孪晶碳化硅纳米线的能带结构和光催化机理研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    50902124
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    20.0万
  • 负责人：
    陈建军
  • 依托单位：
    浙江理工大学
  • 学科分类：
    E0207.无机非金属半导体与信息功能材料
  • 结题年份：
    2012
  • 批准年份：
    2009
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2010-01-01 至2012-12-31

项目摘要

孪晶超晶格结构减少了载流子的自由度，改变了K空间的能带结构，表现出量子尺寸效应。半导体光催化材料的催化性能往往与其能带结构及表面相结构等因素有直接关系。最近对孪晶碳化硅纳米线的初步研究结果表明，纳米线的光催化性能与其孪晶结构及表面相结构等因素相关。本项目将纳米线孪晶超晶格结构与其光催化性能关联，深入分析孪晶SiC纳米线的能带和表面相结构特点，研究其光催化分解水和降解有机物的性能，并在此基础上，阐明光激发、载流子输运和表面反应与孪晶量子阱结构、堆垛层错密度、表面相结构间的关系，建立孪晶半导体纳米线光催化机理模型，为新型可见光催化剂的开发提供研究思路。

结项摘要

近几年，作为新型的光催化材料，碳化硅半导体材料由于合适的带隙宽度、高的电导率和物理化学稳定性等特点，其研究受到越来越多科研工作者的关注。本项目采用碳热还原法制备SiC纳米线，并通过多种工艺实现了多元形貌一维SiC纳米材料的可控制备。提出了碳热还原法SiC 纳米线的两步气-固反应模式和氧辅助下的螺型位错生长机理，并在此机理的指导下，通过为纳米线生长提供充足生长空间，成功实现了SiC 纳米线的宏量制备。通过高分辨透射电镜观察纳米线形貌和微结构，分析堆垛层错和孪晶缺陷；结合UV-vis吸收光谱与发射光谱，研究了SiC纳米线的能带结构特点；研究表明：SiC纳米线为宽带隙间接半导体，禁带宽度约为2.85 eV，较其体单晶(2.23 eV)的带隙宽，与通过光致发光谱计算得到的带隙宽度(2.65 eV) 较为接近，差值可能为斯托克斯位移所致。分析了孪晶结构SiC纳米线可见光光催化降解亚甲基蓝的性能，5个小时的辐照时间后降解率达到95%。揭示了纳米线的表面相结构特点对降解目标物的影响规律，提出了提高光催化效率的方法。进行了孪晶结构SiC纳米线光解水的实验。研究还发现光催化后，碳化硅纳米线表面的氧化层增厚，表面氧化层对于光生电子-空穴对的分离和催化效率的提高具有重要意义。项目的实施为新型碳化硅可见光催化剂的开发提供了研究思路。

项目成果

期刊论文数量（14）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（9）
Fabrication and Photoluminescence of Hierarchical SiC Nanowires
分层SiC纳米线的制备和光致发光
  • DOI：
    10.2174/157341312800167560
  • 发表时间：
    2012-04-01
  • 期刊：
    CURRENT NANOSCIENCE
  • 影响因子：
    1.5
  • 作者：
    Chen, Jianjun;Shi, Qiang;Tang, Weihua
  • 通讯作者：
    Tang, Weihua
Synthesis, Structure and Photoluminescence of Twinned SiC Nanowires
孪晶碳化硅纳米线的合成、结构及光致发光
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    RARE METAL MATERIALS AND ENGINEERING
  • 影响因子：
    0.7
  • 作者：
    Chen Jianjun;Pan Yi;Wu Renbing
  • 通讯作者：
    Wu Renbing
Tuning the morphologies of SiC nanowires via the change of the CoxSiy melts
通过 CoxSiy 熔体的变化调节 SiC 纳米线的形貌
  • DOI：
    10.1007/bf03353610
  • 发表时间：
    2010-01
  • 期刊：
    Nano-Micro Letters
  • 影响因子：
    26.6
  • 作者：
    Jianjun Chen;Yi Pan;Weihua Tang;Qiang Shi
  • 通讯作者：
    Qiang Shi
碳纤维基底上SiC 纳米线的制备及生长机理
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    复合材料:创新与可持续发展(上册) , 2010 年
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    石强;陈建军
  • 通讯作者：
    陈建军
A simple catalyst-free route for large-scale synthesis of SiC nanowires
大规模合成碳化硅纳米线的简单无催化剂路线
  • DOI：
    10.1016/j.jallcom.2011.03.131
  • 发表时间：
    2011-06-16
  • 期刊：
    JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS
  • 影响因子：
    6.2
  • 作者：
    Chen, Jianjun;Shi, Qiang;Zhu, Xiaoyan
  • 通讯作者：
    Zhu, Xiaoyan

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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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