贱金属游离超薄膜的仿生合成及其与窄带半导体纳米柱的交替组装和可见光催化降解有机污染物研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51771138
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 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:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

With the advent of graphene, the two-dimensional materials rapidly become a research hotspot, and various kinds of two-dimensional materials have emerged. However, monolayer or quasi monolayer two-dimensional ultrathin membranes are still difficult to prepare, not to say the ultrathin membranes dissociated from the substrates. Limited by the metallic bonds’ directionless and the metal atoms’ active features, the preparation of base metal dissociated ultrathin membranes (BMDTMs) is still an unsolved problem. In this project, the iron series BMDTMs will be prepared by supported liquid membrane biomimetic synthesis. Then, based on the electrical conductivity, transparency, magnetism and stereoscopic assembly of the membranes, the BMDTMs and narrow band semiconductor nano pillars (NSNPs) will be alternately assembled using the seed growth technique and the layer-by-layer assembly method, which will produce a series of [NSNPs-BMDTMs]n sandwiched porous three-dimensional hetero-structured multifunctional materials with excellent photocatalytic degradation property for organic pollutants. The materials include various construction units used to regulate their performance, such as “hetero-junction”, “transparent membrane”, “electrical conductivity”, “stereoscopy”, “nano-array”, “pore structure”, “magnetic function” and “visible light absorption”. When used for visible light photo-degradation of organic pollutants, the catalytic efficiency, sunlight utilization and the cycle life of photocatalysts will be greatly improved. In this project, not only new materials and new structures will be created, but also new function and high efficiency will be obtained, which is of great significance.
随着石墨烯的问世,二维材料迅速成为研究热潮,各类二维材料相继涌现,但单层或准单层二维超薄膜却较难制备,脱开基底的游离超薄膜则更难获得,而贱金属游离超薄膜的制备受制于金属键的无方向性和原子的活泼性使之成为尚未突破的难题。本项目拟采用支撑液膜仿生合成法制备铁系等贱金属游离纳米超薄膜(BMDTMs);然后利用该膜的导电性、透明性、磁性和可立体组装性,通过种子生长技术和层层组装手段,与窄带半导体纳米柱(NSNPs)进行交替组装,制备一系列对环境有机污染物具有优异光催化降解性能的[NSNPs–BMDTMs]n夹层多孔立体异质结构多功能材料。该材料囊括了“异质结”“透光膜”“导电性”“立体化”“纳阵列”“孔结构”“磁功能”“可见光吸收”等多种可用来调控性能的结构单元。用于有机污染物的可见光催化降解可极大地提高催化效率、太阳光利用率和催化剂循环寿命。本项目不仅将创造新材料新结构,而且将获得新功能高效率。

结项摘要

目前,环境污染仍是人类社会面临的重大威胁之一。本项目针对难以控制的有机环境污染物降解难题,通过创建“胶棉液膜仿生法”、“温和水热仿生法”和“超柔性多级仿生法”等多种过程仿生合成新方法,设计制备出一系列以贱金属Co、Ni、Cu及NiCo合金游离超薄膜/片为基的BiOBr、Cu2O、Ag3PO4、WO3、Bi2MoO6等一系列窄带半导体复合超结构材料;并将其拓展到碳基上,组装成多种碳基贱金属半导体纳米复合材料。由于该系列材料内部囊括了超薄膜、透光性、异质结/同质结、孔结构、窄带半导体、高效电荷分离等多种可用于调控性能的结构单元,使之用于有机污染物及污染菌的可见光光催化处理时获得了快速、高效、廉价、可循环的良好效果。不仅实现了对有机染料类环境污染物的数分钟超快可见光催化降解,而且实现了对细菌类环境污染微生物的秒杀效应,还实现了对镍基水系电池高稳定性基础上的逼近理论容量,甚至实现了对纳米网络碳及其半导体复合网络结构的百万次乃至无限次超折叠性能的突破。. 本项目的完成,不仅获得了多种新的合成方法和一系列新型多功能材料,而且可以大大推进有机污染物光催化降解技术走向实用化的进程,为碳中和做出贡献。具有重要的科学意义和广阔的应用前景。

项目成果

期刊论文数量(36)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(21)
Dual Roles of Melamine in the Formation of Calcium Oxalate Stones
三聚氰胺在草酸钙结石形成中的双重作用
  • DOI:
    10.1021/acs.cgd.9b00389
  • 发表时间:
    2019-05
  • 期刊:
    Crystal Growth & Design
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Dong Wenya;Wu Qingsheng
  • 通讯作者:
    Wu Qingsheng
Combined Magnetic Hyperthermia and Immune Therapy for Primary and Metastatic Tumor Treatments
磁热疗和免疫疗法联合治疗原发性和转移性肿瘤
  • DOI:
    10.1021/acsnano.9b08550
  • 发表时间:
    2020-01-01
  • 期刊:
    ACS NANO
  • 影响因子:
    17.1
  • 作者:
    Pan, Jiong;Hu, Ping;Shi, Jianlin
  • 通讯作者:
    Shi, Jianlin
间歇式静电纺丝制备纳米纤维药物控释系统
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    同济大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    母朝静;吴庆生
  • 通讯作者:
    吴庆生
FeNi3/NiFe-Mixed Metal Oxide Heterostructured Nanosheets for Catalytic Nitro-Amination
用于催化硝基胺化的 FeNi3/NiFe 混合金属氧化物异质结构纳米片
  • DOI:
    10.1021/acsanm.1c00978
  • 发表时间:
    2021-07
  • 期刊:
    ACS Applied Nano Materials
  • 影响因子:
    5.9
  • 作者:
    D;an Wu;Jiaqi Ran;Shuai Zhong;Ming Wen;Jian Zhou;Quanjing Zhu;Qingsheng Wu
  • 通讯作者:
    Qingsheng Wu
Bifunctional nano-Ag(3)PO(4) with capabilities of enhancing ceftazidime for sterilization and removing residues.
双功能纳米Ag3PO4增强头孢他啶杀菌及去除残留能力
  • DOI:
    10.1039/c9ra01969c
  • 发表时间:
    2019-06-04
  • 期刊:
    RSC advances
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
  • 通讯作者:

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QSAR 模型内部和外部验证方法综述
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    --
  • 作者:
    李萍;徐健;陈建伟;吴庆生
  • 通讯作者:
    吴庆生

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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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