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多维度纳米材料表征标准化及制备可控化技术与应用
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  • 公布年份:
    2014
  • 中图分类:
    TB383
  • 关键词:
  • 成果简介:
    纳米技术标准化是世界各国抢占的战略制高点之一。而“什么是”、“怎么检”和“批量制备”是纳米材料标准化的核心问题,也是制约纳米产业发展的技术瓶颈。自2005年,该项目基于尺度、形貌和形状等多维度微观特性研究攻关,取得如下成果与创新:1)随着研究深入,纳米材料微观结构多样性及复杂性不断显现出来,使其表征标准化尤为复杂。项目研究发现了可客观评价纳米材料特性的微结构、晶体结构、横截面结构等特征要素,首次提出多维度纳米材料核心评价参数,采用TEM, XRD, HRTEM, BET等技术,建立了基于粒状(零维)、线状(一维)、带状或薄膜状(二维)的多维度纳米材料表征标准方法,解决了“什么是”和“怎么检”的共性难题,制定发布检验标准4项,比ISO/TC229后续发布的纳米技术术语及定义国际标准(ISO/TS27687:2008)中提出多维度概念早4个月。2)以中国产业化发展前景好的纳米碳酸钙、纳米二氧化钛为突破口,实现纳米材料表征自主技术国际标准化。涉及国家利益时,基于大量数据从多角度据理阐述,例如针对技术参数及表征方法,主张不将表面包覆列为核心指标,以TEM测初始颗粒尺寸、XRD测晶粒尺寸,避免了对中国纳米产业的不利影响;话语权博弈中运用辩论、投票、问卷调查及沟通等策略贏得主动,历经4年,解答了日、美、欧等国50多位专家提出的600多条棘手问题,多次破解了利益方国家代表团的主观性意见,成功主导制定两项国际标准,比日本主导制定的粉体纳米材料标准(ISO/TS17200)早发布1年。3)按项目标准化技术对单元操作施以规范化控制,发明了改进的纳米二氧化钛四氯化钛液相水解制备方法、纳米碳酸钙氢氧化钙碳化制备方法,建立了80nm粒径内可控批量制备工艺,比表面积提高20倍,纯度提高1.8%,耗能降低1/4至1/5。获国际权威的ISO9001、14000及BS-OHSAS18001认证;通过Er<'3+>掺杂制备多种形貌(立方纳米盘、削尖八面体、花生状)纳米材料,建立纳米介孔、稀土掺杂复合纳米材料孔径、粒径、比表面积等表征技术,为复合纳米材料可控制备与表征标准化奠定基础。获国家发明专利2项,发表SCI文章27篇,出版《纳米技术》专著1部,制定标准7项。其中两项国际标准是自ISO/TC229国际纳米技术委员会成立以来首次制定发布的纳米产品材料规范,国际纳米技术产业协会(NIA)认为标准全面覆盖了两类粉体纳米材料的表征方案和评价技术指标。项目鉴定意见认为总体技术达到国际先进水平,纳米材料多维度微观表征参数确立与测量关键技术达到国际领先水平,获国家质检总局“科技兴检” 一等奖。依托项目成果建立纳米材料与产品检测平台,依据项目标准向社会提供测试服务;建成年产1000吨生产线2条,产品广泛用于节能环保、新能源、新材料等战略新兴产业,出口至日、韩、美等国近20家企业,近3年新增销售收入1.6亿元、利税0.6亿元。项目彰显了中国在国际纳米技术标准领域科技创新水平,提升了中国该领域国际话语权和产品竞争力,促进了国际纳米标准化技术进步和纳米产业发展。
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