氟离子对半导体金属氧化物的表面性质调控及光催化性能影响研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21902140
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    26.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0203.表面化学
  • 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-based photocatalysis is a promising avenue to solve the worldwide energy shortages and environmental pollution using the abundant solar light. Metal oxides are one of the most widely used semiconductor photocatalysts. Regulating the surface properties of metal oxides, improving the separation efficiency of photogenerated charges, and developing photocatalysts with high photocatalytic properties have always been the research focus in the field of photocatalysis. Surface anion engineering is an effective strategy to regulate the surface properties of metal oxides and improve their photocatalytic activities. This project intends to carry out surface fluorinion(F-) modification of semiconductor metal oxides such as TiO2, ZnO and BiVO4, rationally utilize the unique chemical and structural properties of F-, and reasonably modulate surface composition, structure, defects and other properties by controlling experimental conditions such as temperature, concentration, precursor and reaction medium. The effects of F- on the photo-generated charge separation, migration and transport of semiconductor metal oxides and their mechanisms were further studied by using transient spectroscopy and theoretical calculations, and the effective separation of photogenerated carriers was further promoted to prepare semiconductors with high photocatalytic performance. The implementation of this project can effectively solve the key scientific problems of difficult surface modulation and low photocatalytic activity of metal oxides, and it is versatile and practical in the research field of different kinds of semiconductor photocatalytic materials.
光催化技术是解决能源短缺与环境污染的有效途径。金属氧化物是当前应用最广泛的一类半导体光催化剂,调控金属氧化物的表面性质、提高光生电荷的分离效率、开发具有高效光催化性能的光催化剂一直是光催化领域的研究重点。表面阴离子工程是调控金属氧化物表面性质、提高其光催化性能的有效策略。本项目拟对TiO2、ZnO和BiVO4等半导体金属氧化物进行表面F-修饰,理性利用F-独特的化学和结构性质,通过控制温度、浓度、前驱体、反应介质等实验条件实现对金属氧化物表面组成、结构、缺陷等性质调控。采用瞬态光谱和理论计算等手段深入研究F-对半导体金属氧化物的光生电荷分离、迁移、传输影响及作用机制,进一步促进光生载流子的有效分离,从而制备具有高效光催化性能的半导体光催化材料。本项目实施可以有效解决金属氧化物表面性质难以控制及光催化活性较低的关键科学问题,并且在不同种类的半导体光催化材料研究领域具有通用性和实用性。

结项摘要

光催化反应一般都是在表界面处发生,调控金属氧化物半导体材料的表界面性质可以理性调变光吸收性能、光生载流子的分离及传输效率进而提升其光催化反应活性。调控金属氧化物半导体材料的表界面性质、光生电荷的分离和传输对于改性其他类型的半导体材料具有很好的借鉴意义。. 本项目采用无机氟离子为调节剂,理性改性和调控TiO2、BiVO4等金属氧化物半导体材料的表界面性质,达到调控表面原子结构、表面电子结构、表面缺陷物种和数量、光吸收和转换效率、反应物的吸附/脱附位点,进而促进光生载流子的分离、迁移及传输效率,最终提升金属氧化物半导体材料的光催化活性。具体而言,采用氟离子调控制备高指数晶面暴露的BiVO4多面体纳米单晶,研究高指数晶面、低指数晶面和表面氟离子促进光生电荷分离及传输效率的协同作用机制;采用氟离子调控和修饰TiO2的表界面性质,研究暴露活性晶面、缺陷态和不同活性晶面间的载流子迁移对光催化活性的影响机制。. 本项目以氟离子为金属氧化物表界面性质的调节器,初步阐述半导体材料表界面性质在光催化反应中的作用机制,为理性调控金属氧化物半导体材料的光吸收性能、光生电荷的分离效率和光催化转化效率提供了参考实例。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

古老的市政设施——赣州“福寿沟”的防洪预涝作用
  • DOI:
    10.16867/j.cnki.cfdm.2017.03.008
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    中国防汛抗旱
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴运江;吴庆洲;李炎;刘小刚;余长洪
  • 通讯作者:
    余长洪
基于卷积神经网络的草莓识别方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    农业机械学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘小刚;范诚;李加念;高燕俐;章宇阳;杨启良
  • 通讯作者:
    杨启良
基于主成分分析的广西省干旱时空格局
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    生态学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    高燕俐;刘小刚;冷险险;章宇阳;董建华;范诚
  • 通讯作者:
    范诚
盐胁迫下水、氮对小桐子形态特征与水分利用的影响
  • DOI:
    10.13292/j.1000-4890.201601.007
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    生态学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    齐昌民;杨启良;赵馀;刘小刚;王卫华
  • 通讯作者:
    王卫华
自动挡雨预警推送蒸发器手机在线控制装置研制
  • DOI:
    10.11975/j.issn.1002-6819.2019.16.016
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    农业工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    曹春号;杨启良;李加念;刘小刚;喻黎明
  • 通讯作者:
    喻黎明

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

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]
      
关闭
close
客服二维码