石墨烯/氧化镍高比能量非对称电容器关键材料的宏量制备及储能机理研究

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基本信息

  • 批准号：
    51172261
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    65.0万
  • 负责人：
    孙静
  • 依托单位：
    中国科学院上海硅酸盐研究所
  • 学科分类：
    E0203.碳素材料与超硬材料
  • 结题年份：
    2015
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2015-12-31

项目摘要

非对称型电化学电容器由于具有高的能量密度、功率密度以及较好的循环稳定性和高的工作电压等特点，在电动汽车、家用电器、航空航天等领域具有广阔的应用前景。本项目提出开展石墨烯/氧化镍高比能量非对称电容器关键材料的宏量制备及储能机理研究。拟基于氧化石墨烯，采用水热、溶剂热等湿化学法来合成不同微观结构的石墨烯/氧化镍纳米复合材料；揭示石墨烯表面原位生长氧化物纳米晶的成核及生长机理，并据此来调控纳米晶的形貌、结晶性；考察材料的微观结构、组成等对电化学性能的影响；以期得到高能量密度和功率密度的水系非对称电容器电极材料。在此基础上，采用聚合物固体电解质，研制全固态非对称电容器。探索实验室规模下的石墨烯/氧化镍纳米复合材料的宏量制备技术，推动石墨烯复合材料在新型储能领域的应用。

结项摘要

非对称型电化学电容器由于具有高的能量密度、功率密度以及较好的循环稳定性和高的工作电压等特点，在电动汽车、家用电器、航空航天等领域具有广阔的应用前景。本项目提出开展石墨烯/氧化镍高比能量非对称电容器关键材料的宏量制备及多种形貌石墨烯/金属氧化物的制备，并顺利完成了如下研究工作：.1. 针对提高非对称超级电容器电极材料能量密度和循环容量性能，本项目利用石墨烯的高比表面积和镍氧化物的高比容量，设计制备了一系列具有高比容量和高倍率性能的石墨烯/氧化镍复合材料，开发出实验室百克量级合成路线；.2. 完成了多种高活性和稳定性的石墨烯基负极材料的研制。以氧化石墨为原料，利用复合材料显微结构分析和机理研究，通过材料形貌结构优化设计，构筑了一系列柔性多孔结构的石墨烯薄膜电极材料，成功实现了高能量密度柔性储能器件的研制，提高了电化学反应活性和结构稳定性；.3. 发展了一种高效、普适的溶剂热-溶胶诱导的化学自组装方法用于制备新型的三维宏观体。该方法可以克服组分间分散难点，成功实现了材料导电率的提高了；采用该方法制备的氧化铁基和氧化锡基三维宏观体的电化学储锂性能达到行业领先水平。.综上所述，本项目的完成为提高非对称型电化学电容器电极材料的比容量、循环稳定性、解决石墨烯基材料团聚、粉体电极制备需要粘结剂等问题提供了新的解决思路和方案。项目研究中所采用的自组装、电沉积、真空抽滤等方法，为石墨烯基/金属氧化物复合材料的研制提供了研究基础，尤其为柔性及可穿戴器件用无粘结剂电极材料的研发工作提供了宝贵的研究经验。本项目研究期间发表SCI论文22篇，其中19篇影响因子＞3；申请中国发明3项专利，1项已授权；培养博士研究生6名，硕士研究生1名。.

项目成果

期刊论文数量（31）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
High pseudocapacitance material prepared via in situ growth of Ni(OH)(2) nanoflakes on reduced graphene oxide
通过在还原氧化石墨烯上原位生长 Ni(OH)(2) 纳米片制备高赝电容材料
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Journal of Materials Chemistry
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Chang; Jie;Xu; Huan;Sun; Jing;Gao; Lian
  • 通讯作者：
    Lian
Three-Dimensional Fe2O3 Nanocubes/Nitrogen-doped Graphene Aerogels: Nucleation Mechanism and Lithium Storage Properties
三维 Fe2O3 纳米立方体/氮掺杂石墨烯气凝胶：成核机制和储锂性能
  • DOI：
    10.1038/srep07171
  • 发表时间：
    2014-11-25
  • 期刊：
    Scientific Reports
  • 影响因子：
    4.6
  • 作者：
    Wang R;Xu C;Sun J;Gao L
  • 通讯作者：
    Gao L
Controllable synthesis of monodisperse ultrathin SnO2 nanorods on nitrogen-doped graphene and its ultrahigh lithium storage properties
氮掺杂石墨烯上单分散超细SnO2纳米棒的可控合成及其超高储锂性能
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Nanoscale
  • 影响因子：
    6.7
  • 作者：
    Xu; Chaohe;Sun; Jing;Gao; Lian
  • 通讯作者：
    Lian
Synthesis of alpha-Fe2O3 nanoparticles from Fe(OH)(3) sol and their composite with reduced graphene oxide for lithium ion batteries
Fe(OH)(3)溶胶合成α-Fe2O3纳米粒子及其与还原氧化石墨烯的复合材料用于锂离子电池
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Journal of Materials Chemistry A
  • 影响因子：
    11.9
  • 作者：
    Du; Meng;Xu; Chaohe;Sun; Jing;Gao; Lian
  • 通讯作者：
    Lian
Solvothermal-Induced 3D Macroscopic SnO2/Nitrogen-Doped Graphene Aerogels for High Capacity and Long-Life Lithium Storage
用于高容量和长寿命锂存储的溶剂热诱导 3D 宏观 SnO2/氮掺杂石墨烯气凝胶
  • DOI：
    10.3390/ijtm2010004
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    ACS Applied Materials & Interfaces
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Xu; Chaohe;Sun; Jing;Gao; Lian;Yao; Heliang
  • 通讯作者：
    Heliang

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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    赵晖

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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

        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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