多酸/半导体串联异质结的构建及其气敏性能研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51902029
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    23.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0207.无机非金属半导体与信息功能材料
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Semiconductor materials have been one of the cores of gas sensors because of high sensitivity and easy operation. As a low-cost material, inorganic semiconductor needs to be developed. However, high carrier recombination rate exists in ratehomogenous material, which limits the gas sensing performance. As a type of inorganic metal-oxo cluster framework compounds, polyoxometalates (POMs) have diverse structures and fine physicochemical properties. What’s more, the energy band of POMs is similar to that of semiconductors. POMs can be used as an efficient electron acceptor, which could capture the electrons from conduction band of semiconductors and thus retard the electron–hole recombination. However, the properties of POMs/semiconductor tandem heterojunctions have rarely been explored so far. This project focuses on the research of the design and preparation of unidimensional semiconductor/POMs/semiconductor nanofiber. The nanofiber contains a core-shell structure with three stratified layers, forming two tandem heterojunctions. The gas sensing performance and the relationship of the composition and structure with the gas sensing performance will be studied. These research findings will provide theoretical basis and guidance for the development of POMs-based gas sensors.
半导体材料是气体传感器的核心之一,灵敏度高,操作简单。实现低成本、高性能气敏材料的实际应用,急需新型半导体材料的发展。然而单一组分半导体材料存在着很高的载流子复合率,限制了气敏材料的性能。多金属氧酸盐是一类骨架结构中含有钨、钼等过渡元素的无机多金属氧簇化合物,结构多样,物理化学性质优异,其能带结构与金属半导体类似。多酸还是良好的电子接受体,可以有效促进半导体材料中载流子的迁移。然而,有关多酸/半导体串联异质结材料的研究还未见报导。本项目拟采用同轴静电纺丝技术,制备一维的半导体/多酸/半导体复合纳米纤维材料,阐明其形成机理。该材料具有三层明显分层的同轴核壳结构,在三层之间形成两个串联的异质结。研究此类纳米纤维的气体传感性能,并探索不同结构的多酸与气体传感性能的构效关系,提出传感作用机理。这些研究结果对发展多酸在气体传感领域中的实际应用具有重要的理论和实际意义。

结项摘要

半导体材料是气体传感器的核心之一,灵敏度高,操作简单。实现低成本、高性能气敏材料的实际应用,急需新型半导体材料的发展。然而单一组分半导体材料存在着很高的载流子复合率,限制了气敏材料的性能。多金属氧酸盐是一类骨架结构中含有钨、钼等过渡元素的无机多金属氧簇化合物,结构多样,物理化学性质优异,其能带结构与金属半导体类似。多酸还是良好的电子接受体,可以有效促进半导体材料中载流子的迁移。然而,有关多酸/半导体串联异质结材料的研究还未见报导。本项目采用同轴静电纺丝技术,制备多种一维的半导体/多酸/半导体复合纳米纤维材料,并阐明其形成机理。该类材料具有三层明显分层的同轴核壳结构,在三层之间形成两个串联的异质结。此外,深入研究了此类纳米纤维的气体传感性能,并探索不同类型的多酸与气体传感性能的构效关系,提出了传感作用机理。这些研究结果对发展多酸在气体传感领域中的实际应用具有重要的理论和实际意义。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
Self-Assembly of Polyoxometalate-Resorcin[4]arene-Based Inorganic-Organic Complexes: Metal Ion Effects on the Electrochemical Performance of Lithium Ion Batteries
多金属氧酸盐-间苯二酚[4]芳烃基无机有机配合物的自组装:金属离子对锂离子电池电化学性能的影响
  • DOI:
    10.1002/chem.202100780
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Chemistry - A European Journal
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Liu Jin-Hua;Yu Ming-Yue;Pei Wen-Yuan;Wang Tianqi;Ma Jian-Fang
  • 通讯作者:
    Ma Jian-Fang
Polyoxometalate electron acceptor incorporated improved properties of Cu2ZnSnS4-based room temperature NO2 gas sensor
多金属氧酸盐电子受体结合了 Cu2ZnSnS4 基室温 NO2 气体传感器的改进性能
  • DOI:
    10.1016/j.snb.2021.130683
  • 发表时间:
    2021-08
  • 期刊:
    Sensors and Actuators: B. Chemical
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yuting Wang;Xiaoqiong Fu;Tianqi Wang;Feng Li;Dan Li;Ying Yang;Xiangting Dong
  • 通讯作者:
    Xiangting Dong
A new strategy to one-step construct polyoxometalate/semiconductor one-dimensional tandem heterojunctions toward optimized conductometric sensing performances of ethanol gas
一种一步构建多金属氧酸盐/半导体一维串联异质结的新策略,以优化乙醇气体的电导传感性能
  • DOI:
    10.1016/j.snb.2022.132797
  • 发表时间:
    2022-10
  • 期刊:
    Sensors and Actuators: B. Chemical
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Jinmei Tian;Bin Jiang;Hong Shao;Yuting Wang;Tianqi Wang;Feng Li;Dan Li;Ying Yang;Xiangting Dong
  • 通讯作者:
    Xiangting Dong
Enhanced sensing response of the first polyoxometalate electron acceptor modified MoS2 for NO2 gas detection at room temperature
增强第一个多金属氧酸盐电子受体修饰的 MoS2 的传感响应,用于室温下 NO2 气体检测
  • DOI:
    10.1016/j.snb.2023.133495
  • 发表时间:
    2023-02
  • 期刊:
    Sensors and Actuators: B. Chemical
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Peiye Wang;Tianqi Wang;Feng Li;Dan Li;Ying Yang;Hui Yu;Xiangting Dong
  • 通讯作者:
    Xiangting Dong
One-step fabrication of TiO2@polyoxometalates@α-Fe2O3 one-dimensional tandem heterojunctions for conductometric acetone sensors
用于电导丙酮传感器的 TiO2@polyoxometalates@α-Fe2O3 一维串联异质结的一步制备
  • DOI:
    10.1016/j.snb.2022.133088
  • 发表时间:
    2023-03
  • 期刊:
    Sensors and Actuators: B. Chemical
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yuting Wang;Tianqi Wang;Wenyuan Pei;Feng Li;Ying Yang;Hui Yu;Xiangting Dong
  • 通讯作者:
    Xiangting Dong

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其他文献

豫北地区屠宰生猪肉孢子虫感染情况调查与分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李小军;闫文朝;钱伟锋;王天奇;韩利方;袁 林;黄腾飞
  • 通讯作者:
    黄腾飞
皮肤局部应用维甲酸引致的表皮增殖机制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    生命的化学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王天奇;王淑玲
  • 通讯作者:
    王淑玲
洛阳地区规模化鸡场隐孢子虫流行病学分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    徐鑫
猪住肉孢子虫病的研究进展
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    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    中国人兽共患病学报
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  • 作者:
    李小军;韩利方;闫文朝;王天奇
  • 通讯作者:
    王天奇
结肠小袋纤毛虫滋养体体外成囊条件的筛选和优化
  • DOI:
    10.3969/j.issn.1002-2694.2020.00.067
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    中国人兽共患病学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    何凯;闫文朝;孙晨阳;赵立卓;王天奇
  • 通讯作者:
    王天奇

其他文献

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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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