二氧化钛中Ti3+活性物种的形成及其光催化机理的固体NMR研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

项目摘要

In order to promote the photocatalytic activity of TiO2 towards water splitting under solar irradiation, this project aims to develop a simple approach to produce stable and sufficient high Ti3+ in TiO2 by incorporation of boron (B) atoms into TiO2 lattice and further control the concentration and distribution of the active species (Ti3+) by varying the doping amount and synthesis conditions. To gain new insights into the microscopic structure, distribution, and formation mechanism of Ti3+ and B species, the B-TiO2-x photocatalysts will be investigated by advanced solid-state NMR techniques (such as two-dimensional multiple-quantum, and double-quantum MAS NMR correlation techniques) in conjunction with density functional theory (DFT) calculations. Combined with the experiments of visible-light absorption and photocatalytic activity measurements for a series of B-TiO2-x with different structures, the mechanism of (B, Ti3+) synergy and the structure-activity relationship will be clarified. To reveal the active sites on the surface of the photocatalysts, the adsorption and conversion of the reactants will be studied by in-situ 13C and 17O solid-state NMR techniques, which can be used to trace the photocatalytic pathway of water splitting to hydrogen production. Based on the intermediates and products observed in the in-situ NMR experiments, the transition states of the reaction can be studied by theory calculations, which will reveal the molecular-level mechanism of the catalytic reactions on the B-TiO2-x catalysts. All these findings are expected to be the basis for designing new TiO2-based photocatalytic materials with high activity and stability.
本项目拟通过在TiO2的晶格中引入适量的B元素制备出稳定且足量的Ti3+活性物种以提高TiO2对光解水制氢气的活性,通过改变B含量及合成条件实现Ti3+活性物种数量和分布的调控。采用先进的固体NMR技术(包括二维多量子和双量子相关技术等)和XPS、ESR等谱学手段并结合量子化学计算研究这类光催化剂中活性物种(B和Ti3+)的微观结构、分布及形成机制。结合紫外光谱和GC-MS等技术探索不同活性结构对光学特性和光催化活性的调变机制,阐明B和Ti3+活性位在光催化反应过程中的协同机制。利用原位固体NMR技术研究催化剂上光解水制氢气的反应机理,结合理论计算从分子水平阐明催化剂活性增强的微观本质,为稳定高效光催化剂的设计和制备提供依据。

结项摘要

本项目通过在TiO2的晶格中引入适量的B元素制备出稳定且足量的Ti3+活性物种以提高了TiO2对光解水制氢气的活性,通过改变B含量及合成条件实现了Ti3+活性物种数量和分布的调控。采用先进的固体NMR技术(包括二维多量子和双量子相关技术等)和XPS、ESR等谱学手段并结合量子化学计算确定了这类光催化剂中活性物种(B和Ti3+)的微观结构、分布及形成机制。结合紫外光谱和GC-MS等技术探索不同活性结构对光学特性和光催化活性的调变机制,阐明了B和Ti3+活性位在光催化反应过程中的协同机制。利用原位固体NMR技术确定了催化剂上光解水制氢气的反应机理,结合理论计算从分子水平阐明催化剂活性增强的微观本质,为稳定高效光催化剂的设计和制备提供了依据。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Surface Water Loading on Titanium Dioxide Modulates Photocatalytic Water Splitting
二氧化钛表面水负载调节光催化水分解
  • DOI:
    10.1016/j.xcrp.2019.100013
  • 发表时间:
    2020-02
  • 期刊:
    Cell Reports Physical Science
  • 影响因子:
    8.9
  • 作者:
    Longxiao Yang;Ningdong Feng;Qiang Wang;Yueying Chu;Jun Xu;Feng Deng
  • 通讯作者:
    Feng Deng
Enhanced Photocatalytic Performance of Carbon-Coated TiO2_(x) with Surface-Active Carbon Species
表面活性碳物质增强碳包覆 TiO2_(x) 的光催化性能
  • DOI:
    10.1021/acs.jpcc.8b02716
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Journal of Physical Chemistry C
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Fen Liu;Ningdong Feng;Longxiao Yang;Qiang Wang;Jun Xu;Feng Deng
  • 通讯作者:
    Feng Deng

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

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

冯宁东的其他基金

过渡金属改性TiO2光催化甲烷选择性氧化反应机理的固体核磁共振研究
  • 批准号:
    22372177
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
银硼(Ag,B)共掺杂TiO2光催化剂活性增强机制的固体核磁共振实验和量化计算研究
  • 批准号:
    21203240
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

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