碳/金属纳米阵列的结构调控及其电解水性能研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51902208
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    25.0万
  • 负责人：
    胡琪
  • 依托单位：
    深圳大学
  • 学科分类：
    E0208.无机非金属能量转换与存储材料
  • 结题年份：
    2022
  • 批准年份：
    2019
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Because of the low efficiency of hydrogen evolution reaction (HER) and oxygen evolution reaction (OER) in overall water splitting, development of non-noble meal-based electrocatalysts with high activity is very necessary. How to enhance the electroconductibility, stability, and dispersity of metal materials, and build highly active interfaces is the key to improve the electrocatalytic activity. In this project, a facile yet effective strategy to craft porous carbon/metal nanosheet arrays will be established via a thermal decomposition of layered double hydroxides (LDHs) nanosheet arrays (denoted LDHs-NSA) and polymer hybrid precursors (LDHs-NSA/polymer), which are synthesized via a controllable way. And then, by means of high-temperature calcination, the as-synthesized precursors can be transformed structurally to various carbon/metal nanosheet arrays. Finally, the porous carbon/metal nanosheet arrays will be formed by plasma etching of carbon/metal nanosheet arrays. The electrocatalytic performance of as-synthesized carbon/metal nanosheet array will be investigated in HER and OER. Meanwhile, the relationship between the compositions and microstructure of as-synthesized arrays, and their electrocatalytic performance will be investigated. Moreover, the as-synthesized arrays will be further applied in overall water splitting. Therefore, this project will provide a way to preparation of bifunctional non-noble metal electrocatalysts for efficient overall water splitting.
面对电解水中氢析出、氧析出效率低下的问题，开发高活性的非贵金属催化剂是十分有必要的。如何提高金属材料的导电性、稳定性以及分散性并构建高活性的催化界面是提高金属材料电催化活性的关键。本项目拟从层状双金属氢氧化物（LDHs）纳米片阵列出发，利用LDHs在微观结构上的整体均匀性，将具有电催化活性的过渡金属组分引入LDHs层板；将LDHs纳米片阵列与含氮聚合物进行可控组装获得复合前驱体，经高温热解、结构转变获得碳/金属纳米片阵列，并进一步利用等离子体刻蚀技术在纳米片阵列的表面构建介孔结构，获得三维多孔碳/金属纳米片阵列并用于电催化反应。研究阵列材料的组成、微结构与电催化性能之间的关系，探讨如何提高活性位点的数量和本征活性；构筑碱性电解池，研究电催化剂在真实环境的电催化性能，为水电解所需双功能电催化剂的制备提供一定的方法指导。

结项摘要

面对电解水中氢析出、氧析出效率低下的问题，开发高活性、低成本的电催化材料是十分有必要的。本项目从高性能碳/金属界面的构建出发，利用多孔碳基底物理以及化学限域作用，合成了从单原子、亚纳米团簇到纳米颗粒以及多孔金属纳米片的一系列电催化材料；系统地研究了载体的限域效应以及金属-载体强相互作用对于催化材料微观形貌以及电子结构的影响；将这些材料应用于电解水的半反应或者全反应，探索纳米粒子尺寸、组成对于电催化性能的影响；结合理论计算与原位表征手段阐释催化机制，并以此为指导进一步提升材料的电解水性能。本项目所取得的研究成果，为高性能的碳/金属界面的理性设计与性能优化提供了诸多的新思路和新方法。通过本项目的实施，已发表SCI论文13篇，其中一区论文12篇，包括1篇Nature Communications,1篇Angewandte Chemie International Edition和2篇Energy Environmental Science。

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（1）
Subnanometric Ru clusters with upshifted D band center improve performance for alkaline hydrogen evolution reaction.
D 带中心上移的亚纳米 Ru 簇提高了碱性析氢反应的性能
  • DOI：
    10.1038/s41467-022-31660-2
  • 发表时间：
    2022-07-08
  • 期刊：
    Nature communications
  • 影响因子：
    16.6
  • 作者：
  • 通讯作者：
Reaction intermediate-mediated electrocatalyst synthesis favors specified facet and defect exposure for efficient nitrate-ammonia conversion
反应中间体介导的电催化剂合成有利于特定的面和缺陷暴露，以实现有效的硝酸盐-氨转化
  • DOI：
    10.1039/d1ee01731d
  • 发表时间：
    2021-07-16
  • 期刊：
    ENERGY & ENVIRONMENTAL SCIENCE
  • 影响因子：
    32.5
  • 作者：
    Hu, Qi;Qin, Yongjie;He, Chuanxin
  • 通讯作者：
    He, Chuanxin
Boosting electrochemical nitrate-ammonia conversion via organic ligands-tuned proton transfer
通过有机配体调节质子转移促进电化学硝酸盐-氨转化
  • DOI：
    10.1016/j.nanoen.2022.107705
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    Nano Energy
  • 影响因子：
    17.6
  • 作者：
    Jiaying Yu;Yongjie Qin;Xiaodeng Wang;Hongju Zheng;Keru Gao;Hengpan Yang;Laiyong Xie;Qi Hu;Chuanxin He
  • 通讯作者：
    Chuanxin He
Earth-Abundant Metal-Based Electrocatalysts Promoted Anodic Reaction in Hybrid Water Electrolysis for Efficient Hydrogen Production: Recent Progress and Perspectives
地球丰富的金属基电催化剂促进混合水电解中的阳极反应以高效制氢：最新进展和前景
  • DOI：
    10.1002/aenm.202201047
  • 发表时间：
    2022-05-20
  • 期刊：
    ADVANCED ENERGY MATERIALS
  • 影响因子：
    27.8
  • 作者：
    Deng, Chen;Toe, Cui Ying;He, Chuanxin
  • 通讯作者：
    He, Chuanxin
Grain Boundaries Engineering of Hollow Copper Nanoparticles Enables Highly Efficient Ammonia Electrosynthesis from Nitrate
空心铜纳米颗粒的晶界工程使得硝酸盐高效电合成氨成为可能
  • DOI：
    10.31635/ccschem.021.202101042
  • 发表时间：
    2022-01-01
  • 期刊：
    CCS CHEMISTRY
  • 影响因子：
    11.2
  • 作者：
    Hu, Qi;Qin, Yongjie;He, Chuanxin
  • 通讯作者：
    He, Chuanxin

数据更新时间：{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI：
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间：
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊：
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子：
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者：
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者：
    {{ item.author }}

数据更新时间：{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ patent.updateTime }}

其他文献

基于大数据与智能模拟的名城保护规划空间分析方法
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    当代建筑
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    徐建刚;殷敏;胡琪
  • 通讯作者：
    胡琪
软骨细胞生物钟在大鼠骨关节炎发病中的作用
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    中国中西医结合杂志
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    陈颖颖;李冬霞;张丽宁;胡琪;周丽;罗莎;周同亮;杜梦梦;陶庆文
  • 通讯作者：
    陶庆文
二维材料调控阻氢涂层研究进展
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    化工学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王玫;牛栋华;胡琪;辛延波;时洪亮;黄安平
  • 通讯作者：
    黄安平
时变极化编码表面及其在无线通信中的应用
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    雷达学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    胡琪;陈克;郑依琳;徐之源;王健;赵俊明;冯一军
  • 通讯作者：
    冯一军
呋喃妥因分子印迹电化学传感器的制备及应用
  • DOI：
    10.13526/j.issn.1006-6144.2016.01.012
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    分析科学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    胡琪;谭学才;杨素平;黄翠玉;吴佳雯;李晓宇;李鹏飞;余会成;李小燕;雷福厚
  • 通讯作者：
    雷福厚

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI：
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间：
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊：
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子：
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者：
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败，请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题，我已根据课题信息分析并撰写以下内容，帮您拓宽课题思路：

AI项目思路

AI技术路线图

胡琪的其他基金

亚纳米金属团簇的可控制备及其电催化硝酸根还原性能研究
  • 批准号：
    22379100
  • 批准年份：
    2023
  • 资助金额：
    50 万元
  • 项目类别：
    面上项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号：
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份：
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额：
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别：
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号：
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份：
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额：
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别：
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者：{{ showInfoDetail.author }}

知道了

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]
关闭
close
客服二维码