非金属催化剂催化生长碳纳米管及其生长机理的研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    21173159
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    61.0万
  • 负责人：
    黄少铭
  • 依托单位：
    温州大学
  • 学科分类：
    B0202.催化化学
  • 结题年份：
    2015
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2015-12-31

项目摘要

碳纳米管研究面临的一个重大挑战之一是对其结构（半导体/金属导体甚至是特定螺旋性）的控制，以及碳纳米管中残留的金属催化剂对其性能的影响和对其应用的干扰（特别是在纳电子器件和生物医药方面）。长期以来，铁族元素被认为是生长碳纳米管最有效的催化剂，碳纳米管生长机理大多是基于铁族催化剂的研究结果。本项目将系统地研究不同种类的非金属纳米粒子催化生长单壁碳纳米管的活性，通过对不同非金属纳米粒子在高温下的状态、结构及对不同小分子活化的研究，探索其催化生长碳纳米管的机理。同时，通过生长超长定向单壁碳纳米管阵列和光谱手段来分别鉴别单根碳纳米管的结构，从而获得催化剂种类、大小及生长条件和所生长的碳纳米管结构之间的关系。本研究不仅拓宽了催化生长碳纳米管的催化剂体系，重新认识催化剂的作用和发展生长碳纳米管理论，而且为实现碳纳米管螺旋性的控制提供了可能的途径，对推动碳纳米管研究领域的发展和应用具有重要的意义。

结项摘要

针对碳纳米管研究面临的结构（半导体/金属导体甚至是特定螺旋性）的控制，以及残留金属催化剂对其性能的影响等科学问题，系统地研究非金属纳米粒子的合成及在高温下状态、催化生长碳纳米管的活性和机理，以获得催化剂种类、大小及生长条件和所生长的碳纳米管结构之间的关系。主要工作及结果包括:. （1）通过三种不同的方法合成了非金属纳米粒子包括SiO2、TiO2、KCl、LiCl和NaCl等纳米粒子，并发现通过高温处理可以控制纳米粒子（NaCl和KCl）的大小。不同种类的无机非金属纳米粒子都具有催化生长碳纳米管活性。提出了“大小合适的纳米粒子都可能具有催化生长碳纳米管的活性”的观点和碳纳米管生长机理的观点。. （2）应用拉曼光谱对不同非金属催化剂和金属及合金生长的碳纳米管进行了表征。结果表明，高熔点的催化剂如SiO2， 金刚石、Pd等所催化生长的碳纳米管中约90%是半导体， 而相对低熔点的纳米粒子如LiCl、NaCl、KCl、金属Ag等催化生长的单壁碳纳米管，其半导体和金属性的比例基本符合自然生长分布（2/3和1/3）。提出了Modified VLS（M-VLS）机理。. （3）用Raman跟踪三种不同熔点催化剂 （KCl、Ag、 和金刚石）催化生长超长单壁碳纳米管结构随着生长时间变化，结果发现，KCl和Ag催化剂催化生长的碳纳米管的直径会随着生长时间的增加有变小的趋势，而金刚石则保持不变。. （4）纳米粒子的状态对碳纳米管生长模式有很大的影响。如果纳米粒子与基片的相互作用较弱则有利于以Top机理生长，在Fast-heating条件下得到定向碳纳米管阵列。. （5）利用有机POSS在有机溶剂中的可溶性，发展了一种直接光刻的方法对SiO2纳米粒子进行图形化或直接图形化金属再氧化形成催化剂纳米粒子，直接生长可以获得图形化的单壁碳纳米管，可用于器件的直接制作。. 本研究不仅拓宽了催化生长碳纳米管的催化剂体系，重新认识催化剂的作用和发展生长碳纳米管理论，而且为实现碳纳米管螺旋性的控制提供了可能的途径，对推动碳纳米管研究领域的发展和应用具有重要的意义。. 项目开展以来（2012-15年）共发表论文 19篇. 培养硕士研究生6名。

项目成果

期刊论文数量（10）
专著数量（0）
科研奖励数量（1）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Growth of Single-Walled Carbon Nanotubes from Well-Defined POSS Nanoclusters Structure
从明确的 POSS 纳米团簇结构生长单壁碳纳米管
  • DOI：
    10.1142/s1793292015500046
  • 发表时间：
    2015-02
  • 期刊：
    Nano
  • 影响因子：
    1.2
  • 作者：
    黄少铭
  • 通讯作者：
    黄少铭
N-doped carbon quantum dots for TiO2-based photocatalysts and dye-sensitized solar cells
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  • DOI：
    10.1016/j.nanoen.2013.07.010
  • 发表时间：
    2013-09-01
  • 期刊：
    NANO ENERGY
  • 影响因子：
    17.6
  • 作者：
    Zhang, Yan-Qing;Ma, De-Kun;Huang, Shao-Ming
  • 通讯作者：
    Huang, Shao-Ming
Various Bismuth Oxyiodide Hierarchical Architectures: Alcohothermal-Controlled Synthesis, Photocatalytic Activities, and Adsorption Capabilities for Phosphate in Water
各种碘氧化铋的层次结构：醇热控制合成、光催化活性和对水中磷酸盐的吸附能力
  • DOI：
    10.1021/am4036702
  • 发表时间：
    2013-11-27
  • 期刊：
    ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES
  • 影响因子：
    9.5
  • 作者：
    Liu, Quan-Cheng;Ma, De-Kun;Huang, Shao-Ming
  • 通讯作者：
    Huang, Shao-Ming
Growth, Structures and Formation Mechanism of Branched Carbon Nanotubes by Pyrolysis of Iron(II) Phthalocyanine”
酞菁铁(II)热解支化碳纳米管的生长、结构和形成机制
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Micro & Nano Letters
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Qiong We;Yunyun Liu;Lijie Zhang;Shaoming Huang
  • 通讯作者：
    Shaoming Huang
One-pot synthesis of N-doped carbon dots with tunable luminescence properties
一锅法合成具有可调发光性能的氮掺杂碳点
  • DOI：
    10.1039/c2jm32973e
  • 发表时间：
    2012-01-01
  • 期刊：
    JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Zhang, Yan-Qing;Ma, De-Kun;Huang, Shao-Ming
  • 通讯作者：
    Huang, Shao-Ming

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其他文献

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  • 期刊：
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  • 影响因子：
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    黄少铭
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  • 通讯作者：
    黄少铭
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    --
  • 作者：
    董幼青;黄少铭;邹超;张礼杰
  • 通讯作者：
    张礼杰

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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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