基于TiO2/SrTiO3异质结纳米管阵列薄膜的高光电转化效率DSSCs体系研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21406164
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    28.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0814.产品工程与材料化工
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Great attentions have been focused on dye-sensitized solar cells, which was an important option of utilization of solar energy, being an important role in utilization of solar energy effectively. The conversion of photo to electron was limited greatly because of the defects of photoanode thin film materials (TiO2 film), such as larger band gap, low adsorption capacity, unstable of dye-sensitized agent, and the low dye molar extinction coefficient and narrow spectral response. According to this analysis, free standingTiO2/SrTiO3 heterojunction nanotube array films are proposed to fabricated using a three-step anodic oxidation combined with a hydrothermal process in this project, and then CdS being sensitizer which will be assembled in dye-sensitized solar cells. Herein, double layer scattering composed with anatase-rutile surface face-junction will be introduced into this target sysytem to enforce trasfermation of electron. photoelectric properties and the electron transition mechanism will be carried out to study the enhancement of photoelectric conversion efficiency and theoretical research in this project.
染料敏化太阳能电池作为太阳能利用的重要途径,因在高效利用太阳能上发挥着重要作用而倍受关注。但光阳极薄膜材料(TiO2薄膜)自身较大的禁带宽度和染料敏化剂在其表面吸附量难于提高且不稳定,以及染料摩尔消光系数低和对光谱响应范围窄,均成为限制太阳光利用率和光电转化效率提高的关键因素。基于此,本研究提出以改进多步阳极氧化法与水热法相结合制备免支撑TiO2/SrTiO3异质结纳米管阵列薄膜,并进行CdS敏化,结合于异相结双层光散射粘结层组装染料敏化太阳能电池,并进行光电性能及光生电子跃迁机理研究;以N719染料体系验证光阳极光稳定性并优化电池构造参数后,将吩噻嗪基染料引入优化后的染料敏化太阳能电池体系来提高光电转化效率的实验研究和理论探索。

结项摘要

本项目通过耦合阳极氧化和水热法合成高活性异质结TiO2/SrTiO3纳米管,以阳极氧化的无定型TiO2(N掺杂TiO2,简化为N-TiO2)纳米管为初始反应物和“骨架”模板在水热Sr(OH)2溶液中发生原位取代的溶解-沉淀反应生成SrTiO3颗粒,经高温处理后得到高活性异质结TiO2/SrTiO3(N掺杂TiO2/SrTiO3,简化为N-TiO2/SrTiO3)纳米管。对所合成高活性异质结进行结构和组成表征分析,表明该高活性异质结中锐钛矿TiO2占主导,且其锐钛矿TiO2高活性{001}晶面发生明显的取向生长;以上述高活性异质结为阳极进行光电化学测试和光电催化降解甲基蓝(MB)和罗丹明B(Rh. B)实验,发现高活性异质结活性对比纯TiO2(或N-TiO2),其光电催化活性明显增强。这主要归结为高活性{001}晶面和异质结界面及N引入的共同作用。其具体内容为:1).设计与合成高活性异质结TiO2/SrTiO3纳米管;2).高活性异质结TiO2/SrTiO3光电催化机制; 3)可见光响应的高活性异质结N-TiO2/SrTiO3设计、合成及光电催化机制;4)高质量异质结的形成归结于1.5 Pa溅射压强下形成的高{001}TiO2的结晶度、表面相貌、适宜的{001}TiO2薄膜厚度。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Enhanced photoelectrochemical performance of {001}TiO2/{001}SrTiO3 epitaxial heterostructures
{001}TiO2/{001}SrTiO3 外延异质结构的增强光电化学性能
  • DOI:
    10.1007/s10008-015-2995-4
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Journal of Solid State Electrochemistry
  • 影响因子:
    2.5
  • 作者:
    Shang Qianqian;Yu Tao;Tan Xin;Zhang Zhiyang;Zou Yunling;Zhang Ling;Zhang Yuqing;Wang Siyu
  • 通讯作者:
    Wang Siyu
Enhanced Photoelectrocatalytic and Photoelectrochemical Properties by High-Reactive TiO2/SrTiO3 Hetero-Structured Nanotubes with dominant {001} Facet of Anatase TiO2
具有锐钛矿型 TiO2 主导 {001} 面的高活性 TiO2/SrTiO3 异质结构纳米管增强光电催化和光电化学性能
  • DOI:
    10.1016/j.electacta.2014.09.043
  • 发表时间:
    2014-11-10
  • 期刊:
    ELECTROCHIMICA ACTA
  • 影响因子:
    6.6
  • 作者:
    Huang, Juan-Ru;Tan, Xin;Hu, Wen-Li
  • 通讯作者:
    Hu, Wen-Li
Enhanced Photoelectrochemical Performance of Coaxial-Nanocoupled Strontium-Rich SrTiO3/TiO2 {001} Nanotube Arrays
同轴纳米耦合富锶SrTiO3/TiO2 {001}纳米管阵列的增强光电化学性能
  • DOI:
    10.1021/acs.iecr.5b01903
  • 发表时间:
    2015-08
  • 期刊:
    Industrial & Engineering Chemistry Research
  • 影响因子:
    4.2
  • 作者:
    Yu Tao;Hu Wen-li;Jia Lixia;Tan Xin;Huang Juanru;Huang Xiang
  • 通讯作者:
    Huang Xiang
Modeling of Formaldehyde Photocatalytic Degradation in a Honeycomb Monolith Reactor Using Computational Fluid Dynamics
使用计算流体动力学对蜂窝整体式反应器中的甲醛光催化降解进行建模
  • DOI:
    10.1021/ie5016427
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Industrial & Engineering Chemistry Research
  • 影响因子:
    4.2
  • 作者:
    Wang Xin;Tan Xin;Yu Tao
  • 通讯作者:
    Yu Tao
SDS-assisted solvothermal synthesis of rose-like BiOBr partially enclosed by {111} facets and enhanced visible-light photocatalytic activity
SDS辅助溶剂热合成玫瑰状BiOBr,部分被{111}面包围并增强可见光催化活性
  • DOI:
    10.1039/c5dt03315b
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Dalton Transactions
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Zhao Yang;Yu Tao;Tan Xin;Xie Chuang;Wang Shucong
  • 通讯作者:
    Wang Shucong

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  • 作者:
    张京祥;于涛;殷洁
  • 通讯作者:
    殷洁

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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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