FePd-MnOx异质结构的合成及电催化特性研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    21101119
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    30.0万
  • 负责人：
    陈伟
  • 依托单位：
    温州大学
  • 学科分类：
    B0104.无机合成
  • 结题年份：
    2014
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2014-12-31

项目摘要

合成新型的非Pt阴极（氧气还原反应）催化剂材料对燃料电池的开发具有重要意义，如何降低催化剂的贵金属用量并提高其催化活性是该领域的重要研究问题。通过合金和金属氧化物形成的异质结构（非核壳结构）可以实现合金中各金属和氧化物之间的多重耦合协同作用，有望在合金高催化活性（前人研究结论）的基础上进一步提高电催化活性，同时，应用该异质结构体系可有效降低贵金属的用量。因此，本申请拟合成FePd-MnOx(MnOx=MnO, Mn3O4，MnO2)异质结构用作氧气还原电催化剂，联合胶体合成技术和晶种生长法调节异质结构的组成和各组分的尺寸，研究材料尺寸、组成及耦合协同作用对电催化活性的影响，遴选出该体系中具备最优催化活性的异质结构，探索材料微观结构和电催化性能的相关性，进而为开发新型高效的碱性阴离子膜直接甲醇燃料电池非Pt阴极催化剂材料提供新思路和理论支持。

结项摘要

主要完成的工作和取得的成果如下：.（1）由于O2/卤素离子腐蚀的影响，Pd孪晶结构的控制一直是一个挑战。本项目利用一系列能和卤素离子发生相互作用的有机小分子有效调节了O2/卤素离子的腐蚀能力，成功制备了高质量的五重孪晶Pd纳米线和单重孪晶Pd直角双锥，证实了制造更多的孪晶微结构有利于获得更高的催化活性。本工作为Pd纳米晶孪晶结构的控制和提高催化剂的活性提供了新思路。通过控制Au、Ag在Pd上的选择性生长，获得了Au-Pd、Ag-Pd异质结构，探索了他们催化硝基苯酚还原活性与其组成及微观结构之间的联系。.（2）利用化学势的梯度，将Pd源几乎完全注入多孔碳CMK-3的孔道中，获得了Pd/CMK-3异质结构催化剂，其对Suzuki反应具有很高的催化活性，证实了反应前超声可以有效解决多孔催化剂在液相反应中的传质问题。.（3）将上述方法结合晶种生长法，得到了FePd/CMK-3异质结构，通过简单改变投料比可以调节FePd合金的组成。.（4）液相合成介稳相Mn2O3单分散纳米晶十分困难。我们利用先氧化后还原的途径成功制备了高质量的Mn2O3八面体晶体，其作为锂离子电池的负极时，在大电流充放电条件下也具有较好的稳定性。.（5）在有机催化领域，MnO2的晶相很少被关注，弄清MnO2晶相和其催化性能的相关性非常重要。我们合成了纯净的α、β、γ和δ相MnO2，催化结果表明对醇的氧化反应而言，δ-MnO2具有最高的活性，而α-MnO2具有最好的循环使用稳定性。.（6）为解决Cu2O纳米晶成核难以掌控的问题，我们利用非均相成核的办法，将Au纳米棒作为核，成功获得了单分散的Au@Cu2O八面体核壳异质结构，通过改变Au的投入量可以较精确地控制八面体的尺寸，同时可以预测投入任意量的晶种时产物的尺寸。异质结构不同组分之间的相互作用有效提高了其催化性能。.（7）发表了4篇论文（Chem. Mater. IF=8.535；J. Mater. Chem. IF=6.626；2篇Nano Res. IF=6.963）。其中一篇（Chem. Mater.）被该杂志主编在题为“Highlights of 2014, Thus Far”的文章中作为亮点报道；另有一篇（J. Mater. Chem.）发表后被该杂志评为当月“Top-ten most read papers”之一。本项目共培养3名硕士研究生。

项目成果

期刊论文数量（10）
专著数量（0）
科研奖励数量（1）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Controlled Growth of Ag/Au Bimetallic Nanorods through Kinetics Control
通过动力学控制控制银/金双金属纳米棒的生长
  • DOI：
    10.1016/j.tcs.2014.03.006
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Chemistry of Materials
  • 影响因子：
    8.6
  • 作者：
    Wenfang Wang;Xingliang Li;Wei Chen;Nini Fan;Chao Zou;Xian Chen;Xiangju Xu;Lijie Zhang;Shaoming Huang
  • 通讯作者：
    Shaoming Huang
One-pot synthesis of N-doped carbon dots with tunable luminescence properties
一锅法合成具有可调发光性能的氮掺杂碳点
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Journal of Materials Chemistry
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Yanqing Zhang;Dekun Ma;Zhuang Yan;Zhang Xi;Wei Chen;Hong lili;Yan Qingxian;Yu Kang;Shaoming Huang
  • 通讯作者：
    Shaoming Huang
The unusual effect of AgNO3 on the growth of Au nanostructures and their catalytic performance
AgNO3 对 Au 纳米结构生长及其催化性能的异常影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Nanoscale
  • 影响因子：
    6.7
  • 作者：
    Xingliang Li;Yun Yang;Guangju Zhou;Shuhua Han;Wenfang Wang;Lijie Zhang;Wei Chen;Chao Zou;Shaoming Huang
  • 通讯作者：
    Shaoming Huang
Size control of Au@Cu2O octahedra for excellent photocatalytic performance
Au@Cu2O八面体的尺寸控制具有优异的光催化性能
  • DOI：
    10.1039/c1jm13672k
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Journal of Materials Chemistry
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Lina Kong;Wei Chen*;Dekun Ma;Yun Yang;Sensen Liu;Shaoming Huang*
  • 通讯作者：
    Shaoming Huang*
Conversion of ternary Zn2SnO4 octahedrons into binary mesoporous SnO2 and hollow SnS2 hierarchical octahedrons by template-mediated selective complex extraction
模板介导选择性络合物萃取将三元 Zn2SnO4 八面体转化为二元介孔 SnO2 和空心 SnS2 多级八面体
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY A
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Cai; Ping;Ma; De-Kun;Liu; Quan-Cheng;Zhou; Shu-Mei;Chen; Wei;Huang; Shao-Ming
  • 通讯作者：
    Shao-Ming

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    陈伟;肖飞;王恒利;刘计龙
  • 通讯作者：
    刘计龙

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

        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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