科研成果

¨         石墨烯制备及应用：膨胀法制备高品质少层甚至单层石墨烯，制备石墨烯成本低，品质高，优于市售产品，比表面积达到380m²/g,制备的石墨烯气凝胶亲油疏水，水接触角可达153.9°。同时，本项目研发的石墨烯气凝胶具有良好的耐酸碱性、热稳定性、耐火性、化学性质稳定。对不同有机溶剂的吸附容量均在44-63g/g的范围内，相比于活性炭，吸附能力提高了30-120%。通过热处理再生的气凝胶，经二十次使用后它的吸附能力仍能保持初始值的70％以上。制备的磁性石墨烯复合载药载体载药量达80-90%，实现肿瘤药物的靶向运输和靶向释放，大大减少药物副作用。

¨         强流脉冲电子束表面改性：首次尝试利用强流脉冲电子束处理纯镁及镁合金AZ31、AZ91HP，处理后镁合金性能得到显著提高，包括耐腐蚀性、耐磨性等，镁合金合金表面镁的蒸发及净化作用是镁合金耐腐蚀提高主要原因，利用强流脉冲电子束处理了铝硅合金，处理后，粗大初生硅细化为纳米球形硅，利用EBSD等先进技术对表层组织进行了表征并对初生硅的球化机制提出了自己的模型，相关成果发表在Applied Surface Science上，并得到同行认可。

¨         热浸镀新型合金开发：工业生产的技术需求研发了Zn-5Al-Mg-Si-RE、55Al-Zn-Mg-Si-RE、Zn-5Al-Mg-RE、Al-Si-Mo-Ni-RE和Al-Zn-Si-Ce等多元合金镀层，大幅提高了Zn-5Al和55Al-Zn-1.6Si合金镀层的耐蚀性，提高了钢材的使用寿命,获辽宁省科技进步三等奖。该技术已申请发明专利7项，其中5项已获授权。Al-Si-Mo-Ni-RE在辽宁省朝阳市金达钛业有限公司工业应用，大幅降低了还原蒸馏炉的氧化速度，提高了炉体的使用寿命，提高了企业的经济效益。Al-Zn-Si-Ce在葫芦岛锌业股份有限公司等企业工业应用，检测结果表明镀层厚度均匀，耐蚀性得到大幅提高，得到了用户的一致好评，为企业创造了良好的经济效益。

获奖情况

u  2017年第一申请人获辽宁省科技进步奖三等奖；

u  2020年获中国腐蚀与防护学会科学技术奖一等奖；

u  2020年获中国有色金属工业科学技术奖一等奖；

u  2019年入选兴辽英才“科技创新领军人才”；

u  2013、2015入选辽宁省优秀人才第一和第二层次。

u  2021年入选俄罗斯自然科学院外籍院士。

项目情况

承担各类纵向课题20多项，其中作为负责人和执行负责人主持自然科学基金面上项目2项，主持国家科技支撑专题项目1项，主持教育部新教师基金1项，主持中国博士后科学基金1项，主持教育部中央高校基本业务费3项，主持辽宁省兴辽领军人才一项，主持辽宁省优秀人才项目2项，主持辽宁省创新团队项目1项，主持沈阳市科技攻关及计划项目3项。

近期主持项目列表：

1、国家自然科学基金面上项目，51671062、强流脉冲电子束处理过共晶铝硅合金诱发的粗大初生硅纳米化机理研究，2017/01-2020/12，72万元，结题，负责人。

2、沈阳市重大科技成果转化项目，20-203-5-39、高品质石墨烯制备及产业化成果转化，2020/07-2022/07，100万元，进行中，负责人。

3、国家自然科学基金面上项目，51274060、不同价态稀土元素氯化物溶液直接热分解制取氧化物过程基础研究，2013/01-2016/12，85万元，结题，执行负责人。

4、教育部基本科研业务费重点项目，N182502042、强流脉冲电子束制备大容量锂离子电池负极用石墨烯复合材料研究，2018/01-2020/12，35万元，进行中，负责人。

5、国家重点研发计划子课题，新型陶瓷原料高效合成与批量制备技术，2017/07-2021/06、200万元，进行中，参与人。

6、辽宁省兴辽英才项目“科技创新领军人才”，XLYC1902105、高质量石墨烯制备技术研发，2020-2022，100万元，进行中，负责人。

7、辽宁省优秀人才项目第一层次，LJQ2012021、强流脉冲处理导致的纳米化研究，2015/01-2017/12，10万元，结题，负责人。

8、沈阳市科技攻关项目，F15-053-2-00、钢板无铬钝化剂攻关，2014/01-2016/12，200万元，结题，负责人。

9、科技部科技支撑专题项目，2009BAE80B01、结合含镁高硅变形铝合金生产的废铝生态再生工艺开发，2009/01-2011/12，60万元，结题，负责人。

10、教育部基本科研业务费，N130402004、强流脉冲电子束处理过共晶铝硅合金导致的纳米化研究，2014/01-2015/12，22万元，结题，负责人。

科研成果

发表论文：

[1]     Gao B*, Hu CL, Fu HY, Sun Y, Li K, Hu L. Preparation of single-layer graphene based on a wet chemical synthesis route and the effect on electrochemical properties by double layering surface functional groups to modify graphene oxide[J]. Electrochimica Acta, 2020, 361: 137053-137085.

[2]     Li K, Gao B*, Xu N, Sun Y, Denisov VV and Hu L. The influence of neodymium element on the crater structure formed on al-17.5si alloy surface processed by high-current pulsed electron beam[J]. Coatings, 2020, 10(10): 922.

[3]     Fu HY, Gao B*, Zhou YW, Xing PF. Effects of silanes on the structure and properties of chromium-free passivation[J]. Science of Advanced Materials, 2020, 12: 1012-1018.

[4]     Liu Z, Fu HY, Gao B*, Wang YX, Li K, Sun Y, Yin JT, Kan JW. In-situ synthesis of Fe₂O₃ /rGO using different hydrothermal methods as anode materials for lithium ion batteries[J]. Reviews on Advanced Materials Science, 2020, 59(1): 477-487.

[5]     Sun Y, Li K, Gao B*, Sun PY, Fu HY, Liu Z, Yin JT .Study on microstructure and wear resistance of Zr-17Nb alloy irradiated by high current pulsed electron beam[J]. Reviews on Advanced Materials Science, 2020, 59(1): 514-522.

[6]     Gao B*, Li K, Xing PF. Formation of a double-layer ultrafine crystal structure for high-current pulsed electron beam-treated Al–20Si–5Mg alloy[J]. Coatings, 2019, 9(7): 413.

[7]     Gao B*, Feng ZB, Wang L.Electrochemical behavior and electrodeposition of porous Co–Se layer from a chloride acid electrolyte[J]. Journal of Electroanalytical Chemistry, 2019, 853: 113563.

[8]     Gao B*, Xu N, Xing PF. Shock wave induced nanocrystallization during the high current pulsed electron beam process and its effect on mechanical properties[J]. Materials Letters, 2019, 237: 180-184.

[9]     Gao B*, He JD, Zhou YW, et al. Effect of extrusion and heat treatment on microstructure and mechanical properties of hypereutectic A390-0.3 wt% Nd alloy[J]. Materials Research, 2019, 22.

[10] Gao B*, Liu C, Hu CL, et al. Effect of Mg and Re on the surface properties of hot dipped Zn–23Al–0.3 Si Coatings[J]. Science of Advanced Materials, 2019, 11(4): 580-587.

[11] Hu L, Gao B*, Zhu G L, Hao Y, Sun S C, Tu G F. The effect of neodymium on the microcracks generated on the Al-17.5Si alloy surface by high current pulsed electron beam[J]. Applied Surface Science, 2016, 364: 490-497.

[12] Gao B*, Hu L, Li SW, Zhang YD, Hao Y, Tu GF, Thierry G. Study on nanostructure formation mechanism of hypereutectic Al-15Si alloy induced by HCPEB treatment[J]. Applied Surface Science, 2015, 346:147-157.

[13] Hu L, Gao B*, Lv J K, Sun S C, Hao Y, Tu G F. Halo evolution of hypereutectic Al-17.5Si alloy treated with high-current pulsed electron beam[J]. Journal of Nanomaterials, 2015, 2015: 1-6.

[14] Lyu J, Gao B*, Hu L, Lu SD, Tu GF. Microstructure Analysis of HPb59-1 Brass Induced by High Current Pulsed Electron Beam[J]. High Temperature Materials and Processes,2016, 35(7):715-721.

[15] Li SW, Gao B*, Tu GF, Hu L, Sun SC. Effects of magnesium on the microstructure and corrosion resistance[J]. Construction and Building Materials, 2014, 71(11): 124-131.

[16] Li SW, Gao B*, Yin SH, Tu GF, Zhu GL, Sun SC, Zhu GL. The effects of Re and Si on the microstructure and corrosion resistanceof Zn-6Al-3Mg hot dip coating[J]. Applied Surface Science, 2015, 357: 2004-2012.

[17] Gao B*, Hao Y, Tu GF, Li SW, Yu FX, Zuo L, Hu L. Surface modification of Mg-67- Zn-30-Y-3 quasicrystal alloy by high current pulsed electron beam[J]. Surface and Coatings Technology, 2013, 229: 42-45.

[18] Gao B*, He JD, Tu GF, Hu L, Nanocrystallization of Coarse Primary Phases in Al- and Mg-Based Alloys Induced by HCPEB Treatment[J]. Journal of Nanomaterials, 2013, 2013(2013).

[19] Hao, Y, Gao B*, Tu G F, Cao H, Hao S Z, Dong C, Surface modification of Al-12.6Si alloy by high current pulsed electron beam,Applied Surface Science, 2012, 258(6)：2052-2056.

[20] Hao Y., Gao B*, Tu GF, Li S W, Dong C, Zhang Z G. Improved wear resistance of Al-15Si alloy with a high current pulsed electron beam treatment[J]. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms,2011,269(13)：1499-1505.

[21] Hao Y, Gao B*, Tu GF, Li SW, Hao SZ, Dong C, Surface modification of Al-20Si alloy by high current pulsed electron beam[J]. Applied Surface Science, 2011, 257(9)：3913-3919.

[22] Shi WX, Gao B*, Tu GF, Li SW, Effect of Nd on microstructure and wear resistance of hypereutectic Al-20%Si alloy[J]. Journal of Alloys and Compounds,2010,508(2)：480-485.

[23] Gao B*, Hao Y, Tu GF, Shi WX, Yu FX, Li SW, Compounded Surface Modification of ZK60 Mg Alloy by High Current Pulsed Electron Beam plus Micro-plasma Oxidation[J]. Plasma Science and Technology,2010,12(1)：67-70.

[24] Xing PF*, Gao B, Zhuang YX, Liu KH, Tu, GF. On the modification of hypereutectic Al-Si alloys using rare earth [J]. Er,Acta Metallurgica Sinica (English Letters),2010,23(5)：327-333.

[25] Shi WX, Gao B*, Tu GF, Li SW, Hao Y, Yu FX, Effect of neodymium on primary silicon and mechanical properties of hypereutectic Al-15% Si alloy[J]. Journal of Rare Earths,2010,28：367-370.

[26] Xing PF*, Gao B, Zhuang YX, Liu KH, Tu GF, Effect of erbium on properties and microstructure of Al-Si eutectic alloy[J]. Journal of Rare Earths,2010,28(6)：927-930.

[27] Feng ZB*, Zhang H, Xing PF, Gao B. Nanoporous nickel-selenide as high-active bifunctional electrocatalyst for oxygen evolution and hydrazine oxidation-ScienceDirect[J]. Journal of Electroanalytical Chemistry, 2020, 876.

[28] Feng ZB*, Zhang H, Gao B, Lu P, Xing PF. Ni-Zn nanosheet anchored on rGO as bifunctional electrocatalyst for efficient alkaline water-to-hydrogen conversion via hydrazine electrolysis[J]. International Journal of Hydrogen Energy, 2020.

[29] Feng ZB*, Gao B, Wang L, Zhang H, Lu P. Nanoporous cobalt-selenide as high-performance bifunctional electrocatalyst towards oxygen evolution and hydrazine oxidation[J]. Journal of The Electrochemical Society, 2020, 167(13):134501 (7pp).

[30] Ye KK, Wang JQ, Xing PF*, Du XH, Gao B, Kong J, Luo XT. Study of the preparation of high purity Silicon by a new electro-thermal metallurgy method[J]. Silicon, 2019, 11(1).

[31] Liu Y, Wang S, Jiang SN, Kong J, Wang XF, Gao B, Xing PF*, Luo XT. Clean synthesis and formation mechanisms of high curity Silicon for solar cells by the carbothermic reduction of SiC with SiO₂[J]. ChemistrySelect, 2019, 4(14):4025-4034.

[32] Liu Y, Xing PF*, Liu J, Kong J, Du XH, Gao B, Luo XT. Removal of iron from solar grade Silicon (SoG-Si) cutting slurry waste by ultrasound-assisted leaching with dilute sulfuric acid[J]. Silicon, 2018, 11.

[33] Lu DK, Gao B*, Zhu GL, Lv Jike, Hu L. High-current pulsed electron treatment of hypoeutectic Al-10Si alloy[J]. High Temperature Materials and Processes, 2017, 36(1):97-100.

[34] Sun SC*, Sakamoto T, Nakai K, Kurishita H, Xu JY, Cao H, Gao B, Bian X, Wu WY. Microstructures and mechanical properties in B₄C–CeO₂ ceramics[J]. Journal of Nuclear Materials, 2011, 417(1-3):663-667.

[35] Gao B*, Hao SZ, Zou JX, Wu WY, Tu GF, Dong C. Effect of high current pulsed electron beam treatment on surface microstructure and wear and corrosion resistance of an AZ91HP magnesium alloy[J]. Surface and Coatings Technology, 2007.

[36] Gao B*, Hao SZ, Dong C, Tu GF. Improvement of wear resistance of AZ31 and AZ91HP by high current pulsed electron beam treatment[J]. 中国有色金属学报(英文版), 2005, 15(5):1029-1031.

[37] Hao SZ, Qin Y, Mei XX, Gao B, Zou JX, Guan QF, Dong C, Zhang QY*. Fundamentals and applications of material modification by intense pulsed beams[J]. Surface and Coatings Technology, 2007, 201(19-20):8588-8595.

[38] Zou J X*, Grosdidier T, Zhang KM, Gao B, Hao SZ, Dong C. Microstructures and phase formations in the surface layer of an AISI D2 steel treated with pulsed electron beam[J]. Journal of Alloys and Compounds, 2007, 434(none):707-709.

[39] Gao B*, Hao SZ, Zou JX, Grosdidier T, Jiang LM, Zhou JY, Dong C. High current pulse electron beam treatment of AZ31 Mg alloy[J]. Journal of Vacuum Science and Technology A: Vacuum Surfaces and Films, 2005, 23(6):1548-1553.

[40] Hao SZ*, Gao B, Wu AM, Zou JX, Qin Y, Dong C, Guan QF. Surface modification of steels and magnesium alloy by high current pulsed electron beam[J]. Nuclear Inst and Methods in Physics Research B, 2005, 240(3):646-652.

专利：

[1] 高波, 李魁, 王艺璇, 朱广林, 胡成龙, 付海洋.介孔硅/石墨烯复合锂离子电池负极材料制备方法[P]. 中国: 专利号 ZL201910128247, 2021.2.5

[2] 高波, 吕继可, 胡亮, 朱广林, 高超, 董立洋, 卢帅丹, 张光宗, 郝亚杰, 涂赣峰. 一种使用稀土元素改善铝硅合金表面裂纹的方法[P]. 中国: 专利号ZL201510349051.X, 20170531

[3] 高波，胡成龙，朱广林，刘畅，徐宁，周英伟.一种具有多孔结构的纳米硅的制备方法及应用，中国：专利号 ZL201810089573.4，2020.6.5

[4] 高波，朱广林，徐宁，刘畅，周英伟，邢鹏飞，涂赣峰.一种多孔硅的强流脉冲电子束制备方法及应用，中国：专利号 ZL201611219268.X，2020.3.31

[5] 高波，郝亚杰，胡亮，吕继可，谢赟. 一种热镀锌钢板无铬复合钝化剂及其制备和使用方法，中国：专利号 ZL201410389381.7，2017.1.18

[6] 高波，朱广林，何吉东，吕继可，百玉亭，胡亮，涂赣峰. 一种镀液中添加废铝原料进行热浸镀的方法，中国：专利号 ZL201410784990.2，2017.9.19

[7] 高波，何吉东，刘畅，徐宁，周英伟，胡亮，朱广林，董立洋，邢鹏飞，涂赣峰.一种在金属钛表面制备纳米孪晶层的方法，中国：专利号ZL201611140559.X，2019.5.21

[8] 高波, 王艺璇, 李魁, 付海洋, 朱广林, 胡成龙. 一种铁基负极材料的制备方法.[P]. 中国: 申请号 20190113772.9, 2019.5.28.

[9] 高波, 王艺璇, 李魁, 付海洋, 朱广林, 胡成龙. 一种基于溶胶凝胶法制备铁基负极材料的方法.[P]. 中国: 申请号 201910421186.0, 2019.8.9.

[10] 高波, 王艺璇, 付海洋, 李魁, 朱广林, 胡成龙. 一种基于水热法制备铁基负极材料的方法.[P]. 中国: 申请号 201910421214.9, 2019.8.16.

[11] 高波, 付海洋, 杜浩杰, 胡成龙, 李魁.一种具有含氮掺杂石墨烯制备方法及应用.[P]. 中国: 申请号 201910072876.9, 2019.4.12.

[12] 高波, 付海洋, 胡成龙, 王艺璇, , 李魁.一种新型锂离子电池负极材料氮掺杂多孔石墨烯制备方法及应用.[P]. 中国: 申请号 201910073400, 2019.06.11.

[13] 高波, 付海洋, 胡成龙, 王艺璇, , 李魁.一种制备四氯化钛的熔化型氧化炉设备及方法.[P]. 中国: 申请号 201910100938, 2019.05.10.

[14] 高波, 李魁, 胡亮，王艺璇, 朱广林, 胡成龙, 付海洋, 邢鹏飞. 一种介孔硅的强流脉冲电子束的制备方法及应用[P]. 中国: 申请号 201811578754, 2019.04.23

[15] 高波, 李魁, 胡亮，王艺璇, 朱广林, 胡成龙, 付海洋, 邢鹏飞. 一种介孔碳的强流脉冲电子束的制备方法及应用[P]. 中国: 申请号 201811578754, 2019.03.08

[16] 高波, 李魁, 朱广林, 刘畅, 周英伟, 胡成龙,王艺璇, 付海洋, 邢鹏飞.一种纳米多孔硅的强流脉冲电子束的制备方法及应用[P]. 中国: 申请号 201811579186, 2019.04.23

个人寄语

持之以恒,胜利一定属于自己。

强流脉冲电子束表面改性

石墨烯气凝胶及其应用

石墨烯制备技术