电化学合成铂基纳米催化剂及其催化性能研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21703114
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0205.电化学
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs) have drawn a lot of attention due to their high efficiency and friendliness to environment. However, the commercialization of PEMFCs at large scale has been restricted by their high cost since the noble platinum is employed as catalyst in this type of devices. Shape-controlled synthesis of Pt-based nanoparticles can significantly increase the utilization rate of platinum, and enhance the catalytic performance, therefore decrease the demand of Pt in the devices and pave the way for the commercialization of PEMFCs at large scale. Wet-chemical method and electrochemical method are two popularly used methods during the shape-controlled synthesis of Pt nanoparticles. Compared with wet-chemical method, electrochemical method can produce surface-free nanoparticles since no surfactant is used during the process of synthesis. Without the surfactant adsorbed on the surface, it is more reliable to build relationship between the catalytic performance and structure. In this project, electrochemical method will be employed to shape-controlled synthesize Pt-based nanoparticles and the rules and mechanism for shape-controlled synthesis will be explored. The relationship between the catalytic performance at steady state and the shape, surface structure, size, composition etc. will be investigated systematically. In addition, identical location TEM (IL-TEM) is used to explore the mechanism of degradation of Pt nanocatalysts at single nanoparticle level. All of the research can make a direction for synthesis of high efficient Pt-based nanoparticles.
质子交换膜燃料电池以其高效率,清洁等特点受到人们的广泛关注与研究,但是昂贵的铂基催化剂严重制约了其大规模商业化。形状控制合成铂基纳米催化剂,能够极大地提高铂的利用率,同时大幅提高铂的催化活性,为降低铂的用量,促进质子交换膜燃料电池的大规模商业化起到重要作用。湿化学法和电化学法是形状控制合成铂基纳米催化剂比较常用的两种方法。相比较湿化学法,电化学法制备铂基纳米粒子的过程中无需添加任何表面活性剂,使得其表面清洁,能够真实地反映出其构效关系。本项目将采用电化学法形状控制合成铂基纳米催化剂,探索出形状控制合成铂基纳米催化剂的规律。研究所制备的铂基纳米催化剂在稳态测试条件下的催化活性与催化剂形状、晶面结构、粒径大小、组成等因素之间的联系。结合原位TEM的方法,从单个纳米粒子水平研究铂基纳米催化剂性能衰减的机理。这些研究为进一步制备出优异铂基纳米催化剂指明方向。

结项摘要

形状控制合成铂族金属纳米催化剂,能够极大提高贵金属的利用率,大幅提升其催化活性,是降低贵金属的用量,促进其大规模商业化的重要策略。化学法和电化学法是形状控制合成铂族金属纳米催化剂比较常用的两种方法。本项目主要采用电化学法形状控制合成表面清洁的铂族金属纳米催化剂,探索出了形状控制合成铂族纳米催化剂的规律,制备出系列具有完美晶面结构的纳米催化剂,并系统研究其构效关系;在电化学法制备表面清洁的铂族金属纳米催化剂的基础上,探索了化学法制备表面清洁的铂族贵金属纳米催化剂,并系统研究了其构效关系;在制备纯铂族贵金属纳米催化剂的基础上,运用电化学法及化学法成功制备了系列铂族金属合金纳米催化剂,并系统研究了其构效关系;在铂族金属纳米催化剂研究的基础上,探索了其它贵金属,例如金、银纳米材料的制备及性能研究。本项目面向国家需求,兼顾基础理论研究和应用研究,研究成果对于燃料电池及纳米电催化等领域具有重要的指导意义和应用价值。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Shape-Controlled Synthesis of Concave Pt and Willow-Like Pt Nanocatalysts via Electrodeposition with Hydrogen Adsorption/Desorption and Investigation of Their Electrocatalytic Performances toward Ethanol Oxidation Reaction
电沉积氢吸附/脱附形状控制合成凹形铂和柳状铂纳米催化剂及其对乙醇氧化反应的电催化性能研究
  • DOI:
    10.1021/acssuschemeng.0c00967
  • 发表时间:
    2020-04
  • 期刊:
    ACS Sustainable Chemistry & Engineering
  • 影响因子:
    8.4
  • 作者:
    Liu Xuan;Wang Kuankuan;Zhou Luming;Pu Houkang;Zhang Te;Jia Jia;Deng Yujia
  • 通讯作者:
    Deng Yujia
Green Synthesis of Ag–Au Bimetallic Nanoparticles with Alginate for Sensitive Detection of H2O2
海藻酸盐绿色合成Ag-Au双金属纳米粒子用于H2O2的灵敏检测
  • DOI:
    10.1007/s10562-018-2522-1
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Catalysis Letters
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Li Zhao;Juanjuan Song;Yun Xue;Xihui Zhao;Yujia Deng;Qun Li;Yanzhi Xia
  • 通讯作者:
    Yanzhi Xia
A Simple and Fast Method to Synthesize Cubic Iridium Nanoparticles with Clean Surface Free from Surfactants
一种简单快速的合成立方铱纳米粒子的方法,具有清洁的表面,不含表面活性剂
  • DOI:
    10.3390/nano9010076
  • 发表时间:
    2019-01
  • 期刊:
    Nanomaterials
  • 影响因子:
    5.3
  • 作者:
    Zhang Rongrong;Liu Xuan;Shi Litong;Jin Xin;Dong Yanchao;Li Kang;Zhao Xihui;Li Qun;Deng Yujia
  • 通讯作者:
    Deng Yujia
Carbon Quantum Dots Prepared with Chitosan for Synthesis of CQDs/AuNPs for Iodine Ions Detection
用壳聚糖制备碳量子点合成 CQDs/AuNPs 用于碘离子检测
  • DOI:
    10.3390/nano8121043
  • 发表时间:
    2018-12
  • 期刊:
    Nanomaterials
  • 影响因子:
    5.3
  • 作者:
    Song Juanjuan;Zhao Li;Wang Yesheng;Xue Yun;Deng Yujia;Zhao Xihui;Li Qun
  • 通讯作者:
    Li Qun
Facile Synthesis of Pd Nanocubes with Assistant of Iodide and Investigation of Their Electrocatalytic Performances Towards Formic Acid Oxidation
碘化物辅助的钯纳米立方体的简易合成及其对甲酸氧化的电催化性能研究
  • DOI:
    10.3390/nano9030375
  • 发表时间:
    2019-03-01
  • 期刊:
    NANOMATERIALS
  • 影响因子:
    5.3
  • 作者:
    Liu, Xuan;Li, Zichao;Deng, Yujia
  • 通讯作者:
    Deng, Yujia

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其他文献

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邓宇甲的其他基金

表面清洁的小粒径铂基纳米晶的形状控制合成及电催化性能研究
  • 批准号:
    21972071
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    65 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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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

        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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