尖晶石型复合金属氧化物AB2O4/碳纳米管复合纳米材料的合成及性能研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61674019
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0401.半导体材料
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

By developing facile hydrothermal, solovthermal and solid phase synthesis method, the spinel complex metal oxide AB2O4/CNT和AB2O4/NCNT composite nanomaterials will be synthesized. Through systematically investigating the effects of reaction temperature, time, pressure, fill ratio on the microstructure properties of the composite nanomaterials, the controllable synthesis technology will be finally comprehended.Moreover, employing a series of electrochemical tests and DFT to characterize and calculate the catalytic performance in ORR and reaction mechanism, respectively, the advantages of the ORR performance in the composite nanomaterials will be illuminated, and the inner relationship among the controllabe growth, technology, microstructure and ORR performances will be accurately determined finally. These research results will broaden the understanding on the composite nanomaterials and further increase the application value of the composite nanomaterials in science and technology fields.
项目拟采用简易的水热、溶剂热和固相合成法制备尖晶石型复合金属氧化物AB2O4/CNT和AB2O4/NCNT(A= Mn、 Fe、 Ni、 Cu、 Zn; B= Co、 Mn、 Ga、 Fe)复合纳米材料,并详细研究这类复合纳米材料的微观结构和氧还原催化特性。系统分析反应温度、时间、压强、填充比等反应条件对材料微观结构特性的影响,最终掌握这类复合纳米材料可控合成工艺。同时通过系列电化学测试和密度泛函理论计算探究这类复合纳米催化剂在氧还原反应中的催化行为和反应机理,阐明这种新型复合结构电催化性能的优势,并最终精确确定这类复合纳米材料的可控生长工艺、晶体微观结构及氧还原催化特性之间的内在关联,拓宽人们对这类复合纳米材料的认识,提高其在科学技术领域的应用价值。

结项摘要

项目使用简易水热、溶剂热和固相合成法开发AB2O4/CNT(A=Mn、 Fe、 Ni、 Cu、 Zn; B= Co、 Mn、 Ga、 Fe)复合纳米材料作为廉价、环保、高效、稳定的新型燃料电池阴极氧还原反应催化剂。首先,在实现AB2O4 尖晶石水热合成的基础上系统分析了反应温度、时间、压强、填充比等反应条件对材料微观特性的影响,研究AB2O4 型尖晶石催化剂的形貌可控生长工艺。其次,研究了系列AB2O4 型尖晶石催化剂的纳米颗粒化制备方法及其与CNT 的可控复合工艺,实现尖晶石纳米颗粒在CNT 外壁的分散、均匀附着,达到增加催化剂总体氧催化活性点位的目的。进而,通过系列电化学测试和密度泛函理论计算探究AB2O4/CNT 复合纳米催化剂在氧还原反应中的催化行为和反应机理,阐明了这种新型复合结构的电催化优势。最后,进一步探究了在CNT 中引入缺陷掺杂(主要是N 掺杂,形成NCNT)对材料催化性能的影响和意义,分析比较了同系列催化剂(AB2O4、AB2O4/CNT 和AB2O4/NCNT)的催化活性、催化稳定性,并最终确认系列材料的最优态。本项目为尖晶石材料与碳纳米管的可控复合提供了实验基础和技术指导,对燃料电池阴极催化剂的更新起到推动和促进作用。

项目成果

期刊论文数量(15)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Hydrothermal two-dimensionalisation to porous ZnCo2O4 nanosheets non-platinum ORR catalyst
水热二维化制备多孔ZnCo2O4纳米片非铂ORR催化剂
  • DOI:
    10.1049/mnl.2018.5558
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Micro & Nano Letters
  • 影响因子:
    1.3
  • 作者:
    Tao Nian;Liu Junchen;Wang Bowen;Liang Ce;Lin Sen;Du Yinxiao;Fan Dongyu;Yang Hujiang;Wang Yonggang;Huang Kai;Bi Ke;Liu Wenjun;Lei Ming
  • 通讯作者:
    Lei Ming
Wave manipulation with magnetically tunable metasurfaces.
利用磁性可调谐超表面进行波操纵
  • DOI:
    10.1038/s41598-017-05625-1
  • 发表时间:
    2017-07-14
  • 期刊:
    Scientific reports
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Yang H;Yu T;Wang Q;Lei M
  • 通讯作者:
    Lei M
Boosting the electrochemical performance of mesoporous NiCo2O4 oxygen evolution catalysts by facile surface modifying
通过简单的表面改性提高介孔NiCo2O4析氧催化剂的电化学性能
  • DOI:
    10.1007/s00339-020-04017-z
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Applied Physics A
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    X. He;Y. D. Huang;X. T. Sun;P. Du;Z. B. Zhao;R. Y. Wang;H. Yang;Y. Wang;K. Huang
  • 通讯作者:
    K. Huang
Effects of organic solvents on morphologies, photoluminescence, and photocatalytic properties of ZnO nanostructures
有机溶剂对ZnO纳米结构形貌、光致发光和光催化性能的影响
  • DOI:
    10.1049/mnl.2018.5289
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Micro & Nano Letters
  • 影响因子:
    1.3
  • 作者:
    Liang Ce;He Xian;Cai Zhiwei;Chang Gang;Lin Sen;Hao Yanan;Du Yinxiao;Fan Dongyu;Wang Yonggang;Bi Ke;Lei Ming
  • 通讯作者:
    Lei Ming
Rapid Thermal Annealing toward High-Quality 2D Cobalt Fluoride Oxide as an Advanced Oxygen Evolution Electrocatalyst
快速热退火生产高质量二维氟化钴作为先进的析氧电催化剂
  • DOI:
    10.1021/acssuschemeng.0c00830
  • 发表时间:
    2020-05-11
  • 期刊:
    ACS SUSTAINABLE CHEMISTRY & ENGINEERING
  • 影响因子:
    8.4
  • 作者:
    Huang, Kai;Zhao, Zebi;Wu, Hui
  • 通讯作者:
    Wu, Hui

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声速测定实验中超声换能器的非线性行为
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    物理实验
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨睿智;李熹辰;蔡昊君;杨胡江;肖井华
  • 通讯作者:
    肖井华

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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