光催化材料中微观应变与光物理化学特性的相互作用研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51802173
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    15.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0208.无机非金属能量转换与存储材料
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2019-12-31

项目摘要

As one of the important structural parameters, strain has been studied for many years in the modification of the optical properties and electronic structures of semiconductor materials. And recently, the studies of the strain-controlled electrocatalytic properties of metallic materials have shown that stain can efficiently tune the electrochemical performance. Although there are many researches on the strain engineering of the properties of the materials, there are few that focus on the effect of strain on the synergistic photophysical and photochemical properties of semiconductors. This project aims to investigate the effect of microstrain on the photophysical and photochemical properties of photocatalytic materials. In this purpose, microstructure design and temperature field regulation are used to induce tunable internal strain in the photocatalytic materials. The effect of the strain on the band structure, electronic structure and chemical reaction activity of the photocatalytic materials will be systematically investigated. Based on this research, the relationship between microstrain and the synergistic photophysical and photochemical properties of the photocatalytic materials will be established. The material composition, structure and processing parameters will be optimized to modify the photocatalytic materials through strain engineering, so to get higher photocatalytic activity. This new technology may be beneficial for the rational design of the photocatalytic materials and the photoelectrochemical stress sensor in the future.
应变作为材料重要的结构参数之一在半导体材料光学性能以及电子结构调控方面已有多年的研究,近年来,金属材料电催化性能的应变调控研究表明应变能够显著改善材料的电化学性能。尽管人们在应变调控材料性能方面已进行了一定的研究,但应变对半导体材料光物理化学性能的协同作用研究仍较为薄弱。本项目拟利用材料微结构设计及温度场调控在光催化材料中引入微观应变,并系统研究微观应变对光催化材料能带结构、光生载流子迁移机制、光反应活性物质相互作用关系等的影响。基于此,建立微观应变与光催化材料光物理化学性能的协同作用关系,进一步获得微观应变与光催化性能的影响规律,并期望得到微观应变调控改性光催化材料的设计理论与准则,实现光催化效率的优化。研究成果对于未来新型光催化材料及光电化学应力传感器的研制提供理论与实验支持。

结项摘要

光催化技术能够将光能转换为化学能,在解决全球变暖,环境污染以及新能源方面表现出了广阔的应用前景。本课题通过对材料的微结构设计,在光催化材料中引入微观应变,研究了微观应变与材料光催化性能的影响规律。成功设计制备了ZnO/GaN固溶体纳米纤维,CaTa2O6/CaTaO2N/Ta3N5复合纳米纤维,块体C3N4,Mo掺杂C3N4等光催化材料。通过对ZnO/GaN固溶体纳米纤维表面锌含量的调控,获得了具有表面拉应力的纳米纤维,表现出了增强的光催化性能,其中,成分差异达30%的纳米纤维具有最好的光催化性能,反应速率常数达0.058 min-1;通过缺陷结构的调控在CaTa2O6/CaTaO2N/Ta3N5复合纳米纤维中引入微观应变,获得了增强的光催化性能,表观量子效率达17%;通过调节氮化碳表面氢结构,获得了比目前文献水平高一至两个数量级的反应速率常数;进一步通过在氮化碳中掺杂钼,发现了一种降低了氮化碳的煅烧温度,同时获得了增强的光催化性能的方法。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
A novel efficient RhB absorbent of Mo2N/MoO2 composite nanofibers for wastewater treatment
用于废水处理的新型高效Mo2N/MoO2复合纳米纤维RhB吸收剂
  • DOI:
    10.1111/jace.16992
  • 发表时间:
    2020-05-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF THE AMERICAN CERAMIC SOCIETY
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Cheng, Jing;Xing, Yan;Pan, Wei
  • 通讯作者:
    Pan, Wei
High photosensitivity and external quantum efficiency photosensors achieved by a cable like nanoarchitecture
通过类似电缆的纳米结构实现高光敏度和外部量子效率光电传感器
  • DOI:
    10.1088/1361-6528/ab450c
  • 发表时间:
    2019-10
  • 期刊:
    Nanotechnology
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Wang Yuting;Cheng Jing;Shahid Muhammad;Xing Yan;Li Tianjun;Zhang Mengfei;Nishijima Hiroki;Pan Wei
  • 通讯作者:
    Pan Wei

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其他文献

有限通信情况下的航天器编队协同控制研究
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  • 发表时间:
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    程月华;姜斌;成婧;陈志明
  • 通讯作者:
    陈志明
经黏膜下隧道憩室间脊切开术治疗食管憩室患者的生存质量分析
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  • 发表时间:
    2020
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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    吴光艳;成婧;吴发启;王健
  • 通讯作者:
    王健
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    吴发启

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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

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          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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