基于石墨烯量子点复合材料的高效增强可见光催化性能研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21571124
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0104.无机合成
  • 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

This topic aims to controlled preparation and visible-light catalytic properties of new multi-composite materials based on graphene quantum dots (GQDs). water-soluble GQDs were prepared by a simple hydrothermal method, and used to modify silver vanadate nanoparticles. GQDs can enhanced visible light photocatalytic efficiency of silver vanadate nanoparticles using the electron transfer and good response to visible light characteristics. Meanwhile, GQDs modified silver vanadate nanoparticles combined with the noble metal nanoparticles can be further enhanced photocatalytic efficiency, due to the noble metal nanoparticles have local surface plasmon resonance effects. The visible light responce regulatory role and mechanism of co-modified photocatalyst were investigated. The structure and chemical composition of silver vanadate nanocomposites were characterized by conventional and high resolution methods, revealing the visible light photocatalytic influence factors by microstructure (size, morphology, crystalline condition, surface defects, surface functionalization, etc.), the component, optical properties and local surface plasmon resonance effects, clarifying visible light photocatalytic enhancing mechanisms of univariate and multivariate compounds of silver vanadate. A novel GQDs and noble metal nanoparticles were sub-regulated photocatalytic properties of silver vanadate nanoparticles, which is expected to be an important application in the degradation of pollutants and water splitting, but also providing a theoretical foundation for the design and development of excellent performance, widely usage of multifunctional nanocomposites.
本课题旨在开展基于石墨烯量子点的一种新型多元复合材料的可控制备及其可见光催化性能研究。用简易的水热法制备水溶性石墨烯量子点,并用它修饰钒酸银纳米粒子,利用石墨烯量子点的电子转移和可见光响应等特性调控钒酸银纳米粒子在可见光范围内的光催化效率;再结合贵金属纳米粒子的局域表面等离子体共振效应,将贵金属纳米粒子与石墨烯量子点共修饰钒酸银纳米粒子,研究共修饰对可见光范围内光催化性能的调控作用及其机理。采用常规和高分辨手段对钒酸银纳米复合材料的结构与化学成分进行表征,揭示微结构(尺寸、形貌、结晶状况、表面缺陷、表面功能化等)、组分、光学性能、局域表面等离子体共振效应对可见光光催化性能的影响规律,在此基础上澄清两元和多元复合对钒酸银纳米材料可见光光催化性能增强的物理化学作用机制。本工作用新颖的石墨烯量子点与贵金属纳米粒子系统调控钒酸银纳米粒子的光催化特性,有望在污染物降解和劈裂水制氢等领域获得重要应用。

结项摘要

在众多光催化剂中,钒酸银纳米粒子由于其在可见光范围内具有响应能力,是一种优良的光催化剂。然而钒酸银纳米粒子在光催化反应中,空穴与光生电子容易复合,成为阻碍其商业应用的难题。为解决钒酸银纳米粒子在空穴与光生电子容易复合的难题,在本项目支持下,发展一种新颖的环境友好的多元复合纳米结构体系——石墨烯量子点和多种贵金属纳米粒子共修饰的钒酸银纳米粒子复合结构。采用简单一步水热法制备得到不同官能团功能化的石墨烯量子点,优化单层、单畴、尺寸可调的石墨烯量子点的制备方法,探索获得官能团调控对其横向尺寸、层数和可见光响应的均控制规律。此外,将石墨烯量子点与其他光催化剂进行复合,形成新型的纳米异质结光催化剂,这些纳米异质结表现出了增强的可见光响应和可见光催化降解有机污染物的能力。对纳米异质结的化学组成和微结构进行详细的表征,进而揭示微结构(尺寸、形貌、结晶状况、表面缺陷等)与可见光响应特性和光催化性能之间的关联。本项目制备的石墨烯量子点及其纳米异质结材料,有望在药物类污染物降解、劈裂水制氢、太阳能电池和超级电容器等领域获得重要应用,也为设计开发性能优异、用途广泛的多功能纳米复合材料提供理论依据。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Boosting ORR Electrocatalytic Performance of Metal-Free Mesoporous Biomass Carbon by Synergism of Huge Specific Surface Area and Ultrahigh Pyridinic Nitrogen Doping
大比表面积和超高吡啶氮掺杂的协同作用提高无金属介孔生物质碳的ORR电催化性能
  • DOI:
    10.1021/acssuschemeng.8b01876
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    ACS Sustainable Chemistry & Engineering
  • 影响因子:
    8.4
  • 作者:
    Zhang B.;Wang C.;Liu D.;Liu Y.;Yu X.;Wang L.
  • 通讯作者:
    Wang L.
Sustainable Synthesis of Bright Green Fluorescent Nitrogen-Doped Carbon Quantum Dots from Alkali Lignin
从碱木质素可持续合成亮绿色荧光掺氮碳量子点
  • DOI:
    10.1002/cssc.201901693
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Chemsuschem
  • 影响因子:
    8.4
  • 作者:
    Zhang Baohua;Liu Yijian;Ren Muqing;Li Weitao;Zhang Xiang;Vajtai Robert;Ajayan Pulickel M;Tour James M;Wang Liang
  • 通讯作者:
    Wang Liang

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其他文献

基于引导滤波和Tsallis熵的SAR图像分割算法
  • DOI:
    10.1080/19401493.2020.1788641
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    传感器与微系统
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周文涛;张宝华
  • 通讯作者:
    张宝华
基于多模型深度卷积网络融合的人群计数算法
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    激光技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    雷翰林;张宝华
  • 通讯作者:
    张宝华
ZnS:Mn~(2+)掺杂型纳米晶应用于Cd~(2+)的荧光测定
  • DOI:
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  • 期刊:
    南昌大学学报(理科版)
  • 影响因子:
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  • 作者:
    张宝华;占寻寿;吴芳英
  • 通讯作者:
    吴芳英
格蕴涵代数的一个表示
  • DOI:
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  • 期刊:
    绵阳师范学院学报
  • 影响因子:
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  • 作者:
    张宝华
  • 通讯作者:
    张宝华
软多标签和深度特征融合的行人重识别
  • DOI:
    doi:10.12086/oee.2020.190636
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    光电工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张宝华;朱思雨;吕晓琪;谷宇;王月明;刘新;任彦;李建军;张明
  • 通讯作者:
    张明

其他文献

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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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