二氧化钛纳米管结构与性质的量子化学计算研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    20906081
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    20.0万
  • 负责人：
    王建国
  • 依托单位：
    浙江工业大学
  • 学科分类：
    B0801.化工热力学
  • 结题年份：
    2012
  • 批准年份：
    2009
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2010-01-01 至2012-12-31

项目摘要

二氧化钛纳米管兼具半导体电子结构和一维材料的几何结构特点，因而表现出优异的性能，在化工，材料，生物等许多领域具有广阔的应用前景。但目前对这种新型材料的结构，尤其是一维管状结构所引起的新颖性质以及性质与结构的关系缺乏深入理解。本项目中将首次建立各种结构的二氧化钛纳米管，并采用量子化学（密度泛函理论）计算方法，通过研究二氧化钛纳米管的几何及电子结构，揭示二氧化钛纳米管具有优异性质的分子机制；通过研究模型物（应用于光催化降解）、探针分子（应用于传感器）在不同结构二氧化钛纳米管的吸附或解离行为，尤其是在管内受限条件下的行为，建立二氧化碳纳米管光催化、气敏性质与结构关系。本项目的研究不仅可以为二氧化钛纳米管在光催化、传感器等领域的应用提供理论依据，而且可以加深对以二氧化钛为代表的半导体金属氧化物纳米管因一维管状结构所引起独特性质的共性科学认识，因此具有重要的科学和实践意义。

结项摘要

二氧化钛纳米管兼具半导体电子结构和一维材料的几何结构特点，因而表现出优异的性能，在化工，材料，生物等许多领域具有广阔的应用前景。但对于一维管状结构所引起的新颖性质以及性质与结构的关系缺乏深入理解。. 通过本项目的实施， 我们（1）首次采用类碳纳米管的定义方式定义二氧化钛纳米管模型，并研究了二氧化钛纳米管几何结构与性质的关系；（2）率先建立二氧化钛纳米管阵列模型，研究了其光电催化性质并通过密度泛函理论计算得到过电势，吉布斯自由能等宏观性质，实现了分子层次的计算到宏观性质的关联，并与实验结果很好的吻合；（3）研究了模型物水在二氧化钛纳米管阵列中的吸附及解离，建立了水分解的四个基元反应步骤，揭示了调控水分解制氢过程中的速控步骤的分子机制；（4）揭示了亲水性的纳微孔道对分子吸附，反应增强的规律。有助于理解纳米空间内分子吸附，扩散，反应的规律。 在该项目资助下， J.AM.CHE.SOC, ACS.NANO， J.Phys.Chem以及Phys.Chem.Chem. Phys等期刊共发表论文24篇（全部为SCI收录。培养研究生8名。

项目成果

期刊论文数量（24）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（1）
专利数量（0）
Water splitting on TiO2 nanotube arrays
TiO2 纳米管阵列上的水分解
  • DOI：
    10.1016/j.cattod.2010.11.086
  • 发表时间：
    2011-05
  • 期刊：
    Catalysis Today
  • 影响因子：
    5.3
  • 作者：
    Qiang-qiang;Jiang-guo;Qin;Hua-qing;Xiao-nian
  • 通讯作者：
    Xiao-nian
Control of Self-Assembled 2D Nanostructures by Methylation of Guanine
通过鸟嘌呤甲基化控制自组装二维纳米结构
  • DOI：
    10.1002/smll.201002033
  • 发表时间：
    2011-04-04
  • 期刊：
    SMALL
  • 影响因子：
    13.3
  • 作者：
    Bald, Ilko;Wang, Yao-guang;Besenbacher, Flemming
  • 通讯作者：
    Besenbacher, Flemming
Electric field induced silicon carbide nanotubes: a promising gas sensor for detecting SO2
电场感应碳化硅纳米管：一种有前途的用于检测 SO2 的气体传感器
  • DOI：
    10.1088/0022-3727/45/6/065305
  • 发表时间：
    2012-02
  • 期刊：
    Journal of Physics D - Applied Physics
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Ya-bo Jia;Gui-lin Zhuang;jian-guo Wang
  • 通讯作者：
    jian-guo Wang
Bronsted-Evans-Polanyi Relations for H2O2 Synthesis on Gold Surfaces
金表面 H2O2 合成的 Bronsted-Evans-Polanyi 关系
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Catalysis Letters
  • 影响因子：
    2.8
  • 作者：
    Yao-guang Wang;Jian-guo Wang
  • 通讯作者：
    Jian-guo Wang
Enhanced Bonding between Noble Metal Adatoms and Graphene with Point Defects
贵金属吸附原子与点缺陷石墨烯之间的增强结合
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Acta Physico - Chimica Sinica
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Gui-lin Zhuang;Yong-an Lv;Jian-guo Wang;Xiao-nian Li
  • 通讯作者：
    Xiao-nian Li

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其他文献

Monte Carlo simulation of effects of pore entrance deactivation on reaction performance
孔入口失活对反应性能影响的蒙特卡罗模拟
  • DOI：
    10.1016/s0167-2991(08)62782-2
  • 发表时间：
    1994
  • 期刊：
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    --
  • 作者：
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  • 通讯作者：
    彭少逸
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    10.15938/j.emc.2021.03.002
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
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  • 通讯作者：
    樊亚东
利用中级地震激发的自由振荡简振模研究我国大陆中部地区上地幔介质横向特性
  • DOI：
    10.14075/j.jgg.2018.02.011
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王建国;胡小刚;柳林涛
  • 通讯作者：
    柳林涛
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  • DOI：
    10.37188/cjl.20220023
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    发光学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    温雪菲;莎仁;王建国
  • 通讯作者：
    王建国
Effects of ‘soft-hard’ compaction and multiscale flow on the shale gas production from a multistage hydraulic fractured horizontal well
“软硬”压实和多尺度流动对多级水力压裂水平井页岩气产量的影响
  • DOI：
    10.1016/j.petrol.2018.07.012
  • 发表时间：
    2018-11
  • 期刊：
    Journal of Petroleum Science and Engineering
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王建国;胡波文;刘桦;韩月;刘嘉
  • 通讯作者：
    刘嘉

其他文献

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王建国的其他基金

炔烃及衍生物半加氢（氘）的催化剂理论设计及实验研究
  • 批准号：
  • 批准年份：
    2021
  • 资助金额：
    260 万元
  • 项目类别：
炔烃及衍生物半加氢(氘)的催化剂理论设计及实验研究
  • 批准号：
    U21A20298
  • 批准年份：
    2021
  • 资助金额：
    260.00 万元
  • 项目类别：
二维MXenes合成氨电催化剂多尺度模拟设计及实验研究
  • 批准号：
    21878272
  • 批准年份：
    2018
  • 资助金额：
    65.0 万元
  • 项目类别：
    面上项目
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  • 批准号：
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  • 批准年份：
    2013
  • 资助金额：
    75.0 万元
  • 项目类别：
    重大研究计划
金催化醇选择氧化的密度泛函理论与实验研究
  • 批准号：
    21176221
  • 批准年份：
    2011
  • 资助金额：
    68.0 万元
  • 项目类别：
    面上项目

相似国自然基金

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相似海外基金

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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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