液相法制备钒酸铋光催化剂及其光催化活性增强机理的研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51172135
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    65.0万
  • 负责人：
    谈国强
  • 依托单位：
    陕西科技大学
  • 学科分类：
    E02.无机非金属材料
  • 结题年份：
    2015
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2015-12-31

项目摘要

采用微波水热法以Bi(NO3)3o5H2O和NH4VO3等为原料合成单斜相BiVO4和单斜四方共存BiVO4粉体，研究反应条件对BiVO4晶相、形貌及粒度的影响，探索BiVO4光催化剂的最佳制备条件；以罗丹明B为目标降解物，研究单斜相BiVO4、四方相BiVO4及两者的混相的光催化性能机理；以过渡金属、碱土金属、稀有金属离子和非金属离子掺杂改性BiVO4光催化剂，研究掺杂对BiVO4光催化剂微观结构和光催化性能的影响，探讨其在可见光下光催化活性增强机理；以有机硅烷等为原料，用紫外光照射改变基板表面的官能团，在基板表面形成高度有序的单分子膜，用液相反应自组装法在基板上诱导制备BiVO4薄膜，通过研究Bi、V的水合化学，探索适合低温制备BiVO4薄膜的溶液体系，研究薄膜的微观结构、热处理、复合薄膜的结构设计及A 位或B位掺杂等对BiVO4薄膜光催化性能的影响，解决BiVO4催化剂分离回收问题。

结项摘要

本项目用微波水热法合成了多级结构的BiVO4光催化剂，评估了催化剂的降解和矿化能力，研究了催化剂光活性提高的机理；实现了单斜相ｍ-BiVO4的可控制备，pH=0.59时，合成了八面体状和十面体状ｍ-BiVO4，pH=0.70-1.21时合成球状或类球状混相BiVO4，紫外光下具有高催化活性；pH=2.55时，制得四方相t-BiVO4，pH=3.65时，发生四方相向单斜相转变，出现几十纳米树枝状体单斜相晶体，pH=4.26-9.76时合成的BiVO4都是单斜相，形貌由不规则棒状或树枝状演变成鱼排骨状，pH＝7.81时合成的不规则短棒状单斜相晶体在可见光下具有好的催化活性，当pH＞9.76时，合成的粉体为混相BiVO4，出现Bi2VO5.5、Bi7VO13、Bi2O3、Bi2O2.75等晶相，光催化活性下降；氮掺杂使BiVO4晶体沿(040)晶面取向生长为片状或圆饼状晶体，吸收边明显红移，在不同光源下(040)晶面上BiV4多原子中心和表面氧空位能提高光生载流子的分离，抑制载流子的复合使N/BiVO4光催化活性都高于纯相BiVO4粉体；水溶液中形成的t-REVO4(RE稀土元素）晶种诱导非晶ｍ-BiVO4相变为，RE3+进入BiVO4晶格，使其发生晶粒取向生长，形成纳米棒状颗粒，RE-BiVO4在紫外光区有强吸收，吸收边蓝移，t-Gd-BiVO4在模拟太阳光照射120min对RhB的降解率达到96%，TOC去除率为63.1%，比ｍ-Gd-BiVO4活性高出66%；t-Nd/BiVO4具有上转换特性，归属于Nd3+从基态4I9/2到2G7/2、4G5/2、4F9/2和4F7/2激发态的特征，Nd/BiVO4在模拟太阳光下120min对RhB的降解率达到94%；Nd-Er/BiVO4上转换特性属于Nd3+激发态的特征和Er3+从基态4I15/2到4F7/2、2H11/2和4F9/2激发态的特征，在模拟太阳光下150min对RhB的降解率达到98%；mg-C3N4/Nd-Er-BiVO4形成异质结有助于光生电子空穴的分离，在模拟太阳光下120min下对RhB的降解率达到94%；由于g-C3N4片层的空间位阻效应和 g-C3N4结构单元间缩聚反应，自组装成球状n型半导体g-C3N4包覆t-Bi1-xGdxVO4异质结，具有紫外光响应特性，可快速将RHB分子矿化。

项目成果

期刊论文数量（25）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
BiPO4@glucose-based C core–shell nanorod heterojunction photocatalyst with enhanced photocatalytic activity
BiPO4@葡萄糖基C核壳纳米棒异质结光催化剂具有增强的光催化活性
  • DOI：
    10.1016/j.jallcom.2015.12.012
  • 发表时间：
    2016-03
  • 期刊：
    Journal of Alloys and Compounds
  • 影响因子：
    6.2
  • 作者：
    Huijun Ren;Chi Xu;Chengcheng Zhao;Ao Xia
  • 通讯作者：
    Ao Xia
An enhanced visible-light-driven photocatalyst: Conduction band control of Bi2WO6 crystallites by Cu ion modification
增强型可见光驱动光催化剂：通过 Cu 离子改性控制 Bi2WO6 微晶的导带
  • DOI：
    10.1016/j.ceramint.2014.03.176
  • 发表时间：
    2014-09-01
  • 期刊：
    CERAMICS INTERNATIONAL
  • 影响因子：
    5.2
  • 作者：
    Tan, Guoqiang;Huang, Jing;Xia, Ao
  • 通讯作者：
    Xia, Ao
A comprehensive investigation of tetragonal Gd-doped BiVO4 with enhanced photocatalytic performance under sun-light
太阳光下增强光催化性能的四方晶系 Gd 掺杂 BiVO4 的综合研究
  • DOI：
    10.1016/j.apsusc.2015.12.100
  • 发表时间：
    2016-02
  • 期刊：
    Applied Surface Science
  • 影响因子：
    6.7
  • 作者：
    Guoqiang Tan;Guohua Dong;Huijun Ren;Ao Xia
  • 通讯作者：
    Ao Xia
Comparative study on substitution effects in BiFeO3 thin films fabricated on FTO substrates by chemical solution deposition
化学溶液沉积法在FTO基底上制备BiFeO3薄膜的替代效应比较研究
  • DOI：
    10.1016/j.apsusc.2013.05.147
  • 发表时间：
    2013-10
  • 期刊：
    Applied Surface Science
  • 影响因子：
    6.7
  • 作者：
    Xue, Xu;Tan, Guoqiang;Hao, Hangfei;Ren, Huijun
  • 通讯作者：
    Ren, Huijun
Microwave hydrothermal synthesis and photocatalytic properties of ZnWO4 nanorods
ZnWO4纳米棒的微波水热合成及其光催化性能
  • DOI：
    10.1002/crat.201200410
  • 发表时间：
    2012-12
  • 期刊：
    Crystal Research and Technology
  • 影响因子：
    1.5
  • 作者：
    Zhang, Lili;Wei, Shasha;Xia, Ao;Ren, Huijun
  • 通讯作者：
    Ren, Huijun

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其他文献

自组装单层膜表面的Bi2Ti2O7薄膜制备与表征
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    功能材料
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    夏傲;黄剑锋;谈国强
  • 通讯作者：
    谈国强
Effects of hydrothermal Mg-dop
热液Mg-dop的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    苗鸿雁;董敏;谈国强
  • 通讯作者：
    谈国强
直接Z型Zn2SnO4-xNx/ZnO1-yNy异质结光催化剂的制备及机理
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    无机化学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王敏;谈国强;张丹;李斌;王颖;党明月;任慧君;夏傲;刘运
  • 通讯作者：
    刘运
谱熵和小波熵算法在混沌序列结构复杂性分析中的应用
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    小型微型计算机系统
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    董燕青;谈国强;孙克辉;贺少波
  • 通讯作者：
    贺少波
TD-ERCS系统复杂性研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    信息安全与通信保密
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    孙克辉;盛利元;谈国强
  • 通讯作者：
    谈国强

其他文献

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谈国强的其他基金

缺陷调控的直接Z型异质结的全光谱稳定催化和暗催化机理的研究
  • 批准号：
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  • 资助金额：
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  • 项目类别：
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缺陷调控的直接Z型异质结的全光谱稳定催化和暗催化机理的研究
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mpg-C3N4/{010}晶面BiVO4多级界面耦合及光催化活性增强机制
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基于液相反应自组装制备透明柔性功能陶瓷薄膜及其生长机理的研究
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  • 资助金额：
    35.0 万元
  • 项目类别：
    面上项目

相似国自然基金

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  • 批准号：
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相似海外基金

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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]
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