MOFs衍生的碳/金属氧化物复合材料的设计合成及其在Li-S电池中的应用

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    21601108
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    20.0万
  • 负责人：
    奚宝娟
  • 依托单位：
    山东大学
  • 学科分类：
    B0502.无机功能材料化学
  • 结题年份：
    2019
  • 批准年份：
    2016
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Related issues to restrict the performance of Li-S batteries are insulation of sulfur & its discharge products, diffusion of polysulfides and volume expansion of sulfur. It’s greatly expectable but challenging to explore the sulfur-based material as cathode characteristic of outstanding performance and long lifespan. This project is aimed to develop doped carbon/nanosized metal oxide composites as matrix for sulfur. In respect of material synthesis, starting from MOFs consisting of metal ions and organic ligands, synthetic strategies and systems will be investigated to encourage the carbonization and formation of nanosized metal oxides. The effect of experimental parameters will be systematically studied on the porous texture of composites and distribution of metal oxides. Via surface modification of MOFs, other organic molecules will be introduced to render carbon matrix doped with dual elements or rich-content nitrogen. By combination of theoretical simulation, further investigation will be applied to physical and chemical confinement of polysulfides by virtue of various characterization and electrochemical analysis techniques. By optimizing the composite structural configuration，the underlying mechanism to improve the sulfur cathode of Li-S batteries will be probed.
硫及其放电产物的绝缘性、多硫化物在电解液中的扩散和充放电过程中正极的体积膨胀等问题是制约Li-S电池性能的主要因素，开发高容量、长循环寿命的硫正极材料具有重要的理论意义和应用价值。本课题旨在研究一种基于非金属元素掺杂碳与纳米尺寸金属氧化物复合材料的载硫基体。在材料合成方面，以由金属离子和有机配体组成的MOFs结构作为模板，探索碳化和纳米尺寸金属氧化物形成的合成条件与体系，系统研究试验参数对复合材料的孔结构、氧化物分布等性质的影响。并对MOFs材料进行表面改性，引入其他有机分子，实现双元素或富氮掺杂的多孔碳基体。结合计算机模拟，利用多种表征手段和电化学测试，深入研究掺杂碳和金属氧化物对多硫化物的物理和化学束缚作用，优化复合材料的织构构造，探讨提高硫正极材料电化学活性的潜在机制。

结项摘要

碳基复合材料，包括与金属氧化物/硒化物/碳化物等的复合材料，能够集合相应单组分的性能，引起广大研究者的兴趣。本项目主要围绕着过渡金属氧化物/金属硫化物和碳材料及其复合结构等新型能源材料的可控制备与相关储能性能开展研究工作，取得了一系列具有特色的研究成果。主要研究进展如下：.（1）以束缚多硫化物为目标，探索载硫基底材料的新结构和新方法.通过研究材料的动力学反应机理，结合晶体学理论指导材料的合成思路，实现了系列过渡金属化合物与碳的复合结构的精准合成与硫正极材料的电化学性能提升，包括ZnCo2O4@N-RGO、MoSe2@rGO、W2C@N/P-rGO等。.（2）通过摸索对原始隔膜进行材料修饰，系统研究材料的结构特征对锂硫电池性能的影响规律.采用不同材料对隔膜进行修饰，实现隔膜的功能化，通过各种电化学方法系统研究了材料的结构、组成对锂硫电池性能的影响，包括锂离子扩散、电池的倍率和循环性能。.（3）利用配体与金属离子的配位特性形成金属配位前驱物，化学转化获得电化学活性的电极材料。.利用配体与金属离子的配位特性形成配位前驱物，基于其自模板和结构导向的双功能作用，建立了金属氧化物、磷化物材料的普适制备路线，揭示目标产物的化学转变机制，并通过优化材料的成分组合、表面结构，提升了储锂性质。

项目成果

期刊论文数量（14）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
One-Step Construction of N,P-Codoped Porous Carbon Sheets/CoP Hybrids with Enhanced Lithium and Potassium Storage
一步构建具有增强锂和钾存储功能的 N,P 共掺杂多孔碳片/CoP 杂化物
  • DOI：
    doi:10.1002/adma.201802310
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    Advanced Materials
  • 影响因子：
    29.4
  • 作者：
    Bai Jing;Xi Baojuan;Mao Hongzhi;Lin Yue;Ma Xiaojian;Feng Jinkui;Xiong Shenglin
  • 通讯作者：
    Xiong Shenglin
山东大学
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    Adv. Mater. Interfaces
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Shi Nianxiang;Xi baojuan;Feng Zhenyu;Liu Jincheng;Wei Denghu;Liu Jing;Feng Jinkui;Xiong Shenglin
  • 通讯作者：
    Xiong Shenglin
Rationally Incorporated MoS2/SnS2 Nanoparticles on Graphene Sheets for Lithium-Ion and Sodium-Ion Batteries
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    ACS Appl. Mater. Interfaces
  • 影响因子：
    9.5
  • 作者：
    jiang Yong;Guo Yibo;Lu Wenjun;Feng Zhenyu;Xi Baojuan
  • 通讯作者：
    Xi Baojuan
Systematic Exploration of the Role of a Modified Layer on the Separator in the Electrochemistry of Lithium−Sulfur Batteries
系统探索隔膜改性层在锂硫电池电化学中的作用
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    ACS Appl. Mater. Interfaces
  • 影响因子：
    9.5
  • 作者：
    tian wenzhi;Xi Baojuan;Mao hongzhi;Zhang junhao;Feng Jinkui;Xiong Shenglin
  • 通讯作者：
    Xiong Shenglin
1..Sulfiphilic Few-Layered MoSe2 Nanoflakes Decorated rGO as a Highly Efficient Sulfur Host for Lithium-Sulfur Batteries
1..亲硫少层MoSe2纳米片修饰的rGO作为锂硫电池的高效硫主体
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    Adv. Energy Mater.
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    tian wenzhi;Xi Baojuan;Feng Zhenyu;Li Haibo;Feng Jinkui;Xiong Shenglin
  • 通讯作者：
    Xiong Shenglin

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

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

奚宝娟的其他基金

过渡金属磷化物的定向合成、成分工程与储能探索
  • 批准号：
  • 批准年份：
    2019
  • 资助金额：
    65 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