不同形貌ZnO/C3N4复合光催化剂的制备及其可见光催化性能

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21567026
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    40.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0604.水污染与控制化学
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31
  • 项目参与者:
    杨超; 郑国华; 刘仕涛; 刘志和; 穆雪; 赵显梅;
  • 关键词:

项目摘要

In recent years, ZnO/C3N4 composite photocatalyst have been extensively investigated. Lots of exciting achievements have been achieved. But the ZnO/C3N4 composite has got with no certain morphologies of ZnO particles. Due to the ZnO particles agglomerate severely and are not fully loaded on the surface of the g-C3N4. Only a small amount of ZnO particles and g-C3N4 formed the heterostructure, thus affecting the enhancement of the visible photocatalytic activities.. The ZnO/C3N4 composite photocatalyst with different morphologies will be directly grown on the surface of g-C3N4 through a simple hydrothermal reaction or in-situ thermal oxidation method with the assistant of the complexing agent. The closely heterostructure between ZnO and g-C3N4 with a certain morphology will be built. The relationship is summarized between the reaction temperature, time, solvent, different complexing agent and ZnO/C3N4 composite material with different structure and morphologies. The visible photocatalytic properties of the prepared ZnO/C3N4 composite photocatalyst with different morphologies and content will be studied by degradation of dyes. The relationship between the photocatalytic activity and the photogeneration carriers separation and recombination with different structure and morphologies of ZnO/C3N4 composite photocatalyst will be revealed. The corresponding photocatalytic reaction mechanism is significantly studied as well. This project is proposed to provide the basis of how to design and build the high visible light driven catalytic activity and high stable composite photocatalyst.
目前,人们己经对ZnO/C3N4复合光催化剂进行了大量的研究,取得了一些可喜的成绩,但得到的是无一定形貌ZnO颗粒与g-C3N4的复合物,由于ZnO颗粒团聚严重,只有少量ZnO颗粒与g-C3N4形成了异质结构,因而影响了其可见光催化活性的提高。. 本项目预采用配位剂辅助水热法和原位热氧化法在g-C3N4表面原位制备出不同形貌、含量的ZnO/C3N4复合材料,构建出具有一定形貌且结合紧密的ZnO/C3N4异质结构。总结反应温度、时间、溶剂及不同配位剂对ZnO/C3N4复合材料结构、形貌的影响规律。研究不同形貌、含量ZnO/C3N4复合材料在可见光照射下对染料的光催化降解性能,探明其光生电荷分离-复合的行为与光催化降解性能之间的关系,揭示不同结构、形貌ZnO/C3N4复合材料光催化降解机理,为以后设计、构建高催化活性、高稳定性的的复合材料提供理论依据。

结项摘要

本项目基于不同形貌ZnO/g-C3N4复合材料的制备及其可见光催化性能研究,筛选出性能优良的可见光催化剂,为实现高活性的无贵金属可见光催化材料的太阳能转换和利用提供了前景。其主要成果包括:研究了热解法制备条件对g-C3N4可见光催化性能的影响,结果表明以尿素为源,570℃保温2 h制备的g-C3N4可见光催化性能最好;采用配位剂辅助水热法,在Zn(NO3)2•6H2O-NH3•H2O-NaBH4-g-C3N4体系制备出蜂窝形ZnO/g-C3N4复合光催化剂,提出了其生长机理,研究了蜂窝形ZnO/C3N4复合材料在可见光照射下对染料的光催化降解性能。结果表明:当ZnO的含量为28.3%时复合材料的光催化性能最佳,比单相g-C3N4提高了70%,揭示了复合材料的吸附能力和电子空穴分离是可见光催化性能提高的重要因素,得出了复合光催化剂在光催化过程中的主要活性物种是超氧自由基(•O2-)和空穴(h+);在前期合成ZnO/ C3N4复合光催化剂的基础上,我们进行了2个扩展工作:采用配位剂辅助水热法在NiCl2•6H2O-NH3•H2O-C2H5OH-g-C3N4 体系中,制备出多孔片形g-C3N4/Ni(OH)2复合材料,研究了其电化学性能。结果表明电流密度为0.5 A g-1,其比电容为887 F g-1,比单相Ni(OH)2增加了46%。另外,将其与活性炭组装成非对称超级电容器,当电流密度为4 A g-1,其比电容为54.8 F g-1,经过6000次循环后,其比电容还保留原始比电容的83.9%,当功率密度为798.4和7991.9 W kg-1,其能量密度为28.3 和10.9 Wh kg-1,揭示了复合材料的形貌及g-C3N4和Ni(OH)2的协同作用是电极材料性能提高的主要因素;采用原位热解法制备出八面体NiO/C3N4复合材料,当电流密度为1 A g-1,其比电容为660 F g-1,当电流密度增加到20 A g-1,其比电容为356 F g-1。将其与活性炭组装成非对称超级电容器,当功率密度为800 W kg-1,其能量密度为24.0 Wh kg-1。本项目的研究成果为以后设计、构建高光电活性复合材料提供了技术路线和理论依据。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Porous hybrid nanosheets of g-C3N4/-Ni(OH)2 for asymmetric supercapacitor with enhanced specific capacitance
用于具有增强比电容的不对称超级电容器的g-C3N4/ïm-Ni(OH)2多孔杂化纳米片
  • DOI:
    10.1142/s1793292020500526
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    NANO
  • 影响因子:
    1.2
  • 作者:
    Zhenying Wang;Li Li;Yuming Yu;Chao Yang
  • 通讯作者:
    Chao Yang
Controllable Synthesis and Photocatalytic Mechanism of Spherical and Flower-like ZnO Nanostructures
球形和花状ZnO纳米结构的可控合成及光催化机理
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Chinese Journal of Inorganic Chemistry
  • 影响因子:
    0.7
  • 作者:
    Li Li;Liu Xiao Ming;Zhou Shu Ting;Liu Shi Tao;Jia Dian Zeng
  • 通讯作者:
    Jia Dian Zeng
石油沥青基碳纳米管的制备、表面改性及其电化学性能
  • DOI:
    10.13568/j.cnki.651094.2017.02.010
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    新疆大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘仕涛;陈晓南;李丽
  • 通讯作者:
    李丽
Facile synthesis of ZnO/g-C3N4 composites with honeycomb-like structure by H2 bubble templates and their enhanced visible light photocatalytic performance
H2气泡模板简便合成蜂窝状结构ZnO/g-C3N4复合材料及其增强的可见光光催化性能
  • DOI:
    10.1016/j.jphotochem.2017.12.016
  • 发表时间:
    2018-03-15
  • 期刊:
    JOURNAL OF PHOTOCHEMISTRY AND PHOTOBIOLOGY A-CHEMISTRY
  • 影响因子:
    4.3
  • 作者:
    Li, Li;Sun, Shu-Qing;Wang, Chuan-Yi
  • 通讯作者:
    Wang, Chuan-Yi
分析化学实验中土壤有机质含量测定的教学研究
  • DOI:
    10.16791/j.cnki.sjg.2018.04.052
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    实验技术与管理
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郑国华;李丽;陈洁;胡飞飞
  • 通讯作者:
    胡飞飞

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其他文献

SIRT1对葡萄膜黑色素瘤细胞增殖的表观遗传调控
  • DOI:
    10.3760/cma.j.cn115909-20210702-00259
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
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    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    闫东升
缩泉益肾方对糖尿病肾病小鼠肠道菌群多样性的影响
  • DOI:
    10.3969/j.issn.1008-0805.2020.08.017
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
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补体C1q/肿瘤坏死因子相关蛋白3的研究进展
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张城林;吴立玲;李丽
  • 通讯作者:
    李丽
生、熟大黄饮片及其活性组分的泻涩双向调节作用分析
  • DOI:
    10.13422/j.cnki.syfjx.20191046
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    扶垭东;张晶;刘颖;李丽;肖永庆
  • 通讯作者:
    肖永庆
间歇有氧运动训练改善肥胖小鼠缺血后心脏功能恢复
  • DOI:
    10.13191/j.chj.2017.0072
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    心脏杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李丽;仝武军;方立;邹剑铭;唐和蔚;李晨;余璐
  • 通讯作者:
    余璐

其他文献

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李丽的其他基金

新疆伊斯兰教麻扎建筑研究
  • 批准号:
    51068027
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    28.0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目

相似国自然基金

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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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