植物叶片分级构造陶瓷及其光功能特性研究
结题报告
批准号:
50972090
项目类别:
面上项目
资助金额:
36.0 万元
负责人:
范同祥
依托单位:
学科分类:
E0206.功能陶瓷
结题年份:
2012
批准年份:
2009
项目状态:
已结题
项目参与者:
丁剑、张洁、周涵、黄大成、石楠、杨大龙
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中文摘要
项目提出利用自然界植物叶片多尺度结构为模板合成植物叶片分级构造光功能陶瓷,借助"光功能陶瓷本身材质与植物叶片大自然分级构造相耦合",大幅度提升光功能陶瓷功能性能。研究植物叶片分级构造光功能陶瓷结构复制过程中物理结构传承、化学组分变异转化规律、多尺度分级构造形成特点和规律、多尺度分级构造与光功能特性之间的关联,揭示光功能陶瓷"材质与植物叶片分级构造相耦合"机制和规律,实现其"独特多尺度分级构造-独特光功能特性"结构-功能一体化,并构筑新型植物叶片分级构造光功能陶瓷体系。项目开展具有重要理论意义和实用价值:一方面有利于发现新现象、提出具有创新构型的光功能陶瓷制备新原理和新工艺,另一方面将植物叶片转化为植物叶片分级构造光功能陶瓷可使自然界该类资源在不改变原有结构的同时,实现材质"旧貌换新颜"或"功能提升",有利于环保实现和资源再利用和深度利用。
英文摘要
启迪于天然植物叶片光合作用,本项目针对植物叶片分级构造特点,提出了植物叶片宏观、微观和纳米尺度分级构造陶瓷化复制途径,提出了“无机分级构造人工树叶”(Artificial Inorganic Leaf with Hierarchical structure)概念,并进一步利用“材质与分级构造相耦合”的学术思路,大幅度提高了光功能陶瓷的光解水制氢、光催化降解有机物、储氧等功能特性,实现了分级构造与光功能一体化和集成化;与此同时,本项目并将生物分级构造概念扩展到植物类生物质资源结构和蝶翅结构中; 研究中发现的若干新现象和揭示的若干新机理为光功能陶瓷的结构设计和功能提升提供了借鉴。..本项目以陆生普通植物叶片、水生植物海带、稻壳、米、豆等植物类生物质材料为模板,研究了不同分级构造与光解水制氢、光降解有机物和储氧等特性之间的规律,提出了其实用化途径,并据此开发了稻壳结构TiO2/SiO2 光催化材料、海带和米、豆构造的生物质自掺杂N-P/TiO2 光催化材料、蝶翅构造TiO2/Pt 光解水制氢体系。..本项目在 Advanced Material、Energy Environ. Sci.、PCCP、Carbon、ChemSuSChem 等专业期刊发表文章12 篇,封面文章4次,美国化学学会ACS 年会、法国仿生与启迪大会等国际重要学术会议大会主题报告1 次,特邀报告3 次,申请国家发明专利1 项;培养2012 年度全国百篇优秀博士论文获得者1名和硕士研究生4名。..本项目成果先后被New Scientist, MIT Technology Review, BBC knowledge Magazine, Photonics Spectrum Magazine 4种国际刊物作为研究亮点报道和评述,先后被 NPG Asia Materials, ACS News,Science daily, Discovery Channel News,Physorg.com, Nanowerk等作为研究亮点报道、转载和评述百余次; 包括Nature Materials助理编辑Alison Stoddart博士在内典型评价10余项。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Biogenic hierarchical TiO₂/SiO₂ derived from rice husk and enhanced photocatalytic properties for dye degradation.
稻壳衍生的生物多级 TiO2/SiO2 及其增强的染料降解光催化性能
DOI:10.1371/journal.pone.0024788
发表时间:2011
期刊:PloS one
影响因子:3.7
作者:Yang D;Fan T;Zhou H;Ding J;Zhang D
通讯作者:Zhang D
DOI:10.1111/j.1551-2916.2009.03361.x
发表时间:2010
期刊:Journal of the American Ceramic Society
影响因子:3.9
作者:S. Chow;T. Fan;Jian Ding;Di Zhang
通讯作者:S. Chow;T. Fan;Jian Ding;Di Zhang
An Insight into Artificial Leaves for Sustainable Energy Inspired by Natural Photosynthesis
受自然光合作用启发,深入了解人造树叶的可持续能源
DOI:10.1002/cctc.201000266
发表时间:2011-03
期刊:ChemCatChem
影响因子:4.5
作者:Zhou, Han;Fan, Tongxiang;Zhang, Di
通讯作者:Zhang, Di
Biogenic N-I-codoped TiO2 photocatalyst derived from kelp for efficient dye degradation
来自海带的生物 N-I 共掺杂 TiO2 光催化剂可有效降解染料
DOI:10.1039/c0ee00363h
发表时间:2011-01-01
期刊:ENERGY & ENVIRONMENTAL SCIENCE
影响因子:32.5
作者:Shi, Nan;Li, Xiaohui;Zhu, Hanxing
通讯作者:Zhu, Hanxing
DOI:10.1039/c1cp20787c
发表时间:2011-01-01
期刊:PHYSICAL CHEMISTRY CHEMICAL PHYSICS
影响因子:3.3
作者:Liu, Huihui;QibinZhao;Fan, Tongxiang
通讯作者:Fan, Tongxiang
蝶翅分级构造碳素材料及其结构辅助超黑机制研究
  • 批准号:
    51172141
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    范同祥
  • 依托单位:
多组分复杂体系in-situ MMCs中有效增强相形成的热力学与动力学机制研究
  • 批准号:
    50671064
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    28.0万元
  • 批准年份:
    2006
  • 负责人:
    范同祥
  • 依托单位:
非连续增强铝基复合材料再生机制研究
  • 批准号:
    50101006
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    16.0万元
  • 批准年份:
    2001
  • 负责人:
    范同祥
  • 依托单位:
国内基金
海外基金