多缺陷低维过渡金属-碳-氮复合材料的调控合成及其在锂空气电池中的应用研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    21606021
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    22.0万
  • 负责人：
    南彩云
  • 依托单位：
    北京师范大学
  • 学科分类：
    B0809.光化学与电化学工程
  • 结题年份：
    2019
  • 批准年份：
    2016
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Lithium-Air battery is an attractive candidate for the next-generation rechargeable batteries by virtue of its high theoretical energy density. Its electrochemical performance is highly determined by interfacial reactions on oxygen electrocatalysts in the air electrodes. The aim of this project is to rationally design and controllably synthesize hierarchically porous transition metal-carbon-nitrogen (M-C-N, M=Co, Fe, Cu) nano-composite as oxygen electrocatalysts, which can take full advantage of each building block and forms variety of surface/interface structures. By carefully investigation on the electrochemical performance of these nano-composites with different size, morphology and component, it is possible to find rational solutions to design advanced electrodes with high power capability, cyclability and coulomb efficiency. Based on the above results, this project shall focus on the optimization of the M-C-N nano-composites to obtain bifunctional air electrodes with superior ORR/OER performances. This project can provide important insights, which should be beneficial for both fundamental research and practical application of Li-Air batteries.
锂空气电池因其超高的比容量备受关注，其空气电极中催化材料表界面反应对电池性能有着深刻的影响。本项目拟围绕正极材料展开研究，调控合成出具有特定纳米片、纳米带等形貌的低维催化材料，并对其进行包覆和掺杂，制备出具有多级结构的多缺陷低维过渡金属-碳-氮（M-C-N，M=Co、Fe、Cu等）复合材料。系统研究材料尺寸、形貌、组成对电池放电容量、循环性能以及充放电效率的影响规律，揭示复合材料表界面结构与其催化性能之间的联系。并进一步对材料结构进行优化，提升材料的电化学性能，制备高效ORR/OER双功能催化剂。促进过渡金属-碳-氮复合材料在新型锂空气电池中的基础和应用研究。

结项摘要

本项目围绕锂空气电池正极材料，通过调控材料的结构和组成，合成了二维有序多孔Co3O4纳米片、PdO-Co3O4中空纳米十二面体、超薄氮掺杂的碳纳米片负载碳二亚胺基锰纳米晶、空心纳米结构低配位的RuO2纳米盒等多种电极催化材料，由于材料具有特殊孔状和多缺陷结构，有利于催化反应的发生，使得其锂空气电池过电势降低，电化学性能提高。已发表论文11篇，其中作为通讯作者发表论文3篇，包括nano research 1篇，Chemical Communications 1篇，Acs Sustainable Chemistry & Engineering 1篇。

项目成果

期刊论文数量（11）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Ordered two-dimensional porous Co3O4 nanosheets as electrocatalysts for rechargeable Li-O2 batteries
有序二维多孔 Co3O4 纳米片作为可充电 Li-O2 电池的电催化剂
  • DOI：
    10.1007/s12274-018-2214-6
  • 发表时间：
    2018-10
  • 期刊：
    Nano Research
  • 影响因子：
    9.9
  • 作者：
    Zhang Yu;Hu Mingzhen;Yuan Mengwei;Sun Genban;Li Yufeng;Zhou Kebin;Chen Chen;Nan Caiyun;Li Yadong
  • 通讯作者：
    Li Yadong
Significant enhancement of the performance of hydrogen evolution reaction through shape-controlled synthesis of hierarchical dendrite-like platinum
通过形状控制合成分级枝晶状铂显着提高析氢反应的性能
  • DOI：
    10.1039/c8ta00993g
  • 发表时间：
    2018-05
  • 期刊：
    Journal of Materials Chemistry A
  • 影响因子：
    11.9
  • 作者：
    Lin Liu;Sun Zemin;Yuan Mengwei;He Jinlu;Long Run;Li Huifeng;Nan Caiyun;Sun Genban;Ma Shulan
  • 通讯作者：
    Ma Shulan
An in situ constructed topological rich vacancy-defect nitrogen-doped nanocarbon as a highly-effective metal-free oxygen catalyst for Li-O-2 batteries
原位构建的拓扑富空位缺陷氮掺杂纳米碳作为Li-O-2电池的高效无金属氧催化剂
  • DOI：
    10.1039/c9ta07806a
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    Journal of Materials Chemistry A
  • 影响因子：
    11.9
  • 作者：
    Sun Zemin;Lin Liu;Wei Yaqing;Yuan Mengwei;Li Huifeng;Nan Caiyun;Yin Kuibo;Sun Genban;Long Run;Yang Xiaojing
  • 通讯作者：
    Yang Xiaojing
The design of hollow PdO-Co3O4 nano-dodecahedrons with moderate catalytic activity for Li-O-2 batteries
具有中等催化活性的空心PdO-Co3O4纳米十二面体对Li-O-2电池的设计
  • DOI：
    10.1039/c9cc03294k
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    Chemical Communications
  • 影响因子：
    4.9
  • 作者：
    Zhang Yu;Ma Jie;Yuan Mengwei;Li Yang;Shen Rongan;Cheong Wengchon;Han Tong;Sun Gen-Ban;Chen Chen;Nan Caiyun
  • 通讯作者：
    Nan Caiyun
Manganese Carbodiimide Nanoparticles Modified with N-Doping Carbon: A Bifunctional Cathode Electrocatalyst for Aprotic Li-O-2 Battery
N掺杂碳修饰的碳二亚胺锰纳米粒子：非质子Li-O-2电池双功能阴极电催化剂
  • DOI：
    10.1021/acssuschemeng.9b04674
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    ACS Sustainable Chemistry & Engineering
  • 影响因子：
    8.4
  • 作者：
    Yuan Mengwei;Zhang Shuting;Lin Liu;Sun Zemin;Yang Han;Li Huifeng;Sun Genban;Nan Caiyun;Ma Shulan
  • 通讯作者：
    Ma Shulan

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其他文献

绿萝花中抗2型糖尿病病 PPARs 激动剂的筛选
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    钟国跃
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  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    中药材
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  • 作者：
    南彩云;朱继孝;蒋伟;李敏;钟国跃
  • 通讯作者：
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  • 发表时间：
    2018
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    中成药
  • 影响因子：
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  • 作者：
    南彩云;卢燕香;朱继孝;蒋伟;李敏;钟国跃
  • 通讯作者：
    钟国跃

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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

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          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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