光电催化材料表界面电荷转移成像研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21773228
  • 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:
    B0202.催化化学
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Charge separation is one of the central themes of photocatalysis. However, heterogeneous photocatalyst are one of the most extreme complex systems because of the structure relationship with sequential light absorption, charge separation and surface photocatalytic reaction. With the development of first UV Raman spectrograph in China and spatially resolved surface photovoltage spectroscopy, the applicant and the research group had made many breakthroughs in the characterization of catalytic materials and were awarded the send prize of national nature science award. With the advantage of these home-made tools, the understanding of the hetero/homo phase junctions, facet charge separation and dual cocatalysts on the surface of semiconductor can greatly increase the photogenerated charge separation efficiency. With the visualization of the built-in electric field and vectorial charge separation, this project will try to gain deep insight into the driving force of the charge separation at the surface and interface of semiconductor photocatalyst. The obtained knowledge will provide basis for the rational design of high efficient photocatalysts.
光催化分解水及耦合CO2还原是世界性科学难题,发展在微纳米层次上研究光电、光化学转化机理的新方法,才能从根本上解决这一世界性难题。项目申请人及其所在研究团队在催化表征仪器研制方面有很好的研究积累,研制的我国第一台用于催化材料研究的紫外激光拉曼光谱(国家自然科学二等奖)和光催化粒子的空间分辨表面光电压谱有效的推动了半导体表面异质结、异相结,晶面电荷分离以及双助催化剂大幅增强光催化活性的等新概念的提出。本项目拟基于前期基础,创新性的利用纳米电极产生的局域电场与光吸收耦合,发展超分辨光生电荷吸收光谱成像以及表面光电压成像,同时具备毫微秒时间尺度的载流子动力学研究能力。该仪器将用于研究光电催化材料微纳米结构表/界面结构电荷分离驱动力,实际反应过程中电荷传输动力学以及空间特性,发展微纳尺度光电催化材料光生电荷分离和催化反应的新原理和新概念,从根本上推动在微纳米层次上设计和构筑高效光催化体系。

结项摘要

近年来针对太阳能光催化中光生电荷空间分离机制的科学前沿问题,在国际上率先发展高空间分辨表面光电压成像新方法,依托此方法在微纳尺度直接观测到光催化材料微纳尺度电场分布对电荷分离的主导性贡献,提出利用对称性破缺(光照、铁电和缺陷等)实现内建电场定向构筑,增强光生电荷分离的策略和理论,进一步,基于上述理解在纳米层次通过对局域电场调控,实现高浓度光生电荷向催化反应活性位的精准输运,极大提升水氧化效率。以通讯作者在Nat. Energy, National Sci. Rev., Angew Chem., Adv. Mater., Nano Letters,J. Phys. Chem. Lett., Chem. Soc. Rev.,等国际权威期刊发表论文7篇。受邀在英国法拉第论坛、美国高登会议做主旨报告。所发展的方法已经在国内外多家知名实验室的研究工作中得到应用。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Probing of coupling effect induced plasmonic charge accumulation for water oxidation.
水氧化耦合效应诱导等离子体电荷积累的探讨
  • DOI:
    10.1093/nsr/nwaa151
  • 发表时间:
    2021-06
  • 期刊:
    National science review
  • 影响因子:
    20.6
  • 作者:
    Gao Y;Cheng F;Fang W;Liu X;Wang S;Nie W;Chen R;Ye S;Zhu J;An H;Fan C;Fan F;Li C
  • 通讯作者:
    Li C
Visualizing the Nano Cocatalyst Aligned Electric Fields on Single Photocatalyst Particles
可视化单个光催化剂颗粒上的纳米助催化剂排列电场
  • DOI:
    10.1021/acs.nanolett.7b02799
  • 发表时间:
    2017-11-01
  • 期刊:
    NANO LETTERS
  • 影响因子:
    10.8
  • 作者:
    Zhu, Jian;Pang, Shan;Li, Can
  • 通讯作者:
    Li, Can
Charge separation via asymmetric illumination in photocatalytic Cu2O particles
通过光催化 Cu2O 颗粒中的不对称照明进行电荷分离
  • DOI:
    10.1038/s41560-018-0194-0
  • 发表时间:
    2018-08-01
  • 期刊:
    NATURE ENERGY
  • 影响因子:
    56.7
  • 作者:
    Chen, Ruotian;Pang, Shan;Li, Can
  • 通讯作者:
    Li, Can
Giant Defect-Induced Effects on Nanoscale Charge Separation in Semiconductor Photocatalysts
巨大缺陷对半导体光催化剂纳米级电荷分离的影响
  • DOI:
    10.1021/acs.nanolett.8b04245
  • 发表时间:
    2019-01-01
  • 期刊:
    NANO LETTERS
  • 影响因子:
    10.8
  • 作者:
    Chen, Ruotian;Pang, Shan;Li, Can
  • 通讯作者:
    Li, Can
Advanced space- and time-resolved techniques for photocatalyst studies
用于光催化剂研究的先进空间和时间分辨技术
  • DOI:
    10.1039/c9cc07128h
  • 发表时间:
    2020-01-21
  • 期刊:
    CHEMICAL COMMUNICATIONS
  • 影响因子:
    4.9
  • 作者:
    Gao, Yuying;Nie, Wei;Li, Can
  • 通讯作者:
    Li, Can

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AM-6分子筛的快速合成及原子线形成机理研究
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    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
    郭美玲;范峰滔;郭强;冯兆池;李灿
  • 通讯作者:
    李灿
人工光合成机理的时空分辨光谱研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
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    王秀丽;范峰滔;李灿
  • 通讯作者:
    李灿
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    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
    中国科学:化学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    范峰滔;李灿
  • 通讯作者:
    李灿

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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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