广谱强SPR吸收铜纳米结构的可控制备、性能调控与光热海水淡化应用

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51901147
  • 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:
    E0106.金属低维与亚稳材料
  • 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

Fundamentally, cost-effective copper nanostructures have surface plasmon resonance (SPR) absorption characteristics and are expected to replace the noble metal materials. However, the weak SPR intensity and narrow absorption bandgap, as well as uncontrollable synthesis limit their applications. This applied project intends to combine the plasmon coupling with the confinement effect to prepare stable copper nanomaterials with strong surface plasmon resonance and broadband absorption property. On the one hand, the polymer-coated cuprous oxide nanoparticle assemblages will be synthesized by the emulsion-templated method, and the clustered cuprous oxide nanoparticles are then converted to metallic copper by carbothermal reduction reaction to form spherical copper nanoparticle clusters. On the other hand, we will apply the hard template method to build an anisotropic confined space with gold seeds modified inner wall, and the seeded growth of Cu nanoparticles will be successively performed. To realize the plasmon coupling of copper nanoparticles, we carefully control the interparticle distance and particle density within confined space, thereby producing strong surface plasmon resonance and broadband absorption. Furthermore, the copper nanomaterial prepared by the above two methods are coated with a polymer or carbon, effectively improving their stability. We will also investigate the solar thermal conversion efficiency of the prepared copper nanomaterials and demonstrate their possible application in interfacial solar steam generation.
铜纳米结构具有表面等离子体共振(SPR)吸收特性,且价格便宜,有望代替贵金属SPR材料实现在太阳能领域的应用。然而由于其SPR强度弱,吸收峰窄且可控合成困难,到目前为止还没有实际应用。本申请项目拟从SPR耦合理论出发,分别设计利用乳液液滴模板法和硬模板法构筑各向同/异性的聚合物受限空间,并结合碳热还原和种子生长的方法在受限空间内形成铜纳米粒子聚集体。利用受限空间的聚集效应实现铜纳米粒子SPR耦合,从而制备出具有广谱强吸收的铜纳米材料,并进一步探讨各向同/异性结构在构建复杂SPR耦合的关键作用。通过上述两种方法制备的铜纳米材料表面都包覆有碳或聚合物,稳定性会得到大幅度提升。在此基础上,我们将考察所制备铜纳米材料的太阳光光热转化效率并将其应用于太阳光光热界面海水淡化,以期制备出新型低成本高效的海水淡化材料。

结项摘要

铜纳米结构具有表面等离子体共振(SPR)吸收特性,且价格便宜,有望代替贵金属SPR材料实现在太阳能领域的应用。然而由于其SPR强度弱,吸收峰窄且可控合成困难,到目前为止还没有实际应用。本申请项目从SPR耦合理论出发,分别设计利用乳液液滴模板法和硬模板法构筑各向同/异性的聚合物受限空间,并结合碳热还原和种子生长的方法在受限空间内形成铜纳米粒子聚集体。利用受限空间的聚集效应实现铜纳米粒子SPR耦合,制备出具有广谱强吸收的铜纳米材料,并进一步探讨了各向同/异性结构在构建复杂SPR耦合的关键作用。通过上述两种方法制备的铜纳米材料表面都包覆有碳或聚合物,稳定性会得到大幅度提升。在此基础上,我们进一步考察了所制备铜纳米材料的太阳光光热转化效率并将其应用于太阳光光热界面海水淡化,制备出新型低成本高效的海水淡化材料。

项目成果

期刊论文数量(22)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Rational Design of Chemical Catalysis for Plastic Recycling
塑料回收化学催化的合理设计
  • DOI:
    10.1021/acscatal.2c01286
  • 发表时间:
    2022-04-15
  • 期刊:
    ACS CATALYSIS
  • 影响因子:
    12.9
  • 作者:
    Chu, Mingyu;Liu, Yu;Chen, Jinxing
  • 通讯作者:
    Chen, Jinxing
Confined Shape-Morphing and Dual Hydration Modes for Efficient Solar Steam Generation
用于高效太阳能蒸汽产生的受限形状变形和双重水合模式
  • DOI:
    10.1021/acsenergylett.2c01700
  • 发表时间:
    2022-09
  • 期刊:
    ACS Energy Letters
  • 影响因子:
    22
  • 作者:
    Yinghua Qiu;Zirui Zhou;Congyang Zhang;Feng Jiang;Qiao Zhang;Jinxing Chen
  • 通讯作者:
    Jinxing Chen
Sustainable chemical upcycling of waste polyolefins by heterogeneous catalysis
通过多相催化对废弃聚烯烃进行可持续化学升级回收
  • DOI:
    10.1002/sus2.55
  • 发表时间:
    2022-04-01
  • 期刊:
    SUSMAT
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Chu, Mingyu;Tu, Weilin;Chen, Jinxing
  • 通讯作者:
    Chen, Jinxing
Collective Plasmon Coupling in Gold Nanoparticle Clusters for Highly Efficient Photothermal Therapy
金纳米粒子簇中的集体等离子体耦合用于高效光热治疗
  • DOI:
    10.1021/acsnano.1c08485
  • 发表时间:
    2022-01-13
  • 期刊:
    ACS NANO
  • 影响因子:
    17.1
  • 作者:
    Chen, Jinxing;Gong, Mingfu;Yin, Yadong
  • 通讯作者:
    Yin, Yadong
Plasmonic Nanostructures for Photothermal Conversion
用于光热转换的等离子体纳米结构
  • DOI:
    10.1002/smsc.202000055
  • 发表时间:
    2021-02-01
  • 期刊:
    SMALL SCIENCE
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Chen, Jinxing;Ye, Zuyang;Yin, Yadong
  • 通讯作者:
    Yin, Yadong

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聚烯烃固废光热催化氢解体系的构建与资源化利用
  • 批准号:
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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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