CO2还原二维层状复合光催化剂的构建与机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21573170
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    67.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0202.催化化学
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Design and fabrication of highly efficient CO2-reduction photocatalysts are one of photocatalytic research leading edge and hotspot. On the basis of the progress of international photocatalytic research, the previous investigation work and results of our group, and the principle of chemical thermodynamics and kinetics, a new research program is proposed, which mainly focuses on the design and fabrication of photocatalytic CO2 reduction two-dimensional layered composite photocatalysts and systems by solvothermal and hydrothermal methods. These photocatalytic CO2 reduction materials are two-dimensional layered composites of g-C3N4, graphene, metal sulfide and bismuth-based oxides. The composition-thickness-morphology-performance intrinsic relationship and synergistic effect among g-C3N4, graphene, metal sulfide and bismuth-based oxide photocatalysts will be carefully investigated and discussed. The transfer and separation mechanism of photogenerated electrons and holes within two-dimensional layered composite photocatalysts under light irradiation will also be investigated and discussed. The design principal of composition and structure of two-dimensional layered composite photocatalysts will be developed and proposed by this project. The relationship among composition, thickness, microstructure, and CO2-reduction performance, and control methods of the two-dimensional layered composite photocatalyst will be revealed by this project. To improve the CO2 reduction to solar fuel efficiency, the intrinsic cause, synergistic mechanism and control principle of the photocatalytic CO2 reduction will be carefully investigated and explained. This is of great significance in promoting the development of photocatalytic theory and increasing new knowledge of photocatalytic CO2 reduction to solar fuel production. This investigation will also provide new insight into the design and fabrication of two-dimensional layered composite photocatalysts for CO2 reduction to solar fuels.
高效光催化CO2还原材料体系的设计与构建是光催化领域的研究前沿和热点。项目根据国际最新研究动态,并结合我们的研究积累和前期工作基础,基于化学热力学和动力学原理,提出通过溶剂热和水热化学方法制备g-C3N4和石墨烯与硫化物、铋基氧化物二维层状复合光催化CO2还原材料;研究g-C3N4、石墨烯、硫化物、铋基氧化物二维层状复合光催化材料的组成、厚度及形貌与光催化CO2还原活性之间的内在关系、协同效应和光生载流子转移分离机理,以发展新型二维层状复合光催化CO2还原材料的组成和结构设计原理、揭示二维层状复合光催化剂组成-厚度-结构-CO2还原性能的构效关系和调控方法,阐明二维层状光催化过程的微观机理、协同作用和调控规律,以提高光催化CO2还原制备太阳燃料效率为研究目标,为新型高效光催化CO2还原材料体系的构建提供理论基础和科学依据,通过本项目研究可以丰富光催化CO2还原材料的制备方法和材料体系。

结项摘要

项目执行期间通过溶剂热和水热化学等方法制备了g-C3N4和石墨烯与硫化物、铋基氧化物二维层状复合光催化CO2还原材料;研究了g-C3N4、石墨烯、硫化物、铋基氧化物二维层状复合光催化材料的组成、厚度及形貌与光催化CO2还原活性之间的内在关系、协同效应和光生载流子转移分离机理,发展了新型二维层状复合光催化CO2还原材料的组成和结构设计原理、揭示了二维层状复合光催化剂组成-厚度-结构-CO2还原性能的构效关系和调控方法,阐明了二维层状光催化过程的微观机理、协同作用和调控规律,提高了光催化CO2还原制备太阳燃料效率,为新型高效光催化CO2还原材料体系的构建提供了理论基础和科学依据,项目研究丰富了光催化CO2还原材料的制备方法和材料体系。多篇研究论文发表在多种国际刊物上,如:Adv. Mater.、Mater. Today、Adv. Funct. Mater.、Small、Appl. Catal. B等,发表SCI 收录论文79篇,发表论文中有ESI高被引论文29篇,发表论文被SCI他人引文4300余次。项目执行期间所在课题组共毕业了11位博士研究生和9位硕士研究生, 出站博士后4人。研究成果获得湖北省自然科学一等奖1项(排名第三),项目负责人入选2019年全球化学学科高被引研究人员名单。

项目成果

期刊论文数量(56)
专著数量(0)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Hierarchical porous Al2O3@ZnO core-shell microfibres with excellent adsorption affinity for Congo red molecule
分级多孔Al2O3@ZnO核壳微纤维对刚果红分子具有优异的吸附亲和力
  • DOI:
    10.1016/j.apsusc.2018.12.106
  • 发表时间:
    2019-04
  • 期刊:
    Applied Surface Science
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Zheng Yingqiu;Liu Jiyan;Cheng Bei;You Wei;Ho Wingkei;Tang Hua
  • 通讯作者:
    Tang Hua
Heterojunction Photocatalysts
异质结光催化剂
  • DOI:
    10.1002/adma.201601694
  • 发表时间:
    2017-05-24
  • 期刊:
    ADVANCED MATERIALS
  • 影响因子:
    29.4
  • 作者:
    Low, Jingxiang;Yu, Jiaguo;Al-Ghamdi, Ahmed A.
  • 通讯作者:
    Al-Ghamdi, Ahmed A.
Review on Nanoscale Bi-based Photocatalyst
纳米级铋基光催化剂研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Nanoscale Horizons
  • 影响因子:
    9.7
  • 作者:
    Rongan He;Difa Xu;Bei Cheng;Jiaguo Yu;Wing-Kei Ho
  • 通讯作者:
    Wing-Kei Ho
A review on direct Z-scheme photocatalyst
直接Z型光催化剂的研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Small Methods
  • 影响因子:
    12.4
  • 作者:
    Jingxiang Low;Chuanjia Jiang;Bei Cheng;Swelm Wageh;Ahmed A. Al-Ghamdi;Jiaguo Yu
  • 通讯作者:
    Jiaguo Yu
Hollow CoSx Polyhedrons Act as High-Efficiency Cocatalyst for Enhancing the Photocatalytic Hydrogen Generation of g-C3N4
空心 CoSx 多面体作为高效助催化剂增强 g-C3N4 光催化产氢
  • DOI:
    10.1021/acssuschemeng.7b04461
  • 发表时间:
    2018-02-01
  • 期刊:
    ACS SUSTAINABLE CHEMISTRY & ENGINEERING
  • 影响因子:
    8.4
  • 作者:
    Fu, Junwei;Bie, Chuanbiao;Yu, Jiaguo
  • 通讯作者:
    Yu, Jiaguo

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  • 通讯作者:
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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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