共掺杂锐钛矿相TiO2光催化材料的微观结构和机理研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51062017
  • 项目类别：
    地区科学基金项目
  • 资助金额：
    26.0万
  • 负责人：
    柳清菊
  • 依托单位：
    云南大学
  • 学科分类：
    E02.无机非金属材料
  • 结题年份：
    2013
  • 批准年份：
    2010
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2011-01-01 至2013-12-31

项目摘要

本项目采用平面波超软赝势方法，系统研究N与不同金属离子共掺杂引起锐钛矿相TiO2微观结构（包括晶体结构、电子结构）、能带结构和光学性质变化的微观机制，以及共掺杂元素的原子能级与TiO2能级间相互作用的规律，并建立相应的理论模型，揭示光激发、光生载流子输运、量子转换效率与微观结构及掺杂元素之间的相互关系，分析掺杂影响光催化活性的机理，以期达到拓宽TiO2光谱吸收范围和提高光催化活性的目的；在此基础上优选出2～3 种共掺杂TiO2的组成，研究其制备工艺，并分析样品的性能及在其表面发生的光催化反应的微观机理。.本项目所采用的研究方法可有效克服目前光催化领域研究中普遍存在的盲目性和重复性问题，其预期成果不仅可揭示N与金属离子共掺杂提高TiO2光催化性能的本质，为其改性及机理研究提供理论依据，并对其制备及应用研究提供指导，而且对N与金属离子共掺杂半导体氧化物相关理论及应用研究也具有重要的参考和借鉴。

结项摘要

本项目从理论上系统研究了N分别与过渡族金属离子（V、Fe、Mn、Co）、稀土金属离子（La、Ce、Pr、Yb）、贵金属离子（Ag、Au、Pt）共掺杂锐钛矿相TiO2的微观结构、光催化活性、光谱吸收特性影响的作用机理及变化规律，阐明了光激发、光生载流子输运与晶体结构、能带结构及掺杂元素之间的相互关系，确定出N与不同离子共掺杂可见光响应型TiO2光催化剂的设计原则，依据此原则及理论研究结果筛选出V、Fe、Ce、Pr、Yb、Ag等金属离子分别与N共掺杂，在实验上研究并优化了上述共掺杂样品的合成工艺条件，所制备的样品具有优异或良好的可见光吸收性能，所选择的共掺杂离子及采用的制备工艺技术能有效促进TiO2光生电子和空穴的分离，使所制备样品的光催化效率与德国Degussa公司生产的P25光催化剂相比得到大幅提高。已发表论文23篇，其中SCI收录5篇，EI收录10篇；培养人才9名。本项目研究成果将为N与不同金属离子共掺杂改性TiO2的机理及实验研究提供科学依据，可有效克服目前该领域研究中普遍存在的盲目性和重复性问题。

项目成果

期刊论文数量（23）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（6）
专利数量（0）
锌掺杂二氧化钛光催化剂的研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    功能材料
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    段萍;罗玉萍;朱忠其;张瑾;柳清菊
  • 通讯作者：
    柳清菊
Ｎ、Ｌａ共掺杂ＴｉＯ２的微观结构及性能
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    功能材料
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张　瑾;朱忠其;高　攀;柳清菊
  • 通讯作者：
    柳清菊
Preparation and properties of sliver and nitrogen co-doped TiO2 photocatalyst
银氮共掺杂TiO2光催化剂的制备及性能
  • DOI：
    10.1016/j.materresbull.2013.06.057
  • 发表时间：
    2013-11
  • 期刊：
    Materials Research Bulletin
  • 影响因子：
    5.4
  • 作者：
    Ying Zhang;Jin Zhang;Zhongqi Zhu;Ningning Yan;Qingju Liu
  • 通讯作者：
    Qingju Liu
Ce-TiO_2光催化剂的制备与性能研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    功能材料
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    燕宁宁;张莹;龚昌杰;朱忠其;柳清菊
  • 通讯作者：
    柳清菊
Mn,N共掺杂对锐钛矿相TiO_2微观结构和性能的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2011
  • 期刊：
    物理学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张学军;柳清菊;邓曙光;陈娟;高攀
  • 通讯作者：
    高攀

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其他文献

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  • 发表时间：
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  • 期刊：
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    --
  • 作者：
    柳清菊;吴兴惠;刘强;何愿华
  • 通讯作者：
    何愿华
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  • DOI：
    --
  • 发表时间：
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  • 期刊：
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  • 影响因子：
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    柳清菊
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  • DOI：
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  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    云南大学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王宝玲;吴兴惠;柳清菊;刘强;何愿华
  • 通讯作者：
    何愿华
Bi4 Ti3O12光催化粉体的制备及性能研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    功能材料
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    柳清菊;朱忠其;张瑾;刘强;杨鑫;赵鹤云
  • 通讯作者：
    赵鹤云
镨和氮共掺杂纳米TiO_2光催化剂的制备与性能
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    中国有色金属学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    柳清菊;朱忠其;高攀;吴晶
  • 通讯作者：
    吴晶

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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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