化及血管 133 化中的应用研究 134 Nkx2.5在结直肠癌中的抑癌作用及机制研究 姜黄素在逆转肿瘤EMT机制的生物学意义及其对循环肿瘤细胞影响 135 的临床意义的研究 HBx蛋白C末端缺失突变体调控的LncRNA在肝癌侵袭转移过程中的 136 作用及其机制研究
附件5：
2016年湖北省自然科学基金拟立项项目
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 项目名称 有机高分子材料制备及服役失效中的自由基过程研究 霍乱毒素的高效制备，生物医学应用及作用分子机制 对地观测传感网动态实时GIS与应用研究 强磁场作用下微纳结构贝氏体钢的组织与性能调控机制 全数字PET装备研发及应用创新研究 功能薄膜材料的结构与性能调控 大规模新能源接入后输变电装备及系统运行安全问题 柔性、灵敏、智能电子皮肤的构筑与性能 用户体验保障的移动视频业务分发理论与技术 天然免疫网络调控对心血管疾病的作用及机制研究 慢性EBV感染相关恶性增殖性疾病 糖脂代谢调控机理和相关疾病的发病机制研究 有色金属尾矿资源化利用及安全监测关键技术研究 盐矿采空区成灾机理与防控关键技术 猪细菌病的病原生物学与致病机理研究创新群体 江汉平原农村水污染成因解析与净化技术研究 稻田可持续高产高效的土壤碳氮耦合机理研究 新型防御素多肽免疫抑制剂的认识与应用研究 超临界二氧化碳先进核动力循环系统行为机理研究 工程结构振动的智能控制 大数据处理过程的隐私保护关键技术研究 山地长输管道地震致灾机理与抗震设计方法研究 三峡库区降雨与库水位升降联合作用下古滑坡的复活机制研究 储层精细表征与建模 基因修饰调控VEGF-B信号通路在肥胖代谢异常中的作用研究 湖北省水土环境变化与健康响应 压力超负荷抑制Abi3bp致使心脏干细胞增殖与分化失衡 氧化锌基薄膜晶体管的轻元素离子注入：性能调控及物性研究 高分辨率遥感影像的多特征场景语义理解 网络功能虚拟化系统优化算法与理论 动力电池新型高比能量金属-磷基负极材料 高时效大数据处理技术与系统研究 自组装分级催化材料的微纳调控和稳定性研究 基于硅基超颖表面材料的相控光器件研究 现代机械创新设计理论与装备新机型 柔性低压高性能晶体管的湿法制备及应用研究 固体氧化物燃料电池（SOFC）系统集成与控制研究 辉光放电微等离子体源便携式重金属监测仪器研发 环境电化学传感与监测 高效催化功能有机-无机杂化多孔分子筛的可控合成策略研究 燃料电池水淹过程碳腐蚀行为的动力学机制研究 基于多元多尺度分解的机械设备故障特征提取理论研究 Synaptotagmin1调控神经递质分泌机制研究 地球空间辐射带高能电子环境的主动调制机理研究 昆虫病毒与虫媒病毒研究 稻米品质遗传改良 地质样品绿色激光分析技术研究 申报单位 华中科技大学 中国科学院武汉物理与数学研究所 武汉大学 武汉科技大学 华中科技大学 武汉理工大学 武汉大学 武汉理工大学 华中科技大学 武汉大学 华中科技大学 武汉大学 武汉理工大学 中国科学院武汉岩土力学研究所 华中农业大学 湖北大学 华中农业大学 武汉大学 中国船舶重工集团公司第七一九研究 所 武汉理工大学 湖北民族学院 长江大学 中国科学院武汉岩土力学研究所 长江大学 华中科技大学 华中师范大学 湖北医药学院 武汉大学 武汉大学 武汉大学 华中科技大学 华中科技大学 武汉理工大学 武汉大学 中国地质大学（武汉） 湖北大学 华中科技大学 中国地质大学（武汉） 华中科技大学 湖北大学 武汉理工大学 武汉科技大学 华中科技大学 武汉大学 武汉大学 华中农业大学 中国地质大学（武汉）
应用型本科院校“储能材料及其制备技术”课程教学的探索与实践
应用型本科院校“储能材料及其制备技术”课程教学的探索与实践随着能源危机的日益严重，新能源技术的发展成为全球研究的热点之一。
储能材料及其制备技术作为新能源技术的重要组成部分，对于解决能源存储和消纳等问题具有重要意义。
在这样的背景下，应用型本科院校“储能材料及其制备技术”课程应运而生。
本文旨在探讨该课程的教学内容、实践教学方法及教学效果，以期能够为相关专业教学提供一定的参考和借鉴。
一、课程设置1. 课程名称：“储能材料及其制备技术”2. 课程性质：专业核心课程3. 课程学时：48学时4. 课程内容：1）储能材料基础知识：包括储能材料的基本概念、分类、特性等内容。
2）储能材料制备技术：包括储能材料的制备原理、方法及工艺流程等内容。
3）储能材料在新能源领域的应用：包括储能材料在太阳能储能、风能储能、电动汽车等领域的应用案例分析与展望等内容。
二、教学模式1. 理论教学：通过讲授基本理论知识，使学生了解储能材料的基本概念、分类、属性、制备方法等内容；2. 实践教学：设置实验环节，引导学生掌握储能材料的制备工艺与技术，提高学生的动手能力和实际操作技能；3. 案例教学：引导学生分析与探讨储能材料在实际应用中的案例，培养学生的综合分析和解决问题的能力；4. 课程设计：要求学生根据所学知识，进行课程设计，培养学生的工程实践能力和创新意识。
三、教学方法1. 多媒体教学：利用多媒体教学手段展示相关实验过程和结果，让学生直观地了解储能材料的制备过程和特性；2. 实验指导：老师根据实验内容，制定详细的实验指导方案，引导学生掌握实验技能和规范操作流程；3. 讨论交流：课堂上鼓励学生提问、讨论与交流，促进学生的思维碰撞和知识沉淀；4. 个性化辅导：对于不同程度的学生，采取个性化辅导，引导学生克服学习困难，提高学习兴趣和学习积极性。
四、教学资源1. 实验室设施：课程实践教学需要充足的实验室设施和仪器设备，以确保学生能够进行实验操作；2. 教材教辅：选用权威的储能材料及其制备技术教材，并提供相关的教学辅助资料，以便学生进行课外拓展和学习；3. 学术资源：邀请相关领域的专家学者或企业技术人员到校进行讲座或实地考察，让学生了解最新的研究成果和工程应用实践。
tilt;,2gt;aln及tilt;,2gt;alntin复合材料的合成、结构与性能研究
武汉理工大学博士学位论文Ti<,2>AlN及Ti<,2>AlN/TiN复合材料的合成、结构与性能研究姓名：***申请学位级别：博士专业：材料学指导教师：***20070501的化合物有Ｔｉ２ＧｅＣ，Ｔｉ２ＡＩＣ和Ｔｉ２ＡＩＮ等。
简称为２１ｌ相，又称为Ｈ相；当ｎ＝２时，代表性的化合物有Ｔｉ３ＳｉＣ２，Ｔｉ３ＧｅＣ２和Ｔｉ３ＡｌＣ２，简称为３１２相；当ｎ＝３时，称为４１３相，代表性的化合物有ＭｌＮ３。
这些化合物代表一类新型的固体物质，准确地描述为：热力学稳定的纳米层状化合物【３】。
纳米尺度的固体材料，尤其是层状物，具有特殊的、不同寻常的力学性能。
然而制备该类材料会遇到两个基本问题：第一，制备纳米块体材料的成本昂贵：例如用分子束外延技术制备大尺寸纳米材料无任何商业价值：另一问题是即便材料已制备出来，在如此精细的范围内组装将使材料变为热力学不稳定，并因此难以在高温环境中得到应用。
图１－１Ｍｎ＋ＩＡＸｎ相的结构简图Ｆｉｇ．１－１ＣｒｙｓｔａｌｓＵ＇ｕｃｔｕｒｅｓｏｆａｌｌｔｈｅＭｐｌＡＸｎｐｈａｓｅｓ可以形成Ｍｎ＋ｌＡＸ。
相的元素种类非常多，到目前为止，已经发现的Ｍ疗＋ｌＡＸ。
化合物共包括５０多种‘４１。
按照分子式的原子比，可以将它们分为２１１相、３１２相和４１３相（见图１－２）。
Ｂａｒｓｏｕｍ经过系统研究后发现，形成Ｍ¨ｌＡｘⅡ相的元素中，Ｍ一般为早期过渡金属元素，Ａ主要为ＩＩＩ和Ｉｖ族元素，Ｘ为Ｃ和Ｎ（见图１．３），周期表中可以形成Ｍ。
１ＡＸ。
相的元素见图１－３所示。
图Ｉ－２已经合成的Ｍ，ＩＡ磁相Ｆｉｇ．１－２ＭｐｉＡＸａｐｈａｓｅｈａｄｂｅｅｎｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ图１－３元素周期表中可形成Ｍｎ＋ｌＡＸ。
相的元素Ｆｉｇ．１—３ＰｅｒｉｏｄｉｃｔａｂｌｅｏｆｔｈｅＭＯＩＡＸｎｐｈａｓｅｅｌｅｍｅｎｔｓ在Ｍ。
ＩＡ）（ｎ类化合物的晶体结构中，过渡金属碳化物或氮化物层与纯Ａ族元素原子构成的层交替排列。
纳米结构材料在先进能源器件应用中的表界面问题研究
项目名称：纳米结构材料在先进能源器件应用中的表界面问题研究首席科学家：起止年限：依托部门：一、关键科学问题与研究容拟解决的关键科学问题（1）表界面纳米结构与能量转化和存储的构效关系与调控原理。
（2）能量转换存储器件中纳米结构材料的可控制备。
（3）光电转换储能器件制备和使用过程中的原位、实时表征原理与方法。
（4）影响储能纳米结构动力学稳定性的关键因素。
（5）光伏器件中表界面能级的匹配与界面电荷分离性能的优化。
围绕以上关键科学问题，“纳米结构材料在先进能源器件应用中的表界面问题研究”以纳米结构材料在能源器件应用过程中的表界面为切入点，研究高性能能源器件的共性问题。
研究容包括三个密切相关的部分，首先，结合理论计算，通过设计并可控制备纳米功能材料，采用化学修饰、纳微复合结构等手段得到高效稳定的纳米结构材料。
其次，采用先进的纳米材料表征和测试技术，原位表征先进能源器件中纳米材料表界面的结构与性能，研究载流子在表界面上的输运、存储和反应特性，阐明影响纳米材料稳定性的关键因素，由此解决纳米结构材料在先进能源器件应用中热力学稳定性与动力学活性兼顾这一关键科学问题。
第三，通过对纳米材料在先进能源器件应用中表界面问题的研究，实现高光电转化效率量子点光伏器件和高能量密度锂电池。
项目的研究重点为：（1）表界面纳米结构与能量转化和存储的构效关系与调控原理先进能源器件的高性能主要源于其对纳米结构材料的使用，随着材料维度的降低和特征尺度的减小，纳米结构的量子效应、尺寸效应、表界面效应等一系列物理效应变得显著，它们是提高能源器件性能的关键所在。
我们将结合纳米结构材料本身的结构与特性，通过实验和理论研究相结合，研究纳米结构材料中的物理、化学变化规律，特别是表界面结构在能源器件工作过程中的动态变化，探索器件光电转换与能量存储的微观过程与机制。
在深入分析和模拟实验现象的基础上，提出表界面纳米结构与能量转化和存储的构效关系，并在此基础上根据能源器件工作原理提出调控和优化器件性能的原理。
etn基纳米复合含能材料的制备及性能研究
etn基纳米复合含能材料的制备及性能研究摘要：etn基纳米复合含能材料是一种具有高性能、优质多孔结构、表面化学活性、可调控能量充放以及可小型化的新型复合材料，可以用于电池、电容器、汽车发动机等领域。
本文综述了etn基纳米复合含能材料的合成方法、表征方法和性能研究，旨在给出etn基纳米复合含能材料的综合研究，为应用该材料的进一步研究提供参考。
正文：1、tetn基纳米材料的基本概念etn基纳米复合含能材料是一种新型的复合材料，可以用于电池、电容器、汽车发动机等领域。
它具有高性能、优质多孔结构、表面化学活性、可调控能量充放和可小型化等特点，为改善储能设备的容量、功率和寿命提供了一个潜在的方案。
etn基纳米复合含能材料是一种以etn为基体，以碳纳米管、石墨烯、金属纳米粒子等负载物为分散相，在etn基体中分散均匀的复合材料。
其结构表现为etn基体与碳纳米管、石墨烯或金属纳米粒子分散分子间的共同作用，随着负载物的增加，在etn基体中的碳纳米管、石墨烯和金属纳米粒子构成网状复合薄膜，形成高度可调节的多孔复合材料，这种新型复合材料可以改善现有材料的电池和电容器性能，使其能量容量和充电寿命有更大的提高。
2、tETN基纳米含能材料的制备方法1）分散负载物的合成：碳纳米管、石墨烯和金属纳米粒子是etn 基纳米复合含能材料的核心负载物，是etn基纳米复合含能材料高性能的重要保证。
碳纳米管的合成一般采用催化热法、直流磁控溅射（DCP）法、半导体照明（LED）法等，可以产生具有不同结构和几何形状的碳纳米管。
石墨烯可由石墨源材料，如活性炭、聚碳酸酯等，采用法拉第炉技术、化学气相沉积（CVD）技术等合成方法，制备出纳米级大小、较高纯度的石墨烯纳米片。
金属纳米粒子常用的合成方法有金属硫化物液相反应法、硝酸钠碘化钾水溶液电催化法、金属碳化物电解法等。
2）etn基纳米复合的制备：etn基纳米复合材料的合成，主要有三种方法：（1）均相溶液法，即将反应剂etn与形成复合材料的负载物分子混合，搅拌成均匀溶液，通过热处理或化学反应形成复合材料；（2）固相发泡法，即将反应剂etn混合物和负载物分散物混合，在固相发泡的条件下反应；（3）气相沉积（CVD）法，即将反应剂etn 和形成复合材料的负载物（如碳纳米管）分子分散成溶液，通过气相沉积技术形成复合材料。
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推荐申报2016年度教育部高校科学研究优秀成果奖（自然科学奖）
项目公示材料
1、项目名称：高性能一维纳米储能材料的制备科学与结构性能优化
2、推荐单位：武汉理工大学
3、项目简介：
本项目所属学科为低维无机非金属材料。
新能源汽车是十三五规划中重点支持的战略性新兴产业，电化学储能器件作为新能源汽车的核心部件，其发展受限于电极材料，能量密度、功率密度、循环稳定性无法满足日益增长的性能要求。
一维纳米材料因具有比表面积大、轴向电子通道连续、径向离子扩散距离短等优势，能有效提高电极材料的电活性，是目前研究的前沿和热点。
但传统一维纳米电极材料面临容易发生自团聚，比表面积低，电导率低，晶体结构稳定性差等关键问题。
本项目在国家自然科学基金、教育部新世纪优秀人才支持计划等科研项目的持续支持下，在高性能一维纳米储能材料的复杂结构构筑、晶体结构调控、性能增强等方面开展了系统深入的研究，形成了自己的研究特色，取得的重大科学发现和成果如下：
（1）提出了构筑纳米棒/纳米线分级结构、纳米棒搭接组装纳米线结构、纳米带/纳米卷自缓冲结构等六种复杂分级结构的构筑模型，发现上述结构抑制了自团聚，增加了活性位点。
有效提升比表面积，缩短离子扩散距离。
提供了有效导电通道，大幅提高材料的电导率，提升倍率性能和循环稳定性。
分级异质结构纳米线的容量保持率提高了25%，以分级介孔纳米线为电极材料的锂空气电池容量达11000 mAh/g以上。
（2）提出了三种导电物质包覆金属氧化物的制备模型，构筑了黄瓜状同轴纳米线、半中空双连续石墨烯卷包覆结构等复杂同轴纳米线结构，发现石墨烯、导电聚合物可明显提高材料的电导率和循环稳定性，包覆物质与本体材料之间的电子转移与界面特性显著提升了材料的电化学性能。
相比于包覆前，黄瓜状MnO2/PEDOT/V2O5 同轴纳米线的单次衰减率下降70%，H2V3O8/石墨烯半中空双连续纳米线的容量在大电流密度下提升了4.5倍。
（3）提出了电化学预钠化方法，改善纳米线材料的本征结构，发现预嵌入可有改善电解液离子扩散，提高材料的循环稳定性。
电解液离子在Na x MnO2(x=0.7和0.9)的扩散速率得到大幅提升，促进了二氧化锰的氧化还原反应过程，能量密度提高10倍，1000次循环后容量保持率达到99.9%。
项目完成期间发现提出了分级异质结构等6种分级结构构筑、黄瓜状同轴纳米线构筑等3种导电物质包覆构筑的优化策略，提出了电化学预嵌入优化策略，制备了多种高性能一维纳米储能材料，极大推动了电化学储能器件的研究与应用。
项目发表SCI论文45篇，其中10篇代表性论文中9篇影响因子大于9，包括Nature Commun. 1篇，Adv. Mater. 2篇，PNAS 1篇，J. Am. Chem. Soc. 1篇，Nano Lett. 3篇，代表性论文被国际著名期刊Science、PNAS等SCI他引739次，10篇代表性论文平均影响因子为12.461，6篇入选ESI高被引论文，单篇最高SCI他引278次，被国际著名电化学专家Yury Gogotsi教授等多位本领域国际权威学者正面引用和高度评价。
应邀参编Elsevier出版的专著1部，在美国MRS Meeting等国际会议做特邀报告20余次。
第一完成人麦立强应Chem. Rev. (IF=45.661)邀请撰写封面专题综述，当月5篇高下载阅读量论文中名列第一，被选为ESI热点论文；应邀担任会议主席举办Nature能源材料国际会议、美国MRS能源材料表征分会、第十届中美华人纳米论坛等重要学术会议；获2014年国家杰出青年基金资助，入选国家百千万工程，并被授予“有突出贡献中青年专家”称号。
荣获中国青年科技奖、光华工程科技奖等。
4、主要完成人情况(公示姓名、排名、技术职称、工作单位、完成单位、对本项目技术创造性贡献)
主要完成人情况表
5、代表性论文专著目录。