过渡金属磷化物的合成与电催化析氢性能研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51572139
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    63.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E02.无机非金属材料
  • 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

Transition metal phosphides have special triangular prism-shaped crystal structures which are abundant in surface unsaturated coordination atoms. Thus they perform high metallicity and conductivity and could be a novel kind of promising electrocatalysts. This project makes use of transition metal salts and phosphates as precursors for synthesizing transition metal phosphides as efficient electrocatalytic hydrogen evolution reaction (HER) catalysts through solid- and liquid-phase reaction with specific morphologies adjusted by templates and coordination agents. By modifications of synthesis reaction conditions, transition metal phosphides with uniform composition, controlled morphology, large specific surface area and abundant HER catalytic active sites could be obtained. After measurements of HER electrocatalytic performances, many important performance indexes of the catalysts will be gained and then we could explore the nature of catalytic activities assisted by composition and structure characterizations and theoretical computation and simulation. Finally, we will understand the relationship between microscopic structures and catalytic performances of the catalysts to further instruct the design and synthesis of transition metal phosphides catalysts and provide technical and theoretic supports for the development of highly-active HER electrocatalysts.
过渡金属磷化物具有三角棱柱形的特殊的晶体结构,表面配位不饱和的原子数目较多,因而表现出较强的金属性和导电性,是一类具有优良前景的新型电催化剂。本项目以过渡金属的盐类和磷酸盐作为前驱物,适当辅以模板及配位剂调节形貌,通过固相及液相反应法合成过渡金属磷化物,高效应用于电催化析氢(HER)反应。通过对合成反应条件的优化,获得成分均一、稳定,形貌可调控,比表面积大,HER催化活性位点暴露较多的过渡金属磷化物,使其具有较高的催化活性。通过对催化剂HER电催化性能的测试,获得多项关键性能参数,并结合结构成分表征和理论计算模拟,分析探讨其高催化活性的本质。研究重点在于表面不饱和配位的金属-磷相位点,揭示过渡金属磷化物HER电催化活性的机制,理解催化剂材料的微观结构与电催化性能之间的联系,以进一步指导过渡金属磷化物催化剂材料的设计与合成,为发展高性能析氢反应电催化剂提供技术指导和理论支持。

结项摘要

氢气是一种清洁的可持续能源材料,将来有可能取代化石燃料。电催化方法制备氢气被认为是目前最有效的制备方法之一,但是其较高的过电位限制了氢气的大量制备。因此,发展一种高效、低廉的电催化材料,是目前急需解决的问题。过渡金属磷化物具有三角棱柱形的特殊的晶体结构,表面配位不饱和的原子数目较多,因而表现出较强的金属性和导电性,是一类具有优良前景的新型电催化剂,可应用于电催化析氢(HER)反应。本项目合成出了以植酸为磷源制备氧掺杂磷化钼阴极与磷化钴阳极、具有析氢析氧双功能的磷化钴、碳包覆的中空介孔磷化铁、磷化钴碳纳米管复合物、磷化钴和二磷化钴的混晶等多种过渡金属磷化物电催化剂,研究了磷化物材料多种结构特异的微观结构,获得了性能优良的电催化性能,并应用于析氢反应。

项目成果

期刊论文数量(24)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Interfacial Engineering of SeO Ligands on Tellurium Featuring Synergistic Functionalities of Bond Activation and Chemical States Buffering toward Electrocatalytic Conversion of Nitrogen to Ammonia
SeO配体在碲上的界面工程,具有键激活和化学态缓冲的协同功能,以实现氮电催化转化为氨
  • DOI:
    10.1111/gcbb.12357
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Advanced Science
  • 影响因子:
    15.1
  • 作者:
    Zhang Gong;Xu Hang;Li Yang;Xiang Chao;Ji Qinghua;Liu Huijuan;Qu Jiuhui;Li Jinghong
  • 通讯作者:
    Li Jinghong
Substitution Boosts Charge Separation for High Solar-Driven Photocatalytic Performance
替代促进电荷分离,实现高太阳能驱动光催化性能
  • DOI:
    10.1021/acsami.6b08676
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Acs Applied Materials & Interfaces
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zhang Gong;Zhang Le;Liu Yang;Liu Limin;Huang Chin-Pao;Liu Huijuan;Li Jinghong
  • 通讯作者:
    Li Jinghong
金属硫(磷)化物用于电化学析氢反应
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    应用化学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    于鹏;李景虹
  • 通讯作者:
    李景虹
Carbon-coated hollow mesoporous FeP microcubes: an efficient and stable electrocatalyst for hydrogen evolution
碳包覆中空介孔FeP微立方体:高效稳定的析氢电催化剂
  • DOI:
    10.1039/c6ta01923d
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Journal of Materials Chemistry A
  • 影响因子:
    11.9
  • 作者:
    Zhu Xiaohua;Liu Mengjia;Liu Yang;Chen Ruwen;Nie Zhou;Li Jinghong;Yao Shouzhuo
  • 通讯作者:
    Yao Shouzhuo
In-situ Molten Salt Template Strategy for Hierarchical 3D Porous Carbon from Palm Shells as Advanced Electrochemical Supercapacitors
棕榈壳分层 3D 多孔碳作为先进电化学超级电容器的原位熔盐模板策略
  • DOI:
    10.1002/slct.201600250
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    ChemistrySelect
  • 影响因子:
    2.1
  • 作者:
    Ma Jing;Dong You zhen;Wang Lei;Yu Peng;Yan Hai jing;Tian Chun gui;Li Jing hong;Fu Hong gang
  • 通讯作者:
    Fu Hong gang

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其他文献

石墨烯及其复合材料在酶电化学生物传感器中的应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    李景虹
基于掺氮石墨烯纳米片的高活性氧还原反应催化剂
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Chinese Science Bulletin
  • 影响因子:
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  • 作者:
    次素琴;吴勇明;邹建平;唐龙华;罗胜联;李景虹;温珍海
  • 通讯作者:
    温珍海
Multi-parameter nanopore monomolecular analyzer with alternating-current mode
交流模式多参数纳米孔单分子分析仪
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李景虹;张凌;刘广超;刘洋
  • 通讯作者:
    刘洋
微生物燃料电池电极材料研究进展
  • DOI:
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  • 期刊:
    电化学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    次素琴;吴娜;温珍海;李景虹
  • 通讯作者:
    李景虹
金纳米粒子-壳聚糖-石墨烯纳米复合材料的制备及其在生物电化学中的应用
  • DOI:
    10.6023/a12060284
  • 发表时间:
    2012-09-17
  • 期刊:
    Acta Chimica Sinica
  • 影响因子:
    2.5
  • 作者:
    张谦;吴抒遥;何茂伟;张玲;刘洋;李景虹;宋溪明
  • 通讯作者:
    宋溪明

其他文献

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细胞基因通路中核酸二级结构的功能分析与肿瘤靶向调控
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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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