太阳能产氢光催化剂不同晶面双助催化剂的选择性无机溶液合成

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21871217
  • 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:
    B0102.配位化学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Design and fabrication of highly efficient H2-production photocatalysts using water splitting are one of photocatalytic research frontier and hotspot. The objective of this project is selectively inorganic solution depositing dual-cocatalysts on the exposed oxidation facets and reduction facets of semiconductor photocatalysts, used for highly efficient photocatalytic H2 production from water-splitting and for solving the high recombination rate of photogenerated electron-hole pairs during the photocatalytic reaction. The main research work includes design principles and inorganic solution fabrication methods of semiconductor photocatalysts with dual-cocatalysts selectively deposited on different exposed oxidation and reduction facets, the transfer, separation and dynamics of photogenerated charge carriers, and the methods to enhance photocatalytic H2-production performance of dual-cocatalyst/semiconductor composite photocatalysts. The effects of different semiconductors, different cocatalysts, different exposed facets, exposed facet ratios, cocatalyst locations etc. on photocatalytic H2-production activity of photocatalyst will be carefully investigated and discussed. The intrinsic composition-structure-performance relationship and synergistic effect between cocatalysts and photocatalysts will be investigated and established. New design ideas and methods for the preparation of H2-production photocatalyst with dual-cocatalysts selectively deposited on different exposed facets will be developed and proposed. This investigation will also provide some new insight into the design and fabrication of dual-cocatalyst/semiconductor composites used for hydrogen production.
利用太阳能光催化分解水制氢是光催化领域的研究热点,而高效产氢光催化剂的设计合成是该领域的研究难点之一。本项目以提高产氢光催化剂的光催化活性为目标,通过双助催化剂在光催化剂氧化面和还原面的选择性无机溶液合成,旨在解决分解水产氢光催化剂中光生电子空穴容易复合和光催化效率低的关键科学问题。着重研究氧化和还原助催化剂在光催化剂不同晶面的选择性合成的原理和方法,光生电子空穴传输、分离与动力学行为,氧化还原双助催化剂/光催化剂复合体系的产氢速率增强方法。探索光催化剂类型、不同暴露晶面与不同晶面比例、双助催化剂类型、双助催化剂无机合成方法与沉积位置对光催化剂产氢活性的影响规律,揭示光催化剂和助催化剂的组成、相结构、形貌、微结构与产氢活性的关系,建立选择性沉积双助催化剂在光催化剂不同晶面的合成原理与方法,阐明双助催化剂改性光催化产氢活性增强机理。合成出几种具有自主知识产权、光谱响应宽的复合产氢光催化剂。

结项摘要

项目以提高产氢光催化剂的光催化活性为目标,通过双助催化剂在光催化剂氧化面和还原面的选择性无机溶液合成,旨在解决分解水产氢光催化剂中光生电子空穴容易复合和光催化效率低的关键科学问题。研究了氧化和还原助催化剂在光催化剂不同晶面的选择性合成的原理和方法,光生电子空穴传输、分离与动力学行为,氧化还原双助催化剂/光催化剂复合体系的产氢速率增强方法。探索了光催化剂类型、不同暴露晶面与不同晶面比例、双助催化剂类型、双助催化剂无机合成方法与沉积位置对光催化剂产氢活性的影响规律,揭示了光催化剂和助催化剂的组成、相结构、形貌、微结构与产氢活性的关系,建立了选择性沉积双助催化剂在光催化剂不同晶面的合成原理与方法,阐明了双助催化剂改性光催化产氢活性增强机理。合成出几种具有自主知识产权、光谱响应宽的复合产氢光催化剂。多篇研究论文发表在多种国际刊物上,如:Adv. Mater.、Nature Commun.、Chem、Chem. Rev.、Small、Appl. Catal. B等,发表 SCI 收录论文97篇,发表论文中有 ESI 高被引论文 28 篇,热点论文6篇,发表论文被 SCI 他人引文 6200 余次。项目执行期间所在课题组共毕业了8位博士研究生和12位硕士研究生, 出站博士后 4 人。项目负责人程蓓连续4年2019-2022 年入选全球化学和材料学科高被引研究人员名单。

项目成果

期刊论文数量(73)
专著数量(0)
科研奖励数量(7)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Quenching induced hierarchical 3D porous g-C3N4 with enhanced photocatalytic CO2 reduction activity
淬火诱导的分级 3D 多孔 g-C3N4 具有增强的光催化 CO2 还原活性
  • DOI:
    10.1039/c9cc07647f
  • 发表时间:
    2019-12-04
  • 期刊:
    CHEMICAL COMMUNICATIONS
  • 影响因子:
    4.9
  • 作者:
    Liu, Mingjin;Wageh, S.;Yu, Jiaguo
  • 通讯作者:
    Yu, Jiaguo
Influence of calcination temperature on photocatalytic H2O2 productivity of hierarchical porous ZnO microspheres
焙烧温度对分级多孔ZnO微球光催化H2O2产率的影响
  • DOI:
    10.1088/1361-6528/ac1221
  • 发表时间:
    2021-07
  • 期刊:
    Nanotechnology
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Yong Zhang;Yang Xia;Linxi Wang;Bei Cheng;Jiaguo Yu
  • 通讯作者:
    Jiaguo Yu
Tuning the strength of built-in electric field in 2D/2D g-C3N4/SnS2 and g-C3N4/ZrS2 S-scheme heterojunctions by nonmetal doping
通过非金属掺杂调节 2D/2D g-C3N4/SnS2 和 g-C3N4/ZrS2 S 型异质结中内建电场的强度
  • DOI:
    10.1016/j.jmat.2021.02.015
  • 发表时间:
    2021-03
  • 期刊:
    Journal of Materiomics
  • 影响因子:
    9.4
  • 作者:
    Bicheng Zhu;Haiyan Tan;Jiajie Fan;Bei Cheng;Jiaguo Yu;Wingkei Ho
  • 通讯作者:
    Wingkei Ho
TiO2/In2S3 S-scheme photocatalyst with enhanced H2O2-production activity
TiO2/In2S3 S 型光催化剂,具有增强的 H2O2 生产活性
  • DOI:
    10.1007/s12274-021-3733-0
  • 发表时间:
    2021-07
  • 期刊:
    Nano Research
  • 影响因子:
    9.9
  • 作者:
    Yi Yang;Bei Cheng;Jiaguo Yu;Linxi Wang;Wingkei Ho
  • 通讯作者:
    Wingkei Ho
CdS nanosheets decorated with Ni@graphene core-shell cocatalyst for superior photocatalytic H2 production
用 Ni@graphene 核壳助催化剂修饰的 CdS 纳米片可实现卓越的光催化 H-2 生产
  • DOI:
    10.1016/j.jmst.2020.03.032
  • 发表时间:
    2020-11-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF MATERIALS SCIENCE & TECHNOLOGY
  • 影响因子:
    10.9
  • 作者:
    Di, Tingmin;Zhang, Liuyang;Fan, Jiajie
  • 通讯作者:
    Fan, Jiajie

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智能排班问题的概率约束规划模型与有效求解
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    徐建伟

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近红外响应g-C3N4基S型异质结光催化剂构建与产过氧化氢活性研究
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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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