连续脉冲激光沉积法制备石墨烯基非贵金属催化剂及其氧还原性能研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21776147
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    64.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0809.光化学与电化学工程
  • 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

Fuel cells have a series of advantages, such as high energy conversion efficiency, renewable fuel resource, environmental friendliness, simple structure and high reliability. The aims of this project are to investigate the synthesis and oxygen reduction properties of graphene-based non-noble metal alloys (Fe, Co, Ni, Cu, Mo) and nitride composites. Pulsed laser deposition will be used to prepare graphene and nitrogen doped graphene on different substrates under low temperatures, followed by in-situ deposition of nanoscale non-noble metal alloys or nitrides on the surface of graphene. Controlling the morphology and size distribution of non-noble metal alloys and nitride nanoparticles can be obtained by adjusting the parameters of pulsed laser deposition process. The properties of the materials will be tested by electrochemical technique and their oxidation-reduction catalytic properties will be studied. Desirable graphene-based non-noble metal alloy and nitride nanoparticles will be developed as cathode catalysts of fuel cells. The successful implementation of this project will improve the performance of oxygen reduction catalysts and reduce the cost of materials. Furthermore, the material preparation method is easy to promote industrialization and thereby, can effectively advance the commercial application of fuel cells.
燃料电池具有能量转化效率高,燃料资源可再生,环境友好度高,结构简单,可靠性高等诸多优点。本项目拟开展石墨烯基非贵金属(Fe、Co、Ni、Cu、Mo等)/合金及其氮化物复合材料的制备及其氧还原性能研究。利用脉冲激光沉积系统尝试在不同基底上低温制备石墨烯、氮掺杂石墨烯,然后,在不打开沉积舱的情况下,继续利用脉冲激光沉积技术在石墨烯材料表面原位沉积纳米级非贵金属/合金及其氮化物。通过调整脉冲激光沉积技术参数,实现非贵金属/合金及其氮化物纳米粒子形貌结构和尺寸分布的调控。利用电化学技术对材料的性能进行测试,研究其氧还原催化性能,寻找理想的石墨烯基非贵金属,用于燃料电池阴极催化剂。该项目的顺利实施,可以提高氧还原催化剂性能,降低材料成本,且材料制备方法便于工业化推广,能够有力推动燃料电池商业化应用。

结项摘要

燃料电池具有能量转化效率高,燃料资源可再生,环境友好度高,结构简单,可靠性高等诸多优点。本项目拟开展石墨烯基非贵金属/合金及其氮化物复合材料的制备及其氧还原性能研究。利用脉冲激光沉积系统尝试在不同基底上低温制备石墨烯、氮掺杂石墨烯,然后,在不打开沉积舱的情况下,继续利用脉冲激光沉积技术在石墨烯材料表面原位沉积纳米级非贵金属/合金及其氮化物。通过调整脉冲激光沉积技术参数,实现非贵金属/合金及其氮化物纳米粒子形貌结构和尺寸分布的调控。利用电化学技术对材料的性能进行测试,研究其氧还原催化性能,寻找理想的石墨烯基非贵金属,用于燃料电池阴极催化剂。该项目的顺利实施,可以提高氧还原催化剂性能,降低材料成本,且材料制备方法便于工业化推广,能够有力推动燃料电池商业化应用。

项目成果

期刊论文数量(64)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Controllable synthesis of MnO2 with different structures for supercapacitor electrodes
不同结构MnO2的可控合成用于超级电容器电极
  • DOI:
    10.1016/j.jelechem.2019.113332
  • 发表时间:
    2019-09
  • 期刊:
    Journal of Electroanalytical Chemistry
  • 影响因子:
    4.5
  • 作者:
    Xiangfang Wu;Fengjian Yang;Hongzhou Dong;Jing Sui;Qian Zhang;Jianhua Yu;Qingqing Zhang;Lifeng Dong
  • 通讯作者:
    Lifeng Dong
Efficient nitrogen-doped porous carbon/carbon nanotube-supported CO3O4/Co catalysts for oxygen reduction reactions in alkaline media
高效氮掺杂多孔碳/碳纳米管负载的CO3O4/Co催化剂用于碱性介质中的氧还原反应
  • DOI:
    10.1016/j.jelechem.2019.113478
  • 发表时间:
    2019-09
  • 期刊:
    Journal of Electroanalytical Chemistry
  • 影响因子:
    4.5
  • 作者:
    Sui Jing;Feng Changqian;Yan Tao;Wang Jie;Li Zongzhao;Feng Jianguang;Gao Xiaolei;Dong Hongzhou;Yu Liyan;Dong Lifeng
  • 通讯作者:
    Dong Lifeng
Density functional theory study on optical and electronic properties of co-doped graphene quantum dots based on different nitrogen doping patterns
基于不同氮掺杂模式的共掺杂石墨烯量子点光学和电子特性的密度泛函理论研究
  • DOI:
    10.1016/j.diamond.2021.108264
  • 发表时间:
    2021-03
  • 期刊:
    Diamond and Related Materials
  • 影响因子:
    4.1
  • 作者:
    Jianguang Feng;Qian Guo;Na Song;Haiying Liu;Hongzhou Dong;Yingjie Chen;Liyan Yu;Lifeng Dong
  • 通讯作者:
    Lifeng Dong
Dual-active-site hierarchical architecture containing NiFe-LDH and ZIF-derived carbon-based framework composite as efficient bifunctional oxygen electrocatalysts for durable rechargeable Zn-air batteries
含有 NiFe-LDH 和 ZIF 衍生的碳基框架复合材料的双活性位点分层结构,作为耐用可充电锌空气电池的高效双功能氧电催化剂
  • DOI:
    10.1016/j.cej.2020.125718
  • 发表时间:
    2020-11-01
  • 期刊:
    CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL
  • 影响因子:
    15.1
  • 作者:
    Chen, Di;Chen, Xing;Dong, Lifeng
  • 通讯作者:
    Dong, Lifeng
The favourable synergistic operation of photocatalysis and catalytic oxygen reduction reaction by a novel heterogeneous CoFe2O4-TiO2 nanocomposite
新型异质CoFe2O4-TiO2纳米复合材料对光催化和催化氧还原反应的良好协同作用
  • DOI:
    10.1016/j.apsusc.2020.146142
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Applied Surface Science
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Sun Qiong;Wu Songhao;Li Kaijing;Han Bing;Chen Yingjie;Pang Beili;Yu Liyan;Dong Lifeng
  • 通讯作者:
    Dong Lifeng

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其他文献

Template-directed Synthesis of Ag2S-Fe2O3 Heterostructures
Ag2S-Fe2O3 异质结构的模板定向合成
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015-04
  • 期刊:
    ECS Transactions
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈英杰;刘士奔;赵梅;于立岩;董红周;董立峰
  • 通讯作者:
    董立峰
Self-Assembly Synthesis of Large-Pore Fe/N-Codoped Ordered Mesoporous Carbon for Supercapacitor Electrode Materials
自组装合成大孔Fe/N共掺杂有序介孔碳超级电容器电极材料
  • DOI:
    10.1149/2.0641712jes
  • 发表时间:
    2017-08
  • 期刊:
    Journal of The Electrochemical Society
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    康洪权;隋丽娜;王永涛;张硕;董红周;于立岩;董红周
  • 通讯作者:
    董红周
Efficient carbon-supported Ag-MFe2O4 (M = Co, Mn) core-shell catalysts for oxygen reduction reactions in alkaline media
用于碱性介质中氧还原反应的高效碳载Ag-MFe2O4(M = Co,Mn)核壳催化剂
  • DOI:
    10.1016/j.ijhydene.2017.03.088
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    International Journal of Hydrogen Energy
  • 影响因子:
    7.2
  • 作者:
    陈英杰;刘士奔;于立岩;刘秋红;王永涛;董立峰
  • 通讯作者:
    董立峰
纳米碳纤维的低温制备——催化剂粒子尺寸的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    材料导报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    于立岩;范国威
  • 通讯作者:
    范国威
High-yield synthesis of carbon nanofibers catalyzed by copper nanowires, Optoelectronics and Advanced Materials-Rapid Communications
铜纳米线催化碳纳米纤维高产率合成、光电与先进材料-Rapid Communications
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Optoelectronics and Advanced Materials-Rapid Communications
  • 影响因子:
    0.5
  • 作者:
    于立岩;毛常明;时亚南;隋丽娜;范国威
  • 通讯作者:
    范国威

其他文献

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于立岩的其他基金

基于机器学习的石墨烯基无机无铅钙钛矿太阳能电池设计及光电转换性能研究
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    面上项目

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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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