金属二氮烯氮化物的制备、性质和高压研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    11774128
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    66.0万
  • 负责人：
    祝洪洋
  • 依托单位：
    临沂大学
  • 学科分类：
    A2003.凝聚态物质输运性质
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2017
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Metal diazenides are recently discovered compounds with conductive and energetic characters. The preparation, characterization, and high-pressure studies of metal diazenides possess not only abundant scientific content but also significant potential application prospects. At present, the research of metal diazenides is still at their initial stage, and the reaction mechanism, conductive mechanism, and phase transition etc. need to be further studied. In this project, the alkali diazenides, alkaline earth diazenides, and alkali-alkaline earth ternary diazenides will be synthesized by decomposing metal azides under high pressure and high temperature conditions utilizing multi anvil and diamond anvil cell apparatus, based on our previous high pressure studies on metal azides. The effect of radius, electronegativity, valence, and composition of metal ions on the synthesis conditions, structures, and properties of metal diazenides will be systematically investigated. A universal method for synthesis of metal diazenides is expected to be established by the implementation of this project. In addition, the high pressure properties of synthesized metal diazenides will be systematically studied by in situ synchrotron XRD and Raman scattering etc. measurements together with theoretical calculations to explore the unknown structures and properties of metal diazenides. This project will provide experimental foundation and a novel approach for synthesis of high quality conductive energetic materials.
金属二氮烯氮化物是新近发现的一类兼有导电和含能双重特性的化合物。金属二氮烯氮化物的制备、性质和高压研究不但蕴含着丰富的科学问题，而且具有重要的应用前景。目前该类化合物的研究尚处于起步阶段，在其制备机制、导电机理和相变规律等方面还存在诸多问题。本项目拟在多年金属叠氮化物研究的基础上，采用高温高压条件下金属叠氮化物分解法，利用多面砧大腔体压机和金刚石对顶砧压机等设备，系统地进行碱金属二氮烯氮化物、碱土金属二氮烯氮化物和碱金属碱土金属三元二氮烯氮化物的制备和性质研究，获得金属二氮烯氮化物制备条件、结构和性质等随金属离子半径、电负性、化合价和组分的变化规律，探索建立合成金属二氮烯氮化物的普适性方法；同时利用原位高压同步辐射XRD和高压拉曼散射等实验技术，结合理论计算，系统开展高压下金属二氮烯氮化物的结构和物性研究，探索金属二氮烯氮化物的新结构和新性质，为制备高性能导电含能材料提供新思路和实验依据。

结项摘要

金属二氮烯氮化物是一类具有导电和含能双重特性的化合物，本项目利用金刚石对顶砧压机、多面砧大腔体压机和激光加温等多种高温高压技术，结合第一性原理计算，系统的研究了二氮烯氮化物的制备和性质，并总结了合成金属二氮烯氮化物普适性方法。.项目组通过对金属叠氮化物的研究发现，在压力和温度的作用下，叠氮根离子(N3-)不仅会发生旋转、平移、弯曲等系列变化从而导致金属叠氮化物丰富的结构相变，而且叠氮根离子之间还会互相作用，导致电子轨道杂化的改变从而形成新的化学键，例如在高温高压作用下，叠氮根离子会形成单键结合的聚合氮，而在相对较低的温度和压力下，叠氮根离子会转变成二氮烯离子(N2-)而形成二氮烯氮化物。本项目以叠氮化物钙(Ca(N3)2)、叠氮化锶(Sr(N3)2)、叠氮化钡(Ba(N3)2)等金属叠氮化为反应物，国内首次成功合成了二氮烯钙(CaN2)、二氮烯锶(SrN2)、二氮烯钡(BaN2)等金属二氮烯氮化物，获得了通过高温高压下可控分解金属叠氮化物制备对应金属二氮烯氮化物的普适性方法，并且结合理论计算和通过对碱金属二氮烯氮化物的制备研究发现，金属二氮烯的合成压力和温度会随着金属离子的价态和离子半径增加而减小的规律，这一发现对未来更多的二氮烯氮化物的制备和性能研究具有重要指导意义。项目组还进一步对制备的金属二氮烯氮化物进行了高压同步辐射XRD研究，发现金属二氮烯氮化物的体弹模量远大于对应的叠氮化物。通过对金属原子和N原子之间的的晶体轨道哈密顿布居数 (COHP)和晶体轨道哈密顿数的积分值(ICOHP)的计算发现，在金属二氮烯氮化物中金属离子和N离子之间(M-N)形成较强的共价键而且互相作用更强，因此导致了更大的体弹模量。.本项目成果包括发表SCI论文27篇，授权专利1项，申请专利2项，其中项目负责人以通讯作者在Small、Advanced Functional Materials等一区杂志发表文章5篇；开展国际交流2人次，国内学术会议8人次，培养研究生8名。本项目还进一步优化设计了旋转式金刚石对顶砧压机并获得发明专利，为开展高压高剪切应力条件下的材料研究提供了技术保障

项目成果

期刊论文数量（27）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（3）
Substitution of Pb with Mn2+/Nd3+ to improve the luminescence and thermal stability of Cs4PbBr6
Mn2/Nd3替代Pb提高Cs4PbBr6的发光和热稳定性
  • DOI：
    10.1016/j.cej.2021.130186
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    Chemical Engineering Journal
  • 影响因子：
    15.1
  • 作者：
    Wanying Zhang;Saroj Thapa;Yao Sun;Sydni Norville;Hongyang Zhu;Peifen Zhu;Guofeng Wang;Weiping Qin
  • 通讯作者：
    Weiping Qin
Tensile strain effects on C4N3H monolayer: Large Poisson's ratio and robust Dirac cone
拉伸应变对 C4N3H 单层的影响：大泊松比和稳健的狄拉克锥
  • DOI：
    10.1063/1.5067288
  • 发表时间：
    2019-02
  • 期刊：
    Applied Physics Letters
  • 影响因子：
    4
  • 作者：
    Hongzhe Pan;Hongyu Zhang;Jianfu Li;Qingfang Li;Yuanyuan Sun;Mingzhen Wei;Hongyang Zhu;Xiaoli Wang
  • 通讯作者：
    Xiaoli Wang
High-pressure stable phases in mercury azide
叠氮化汞的高压稳定相
  • DOI：
    10.1016/j.commatsci.2019.109147
  • 发表时间：
    2019-11
  • 期刊：
    Computational Materials Science
  • 影响因子：
    3.3
  • 作者：
    Shitai Guo;Jiani Lin;Jianfu Li;Qinglin Wang;Hao Wu;Hongyang Zhu;Xiaoli Wang
  • 通讯作者：
    Xiaoli Wang
Pressure induced photoluminescence modulation in a wide range and synthesis of monodispersed ternary AgCuS nanocrystal based on Ag2S nanocrystals
基于Ag2S纳米晶的压力诱导光致发光大范围调制及单分散三元AgCuS纳米晶的合成
  • DOI：
    10.1039/c7nr08369f
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    Nanoscale
  • 影响因子：
    6.7
  • 作者：
    Wang Yingnan;Li Xiaoteng;Xu Manzhang;Wang Kai;Zhu Hongyang;Zhao Wu;Yan Junfeng;Zhang Zhiyong
  • 通讯作者：
    Zhang Zhiyong
Cage-like N10 6- salt with N-N single bonds
具有N-N单键的笼状N10 6-盐
  • DOI：
    10.1209/0295-5075/124/67004
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    EPL
  • 影响因子：
    1.8
  • 作者：
    Li J.;Jiang Q.;Zhu Z.;Zhu H.;Wang X.
  • 通讯作者：
    Wang X.

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其他文献

稀土掺杂氮化铝稀磁半导体纳米颗粒的高压相变研究
  • DOI：
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  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    丛日东;祝洪洋;张健;武晓鑫
  • 通讯作者：
    武晓鑫
叠氮化钡的高压拉曼光谱研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    光散射学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    江俊儒;马春丽;崔啟良;祝洪洋
  • 通讯作者：
    祝洪洋
两种传压介质下氟化锶的高压相变研究
  • DOI：
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  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    吉林师范大学学报(自然科学版)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    崔啟良;崔航;王婧姝;祝洪洋;吴晓鑫;张健
  • 通讯作者：
    张健

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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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