石墨烯-金属氧化物复合材料的甲醛气敏性能及敏感机理研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61271156
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    88.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0123.敏感电子学与传感器
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2016-12-31

项目摘要

The gas-sensing properties of graphene (or graphene oxide) have drawn much attention because it possesses high specific area and its conductivity is affected by the gases in atmosphere. But in the present literatures, the sensitivity of graphene (or graphene oxide) is low and the detection limit is high; the gas-sensing selectivity, the gas-sensing selectivity mechanism and gas-sensing mechanism of graphene (or graphene oxide) are rarely investigated. In this project, a series of nano-composites of graphene (or graphene oxide) -metal oxide will be prepared via hydrothermal (or solvothermal) method, the gas-sensing selectivity will be adjusted by adding metal oxide; one nano-composite material system which has high sensitivity and good selectivity to HCHO vapor will be selected from the series of nano-composite materials and will be studied in detail; the effect of preparation condition, preparation method and the composition of nano-composites on the conductivity and the gas-sensing properties (gas sensitivity, gas-sensing selectivity and stability) will be investigated; The essence law between the microstructure, the composition of nano-composites and gas-sensing stability, gas-sensing selectivity will be explored; The influence of the species and the content of metal oxide in nano-composite on the gas-sensing stability and gas-sensing selectivity of the material will be uncovered; the property-structure relation between the gas-sensing property and the microstructure, the composition of nano-composite will be uncovered; The gas-sensing reaction mechanism, gas-sensing selectivity mechanism and the gas-sensing stability mechanism of the nano-composites will be clarified.
由于石墨烯(或氧化石墨烯)有高比表面积和其导电性受到周围环境中气体的影响,因此其气敏性能受到广泛关注。但是石墨烯(或氧化石墨烯)的气敏灵敏度偏低,检出限量高;其气敏选择性、选择性机理和气敏机理极少被涉及。本项目利用水热法(或溶剂热法)制备石墨烯(或氧化石墨烯)-金属氧化物的系列纳米复合材料,通过金属氧化物来调控复合材料的气敏选择性,挑选出一种对甲醛灵敏度高、选择性好的材料体系作为重点研究对象,研究制备条件、制备方法和复合材料组成对材料的导电性能和气敏性能(重点是灵敏度、选择性和稳定性)的影响;探索复合材料的微结构、组成与气敏稳定性、选择性之间的本质规律;揭示金属氧化物种类和含量对复合材料气敏稳定性和选择性影响规律;揭示纳米复合材料微结构、组成与气敏性能之间构效关系,弄清石墨烯(或氧化石墨烯)-金属氧化物纳米复合材料的气敏反应机理、选择性机理和稳定性机理。

结项摘要

由于石墨烯有高比表面积和其导电性受到周围环境中气体的影响,因此其气敏性能受到广泛关注。但是石墨烯的气敏灵敏度偏低,检出限量高;本项目利用水热法(或溶剂热法)制备石墨烯-ZnFe2O4、石墨烯- CdFe2O4、石墨烯-WO3、石墨烯-Zn2SnO4、石墨烯-SnO2、石墨烯-ZnGa2O4、石墨烯量子点-SnO2、石墨烯量子点- ZnFe2O4、石墨烯量子点/α-Fe2O3、石墨烯量子点-ZnO等材料体系,通过石墨烯、石墨烯量子点的含量来调控复合材料的气敏灵敏度、气敏选择性,得到了对低浓度甲醛、三甲胺、丙酮等气体灵敏度高、选择性好的材料体系;研究了制备条件、制备方法和复合材料组成对材料的导电性能和气敏性能(重点是灵敏度、选择性和稳定性)的影响;在275 ℃的工作温度下,0.125wt%石墨烯-ZnFe2O4(180 ℃,10 h) 复合材料对应元件对低浓度丙酮气体有较好选择性;0.5 wt%石墨烯-Zn2SnO4 (200oC,24 h)复合材料对应元件在室温下可以检测低浓度甲醛;0.1 wt%G-SnO2 (100 oC,10 h)复合材料对应元件可以在不同工作温度下检测甲醛和乙醇;1 wt%石墨烯-CdFe2O4(180oC,12 h)对应元件在270oC工作温度下对0.01 ppm~1000 ppm丙酮气体;在270oC的工作温度下,GQDs -α-Fe2O3(S-15)对应元件对0.01 ppm~1000 ppm三甲胺气体。探索了复合材料的微结构、组成与气敏稳定性、选择性之间的规律;揭示了金属氧化物种类和含量对复合材料气敏稳定性和选择性影响规律;揭示纳米复合材料微结构、组成与气敏性能之间构效关系,弄清石墨烯(或氧化石墨烯)-金属氧化物纳米复合材料的气敏反应机理、选择性机理和稳定性机理。但是,材料的稳定性有待改进。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Formaldehyde Sensing Properties of SnO–Graphene Composites Prepared via Hydrothermal Method
水热法制备SnO-石墨烯复合材料的甲醛传感性能
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Journal of Materials Science & Technology
  • 影响因子:
    10.9
  • 作者:
    Xiaohua Zhu;Yongping Dong;Wangbing Zhang;Linshan Bai
  • 通讯作者:
    Linshan Bai
Differential pulse anodic stripping voltammetric determination of Pb ion at a montmorillonites/polyaniline nanocomposite modified glassy carbon electrode
蒙脱石/聚苯胺纳米复合改性玻碳电极微分脉冲阳极溶出伏安法测定 Pb 离子
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Journal of Electroanalytical Chemistry
  • 影响因子:
    4.5
  • 作者:
    Yong Ding;Ying Zhou;Jun Chen;Chengming Wang
  • 通讯作者:
    Chengming Wang
Acetone gas sensors based on graphene-ZnFe2O4 composite prepared by solvothermal method
溶剂热法制备石墨烯-ZnFe2O4复合材料丙酮气体传感器
  • DOI:
    10.1016/j.snb.2013.06.065
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    Sensors and Actuators B: Chemical
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yongping Dong;Wanging Zhang;Wenqi Sun;Liming Shen
  • 通讯作者:
    Liming Shen
Trimethylamine sensing properties of graphene quantum Dots/ α -Fe 2 O 3
石墨烯量子点/α-Fe 2 O 3 的三甲胺传感特性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Journal of Solid State Chemistry
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Feng Gao;Yongping Dong;Wenqi Sun;Linshan Bai
  • 通讯作者:
    Linshan Bai
Improved Gas-Sensing Properties of Graphene-CoFe2O4 Composite Prepared?via Homogeneous Precipitation
均质沉淀法制备石墨烯-CoFe2O4复合材料气敏性能的改善
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Pakistan Journal of Chemistry
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Feng Liu;Xiangfeng Chu
  • 通讯作者:
    Xiangfeng Chu

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溶剂热法制备石墨烯/SnO2及其气敏性
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    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
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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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