高电荷态离子辐照调控碲化物缺陷及其电催化析氢性能研究

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基本信息

  • 批准号：
    21865032
  • 项目类别：
    地区科学基金项目
  • 资助金额：
    39.0万
  • 负责人：
    王庆涛
  • 依托单位：
    西北师范大学
  • 学科分类：
    B0901.氢能源化学
  • 结题年份：
    2022
  • 批准年份：
    2018
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

This project is aimed at the urgent need for efficient electrocatalytic hydrogen production from water. Using highly charged ion irradiation technology, the surface defects of the telluride will be regulated by adjusting the irradiation parameters. We will study the effect of surface defects on the performance of electrocatalytic hydrogen evolution. The relationship between ion irradiation, surface defects, and catalytic properties will be studied systematically. The evolution of the surface structure of the same species of telluride under the same highly charged ion irradiation condition will be investigated. The relationship between the difference in material properties and the irradiation effect will be investigated. The surface structure change of the same telluride under different highly charged ion irradiation conditions will be investigated. By controlling the irradiation parameters, the controllability of defects generated on the surface of the telluride by irradiation of highly charged ions will be studied. The electrocatalytic hydrogen evolution properties of the tellurides with different surface defects will be investigated. The mechanism of the defects affecting the electrocatalytic performance will be revealed. The relationship between ion irradiation, surface defects, and catalytic properties will be elucidated. The results will provide a theoretical basis and technical support for the functional regulation of highly efficient electrocatalytic hydrogen evolution materials.
本项目针对高效电解水制氢催化材料的迫切需求，利用高电荷态离子辐照技术，通过改变辐照参数调控碲化物的表面缺陷，研究表面缺陷对电催化析氢性能的影响，开展离子辐照-表面缺陷-催化性能之间关系的系统研究。考察同族碲化物在相同高电荷态离子辐照条件下的表面结构演化，探究材料性质的差异与辐照效应的关系；考察同一碲化物在不同高电荷态离子辐照条件下的表面结构变化，通过调控辐照参数，研究高电荷态离子辐照在碲化物表面产生缺陷的可控性；考察具有不同表面缺陷碲化物的电催化析氢性能，揭示缺陷影响电催化性能的机理，阐明离子辐照-表面缺陷-催化性能之间的关系，为高效电催化析氢材料的功能调控提供理论依据及技术支持。

结项摘要

本项目针对高效电解水制氢催化材料的迫切需求，利用高电荷态离子辐照技术，通过改变辐照参数调控碲化物的表面缺陷，研究表面缺陷对电催化析氢性能的影响，开展离子辐照-表面缺陷-催化性能之间关系的系统研究。项目主要研究了碲化物的液相制备方法及其晶体结构调控手段，之后利用离子辐照技术对碲化物材料表面进行改性处理，重点研究了离子种类及辐照剂量等参数对碲化物表面产生缺陷的影响，以及与材料电催化析氢性能之间的关系。研究发现，离子辐照能够使碲化物表面产生大量缺陷，增加了其电催化活性位点数，改变了材料的电子结构，达到了提升电催化析氢活性的目的。此外，离子辐照改善了材料表面的亲水性，促进了催化剂表面氢气泡的释放，减少了大气泡对电极材料造成的损伤，提高了材料的稳定性。通过项目的实施，掌握了利用高电荷态离子辐照调控碲化物表面产生缺陷的技术，揭示了缺陷影响电催化析氢性能的机理，阐明了离子辐照-表面缺陷-催化性能之间的关系，为高效电催化析氢材料的功能调控提供了理论依据及技术支持。

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）
Defect Engineering of Sb2Te3 through Different Doses of Ion Irradiation to Boost Hydrogen Evolution Reaction Performance
通过不同剂量的离子辐照进行 Sb2Te3 缺陷工程以提高析氢反应性能
  • DOI：
    10.1021/acsaem.1c01675
  • 发表时间：
    2021-08
  • 期刊：
    ACS Applied Energy Materials
  • 影响因子：
    6.4
  • 作者：
    Qingtao Wang;Liqiu Huang;Huiping Liu;Yanxia Wu;Guofu Ma;Shufang Ren
  • 通讯作者：
    Shufang Ren
Defect-mediated successive ionic layer adsorption and reaction for constructing Sb2Te3/Ag2S heterojunction to boost hydrogen evolution reaction performance
缺陷介导的连续离子层吸附和反应构建Sb2Te3/Ag2S异质结以提高析氢反应性能
  • DOI：
    10.1016/j.fuel.2022.123242
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    Fuel
  • 影响因子：
    7.4
  • 作者：
    Qingtao Wang;Liqiu Huang;Huiping Liu;Yanxia Wu;Guofu Ma;Ziqiang Lei;Shufang Ren
  • 通讯作者：
    Shufang Ren
Se Doping Regulates the Activity of NiTe2 for Electrocatalytic Hydrogen Evolution Reaction
Se 掺杂调节 NiTe2 电催化析氢反应的活性
  • DOI：
    10.1021/acs.jpcc.0c08080
  • 发表时间：
    2020-12
  • 期刊：
    Journal of Physical Chemistry C
  • 影响因子：
    3.7
  • 作者：
    Qingtao Wang;Yanna Huang;Liqiu Huang;Yanxia Wu;Shufang Ren
  • 通讯作者：
    Shufang Ren
Iron ion irradiated Bi(2)Te(3)nanosheets with defects and regulated hydrophilicity to enhance the hydrogen evolution reaction
铁离子辐照具有缺陷和调节亲水性的 Bi2Te3 纳米片以增强析氢反应
  • DOI：
    10.1039/d0nr03256e
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Nanoscale
  • 影响因子：
    6.7
  • 作者：
    Wang Qingtao;Cui Kai;Li Jian;Wu Yanxia;Yang Yaoxia;Zhou Xiaozhong;Ma Guofu;Yang Zhiwang;Lei Ziqiang;Ren Shufang
  • 通讯作者：
    Ren Shufang
N+ irradiation regulates surface defects and doping towards efficient hydrogen evolution reaction on Sb2Te3
N 辐照调节表面缺陷和掺杂以实现 Sb2Te3 上高效析氢反应
  • DOI：
    10.1016/j.apsusc.2022.155347
  • 发表时间：
    2022-10
  • 期刊：
    Applied Surface Science
  • 影响因子：
    6.7
  • 作者：
    Liqiu Huang;Qingtao Wang;Huiping Liu;Yanxia Wu;Yaoxia Yang;Guofu Ma;Ziqiang Lei;Shufang Ren
  • 通讯作者：
    Shufang Ren

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王庆涛的其他基金

平面四吡啶氮-Fe轴向杂原子配位结构调控及电催化析氢机理研究
  • 批准号：
    52362036
  • 批准年份：
    2023
  • 资助金额：
    32 万元
  • 项目类别：
    地区科学基金项目

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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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